Valorisation des cendres volantes de chaudière à lit fluidisé circulant dans la filière du génie civil

摘要

L'intérêt du système de désulfuration des fumées des chaudières à lit fluidisé circulant est amoindri du fait de la difficulté à valoriser les cendres qu'elles produisent. A l'heure actuelle, les voies de valorisation envisageables pour ces co-produits sont faiblement consommatrices de cendre et la filière du génie civil, c'est-à-dire la confection de ciment et de béton, leur reste inaccessible. Du point de vue minéralogique, les cendres volantes LFC se différencient clairement des cendres volantes silico-alumineuses CP normalisées par la présence de minéraux argileux, proches de ceux contenus dans les combustibles. A l'aide de la diffraction des rayons X et d'un logiciel de traitement de données par méthode de Rietveld, plusieurs couples de combustible et de cendre ont été caractérisés afin d'étudier leur filiation minéralogique. Du point de vue chimique, le système de désulfuration des chaudières LFC conduit à une grande diversité de composition chimique, de par l'ajout en quantité variable d'une fraction sulfo-calcique, aux résidus silico-alumineux de la combustion des charbons. Cette fraction sulfo-calcique, constituée d'anhydrite et de chaux vive, est le principal frein à la valorisation de la cendre dans la filière du génie civil. Que la cendre soit hydratée seule ou en mélange avec du ciment, son anhydrite conduit à la formation d'ettringite, hydrate responsable de désordres dans la pâte de ciment. Nos résultats dressent une liste de spécifications suffisante pour rendre réalisable la confection d'un ciment composé destiné à une utilisation industrielle. En détaillant les principaux facteurs qui influencent le gonflement ettringitique et en apportant un nouvel éclairage sur la nature minéralogique de la cendre, cette étude pourrait aider, à terme, à la prise en compte de cette addition minérale dans les normes relatives à la confection de ciment et de béton.udIn France, atmospheric fluidised bed combustion has twenty years old. In spite of their age, the interest of the desulphurization process is reduced by the difficulty of using ashes wish AFBC produce. Actually, possible ways of valorisation for these by-products are slightly consuming ash, and the manufacture of cement and concrete remains difficult. This work aims at showing, taking several precautions, AFBC fly ash can be used to manufacture blended cement. AFBC fly ash differs clearly from silico-aluminous fly ash by the presence of clay minerals similar to those contained in coals. Using DRX and Rietveld process data, couples of coal and ash have been characterized to study their mineralogical filiations. From chemical point of view, desulphurization process leads a wide diversity of chemical composition. In fact, a variable quantity of sulfo-calcic fraction is added to silico-aluminous coal combustion residue. This fraction, composed of anhydrite and lime, is the main obstacle for using fly ash to manufacture cement and concrete. Anhydrite in fly ash leads to formation of ettringite responsible of disorders, and swelling length, in cement. We have made a list of specification required to manufacture industrial blended cement from AFBC fly ash and Portland cement. Moreover, mechanical test proves that the chemical, physical and mineralogical nature of ash constitutes an advantage to manufacture blended cement. This study should contribute to the normalisation of AFBC fly ash in construction.