Département des Sciences Chimiques Filière d’Ingénieur : « Génie des Matériaux » Stage effectué à Ciment du Maroc Période de stage : du 05/08/2013 au 13/09/2013 Rapport de stage Réalisé par : Encadré par : Soukaina Ajouguim M. DAKHTARI (Responsable du service qualité) M. EL MAMOUN (Chef du laboratoire) Optimisation du taux de cendres volantes dans le ciment
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Optimisation du taux des cendres volantes dans le ciment
Optimisation du taux de cendres volantes dans le ciment
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Département des Sciences Chimiques
Filière d’Ingénieur : « Génie des Matériaux »
Stage effectué à Ciment du Maroc
Période de stage : du 05/08/2013 au 13/09/2013
Rapport de stage
Réalisé par : Encadré par :
Soukaina Ajouguim M. DAKHTARI (Responsable du service qualité)
M. EL MAMOUN (Chef du laboratoire)
Optimisation du taux de cendres volantes dans le ciment
Optimisation du taux de cendre volante dans le ciment
I. Présentation de l’usine (Ciments du Maroc Marrakech)…………………….
I.1. Italcementi Group………………………………………………..
I.2. L’usine de Marrakech (Ciments du Maroc)…………………….
I.2.1. Organisation de l’usine……………………………...
I.2.2. Les produits de l’usine………………………………
II. Etude bibliographique…………………………………………………………
II.1. L’histoire du ciment……………………………………………...
II.2. Les matières premières…………………………………………..
III.3. Les principaux ajouts…………………………………………...
II.3.1. Le gypse……………………………………………...
II.3.2. La pouzzolane naturelle……………………………
II.3.3. Les cendres volantes………………………………..
II.4. Processus de fabrication du ciment (à l’usine de Marrakech)...
II.4.1. Abattage en carrière………………………………..
II.4.2. Concassage usine …………………………………...
II.4.3. Stockage et préhomogénéisation…………………...
II.4.4. Reprise du tas……………………………………….
II.4.5. Broyage de la matière crue…………………………
II.4.6. Homogénéisation……………………………………
II.4.7. La cuisson……………………………………………
II.4.8. Refroidissement et dépoussiérage…………………
II.4.9. Broyage de la matière cuite………………………...
II.4.10. L’expédition………………………………………..
III. Partie expérimentale…………………………………………………………..
III.1 Dosage de la chaux libre dans le clinker..……………………..
III.1.1 Principe……………………………………………..
III.1.2 Mode opératoire……………………………………
III.2 Préparation des échantillons …………………………………...
III.3 Analyse chimique par fluorescence X des différents ciments
préparés………………………………………………………………..
III.3.1 Principe……………………………………………...
III.3.2 Mode opératoire…………………………………...
III.4 Essais mécaniques …………………………………..
III.4.1 Préparation du mortier…………………………….
III.4.2 Confection des éprouvettes (Norme EN 196-1) …
III.4.3 Essai de flexion……………………………………...
III.4.4 Essai de compression………………………………
IV. Résultats et interprétation : …………………………………………………
IV.1 Dosage de la chaux libre dans le clinker ……………..
IV.2 Analyse chimique par fluorescence X…………………
IV.3 Résistance à la compression……………………………
IV.4 Interprétation…………………………………………
Conclusion …………………………………………………………………
Référence …………………………………………………………………..
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Optimisation du taux de cendre volante dans le ciment
Soukaina Ajouguim
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Remerciement
Il serait injuste de ma part de commencer la rédaction de mon présent rapport sans exprimer mes vifs remerciements témoignage de mes profondes affections pour ceux qui de près ou de loin m’a adressé l’expression de leur avis et opinions.
Mes gratitudes, et mes remerciements s’adressent tout d’abord à mes encadrants Mr. DAKHTARI et Mr. EL MAMOUN, ainsi pour Mlle Badiaa Neggaz, Mr abdelhak zagriri, Mr Abdefettah, Mr Rachid Belgamra, pour tous leurs conseils et de m’avoir incité à travailler en mettant à ma disposition ces expériences et ces compétences qu’elles m’ont procurés afin de réussir ce travail.
Optimisation du taux de cendre volante dans le ciment
Soukaina Ajouguim
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Introduction :
Actuellement la concurrence exige à l’entreprises d’accroitre sa compétitivité pour
améliorer sa position dans le marché, cette amélioration peut prédominer soit la production,
soit le prix, soit la qualité du produit.
La production du ciment est de plus en plus complexe, parce qu'elle n'est plus
seulement aujourd'hui du clinker, ce résultat de la cuisson à 1450°C d'un mélange composé de
calcaire et d'argile. La demande s'est affinée et les produits se sont par conséquent diversifiés.
Et pour faire face à ces évolutions, les dirigeants de l’entreprise ont toujours un
besoin d’amélioration de la production et d’optimisation de ses procédés de fabrication avec
un engagement absolu pour assurer la sécurité des personnes et le respect de l’environnement.
C’est la raison pour laquelle CIMENTS DU MAROC cherche de plus en plus à réduire
l’utilisation du clinker dans les ciments ainsi qu’à augmenter la consommation des déchets
industriels (CV, pneus…), en restant sur la limite de la résistance favorable, et en contribuant
de manière simple et économique à résoudre les problèmes liés à l'environnement.
Comme on sait les cendres volantes peuvent être utilisées comme des ajouts qui
peuvent améliorer les propriétés du ciment, pour cela ce présent rapport a pour but de faire
une optimisation sur le taux des cendres volantes possible à mettre dans la composition du
ciment.
