Différents types du ciment

Différents types du ciment

Procédé de fabrication du ciment

Le ciment est une matière pulvérulente, à base de silicate et d’aluminate de chaux, obtenue par cuisson, en proportions variables selon les matières premières utilisées -Silicate tricalcique, ou C3S (3 CaO, SiO2),
-Silicate bi calcique, ou C2S (2 CaO, SiO2),
-Aluminate tricalcique, ou C3A (3 CaO, Al2O3),
-Alumino ferrite tricalcique, ou C4AF (4 CaO, Al2O3, Fe2O3).
Les matières premières essentielles sont la roche calcaire et l’argile. Elles sont broyées et éventuellement additionnées de produits secondaires.
C’est aussi un liant hydraulique constitué d’une poudre minérale, d’aspect grisâtre, obtenue par broyage et cuisson a 1450 .Le produit de la cuisson appelé clinker, forme une combinaison de chaux, de silice, d’alumine et d’oxyde ferrique comme indique le tableau
Tableau 2 Compostions majeur du ciment
Le ciment résulte du broyage de clinker et de sulfate de calcium ajouté généralement sous forme de gypse. Il forme avec l’eau une pâte plastique faisant prise et durcisse progressivement, même à l’abri de l’air, notamment sous l’eau.
Les constituants anhydres, présents sous forme de cristaux polygonaux assez réguliers et homogenèses combinent à l’eau et se décomposent. En s’hydratant, ils se recristallisent, prenant des formes très variées Aiguilles, bâtonnets, prismes.
Figure 2 Chaine de transformation de calcaire et d’argile en ciment

Différents types du ciment

Lafarge Maroc s’intéresse a la fabrication des trois catégories de ciments, à savoir
CPJ35 , CPJ45, CPJ55.
Figure 3 Différents types du ciment à LAFARGE Maroc
• CPJ 35 est un Ciment Portland avec Ajouts, il doit contenir un pourcentage en clinker près de 65%, le reste étant constitué d’ajouts comme le calcaire et le gypse, et il est conçu pour les constructions en béton armé.
• CPJ 45 est un Ciment Portland avec Ajouts,il doit contenir un pourcentage en Clinker de 72%, le reste étant constitué d’ajouts comme le calcaire et le gypse, et il est utilisé pour les grands ouvrages.
• CPJ 55 est un Ciment Portland avec Ajouts ,composé principalement de clinker et de calcaire, il doit contenir un pourcentage minimum en clinker de 83%, il est utilisé dans les travaux de grande masse.

Préparation du cru

Carrière

Elle permet l’approvisionnement des matières premières calcaire et argile, celles-ci sont extraites à 5 km de l’usine.

Concassage

L’Opération de concassage a pour objectif la réduction de blocs de pierre en fragments de faible dimension ( 25mm à 40 mm) . Cette opération est assurée par un concasseur à marteaux ( FCB ) ou à mâchoire ( HAZEMAG ) , la matière sortant du concasseur est acheminée vers un hall de stockage par un convoyeur à bande.

Préhomogénéisation

La Préhomogénisation constitue un mode de stockage qui permet de construire un tas de matière pré-dosé à partir des différentes matières concassées . Son objectif principal est d’avoir un stock aussi régulier que possible à la reprise . L’usine dispose actuellement de deux préhomogénéisation polaires à chevrons, de capacité 18 000 tonnes chacun.
Figure 4 hall de la préhomogénéisation

Broyage cru

Le cru est réduit en poudre ( farine ) dans deux broyeurs verticaux à trois galets.Avant le broyage de la matière , on procède souvent à des ajouts en constituants secondaires ( schiste , minerai de fer , calcaire de correction..) à travers des trémies d’entrée. La matière et les ajouts passent ensuite dans un atelier broyage dont l’objectif est d’atteindre la finesse souhaitée.
Après écrasement de la matière entre la piste et les galets , un flux de gaz chaud provenant du four assure le séchage et le transport pneumatique de la matière , un séparateur intégré à la machine permet de régler la finesse du produit final.
Figure 5 Broyeur vertical

 Homogénéisation

Deux tours d’homogénéisation assurent le mélange et le stockage de la farine après broyage et avant cuisson. La farine est acheminée au silo d’homogénéisation par des aéroglisseurs. Le silo de la ligne 1 a une capacité de 8000 tonnes, alors que celle de la ligne 2 a une capacité de 7000 tonnes.
Ces deux silos assurent à la fois le stockage et l’homogénéisation de la farine. L’extraction de la farine se fait de trois points, et cela d’une matière cyclique.

La cuisson

Préchauffage

L’Opération commence par l’évaporation de l’eau que le mélange cru contient et se poursuit par la décarbonatation. Le préchauffage se fait dans une série de cyclones, disposés verticalement sur plusieurs étages, appelée « préchauffeur ».La matière froide, introduite dans la partie supérieure, se réchauffe au contact des gaz. D’étage en étage, elle arrive partiellement décarbonatée jusqu’à l’étage inférieur, à la température d’environ 800°C.

Four rotatif

A la sortie de la tour la farine arrive dans le four où s’effectue l’étape la plus importante de sa transformation la clinkérisation qui commence de 1200°C à 1450°C , l’alimentation en farine est située à l’extrémité opposée de la flamme.
En théorie, cette réaction s’arrête lorsqu’il n’y a plus de chaux disponible. Mais en réalité il reste toujours de la chaux non combinée (chaux libre),la matière sortant du four est le clinker. L’usine de Meknès dispose de deux fours qui travaillent en continu.

