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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF - M’SILA Mémoire présenté pour l’obtention Du diplôme de Master Académique Par : -Ahmed Abdo Al-Eyani Intitulé Soutenudevant le jury composé de : Dr. MAZA Mekki Université de M’sila Président Pr. RAHMOUNI Zine El Abidine Université de M’sila Rapporteur Mme.BELOUADAH M Université de M’sila Co-Rapporteur Dr. BELAGRAA Larbi Université de M’sila Examinateur Année universitaire : 2016 /2017 Valorisation du déchet de marbre et de verre comme additif dans la production du mortier FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL N° : DOMAINE : SCIENCE ET TECHNIQUES FILIERE : Génie Civil OPTION : Matériaux REMERCIEMENT TABLE DES MATIERES TABLE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX RESUME ABSTRACT INTRODUCTION GENERALE 1 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE CHPITRE I : CIMENT ET MORTIER Introduction 3 I-1 Ciment 3 I-2 Aperçu historique 3 I-3 Définition d’un ciment 4 I-4 les différents ajouts incorporés au ciment 4 I-5 Procèdes et techniques de fabrication du ciment 5 I-6 Constituants principaux du ciment et les additions 6 I-6-1 Le clinker 6 I-6-1-1La composition chimique 7 I-6-1-2 La composition minéralogique 7 I-6-2Les ajout minéraux 8 I-7Catégories des ciments 8 I-8Caractéristique du ciment 9 I-8-1 Caractéristique physico-chimique 9 I-8-1-1 Indice d’hydraulicité 9 I-8-1-2 prise 10 I-8-1-3 durcissement 10 I-8-1-4 Fausse prise 11 I-8-1-5 Chaleur d’hydratation 11 I-8-1-6 finesse de mouture 11 I-8-1-7 Retrait 11 I-8-1-8 Expansion 12 I-8-2 Exigences chimiques 13 I-9 Mortier 14 I-9-1 Introduction 14 I-9-2 Définition 14 I-9-3 Le rôle d’utilisation de mortier 14 I-9-4 Les caractéristiques de mortier 15 I-9-5 Composition 15 I-9-5-1 Les liants 16 Table des matières I-9-5-2 Les sables 16 I-9-5-3 Les adjuvants 17 I-9-5-4 Les ajouts 17 I-10 Les différents mortiers 17 I-10-1 Les mortiers de ciment 17 I-10-2 Les mortiers de chaux 17 I-10-3 Les mortiers bâtards 17 I-10-4 Mortiers fabriqués sur chantier 17 I-10-5 Mortier industriel 18 I-11 Caractéristiques principales 18 I-12 Conclusion 18 CHAPITRE II : ADDITIONS MINERALES II-1 Introduction 19 II-2 L'intérêt de l'utilisation des ajouts minéraux dans le génie civil 19 II-3 Intérêt du point de vue technique 19 II-4 Intérêt du point de vue économique 19 II-5 Intérêt du point de vue environnemental 19 II-6 Les inconvénients d’utilisation des ajouts minéraux 20 II-7 Définition des ajouts cimentaires 20 II-8 Classification des ajouts minéraux 20 II-8-1 Principaux ajouts minéraux inertes 21 II-8-1-1 Fillers calcaires 21 II-8-1-2 Sable de dune 21 II-8-1-3 Le marbre 21 II-8-1-4Le verre 24 II-8-2 Les ajouts minéraux actifs 26 II-8-2-1 La pouzzolane 26 II-8-2-2 La fumée de silice 27 II-8-2-3 Le laitier de haut fourneau 27 II-8-2-4 Les cendres volantes 28 II-8-2-5 La poussière 29 II-9 Effets des ajouts sur les propriétés des bétons 30 II-9-1 Amélioration de l’ouvrabilité 30 II-9-2 Chaleur d’hydratation 30 II-9-3 Durabilité 30 II-9-4 Développement des résistances 30 II-9-5 Développement des bétons à haute résistance 31 II-10 Rôle des ajouts minéraux actifs 31 II-11 L’utilisation des ajouts en Algérie 31 II-12 Conclusion 31 PARTIE EXPERIMENTALE CHAPITRE III : METHODES D'ESSAI ET MATERIAUX