Ajout de phosphogypse à des mortiers à base de cendres volantes et filler calcaire Addition of phosphogypsum to blended mortars based on fly ash and limestone filler

Abstract

L’objectif de ce travail est d’étudier la possibilité de la valorisation du phosphogypse dans les matériaux de construction vue sa grande disponibilité comme sous-produit de l’industrie des phosphates. Nous étudions l’effet de l’ajout du phosphogypse sur un mélange de clinker, cendres volantes et filler calcaire. Les échantillons sont préparés par l’ajout de 10% de phosphogypse et de 30% de cendres volantes aux mélanges constitués du clinker et du filler calcaire. Les mélanges sont hydratés et caractérisés par diffraction des rayons X et spectroscopie infrarouge. Des phases cristallines se développent dès le 3ème jour, et on remarque que les phases les plus fréquentes sont : la Portlandite Ca(OH)2, la Calcite CaCO3, l’ettringite Ca6Al2(SO4)3(OH)12 26H2O, Ca5(SiO4)2(OH)2 et le gypse CaSO4, 2H2O mais leur pourcentages varient selon les mélanges. La mesure de la durée de prise des mortiers montre que le début et la fin de la prise sont généralement retardés proportionnellement à l’ajout des cendres volantes et du phosphogypse. La microstructure des matériaux a également été étudiée par la mesure de la perméabilité apparente, les résultats montrent que l’ajout du phosphogypse a contribué à une diminution de la perméabilité des échantillons par contre les cendres volantes ont un effet contraire. La résistance à la compression des mortiers montre des résultats concordants, les résistances augmentent avec la diminution de la perméabilité. The objective of this paper is to study the possibility of valorization of phosphogypsum in building materials because his large availability as a by-product of the phosphate industry. We study the effect of adding phosphogypsum on a mixture of clinker, fly ash and limestone filler. The samples were prepared by adding 10% of phosphogypsum and 30% of fly ash to mixtures consisting of clinker and limestone filler. The mixtures are hydrated and characterized by X-ray diffraction and Infrared spectroscopy. Crystalline phases grow from the third day, and we note that the most common phases are: Portlandite Ca(OH)2, CaCO3 calcite, ettringite Ca6Al2(SO4)3 (OH)12 26H2O, Ca5(SiO4)2(OH)2 and gypsum CaSO4, 2H2O but their percentages vary depending on the mixtures. Measuring the setting time of mortars shows that the beginning and end of setting are usually delayed in proportion to the addition of fly ash and phosphogypsum. The microstructure of materials was also studied by measuring the apparent permeability; the results show that the addition of phosphogypsum has contributed to a decrease in the permeability of the samples against fly ash has the opposite effect. The compressive strength of mortars shows concordant results, the strengths increase with the decrease in permeability.