{"id":23854,"date":"2019-11-26T07:24:59","date_gmt":"2019-11-26T07:24:59","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/utilisation-de-la-poudre-de-verre-dans-les-milieux-industriels\/"},"modified":"2024-09-17T13:53:01","modified_gmt":"2024-09-17T11:53:01","slug":"utilisation-de-la-poudre-de-verre-dans-les-milieux-industriels","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/fr\/utilisation-de-la-poudre-de-verre-dans-les-milieux-industriels\/","title":{"rendered":"Utilisation de la poudre de verre dans les milieux industriels"},"content":{"rendered":"\r\n

Utilisation de poudres de verre en milieu industriel: bref aper\u00e7u<\/b><\/h1>\r\n

Introduction au verre et aux poudres de verre<\/h2>\r\n

Tout simplement, une poudre de verre (verre moulu) est une poudre d’un verre. Mais ses propri\u00e9t\u00e9s ne proviennent pas principalement de la taille de mouture, mais de l’identit\u00e9 du verre lui-m\u00eame. Un verre est un mat\u00e9riau solide, non cristallin, typiquement transparent, amorphe (ce qui signifie qu’il manque d’ordre \u00e0 longue port\u00e9e dans la phase solide). Le type de verre le plus commun est le verre de soude-lime, qui se compose principalement de dioxyde de silicium, SiO2<\/sub>, avec des oxydes de sodium, l’oxyde de calcium et l’alumine. D’autres composants mineurs sont ajout\u00e9s aux propri\u00e9t\u00e9s de r\u00e9glage fin pour rendre le soda-lime appropri\u00e9 pour une utilisation comme verre de plaque ou comme verre de r\u00e9cipient.<\/p>\r\n

Une source \u00e0 grande \u00e9chelle de verre moulu provient des eaux de traitement des d\u00e9chets et du recyclage municipales. Le verre, g\u00e9n\u00e9ralement les bouteilles, sont collect\u00e9s et finement broy\u00e9s pour une utilisation ou un traitement ult\u00e9rieur. La plupart des verres en poudre proviennent du verre usag\u00e9, puis broy\u00e9s. Cela en fait une ressource plus rentable. Il existe cependant des produits en verre moulu qui proviennent de nouveaux contenants en verre ou de rejet pour des applications sp\u00e9cialis\u00e9es. On estime que plus de 200 millions de tonnes de d\u00e9chets de verre sont envoy\u00e9es aux sites d’enfouissement chaque ann\u00e9e (1). Cela a toutefois chang\u00e9 de fa\u00e7on spectaculaire ces derniers temps en raison de nombreuses applications uniques que le verre peut remplir.<\/p>\r\n

\"b\u00e9ton \"dalles<\/p>\r\n

Poudres de verre et b\u00e9ton<\/h2>\r\n

Le b\u00e9ton est un mat\u00e9riau de construction omnipr\u00e9sent, essentiel \u00e0 la construction de routes, de ponts et de b\u00e2timents. Il est compos\u00e9 d’agr\u00e9gats qui sont m\u00e9lang\u00e9s avec un ciment, g\u00e9n\u00e9ralement du ciment Portland, et de l’eau. Le ciment et l’eau r\u00e9agissent ensemble formant une matrice dure qui se lie ensemble et l’agr\u00e9gat, produisant une substance de pierre-comme.<\/p>\r\n

Des additifs peuvent \u00eatre inclus dans la boue de b\u00e9ton pour changer les propri\u00e9t\u00e9s de la dalle de b\u00e9ton finale. Des plastifiants peuvent \u00eatre ajout\u00e9s, par exemple, qui ralentissent le durcissement du b\u00e9ton en r\u00e9duisant le rapport eau-ciment requis, tout en maintenant sa d\u00e9croissance. La r\u00e9sistance du b\u00e9ton fini est plus grande avec une teneur en eau plus faible.<\/p>\r\n

