WO2015117818A1 - Procédé de stabilisation d'un remblai technique - Google Patents

Procédé de stabilisation d'un remblai technique Download PDF

Info

Publication number
WO2015117818A1
WO2015117818A1 PCT/EP2015/051061 EP2015051061W WO2015117818A1 WO 2015117818 A1 WO2015117818 A1 WO 2015117818A1 EP 2015051061 W EP2015051061 W EP 2015051061W WO 2015117818 A1 WO2015117818 A1 WO 2015117818A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sediments
stabilizing additive
fine soil
weight
additive
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/051061
Other languages
English (en)
Inventor
François THERY
Baptiste ANGER
Original Assignee
Electricite De France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electricite De France filed Critical Electricite De France
Publication of WO2015117818A1 publication Critical patent/WO2015117818A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/08—Aluminium compounds, e.g. aluminium hydroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C3/00—Foundations for pavings
    • E01C3/04—Foundations produced by soil stabilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the invention is in the field of civil engineering and more specifically technical embankments.
  • the present invention more specifically relates to a method of stabilizing a technical embankment, including the layer of the form of this embankment.
  • the latter conventionally comprises from the bottom upwards, the natural ground A (only the upper part of the earthworks being represented), a layer of form B, a foundation layer C, a base layer D and a wearing course E.
  • a road In general, a road must withstand various stresses, especially those due to traffic and must ensure the dissemination of the forces induced by the same traffic in the natural terrain A. Its dimensions and the number and thickness of its layers depend on mainly two fundamental data: traffic and the bearing capacity of the soil.
  • the noblest are reserved for the upper layers C and D and the least noble for the layer of form B.
  • fine soils are defined in the Guide to Road Excavations, embankments and layers of shapes, fascicles I and II, SETRA-LCPC GTR 2nd edition July 2000, as part of class A or class B, and requiring treatment to be used.
  • These fine soils may for example be dam sediments.
  • pozzolanic material is meant a material which has the ability to harden when mixed with lime or cement in the presence of water.
  • coal fly ash and steel slags are likely to be lacking in France as a result of the reduction in the number of boilers using coal as fuel and the reduction of the iron and steel industry.
  • the invention therefore aims to solve the aforementioned drawbacks of the state of the art.
  • It aims in particular to provide a method of stabilizing a technical embankment, including the layer of the form of this backfill, which allows to reduce the amount of lime or cement used, or even to do without and also to do not use fly ash from coal or slag from the iron and steel industry.
  • the invention also aims to reduce costs compared to known methods of the state of the art using cement or lime.
  • the invention relates to a method for stabilizing a technical embankment, in particular the shape layer thereof.
  • this method comprises the following steps:
  • sediments have the advantage of not being dependent on the technical and economic hazards of steelmaking (steelmaking) or electricity production (fly ash).
  • temperatures of 600 ° C to 850 ° C used in this process are much lower than those used for the manufacture of cement, used in the state of the art as an additive for making embankments. This results in energy savings and manufacturing costs.
  • the stabilizing additive is mixed with the fine soil, in a proportion of 2% to 15% by weight of additive and from 85% to 98% by weight of fine soil;
  • the stabilizing additive is mixed with the fine soil and with an additional reagent, at 2% to 15% by weight of a mixture of stabilizing additive and additional reagent and 85% to 98% by weight of fine soil;
  • the additional reagent is lime
  • the additional reagent is cement
  • the rise in temperature is carried out at 5 ° C / min at 15 ° C / min;
  • the sediments are put into dry powder form or semi-wet granules or sections of pressed pulp, extruded and heated;
  • the stabilizing additive is ground so that it has particles less than or equal to 250 ⁇ ; after the cooling step and before being mixed with the fine soil, the stabilizing additive is ground so that it has particles less than or equal to 100 ⁇ ; and
  • the sediment is heated in rotary kilns.
  • the method of stabilizing a technical embankment comprises a first step which consists in selecting the river sediments which will allow the manufacture of a stabilizing additive.
  • “Fluvial sediments” means sediments likely to be harvested from river beds, for example by dredging, as well as sediments that will accumulate at the foot of dams.
  • the sediments which, on the one hand, comprise at least 20% by weight of clay and at least 40% by weight of this mixed clay and limestone and, on the other hand, have a particle size of less than or equal to 250 ⁇ for 90% of the particles constituting them.