Dans une première partie du présent rapport, on commencera par une présentation
générale de l’Italcementi Group et de l’usine de Marrakech (Ciments du Maroc) où j’ai
effectué mon stage. Une étude bibliographique sur le ciment fera l’essentiel d’une deuxième
partie, puis elle sera suivie par la partie expérimentale et les résultats expérimentaux obtenus.
Sur une avant-dernière partie, on s’étalera sur les différentes interprétations et conclusions
faites à la base des résultats expérimentaux. Et la dernière partie sera, par ailleurs, consacrée à
une conclusion exposant les principaux résultats dégagés.
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Soukaina Ajouguim
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I. Présentation de l’usine (Ciments du Maroc Marrakech) [1]
I.1. Italcementi Group
Un des tout premiers acteurs mondiaux dans les matériaux de construction, Italcementi
Group est né du rapprochement de deux sociétés dont l’expérience cimenterie remonte à plus
d’un siècle : Italcementi fondé en 1864 et Ciment Français en 1881.
Le Groupe est aujourd’hui présent dans 19 pays à travers le monde incluant Italie,
France, Belgique, Maroc, Espagne, Turquie, Canada, Etats-Unis, Grèce, Bulgarie,
Kazakhstan, Thaïlande, Inde, Egypte, Sri Lanka, Mauritanie, Albanie, Chypre et Gambie.
Le dispositif industriel de groupe Italcementi comporte :
60 cimenteries et 14 centres de broyage ;
154 carrières de granulats ;
547 centrales de Béton Prêt à l’Emploi.
Ci-dessous, une présentation d’ITALCEMENTI GROUP au Maroc :
Figure 1: ITALCEMENTI GROUP au Maroc
Optimisation du taux de cendre volante dans le ciment
Soukaina Ajouguim
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I.2. L’usine de Marrakech (Ciments du Maroc)
Ciments du Maroc-Marrakech est une société opérant dans le marché national du
ciment, se situant à 46 km de la ville de Marrakech, près du village M’zoudia.
L’usine dispose d’une carrière dont les réserves sont suffisantes pour alimenter la
cimenterie pendant 40 ans à une cadence annuelle de production dépassant 1.000.000 tonnes
par an.
I.2.1. Organisation de l’usine
L’effectif du personnel atteint actuellement plus de 270 personnes dont 21 cadres
organisés dans les trois départements :
Département administratif ;
Département maintenance ;
Département production.
En plus, l’usine possède un laboratoire et un service de qualité en liaison directe avec
la direction.
Ci-après est illustré l’organigramme de l’usine de Marrakech :
Figure 2 : Organigramme de l’usine de Marrakech (Ciments du Maroc)
Directeur de l’usine
M. BOUKIOUD
Département Administratif
Comptabilité Personnel
Social CDG
Département Production
Fabrication Carrière
Expédition Gestion
Département Maintenance
Méthodes Réalisation
Magasin
Responsable commercial
Responsable qualité
Responsable achat Responsable
sécurité et env
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I.2.2. Les produits de l’usine
L’usine fournie trois catégories de ciments :
Le Ciment portland CPJ 35 :
Le CPJ 35 est un ciment portland composé, résultant de la mouture de Clinker (à
65%), avec complément un ou plusieurs constituants secondaires tels que les fillers,
pouzzolane ou les cendres définis par la NM 10.1.004. Le CPJ 35 est destiné à être utilisé
pour réaliser des bétons non armé ou faiblement armé, comme mortier ou comme béton de
résistance mécanique moyenne ou peu élevée.
Le Ciment portland CPJ 45 :
Le CPJ 45 est un ciment portland composé, résultant de la mouture de Clinker (à
70%), avec en complément un ou plusieurs constituants secondaires tels que les fillers,
pouzzolane ou les cendres définis par la NM 10.1.004. Le CPJ 45 est destiné à être utilisé
pour réaliser un béton fortement sollicité (pour les structures porteuses et les fondations), pour
réaliser un béton armé courant, pour réaliser des éléments préfabriqués en béton armé ou non
armé (poutres, poutrelles, éléments de grande surface, buses, hourdis) ou pour réaliser des
travaux spéciaux tels que les barrages ou des ouvrages de génie civil industriel.
Le Ciment portland CPJ 55 :
Le CPJ 55 est un ciment portland composé, résultant de la mouture de Clinker avec en
complément un ou plusieurs constituants secondaires tels que les fillers, pouzzolane ou les
cendres définis par la NM 10.1.004. Sa haute résistance le destine aux utilisations en béton
armé pour les grands ouvrages ou le génie civil.
II. Etude bibliographique
II.1. L’histoire du ciment [2]
Les débuts du ciment remontent aux Egyptiens qui avaient utilisé la chaux grasse,
obtenue par cuisson de roches de calcaire à une température avoisinant les 1000 °C, suivie
d’une extinction du produit obtenu (la chaux vive), avec de l’eau, pour obtenir l’hydroxyde de
chaux.
Son durcissement se faisait par carbonatation à l’air suivant les réactions :
CaCO3 CaO + CO2
CaO + H2O Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3
Cependant ce sont les Romains qui ont fait véritablement du ciment en y ajoutant une
matière volcanique : la pouzzolane. Ils ont ainsi mis au point un matériau qui, à température
normale est mélangé avec de l’eau, durcissait par hydratation et devenait, après sa prise,
insoluble dans l’eau. C’est ce matériau qui est le premier liant hydraulique, c’était l’ancêtre du
ciment. Il est resté, cependant, peu utilisé durant de longs siècles, concurrencé par deux
matériaux bien connus : la chaux et la brique. Le premier est à base de calcaire, le deuxième
est à base d’argile.
En 1759, John SMEATON effectua plusieurs essais sur le ciment et reconstruit le