EP4143145A1 - Liant hydraulique routier comprenant des cendres volantes de biomasse, matériau pour assise de chaussée et sols traités avec ledit liant - Google Patents

Liant hydraulique routier comprenant des cendres volantes de biomasse, matériau pour assise de chaussée et sols traités avec ledit liant

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Publication number
EP4143145A1
EP4143145A1 EP21732395.5A EP21732395A EP4143145A1 EP 4143145 A1 EP4143145 A1 EP 4143145A1 EP 21732395 A EP21732395 A EP 21732395A EP 4143145 A1 EP4143145 A1 EP 4143145A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
binder composition
hydraulic
composition according
hydraulic road
Prior art date
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Pending
Application number
EP21732395.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien Waligora
Stéphane DUPRIET
Loïc DANEST
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eiffage Infrastructures SAS
Surschiste SA
Original Assignee
Eiffage Infrastructures SAS
Surschiste SA
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 Eiffage Infrastructures SAS, Surschiste SA filed Critical Eiffage Infrastructures SAS
Publication of EP4143145A1 publication Critical patent/EP4143145A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/10—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and cement or like binders
    • E01C7/14—Concrete paving
    • E01C7/142—Mixtures or their components, e.g. aggregate
    • 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
    • C04B28/021—Ash cements, e.g. fly ash cements ; Cements based on incineration residues, e.g. alkali-activated slags from waste incineration ; Kiln dust cements
    • 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
    • C04B28/04—Portland cements
    • 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
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • 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

  • Hydraulic road binder comprising fly ash from biomass, material for pavement bedding and soils treated with said binder
  • the present invention relates to the field of hydraulic road binders (LHR) and materials comprising.
  • LHR hydraulic road binders
  • the present invention relates to materials and soils treated with hydraulic road binders for the base and subgrade of the roadway, such as road gravel, made up of natural and / or recycled aggregates and sands (asphalt aggregates bituminous, crushed concrete, incineration bottom ash) and natural soils (silt, sands).
  • road gravel made up of natural and / or recycled aggregates and sands (asphalt aggregates bituminous, crushed concrete, incineration bottom ash) and natural soils (silt, sands).
  • Standardized hydraulic road binders (LHR) and cements (CEM) are main constituents of materials used in public works, civil engineering and construction.
  • CEM cements
  • the manufacturing processes of these usual binders such as traditional Portland cement (CEM I) generate a considerable CO2 emission. Therefore, alternative hydraulic binders that emit less CO2 than Portland cement have been developed and are still being investigated.
  • by-products from other industries can be used as the main constituent of road hydraulic binder.
  • Granulated and ground blast furnace slag resulting from the manufacture of cast iron from iron ore at high temperature (1250 ° C), has been used for many years in hydraulic binders and CEM II standardized cements and CEM III, in addition to clinker.
  • CEM I traditional Portland cement
  • granulated and ground LHF in hydraulic binders and cement compositions remains limited since many of them only contain a small proportion of LHF, less than 50%, the rest of the constituents being mainly CEM I which makes it possible to obtain fast setting kinetics and mechanical performance over time.
  • the biomass sector is broken down into three sub-sectors, segmented according to size and the resulting energy production: individual wood heating, biomass boilers and biomass cogeneration.
  • One result of these developments is the future increase in the production of biomass ash that it would be advantageous to be able to recover.
  • Sub-hearth ash is granular while fly ash is in the form of powder.
  • biomass fly ash is not currently valued as an alternative hydraulic binder to Portland cement, because it is not considered hydraulic, that is to say of ability to set and harden in presence of water.
  • the Applicants have been able, surprisingly, to incorporate fly ash from biomass into compositions of hydraulic road binders, in particular intended for the treatment of serious roads and soils, up to high proportions.
  • the present invention relates to a hydraulic road binder composition
  • a hydraulic road binder composition comprising at least 50% by weight of biomass fly ash and at least one other component selected from the group consisting of slaked lime, quicklime, source materials of sulphates such as, for example, gypsum and desulphogypsum, granulated and ground blast furnace slag, papermaking ash, Portland cement, ground pozzolans, crushed calcined shales, crushed calcined clays, limestone filler, alone or in mixed.
  • the invention also relates to a treated material for a pavement bed comprising said composition of road hydraulic binder and a mixture of aggregates and sand, natural and / or recycled.
  • the invention also relates to a method of manufacturing said treated material, comprising a step of cold mixing, generally at a temperature between 10 ° C and 40 ° C of said road hydraulic binder composition and natural and / or recycled aggregates and sand.
  • the invention also relates to the use of biomass ash in compositions for hydraulic road binders.
  • Figure 1 is a bar diagram representing the compressive strength as a function of the curing time of different compositions of hydraulic road binders according to the invention.
  • Figure 2 is a bar diagram representing the compressive strength on standardized mortars after 56 days of curing different compositions of hydraulic road binders according to the invention.
  • Figure 3 is a graph showing the compressive strength as a function of the curing time of different materials treated for pavement bedding according to the invention.
  • Figure 4 is a graph showing the compressive strength as a function of the curing time of different materials treated for pavement bed according to the invention.
  • FIG. 5 is a bar diagram representing the compressive strength as a function of the curing time of a soil treated with a hydraulic road binder composition according to the invention. Detailed description of the invention
  • the invention relates to a road hydraulic binder composition
  • a road hydraulic binder composition comprising at least 50% by weight of biomass fly ash and at least one other component selected from the group consisting of slaked lime, quicklime, source materials of sulphates such as, for example, gypsum and desulphogypsum, granulated and ground blast furnace slag, papermaking ash, Portland cement, ground pozzolans, crushed calcined shales, crushed calcined clays, limestone filler, alone or in mixture, advantageously chosen from the group consisting of slaked lime, quicklime, sulphate source materials such as for example gypsum and desulphogypsum, granulated and ground blast furnace slag, stationery ash, Portland cement , crushed calcined shale, calcined and crushed clay, alone or in mixture.
