Academic literature on the topic 'Ciment d’aluminate de calcium'

Different methods of microanalysis (energy of wavelength dispersive X-ray spectrometry microprobes, ion microanalyser) combined with histochemistry, allowed us to analyse the cement of the tube and the main glands connected to the building organ of Sabellaria alveolata (L.). These methods clearly showed a mineral component of which the main elements are phosphorus, probably linked to the organic component, calcium, and magnesium, with some manganese and iron. The biomineral is produced by glandular cells having "heterogeneous spherulae." The quick hardening of this cement probably takes place independent of and before the quinonic tanning of the inner organic lining of the wall of the tube.

RÉSUMÉ La minéralogie des sédiments fins glacio-lacustres du lac Ojibway est revue et commentée à partir d'un certain nombre d'analyses récentes. On constate que la minéralogie de la fraction argileuse est dominée par les minéraux felsiques tels que le feldspath et le quartz. L'illite et la chlorite prédominent parmi les phyllosilicates qui comprennent aussi des minéraux interstratifiés et des traces de vermiculite. La prédominance des minéraux felsiques dans la fraction argileuse traduit le caractère détritique de ces sédiments d'origine glaciaire. En outre, des données tirées des analyses chimiques totales et des amorphes sont aussi compilées. Deux minéraux peuvent être utilisés comme traceurs minéralogiques: la kaolinite et les carbonates. La teneur en carbonates des sédiments est mis en corrélation avec les épisodes glaciaires du Nouveau-Québec et les récurrences de Cochrane I et II. L'étude en microscopie électronique a révélé l'existence d'une structure floculée dans la fraction fine. Les carbonates et le calcium, en particulier, seraient responsables du type de microstructure observée dans les sédiments : le calcium comme agent de floculation et les carbonates comme ciment entre les particules.

La biodétérioration de mortiers a été étudiée au cours d’un essai spécifique mettant en œuvre Halothiobacillus neapolitanus comme bactérie sulfo-oxydante (BSO) neutrophile et Acidithiobacillus thiooxidans comme BSO acidophile. Cet essai a permis de réaliser en laboratoire une succession bactérienne comme observée in situ dans les tuyaux d’égout. L’originalité de l’essai provient de l’approche pluridisciplinaire considérant l’impact du mortier sur les BSO, l’évolution de la microstructure et de la chimie du mortier. L’intensité de l’attaque a été définie par un indice d’attaque (IA) qui prend en compte la production d’acide sulfurique des BSO, les relargages d’éléments chimiques du mortier et son évolution physique. Quelle que soit la BSO considérée, le mortier à base de ciment d’aluminate de calcium (CAC) présente une meilleure résistance, donc un IA plus faible, que le mortier à base de ciment Portland (OPC). La meilleure performance du mortier CAC, plus prononcée avec H. neapolitanus, n’a pu être reliée au relargage plus important de l’aluminium en solution. Par contre, il a été montré qu’en présence du mortier CAC, H. neapolitanus diminue plus rapidement le pH du milieu à 3 et accumule du tétrathionate et du soufre en solution. Cette accumulation induit une moindre biogénération d’acide, d’où la moindre attaque du mortier. Ainsi, la performance du mortier CAC est essentiellement due à sa résistance à la biodétérioration pendant la phase neutrophile quand l’attaque est faible. Ainsi, pour estimer la performance potentielle de formulations de mortier, il semble préférable de faire des essais avec H. neapolitanus au lieu de A. thiooxidans comme couramment utilisé
Biodeterioration of mortars was investigated in a specific test implementing Halothiobacillus neapolitanus as neutrophilic sulfur-oxidizing bacteria (SOB) and Acidithiobacillus thiooxidans as acidophilic SOB. This test has allowed achieving into laboratory a bacterial succession as observed in the sewer pipes. The originality of this test results from the multidisciplinary approach that considers the impact of the mortar on the BSO, the chemical and microstructure evolution of the mortar. The intensity of the attack was defined by an attack index (AI) which takes into account the sulfuric acid production of SOB, the chemical elements leaching by mortar and it physical evolution. Whatever the BSO considered, mortar made from calcium aluminate cement (CAC) has a better resistance than the Portland cement mortar (OPC), therefore a smaller AI. The best performance of the CAC mortar, more pronounced with H. neapolitanus, could not be connected to the higher release of aluminum in solution. By cons, it has been shown that in the presence of CAC mortar, H. neapolitanus decreases faster the pH of the medium to 3 and accumulates tetrathionate and sulfur in solution. This accumulation induces less acid biogeneration, from where the slightest mortar attacks. Thus, the performance of the CAC mortar is mainly due to its resistance to biodeterioration during neutrophilic stage when the attack is weak. To estimate the potential performance of mortar formulations, it seems preferable to experiment with H. neapolitanus instead of A. thiooxidans as commonly used

