Caractérisation et comprehension des processus d'hydratation des cendres volantes de centrales thermiques françaises équipées d'un système de désulfuration

Characterisation and comprehension of hydratation process in fly ashes originated from french power plants equipped with a desulfurisation system

• Auteur / Autrice : Sandrine Gomes
• Direction : Omer Evrard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie de la matière et des matériaux
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mullite

Magnétite

France

Centrales thermiques

Humidité

Air

Désulfuration

Cendres volantes

Résumé

L'installation de systèmes de désulfuration sur les centrales thermiques EDF a entrainé des modifications des résidus de combustion du charbon. Notre travail a donc consisté à caractériser ces nouvelles cendres volantes dans le but de comprendre leurs phénomènes de prise hydraulique. Nous avons montré que : la réactivité du verre de la cendre silico-alumineuse est certainement favorisée par l'existence de gradients de composition, la mullite a une composition classique. La magnétite apparait substituée en magnésium, la cendre silico-calcique, liant hydraulique à part entière, est équivalente à un mélange de cendre silico-alumineuse et de phases calciques (calcite, chaux vive, anhydrite), la cendre sulfitée a déjà débuté les réactions de prise hydraulique et de plus renfermé du chlorure de calcium. Son avenir dans le domaine du génie civil est compromis. Une étude des propriétés de liant hydraulique de la cendre silico-calcique a ensuite été réalisée. Nous avons suivi l'évolution des phases hydratées formées en montrant l'importance de la composition initiale, du taux d'humidité relative du milieu de conservation, du co#2 atmosphérique (système ouvert) et du temps (aspect cinétique). Les éprouvettes confectionnées sont suivies de façon qualitative (drx, dsc, meb), de façon semi-quantitative (mise au point d'une méthode d'exploitation des courbes atg) et par des mesures de résistance en compression. Les principaux résultats sont : importance d'une atmosphère saturée en humidité durant la longue période de dissolution de la phase vitreuse et de précipitation des hydrates (ettringite, csh, peu afm), formation rapide et prioritaire d'ettringite devant celle de csh, aucun phénomène de gonflement ou de fissuration n'a été observé, la décomposition néfaste de l'ettringite est évité sous eau et uniquement pour les éprouvettes riches en chaux en milieu humide.