  • a road hydraulic binder is a material for binding together granular compounds or soil particles by reaction with water so that the final material is cohesive and applicable to the road.
  • LFIRs are intended for the treatment of aggregates and soils for the construction of road bases, subgrade and earthworks. .
  • biomass denotes any product composed of a plant material originating from agriculture or forestry and which can be used as fuel for the purpose of use. amount of energy it contains as well as the following wastes, used as fuel:
  • wood waste which is likely to contain halogenated organic compounds or toxic metals following treatment with wood preservatives or the placement of a coating, including in particular wood waste of this type originating from construction or demolition waste.
  • biomass fly ash corresponds to fly ash obtained during the combustion, at at least 850 ° C, of biomass and / or co-combustion, at at least 850 ° C, of biomass and at least one recycled fuel product (PCR) and / or a fuel of fossil origin, such as ashy coal, gas or heavy fuel oil in minority proportions, i.e. less than 15 % in weight.
  • PCR recycled fuel product
  • source of sulfates means a compound or a material releasing sulfate ions (SO4 2 ' ) in an aqueous medium, such as natural gypsum, desulfogypsum and any other industrial gypsum (phosphogypsum, lactogypsum, etc.).
  • the road hydraulic binder composition comprises at least two other components chosen from slaked lime, Portland cement and granulated and ground blast furnace slag.
  • the road hydraulic binder composition comprises at least one material which is a source of sulphates, such as gypsum and / or desulphogypsum.
  • the road hydraulic binder composition comprises at least two other components chosen from slaked lime, Portland cement and granulated and ground blast furnace slag and comprises at least one source material of sulphates, such as gypsum and / or desulfogypsum.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention comprises between 55% and 90% by weight of biomass fly ash, advantageously between 60% and 85% by weight and more advantageously between 65% and 80% by weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 20% by weight of slaked lime, advantageously between 5% and 20% by weight, more advantageously between 10% and 15% by weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 20% by weight of quicklime, advantageously between 5% and 20% by weight, more preferably between 10% and 15% by weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 15% of the sulphate source material, advantageously between
  • the sulfate source material is chosen from gypsum and desulfogypsum alone or as a mixture.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 35% by weight of granulated and ground blast furnace slag, advantageously between 5% and 35% by weight, more advantageously between 10% and 30% by weight. weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 50% by weight of papermaking ash, preferably between 5% and 50% by weight, more preferably between 10% and 30% by weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 35% by weight of Portland cement, preferably between 5% and 35% by weight, more preferably between 10% and 30% by weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 35% by weight of ground pozzolans, advantageously between 5% and 35% by weight, more advantageously between 10% and 30% by weight.
  • the hydraulic road binder composition according to the invention can comprise up to 35% by weight of crushed calcined shale, advantageously between 5% and 35% by weight, more advantageously between 10% and 30% by weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention may comprise up to 30% by weight of crushed calcined clays, advantageously between 5% and 30% by weight, more advantageously between 10% and 25% by weight.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention can comprise up to 35% by weight of limestone filler, preferably between 5% and 35% by weight, more preferably between 10% and 30% by weight.
  • the composition for road hydraulic binder according to the invention further comprises one or more of the main and secondary components as defined in standards NF P 15-108, NF EN 13282-1 and NF EN 13282-2.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention may comprise up to 44% by weight of crystallized ground oxygen converter slag.
  • a limestone filler is a material consisting of finely ground limestone and intended to fill the voids left by a granular stack of gravel, chippings and sand.
  • the invention also relates to a method of manufacturing the composition of said hydraulic road binder, comprising a step of mixing biomass ash and said at least one other component selected from the group consisting of slaked lime, quicklime , sulphate source materials such as, for example, gypsum and desulphogypsum, granulated and ground blast furnace slag, paper mill ash, Portland cement, ground pozzolans, crushed calcined shales, crushed calcined clays, filler limestone, alone or as a mixture, advantageously used with a production unit for composite products, UPPC N ° 1 - N ° 2 - N ° 3 of Surschiste SA
  • the invention also relates to a treated material for a pavement bed comprising said composition of hydraulic road binder according to the invention and a mixture of aggregates and sand, natural and / or recycled.
  • the material treated according to the invention can be used in the foundation layer of the road, both as a foundation layer and as a base layer.
  • the aggregates and sand of said treated material for pavement base according to the invention consist of at least 80% by weight of recycled asphalt, preferably 100% by weight.
  • the recycled asphalt can in particular come from the planing or crushing of the surface layers (rolling, bonding) and / or the base layer of an old pavement.
  • the road hydraulic binder composition according to the invention represents between 3.5% and 6% by weight of said treated material for pavement bedding, preferably between 4% and 5% by weight.
  • the treated material for pavement base according to the invention further comprises up to 20% by weight of corrective sand.
  • Corrector sand is natural and / or recycled sand and serves as a granulometric corrector of the material when the latter does not contain, as it is, sufficient fine particles.
  • the materials for pavement bed treated with said hydraulic binder according to the invention have the mechanical strengths corresponding to the standard NF EN 14-227-5 on granular mixtures treated with hydraulic road binders , with a performance class T2, T3 or T4 at 360 days depending on the percentage by weight of said hydraulic binder.
  • the invention also relates to a method of manufacturing said treated material comprising a step of cold mixing, advantageously between 10 ° C and 40 ° C, of said hydraulic road binder composition according to the invention and natural aggregates and sand and / or recycled.
  • cold is understood to mean the fact of not providing heat energy, in other words, a cold process is a process carried out at the ambient temperature of the place of its implementation.
  • the process according to the invention is carried out in a mixing plant.
  • the cold mixing of said binder composition and aggregates is carried out in the factory.