La nécessité de rénover les réseaux d’assainissement des grandes villes et les besoins de construire de nouvelles structures conduisent les gestionnaires de réseaux d’assainissement et les fabricants de canalisation à rechercher des solutions pour obtenir des installations d’assainissement durables. Parmi les détériorations rencontrées dans ces structures, 9% peuvent être attribués à la biodétérioration des matériaux cimentaires. Cette étude a deux objectifs principaux. Le premier est de développer un essai accéléré reproductible en laboratoire et qui donne des résultats proches de ceux obtenus sur site. Le second est d’étudier la biodétérioration des matériaux cimentaires pour mieux comprendre les mécanismes et plus spécifiquement la différence de comportement entre les matériaux à base de ciment d’aluminate de calcium (CAC) et de ciment Portland ordinaire (OPC). Dans ce cadre, différentes formulations cimentaires ont été exposées in situ afin de déterminer les paramètres influant sur la biodétérioration. En parallèle, des expériences en laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre chaque étape du mécanisme de biodétérioration. Les résultats des expositions sur site montrent que les matériaux à base de CAC ont une durabilité plus importante que les autres formulations cimentaires. Les études réalisées en laboratoire permettent d’attribuer ces meilleures performances à la teneur en aluminium qui inhibe la croissance des microorganismes tout en protégeant la matrice grâce à la précipitation d’une couche d’alumine hydratée dans la porosité et à la surface de ces matériaux et qui maintient le pH à 3,5-4. La chimie de surface a également un rôle important en favorisant ou non l’oxydation abiotique de l’H2S. Les résultats des expositions sur site et des différents essais de laboratoire ont été utilisés pour développer un essai accéléré donnant des résultats prometteurs.

L’objet de ce projet est l’étude de la rhéologie des bétons frais à base de ciment d’aluminate de calcium, soit: le LBC et le Ciment Fondu. L’utilisation de ce type de liant hydraulique présente un intérêt substantiel dans le domaine des bétons, tant pour les ouvrages structuraux que pour les réparations en béton. La motivation derrière cette recherche est de mieux comprendre le comportement rhéologique de ce type de béton et ainsi faciliter et élargir leur utilisation dans le domaine du génie civil. Le projet de recherche s’attarde sur différents paramètres spécifiques tels que l’influence du type d’adjuvant, de leurs dosages et de leurs combinaisons, ainsi que l’effet du type de malaxage employé et de sa durée. Pour répondre aux objectifs, la recherche est divisée en deux phases. Une première phase, où les adjuvants sont évalués individuellement, a permis de lancer la seconde, plus complexe, où des conditions de malaxage réalistes, camion toupie et bétonnière mobile, et une combinaison d'adjuvants complète sont mises à l’épreuve. Des résultats forts intéressants ont été obtenus dans cette deuxième phase. L’utilisation d’un superplastifiant en combinaison avec un accélérateur de prise simule l’usage d’une bétonnière mobile. Il est possible d'obtenir, de cette combinaison, de compenser le retard de prise occasionné par le superplastifiant en dosant convenablement l’accélérateur de prise, tout en conservant des propriétés rhéologiques adéquates pour une bonne mise en place. En plus, l’utilisation d’un superplastifiant en combinaison à un retardateur de prise, simulant les conditions de transport dans une bétonnière conventionnelle, a permis de retarder et contrôler le début de la prise. Au point de vue de l’évolution rhéologique, cette combinaison est très efficace lors d’un transport prolongé. Il est possible de retarder la prise en conservant des propriétés rhéologiques adéquates. Pour finir, l’utilisation d’un activateur de prise dans un mélange ayant subi un malaxage prolongé, adjuvanté de superplastifiant et de retardateur de prise, s’est révélée très efficace pour obtenir une durée pratique d’utilisation visée en chantier.