Le refroidissement

Il est situé à l’aval du four, c’est un refroidisseur à grilles horizontales au nombre deux à commande hydraulique. Le refroidissement est assuré par des ventilateurs .L’air produit par ces ventilateurs est insufflé sous les grilles par des chambres de soufflage. Le refroidisseur a 3 rôles
 Refroidir le clinker qui sort du four
 Récupérer le maximum de chaleur contenue dans le clinker
 Protéger la matière en amont

Broyeur à boulets

Après le refroidissement, les granules de clinker sont ensuite broyées avec addition de gypse. Cette addition a pour but de régulariser la prise du ciment, notamment de ceux qui contiennent des proportions importantes d’aluminate tricalcique. Le pourcentage du clinker permet de conférer au ciment des propriétés spécifiques correspondant aux différentes qualités du ciment (CPJ 35, CPJ 45 , CPJ 55 )
Le ciment fini est orienté vers les silos de stockage et de livraison.

Stockage et Expédition( Ensachage )

 stockage du ciment

Après sa fabrication, le ciment est acheminé, par voies pneumatiques ou mécaniques, vers des silos de stockage dont la capacité est de plusieurs milliers de tonnes.

Expédition

Le ciment est expédié vers les lieux de consommation sous deux formes
En sac Les sacs contiennent généralement 25 ou 50 Kg de ciment sur lesquels est marqué la classe de résistance du ciment ( 35 ou 45 ).
En vrac La livraison du ciment en vrac se fait sur des citernes. Le ciment est injecté avec l’air dans la citerne jusqu’à ce que le tonnage soit atteint.
Figure 6 Stockage et expédition

Laboratoire et Contrôle qualité

LAFARGE CIMENTS, usine de MEKNES est dotée d’un laboratoire équipé de tous les équipements nécessaires à la réalisation des contrôles depuis la réception des matières premières jusqu’à l’expédition du produit fini et ce conformément aux normes en vigueur et aux besoins de la clientèle. Ce laboratoire est divisé en plusieurs départements, agencés de telle sorte à assurer une bonne réception, identification, et conservation des échantillons ainsi la réalisation de tous les essais.

Analyses physico-chimiques

Calcimetrie

C’est un appareil utilisé pour la détermination du pourcentage de calcaire dans le ciment.
• Description d’un Calcimétre
Un appareil qui permet de mesurer le volume de CO2 dégagé par action de l’acide chlorhydrique (HCl) sur le carbonate de calcium (CaCO3) de l’échantillon à analyser afin de déterminer le pourcentage de calcaire contenu dans le ciment.
• Principe
Le pourcentage des ajouts permet de contrôler la valeur de calcaire dans le ciment. Il se fait par l’attaque d’acide chlorhydrique (à 50%) selon la réaction suivante
CaCO3 + 2 HCl  CO2+ H2O+ CaCl2
En effet la quantité de CO2 dégagé est emprisonnée dans le tube du calcimètre et chaque volume a un pourcentage indiquant la quantité de calcaire dans le ciment. Le CaCO3 indique le carbonate de calcium présent dans l’échantillon.
Un Calcimétre est constitué de
 une ampoule
 un tube gradué de 200 cm3
 un erlenmeyer de 100 cm3
 un petit tube en verre environ deux fois moins haut que l’erlenmeyer
 deux bouchons à 1 trou adaptés au tube gradué et à l’erlenmeyer.

Le taux d’humidité

Cette analyse consiste à déterminer la quantité d’eau dans l’échantillon.
• Mode opératoire
On pèse une masse Mi de l’échantillon, puis on le porte à l’étuve à une température de 100 C environ 2 à 3 heure, après refroidissement de la matière, on pèse à nouveau notre échantillon Mf

Table des matières

INTRODUCTION
Première partie Présentation de LAFARGE
1. PRESENTATION DE LAFARGE
1.1 Historique de LAFARGE Maroc
2.1 Historique de LAFARGE Meknès
3.1 Fiche signalétique
4.1 Organigramme de l’entreprise
5.1 Les services de LAFARGE
Deuxième partie Procédé de fabrication du ciment
1. Procédé de fabrication du ciment
1.1 Différents types du ciment
1.2 Préparation du cru
a. Carrière
b. Concassage
c. Pré homogénéisation
d. Broyage cru
e. Homogénéisation
1.3 La cuisson
a. Préchauffage
b. Four rotatif
c. Le refroidissement
1.4 Broyeur à boulets
1.5 Stockage et Expédition( Ensachage )
a. stockage du ciment
b.Expédition
2. Laboratoire et Contrôle qualité
2.1 Analyses physico-chimiques
a.Calcimetrie
b. Le taux d’humidité
c. La chaux libre
d. La perte de feu
e. Dosage de chlorure
f. Analyse par rayon fluorescents
2.2 Analyses mécaniques
a. Gâchage
b. Malaxage
c. Moulage et conservation
d. flexion et compression
e. Essai de prise
Troisième partie Optimisation du % SO3 en fonction de la résistance
1. Problématique
1.1 Principe
1.2 Processus de préparation de l’échantillon
1.3 Résultats et interprétation
a. Résultats des résultats chimiques
b. Résultats des analyses de flexion et de compression
1.4 Présentation graphique des résultats
Conclusion

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