Enhancement of cementitious properties of alkali activated low reactive volcanic ashes: effects of curing regime and cassava peel ash replacement.

Abstract

Cette étude vise à rehausser les propriétés cimentaires des ciments alcalins à base de scories volcaniques peu réactives. Elle comporte deux parties. Elle évalue l’influence de trois régimes de conditionnement de la pâte fraîche et de la poudre des cendres de cortex de tubercules de manioc, (CA) sur les propriétés cimentaires de deux scories volcaniques peu réactives. Après la caractérisation des matières premières, certaines caractéristiques sur les pâtes des ciments alcalins élaborés ont été déterminées. Les scories volcaniques dénommées Vn et Ma et les cendres de cortex de manioc (CA) ont respectivement 26, 18 et 72 % en masse de phase réactive. Dans la première partie de cette étude, les pâtes cimentaires obtenues de l’activation des poudres de Vn et Ma en milieu basique ont été conditionnées à des durées déterminées selon trois régimes : scellage dans un sac en polyéthylène à la température ambiante (SSP25), étuvage à 60 °C (ODS60), maintien dans l’air atmosphérique du laboratoire (SOA25). Les résultats obtenus ont montré que le régime SSP25 permet une bonne dissolution de la phase réactive mais les produits cimentaires ont une faible durabilité et les résistances mécaniques sont peu élevées. Les régimes ODS60 et SOA25 conduisent à des produits cimentaires ayant une durabilité et des résistances assez élevées. D’après les résultats d’analyse thermique (ATG / DTG), les différences observées sur ces trois régimes de conditionnement de la pâte de ciment sont en relation avec l’eau hygrométrique du milieu réactionnel. Dans la seconde partie de cette étude, la faible teneur en phase réactive dans Ma (18 % en masse) a conduit à rechercher une amélioration de sa réactivité en milieu basique. Ceci a consisté à substituer les poudres de Ma avec 0 à 30 % en masse de CA. Ainsi, la substitution de Ma avec CA a permis d’optimiser l’activation de ce précurseur en milieu basique. De synergie avec Ma, la substitution de 30 % en masse de CA a permis d’amoindrir le temps de début de prise de la pâte et d’augmenter la résistance à la compression du produit cimentaire, respectivement de 60 et 733 %. Par ailleurs, la substitution de Ma avec CA diminue l’efflorescence. En effet, la présence de l’arcanite (K2SO4) dans CA assure une réaction chimique avec l’excès d’ions Na+ (responsable de l`efflorescence) du produit de synthèse pour former l’aphthitalite (K3Na(SO4)2. Ainsi, au cours de l’activation en milieu basique de scories volcaniques, les régimes ODS60 et SOA25 sont les mieux indiqués au conditionnement des pâtes et les poudres de CA se comportent comme un précurseur additionnel.