The purpose of this project is to study the rheology of fresh concrete made from calcium aluminates cement, namely: the LBC and Ciment Fondu. Using this type of hydraulic binder has a substantial interest in the field of concrete, both for structural works and concrete repair. The motivation behind this research is to better understand the rheological behaviour of this type of concrete and thus facilitate and expand their use in the field of civil engineering. The research project focuses on specific parameters such as the influence of type of admixture, their dosages and combinations as well, type of the mixing and it duration. In order to meet the objectives, the research is divided in two phases. A first phase, where the admixtures are individually evaluated, was necessary to launch the second and more complex phase, where realistic mixing conditions have been used. Very interesting results were obtained in this second phase. First, superplasticizers in combination with set accelerators were used to simulate a mobile concrete mixer. It is possible with this combination to compensate the set delay caused by the superplasticizer by using an appropriate dosage of set accelerator, while maintaining adequate rheological properties. Secondly, the use of a superplasticizer with a set retarder, simulating the transportation in a ready-mix truck showed promising results in delaying and controlling the setting time. In terms of rheological evolution, this combination is very effective during a prolonged transport; It is possible to delay the setting time while maintaining adequate rheological properties. The use of an activator added to a mixture which has undergone prolonged mixing and including superplasticizer and set retarder was found very effective in obtaining a practical opentime, or “pot life” for a construction site.

L’objet de ce projet est l’étude de la rhéologie des bétons frais à base de ciment d’aluminate de calcium, soit: le LBC et le Ciment Fondu. L’utilisation de ce type de liant hydraulique présente un intérêt substantiel dans le domaine des bétons, tant pour les ouvrages structuraux que pour les réparations en béton. La motivation derrière cette recherche est de mieux comprendre le comportement rhéologique de ce type de béton et ainsi faciliter et élargir leur utilisation dans le domaine du génie civil. Le projet de recherche s’attarde sur différents paramètres spécifiques tels que l’influence du type d’adjuvant, de leurs dosages et de leurs combinaisons, ainsi que l’effet du type de malaxage employé et de sa durée. Pour répondre aux objectifs, la recherche est divisée en deux phases. Une première phase, où les adjuvants sont évalués individuellement, a permis de lancer la seconde, plus complexe, où des conditions de malaxage réalistes, camion toupie et bétonnière mobile, et une combinaison d'adjuvants complète sont mises à l’épreuve. Des résultats forts intéressants ont été obtenus dans cette deuxième phase. L’utilisation d’un superplastifiant en combinaison avec un accélérateur de prise simule l’usage d’une bétonnière mobile. Il est possible d'obtenir, de cette combinaison, de compenser le retard de prise occasionné par le superplastifiant en dosant convenablement l’accélérateur de prise, tout en conservant des propriétés rhéologiques adéquates pour une bonne mise en place. En plus, l’utilisation d’un superplastifiant en combinaison à un retardateur de prise, simulant les conditions de transport dans une bétonnière conventionnelle, a permis de retarder et contrôler le début de la prise. Au point de vue de l’évolution rhéologique, cette combinaison est très efficace lors d’un transport prolongé. Il est possible de retarder la prise en conservant des propriétés rhéologiques adéquates. Pour finir, l’utilisation d’un activateur de prise dans un mélange ayant subi un malaxage prolongé, adjuvanté de superplastifiant et de retardateur de prise, s’est révélée très efficace pour obtenir une durée pratique d’utilisation visée en chantier.
