Stabilisation des sols par des liants hydrauliques
par Hadj Taibi
Thèse de doctorat en Génie civi
Sous la direction de Jean Pera.
Soutenue en 1985
à Lyon, INSA , en partenariat avec LBS – Laboratoire des Bétons et Structures (Lyon, INSA) (laboratoire) .
Le jury était composé de Jean Pera.
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Résumé
Le contexte général de ce ttavail est l'étude de la stabilisatiol à froid de sols argileux ou non ·par des liants hydrauliques, en vue de leur utilisation dans la construction économique pour les pays en développement. L'évolution des caractéristiques mécaniques et la tenue à 1 'eau de deux sols de natùre minéralogique différente (minéral argileux et loess) stabilisés à différents pourcentages de ciment, de chaux éteinte et de liant pouzzolanique de synthèse ont été les points essentiellement abordés au cours de cette étude. La mise en œuvre de techniques physico-chimiques (diffraction X, méthode thermo analytique) et l'étude des résistances mécanique sur mini-éprouvettes ont permis : - de suivre l'évolution des caractéristiques mécaniques sur éprouvettes sèches et humides jusqu’à une échéance de 6 mois ; - de proposer une idéalisation du comportement mécanique pour chaque liant utilisé ; - et de définir la nature des hydrates formés (essentiellement le silicate bicalcique hydraté C₂SH et les aluminates tétracalciques C₄AH₁₀ et C₄AH₁₃, dans le cas du minéral argileux. L'étude réalisée a également mis en évidence le rôle néfaste joué par la chaux qui se transforme au cours du temps en carbonate de calcium, ce qui tend & démontrer qu'une argile kaolinique est très peu réactive vis;a-vis de ce type de liant. L'adjonction d’une pouzzolane artificielle (en l’occurrence le métakaolin) qui nécessite la présence de chaux pour s'hydrater permet d’éviter 1a formation du carbonate. D'autre part , les performances mécaniques (bien qu'elles restent inférieures à celles des sols stabilisés au ciment) et la tenue à l 'eau observées pour ce type liant sont très satisfaisantes et permettent de reconsidérer l’utilisation de la chaux en tant que stabilisant.
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Titre traduit
= Soil stabilization by hydraulic binders
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Résumé
The aim of this work is to study the stabilisation by hydraulic binders of clay soils or other. The results can be used by developing countries in constructions and this inn a very economical way. The main points studied are the evolution of the mechanical characteristics and the stability in water of two soils having different mineralogical nature (clay soil and loses). The stabilisation is obtained with different ratios of cement, burnt lime and artificial pozzolana. The use of physico-chemical technics such as X-ray diffraction and thermal analysis and measurement of the compressive strengths of mini-cylinders have allowed-us to -study the evolution of mechanical characteristics of dry and wet cylinders during a six months period, propose an ideal mechanical behaviour for each binder used, - define the nature of the formed hydrates in clay-soil (essentially the hydrated dicalcic silicate C2SH and the hydrated tetracalcic aluminate C4AH10 and AH13). The study also rev elated the damaging rôle played by lime which has a tendency to transform to calcic carbonate and by the same way shows us that a kaolin clay is little reactive to this type binder. The addition of an artificial pozzolana (the metakaolin) which requires the presence of lime in order to hydrate allows us to avoid the formation of calcic carbonate. In any way, the observed mechanical performances (even though they were less satisfactory than those obtained with cement stabilisation) and the behaviour of this type of binder in water were very satisfactory and thus hint for a reconsideration of the use of lime as a stabiliser.