UTILISES III-1 Introduction 32 III-2 Matières Premières 32 III-2-1 Poudre de verre et poudre de marbre 32 III-2-2 Le clinker 32 III-2-2-1 Composition chimique et minéralogique du clinker 33 III-2-3 Le gypse 33 III-2-3-1Composition chimique 33 III-3 Ciment 34 III-3-1 Caractéristiques du ciment CPJ-CEM II 34 III-3-1-1 Description 34 III-3-1-2 Analyses chimiques de ciment 34 III-3-1-3 Caractéristiques mécaniques et physiques du ciment 35 III-3-2 Essai sur ciment anhydre 35 III-3-2-1 Détermination de la densité de ciments 35 III-3-2-2 Surface Spécifique de Blaine 36 III-3-2-3 Détermination du Refus 38 III-3-3 Essais sur ciment hydraté (pâtes de ciment) 39 III-3-3-1 Essais de consistance normale 39 III-3-3-2 Essais de Temps de Prise 40 III-3-3-3 Expansion de Chatelier 41 III-4 Mortier 43 III-4-1 Formulation des mortiers normalisés 43 III-4-1-1 L'eau de gâchage 43 III-4-1-2 Sable normalisé (Norme EN 196-1 43 III-4-1-2-1 Caractéristiques 43 III-4-1-2-2 Contrôles 44 III-4-1-2-3 Conformité 44 III-4-1-2-4 Analyse granulométrique 44 III-4-2 Essai sur mortier 45 III-4-2-1 Mortier normalisé 45 III-4-2-2 Préparation des éprouvettes et déroulement des essais mécaniques 46 III-4-2-3 Mesure du Retrait sur éprouvette de mortier normal 47 III-4-2-4 Chaleur d'hydratation 48 III-5 Conclusion 54 CHAPITRE IV : RESULTATS ET ANALYSES IV-1 Introduction 55 IV-2 Les résultats d'essai physiques 56 IV-2-1 Influence de poudre de verre et marbre sur densité préparés 56 IV-2-2 Influence de poudre de verre et marbre sur la surface spécifique du ciment préparés 57 IV-2-3 Influence de poudre de verre et marbre sur la pâte de ciment préparés 58 IV-2-3-1 Influence de poudre de verre et marbre sur la consistance normale 58 IV-2-3-2 Influence de poudre de verre et marbre sur le temps de prise 59 IV-2-3-3 Influence de poudre de verre et marbre sur l’expansion de Chatelier 60 IV-2-4 Influence de poudre de verre et marbre sur le mortier 61 IV-2-4-1 Résistances à la compression. 61 IV-2-4-2 Résistances à la flexion 62 IV-2-4-3 Effet de poudre de verre et marbre sur le retrait et le gonflement 63 IV-2-4-3-1 Retrait 63 IV-2-4-3-2 Gonflement 64 Conclusion CONCLUSION GENERALE REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE Figure I-1 : Le ciment Portland, du cru au ciment hydraté l’alite est le composé majoritaire du clinker 05 Figure I-2 : Composition chimique du clinker 07 FigureII-1: Différents types d’ajouts cimentaires 20 Figure II.2: poudre de marbre 21 Figure II-3 :a) Structure en anneau de la Cristobalite ; b) Modèle proposé par Zachariasen…… 24 Figure II.4 :(a) l’empilement des atomes de la silice amorphe. (b) l’adjonction de Na2O et CaO 25 Figure II-5 : Rupture d’un pont Si-O-Si par adjonction d’une molécule de modificateur Na2O 26 Figure II.6: pouzzolane naturelle 26 Figure II-7 : Fumée de silice 27 Figure II-8 : laitier de haut fourneau 27 22 FigureIII.1 : malaxeur 39 FigureIII.2: Appareille Vicat 39 Figure III.3: Appareil Vicat 40 FigureIII.4:Bouilloire de Chatelier 42 Figure III.5 : Distillateur (Lafarge laboratoire) 43 Figure III.6 Analyse granulométrique du sable normalisé 45 Figure. III-7: Malaxeur semi-automatique de mortier 46 Figure. III-8: Table à vibrante (Laboratoire de Lafarge M'sila) 46 Figure. III-9: La Chambre d'humidité 46 Figure II-10: Bains d'eau (laboratoire