Approche par rmn multinucleaire haute resolution solide et haute temperature de la reaction de clinkerisation

par LAURENT BONAFOUS

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de J.P COUTURES.

Soutenue en 1996

à Orléans .

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  • Résumé

    Le clinker, constituant essentiel du ciment portland, comporte quatre phases minerales principales qui sont les silicates di et tri calciques (c#2s et c#3s), l'aluminate tricalcique (c#3a) et l'alumino-ferrite de calcium (c#4af). Le clinker est obtenu par cuisson a haute temperature (environ 1400 a 1500c) d'un melange d'oxydes. Le premier chapitre presente une synthese bibliographique resumant les principaux axes de recherche developpes dans la litterature afin d'obtenir de nouvelles phases reactives et d'abaisser la temperature d'obtention du clinker en presence de sulfate et fluor. La resonance magnetique nucleaire (rmn) - principale technique retenue pour cette etude - est particulierement adaptee a la caracterisation des modifications structurales induites par les elements mineurs. Elle permet d'observer selectivement les elements et de decrire leur environnement immediat. Ce travail a necessite le developpement d'un montage rmn haute temperature specifiquement adapte a la gamme de temperature (400-1500c) afin d'etudier in situ les differentes etapes de la reaction de clinkerisation. Nous avons caracterise par rmn #2#9si les differentes phases polymorphes de c#2s et c#3s en temperature pour les composes purs et a temperature ambiante pour les echantillons stabilises par dopage. Nous avons decrit l'influence structurale des ajouts de sulfate et alumine sur la belite et de fluorine et alumine sur l'alite. Le desordre structural induit par les elements etrangers est une condition necessaire pour l'obtention de belite reactive vis a vis de l'eau. De plus, nous avons montre par rmn #1#7o la presence de chaux libre dans la structure de c#3s qui confirme l'accord existant entre stucture et proprietes en comparaison de la belite et de la chaux. Les differentes phases constituant les clinkers industriels presentent des signatures differenciees. Les ions al#3#+ en solution solide dans les silicates sont toujours en coordinence iv. Lors de la production du clinker, le fluor qui tend a former un cycle de matiere dans le four est responsable d'un appauvrissement de la teneur en c#3a. Afin de mieux apprehender la nature de la phase liquide formee au cours de la clinkerisation, nous avons decrit le mode d'action du fluor lors de la cuisson pour differentes compositions modeles et industrielles. En dernier lieu, nous avons observe in situ par rmn de #2#9si, #2#7al, #1#9f et de #1#7o la reaction de formation d'un clinker portland mineralise a partir d'un cru modele reconstitue.


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Informations

  • Détails : 175 P.
  • Annexes : 225 REF.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : CI5380
  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
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