Étude de la Faisabilité De La Fabrication D’un Ciment Composite A Base De Déchets Inertes De Béton Et De Verre.

Abstract

Ce travail de recherche s’inscrit dans une approche de valorisation des déchets inertes et de réduction de l’empreinte environnementale de l’industrie cimentière. Il vise à étudier la faisabilité de la formulation d’un ciment composite innovant, dans lequel une partie du clinker est remplacée par des poudres issues du broyage de déchets de verre et de béton. Le taux global de substitution a été fixé à 20 %, réparti en différentes proportions (10 %, 15 % et 20 %), en combinaison avec 5 % de gypse. Les échantillons ainsi formulés ont été soumis à une série d’essais de caractérisation physicochimique et mécanique, conformément aux normes en vigueur. L’évaluation des propriétés du nouveau ciment a porté notamment sur la consistance de la pâte, les temps de début et de fin de prise, ainsi que sur les résistances mécaniques (compression et flexion) à différents âges. Les résultats obtenus mettent en évidence que la poudre de verre tend à accélérer la prise et à augmenter l’absorption d’eau, tandis que les fines de béton, agissant comme ajouts inertes, influencent peu la cinétique de durcissement. À l’état durci, les mortiers à base de ces ciments composites présentent une microstructure plus dense et homogène que celle du témoin, ce qui se traduit par une amélioration des performances mécaniques et de la durabilité. Par ailleurs, les différentes poudres introduites contribuent de manière variable à la réactivité du ciment, en fonction de leur nature et de leur proportion, ce qui peut influencer la qualité du matériau final. Ainsi, bien que les résultats soient prometteurs, une étude approfondie de la microstructure du ciment reste nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes d’interaction entre ces ajouts et la matrice cimentaire. En conclusion, l’utilisation combinée de déchets de verre et de béton, jusqu’à 20 % de la masse totale, permet d’élaborer un ciment composite performant, conforme aux exigences normatives, tout en contribuant à la valorisation de déchets et à la réduction des impacts environnementaux de la fabrication du ciment. Mots-clés : Clinker, gypse, déchets de béton, déchets de verre, résistance à la compression, flexion, durabilité. ملخص لتثمين النفايات الخاملة وتقليل البصمة البيئية لصناعة األسمنت. يدرس هذا يُعد هذا البحث جز ًءا من نهجٍ البحث جدوى صياغة أسمنت ُمر ّكب ُمبتكر، يُستبدل فيه جزء من الكلنكر بمساحيق ناتجة عن طحن نفايات الزجاج والخرسانة. ُحددت نسبة االستبدال اإلجمالية عند ،%20 ُمق ّسمة إلى نسب ُمختلفة )،%10 ،%15 ا إليها %5 جبس. و%20(، ُمضافً خضعت العينات ال ُمصاغة بهذه الطريقة لسلسلة من اختبارات التوصيف الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية، ا للمعايير الحالية. ر ّكز تقييم خصائص األسمنت الجديد بشكل خاص على قوام المعجون، ووقتي بدء وفقً وانتهاء التصلب، باإلضافة إلى ال ُمقاومة الميكانيكية )الضغط واالنثناء( في مختلف األعمار. تُشير النتائج ال ُمتحصل عليها إلى أن مسحوق الزجاج يُس ّرع التصلب ويزيد من امتصاص الماء، بينما تُؤثر حبيبات الخرسانة الناعمة، التي تعمل كُمضافات خاملة، تأثي ًرا ضئي ًًل على حركية التصلب. في الحالة المتصلبة، يكون للمًلط المعتمد على هذه األسمنتات المركبة بنية مجهرية أكثر كثافة وتجان ًسا من التحكم، مما يؤدي إلى تحسين األداء الميكانيكي والمتانة. عًلوة على ذلك، تساهم المساحيق المختلفة المقدمة بطرق مختلفة في تفاعل األسمنت، اعتمادًا على طبيعتها ونسبها، مما قد يؤثر على جودة المادة النهائية. وهكذا، على الرغم من أن النتائج واعدة، إال أن الدراسة المتعمقة للبنية المجهرية لألسمنت تظل ضرورية لفهم آليات التفاعل بين هذه اإلضافات ومصفوفة األسمنت بشكل أفضل. في الختام، فإن االستخدام المشترك لخيوط الزجاج والبيتون، حتى %20 من الكتلة اإلجمالية، يسمح بتصنيع مركب إسمنتي عالي األداء، يتوافق مع المتطلبات المعيارية، ويساهم في تثمين المزالج وتقليل التأثيرات البيئية لتصنيع األسمنت . الكلمات المفتاحية: الكلنكر، الجبس، نفايات الخرسانة، نفايات الزجاج، قوة الضغط، االنحناء، المتانة. Abstract This research work is part of an approach to valorizing inert waste and reducing the environmental footprint of the cement industry. It studies the feasibility of formulating an innovative composite cement, in which part of the clinker is replaced by powders from the grinding of glass and concrete waste. The overall substitution rate was set at 20%, divided into different proportions (10%, 15% and 20%), in combination with 5% gypsum. The samples thus formulated were subjected to a series of physicochemical and mechanical characterization tests, in accordance with current standards. The evaluation of the properties of the new cement focused in particular on the consistency of the paste, the start and end times of setting, as well as the mechanical strengths (compression and flexion) at different ages. The results obtained highlight that glass powder tends to accelerate setting and increase water absorption, while concrete fines, acting as inert additives, have little influence on hardening kinetics. In the hardened state, mortars based on these composite cements have a denser and more homogeneous microstructure than the control, which results in improved mechanical performance and durability. Furthermore, the different powders introduced contribute in varying ways to the reactivity of the cement, depending on their nature and proportion, which can influence the quality of the final material. Thus, although the results are promising, an in-depth study of the microstructure of the cement remains necessary to better understand the interaction mechanisms between these additions and the cement matrix. En conclusion, l’utilisation combinée de déchets de verre et de béton, jusqu’à 20 % de la masse totale, permet d’élaborer un ciment composite performant, conforme aux exigences normatives, tout en contribuant à la valorisation de déchets et à la réduction des impacts environnementaux de la fabrication du ciment. Keywords: Clinker, gypsum, concrete waste, glass waste, compressive strength, bending, durability