Etude géotechnique des latérites de Vontovorona

ETUDES GEOTECHNIQUES DES LATERITES DE VONTOVORONA 

On a choisi d’étudier la latérite de Vontovorona parce que il contient encore des terrains exploitables ; elle a des caractères favorables et aussi une forte teneur en fer. De plus l’accès est facile pour le transport.

ANALYSE CHIMIQUE 

ANALYSE CHIMIQUE DES LATERITES

On détermine les éléments majeurs constituant une latérite par la méthode de dosage. Pour effectuer ce dosage on a 5g de latérite comme prise d’essai 5g de latérite.

Dosage de SiO2 par la méthode précipitation 

Prise d’essai : liqueur d’attaque
Mode opératoire
-Mettre le bécher contenant le liqueur d’attaque sur bain de sable et sécher une première fois jusqu’à fin du dégagement de chaleur chlorhydrique : la silice gélatineuse commence à se déposer au fond du becher.
-Reprendre avec 50ml de HCl concentré et sécher une deuxième fois. La refroidir puis la mettre dans le bêcher contenant le résidu sec,
-Ajouter 10ml de HCl concentré et laisser reposer 12mn.
-Ajouter avec 100ml d’eau bouillante : le SiO2 est insoluble
-Filtrer
Le filtrat que nous appelons FILTRAT F1 contient Ca2+ Mg2+ Fe3+ Ti4+ Al3+. . Mettre à côte pour dosage ultérieur. Le résidu que nous appelons RESIDU R1 contient les dépôts solides de SiO2.
-Tarer et calciner à 1000°C un creuset de platine : M1 = poids trouvé.
-Mettre dans ce creuset le résidu R1 +papier filtre. Passer au four à 1000°C pendant au moins de 2h 30mn. Peser et notons M2 le poids trouvé.

Poids de silice SiO2 = M2-M1

Dosage du CaO par la méthode de précipitation 

Prise d’essai le filtrat F1
Mode opératoire
-Chauffer le filtrat F1 jusqu’ au début d’ébullition.
-Ajouter 15ml de NH4Cl 10% + quelques gouttes de bleu de bromothymol précipiter par l’ammoniaque concentré et puis filtrer. On obtient le filtrat F2 qui contient Ca2+ et Mg2+ ;le mettre de côté pour un dosage ultérieur ; et un résidu R2 qui contient le dépôt de Fe3+, Ti4+, Al3+.

On reprend le résidu R2 avec 100ml d’eau + HCl concentré et on ajoute 15ml de NH4Cl à 10% et quelques gouttes de bleu de bromothymol .
-Précipiter avec l’ammoniaque concentré jusqu’au virage de l’indicateur coloré et puis filtrer Le filtrat contient Ca2+ et Mg2+et on appelle filtrat F3 Le résidu contient Fe3+, Ti4+, Al3+. Le mettre de côté pour les dosages ultérieurs
-Réunir le filtrat F2 et F3 dans même bécher et acidifier avec HCl concentré jusqu’à un teinte jaune. Chauffer jusqu’à 70 à 80 °C et ajouter 25ml de solution d’oxalate d’ammonium saturée.
-Précipiter avec l’ammoniaque concentré et laisser reposer une nuit et avant de filtrer. Le mélange de F2 et F3 contient de Mg2+ ; à mettre de côté pour dosage ultérieur Et le résidu R4 contient le dépôt des précipités de Ca2+
-Reprendre le résidu R4 avec H2SO4 10% et avec eau distillée et on ajoute 10ml de H2SO4 concentré et chauffer à 70-80°C On a dosé à chaud la solution avec KMnO4 à 0.1N Résultat V = volume de KMnO4 trouvé en ml % CaO = 0.56V.

Dosage de MgO par la méthode de précipitation

Prise d’essai le mélange des filtrats F2 et F3
Mode opératoire
-Acidifier le mélange avec HCl concentré jusqu’à coloration jaune clair et ajouter 25ml de phosphate d’ammonium 10% .précipiter à froid avec l’ammoniaque concentré et laisser reposer une nuit puis filtrer.
-Prendre le résidu solide précipité de MgO
-Tarer et calciner un creuset porcelaine M1 poids trouvé
-Mettre le creuset et le papier filtre dans un four de 1000°C et peser M2 poids trouvé.