  • clay refers to "mineralogical clay", that is to say belonging to the family of phyllosilicates and not the clay in the grain size sense.
  • fine sediments generally have a grain size corresponding to the above-mentioned one.
  • the verification of the particle size is carried out by sieving or by laser granulometer.
  • the selection of fine sediments, whose particle size is less than 250 ⁇ , makes it possible to have materials, in particular clay and limestone, which are very reactive during the subsequent firing stage.
  • these sediments are extremely thin, it is not necessary to grind them for use, which generates energy and cost savings.
  • fluvial sediment samples are taken and analyzed by X-ray diffraction.
  • a second step of the process consists in heating the selected sediments at a temperature of between 600 ° C. and 850 ° C. for a period of preferably between 1 hour and 6 hours. This means that the aforesaid temperature is maintained during this time.
  • the sediments are preferably heated to 5 ° C per minute at 15 ° C per minute.
  • the sediment heating has the effect of destabilizing the clay and transforming it into pozzolanic material and transform limestone into quicklime.
  • the heating temperature and the rate of rise in temperature are optimized on the basis of results from analyzes carried out on samples of the sediments retained, these analyzes being, on the one hand, a thermodifferential analysis (DTA) and, on the other hand, on the other hand, a thermogravimetric analysis (ATG) which makes it possible to check the nature of the material obtained by heating.
  • DTA thermodifferential analysis
  • ATG thermogravimetric analysis
  • the heating of the selected sediments at a temperature of the order of 600 ° C to 850 ° C also makes it possible to calcine the part of organic matter contained in the original sediments.
  • this organic material in the absence of such heat treatment would be detrimental to the realization of a technical embankment, since it would cause in it a swelling or a decline in its mechanical properties.
  • cooking can stabilize them as a mineral phase and also destroy some organic pollutants.
  • the heating is preferably carried out in rotary kilns, inside which they are mounted in temperature. These ovens have the advantage of allowing continuous production.
  • These sediments can be introduced into the oven, either in dry powder form, or in the form of semi-moist granules, preferably of about 1 cm in diameter, or in the form of extruded strands previously formed from the powdery sediment.
  • a third step of the process then consists in rapidly cooling the previously heated sediments, so as to bring them to a temperature below 100 ° C, preferably within one hour. This rapid cooling makes it possible in particular to preserve the pozzolanic properties of the clay.
  • the stabilizing additive obtained may have formed amalgams.
  • an optional fourth step may be added to the method. It consists in grinding the dried sediments obtained, so as to obtain particles whose particle size is less than or equal to 250 ⁇ , preferably less than or equal to 100 ⁇ . This makes it possible to obtain an even more reactive stabilizing additive.
  • the stabilizing additive is therefore a ready-to-use product, which comprises a pozzolanic material and lime and which cures in the presence of moisture.
  • this stabilizing additive Before use, this stabilizing additive must be kept dry.
  • the stabilizing additive obtained is subjected to tests concerning the quality of its pozzolanicity, that is to say its ability to harden when mixed with water. This verification can be carried out by measuring an activity index or by a Chapelle test, tests that must be equivalent to the results obtained for a metakaolin of the NF P 18 513 standard.
  • the stabilizing additive obtained is mixed with a fine soil, so as to produce a technical backfill and in particular a layer of shape of this backfill.
  • the stabilizing additive is advantageously mixed with the fine soil in a proportion of 2% to 15% by weight of additive and 85% to 98% by weight of fine soil.
  • fine soil is meant a soil that meets the definition of the above-mentioned road earthworks guide as being class A, that is to say having a sieve at 80 ⁇ greater than 35% and whose particles have a diameter. maximum (D max ) less than 50mm, for example river sediments which themselves have not undergone the aforementioned heating treatment.
  • This mixing can be carried out by a kneading operation, in a central road.
  • the stabilizing additive is spread directly on the ground and kneaded on site using a machine known under the name "ROTAVATOR” (registered trademark).
  • the additive stabilizer and reagent mixture still represents 2 to 15% by weight, the remaining 85% to 98% by weight consisting of the fine soil.
  • the addition of lime, as an additional reagent, can be done for example if the lime content of the stabilizing additive is not high enough. However, this addition will be less than in the total absence of the stabilizing additive according to the invention, which reduces costs.
