I Présentation des matériaux
cimentaires :
Introduction :
Les matériaux cimentaires sont les matériaux
les plus utilisés au monde. Ce sont essentiellement eux qui
façonnent notre environnement. Voies de circulation, ouvrages d'art et
d'assainissement, bâtiments de toute nature, édifices historiques,
rien n'échappe à leur omniprésence.
Le ciment est un composant essentiel des matériaux
cimentaires comme le béton. Il assure une fonction mécanique, car
il lie le squelette granulaire, mais il est aussi en grande partie responsable
de la tenue à long terme du matériau béton. La conception
d'un béton est extrêmement liée à l'environnement
dans lequel va être exposé durant sa durée de
vie. [1]
I -1) Définition du ciment :
Bien que déjà utilisé par les
Romains, le béton a eu le développement qu'on lui connaît
grâce à la découverte du ciment Portland au XIXe
siècle. Celui-ci a été breveté par
« Aspdin » sur la base des travaux de Louis Vicat sur les
chaux hydrauliques. [10]
Le ciment est un liant hydraulique, matériau
inorganique finement broyé, lorsqu'il est mélangé avec de
l'eau, il forme une pâte qui fait prise, durcit et conserve sa
résistance et sa stabilité même sous l'eau.
Le ciment ordinaire anhydre est constitué de
clinker Portland, de gypse et éventuellement d'additions telles que les
cendres volantes, le laitier granulé de haut fourneau, la fumée
de silice, pouzzolanes naturelles..., etc. [8]
Une notation cimentière a été
établie pour simplifier l'écriture des phases solides. Les
équivalences sont les suivantes :
CaO = C ; SiO2 =
S ; Al2O3 = A ;
Fe2O3 = F ;
SO3 = s ; H2O = H
[24]
I -2) Etapes de fabrication du ciment
Portland :
Le ciment est produit à partir de roches facilement
accessibles : calcaire, craie, marbre et argile. De façon
générale, un mélange renfermant environ 80% de calcaire et
20% d'argile.
Le mélange, finement broyé, est porté
à 1450°C dans un four rotatif pour produire le clinker. Le ciment
résulte d'un broyage très fin du clinker. Lors de la phase de
broyage, du gypse (5%) est ajouté pour mieux maîtriser le temps de
prise. A ce niveau, éventuellement d'autres constituants minéraux
associés, parmi ces substances figurent la pouzzolane naturelle, les
cendres volantes, les laitiers de hauts fourneaux, le calcaire....etc.
Le processus de fabrication de ciment Portland est
schématisé dans la figure I -1:
Figure I -1: Etapes de
fabrication du ciment.
A-
Extraction et préparation des matières premières:
Les matières premières sont extraites de
carrières. Dans la plupart des cas, l'usine est implantée
prés de la carrière essentielle de calcaire plus au moins
marneux, vu l'importance de ce dernier dans la production du ciment.
Pour l'extraction de calcaire dur on utilise des
explosifs, et pour le calcaire tendre on utilise des engins comme le bulldozer,
scrapeur.....etc. Et pour l'argile on utilise l'excavateur ou pelle
mécanique.
Le transport de ces matières à l'usine est
assuré le plus souvent par des grands camions où à l'aide
de convoyeurs à bandes. L'ensemble des matières premières
après leurs concassages, sont stockées dans des réserves.
Pour la préparation de cru, les matières premières repris
de stock, dosées et éventuellement pré
homogénéisées, sont envoyées dans des broyeurs qui
les réduisent en poudre à grains. Ce broyage peut se faire
à sec (procédé sec), ou en présence d'eau
(procédé humide) qui est pratiquement abandonné pour sa
forte consommation d'énergie lors de la cuisson.
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