Une autre classe de compos\u00e9s couramment utilis\u00e9s comme additifs de b\u00e9ton sont les pozzolans – un groupe de siliceous et \/ ou alumineux qui peut r\u00e9agir dans l’eau avec de l’hydroxyde de calcium (pr\u00e9sent dans le ciment) pour produire un mat\u00e9riau avec des propri\u00e9t\u00e9s semblables au b\u00e9ton. L’inclusion de pozzolans dans le m\u00e9lange de b\u00e9ton a de nombreux avantages; pozzolans peut \u00eatre moins cher que le ciment Portland et ainsi r\u00e9duire le fardeau financier global dans la fabrication, ils peuvent augmenter la durabilit\u00e9 et la long\u00e9vit\u00e9 du b\u00e9ton fini, et leur inclusion au d\u00e9triment d’une partie du ciment Portland r\u00e9duit le charge environnementale associ\u00e9e \u00e0 la production de ciment Portland en premier lieu. Il convient de noter, cependant, que les pozzolans ne peuvent pas remplacer tout le ciment Portland dans un m\u00e9lange de b\u00e9ton en raison de l’exigence d’hydroxyde de calcium. En outre, certains pozzolans peuvent offrir le b\u00e9ton fini d’autres propri\u00e9t\u00e9s telles que la force globale, et une r\u00e9sistance accrue aux compos\u00e9s nocifs. Le verre de soude-lime moulu, comme silicate, peut \u00eatre employ\u00e9 comme pozzolan.<\/p>\r\n

\"b\u00e9ton<\/p>\r\n

Pourquoi du verre d\u00e9poli?<\/h2>\r\n

La recherche sur l’incorporation du verre moulu remonte \u00e0 des d\u00e9cennies, bien que la plupart des exemples pertinents soient assez r\u00e9cents – stimul\u00e9s par le d\u00e9sir croissant de r\u00e9duire les co\u00fbts et d’accro\u00eetre la stabilit\u00e9 environnementale(2). Des \u00e9tudes contemporaines ont montr\u00e9 que l’inclusion de verre usag\u00e9 d’une taille de broyage inf\u00e9rieure \u00e0 10 microns peut \u00eatre ajout\u00e9e au b\u00e9ton sans causer de pr\u00e9judice \u00e0 la r\u00e9sistance ou \u00e0 la durabilit\u00e9(3). Une \u00e9tude de 2006 s’est pench\u00e9e sur la performance des m\u00e9langes de tailles de mouture (poudre\/10 microns, broyage fin\/0,15-0,3 mm et broyage grossier\/0,6-2,36 mm) dans un m\u00e9lange de ciment de 40 MPa. Les auteurs ont rapport\u00e9 de bonnes performances avec tous les m\u00e9langes atteignant ou d\u00e9passant le seuil de force de 40 MPa dans les 404 jours(4). Ils notent que la r\u00e9sistance et la durabilit\u00e9 du b\u00e9ton r\u00e9sultant ont augment\u00e9 dans certains cas \u00e0 55 MPa en d\u00e9pit de la r\u00e9duction globale de la teneur en ciment de 30 – attribuant cela \u00e0 une puissante r\u00e9action pozzolanique entre le verre moulu et le ciment.<\/p>\r\n

\"briques \"dalles<\/p>\r\n

En utilisant du verre de chaux de soude moulu pour remplacer une partie du ciment et de l’agr\u00e9gat dans un m\u00e9lange, aucune propri\u00e9t\u00e9 pr\u00e9judiciable n’est observ\u00e9e dans la production de b\u00e9ton auto-nivellement(5), bien que l’auteur ait not\u00e9 qu’un changement mod\u00e9r\u00e9 du rapport eau\/poudre \u00e9tait n\u00e9cessaire dans l’application d’auto-niveau, avec une incorporation globale de jusqu’\u00e0 104 kg\/m3<\/sup> de verre moulu.<\/p>\r\n

D’autres \u00e9tudes ont mis en \u00e9vidence les 30 \u00ab sweet spot \u00bb de l’inclusion du verre moulu dans les m\u00e9langes de b\u00e9ton. Compar\u00e9 au b\u00e9ton fait avec la cendre de mouche, le b\u00e9ton contenant le verre moulu a eu les propri\u00e9t\u00e9s \u00e0 long terme comparables de r\u00e9sistance ; par rapport au b\u00e9ton fait avec des pozzolans naturels, il \u00e9tait plus fort. En outre, aucune d\u00e9gradation n’a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e apr\u00e8s sept ans immerg\u00e9 dans l’eau, et la r\u00e9sistance \u00e0 l’attaque de chlorure et de sulfate a \u00e9t\u00e9 am\u00e9lior\u00e9e par rapport aux cendres volantes et aux pozzolans naturels(6).<\/p>\r\n

Consid\u00e9rations sur l’utilisation de verre d\u00e9poli dans le b\u00e9ton<\/h2>\r\n