L’objet de ce projet est l’étude de la rhéologie des bétons frais à base de ciment d’aluminate de calcium, soit: le LBC et le Ciment Fondu. L’utilisation de ce type de liant hydraulique présente un intérêt substantiel dans le domaine des bétons, tant pour les ouvrages structuraux que pour les réparations en béton. La motivation derrière cette recherche est de mieux comprendre le comportement rhéologique de ce type de béton et ainsi faciliter et élargir leur utilisation dans le domaine du génie civil. Le projet de recherche s’attarde sur différents paramètres spécifiques tels que l’influence du type d’adjuvant, de leurs dosages et de leurs combinaisons, ainsi que l’effet du type de malaxage employé et de sa durée. Pour répondre aux objectifs, la recherche est divisée en deux phases. Une première phase, où les adjuvants sont évalués individuellement, a permis de lancer la seconde, plus complexe, où des conditions de malaxage réalistes, camion toupie et bétonnière mobile, et une combinaison d'adjuvants complète sont mises à l’épreuve. Des résultats forts intéressants ont été obtenus dans cette deuxième phase. L’utilisation d’un superplastifiant en combinaison avec un accélérateur de prise simule l’usage d’une bétonnière mobile. Il est possible d'obtenir, de cette combinaison, de compenser le retard de prise occasionné par le superplastifiant en dosant convenablement l’accélérateur de prise, tout en conservant des propriétés rhéologiques adéquates pour une bonne mise en place. En plus, l’utilisation d’un superplastifiant en combinaison à un retardateur de prise, simulant les conditions de transport dans une bétonnière conventionnelle, a permis de retarder et contrôler le début de la prise. Au point de vue de l’évolution rhéologique, cette combinaison est très efficace lors d’un transport prolongé. Il est possible de retarder la prise en conservant des propriétés rhéologiques adéquates. Pour finir, l’utilisation d’un activateur de prise dans un mélange ayant subi un malaxage prolongé, adjuvanté de superplastifiant et de retardateur de prise, s’est révélée très efficace pour obtenir une durée pratique d’utilisation visée en chantier.
The purpose of this project is to study the rheology of fresh concrete made from calcium aluminates cement, namely: the LBC and Ciment Fondu. Using this type of hydraulic binder has a substantial interest in the field of concrete, both for structural works and concrete repair. The motivation behind this research is to better understand the rheological behaviour of this type of concrete and thus facilitate and expand their use in the field of civil engineering. The research project focuses on specific parameters such as the influence of type of admixture, their dosages and combinations as well, type of the mixing and it duration. In order to meet the objectives, the research is divided in two phases. A first phase, where the admixtures are individually evaluated, was necessary to launch the second and more complex phase, where realistic mixing conditions have been used. Very interesting results were obtained in this second phase. First, superplasticizers in combination with set accelerators were used to simulate a mobile concrete mixer. It is possible with this combination to compensate the set delay caused by the superplasticizer by using an appropriate dosage of set accelerator, while maintaining adequate rheological properties. Secondly, the use of a superplasticizer with a set retarder, simulating the transportation in a ready-mix truck showed promising results in delaying and controlling the setting time. In terms of rheological evolution, this combination is very effective during a prolonged transport; It is possible to delay the setting time while maintaining adequate rheological properties. The use of an activator added to a mixture which has undergone prolonged mixing and including superplasticizer and set retarder was found very effective in obtaining a practical opentime, or “pot life” for a construction site.
The purpose of this project is to study the rheology of fresh concrete made from calcium aluminates cement, namely: the LBC and Ciment Fondu. Using this type of hydraulic binder has a substantial interest in the field of concrete, both for structural works and concrete repair. The motivation behind this research is to better understand the rheological behaviour of this type of concrete and thus facilitate and expand their use in the field of civil engineering. The research project focuses on specific parameters such as the influence of type of admixture, their dosages and combinations as well, type of the mixing and it duration. In order to meet the objectives, the research is divided in two phases. A first phase, where the admixtures are individually evaluated, was necessary to launch the second and more complex phase, where realistic mixing conditions have been used. Very interesting results were obtained in this second phase. First, superplasticizers in combination with set accelerators were used to simulate a mobile concrete mixer. It is possible with this combination to compensate the set delay caused by the superplasticizer by using an appropriate dosage of set accelerator, while maintaining adequate rheological properties. Secondly, the use of a superplasticizer with a set retarder, simulating the transportation in a ready-mix truck showed promising results in delaying and controlling the setting time. In terms of rheological evolution, this combination is very effective during a prolonged transport; It is possible to delay the setting time while maintaining adequate rheological properties. The use of an activator added to a mixture which has undergone prolonged mixing and including superplasticizer and set retarder was found very effective in obtaining a practical opentime, or “pot life” for a construction site.

