Stabilisation des sols gonflants

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

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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.

2.3.3. Stabilisation des argiles l'aide des cendres volantes :

La plupart des sols peuvent être traités avec un mélange chaux-cendres volantes. L'approche générale du dosage du mélange consiste à ajouter suffisamment de cendres volantes afin de bien remplir les vides du mélange ainsi que d'y apporter une densité maximale. L'étape suivante consiste à ajouter suffisamment de chaux permettant de favoriser les réactions pouzzolanique entre la chaux et les pouzzolanes disponibles dans les cendres volantes.

L'addition des cendres volantes à l'argile réduit considérablement sa perméabilité. Par conséquent. Tout dépendant du type de sol, I `addition de cendres volantes et de chaux peut donner de meilleurs résultats qu'avec la chaux seule (Davidson et al, 1962). Ainsi, un mélange de cendres volantes et de chaux semble avoir les propriétés d'un liant hydraulique, soit d'être capable de durcir non seulement dans l'air, mais également dans l'eau (Lav et al, 1997). Avec un bon dosage. I `addition des cendres volantes peut augmenter les propriétés mécaniques d'un sol notamment sa résistance au cisaillement (Davidson et al, 1 962; Hadi. 1999; Lav et al, 1 997).

En conséquence, grâce à leurs propriétés pouzzolanique, la chaux et les cendres volantes peuvent continuer a augmenter la résistance mécanique d'un sol pendant plusieurs années. II est important de noter que les cendres volantes peuvent se comporter différemment en raison de leur teneur en chaux. Par exemple, les cendres silico-alumineuses possèdent peu de chaux dans leur composition chimique et ne peuvent ainsi agir comme un liant hydraulique à elles seules. Elles ont toutefois les caractéristiques d'une pouzzolane qui les rapprochent des cendres volcaniques. II est donc nécessaire de leur ajouter de la chaux pour qu'elles fonctionnent.

Pour obtenir un vrai liant avec un mélange de cendres volantes et de chaux, il faut utiliser un ratio approprié. Le ratio chaux/cendres volantes peut varier entre 113 à 115 (Colombier et al, 1980). Contrairement aux cendres silicoalumineuses, les sulfo-calciques possèdent à elles seules les propriétés d'un liant hydraulique car elles contiennent 41 % de chaux. Elles sont donc des cendres volantes hydrauliques.