Influence des argiles sur les propriétés rhéologiques de mélanges granulaires LAFARGE 2009

Influence des argiles sur les propriétés
rhéologiques de mélanges granulaires
Séminaire École Doctorale RP2E, Janvier 2009 Christian BLACHIER, Laboratoire Environnement et Minéralurgie
Christian BLACHIER, Thèse 3ème année
Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM)
Directeur de thèse: Laurent MICHOT
Présentation séminaire RP2E, 15 janvier 2009

Séminaire École Doctorale RP2E, Janvier 2009 Christian BLACHIER, Laboratoire Environnement et Minéralurgie
Plan de la présentation
Problématique argileuses
•Les argiles
•Impact environnemental et industriel
Mesures rhéologiques des systèmes granulaires
• Principales difficultés de mesures: sédimentation
• Protocole expérimental dans un fluide suspendant
• Caractérisation rhéologique d’un mélange granulaire
Caractérisation fine de l’influence des argiles
•Effet de trois argiles: Montmorillonite, illite, kaolinite
• Rôle Interaction eau-argile
• Rôle de l’anisotropie

Séminaire École Doctorale RP2E, Janvier 2009 Christian BLACHIER, Laboratoire Environnement et Minéralurgie
Argiles:
•Phylosilicates hydratés
Structure en feuillets TOT ou TO
(T: couche silicaté, O: couche alumineuse)
K+
a b c
n couches de H2O et cations échangeables
Distance
variable
suivant l’état
d’hydratation
0.96nm
Ion potassium
0.72nm
K+
a b c
n couches de H2O et cations échangeables
Distance
variable
suivant l’état
d’hydratation
0.96nm
Ion potassium
0.72nm
kaolinite montmorillonite illite
•Minéraux de petite taille (<µm) et de forte
anisotropie
0.1µm
25nm
0.25µm
25nm 25nm
0.25µm
•Propriétés des argiles
Minéraux lamellaires
Affinité forte avec l’eau
Surface spécifique importante
Capacité d’adsorption importante

Séminaire École Doctorale RP2E, Janvier 2009 Christian BLACHIER, Laboratoire Environnement et Minéralurgie
Impact environnemental
• Coulée de boue, lave torrentielle, Lahar
• Préventions des risques
Impact industriel
• Rhéologie des bétons à l’état frais lors de l’utilisation
de sables pollués en argile
0
50
100
150
200
250
300
350
400
520 60
Temps (min)
Etalement (mm)
Mortier Référence
1% massique Montmorillonite/sable
2% massique Montmorillonite/sable
Test d’étalement (« slump »)
Détérioration de l’ouvrabilité du béton
étalement nul

Séminaire École Doctorale RP2E, Janvier 2009 Christian BLACHIER, Laboratoire Environnement et Minéralurgie
Mesures rhéologiques des systèmes granulaires
Principales difficultés de mesures: sédimentation
• Pas de mesure fine de la rhéologie des systèmes granulaires
• Le plus souvent: test d’étalement type « slump test »
Utilisation d’un fluide suspendant
• Emkarox HV45 (25%w/w) : fluide newtonien de forte viscosité (0.087Pa.s)
• Mesure rhéologique en Vane
• Caractérisation rhéologique de sable <mm
•contrainte seuil σy: contrainte minimale permettant un écoulement
•viscosité infinie η∞:viscosité aux grands cisaillements
Paramètres rhéologiques recherchés