Dans l’ensemble, les avantages de l’utilisation du verre moulu comme additif dans le b\u00e9ton l’emportent de loin sur les inconv\u00e9nients. Il a \u00e9t\u00e9 rapport\u00e9 que l’activit\u00e9 pozzolanique globale du verre moulu est li\u00e9e au degr\u00e9 d’hydratation de la poudre de verre, donc d\u00e9pendante de sa surface. En g\u00e9n\u00e9ral, une taille de mouture plus fine est pr\u00e9f\u00e9rable pour obtenir un remplacement optimal du ciment(7). La principale limitation \u00e0 l’utilisation du verre moulu dans la fabrication du b\u00e9ton est la r\u00e9action alcalin-silica, qui est lorsque les ions hydroxyles dans le ciment qui peuvent r\u00e9agir avec la silice du verre en pr\u00e9sence d’eau(8). L’effet net de cette r\u00e9action est la production d’un gel, \u00abin situ \u00bb <\/em>qui absorbe l’eau, puis la houle, provoquant des fissures dans le b\u00e9ton. L’att\u00e9nuation consiste \u00e0 utiliser des tailles de broyage appropri\u00e9es de verre(9), l’\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 du b\u00e9ton comme il gu\u00e9rit pour \u00e9liminer l’eau atmosph\u00e9rique et d’utiliser de petites quantit\u00e9s d’autres \/ ponzolans naturels ou de cendres volantes(10). Il est \u00e0 noter que la r\u00e9action alcalin-silica peut \u00e9galement \u00eatre vu dans le b\u00e9ton conventionnel(11).<\/p>\r\n

\"b\u00e9ton<\/p>\r\n

Gla\u00e7ures<\/h2>\r\n

Les gla\u00e7ures en c\u00e9ramique sont une utilisation courante de compos\u00e9s de type silice. Un gla\u00e7age se compose d’un plastique, d’un non-plastique et d’additifs. Parmi les non-plastiques, il s’agit principalement d’oxydes, aux c\u00f4t\u00e9s des pigments, du feldspath et des frits, qui sont \u00e9galement de type silice(12). Une \u00e9tude r\u00e9cente a montr\u00e9 l’utilisation de verre en poudre recycl\u00e9<\/a><\/u> (dans ce cas des t\u00e9l\u00e9viseurs cathodiques de tube de rayon) comme composant d’oxyde dans les gla\u00e7ures en c\u00e9ramique(13). Les gla\u00e7ures en c\u00e9ramique produites ont \u00e9galement fonctionn\u00e9 aussi bien que leurs homologues commerciaux, avec une r\u00e9sistance chimique particuli\u00e8rement bonne ; en plus de fournir une utilisation bienvenue pour les d\u00e9chets de verre.<\/p>\r\n

\"poterie \"pots<\/p>\r\n

Mat\u00e9riaux r\u00e9fractaires<\/h2>\r\n

Un mat\u00e9riau r\u00e9fractaire est un compos\u00e9 r\u00e9sistant \u00e0 la chaleur, mais qui a aussi de fortes propri\u00e9t\u00e9s thermochimiques et m\u00e9caniques, et des niveaux \u00e9lev\u00e9s de r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion. Pour cette raison, les mat\u00e9riaux r\u00e9fractaires sont utilis\u00e9s pour tapisser les r\u00e9acteurs dans les proc\u00e9d\u00e9s industriels, et en particulier dans la production de fer et d’acier – ce secteur utilise \u00e0 lui seul 70 de l’offre mondiale de r\u00e9fractaires(14). Les r\u00e9fractaires sont g\u00e9n\u00e9ralement des mat\u00e9riaux d’oxyde et tombent dans des classifications bas\u00e9es sur leur composition; acide, basique, oxyde-carbone ou sp\u00e9cialis\u00e9. Dans le cas du verre moulu, il agit comme un source de mati\u00e8re r\u00e9fractaire acide<\/a><\/u>, en raison de sa composante principale \u00e9tant la silice. Un mat\u00e9riau r\u00e9fractaire sera g\u00e9n\u00e9ralement form\u00e9 en forme de bloc, dont plusieurs peuvent \u00eatre reli\u00e9s entre eux \u00e0 l’aide d’un liant. La silice est, en raison de son point de fusion \u00e9lev\u00e9, le plus populaire des oxydes r\u00e9fractaires(15). Des mat\u00e9riaux tels que la silice, l’alumine et d’autres se produisent naturellement. Le verre moulu est une bonne source de silice, mais le verre moulu contient aussi d’autres composants. Les mat\u00e9riaux r\u00e9fractaires sont produits par un processus s\u00e9quentiel : traitement des mati\u00e8res premi\u00e8res, formation puis cuisson. La brique de feu est un excellent exemple d’un mat\u00e9riau r\u00e9fractaire contenant de la silice, connu pour sa r\u00e9sistance incroyablement \u00e9lev\u00e9e \u00e0 la temp\u00e9rature, il se trouve dans les fours sid\u00e9rurgiques et a contenu le verre moulu(16) comme un composant majeur.<\/p>\r\n

