Approche expérimentale de valorisation des sédiments de dragage dans des applications de Génie Civil PDF Download
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Book Description
La thématique sur la valorisation des sédiments est en plein essor depuis plusieurs années. Elle concerne principalement les sédiments marins et fluviaux. Quant à ces derniers, ils présentent une composition physico-chimique particulière avec des teneurs en matière organique plus élevées et en minéraux plus faibles par rapport aux sédiments marins. De plus, par comparaison avec d'autres régions du territoire Français, les sédiments de la région Nord -Pas de Calais, sont caractérisés de “contaminés”. C'est la raison pour laquelle plusieurs travaux de recherche sont entamés afin de trouver de nouvelles pistes de développement des sédiments fluviaux en génie civil. L'objectif principal de ce travail de recherche est de proposer une solution pour l'utilisation des sédiments de dragage principalement trois sédiments fluviaux provenant de la région Nord-Pas-de Calais pour une valorisation en couche d'assise routière, en éco modelé paysager et pour l'élaboration de matériaux cimentaires. Du point de vue gestion expérimentale, le choix des sédiments et des mélanges a été fixé par les exigences de chaque filière de valorisation. Pour cela, un mélange du sédiment de Croix et Deûle a été choisi pour la valorisation en butte paysagère, une formulation à base du sédiment de la Deûle et du Hem a été étudiée pour une valorisation en technique routière. Quant à la valorisation en matériaux cimentaires, on avait utilisé le sédiment de la Deûle. Le choix des différentes formulations avait été validé par un modèle mathématique d'aide à la décision.Ce travail a été réalisé en collaboration avec le GPMD et LMCU.
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La thématique sur la valorisation des sédiments est en plein essor depuis plusieurs années. Elle concerne principalement les sédiments marins et fluviaux. Quant à ces derniers, ils présentent une composition physico-chimique particulière avec des teneurs en matière organique plus élevées et en minéraux plus faibles par rapport aux sédiments marins. De plus, par comparaison avec d'autres régions du territoire Français, les sédiments de la région Nord -Pas de Calais, sont caractérisés de “contaminés”. C'est la raison pour laquelle plusieurs travaux de recherche sont entamés afin de trouver de nouvelles pistes de développement des sédiments fluviaux en génie civil. L'objectif principal de ce travail de recherche est de proposer une solution pour l'utilisation des sédiments de dragage principalement trois sédiments fluviaux provenant de la région Nord-Pas-de Calais pour une valorisation en couche d'assise routière, en éco modelé paysager et pour l'élaboration de matériaux cimentaires. Du point de vue gestion expérimentale, le choix des sédiments et des mélanges a été fixé par les exigences de chaque filière de valorisation. Pour cela, un mélange du sédiment de Croix et Deûle a été choisi pour la valorisation en butte paysagère, une formulation à base du sédiment de la Deûle et du Hem a été étudiée pour une valorisation en technique routière. Quant à la valorisation en matériaux cimentaires, on avait utilisé le sédiment de la Deûle. Le choix des différentes formulations avait été validé par un modèle mathématique d'aide à la décision.Ce travail a été réalisé en collaboration avec le GPMD et LMCU.
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Face aux problématiques de gestion des sédiments de dragage portuaire, aujourd'hui, il apparait nécessaire de trouver des solutions potentielles de valorisation permettant de répondre efficacement à ces problématiques. La valorisation en génie civil, des sédiments des port de Saint Louis et de Dunkerque, présente une solution alternative à la gestion de ces matériaux. les travaux menés dans le cadre de cette thèse se focalisent d'une part, sur la valorisation des sédiments de Saint louis en technique routière et d'autre part, sur la valorisation des sédiments de Dunkerque en béton ainsi qu'en granulats artificiels. Après la caractérisation physico-chimique, minéralogique et mécanique, l'impact environnemental des sédiments bruts du Port de Saint Louis et le potentiel d'utilisation de ces matériaux en technique routière sont évalués. L'étude de formulation de matériaux, pour une utilisation en couche de fondation, s'est fondé sur une méthode expérimentale de détermination de compacité maximale. les mélanges granulaires optimaux remplissent les conditions d'utilisation en couche de fondation sont ensuite évalué au travers d'essais de lixiviation. La partie béton concerne la formulation des bétons à base de sédiment. Après la caractérisation de ces matériaux, trois bétons ont fait l'objet d'une étude de durabilité face à l'attaque sulfatique externe associé à une caractérisation non destructive en vue d'étudier l'influence d'incorporation des sédiments sur les propriétés des bétons. La partie granulats artificiels présente d'étude de faisabilité de granulats à base de sédiments, l'assiette granulaire et la technique de big-bag sont les deux méthodes de confection utilisées.
