Effet de l’ajout de la bentonite sur les propriétés des mortiers et des bétons autoplaçants

Influence of adding bentonite on mortars and self-compacting concrete properties

LCTPE Laboratory, Université Abdelhamid Ibn Badis de Mostaganem, BP 227 Route de Belahcel, 27000 Mostaganem, Algérie

^a Auteur de correspondance : bendanik@yahoo.fr

Reçu : 31 Août 2016
Accepté : 2 Mars 2017

Résumé

La construction en générale est grande consommatrice de matières premières à base de ciment. Ces produits posent trois problèmes principaux : – leur impact environnemental vis-à-vis notamment des fortes libérations de CO₂ lors de la fabrication du ciment ainsi que les gaz à effet de serre. – la difficulté technique à mettre en place ces produits qui, de par leur faible plasticité et leur instabilité, imposent des formulations peu optimisées par rapport au besoin réel de l’ouvrage final. – leur prix de revient dans un contexte de forte croissance du coût énergétique qui impacte celui du ciment. Face à ce constat, la perspective de substitution partielle du ciment par la bentonite (argile naturelle de type montmorillonite) après calcination est une solution prometteuse qui procure les propriétés plastiques manquantes au ciment tout en participant aux réactions de durcissement nécessaires à l’obtention de la résistance requise. De plus, la production de la bentonite ne produit pas de CO₂, ce qui est en fait un produit intéressant d’un point de vue environnemental. Cette étude vise à apporter une contribution à la valorisation de la bentonite de M’zila, Wilaya de Mostaganem (Ouest Algérien) après calcination en substitution partielle au ciment en tant que pouzzolane artificielle. L’influence de cet ajout sur les mortiers a été étudiée. Il a subi une calcination pour le rendre actif puis incorporé en dosages définis substituables au ciment (0, 5, 10, 15, 20 et 25 % de bentonite calcinée par rapport au dosage en masse du ciment). Des bétons autoplaçants (BAP) ont également été formulés avec différents pourcentages de substitution de bentonite calcinée (0, 10, 20 et 30 %). Ces derniers ont été caractérisés par des essais spécifiques à l’état frais, tels que : l’essai d’étalement au cône d’Abrams, l’essai à la boite en L, l’essai de stabilité au tamis et à l’état durci par l’essai de la résistance à la compression. Les résistances mécaniques à la com!pression se sont avérées satisfaisantes pour les bétons et tout particulièrement pour le BAP à 10 % d’ajout de bentonite calcinée.

Abstract

The construction in general is a major consumer of the raw materials to a cement base. These products pose three main problems: – Their environmental impact resulting strong releases of CO₂ during the manufacture of cement as well as the greenhouse gases. – The technical difficulty to put in place the products that, by their low plasticity and their instability, impose formulations less optimized with respects to the real need of the final work. – Their cost price in a context of strong growth of the energy cost which affects that of the cement. In the face of this, the prospect of partial substitution of cement by bentonite (natural clay of montmorillonite type) after calcination is a promising solution that has the plastic properties missing at the cement while participating in the reactions of hardening needed to obtain the required resistance. In addition, the production of the bentonite does not produce CO₂, which is in fact an interesting product from an environmental point of view. This study aims to contribute to the enhancement of the bentonite of M’Zila, (county of Mostaganem, west of Algeria) after calcination in partial substitution of the cement as artificial pozzolana. This work shows the influence of this adding on mortars and self-compacting concretes (SCC). The bentonite has been calcined to become active and added with defined proportions to cement (0, 5, 10, 15, 20, and 25% of cement weight). The self-compacting concretes (SCC) have likewise formulated with different proportions of calcined bentonite (0, 10, 20 and 30%). The SCC formulated with different percentages of calcined bentonite are characterized by specific tests in the fresh state, such as the slump test with the cone of Abrams, the L-box test, the sieve stability test and in the hardened state by the test of the resistance to compression. The mechanical resistance to compression have proved satisfactory for concretes SCC and particularly for the percentage of 10% of adding calcined bentonite.