  • the stabilizing additive obtained can also be used in the manufacture of cement.
  • To make cement it is necessary to use a crushed clinker to which fly ash of coal and steel slag is often added, this clinker being produced by means of energy-intensive heating processes, since they require
  • the stabilizing additive according to the invention can thus be used in the manufacture of cement to replace a part of the clinker powder.
  • this stabilizing additive can also be used for concrete, in substitution for a part of the cement powder.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de stabilisation d'un remblai technique, notamment de la couche de forme de ce remblai. Ce procédé est remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à : - sélectionner des sédiments fluviaux dont 90s particules sur cent présentent une granulométrie inférieure ou égale à 250 μm et qui comprennent un mélange de calcaire et d'argile à raison d'au moins 40% en poids du total desdits sédiments fluviaux, l'argile représentant au moins 20% en poids desdits sédiments fluviaux, - les chauffer de façon à les amener à une température comprise entre 600° C et 850° C, pendant une durée comprise entre 1 heure et 6 heures, - les refroidir pour les amener à une température inférieure à 100°C, ce refroidissement étant réalisé en une durée inférieure ou égale à 1 heure, et obtenir ainsi un additif de stabilisation, - et mélanger ledit additif à un sol fin, de sorte qu'en présence d'humidité, on obtienne la stabilisation dudit remblai technique.

Description

Procédé de stabilisation d'un remblai technique
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL
L'invention se situe dans le domaine du génie civil et plus spécifiquement des remblais techniques.
La présente invention concerne plus précisément un procédé de stabilisation d'un remblai technique, notamment de la couche de forme de ce remblai.
ETAT DE L'ART
Dans le domaine du génie civil, on est amené à réaliser différentes infrastructures routières et assimilées, à savoir des routes, des voies piétonnes, des chemins, des pistes cyclables, des parkings et des remblais paysagers (en bordure des routes). Ces différentes infrastructures sont formées sur des remblais, dits "techniques", et plus particulièrement pour les routes, sur des remblais dits "routiers". On notera que l'on réalise également des remblais techniques lorsque l'on construit des digues portuaires ou des digues de protection du littoral ou de protection contre les inondations.
En se reportant à la figure 1 jointe, on peut voir une vue en coupe transversale schématique d'une route.
Celle-ci comprend classiquement depuis le bas vers le haut, le terrain naturel A (dont seule la partie supérieure du terrassement est représentée), une couche de forme B, une couche de fondation C, une couche de base D et une couche de roulement E.
D'une manière générale, une route doit résister à diverses sollicitations, notamment celles dues au trafic et doit assurer la diffusion des efforts induits par ce même trafic dans le terrain naturel A. Ses dimensions et le nombre et l'épaisseur de ses couches dépendent principalement de deux données fondamentales que sont le trafic et la capacité portante du sol.
C'est principalement la couche de forme B qui doit assurer une certaine portance permettant la transmission des efforts dans le terrain naturel A. Dans le cas des voies piétonnes, des chemins et des pistes cyclables, cette garantie de portance est d'un niveau moindre mais reste malgré tout un paramètre important. De ce fait, les préconisations concernant la portance de leur couche de forme sont assez proches de celles des routes.
La réalisation de l'ensemble de ces remblais techniques et des couches qui les constituent entraine la consommation d'un grand volume de matériaux.
De ce fait, dans le cadre d'une économie de matériaux, les plus nobles sont réservés aux couches supérieures C et D et les moins nobles à la couche de forme B. Ainsi, il est possible d'utiliser des sols dits "fins" dans la couche de forme. Ces sols fins sont définis dans le Guide des Terrassements Routiers, réalisation de remblais et des couches de formes, fascicules I et II, GTR SETRA-LCPC 2ème édition Juillet 2000, comme faisant partie des classes A ou des classes B, et nécessitant un traitement pour être utilisés. Ces sols fins peuvent par exemple être des sédiments de barrage.
L'utilisation de certains sols fins pour la construction de couches de forme pose toutefois un problème de qualité mécanique des ouvrages obtenus. Pour remédier à cela, les sols fins sont stabilisés par mélange avec des liants, tels que de la chaux, du ciment ou des liants hydrauliques routiers.
