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Elaboration de nouveaux liants mineraux pour la formulation de betons ecologiques et durables

Faculté de génie Département de génie civil ÉLABORATION DE NOUVEAUX LIANTS MINERAUX POUR LA FORMULATION DE BÉTONS ECOLOGIQUES ET DURABLES Mémoire de ma? trise Spécialité génie civil Ana Balaguer Pascual Jury Arezki Tagnit-Hamou directeur Ammar Yahia rapporteur Pierre-Claver Nkinamubanzi membre externe Coordonatrice Monique T Tognonvi Sherbrooke Québec Canada Août C CRÉSUMÉ L ? industrie du ciment fait face aujourd ? hui à un problème environnemental majeur dû aux émissions de CO lors de la production du clinker du ciment Portland CP Bien que des e ?orts soient faits pour minimiser cet impact négatif sur l ? environnement par l ? utilisation de sous- produits industriels lors de la fabrication du clinker ou en remplacement partiel du ciment pendant la conception du béton le crédit carbone reste toutefois élevé Une des solutions est de remplacer totalement le CP par une nouvelle génération de liants minéraux connus sous le nom de géopolymères qui possèdent des propriétés similaires au CP Ces liants sont obtenus par l ? activation alcaline de matériaux siliceux ou aluminosilicates C ? est dans cette optique qu ? une étude basée sur l ? activation de la poudre de verre provenant du verre mixte recyclé a été initiée Il s ? agit donc dans cette étude d ? optimiser une formulation de poudre de verre activé pour la conception de béton écologique Cependant la poudre de verre étant un silicate alcalin le liant issu de son activation est instable du fait de la teneur élevée en alcalis qui ont tendance à lixivier Pour stabiliser les alcalis il a été nécessaire d ? ajouter du métakaolin qui a une bonne aptitude de ?xation des alcalis En raison de la grande ?nesse du métakaolin son addition augmente considérablement la demande en eau des mélanges et les superplasti ?ants à base de polycarboxylate se sont avérés ine ?caces permettant seulement l ? utilisation de teneurs en MK inférieures ou égales à Par ailleurs la teneur élevée en alcalis permet l ? utilisation de solution de NaOH modérément concentrée NaOH ? M Aussi ce type de système nécessite une activation thermique à C pendant au moins jours suivie de la maturation des échantillons à C et d ? humidité relative En e ?et une cure normale à d ? humidité relative entraine une forte lixiviation des alcalis Dans cette étude d ? optimisation plusieurs variables in uencent donc le système étudié dont les plus importants sont entre autres ? Le temps et la température de l ? activation thermique ainsi que les conditions de cure ou de maturation température et humidité qui sont indispensables pour contrôler la cinétique de la réaction de géopolymérisation et donc des performances mécaniques des mortiers ? La teneur en métakaolin matériau qui a permet de ?xer les alcalis à l ? intérieur de la matrice géopolymère en empêchant leur lixiviation avec une amélioration progressive des performances mécaniques du mortier ? La concentration en NaOH est une des variables les plus importantes a ?ectant le processus de géopolymérisation Du