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Face aux problématiques de gestion des sédiments de dragage et d'érosion littorale, il apparaît aujourd'hui nécessaire de trouver des solutions permettant de répondre efficacement à ces problématiques. Dans ce travail de recherche, on se propose d'étudier la faisabilité de granulats artificiels à base de sédiments de dragage portuaire pour une utilisation en génie côtier. L'application visée concerne précisément une utilisation de ces granulats artificiels pour des rechargements de plages. Dans une première phase et avant l'étape de traitement au liant hydraulique par un ciment prise-mer adéquat, la caractérisation générale du sédiment brut permet une préparation spécifique du sédiment afin d'assurer la consistance de la pâte de sédiment cimentée et de solidifier le matériau. La deuxième étape réside dans l'élaboration d'une méthodologie de confection des granulats par extrusion. Les paramètres fondamentaux conduisant à une dynamique de plage en équilibre et protectrice permettent de définir les critères physiques et mécaniques requis pour les granulats. Une caractérisation environnementale et minéralogique des granulats permet d'analyser l'impact du traitement. Une première approche du comportement des granulats en canal à houle sous divers régimes de houles révèle une dynamique d'équilibre et de protection de la plage, en raison notamment de la porosité intergranulaire de la structure de plage et des effets de drainage s'accompagnant d'un engraissement du haut de plage, conduisant à une dissipation de l'énergie des houles, celles-ci n'ayant alors pas d'impact d'érosion.
Author: Vincent Dubois Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 285
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Ce travail se situe dans le contexte de l'élaboration de solutions alternatives à l'immersion des sédiments de dragage, ainsi que dans le cadre de la recherche de nouvelles sources d'approvisionnement en granulats, nécessaires au domaine du Génie Civil. En France, au moins 350 millions de tonnes de matériaux sont consommées chaque année, pendant que les ouvertures de carrières ou de ballastières sont de plus en plus réglementées. Les matériaux dragués représentent des volumes importants à gérer pour les responsables de ports (environ 50 millions de m3, en France, chaque année). L'immersion, solution traditionnelle pour les sédiments peu à non pollués, devient de plus en plus réglementée, ce qui amène les gestionnaires à trouver de nouvelles solutions de gestion. L'objectif de ce travail est, donc, de proposer une solution pour l'utilisation des sédiments marins en couche d'assise de chaussée, à travers le respect d'une méthodologie générale de valorisation, reproductible sur le plan industriel, et intéressante d'un point de vue économique. Ainsi, une étude dans les domaines physique, minéralogique, chimique, et mécanique a été réalisée, afin de mieux connaître l'influence de certains paramètres et le comportement général des sédiments. Cette étude permet de mettre en avant, premièrement, le rôle important des matières organiques sur la matrice granulaire, et deuxièmement l'utilisation du modèle Cam Clay modifié, comme première approche de loi de comportement de ces sédiments. Dans le cadre de la valorisation, un paramètre a un rôle important : la teneur en eau, qui permet d'atteindre la compacité et la portance maximales du matériau routier. En effet, les sédiments marins, après dragage, ont une teneur en eau qui, selon les procédés, peut atteindre 150 à 200 % (teneur en eau géotechnique). Il est donc nécessaire de diminuer cette teneur en eau, d'au moins 100%, pour utiliser efficacement les sédiments dans le cadre d'une formulation. Pour permettre ce changement d'état, notre choix s'est porté sur la décantation naturelle. Ce procédé est intéressant car il fait partie intégrante de l'étape de stockage, à travers la mise en dépôt des sédiments. Une étude a donc été réalisée pour mieux comprendre le phénomène de la décantation naturelle, afin d'évaluer les limites et les possibilités d'optimisation de ce procédé. L'objectif de la dernière étape a été de mettre au point des matériaux traités aux liants hydrauliques à base de sédiments marins. Les dosages en liants hydrauliques sont équivalents aux dosages habituels des chantiers. La proportion de sédiments, dans les mélanges étudiés, est volontairement minoritaire (32-33%), ce qui permet une diminution artificielle de la teneur en eau pour une utilisation plus facile à l'échelle industrielle. Une étude mécanique et environnementale a été réalisée afin d'évaluer la durabilité du matériau. Ce travail a été réalisé en collaboration avec le Port Autonome de Dunkerque et le Port Départemental de Gravelines – Grand Fort Philippe. La validation de la démarche a été testée à l'échelle semi-industrielle, grâce à une planche expérimentale, qui a permis, dans un premier temps, d'évaluer l'impact de la préparation des sédiments sur la valorisation, et la faisabilité chantier.