La biodétérioration de mortiers a été étudiée au cours d’un essai spécifique mettant en œuvre Halothiobacillus neapolitanus comme bactérie sulfo-oxydante (BSO) neutrophile et Acidithiobacillus thiooxidans comme BSO acidophile. Cet essai a permis de réaliser en laboratoire une succession bactérienne comme observée in situ dans les tuyaux d’égout. L’originalité de l’essai provient de l’approche pluridisciplinaire considérant l’impact du mortier sur les BSO, l’évolution de la microstructure et de la chimie du mortier. L’intensité de l’attaque a été définie par un indice d’attaque (IA) qui prend en compte la production d’acide sulfurique des BSO, les relargages d’éléments chimiques du mortier et son évolution physique. Quelle que soit la BSO considérée, le mortier à base de ciment d’aluminate de calcium (CAC) présente une meilleure résistance, donc un IA plus faible, que le mortier à base de ciment Portland (OPC). La meilleure performance du mortier CAC, plus prononcée avec H. neapolitanus, n’a pu être reliée au relargage plus important de l’aluminium en solution. Par contre, il a été montré qu’en présence du mortier CAC, H. neapolitanus diminue plus rapidement le pH du milieu à 3 et accumule du tétrathionate et du soufre en solution. Cette accumulation induit une moindre biogénération d’acide, d’où la moindre attaque du mortier. Ainsi, la performance du mortier CAC est essentiellement due à sa résistance à la biodétérioration pendant la phase neutrophile quand l’attaque est faible. Ainsi, pour estimer la performance potentielle de formulations de mortier, il semble préférable de faire des essais avec H. neapolitanus au lieu de A. thiooxidans comme couramment utilisé
Biodeterioration of mortars was investigated in a specific test implementing Halothiobacillus neapolitanus as neutrophilic sulfur-oxidizing bacteria (SOB) and Acidithiobacillus thiooxidans as acidophilic SOB. This test has allowed achieving into laboratory a bacterial succession as observed in the sewer pipes. The originality of this test results from the multidisciplinary approach that considers the impact of the mortar on the BSO, the chemical and microstructure evolution of the mortar. The intensity of the attack was defined by an attack index (AI) which takes into account the sulfuric acid production of SOB, the chemical elements leaching by mortar and it physical evolution. Whatever the BSO considered, mortar made from calcium aluminate cement (CAC) has a better resistance than the Portland cement mortar (OPC), therefore a smaller AI. The best performance of the CAC mortar, more pronounced with H. neapolitanus, could not be connected to the higher release of aluminum in solution. By cons, it has been shown that in the presence of CAC mortar, H. neapolitanus decreases faster the pH of the medium to 3 and accumulates tetrathionate and sulfur in solution. This accumulation induces less acid biogeneration, from where the slightest mortar attacks. Thus, the performance of the CAC mortar is mainly due to its resistance to biodeterioration during neutrophilic stage when the attack is weak. To estimate the potential performance of mortar formulations, it seems preferable to experiment with H. neapolitanus instead of A. thiooxidans as commonly used

L’encrassement des façades d’immeuble est causé par un phénomène d’altération biologique essentiellement esthétique. Leur vieillissement naturel favorise la colonisation de micro-organismes. La cinétique de biodétérioration dépend de plusieurs paramètres, tels que la situation géographique, les conditions environnementales et les caractéristiques physico-chimiques du matériau. L’objectif de la présente étude est d’établir un lien entre la composition chimique de mortiers à base de ciments et leur cinétique de colonisation par des microorganismes. Deux bancs d’essais sont utilisés : un banc d’essai in situ et un banc d’essai de biodétérioration accélérée de laboratoire. Deux ciments Portland (OPC) et deux ciments alumineux (CAC) de minéralogies différentes ont été sélectionnés. L’effet de la porosité, de la rugosité et de la carbonatation a également été étudié. Le microorganisme sélectionné pour les essais de laboratoire est l’algue Klebsormidium flaccidum qui se développe de manière prépondérante