\"m\u00e9tal \"m\u00e9tal<\/p>\r\n

Verre d\u00e9poli et am\u00e9lioration des sols<\/h2>\r\n

Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que l’introduction de 75 microns de verre moulu dans les sols de type argile peut augmenter les propri\u00e9t\u00e9s techniques du sol. Par exemple, l’incorporation de 12 verres de soude-lime moulus a quintupl\u00e9 les valeurs d’enflure, a multipli\u00e9 le ratio de roulement de la Californie (une mesure de la duret\u00e9 utilis\u00e9e pour d\u00e9terminer l’ad\u00e9quation du sous-sol avant la pose de la route) et a augment\u00e9 sa r\u00e9sistance compressive ( 17). Un tel ajout pourrait r\u00e9duire la n\u00e9cessit\u00e9 de renforcer fortement les sous-sols routiers ou ferroviaires dans les zones o\u00f9 les sols de type argile. L’ajout de verre moulu est ajout\u00e9 en raison de sa nature mat\u00e9riel sans coh\u00e9sion<\/a><\/u>, et dans une \u00e9tude a diminu\u00e9 la compressibilit\u00e9 du sol argileux de plus de 50(18). L’am\u00e9lioration du sol par l’ajout de verre moulu peut pr\u00e9venir les dommages au b\u00e2timent pendant les p\u00e9riodes de changement saisonnier de temp\u00e9rature(19).<\/p>\r\n

\"main<\/p>\r\n

Autres applications<\/h2>\r\n

Le verre en poudre et la poussi\u00e8re de calcaire sont des d\u00e9chets de plusieurs proc\u00e9d\u00e9s industriels \u00e0 travers le monde, et la n\u00e9cessit\u00e9 de les traiter sans les envoyer \u00e0 la d\u00e9charge est une priorit\u00e9. Une \u00e9tude montre qu’avec l’ajout d’une petite quantit\u00e9 de ciment Portland, avec de la poussi\u00e8re de calcaire et du verre en poudre peut produire un nouveau type de brique. La nouvelle brique est manufacturable sans avoir besoin de tirer dans un four, et affiche des propri\u00e9t\u00e9s similaires aux briques de b\u00e9ton contemporaines. Il est \u00e0 noter que le verre en poudre am\u00e9liore la r\u00e9sistance compressive\/flexurale, la r\u00e9sistance \u00e0 l’abrasion et la conductivit\u00e9 thermique de la brique – tout en maintenant la comp\u00e9titivit\u00e9 \u00e9conomique(20). Dans la fabrication traditionnelle de briques de type argile, l’ajout de 2,5 \u00e0 10 par masse 20 micron verre moulu a \u00e9t\u00e9 montr\u00e9 pour diminuer les pertes de fabrication et d’augmenter la force de 20 MPa \u00e0 29 MPa – en raison du verre moulu remplissant les pores internes de l’argile avec un ph vitreux ase pendant le tir(21).<\/p>\r\n

De la production de verre de plaque, par exemple pour l’utilisation dans les fen\u00eatres, la poudre de verre est un produit de rect. Des chercheurs br\u00e9siliens ont d\u00e9montr\u00e9 la capacit\u00e9 de ce verre moulu \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9 dans les produits d’isolation, comme un remplissage d’am\u00e9lioration dans les produits de type fibre de verre(22). D’autres applications en tant que composant dans le stockage de la chaleur ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es, avec 150 microns verre moulu utilis\u00e9 comme un support pour n-octad\u00e8ne dans un insolateur de type mat\u00e9riau de changement de phase impr\u00e9gn\u00e9e de vide \u00e0 l’int\u00e9rieur des murs des b\u00e2timents. L’utilisation de verre moulu a emp\u00each\u00e9 la fuite du n-octad\u00e8ne pendant la transition de phase(23).<\/p>\r\n

