Utilisation du métakaolin par substitution partielle du ciment dans les applications géotechniques d'injection et de scellement d'ancrage

Use of metakaolin for partial substitution of the cement in applications of the geotechnical injection and sealing anchor

• Auteur / Autrice : Minh Trinh Quang
• Direction : Bernard Husson, Martin Cyr, Géraldine Casaux-Ginestet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ciment -- Produits de remplacement

Étanchéité

Kaolin

Mots clés libres

Coulis de scellement

Pull-out test

Scellement d'ancrage

Métakaolin

Filler

Faible dégagement de CO2

Résumé

Ce travail a pour objectif d'éliminer un certain nombre de verrous technologiques et scientifiques à l'utilisation du métakaolin dans les coulis confectionnés pour deux applications principales : les coulis de comblement, utilisés notamment pour le remplissage de cavités souterraines, et les travaux de scellements et de clouages, pour stabiliser les pentes instables ou les murs de soutènement. Nous avons optimisé, aux états frais et durcis, des coulis fabriqués à base de liants binaires et ternaires, en étudiant leurs caractéristiques mécaniques, chimiques, environnementales et économiques. Nous avons cherché à améliorer la compréhension de l'effet du métakaolin sur le comportement de ces coulis, en analysant l'hydratation du ciment et du métakaolin par diffraction des rayons X et par analyse thermique. Nous nous sommes également attardés sur les interactions du MK avec les ciments ou autres produits tels que la bentonite ou les fillers. Le travail inclut à la fois une partie expérimentale en laboratoire et in situ, principalement pour la formulation des coulis et pour leur test sous la forme d'essais d'arrachement, puis une partie calcul/modélisation afin de comprendre le mode de rupture des coulis et de prédire leur force d'arrachement in situ.

This work aims to eliminate a number of scientific and technological barriers in order to use metakaolin in grout made for two main applications: the grout mainly used for filling of underground cavities, and the grout intended for soil nailing to stabilize unstable slopes or retaining walls. We optimized the fresh and hardened state of grouts that made from binary and ternary binders and studied their mechanical, chemical, environmental and economic properties. We sought to improve the comprehension of the effect of metakaolin on the behavior of the grout, analyzing the hydration of cement and metakaolin by X-ray diffraction and thermal analysis. We also focused on the interaction of MK with cement or other products such as bentonite or fillers. The work is realized in both laboratory and in-situ, mainly for grout formulation and testing them in the form of pull-out tests. Numerical calculations / modeling were carried out to study the rupture mechanism of grout and predict their breakout force in-situ.