sur les façades en France. Les résultats obtenus en laboratoire et in situ montrent que la biocolonisation des mortiers à base de CAC est plus lente que celle des mortiers à base d’OPC. Lorsque la porosité augmente, la vitesse de biocolonisation augmente et l’effet de la composition chimique est en grande partie masqué. La biocolonisation des mortiers carbonatés se réalise plus rapidement que celle des mortiers non carbonatés surtout dans le cas des mortiers à base d’OPC. Enfin, les mortiers de surface rugueuse sont colonisés plus rapidement quelle que soit la formulation testée. Cet effet est plus marqué pour les mortiers exposés in situ que pour ceux testés en laboratoire
The fouling of building-facade is caused by a main aesthetic phenomenon of biological weathering. The natural weathering favors the micro-organisms development. The biofouling kinetics depends on several parameters such as geographical situation, environmental conditions and physicochemical parameters of substrates. The main objective of this study is to highlight the influence of the mortar chemistry in relationship with its physical properties on the algal growth. The biofouling kinetics was followed on samples exposed outdoor and on samples tested in a laboratory bench which consists in spraying an algal culture on mortar specimens. In order to characterize the influence of the mortar chemistry on biofouling, two Portland cements (OPC) and two calcium aluminate cements (CAC) were tested. The influence of roughness, porosity and carbonation was also studied. The green algae Klebsormidium flaccidum were chosen for the accelerated laboratory tests because of its representativeness. The results obtain in laboratory and in situ show that CAC based mortars slow down the colonization kinetics compared to OPC based mortars. When porosity increases the biofouling kinetics increases and the effect of the mortars chemical composition is largely hidden. The carbonated mortars biofouling is achieved more quickly than uncarbonated ones especially for OPC based mortars. Finally, the rough surfaces are colonized faster whatever formulation tested. This parameter is mostly highlighted for in situ tests

Au vu des objectifs de durabilité visant à décarboniser l'industrie du ciment, les liants alternatifs ont fait l'objet d'une attention considérable à l'échelle mondiale au cours des dernières décennies. Ces liants sont basés sur l'utilisation de sous-produits industriels comme substituts aux ciments, ou comme granulats ou encore comme composants de matériaux de construction, à performances équivalentes. Dans le cadre de cette thèse, des résidus traités valorisables sont évalués comme addition cimentaire notamment dans des mélanges binaires (ciment alumineux CAC - hémihydrate HH). Trois des sous-produits ont fait l'objet d'une évaluation plus approfondie : i) un laitier riche en fer provenant d'une usine pilote de plomb-zinc sous forme granulée (trempe) ii) un résidu de jarosite ; iii) un résidu du recyclage du papier. Pour identifier et sélectionner ces résidus, il a été réalisé un test de conductimétrie pour mesurer la cinétique de dissolution; des mesures de flux de chaleur pour apprécier les réactions au jeune âge; et une mesure de résistance mécanique sur mortiers standards pour caractériser la réactivité à long terme. Sur la base de leurs caractéristiques générales et d'essais préliminaires, le laitier amorphe riche en fer a été retenu pour l'étude détaillée de la réactivité. Les mortiers standards incorporant de laitiers ont présenté une réactivité supérieure montrant d'une contribution positive à long terme (> 28 jours) à la résistance mécanique. Cependant, il existe actuellement peu de publications sur le mécanisme d'hydratation du fer dans les liants à base de CAC. Afin d'augmenter la cinétique d'hydratation du laitier, l'influence de trois facteurs principaux, dont : (1) l'ajout de résidu de papier riche en chaux comme activateur ; (2) la proportion de sulfates; et (3) l'ajout de ciment Portland (PC), ont été évalués. Plusieurs techniques ont été utilisées pour caractériser les propriétés des mélanges entre 1 jour et 1 an : • la résistance mécanique et la stabilité dimensionnelle ont été suivies en utilisant des éprouvettes de