\"produits \"noyaux<\/p>\r\n

Sommaire<\/h2>\r\n
    \r\n
  • Le verre moulu est une source principale de silice, qui se trouve \u00eatre incroyablement peu co\u00fbteux car il est souvent source comme un produit de rechet – et est largement utilis\u00e9<\/li>\r\n
  • Il a trouv\u00e9 l’utilisation dans la production de b\u00e9ton, rempla\u00e7ant une partie du ciment, \u00e0 son tour rendant la fabrication moins dommageable pour l’environnement et offrant les propri\u00e9t\u00e9s am\u00e9lior\u00e9es de b\u00e9ton<\/li>\r\n
  • D’autres utilisations incluent dans les applications r\u00e9fractaires (o\u00f9 sa tol\u00e9rance \u00e0 haute temp\u00e9rature est salutaire) dans les gla\u00e7ures, dans l’isolation de b\u00e2timent, l’am\u00e9lioration du sol et dans la fabrication de briques<\/li>\r\n
  • Beaucoup de ses applications sont particuli\u00e8rement b\u00e9n\u00e9fiques car elles peuvent d\u00e9tourner de grandes quantit\u00e9s de verre des sites d’enfouissement<\/li>\r\n<\/ul>\r\n

    R\u00e9f\u00e9rences<\/strong><\/p>\r\n

    1 I. B. Top\u00e7u et M. Canbaz, C’est Cem. C’est concr. Res.<\/em>, 2004<\/strong>, 34, 267<\/p>\r\n

    2 Y. Jiang et coll.<\/em>, J. Env. Manag Manag<\/em>., 2019<\/strong>, 242, 440<\/p>\r\n

    3 A. Shayan et A. Xu, C’est Cem. C’est concr. Res<\/em>., 2004<\/strong>, 34, 81<\/p>\r\n

    4 A. Shayan et A. Xu, C’est Cem. C’est concr. Res.<\/em>, 2006<\/strong>, 36, 457<\/p>\r\n

    5 M. Liu, C’est Constr. Construire. Tapis.<\/em>, 2011<\/strong>, 25, 919<\/p>\r\n

    6 M. Carsana et coll.,<\/em> C’est Cem. C’est concr. Res<\/em>., 2014<\/strong>, 45, 39<\/p>\r\n

    7 M. Mirzahosseini et K. A. Riding, C’est Cem. C’est concr. Comps.<\/em>, 2015<\/strong>, 56, 95<\/p>\r\n

    8 K. Afshinnia et P. Rangaraju, C’est Constr. Construire. Tapis<\/em>., 2015<\/strong>, 81, 257<\/p>\r\n

    9 M. Cyr et coll.,<\/em> C’est Constr. Construire. Tapis.<\/em>, 2010<\/strong>, 24, 1309<\/p>\r\n

    10 N. Schwartz et coll.,<\/em> C’est Cem. C’est concr. Compos (Compos)<\/em>., 2008<\/strong>, 30, 486<\/p>\r\n

    11 C. Meyer, N. Egosi et C. Andela, Concrete with Waste Glass as Aggregate<\/em>, dans le Symposium international sur la technologie du b\u00e9ton de l’ASCE et de l’Universit\u00e9 de Dundee<\/em>, Dundee, Royaume-Uni, 2001<\/p>\r\n

    12 K. Bonk et coll.,<\/em> Tile Brick<\/em>, 1992<\/strong>, 1, 14<\/p>\r\n

    13 F. Andreola et coll.,<\/em> J. Eur. Soc en c\u00e9ramique<\/em>., 2007<\/strong>, 27, 1623<\/p>\r\n

    14 A. M. Garbers-Craig, J. S. Afr. Inst. M\u00e9tallurgie mini\u00e8re<\/em>, 2008<\/strong>, 108, 1<\/p>\r\n

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    16 Us Patent<\/em> US1341510A, 1920, expir\u00e9<\/p>\r\n

    17 H. Canacki et coll.,<\/em> Procedia Eng.<\/em>, 2016<\/strong>, 161, 600<\/p>\r\n

    18 M. Nuruzzaman et M. A. Hossain, Glob. J. Res. Eng. E<\/em>, 2014<\/strong>, 14, 17<\/p>\r\n

    19 Y. Mawlood et coll.,<\/em> Int. J. Geotech. Eng.<\/em>, 2019<\/strong>, DOI: 10.1080\/19386362.2019.1647644<\/p>\r\n

    20 P. Turgut, Mat\u00e9riaux et Structures<\/em>, 2008<\/strong>, 41, 805<\/p>\r\n

    21 I. Demir, Gestion des d\u00e9chets. Res.<\/em>, 2009<\/strong>, 27, 572<\/p>\r\n

    22 A. C. P. Galvao et coll.,<\/em> Cer\u00e2mica<\/em>, 2015<\/strong>, 61, 367<\/p>\r\n

    23 S. A. Memon et coll.,<\/em> Energy Buil<\/em>d, 2013<\/strong>, 66, 405<\/p>\r\n

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    La plupart des verres en poudre proviennent du verre usag\u00e9, puis broy\u00e9s. Cela en fait une ressource plus rentable. 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