2.3. Stabilisation par l'ajout des cendres volantes :
Les cendres volantes sont des cendres fines produites
lorsqu'un carburant pulvérisé tel le charbon, est
brûlé dans une centrale thermique pour la production
d'énergie. Ce produit est connu comme une pouzzolane artificielle
possédant les propriétés d'un liant pouzzolanique. Un
exemple de pouzzolane naturelle est le charbon volcanique.
CHAPITRE 2 STABILISATION DES ARGILES
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Avant la combustion, le charbon est pulvérisé
dans une usine de charbon et est injecté dans une fournaise à
l'aide d'air chaud sous pression. Le charbon est ensuite brûlé en
suspension à des températures variant de 1300 à
16000 C. Environ 15 % du charbon tombe entre des
grilles situées au bas de la fournaise. Ce charbon est appelé
« charbon de foyer », et est relativement grossier (de 30 pm à
30 mm). Environ 80 à 85 % s'échappe en dehors de la fournaise par
les fumées sous forme d'une poudre sèche très fine connue
sous le nom de «cendre volante ».
2.3.1. Les propriétés physiques :
Les cendres volantes ont une composition très semblable
à celle du ciment. Elles ont un aspect de poudre fine, douce au toucher
et leur couleur varie d'un brun crème au gris noir. Leur couleur
dépend de la teneur en carbone non brûlé, en oxyde de fer
et de leur humidité. Les particules sont un mélange de billes
pleines, de coquilles ouvertes vitreuses et de grains anguleux.
La dimension des particules s'échelonne de 0.5 à
200 pm avec un passant au tamis de 80 pm d'environ 75 à 90 % et au tamis
de 50 pm de 60 à 85 % (Chauvin et al,
1980). La surface spécifique varie entre 2000 à 4
000 cm21g et la densité des cendres volantes sèches en vrac varie
de 550 à 900 kg/m3 après tassement.
2.3.2. Les propriétés chimiques :
II existe deux classes de cendres volantes produites à
l'aide de charbon soient les cendres silico-alumineuses et les cendres
sulfo-calciques. La norme ASTM C618 catégorise également les
cendres volantes en deux catégories, soient la Classe F
(silico-alumieuse) et la Classe C (sulfo-calcique). Le tableau 2.3 indique la
composition chimique des deux classes en comparaison avec le Ciment
Portland.
|
Composés
Chimiques
|
Classe F
Silico-alumineuse
|
Classe C
Sulfo-calcique
|
Ciment Portland
|
|
(%)
|
(%)
|
(%)
|
|
|
SiO2
|
55
|
29
|
23
|
|
Al2o3
|
26
|
13
|
4
|
|
Fe203
|
7
|
9
|
4
|
|
Cao (chaux)
|
9
|
41
|
65
|
|
Mgo
|
2
|
1
|
2
|
|
so3
|
1
|
7
|
2
|
Tableau 2.3 : Composition chimique en pourcentage des
cendres volantes et du Ciment Portland. (Chauvin et al,
1980; Lav et Kenny, 1997)
CHAPITRE 2 STABILISATION DES ARGILES
57
CHAPITRE 2 STABILISATION DES ARGILES
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Les quatre composés importants des cendres volantes
nécessaires pour la stabilisation sont donc la silice, l'alumine,
l'oxyde de fer et la chaux dont la somme représente entre 92
et 97 % de leur masse totale. Les cendres provenant
de la combustion de lignite (cendres sulfo-calciques) contiennent plus de chaux
(41 %) et moins de silice.
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