Or, la fabrication du ciment et de la chaux nécessite d'exploiter des gisements de calcaire et d'argile. Dans un contexte d'appauvrissement en matières premières, la fabrication en France et en Europe de ce type de produit devient délicate. On doit ajouter à cela les difficultés réglementaires pour obtenir l'ouverture de nouvelles carrières.
De plus, leur production est à la fois fortement consommatrice d'énergie et d'un coût relativement élevé. A titre d'exemple, la fabrication du ciment et celle de la chaux nécessitent la mise en œuvre de procédés de cuisson de la matière première, respectivement à des températures de l'ordre de 1 50°C et de 1000°C environ.
Afin d'économiser du ciment ou de la chaux, il est connu de les remplacer en partie par des matériaux alternatifs pouzzolaniques qui sont principalement issus de pouzzolanes naturelles ou de déchets, tels que des cendres volantes de charbon ou des laitiers de la sidérurgie. Le document EP 1 441 020 illustre cette solution. Par "matériau pouzzolanique", on désigne un matériau qui a l'aptitude de durcir lorsqu'il est mélangé à de la chaux ou du ciment, en présence d'eau.
Or, les cendres volantes de charbon et les laitiers de la sidérurgie risquent de manquer en France du fait de la réduction du parc des chaudières utilisant du charbon comme combustible et de la réduction du parc de la sidérurgie.
PRESENTATION DE L'INVENTION
L'invention a donc pour but de résoudre les inconvénients précités de l'état de la technique.
Elle a notamment pour but de fournir un procédé de stabilisation d'un remblai technique, notamment de la couche de forme de ce remblai, qui permette de diminuer la quantité de chaux ou de ciment employée, voire même de s'en passer et également de ne pas utiliser des cendres volantes de charbon ou des laitiers de la sidérurgie.
L'invention a également pour but de diminuer les coûts par rapport aux procédés connus de l'état de la technique qui utilisent du ciment ou de la chaux.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de stabilisation d'un remblai technique, notamment de la couche de forme de celui-ci.
Conformément à l'invention, ce procédé comprend les étapes suivantes consistant à :
- sélectionner des sédiments fluviaux dont 90 particules sur cent présentent une granulométrie inférieure ou égale à 250 μιη et qui comprennent un mélange de calcaire et d'argile à raison d'au moins 40 % en poids du total desdits sédiments fluviaux, l'argile représentant au moins 20 % en poids desdits sédiments fluviaux, - chauffer lesdits sédiments de façon à les amener à une température comprise entre 600° C et 850° C, pendant une durée comprise entre 1 heure et 6 heures,
- refroidir ces sédiments pour les amener à une température inférieure à 100°C, ce refroidissement étant réalisé en une durée inférieure ou égale à 1 heure, et obtenir ainsi un additif de stabilisation, - et mélanger ledit additif de stabilisation à un sol fin, de sorte qu'en présence d'humidité, on obtienne la stabilisation dudit remblai technique.
Grâce à ces caractéristiques de l'invention, il est ainsi possible de valoriser des sédiments fluviaux, par exemple des sédiments de barrage, en les utilisant comme matière première secondaire. En outre, ces sédiments fluviaux existent en volumes importants et les sédiments de barrage s'accumulent fatalement dans les retenues des ouvrages hydrauliques où ils sont plus aisés à collecter.
De plus, les sédiments présentent l'avantage de ne pas être tributaires des aléas technico-économiques de la fabrication de l'acier (laitier de la sidérurgie) ou de la production de l'électricité (cendres volantes).