  • the material obtained is then transported to the site for which it is intended.
  • the method according to the invention is carried out directly on site, during the reprocessing of the pavement materials with a dedicated workshop, comprising the spreading of said road hydraulic binder composition according to the invention, the milling of the pavement materials, the mixing, the possible addition of water and the compaction of the treated material.
  • the method according to the invention can be implemented with the ARC ® 700 and ARC ® 1000 (Pavement Treatment Workshop 700 and 1000 Cv) of ElFFAGE Route.
  • binder composition for soil treatment
  • the invention also relates to the use of said hydraulic road binder composition according to the invention in a method for treating soil for carrying out earthworks.
  • the use of the road hydraulic binder composition according to the invention can, for example, be made in the context of a method for earthmoving a ground comprising the steps successive following:
  • the step of adjusting the water state can consist in mixing the loose soil either with water if it is not wet enough, or with quicklime if it is not wet enough. is too wet.
  • the invention also relates to the use of fly ash from biomass in combination with at least one other component chosen from the group consisting of slaked lime, quicklime, source materials of sulphates, blast furnace slag granulated and ground, paper mill ashes, Portland cement, ground pozzolans, crushed calcined shales, crushed calcined clays, limestone filler, alone or as a mixture in compositions of hydraulic road binders.
  • the biomass ash is used in combination with at least two other components selected from slaked lime, Portland cement and granulated and ground blast furnace slag.
  • Example 1 Hydraulic setting of hydraulic road binder compositions according to the invention
  • Hydraulic reactivity tests were carried out on pure binder pastes (road hydraulic binder composition alone mixed with water). Cylindrical test pieces with a diameter of 4 cm and a height of 8 cm were made with the compositions LHR 1, LHR 2, LHR 3 and LHR 4 by adding 65%, 55%, 55% and 50% respectively. by weight of water, to achieve a similar consistency. These test pieces were stored in closed cases at 20 ° C and 90% humidity. After curing times of 14, 28 and 56 days, they were subjected to crushing in simple compression according to standard NF EN 13286-41.
  • Example 2 mechanical performance of binders based on biomass ash on standardized mortars
  • Example 3 material for pavement bed treated with a hydraulic binder based on biomass ash
  • Test pieces of these two materials were made while respecting the Optimum Proctor compaction references Modified to 5% binder according to standard NF EN 13286-2 in order to be able to characterize them with the following standardized tests:
  • the pavement foundation materials according to the invention with the applied hydraulic binder dosages, belong to the mechanical performance class T3 from 60 days of cure.
  • the moduli of elasticity obtained are less than 10 GPa. They are intermediate between an asphalt mix and a serious cement, making the treated material much less sensitive to transverse cracking, and offering excellent durability over time.
  • Example 4 floor for pavement bed treated with a hydraulic binder based on biomass ash
  • Test specimens of these two materials were made while respecting the Optimum Proctor compaction references Modified to 5% binder according to standard NF EN 13286-2 in order to be able to characterize them with the following standardized tests:
  • the materials for the pavement base according to the invention, with the applied hydraulic binder dosages, belong to the mechanical performance class T1 at 60 days of cure.
  • the moduli of elasticity obtained after 60 days of cure are less than 10 GPa.
  • Example 5 soil for a pavement sub-layer treated with a binder based on biomass ash
  • This example illustrates the treatment of a natural soil classified as B5 according to the NF P 11-300 standard with the LHR binder 4 at 6% by weight, without pretreatment with quicklime.
  • the methodology of the formulation studies in the laboratory was applied according to standard NF P 94-102-2.
  • Test specimens of this treated soil were made in accordance with the Optimum Proctor Normal compaction references according to standard NF P 94-093 in order to be able to characterize it with the following standardized tests:

Landscapes

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  • Road Paving Structures (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 50% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange. L'invention concerne également un matériau traité pour assise de chaussée comprenant ledit liant hydraulique routier et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés. L'invention porte, par ailleurs, sur un procédé de fabrication dudit matériau traité. L'invention concerne également l'utilisation de la composition de liant hydraulique routier selon l'invention dans un procédé de traitement d'un sol pour la réalisation de travaux de terrassement. L'invention concerne également l'utilisation de cendres de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers.

Description

Description
Titre : Liant hydraulique routier comprenant des cendres volantes de biomasse, matériau pour assise de chaussée et sols traités avec ledit liant
Domaine technique
[0001] La présente invention relève du domaine des liants hydrauliques routiers (LHR) et des matériaux en comprenant.
[0002] En particulier, la présente invention concerne des matériaux et sols traités avec des liants hydrauliques routiers pour assise et couche de forme de chaussée, tels que les graves routières, composées de granulats et sables naturels et/ou recyclés (agrégats d’enrobés bitumineux, bétons concassés, mâchefers d’incinération) et les sols naturels (limons, sables).
Technique antérieure
[0003] La diminution de l’impact de l’activité humaine sur l’environnement représente aujourd’hui un enjeu mondial majeur. La principale action pour préserver l’environnement est de diminuer de manière drastique les émissions de dioxyde de carbone (CO2), de sorte à ralentir la hausse globale de la température terrestre. Une autre grande action est le recyclage et la valorisation des matières secondaires (co-produits industriels) de sorte à restreindre le recours aux ressources naturelles et ainsi éviter une pénurie de celles-ci.
[0004] En France, la Loi de transition énergétique pour une croissance verte fixe plusieurs objectifs, parmi lesquels :
• Réduire les émissions de gaz à effet de serre de 40% entre 1990 et 2030 et diviser par quatre les émissions de gaz à effet de serre entre 1990 et 2050,
• Réduire de 50% la quantité de déchets mis en décharge à l’horizon 2025 et découpler progressivement la croissance économique et la consommation de matières premières, • Réemployer, orienter vers le recyclage ou les autres formes de valorisation au moins 70% des matières et déchets produits sur les chantiers de construction ou d'entretien routiers.
