Solidification et stabilisation de REFIOM en matrice cimentaire adjuvantée

par Lise Châtelet

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Jean-Yves Bottero.

Soutenue en 1995

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Le but de ce travail est la caractérisation d’un procédé de solidification-stabilisation de Résidus de l’Epuration des Fumées d’Incinération des Ordures Ménagères (R. E. F. I. OM. ) à base de liants hydrauliques. En premier lieu, de nouveaux adjuvants ont été sélectionnés pour leur capacité à piéger les deux familles de polluants majoritaires dans les déchets : les sels fortement solubles et les espèces métalliques. Après avoir décrit les différents matériaux utilisés (déchets, ciment, adjuvants), une étude préliminaire a été réalisée sur l’ensemble des formules d’inertage afin d’évaluer leurs performances et de choisir les adjuvants les plus intéressants. Les différents éprouvettes ont été lixiviées suivant un test dérivé de la norme AFNOR X31-210. Les échantillons ont ensuite été étudiés par diverses méthodes (microscopies optique et électronique à balayage, analyse élémentaire, microsonde électronique) afin de contrôler l’efficacité du piégeage des éléments par les adjuvants. La nature de la matrice d’inertage permet à la fois un piégeage mécanique du déchet (encapsulation des particules dans le ciment) et un blocage des polluants dans des phases minérales (précipitation d’espèces peu solubles ou substitution du calcium dans des composés de type CSH). La seconde approche du problème a consisté à étudier le vieillissement des mélanges et à établir de protocoles permettant de modéliser leur évolution à long terme. Deux tests de lixiviation ont été proposés afin de simuler, dans des temps expérimentaux relativement courts, des attaques du milieu environnant. Le premier est un soxhlet et simule le ruissellement d’une eau pure sur l’échantillon. Le second consisste en une immersion des échantillons dans des solutions de nature différente (eau, solutions dopées en complexants. La lixiviation des déchets inertés dépend du temps et de nombreux paramètres. Le modèle de diffusion des éléments à travers la matrice cimentaire est insuffisant car rapidement des phénomènes de précipitation modifient la solubilité et la porosité des matériaux. Afin de corréler les réactions d’hydratation avec les modifications texturales des déchets inertés lors de leur lixiviation, la RMN du proton a été utilisée en complément de deux méthodes d’étude la porosité des échantillons : la porosimétrie au mercure et l’analyse d’images de tomodensitométrie. Les résultats obtenus montrent que la porosité diminue à long terme et que la porosité diminue à long terme et que la lixiviation des polluants est de plus en plus limitée

  • Titre traduit

    Solidification and stabilisazationof fly ashes in cement matrix with additives


  • Résumé

    The aim of this work is to characterize a fly ashes solidification-stabilization process with hydraulic binders. First, new additives were choosen for their capacity to trap the two sorts of pollutants present in wastes : solubles salts and metallic species. After a description of different materials used (wastes, cement, additives). The different stabilized wastes have been leached according to a procedure based on a standard AFNOR x31-210. Samples are studied by optical microscopy, SEM, electron microprobe, elementary analyses in order to control efficiency of pollutants immobilization into CSH phases). The second part deals with time evolution of stabilized products. Two leaching tests have been used to study environmental attacks in short experimental times. First one is a soxhlet and simulates the streaming of pure water on samples. Second one is a batch test where samples are immerged into solutions of different nature (water, solutions doped with complexing agents). Stabilized waste leaching depends on different parameters including time. The simple model of pollutants diffusion through cement matrix is inadequate because precipitations modified quickly solubility and materials porosity. In order to connect hydratation reactions to textural modifications of stabilized wastes during their leaching, 1H NMR is used to complement two methods of porosity envestigation :mercury porosimetry and tomodensitometry. Results show that porosity is decreasing at long term and pollutants lixiviations is more and more limited. Evolution of stabilized wastes involved a more efficient immobilization

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Informations

  • Détails : 1 vol. (382 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 355-367. Résumé en français en anglais

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1995 CHATELET L.
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