Enfin, les températures de 600° C à 850° C utilisées dans ce procédé sont bien plus faibles que celles utilisées pour la fabrication du ciment, employé dans l'état de la technique comme additif pour la réalisation de remblais. Il en résulte une économie d'énergie et de coûts de fabrication.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison :
l'additif de stabilisation est mélangé avec le sol fin, à raison de 2% à 15% en poids d'additif et de 85% à 98% en poids de sol fin ;
l'additif de stabilisation est mélangé avec le sol fin et avec un réactif additionnel, à raison de 2% à 15% en poids d'un mélange d'additif de stabilisation et de réactif additionnel et de 85% à 98% en poids de sol fin ;
le réactif additionnel est de la chaux ;
le réactif additionnel est du ciment ;
lors du chauffage des sédiments, la montée en température est effectuée à raison de 5°C/mn à 15°C/mn ;
les sédiments sont mis sous forme pulvérulente sèche ou de granules semi-humides ou de tronçons de pâte pressée, extrudée, puis chauffés ;
après l'étape de refroidissement et avant d'être mélangé au sol fin, l'additif de stabilisation est broyé de façon à ce qu'il présente des particules inférieures ou égales à 250 μιη ; après l'étape de refroidissement et avant d'être mélangé au sol fin, l'additif de stabilisation est broyé de façon à ce qu'il présente des particules inférieures ou égales à 100 μιη ; et
le chauffage des sédiments est réalisé dans des fours rotatifs.
PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence au dessin annexé (figure 1 ) qui représente une vue en coupe transversale schématique d'une route.
DESCRIPTION DETAILLEE
Le procédé de stabilisation d'un remblai technique, conforme à l'invention, comprend une première étape qui consiste à sélectionner les sédiments fluviaux qui vont permettre la fabrication d'un additif de stabilisation.
Par "sédiments fluviaux", on entend les sédiments susceptibles d'être récoltés dans le lit des fleuves ou des rivières, par exemple par dragage, ainsi que les sédiments qui vont s'accumuler au pied des barrages.
Suivant les bassins versants où se situent les ouvrages hydrauliques (barrages) et ceux où sont prélevés les sédiments, on peut extraire des sédiments de natures minéralogiques différentes. On sélectionnera donc les sédiments qui, d'une part, comprennent au moins 20 % en poids d'argile et au moins 40 % en poids de cet argile et de calcaire mélangés et, d'autre part, présentent une granulométrie inférieure ou égale à 250 μιη pour 90 % des particules les constituant.
Dans la suite de la description et des revendications, le terme « argile » désigne « l'argile au sens minéralogique », c'est-à-dire appartenant à la famille des phyllosilicates et non l'argile au sens granulométrique.
On notera qu'en tête de retenue d'un barrage, on trouve généralement des sédiments fins dont la granulométrie correspond à celle précitée.
La vérification de la granulométrie est effectuée par tamisage ou par granulomètre laser. Le fait de sélectionner des sédiments fins, dont la granulométrie est inférieure à 250 μιη, permet d'avoir des matériaux, notamment l'argile et le calcaire, très réactifs lors de l'étape ultérieure de cuisson. En outre, du fait que ces sédiments soient extrêmement fins, il n'est pas nécessaire de les broyer pour leur utilisation, ce qui génère une économie d'énergie et de coût.
Le fait d'avoir au moins 40 % en poids du mélange argile et calcaire et au moins 20% en poids d'argile permet d'avoir une quantité minimale d'argile qui, en présence de chaux, permet de développer une cohésion suffisante du remblai technique.
Afin de vérifier les pourcentages précités, des échantillons de sédiments fluviaux sont prélevés et sont analysés par diffraction aux rayons X.
Une deuxième étape du procédé consiste à chauffer les sédiments sélectionnés, à une température comprise entre 600° C et 850° C, pendant une durée comprise de préférence entre 1 heure et 6 heures. Ceci signifie que la température précitée est maintenue pendant cette durée.
Les sédiments sont de préférence montés en température à raison de 5°C par minute à 15°C par minute.
Le chauffage des sédiments a pour effet de déstabiliser l'argile et de le transformer en matériau pouzzolanique et de transformer le calcaire en chaux vive.
La température de chauffage et la vitesse de montée en température sont optimisées sur la base de résultats issus d'analyses effectuées sur des échantillons des sédiments retenus, ces analyses étant, d'une part, une analyse thermodifférentielle (ATD) et, d'autre part, une analyse thermogravimétrique (ATG) qui permettent de vérifier la nature du matériau obtenu par le chauffage.
On notera qu'en-dessous de 600° C, l'argile n'est pas transformée en matériau pouzzolanique, et au-dessus de 850° C, les cristaux qui ont été désorganisés par le chauffage risquent de se réorganiser, de sorte que l'on n'obtient plus un matériau pouzzolanique.