[0005] Les liants hydrauliques routiers (LHR) et les ciments (CEM) normalisés sont des constituants principaux des matériaux employés dans les travaux publics, le génie civil et la construction. Or, les procédés de fabrication de ces liants usuels tels que le ciment Portland traditionnel (CEM I) génèrent une émission de CO2 considérable. Par conséquent, des liants hydrauliques alternatifs permettant d’émettre moins de CO2 que le ciment Portland ont été développés et sont encore en cours d’investigations. En particulier, des co-produits d’autres industries peuvent être utilisés comme constituant principal de liant hydraulique routier. Parmi ces co-produits on peut citer le laitier de haut-fourneau (LHF) granulé et moulu, les pouzzolanes, le filler calcaire ou encore les cendres volantes de charbon.
[0006] Le laitier de haut-fourneau granulé et moulu, issu de la fabrication de fonte à partir de minerai de fer à haute température (1250°C), est utilisé depuis de nombreuses années dans les liants hydrauliques et ciments normalisés CEM II et CEM III, en addition au clinker. Plusieurs avantages techniques liés au LHF ont été mis en évidence dans les matériaux routiers vis-à-vis du ciment Portland traditionnel (CEM I) : cinétique de prise lente et continue dans le temps, délai de maniabilité amélioré, diminution de la fissuration et meilleure durabilité. Cependant, l’emploi du LHF granulé et moulu dans des compositions de liants hydrauliques et ciments reste limité puisque nombre d’entre eux ne contient qu’une faible proportion de LHF, inférieure à 50%, le reste des constituants étant majoritairement du CEM I qui permet d’obtenir une cinétique de prise et des performances mécaniques rapides dans le temps.
[0007] Les cendres volantes de charbon sont issues des centrales à charbon. Ces centrales étant vouées à être mises à l’arrêt, la production de cendres volantes de charbon deviendra prochainement quasi-nulle et les stocks existants seront majoritairement utilisés dans des produits à forte valeur ajoutée comme les bétons. [0008] Les centrales à charbon sont progressivement remplacées par des centrales « biomasse ». En effet, la matière organique constituant la biomasse peut être transformée en produits énergétiques (biocombustibles, biogaz et biocarburants) ou brûlée afin de produire de la chaleur et de l’électricité dans des installations de cogénération.
[0009] La filière biomasse est décomposée en trois sous-filières, segmentées selon la taille et la production d’énergie résultante : le chauffage individuel au bois, les chaufferies biomasse et la cogénération biomasse. Une résultante de ces développements est l’augmentation à venir de la production de cendres de biomasse qu’il serait avantageux de pouvoir valoriser.
[0010] On distingue deux types de cendres de biomasse, les cendres sous-foyer et les cendres volantes. Les cendres sous-foyer sont granulaires tandis que les cendres volantes se présentent sous la forme de poudre.
[0011] Cependant, les cendres volantes de biomasse ne sont à ce jour pas valorisées comme liant hydraulique alternatif au ciment Portland, car elles ne sont pas considérées comme hydrauliques, c’est-à-dire de capacité à faire prise et à durcir en présence d’eau.
[0012] Les Demanderesses ont pu, de manière surprenante, incorporer des cendres volantes de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers, notamment destinés au traitement de graves routières et de sols, jusqu’à de fortes proportions.
Résumé de l’invention
[0013] La présente invention concerne une composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 50% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange. [0014] L’invention concerne également un matériau traité pour assise de chaussée comprenant ladite composition de liant hydraulique routier et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés.
[0015] L’invention porte, par ailleurs, sur un procédé de fabrication dudit matériau traité, comprenant une étape de mélange à froid, généralement à une température comprise entre 10°C et 40°C de ladite composition de liant hydraulique routier et des granulats et sable naturels et/ou recyclés.
[0016] L’invention concerne également l’utilisation de ladite composition de liant hydraulique routier dans un procédé de traitement d’un sol pour la réalisation de travaux de terrassement.
[0017] L’invention concerne également l’utilisation de cendres de biomasse dans des compositions de liants hydrauliques routiers.
Brève description des figures
[0018] [Fig. 1] La figure 1 est un diagramme de barre représentant la résistance en compression en fonction du temps de cure de différentes compositions de liants hydrauliques routiers selon l’invention.
[0019] [Fig. 2] La figure 2 est un diagramme de barre représentant la résistance en compression sur mortiers normalisés après 56 jours de cure de différentes compositions de liants hydrauliques routiers selon l’invention. [0020] [Fig. 3] La figure 3 est un graphique représentant la résistance en compression en fonction du temps de cure de différents matériaux traités pour assise de chaussée selon l’invention.
[0021] [Fig. 4] La figure 4 est un graphique représentant la résistance en compression en fonction du temps de cure de différents matériaux traités pour assise de chaussée selon l’invention.
[0022] [Fig. 5] La figure 5 est un diagramme de barre représentant la résistance en compression en fonction du temps de cure d’un sol traité avec une composition de liant hydraulique routier selon l’invention. Description détaillée de l’invention
Composition de liant hydraulique routier
[0023] L’invention concerne une composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 50% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange, avantageusement choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des schistes calcinés broyés, de l’argile calcinée et broyée, seuls ou en mélange.
[0024] Un liant hydraulique routier (LHR) est un matériau permettant de lier entre eux des composés granulaires ou particules de sols par réaction avec l’eau de sorte à ce que le matériau final soit cohésif et applicable au domaine routier. Comme précisé dans les normes NF P 15-108, NF EN 13282-1 et NF EN 13282-2, les LFIR sont destinés au traitement des granulats et des sols pour la réalisation d’assises de chaussées, de couche de forme et de terrassements.
