Les liants hydrauliques et pouzzolaniques utilisés en technique routière : types de liants, composition, caractéristiques spécifiques, domaines d’utilisation, avantages et points sensibles. l. Nature des principaux liants Quelques définitions : Liant hydraulique : système de constit au qui aboutit à la formatio uasiment nsoluble dans l’eau. et instables dans l’e stable q Snipe to action avec ‘eau.
Il est dit a dit, c’est un liant qui durcit par Clin d’œil historique : Les Romains ont été les premiers à utiliser u n liant hydraulique constitué de chaux et de sable volcanique (Santorin, pouzzole). Ils ont obtenu un mortier très résistant et très durable sous l’eau douce ou peau de mer (Pa nthéon romain, le Colisée, le pont du Gard etc. Liant pouzzolanique : liant qui durcit par ajout d’un activant comme la chaux dans la pl aluminoferrite tricalcique : C_4AF (4 Cao, Al_20_3, Fe 30_3) Ses principaux composants sont la roche calcaire et l’argile. Elles s ont broyées et éventuellement additionnées de produits secondalres. Le mélang e obtenu s’appelle le cru et est composé d’environ de calcaire et d’environ 20 % d’argile Fabrication du ciment en 6 étapes : Il existe plusieurs méthodes de fabrication du ciment : par voie hu
La plus usitée étant la méthode de fabrication par voi e sèche, nous avons choisi de l’expliquer plus en détails : Extraction en carrière des matières premières (argiles et calcaires Concassage (réduction en petits morceaux) Homogénéisation (mélange argiles + calcaires) Cuisson à haute température (pour mélanger intimement les deux, la haute température d’environ 1450 oc permet une meilleure homogénéisation) Trempage (refroidissement brutal), on obtient le clinker (Le clink r n’est pas encore le ciment) On ajoute au clinker 3 à 5 % de gypse ( le gypse est un régulateur de prise, il permet l’hydratation du c_3A et du C_3AF) Broyage (le broyage en particules fines permet de donner au cim ent ses propriétés hydrauliques actives), on o PAG » rif 6 es variétés différentes. Le ciment Portland artificiel (CPA) se révèle être le plus courant, c’est pourquoi nous n ous y intéresserons. Caractéristiques mécaniques et physiques du ciment : Mélangé à de l’eau ou à une solution saline, le ciment devient une pâte plastique liante.
Après voir durci dans l’eau ou dans rair, cette pâte conserve sa résistan ce et sa stabilité. Notamment, après la prlse, la résistance à la compresslon du Clrn ent est très bonne contrairement à sa résistance à la traction. Bienheureusement, la compression est le phénomène le plus sollicité lorsque les voitures empruntent les v oies routières. Sous forme anhydre (poudre), le ciment permet d’agréger du sabl e fin pour produire du mortier, des granulats et du béton. La masse volumique du ciment est de l’ordre de 3 g/crnA 3 Selon la taille des granulats utilisés, on obtiendra des ciments de c ractéristiques finales bien différentes.
Ainsi, pour obtenir un béton respectant des condition s spécifiques ( de résistance, de perméabillté, de propreté par exemple) on choisira bien les gra nulats. Photo : centre de stockage de (granulats, argile) calcaire dans une cimenterie. Ils possèdent les mêmes propriétés que le ciment à savoir que : leur masse volumique est de l’ordre de grandeur de 3 g/ cmA3 et que leurs caractéristiques mécaniques dépendent aussi for tement du choix des granulats. Toutefois ils sont utilisables de façon plus spécifique car leur form ule est très variable. Le temps de prise s’avère plus long que celui du ciment classique. Ainsi leur maniabilité est plus grande.
C’est un avantage non négligeable puisque un certain tem ps pour couler et mélanger est nécessaire. 3) Laitiers de haut fourneau : a. Origine et fabrication Origine Les laitiers de haut fourneau sont des c oproduits formés au cours de Pélaboration de la fonte ? partir de minerai de fer. La fonte est une catégorie de métaux ferr eux fabriquée dans les hauts fourneaux. La réaction qui s’y produit est une réaction de réductio 20 RO où R désigne un réducteur. La fonte contient 1,7 % de carbone ontre 0,02 % dans l’acier. Fabrication de la fonte en haut fourneau : (image du cours) Selon le paramètre que l’on modifie, on trouve différents types de laitiers de haut fourneau PAGF ent est lent.
Fabrication dans le haut fourneau et propriétés : Le laitier liquide (à 1300 OC/ 15000C) est évacué immédiatement e n poche à laitier, dès la sortie du haut fourneau vers des zones spécifiques : les crassiers. Il y est d éversé coulée après coulée. Le laitier s’y refroidit lentement et se transforme alors en roche d ure artificielle. Le laitier cristallisé obtenu est chimiquement stable. Ses constituants principaux sont : les silicates et les silicoaluminat es de calcium. Laitiers vitrifiés (2 types : granulés ou bouletés) principalemen t employés en tant que liant hydraulique si le refroidissement s’effectue dans l’eau. On trouve 2 types de laitiers vitrifiés : Le laitier granulé : refroidissement en bassin ou par jet d’eau sous pression Le laitier bouleté : soumis à 2 types d’actions : jet d’eau + actlon m écanique.
Le laitier liquide se déverse sur un tambour tournant et cannelé com portant des trous en périphérie, alimentés sous pression. Les particules de lait er se trouvent alors projetées à plusieurs mètres du tambour ce qui autorise un e trempe à l’air pendant le trajet des particules. Suite au refroidissement brutal à l’eau (trempage), le laitier vitrifié possède une structure désordonnée susceptible, sous certaines conditions, d’évoluer ver s une forme cristalline stable ce qui développerait des p résista hydrauliques routiers (CHR) >laitlers de hauts fourneaux >cendres volantes http://wikipedia. qwika. com/en2fr/Fly_ash >pouzzolanes Il.
Utilisation dans les infrastructures routières >utilisation en remblai et couche de forme cendres volantes * laitier cristallisé de hauts fourneaux) >utilisation en couche d’assise * laitier cristallisé et concassé graves cendres volantes, chaux. cendres volantes chaux gypse >utilisation en couches de surface en italique ci dessous : du copier-coller Nos préoccupations modernes nous poussent à entretenir et dév elopper nos voies de communicatlon tout en préservant les ressources naturelles. Dan s cette optique, l’emploi de Liants Hydrauliques Routiers (LHR) lors des travaux de terrassement permet l’usage des matériaux en place aux comportements géotechnique s initialement
