Réactivité des cendres de combustion en Lit Fluidisé Circulant et des mélanges cendres - laitier de haut fourneau

par I Made Alit Karyawan Salain

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Pierre Clastres.


  • Résumé

    Les cendres étudiées sont issues de la combustion de divers charbons et proviennent de la centrale thermique 250 MWe de Provence à Gardanne, la plus puissante des centrales LFC existant au monde aujourd’hui, et de la centrale thermique 52 MWh de Somedith à Marseille. Le comportement physique et mécanique des cendres de LFC étudiées, en présence d’eau, dépend essentiellement de leur composition chimique et minéralogique. En effet, le caractère fortement expansif présenté par la plupart de ces cendres est dû à la formation continue et importante, comme le montrent les résultats ATD, DRX et MEB, des phases gonflantes, ettringite, gypse et éventuellement hydroxyde de calcium, sans formation suffisante de phase liante C-S-H. Deux modèles simples, numérique et empirique, sont ensuite proposés pour prévoir ces comportements. Le premier modèle présente un calcul global et estimatif des produits d’hydratation formés et le second introduit un indice dit de réactivité IR, déterminé à partir des principaux constituants : SiO2, Al2O3, CaOtotale, SO3 et CaOlibre. Un traitement de préhydratation des cendres est proposé et permet d’éteindre la chaux libre et de former une partie de l’ettringite. Les transformations chimiques attendues se produisent bien, mais les propriétés physiques et mécaniques des pâtes de cendre ne sont pas améliorées pour autant. Un traitement alternatif pour la valorisation de ces cendres réside dans un mélange de ces cendres avec du laitier de haut fourneau vitrifié moulu. Les liants obtenus respectent les exigences de la nouvelle norme française des liants hydrauliques routiers NF P 15-108. Dans un tel liant spécial, ces cendres jouent un double rôle : activation et renforcement. Une méthode simple impliquant IR et le pourcentage de CaOlibre et de SO3 débouche sur une utilisation optimale des cendres et une prévision des résistances mécaniques maximales.

  • Titre traduit

    = Reactivity of Circulating Fluidized Bed Combustion Ashes and Their Blends with Blast Furnace Slag


  • Résumé

    The CFB ashes studied, resulting from the combustion of various coals, come from the 250 MWe Provence power station in Gardanne, the most powerful of CFB power stations existing in the world nowadays, and from the 52 MWth Somedith power station in Marseille. The physical and mechanical character of CFB ashes, in presence of water, depends essentially on their chemical and mineralogical composition. Indeed, the strongly expansive character presented by the majority of these ashes is due to the continuous and significant formation, as showed by the DTA, XRD and SEM results, of the expansive phases, ettringite, gypsum and possibly hydroxide of calcium, without sufficient formation of C-S-H. Two simple models, numerical and empirical, are then proposed to envisage these characters. The first model presents a global and estimated calculation of hydration products formed and the second introduces an index known as of reactivity IR, determined from the principal components: SiO2, AL2O3, CaOtotal S03 and free lime CaO. A treatment of CFB ashes by prehydration is proposed and allows to extinguish the quicklime and to form a part of ettringite. The awaited chemical conversions occur well, but the physical and mechanical properties of the pastes of ash are not much improved. An alternative treatment for CFB ashes valorization is by blend these ashes with a ground vitrified blast furnace slag. The binders obtained respect the requirements of the new French standard of road hydraulic binders NF P 15-108. In such a special binder, these ashes play a double role: activation and reinforcement. Even, a simple method proposed, implying IR and the percentage of free lime CaO and S03, leads to an optimal use of ashes and a forecast of the maximum strength

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 263-268. Liste de normes p. 269-270. Lexique

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3302)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.