De façon avantageuse, le chauffage des sédiments sélectionnés à une température de l'ordre de 600° C à 850° C permet également de calciner la partie des matières organiques contenue dans les sédiments d'origine. Or cette matière organique, en l'absence d'un tel traitement thermique serait préjudiciable à la réalisation d'un remblai technique, puisqu'elle provoquerait dans celui-ci un gonflement ou une baisse de ses qualités mécaniques. En outre, si des polluants métalliques sont présents dans les sédiments sélectionnés, la cuisson permet de stabiliser ceux-ci sous forme de phase minérale et également de détruire certains polluants organiques.
Le chauffage s'effectue de préférence dans des fours rotatifs, à l'intérieur desquels ils sont montés en température. Ces fours présentent l'avantage de permettre une production en continu.
Ces sédiments peuvent être introduits dans le four, soit sous forme pulvérulente sèche, soit sous forme de granulés semi-humides de préférence d'environ 1 cm de diamètre, soit sous forme de boudins extrudés préalablement formés à partir du sédiment pulvérulent.
Une troisième étape du procédé consiste ensuite à refroidir rapidement les sédiments précédemment chauffés, de façon à les amener à une température inférieure à 100°C, de préférence en une heure au maximum. Ce refroidissement rapide permet notamment de conserver les propriétés pouzzolaniques de l'argile.
A l'issue des étapes de chauffage et de refroidissement, l'additif de stabilisation obtenu a éventuellement pu former des amalgames. Si nécessaire, une quatrième étape facultative peut être ajoutée au procédé. Elle consiste à broyer les sédiments séchés obtenus, de façon à obtenir des particules dont la granulométrie est inférieure ou égale à 250 μιη, de préférence inférieure ou égale à 100 μιη. Ceci permet d'obtenir un additif de stabilisation encore plus réactif.
L'additif de stabilisation est donc un produit prêt à l'emploi, qui comprend un matériau pouzzolanique et de la chaux et qui durcit en présence d'humidité.
Avant utilisation, cet additif de stabilisation doit donc être conservé au sec.
De façon avantageuse, l'additif de stabilisation obtenu est soumis à des essais concernant la qualité de sa pouzzolanicité, c'est-à-dire sa capacité à durcir lorsqu'il est mélangé à de l'eau. Cette vérification peut s'effectuer par la mesure d'un indice d'activité ou par un essai Chapelle, essais qui doivent être équivalents aux résultats obtenus pour un métakaolin de la norme NF P 18 513.
Selon une cinquième étape du procédé conforme à l'invention, l'additif de stabilisation obtenu est mélangé à un sol fin, de façon à réaliser un remblai technique et notamment une couche de forme de ce remblai. Pour ce faire, l'additif de stabilisation est avantageusement mélangé avec le sol fin à raison de 2 % à 1 5 % en poids d'additif et de 85 % à 98 % en poids de sol fin. Par "sol fin", on désigne un sol répondant à la définition du guide des terrassements routiers précités comme étant de classe A, c'est-à-dire ayant un tamisât à 80 μιη supérieur à 35% et dont les particules ont un diamètre maximum (Dmax) inférieur à 50mm, par exemple des sédiments fluviaux qui, eux, n'ont pas subi le traitement de chauffage précité.
Ce mélange peut être effectué par une opération de malaxage, dans une centrale routière.
Selon une autre variante de réalisation, l'additif de stabilisation est épandu directement sur le sol et malaxé sur site à l'aide d'un engin connu sous le nom de « ROTAVATOR » (marque déposée).
Enfin, il est nécessaire d 'incorporer de l'eau dans le mélange comprenant le sol fin et l'additif de stabilisation.
Selon une variante optionnelle de réalisation de l'invention, il est parfois requis d'ajouter à l'additif de stabilisation, un réactif additionnel, tel que de la chaux ou du ciment, avant de le mélanger au sol fin. Dans ce cas, le mélange additif de stabilisation et réactif représente toujours 2 à 1 5 % en poids, les 85 % à 98 % en poids restants étant constitués du sol fin.
L'ajout de chaux, en tant que réactif additionnel, peut être fait par exemple si la teneur en chaux de l'additif de stabilisation n'est pas assez élevée. Toutefois, cet ajout sera moindre qu'en l'absence totale de l'additif de stabilisation conforme à l'invention, ce qui permet de réduire les coûts.
