CHAPITRE 2 STABILISATION DES ARGILES
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1. INTRODUCTION :
La stabilisation est une technique qui permet
d'améliorer la portance et le comportement à l'eau d'un sol ou
d'un matériau moyennant l'ajout d'un liant hydraulique (ciment,
chaux...) ou d'un liant hydrocarboné (bitume, émulsion de
bitume...).
Il existe différents types de traitement des argiles
gonflantes. Ces traitements, de manière générale,
permettent de lier et de cimenter les particules entre elles, afin d'augmenter
la résistance du matériau et de réduire sa
sensibilité à l'eau.
Les deux techniques de stabilisation les plus utilisées
pour valoriser les sols sont les suivantes :
? Traitement aux liants hydrauliques (traitement
physico-chimique): les liants hydrauliques sont des produits
d'origine minérale qui par réaction avec l'eau donnent des
réseaux cristallins enchevêtrés et ayant une bonne
cohésion et pouvant aboutir à des jonctions avec le squelette
minéral (contrairement aux produits de type colle qui eux ne peuvent
qu'adhérer au squelette minéral)
Parmi les stabilisations les plus couramment utilisées on
distingue :
- Stabilisation à la chaux
- Stabilisation au ciment
- Stabilisation en cendres volantes,
? Traitement avec un matériau non argileux
(traitement chimique):
Il s'agit de mélanger le matériau argileux
gonflant avec un autre d'argilosité presque nulle, ce sont par exemple
les sables, les graviers .Ces matériaux inertes réduisent le
pourcentage global d'éléments actifs (inférieurs à
2 microns) et réduisent, par la même, l'activité du
gonflement de l'argile. L'efficacité de ce mode de traitement sera
fonction du pourcentage d'éléments inertes, de leur
granulométrie et du mode de mise en place du mélange.
2. PROCEDES DE TRAITEMENT DES SOLS GONFLANTS :
2.1 Stabilisation par l'ajout de la chaux :
Outre son utilisation pour le traitement des sols en
construction routière, la chaux peut être utilisée dans de
nombreux domaines: sidérurgie, verrerie, industrie papetière,
agriculture, construction, etc. Aujourd'hui, les chaux utilisées en
construction sont des produits normalisés. Outre les paramètres
repris dans la norme, des caractéristiques supplémentaires sont
spécifiées dans les cahiers des charges types.
2.1.1 Les différents types de chaux :
La chaux peut exister sous les trois formes
suivantes:
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? Chaux vive: elle est principalement
constituée d'oxyde de calcium CaO (en général à
plus de 90 %). Une chaux vive pour le traitement des sols est selon la norme
NBN EN 459 à définir comme NBN EN 459-1 - CL90-Q;
? Chaux éteinte (ou hydratée):
elle est principalement constituée d'hydroxyde de calcium
Ca(OH)2. Elle est fabriquée par hydratation (extinction) de la chaux
vive. La réaction d'hydratation est une réaction fortement
exothermique:
CaO + H2O ? Ca (OH) 2 + chaleur (15,5 Kcal/mole
CaO)
L'extinction de la chaux vive par l'eau entraîne une
pulvérisation très fine du produit. Une chaux hydratée
pour le traitement des sols est selon la norme NBN EN 459 à
définir comme NBN EN 459-1 - CL90-S.
? Lait de chaux: il est obtenu par mise en
suspension de chaux éteinte dans de l'eau. La
concentration varie entre 300 et 400 g de chaux éteinte
par litre de lait. Le lait de chaux
peut également être préparé
à partir de chaux vive, mais des précautions particulières
sont
à prendre en raison de l'exothermicité de la
réaction d'hydratation de l'oxyde de calcium. Son emploi en traitement
de sols présente l'avantage de supprimer la poussière et
d'humidifier les sols secs (alors que la chaux vive achève au contraire
de les dessécher). En pratique, le lait de chaux ne fait pas l'objet
d'une norme car ses caractéristiques, c'est-à-dire
essentiellement sa concentration, sont déterminées par les
besoins réels des matériaux au moment des travaux. On mesurera
donc:
- sa concentration (exprimée en extrait sec ES);
- éventuellement la teneur en chaux libre.
La chaux vive contient à peu près 30 % de CaO
disponible de plus que la chaux éteinte. Une tonne de chaux vive est
équivalente à environ 1 300 kg de chaux éteinte. La chaux
vive pèse entre 700 et 1 100 kg/m3 alors que la chaux éteinte ne
pèse que 560 kg/m3.
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