[0025] Au sens de la présente invention, le terme « biomasse » désigne tout produit composé d’une matière végétale provenant de l’agriculture ou de la sylviculture et qui peut être utilisé en tant que combustible dans l’objectif d’un usage effectif de l’énergie qu’il contient ainsi que les déchets ci-après, utilisés en tant que combustibles :
- les déchets végétaux issus de l’agriculture ou de la sylviculture,
- les déchets végétaux provenant de l’industrie de la transformation alimentaire, si la chaleur produite est valorisée,
- les déchets de liège,
- les déchets végétaux fibreux issus de la production de pâte vierge et de la production du papier à partir de pâte, s’ils sont co-incinérés sur le lieu de production et si la chaleur produite est valorisée,
- les déchets bois, à l’exception des déchets de bois qui sont susceptibles de contenir des composés organiques halogénés ou des métaux toxiques à la suite d’un traitement avec des conservateurs du bois ou du placement d’un revêtement, y compris en particulier les déchets de bois de ce type provenant de déchets de constructions ou de démolition.
[0026] Au sens de la présente invention, le terme cendres volantes de biomasse correspond aux cendres volantes obtenues lors de la combustion, à au moins 850°C, de biomasse et/ou la co-combustion, à au moins 850°C, de biomasse et d’au moins un produit combustible recyclé (PCR) et/ou un combustible d’origine fossile, tel que le charbon cendreux, le gaz ou le fioul lourd en proportions minoritaires, c’est-à-dire inférieures à 15% en poids.
[0027] On entend par source de sulfates un composé ou un matériau libérant des ions sulfates (SO42') en milieu aqueux, tel que le gypse naturel, le désulfogypse et tout autre gypse industriel (phosphogypse, lactogypse...).
[0028] Dans un mode de réalisation préféré, la composition de liant hydraulique routier comporte au moins deux autres composants choisis parmi la chaux éteinte, le ciment Portland et le laitier de haut fourneau granulé et moulu.
[0029] Dans un autre mode de réalisation préféré, la composition de liant hydraulique routier comporte au moins un matériau sources de sulfates, tel que le gypse et/ou le désulfogypse.
[0030] Dans un mode de réalisation avantageux, la composition de liant hydraulique routier comporte au moins deux autres composants choisis parmi la chaux éteinte, le ciment Portland et le laitier de haut fourneau granulé et moulu et comporte au moins un matériau sources de sulfates, tel que le gypse et/ou le désulfogypse.
[0031] Dans un mode de réalisation, la composition de liant hydraulique routier selon l’invention comprend entre 55% et 90% en poids de cendres volantes de biomasse, avantageusement entre 60% et 85% en poids et plus avantageusement entre 65% et 80% en poids. [0032] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 20% en poids de chaux éteinte, avantageusement entre 5% et 20% en poids, plus avantageusement entre 10% et 15% en poids.
[0033] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 20% en poids de chaux vive, avantageusement entre 5% et 20% en poids, plus avantageusement entre 10% et 15% en poids.
[0034] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 15% du matériau source de sulfates, avantageusement entre
2% et 15% en poids, plus avantageusement entre 5% et 10% en poids. [0035] De manière avantageuse, le matériau source de sulfate est choisi parmi le gypse et le désulfogypse seuls ou en mélange.
[0036] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de laitier de haut fourneau granulé et moulu, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
[0037] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 50% en poids de cendres de papeterie, avantageusement entre 5% et 50% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
[0038] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de ciment Portland, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
[0039] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de pouzzolanes broyés, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids. [0040] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de schistes calcinés broyés, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids. [0041] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 30% en poids d’argiles calcinées broyées, avantageusement entre 5% et 30% en poids, plus avantageusement entre 10% et 25% en poids.
[0042] La composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 35% en poids de filler calcaire, avantageusement entre 5% et 35% en poids, plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
[0043] Dans un mode de réalisation, la composition pour liant hydraulique routier selon l’invention comporte en outre un ou plusieurs des composants principaux et secondaires tels que définis dans les normes NF P 15-108, NF EN 13282-1 et NF EN 13282-2. En particulier, la composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut comprendre jusqu’à 44% en poids de laitier cristallisé de convertisseur à oxygène moulu.
[0044] De manière communément acceptée, un filler calcaire est un matériau constitué de calcaire finement broyé et destiné à combler les vides laissés par un empilement granulaire de graviers, gravillons et sable.
Procédé de fabrication du Liant Hydraulique routier
[0045] L’invention concerne également un procédé de fabrication de la composition dudit liant hydraulique routier, comprenant une étape de mélange des cendres de biomasse et dudit au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange, avantageusement mise en œuvre avec une unité de production de produits composés, U.P.P.C N°1 - N°2 - N°3 de Surschiste S.A.
Matériau traité pour assise de chaussée
[0046] L’invention concerne également un matériau traité pour assise de chaussée comprenant ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés. [0047] Ainsi, le matériau traité selon l’invention peut être mis en œuvre dans la couche d’assise de chaussée, aussi bien en couche de fondation qu’en couche de base.
[0048] De manière avantageuse, les granulats et sable dudit matériau traité pour assise de chaussée selon l’invention, sont constitués d’au moins 80% en poids d’enrobés recyclés, avantageusement de 100% en poids.
[0049] Les enrobés recyclés peuvent notamment provenir du rabotage ou concassage des couches de surface (roulement, liaison) et/ou de la couche d’assise d’une ancienne chaussée.
[0050] Dans un mode de réalisation préféré, la composition de liant hydraulique routier selon l’invention représente entre 3,5 % et 6% en poids dudit matériau traité pour assise de chaussée, de préférence entre 4% et 5% en poids.
