Des perspectives pour un béton et un ciment plus durables
L'industrie du ciment et du béton s'efforce de réduire l'empreinte carbone des matériaux de construction à liant hydraulique et d'améliorer la gestion des ressources tout au long du processus de production. C'est là que les matériaux secondaires entrent en jeu pour remplacer – partiellement ou totalement – le sable et le gravier et/ou pour optimiser la production de ciment à l'aide de matières premières alternatives. Trois projets de R&D exemplaires menés en Allemagne illustrent le potentiel que recèlent les mâchefers d’incinération d’ordures ménagères.
Béton ecologique à base de MIOM
Il s'agit d'un projet mené par BAUREKA, filiale de REMEX, en collaboration avec l'université de Kassel, visant à mettre au point des étapes de traitement pour les fractions fines et moyennes de mâchefers d’incinération d’ordures ménagères (MIOM) afin de remplacer partiellement le liant et les granulats dans les pavés.
- Le traitement comprend un lavage et un tri des métaux, suivis d'un broyage et d'un criblage de la fraction fine.
- Des essais ont été réalisés avec différentes formulations :
- remplacement de différentes proportions de ciment par de graves de mâchefers finement broyé
- remplacement des granulats naturels par les fractions de graves de mâchefers de 2–8 mm et 0–2 mm
Les pavés produits ont été testés conformément à la norme DIN EN 1338. Il s'est avéré possible de remplacer complètement le granulat primaire d'une granulométrie de 2–8 mm dans les pavés en béton tout en respectant les exigences du produit. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour intégrer pleinement la fraction granulaire de 0–2 mm et l'utiliser comme substitut partiel du ciment.
Des mâchefers comme substitut dans la production de clinker
En Italie, les graves de mâchefers sont utilisées comme substituts de matières premières dans la production de clinker, le principal composant du ciment et du béton. Le projet de recherche « EMSARZEM » vise à faciliter cette utilisation dans les cimenteries allemandes. La composition minérale des mâchefers correspond généralement à la gamme des composants de la farine crue, tels que le calcaire, l'argile et le minerai de fer. Les travaux de recherche se concentrent sur deux étapes de traitement principales :
- le prétraitement mécanique des IBA, par exemple par concassage et tri des métaux ferreux
- le broyage fin sélectif pour produire les principales fractions suivantes
- farine CRU
- graves de mâchefers
- mélange de métaux non ferreux
Les premiers résultats montrent que les fractions minérales peuvent être utilisées pour remplacer les matières premières du ciment et du béton, tout en permettant des taux élevés de tri et de récupération des métaux ferreux et non ferreux contenus dans les mâchefers.
Le projet bénéficie du soutien scientifique de l'Association allemande du ciment (VDZ) et est cofinancé par le gouvernement allemand. Pour plus d'informations, consultez notre article de blog (anglais)
Substitut du clinker de ciment
L'idée à l'origine de ce projet est de combiner différents flux de déchets minéraux – notamment les scories de ferrochrome et les mâchefers – afin d'obtenir par synthèse des propriétés matérielles similaires à celles du clinker de ciment traditionnel. Le principe repose sur la transformation thermique d'un tel mélange de matériaux en un minéral réactif de type vitreux.
- Mise au point d'un mélange de déchets minéraux adapté, incluant le contrôle de la qualité et de l'approvisionnement, à base notamment de mâchefers
- Production de matériau granulaire par fusion du mélange brut dans des fours électriques, comme ceux utilisés dans la production de ferrochrome
- Broyage fin de ce matériau, associé à des composants traditionnels, pour obtenir des types de ciment standardRésultat : potentiellement seulement 20 % des émissions de CO2 par rapport au clinker de ciment Portland traditionnel
Résultat : potentiellement seulement 20 % des émissions de CO2 par rapport au clinker de ciment Portland traditionnel.
Parmi les partenaires figurent un producteur de ferrochrome et une entreprise d'ingénierie du béton. Le projet est financé par le ministère fédéral allemand de la Recherche et du Développement (BMFTR).
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