Quelle que soit la variante de réalisation retenue (avec ou sans réactif additionnel), on considère que les pourcentages précités permettent d'obtenir une bonne tenue mécanique du mélange, après que celui-ci ait été mis en présence d'humidité puisque, après 28 jours de durcissement, la résistance est supérieure à 1 MPa.
Selon une autre variante de réalisation, on notera que l'additif de stabilisation obtenu peut également être utilisé dans la fabrication de ciment. Pour fabriquer du ciment, il est nécessaire d'utiliser un clinker broyé auquel il est souvent ajouté des cendres volantes de charbon et de laitier sidérurgique, ce clinker étant produit à l'aide de procédés de chauffage gourmands en énergie, puisqu'ils nécessitent d'atteindre des températures de 1 50° C. L'additif de stabilisation conforme à l'invention peut ainsi être utilisé dans la fabrication du ciment pour remplacer une partie de la poudre de clinker. Enfin, cet additif de stabilisation peut également être utilisé pour u béton, en substitution d'une partie de la poudre de ciment.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de stabilisation d'un remblai technique, notamment de la couche de forme de ce remblai, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à :
- sélectionner des sédiments fluviaux dont 90 particules sur cent présentent une granulométrie inférieure ou égale à 250 μιη et qui comprennent un mélange de calcaire et d'argile à raison d'au moins 40% en poids du total desdits sédiments fluviaux, l'argile représentant au moins 20% en poids desdits sédiments fluviaux,
- chauffer lesdits sédiments de façon à les amener à une température comprise entre 600° C et 850° C, pendant une durée comprise entre 1 heure et 6 heures,
- refroidir ces sédiments pour les amener à une température inférieure à 100° C, ce refroidissement étant réalisé en une durée inférieure ou égale à 1 heure, et obtenir ainsi un additif de stabilisation,
- et mélanger ledit additif de stabilisation à un sol fin, de sorte qu'en présence d'humidité, on obtienne la stabilisation dudit remblai technique.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'additif de stabilisation est mélangé avec le sol fin, à raison de 2% à 15% en poids d'additif et de 85% à 98% en poids de sol fin.
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'additif de stabilisation est mélangé avec le sol fin et avec un réactif additionnel, à raison de 2% à 15% en poids d'un mélange d'additif de stabilisation et de réactif additionnel et de 85% à 98% en poids de sol fin.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réactif additionnel est de la chaux.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réactif additionnel est du ciment.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors du chauffage des sédiments, la montée en température est effectuée à raison de 5° C/mn à 15° C/mn.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sédiments sont mis sous forme pulvérulente sèche ou de granules semi-humides ou de tronçons de pâte pressée, extrudée, puis chauffés.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après l'étape de refroidissement et avant d'être mélangé au sol fin, l'additif de stabilisation est broyé de façon à ce qu'il présente des particules inférieures ou égales à 250 μιη.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'après l'étape de refroidissement et avant d'être mélangé au sol fin, l'additif de stabilisation est broyé de façon à ce qu'il présente des particules inférieures ou égales à 100 μιη.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chauffage des sédiments est réalisé dans des fours rotatifs.