[0051] Dans un mode de réalisation particulier, le matériau traité pour assise de chaussée selon l’invention comprend en outre jusqu’à 20% en poids de sable correcteur. Le sable correcteur est un sable naturel et/ou recyclé et sert de correcteur granulométrique du matériau lorsque ce dernier ne contient pas, en l’état, suffisamment de particules fines.
[0052] Les matériaux pour assise de chaussée traités avec ledit liant hydraulique selon l’invention, incorporant des cendres volantes de biomasse, présentent les résistances mécaniques correspondantes à la norme NF EN 14-227-5 sur les mélanges granulaires traités aux liants hydrauliques routiers, avec une classe de performance T2, T3 ou T4 à 360 jours en fonction du pourcentage en poids dudit liant hydraulique.
Procédé de fabrication du matériau traité
[0053] L’invention concerne également un procédé de fabrication dudit matériau traité comprenant une étape de mélange à froid, avantageusement entre 10°C et 40°C de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention et des granulats et sable naturels et/ou recyclés. [0054] On entend par « à froid » le fait de ne pas apporter d’énergie calorifique, en d’autres termes, un procédé à froid est un procédé réalisé à la température ambiante du lieu de sa mise en œuvre.
[0055] Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l’invention est réalisé en centrale de malaxage. En d’autres termes, le mélange à froid de ladite composition de liant et des granulats est effectué en usine. Le matériau obtenu est ensuite acheminé jusqu’au chantier auquel celui-ci est destiné.
[0056] Dans un autre mode de réalisation, le procédé selon l’invention est réalisé directement sur site, lors du retraitement des matériaux de chaussée avec un atelier dédié, comprenant l’épandage de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention, le fraisage des matériaux de chaussée, le malaxage, l’ajout éventuel d’eau et le compactage du matériau traité. En particulier, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre avec les procédés ARC® 700 et ARC® 1000 (Atelier de Retraitement de Chaussée 700 et 1000 Cv) d’ElFFAGE Route.
Utilisation de la composition de liant pour le traitement de sol
[0057] L’invention concerne également l’utilisation de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’invention dans un procédé de traitement d’un sol pour la réalisation de travaux de terrassement.
[0058] L’implantation d’une construction, en particulier un ouvrage routier, nécessite que le sol porteur de cette construction présente des caractéristiques techniques adaptées à ladite construction. Pour ce faire, lors de l’étape de terrassement, le sol est généralement traité pour lui conférer les spécificités techniques nécessaires.
[0059] Ainsi, dans le cadre de l’invention, l’utilisation de la composition de liant hydraulique routier selon l’invention peut, par exemple, être faite dans le cadre d’un procédé de terrassement d’un sol comprenant les étapes successives suivantes :
1. Foisonnement dudit sol pour le rendre meuble et permettre son traitement, 2. Homogénéisation du sol meuble obtenu en étape 1 ,
3. Ajustement de l’état hydrique du sol meuble suite à l’homogénéisation en étape 2,
4. Epandage de ladite composition de liant hydraulique routier suite à l’ajustement hydrique de l’étape 3,
5. Malaxage dudit sol suite à l’épandage de l’étape 4,
6. Nivellement suite au malaxage de l’étape 5,
7. Compactage suite au nivellement de l’étape 6.
[0060] L’étape d’ajustement de l’état hydrique (étape 3) peut consister à mélanger le sol meuble soit avec de l’eau s’il n’est pas assez humide, soit avec de la chaux vive s’il est trop humide.
Utilisation des cendres de biomasse
[0061] L’invention concerne également l’utilisation de cendres volantes de biomasse en combinaison avec au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange dans des compositions de liants hydrauliques routiers.
[0062] Dans un mode de réalisation préféré, les cendres de biomasse sont utilisées en combinaison avec au moins deux autres composants choisis parmi la chaux éteinte, le ciment Portland et le laitier de haut fourneau granulé et moulu.
Exemples
Exemple 1 : Prise hydraulique de compositions de liant hydraulique routier selon l’invention
[0063] Quatre compositions de liant hydraulique routier selon l’invention ont été préparées en mélangeant les différents composants. Le détail de ces quatre compositions de liant hydraulique routier selon l’invention est indiqué dans le tableau 1 suivant, dans lequel les quantités des différents composants sont en pourcentage massique par rapport à la masse totale de ladite composition de liant hydraulique routier.
[0064] [Tableau 1]
CEM I : Ciment Portland
[0065] Des tests de réactivité hydraulique ont été réalisés sur des pâtes pures de liant (composition de liant hydraulique routier seule en mélange avec de l’eau). Des éprouvettes cylindriques d’un diamètre de 4 cm et d’une hauteur de 8 cm ont été confectionnées avec les compositions LHR 1, LHR 2, LHR 3 et LHR 4 en y ajoutant respectivement 65 %, 55 %, 55 % et 50 % en poids d’eau, pour atteindre une consistance similaire. Ces éprouvettes ont été conservées dans des étuis fermés à 20 °C et 90 % d’hygrométrie. Après des temps de cure de 14, 28 et 56 jours, elles ont été soumises à un écrasement en compression simple suivant la norme NF EN 13286-41. Comme illustré à la Figure 1, des résistances mécaniques de plusieurs MegaPascals ont été mesurées pour toutes les compositions, témoignant d’une hydraulicité des cendres de biomasse en mélange avec de la chaux éteinte, du désulfogypse, des cendres de papeterie, du LHF ou du CEM I, seuls ou en mélange.