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The valorization of non-submersible marine sediments of the Grand Port Maritime de Dunkerque GPMD as a new aggregate presents alternative solutions in the field of civil engineering for a better management. The work of this thesis focus on the valorization study of marine sediment in road engineering (laboratory and in situ) and the study of the durability of concrete blocks made with marine sediment for the protection of harbour structures. The first part of valorization non-submeresible sediments in road engineering is divided into three steps: The first step was devoted to the physical, mechanical and mineralogical characteristics of these materials, as well as their chemical composition and environmental effects, in an attempt to characterize their behavior and their potential as material in road engineering. The second step presents an experimental methodology for the development of a road foundation made from dredged fine sediment, dredged sand, lime and hydraulic binder. The last step describes the construction of an experimental road and analyses the mechanical properties of cores drilled from the road and the results of deflection tests. An environmental assessment, based on leaching tests, was also performed. The second part of the thesis focuses on a durability study of two concrete blocks with two different percentages of sediment. This part is divided into three steps: In the first step, mechanical, physical and chemical characteristics of two types of concrete containing12,5% and 20% of dredged marine sediments are presented and discussed. In the second step, we have examined the durability of these types of concrete with regards to alkali-aggregate reaction, sulphate attack and freezing and thawing cycles. The results of this study will serve in order to better understand the impact of the incorporation of sediments into the concrete (percentage of incorporation, porosity...) and the effect on the mechanical resistance and the degradation mechanisms. This study is the framework of collaborative research work between Mines de Douai and the University of Sherbrooke (Canada) with the support GPMD and the Region.
Author: Herbert Pöllmann Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG ISBN: 3110473720 Category : Science Languages : en Pages : 518
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Aside from water the materials which are used by mankind in highest quantities arecementitious materials and concrete. This book shows how the quality of the technical product depends on mineral phases and their reactions during the hydration and strengthening process. Additives and admixtures infl uence the course of hydration and the properties. Options of reducing the CO2-production in cementitious materials are presented and numerous examples of unhydrous and hydrous phases and their formation conditions are discussed. This editorial work consists of four parts including cement composition and hydration, Special cement and binder mineral phases, Cementitious and binder materials, and Measurement and properties. Every part contains different contributions and covers a broad range within the area. Contents Part I: Cement composition and hydration Diffraction and crystallography applied to anhydrous cements Diffraction and crystallography applied to hydrating cements Synthesis of highly reactive pure cement phases Thermodynamic modelling of cement hydration: Portland cements – blended cements – calcium sulfoaluminate cements Part II: Special cement and binder mineral phases Role of hydrotalcite-type layered double hydroxides in delayed pozzolanic reactions and their bearing on mortar dating Setting control of CAC by substituted acetic acids and crystal structures of their calcium salts Crystallography and crystal chemistry of AFm phases related to cement chemistry Part III: Cementitious and binder materials Chemistry, design and application of hybrid alkali activated binders Binding materials based on calcium sulphates Magnesia building material (Sorel cement) – from basics to application New CO2-reduced cementitious systems Composition and properties of ternary binders Part IV: Measurement and properties Characterization of microstructural properties of Portland cements by analytical scanning electron microscopy Correlating XRD data with technological properties No cement production without refractories
Author: Lawrence C. Bank Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 0471681261 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 572
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The first textbook on the design of FRP for structural engineering applications Composites for Construction is a one-of-a-kind guide to understanding fiber-reinforced polymers (FRP) and designing and retrofitting structures with FRP. Written and organized like traditional textbooks on steel, concrete, and wood design, it demystifies FRP composites and demonstrates how both new and retrofit construction projects can especially benefit from these materials, such as offshore and waterfront structures, bridges, parking garages, cooling towers, and industrial buildings. The code-based design guidelines featured in this book allow for demonstrated applications to immediately be implemented in the real world. Covered codes and design guidelines include ACI 440, ASCE Structural Plastics Design Manual, EUROCOMP Design Code, AASHTO Specifications, and manufacturer-published design guides. Procedures are provided to the structural designer on how to use this combination of code-like documents to design with FRP profiles. In four convenient sections, Composites for Construction covers: * An introduction to FRP applications, products and properties, and to the methods of obtaining the characteristic properties of FRP materials for use in structural design * The design of concrete structural members reinforced with FRP reinforcing bars * Design of FRP strengthening systems such as strips, sheets, and fabrics for upgrading the strength and ductility of reinforced concrete structural members * The design of trusses and frames made entirely of FRP structural profiles produced by the pultrusion process