PCT/EP2015/051061 2014-02-07 2015-01-21 Procédé de stabilisation d'un remblai technique WO2015117818A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1450961 2014-02-07
FR1450961A FR3017398B1 (fr) 2014-02-07 2014-02-07 Procede de stabilisation d'un remblai technique.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015117818A1 true WO2015117818A1 (fr) 2015-08-13

Family

ID=50483164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/051061 WO2015117818A1 (fr) 2014-02-07 2015-01-21 Procédé de stabilisation d'un remblai technique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3017398B1 (fr)
WO (1) WO2015117818A1 (fr)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105350418A (zh) * 2015-12-04 2016-02-24 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 路基加固方法
CN105862560A (zh) * 2014-05-26 2016-08-17 江苏鼎泰工程材料有限公司 对环境无污染的对路面的桥头台背处进行修复的方法
CN105887613A (zh) * 2014-05-26 2016-08-24 江苏鼎泰工程材料有限公司 对环境无污染、消除桥头跳车现象的路面修复方法
CN107938456A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 宁波衡华园林建设有限公司 填河道路施工方法
CN113417183A (zh) * 2021-07-26 2021-09-21 招商局重庆交通科研设计院有限公司 红黏土路基及施工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2471444A1 (fr) * 1979-12-03 1981-06-19 Lonza Werke Gmbh Procede pour stabiliser le sol avec de la chaux
WO2011159154A1 (fr) * 2010-06-16 2011-12-22 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Pyrolyse de lignine
US8387688B2 (en) * 2006-09-14 2013-03-05 Ernest E. Carter, Jr. Method of forming subterranean barriers with molten wax

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2471444A1 (fr) * 1979-12-03 1981-06-19 Lonza Werke Gmbh Procede pour stabiliser le sol avec de la chaux
US8387688B2 (en) * 2006-09-14 2013-03-05 Ernest E. Carter, Jr. Method of forming subterranean barriers with molten wax
WO2011159154A1 (fr) * 2010-06-16 2011-12-22 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Pyrolyse de lignine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105862560A (zh) * 2014-05-26 2016-08-17 江苏鼎泰工程材料有限公司 对环境无污染的对路面的桥头台背处进行修复的方法
CN105887613A (zh) * 2014-05-26 2016-08-24 江苏鼎泰工程材料有限公司 对环境无污染、消除桥头跳车现象的路面修复方法
CN105350418A (zh) * 2015-12-04 2016-02-24 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 路基加固方法
CN107938456A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 宁波衡华园林建设有限公司 填河道路施工方法
CN107938456B (zh) * 2017-11-29 2020-10-09 宁波衡华园林建设有限公司 填河道路施工方法
CN113417183A (zh) * 2021-07-26 2021-09-21 招商局重庆交通科研设计院有限公司 红黏土路基及施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR3017398B1 (fr) 2017-06-23
FR3017398A1 (fr) 2015-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015117818A1 (fr) Procédé de stabilisation d'un remblai technique
FR2704218A1 (fr) Laitiers de ciments pétroliers, leur préparation et leur utilisation à la cimentation de puits.
WO2014009613A1 (fr) Procede pour stabiliser et solidifier un dechet urbain et/ou industriel et/ou marin
CA2896112C (fr) Composition de grave agglomeree scellee pour couche d`assise comprenant une forte proportion en gros granulats
EP3194662B1 (fr) Procédé de fabrication d'un élément dans un sol par mélange in situ du sol en place avec un geopolymere
CA2576628A1 (fr) Dispositif et procede de renforcement d'une fondation de pylone
Liu et al. Effect of cement and bentonite mixture on the consolidation behavior of soft estuarine soils
EP0088697A1 (fr) Procédé pour épandre une pulpe en vue de son séchage naturel
FR3036411A1 (fr) Digue maritime ou fluviale et son procede de realisation
BE1003642A3 (fr) Liant hydraulique, en particulier pour utilisation en coulis, et coulis tel qu'ainsi obtenu.
EP0481067A1 (fr) Couche de forme de chaussee.
WO2010109146A1 (fr) Granulat de synthese a proprietes photocatalytiques pour application routiere, et son procede de production
EP3227247A1 (fr) Fabrication d'éléments de construction en béton contenant des coquillages concassés, auto drainants et mécaniquement résistants
EP3898838A1 (fr) Bloc de construction avec coke de pétrole
Djedid et al. Study of the workability and mechanical strength of concrete in the face of upwelling (Case of the El Oued Region of Algeria)
EP0006776A1 (fr) Procédé pour le traitement de matières polluantes formées d'hydrocarbures rejetés en mer, de boues résiduaires, ou d'eaux usées
EP0007872B1 (fr) Béton hydraulique
EP1260568A1 (fr) Procédé de fabrication d'une composition de traitement de sol, compositions de traitement de sol et utilisation de telles compositions
FR2800089A1 (fr) Procede de stabilisation d'un sol par adjonction d'un liant
WO2020188035A1 (fr) Procede de traitement de materiaux d'excavation
Chan Pseudo-solidification of dredged marine soils with cement-fly ash for reuse in coastal development
EP1634858A1 (fr) Beton hydraulique
CH696763A5 (fr) Béton hydraulique.
EP3814016A1 (fr) Procédé pour dissocier différents constituants d'un béton de déconstruction
EP3712333A1 (fr) Procédé de traitement de materiaux d'excavation

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15700736

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15700736

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1