Exemple 2 : performances mécaniques de liants à base de cendres de biomasse sur mortiers normalisés
[0066] Trois compositions de liants hydrauliques routiers selon l’invention supplémentaires ont été préparées en mélangeant les différents composants. Le détail de ces trois compositions est indiqué dans le tableau 2 suivant, dans lequel les quantités des différents composants sont en pourcentage massique par rapport à la masse totale de ladite composition de liant hydraulique routier. Le détail de la composition LHR 4 est rappelé dans le tableau 2. [0067] [Tableau 2]
LHF : Laitier de haut-fourneau granulé et moulu CEM I : Ciment Portland
[0068] Des essais de résistance mécanique ont été réalisés en mortiers normalisés, suivant la norme NF EN 196-1, avec les compositions LFIR 4, LFIR 5, LFIR 6 et LFIR 7 selon l’invention. La Figure 2 illustre les résultats de résistance en compression simple obtenus après 56 jours de cure. Les compositions LFIR 4, LFIR 5 et LFIR 6. Ces trois compositions présentent un niveau de performance mécanique conforme à la norme NF EN 13282-2, avec une classe de résistance N2 à 56 jours (> 12,5 MPa et < 32,5 MPa). La composition LFIR7, présente un niveau de performance mécanique conforme à la norme NF EN 13282-2 avec une classe de résistance N1 à 56 jours (> 2,5 MPa et < 22,5 MPa).
Exemple 3 : matériau pour assise de chaussée traité au liant hydraulique à base de cendres de biomasse
[0069] Des agrégats d’enrobé recyclé à 100 %, sans sable correcteur ont été traités avec 4% en poids ou 6% en poids de la composition LFIR 5 conduisant à un premier matériau pour assise de chaussée comportant 96% en poids d’agrégats d’enrobé recyclé à 100 % et 4 % en poids de LFIR 5 et à un deuxième matériau pour assise de chaussée comportant 94% en poids d’agrégats d’enrobé recyclé à 100 % et 6 % en poids de LHR 5.
[0070] Des éprouvettes de ces deux matériaux ont été confectionnées en respectant les références de compactage Optimum Proctor Modifié à 5 % de liant suivant la norme NF EN 13286-2 afin de pouvoir les caractériser avec les tests normalisés suivants :
Résistance en compression simple (Rc) à 3, 7, 14 et 28 jours suivant la norme NF EN 13286-41 sur des éprouvettes d’un diamètre de 10 cm et une hauteur de 20 cm confectionnées par vibro-compression suivant la norme NF EN 13286-52.
Résistance en traction directe (Rt) et module d’élasticité (E) à 28, 60 et 360 jours suivant les normes NF EN 13286-40 et NF EN 13286-43 sur des éprouvettes d’un diamètre de 16 cm et d’une hauteur de 32 cm confectionnées par vibro-compression suivant la norme NF EN 13286-52.
[0071] Les résultats de résistance en compression simple présentés sur la Figure 3 montrent que les matériaux pour assise de chaussée selon l’invention présentent de bonnes résistances mécaniques. Le seuil de 1 MPa est atteint à 3 jours à 6 % de liant et à 4 jours à 4 % de liant, dans les conditions de laboratoire. Cette limite minimale de résistance correspond au délai de cure minimal à respecter avant d’autoriser la circulation de chantier sur la couche mise en œuvre, et à fortiori la mise en œuvre de la couche supérieure.
[0072] Les matériaux pour assise de chaussée selon l’invention, aux dosages en liant hydraulique appliqués, appartiennent à la classe de performance mécanique T3 dès 60 jours de cure. Les modules d’élasticité obtenus sont inférieurs à 10 GPa. Ils sont intermédiaires entre un enrobé bitumineux et une grave ciment, rendant le matériau traité beaucoup moins sensible à la fissuration transversale, et offrant une excellente durabilité dans le temps.
Exemple 4 : sol pour assise de chaussée traité au liant hydraulique à base de cendres de biomasse
[0073] Un sol de granulométrie 0/31,5 mm, en prévision d’un chantier de retraitement en place, a été traité avec 4% en poids ou 6% en poids de la composition LHR 5 conduisant à un premier matériau pour assise de chaussée comportant 96% en poids de sol et 4 % en poids de LHR 5 et à un deuxième matériau pour assise de chaussée comportant 94% en poids de sol et 6 % en poids de LHR 5.
[0074] Des éprouvettes de ces deux matériaux ont été confectionnées en respectant les références de compactage Optimum Proctor Modifié à 5 % de liant suivant la norme NF EN 13286-2 afin de pouvoir les caractériser avec les tests normalisés suivants :
Résistance en compression simple (Rc) à 3, 7 et 14 jours suivant la norme NF EN 13286-41 sur des éprouvettes d’un diamètre de 10 cm et une hauteur de 20 cm confectionnées par vibro-compression suivant la norme NF EN 13286-52.
Résistance en traction directe (Rt) et module d’élasticité (E) à 28 et 60 jours suivant les normes NF EN 13286-40 et NF EN 13286-43 sur des éprouvettes d’un diamètre de 16 cm et d’une hauteur de 32 cm confectionnées par vibro compression suivant la norme NF EN 13286-52.
[0075] Les résultats de résistance en compression simple présentés sur la Figure 4 montrent que les matériaux pour assise de chaussée selon l’invention présentent de bonnes résistances mécaniques. Le seuil de 1 MPa est atteint à 3 jours à 4 % ou 6 % de liant, dans les conditions de laboratoire. Cette limite minimale de résistance correspond au délai de cure minimal à respecter avant d’autoriser la circulation de chantier sur la couche mise en œuvre, et à fortiori la mise en œuvre de la couche supérieure.
[0076] Les matériaux pour assise de chaussée selon l’invention, aux dosages en liant hydraulique appliqués, appartiennent à la classe de performance mécanique T1 à 60 jours de cure. Les modules d’élasticité obtenus à 60 jours de cure sont inférieurs à 10 GPa.