Author: Daniel C.W. Tsang Publisher: Elsevier ISBN: 0128240040 Category : Science Languages : en Pages : 590
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Low Carbon Stabilization and Solidification of Hazardous Wastes details sustainable and low-carbon treatments for addressing environmental pollution problems, critically reviewing low-carbon stabilization/solidification technologies. This book presents the latest state-of-the-art knowledge of low-carbon stabilization/solidification technologies to provide cost-effective sustainable solutions for real-life environmental problems related to hazardous wastes including contaminated sediments. As stabilization/solidification is one of the most widely used waste remediation methods for its versatility, fast implementation and final treatment of hazardous waste treatment, it is imperative that those working in this field follow the most recent developments. Low Carbon Stabilization and Solidification of Hazardous Wastes is a necessary read for academics, postgraduates, researchers and engineers in the field of environmental science and engineering, waste management, and soil science, who need to keep up to date with the most recent advances in low-carbon technologies. This audience will develop a better understanding of these low-carbon mechanisms and advanced characterization technologies, fostering the future development of low-carbon technologies and the actualization of green and sustainable remediation. Focuses on stabilization/solidification for environmental remediation, as one of the most widely used environmental remediation technologies in field-scale applications Details the most advanced and up-to-date low-carbon sustainable technologies necessary to guide future research and sustainable development Provides comprehensive coverage of low-carbon solutions for treating a variety of hazardous wastes as well as contaminated soil and sediment
Author: J L Provis Publisher: Elsevier ISBN: 1845696387 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 469
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A geopolymer is a solid aluminosilicate material usually formed by alkali hydroxide or alkali silicate activation of a solid precursor such as coal fly ash, calcined clay and/or metallurgical slag. Today the primary application of geopolymer technology is in the development of reduced-CO2 construction materials as an alternative to Portland-based cements. Geopolymers: structure, processing, properties and industrial applications reviews the latest research on and applications of these highly important materials.Part one discusses the synthesis and characterisation of geopolymers with chapters on topics such as fly ash chemistry and inorganic polymer cements, geopolymer precursor design, nanostructure/microstructure of metakaolin and fly ash geopolymers, and geopolymer synthesis kinetics. Part two reviews the manufacture and properties of geopolymers including accelerated ageing of geopolymers, chemical durability, engineering properties of geopolymer concrete, producing fire and heat-resistant geopolymers, utilisation of mining wastes and thermal properties of geopolymers. Part three covers applications of geopolymers with coverage of topics such as commercialisation of geopolymers for construction, as well as applications in waste management.With its distinguished editors and international team of contributors, Geopolymers: structure, processing, properties and industrial applications is a standard reference for scientists and engineers in industry and the academic sector, including practitioners in the cement and concrete industry as well as those involved in waste reduction and disposal. - Discusses the synthesis and characterisation of geopolymers with chapters covering fly ash chemistry and inorganic polymer cements - Assesses the application and commercialisation of geopolymers with particular focus on applications in waste management - Reviews the latest research on and applications of these highly important materials
Author: Leslie Struble Publisher: ICE Publishing ISBN: 9780727736116 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 0
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Updated to reflect the latest BSI standards, this third edition gives an account of cement composition, manufacture, quality assessment, hydration and the resulting microstructure-physical property relationships, and some mechanisms of the chemical degradation of hardened cement paste.
Author: Issameddine Khezami
Author: Issameddine Khezami
Author: Hassane Azrar
Author: Samira Brakni
Author: Vincent Dubois
Author: Raouf Achour
Author: Herbert Pöllmann
Author: Lawrence C. Bank
Author: Daniel C.W. Tsang
Author: J L Provis
Author: Leslie Struble