de Lafarge M'sila) 46 Figure. III-11 : Machine de Compression (Laboratoire de Lafarge M'sila) 47 Figure. III-12 : Comparateur de Retrait (Laboratoire de Lafarge M'sila) 48 Figure. III-13 : Calorimètre Langavant (Laboratoire de Lafarge M'sila) 53 Figure IV-1 : Variation de densité de ciment en fonction de poudre de verre et marbre 56 Figure IV-2 : Variation de la surface spécifique de ciment en fonction de poudre de verre et marbre 57 Figure IV-3 : Variation de la consistance normale en fonction de poudre de verre et marbre 58 Figure IV-4 : Variation des temps de prises en fonction de poudre de verre et marbre 59 Figure IV-5 : Effet de poudre de verre et marbre sur l’expansion du ciment 60 Liste des figures Figure IV-6 : Effet de poudre de verre et marbre sur la résistance à la compression 61 Figure IV-7 : Effet de poudre de verre et marbre sur la résistance à la flexion 62 Figure IV-8 : Evolution du retrait du mortier en fonction de poudre de verre et marbre. 64 Figure IV-9 : Evolution du gonflement du mortier en fonction de poudre de verre et marbre. 65 Tableau I.1 : Composition chimique du clinker de ciment portland ordinaire 08 Tableau I.2 : Principales catégories de ciment 11 Tableau I.3 : Exigences chimiques définies en termes de valeurs caractéristiques des cimentscourants 11 Tableau II.1 : composition chimiques de la fumée de silice 21 Tableau II.2: Composition chimique type de laitiers de haut fourneau 22 Tableau II.3 : composition chimiques de cendres volantes 22 Tableau III-1: Analyse chimique de la poudre de verre 35 Tableau III.2: Analyse chimique de la poudre de marbre 36 Tableau III.3 : caractéristiques physique du clinker 39 Tableau III.4 : Composition chimique et minéralogique du clinker 59 Tableau III.5 : Composition chimique du gypse 61 Tableau III.6 : Analyses chimiques de ciment 63 Tableau III.7 : Caractéristiques du CPJ 64 Tableau III-8: Analyse granulométrique du sable normalisé 64 Tableau III.9: les compositions du mortier 64 Tableau I.1 : Composition chimique du clinker de ciment portland ordinaire 66 Tableau I.2 : Principales catégories de ciment 9 Tableau I.3 : Exigences chimiques définies en termes de valeurs caractéristiques des cimentscourants 13 Tableau II.1 : composition chimiques de la fumée de silice 27 Tableau II.2: Composition chimique type de laitiers de haut fourneau 28 Tableau II.3 : composition chimiques de cendres volantes 27 Tableau III-1: Analyse chimique de la poudre de verre 32 Tableau III.2: Analyse chimique de la poudre de marbre 32 Tableau III.3:Caractéristique physique du clinker 33 TableauIII.4 : composition chimique et minéralogiquedu clinker 33 Tableau II.5 :Composition chimique de gypse 34 Tableau III.6 : Analyses chimiques de ciment 34 Liste des tableaux Tableau III.7 : caractéristique du CPJ 35 Tableau III.8 : tamisage de sable normalisé 44 Tableau III.9 : analyse granulométrie du sable normalisé 44 Tableau III.10 :les composition de mortier 45 Conclusion générale ﻣﻠﺧص أﺻﺑﺣ ٌﺗطور ﻣوادﺑﻧﺎءﺟدﯾدٌةﻣﺷﻛﻼﻟﺳﺎﻋﺔﺣﯾﺛٌﺳٌﻌﯨﺎﻟﺑﺎﺣﺛوﻧ ﻺ ﯾﺟﺎد ﻣوادﻣﻧﺎﺳﺑﺔﻏﯾرٌﻣﻛﻠﻔﺔﺗﺗﻣﺎﺷﯨﻣﻌﻣﺟﺎﻻﻻﺳﺗﻌﻣﺎل،اﺳﺗ ﺧداﻣﺎﻟﻣواداﻹﺿﺎﻓﯾﺔٌﻓﯾﺻﻧﺎﻋﺔاﻹﺳﻣﻧﺗﻔﯾﺗزا ﯾ ٌد ﻣﺳﺗﻣرو أ طٌﻠﻘﻐﺎﻟﺑﺎﻋﻠﯨﮭذھﺎﻟﻣوادإﺿﺎﻓﺎﺗﻣﻌدﻧﯾﺔٌاﻟﺗﯾﻧﺗﺣﺻﻠﻌﻠﯾﮭﺎﻣﻧﻣﺻﺎدر طﺑﯾﻌٌﯾﺔٌأو ﺑﻘﺎ ﯾﺎٌاﻟﻣواداﻟﺻﻧﺎﻋﯾﺔ و ٌ دﯾﺈﻟﯨﺎﻧﺧﻔﺎﺿﻔﯾﺎﺳﺗﮭﻼﻛﻣﺎدةاﻟﻛﻠﻧﻛروﺳٌﺎھﻣﻔ uploads/Science et Technologie/467-pdf.pdf