Exemple 5 : sol pour couche de forme de chaussée traité au liant à base de cendres de biomasse
[0077] Cet exemple illustre le traitement d’un sol naturel classé B5 d’après la norme NF P 11-300 avec le liant LHR 4 à 6 % en poids, sans prétraitement à la chaux vive. [0078] La méthodologie des études de formulation en laboratoire a été appliquée suivant la norme NF P 94-102-2. Des éprouvettes de ce sol traité ont été confectionnées en respectant les références de compactage Optimum Proctor Normal suivant la norme NF P 94-093 afin de pouvoir le caractériser avec les tests normalisés suivants :
Essais d’évaluation de l’aptitude au traitement suivant la norme NF P 94-
100
Résistance en compression simple (Rc) à 3, 7, 28 et 60 jours ainsi qu’à 60 jours immersion (28 jours de conservation dans l’air + 32 jours de conservation dans l’eau) suivant la norme NF EN 13286-41 sur des éprouvettes d’un diamètre de 5 cm et d’une hauteur de 10 cm confectionnées par compression axiale suivant la norme NF EN 13286-53,
Résistance en traction indirecte Rit (ou Rtb) et module d’élasticité (E) à 90 jours suivant les normes NF EN 13286-42 et NF EN 13286-43 sur des éprouvettes d’un diamètre de 5 cm et d’une hauteur de 5 cm confectionnées par compression axiale suivant la norme NF EN 13286-53. Le calcul de la Rt à partir de la Rit s’obtient par la relation Rt = 0,8*Rit.
[0079] Les résultats d’essais d’aptitude au traitement sont présentés dans le Tableau 3. Ils montrent que le sol B5 traité à 6 % de LHR 4 est adapté au traitement.
[0080] [Tableau 3] [0081] Les résultats de résistance en compression simple présentés sur la Figure 4 montrent que le sol B5 traité à 6 % de liant LHR 4 présente de bonnes résistances mécaniques. Le seuil de 1 MPa est atteint à 3 jours, dans les conditions de laboratoire. Cette limite minimale de résistance correspond au délai de cure minimal à respecter avant d’autoriser la circulation de chantier sur la couche mise en œuvre, et à fortiori la mise en œuvre de la couche supérieure. La résistance à l’immersion à 60 jours (Rci/Rc) est de 0,7. Elle est conforme à la norme NF P 94-102-1. Une résistance en compression de 2,5 MPa est atteinte à 60 jours de cure, ce qui laisse présager que la couche traitée sera résistante au gel après ce temps de cure.
[0082] Les résultats de résistance en traction directe Rt (calculés à partir de la Rit) et de module d’élasticité (E) montrent que le sol traité à 6% de liant LHR 4 appartient à la zone mécanique 4 à 90 jours de cure.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Composition de liant hydraulique routier comprenant au moins 50% en poids de cendres volantes de biomasse et au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange.
[Revendication 2] Composition de liant hydraulique routier selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu’elle comporte au moins deux autres composants choisis parmi la chaux éteinte, le ciment Portland et le laitier de haut fourneau granulé et moulu.
[Revendication 3] Composition de liant hydraulique routier selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un matériau sources de sulfates, tel que le gypse et/ou le désulfogypse.
[Revendication 4] Composition de liant hydraulique routier selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend entre 55% et 90% en poids de cendres volantes de biomasse, avantageusement entre 60% et 85% en poids et plus avantageusement entre 65% et 80% en poids.
[Revendication 5] Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend jusqu’à 20% en poids de chaux éteinte, avantageusement entre 5% et 20% en poids, plus avantageusement entre 10% et 15% en poids.
[Revendication 6] Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend jusqu’à 15% en poids du matériau source de sulfates, tel que le gypse et/ou de désulfogypse, avantageusement entre 2% et 15% en poids, plus avantageusement entre 5% et 10% en poids.
[Revendication 7] Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend jusqu’à 35% en poids de laitier de haut fourneau granulé et moulu, avantageusement entre 5% et 35% en poids plus avantageusement entre 10% et 30% en poids.
[Revendication 8] Composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un ou plusieurs des composants secondaires tels que définis dans les normes NF P 15-108, NF EN 13282-1 et NF EN 13282-2.
[Revendication 9] Matériau traité pour assise de chaussée comprenant de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 et un mélange de granulats et sable, naturels et/ou recyclés.
[Revendication 10] Matériau traité pour assise de chaussée selon la revendication 9, caractérisé en ce que les granulats et sable sont constitués d’au moins 80% en poids d’enrobés recyclés, avantageusement de 100% en poids.
[Revendication 11] Procédé de fabrication du matériau traité selon l’une quelconque des revendications 9 à 10 comprenant une étape de mélange à froid, entre 10°C et 40°C, de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 et des granulats et sable naturels et/ou recyclés.
[Revendication 12] Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’il est réalisé en centrale de malaxage.
[Revendication 13] Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’il est réalisé directement sur site, lors du retraitement des matériaux de chaussée avec un atelier dédié, comprenant l’épandage de ladite composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le fraisage des matériaux de chaussée, le malaxage, l’ajout éventuel d’eau et le compactage du matériau traité.
[Revendication 14] Utilisation de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans un procédé de traitement d’un sol pour la réalisation de travaux de terrassement. [Revendication 15] Utilisation de cendres volantes de biomasse en combinaison avec au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange dans des compositions de liants hydrauliques routiers, de préférence en combinaison avec au moins deux autres composants choisis parmi la chaux éteinte, le ciment Portland et le laitier de haut fourneau granulé et moulu. [Revendication 16] Procédé de fabrication de la composition de liant hydraulique routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une étape de mélange des cendres de biomasse, et dudit au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué de la chaux éteinte, de la chaux vive, des matériaux sources de sulfates tels que par exemple le gypse et le désulfogypse, du laitier de haut fourneau granulé et moulu, des cendres de papeterie, du ciment Portland, des pouzzolanes broyées, des schistes calcinés broyés, des argiles calcinées broyées, du filler calcaire, seuls ou en mélange, avantageusement mise en œuvre avec une unité de production de produits composés, U.P.P.C N°1 - N°2 - N°3.
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