%MgO = 0.07244 (M2-M1)

Dosage de Fe2O3 par la méthode manganimétrique 

Prise d’essai
Le résidu R3

Mode opératoire
-Tarer et calciner un creuset de platine au four réglé à 1000°C : M1= poids trouvé calciner le résidu R3 au four pendant au moins de 2h 30mn et peser
M2 = poids trouvé
M = M2-M1 = poids de (Fe2O3 +Al2O3+TiO2)
-Attaque au sulfate acide de K par chauffage doux. Lorsque la solution est limpide, la fusion est terminée.
-Reprendre avec H2SO4 concentré et à compléter à 200ml par eau distillée.
-Répartir ce volume en deux parties égales
La première partie « VOLUME A » servira comme PE du dosage de Fe2O3 et la deuxième partie « VOLUME B » comme PE du dosage de TiO2 Pour le dosage de Fe2O3 : dosage manganimétrique du volume A
-Vérifier si le pH du volume A = 1.5 Ajouter 20ml d’eau oxygénée concentré et puis doser par KMnO4 (0.1N)

V = volume de KMnO4 en ml trouvé*
%Fe2O3 = 0.7984V.

ANALYSES DU CIMENT 

Composition chimique 

Le critère conventionnel du ciment concerne soit la poudre, soit la pâte pure, soit le mortier normal. Ces critères constituent les caractéristiques du ciment et elles sont d’ordre chimique, minéralogique, physique, et mécanique. La composition chimique élémentaire est obtenue par les éléments chimiques dans le ciment et qui se présentent sous forme d’oxydes. On distingue :
– Les quatre principaux oxydes : CaO, SiO2, Al2O3 et Fe2O3
– Les éléments secondaires : MgO, SO3, Na2O, K2O, Cl-.

Hydraulicité

Le ciment est un liant hydraulique et on détermine son hydraulicité par l’indice de l’hydraulicité I donné par la formule suivant

I = (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) / (CaO + MgO).

C’est le rapport des constituants acides sur celles des constituants basiques du liant.

Table des matières

INTRODUCTION
Première partie : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I GENERALITE
I Les latérites
1 Définition
2 Intensité de latérisation
3 Classification des latérites
4 Constituants des latérites
5 Structure des latérites
6 Utilisation des latérites
II Les ciments
1 Définition
2 Les constituants
2 1 Les constituants d’un clinker
2 2 Les autres constituants
2 3 Les constituants secondaires
2 4 Les additifs
2 5 Sulfate de calcium
3 Les principales catégories de ciment
3 1 Classification des ciments en fonction de leur composition
3 2 classification des ciments en fonction de leur résistance normale
4 Description de cimenterie à Madagascar (Amboanio et Holcim d’ ibity)
III Les silices Actives
1 Définition
2 Analyse de transformation du paddy
3 Classification de la silice suivant sa teneur
4 Variété de silice
5 Influence du fer
IV Technique de stabilisation
1 principe
2 Objectif
3 Moyens
4 Différents types de stabilisants
5 Stabilisation au ciment
6 Effet de stabilisation
Chapitre II DETERMINATION DES PROPRIETES GEOTECHNIQUES
I Analyse granulométrique
1 But
2 Principe
II Limite d’Atterberg
1 But
2 Définition
3 Principe de l’essai
III Essai Proctor
1 But
2 Principe de l’essai
IV Etude géotechnique des latérites de Vontovorona
Chapitre III ANALYSE CHIMIQUE
I Analyse chimique des latérites
1 Dosage de SiO2 par la méthode précipitation
2 Dosage de CaO par la méthode précipitation
3 Dosage de MgO par la méthode de précipitation
4 Dosage de Fe2O3 par la méthode de manganimétrie
5 Dosage de TiO2 par spectrométrie UV
6 Dosage de Al2O3 par méthode de précipitation
7 Résultats des analyses chimiques de latérite de Vontovorona
II Analyse du ciment
1 Composition Chimique
2 Hydraulicité
3 Méthode de détermination des éléments majeurs du ciment et du clinker
Deuxième partie : ETUDES EXPERIMENTALES
Chapitre I ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUE DES LATERITES STABILISEES
I Confection des éprouvettes
1 Pour le liant ciment
2 Pour la latérite avec silice active et urée
3 Machine de Testwell
4 Schéma de l’éprouvette
II Résultats
1 Essai avec des latérites Ambodratrimo
2 Essai avec des latérites de Vontovorona
2 1 Première essai
2 2 Deuxième essai
III Interprétation des résultats
1 Latérite avec le ciment
2 Latérite stabilisé avec le phyllosilicate de fer
2 1 Latérite non réduite
2 2 Latérite réduite et silice active
IV Conclusion Partielle
Troisième partie : EVALUATION ECONOMIQUE ET APPROCHES ENVIRONNEMENTAUX DES LATERITES
Chapitre I ETUDES COMPARATIVES DES COUTS
I Ciment et Liant
Chapitre II APPROCHE ENVIRONNEMENTAL
I Effets d’utilisation de la latérite
II Effets d’utilisation de Ciment
III Effet d’utilisation de la silice active
IV Effet d’utilisation de l’urée
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES

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