mortier ; • le degré d'hydratation du laitier a été quantifié à l'aide de la microscopie électronique à balayage (MEB), de la tomographie par rayons X (XCT) et de la spectroscopie Mössbauer ; • l'assemblage des phases en fonction de la proportion de CAC a été simulé à l'aide de la modélisation thermodynamique et plusieurs techniques, notamment la calorimétrie isotherme, la diffraction des rayons X (DRX), l'analyse thermogravimétrique (ATG) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ont été utilisées pour suivre expérimentalement l'évolution des assemblages ; • le mécanisme d'hydratation du fer contenu dans le laitier a été décrit à partir des résultats de la spectroscopie Mössbauer, de la microscopie électronique à transmission (MET) et de la microscopie électronique à transmission à balayage (METB)
The pressure to decarbonize the cement industry in light of sustainability goals has been motivating the search for new types of supplementary cementitious materials (SCM) in the recent decades. Industrial residues, which otherwise end up in landfills or find low added-value applications, are of particular interest in near-zero-waste process schemes. This thesis explored the potential for valorization of pre-treated residues as SCM in calcium aluminate cement (CAC)-calcium sulfate hemihydrate (HH) system. These residues included non-ferrous metallurgy (NFM) slags, municipal solid waste incinerator (MSWI) bottom ashes, jarosite and paper-fabrication residues. Using isothermal calorimetry and mechanical strength test, a screening test was first established to compare their early-age and the long-term reactivity. The highly-amorphous NFM slags exhibited superior reactivity showing evidence of long-term (> 28 days) contribution to the mechanical strength of mortars at 30 wt% replacement level. However, the slags' slow hydration kinetics in the first days of hydration could be an issue for CAC systems, given that their applications greatly rely on their rapid-hardening property. Moreover, the amorphous nature of the NFM slags and the dominance of iron (Fe) in their composition, set them apart from traditional SCM's. As of this writing, there are only limited publications discussing the hydration mechanism of Fe in CAC-based binders. In order to overcome the slow kinetics of the slag hydration, the influence of three factors, including: (1) the proportion of sulfates by varying the CAC/HH ratio; (2) the addition of lime-rich paper residue at 5 wt% as activator; and (3) the incorporation of 30 wt% PC in ternary CAC-HH-PC systems, were investigated. For all these formulations, the early hydration reactions were characterized using isothermal calorimetry on paste samples. The dimensional stability and mechanical strength were followed using standard mortars up to 1 year curing period. Furthermore, a methodology to estimate the slag hydration degree using a non-destructive technique based on X-ray Computed Tomography (XCT) combined with volume analysis was developed in this study. Several techniques were used to follow the phase assemblage evolution, including: X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR). Lastly, transmission electron microscopy (TEM), scanning transmission electron microscopy (STEM) and Mössbauer spectroscopy were also performed in order to gain a better understanding of the fate of Fe, the main component of the slag, during hydration

La nécessité de rénover les réseaux d'assainissement des grandes villes et les besoins de construire de nouvelles structures conduisent les gestionnaires de réseaux d'assainissement et les fabricants de canalisation à rechercher des solutions pour obtenir des installations d'assainissement durables. Parmi les détériorations rencontrées dans ces structures, 9% peuvent être attribués à la biodétérioration des matériaux cimentaires. Cette étude a deux objectifs principaux. Le premier est de développer un essai accéléré reproductible en laboratoire et qui donne des résultats proches de ceux obtenus sur site. Le second est d'étudier la biodétérioration des matériaux cimentaires pour mieux comprendre les mécanismes et plus spécifiquement la différence de comportement entre les matériaux à base de ciment d'aluminate de calcium (CAC) et de ciment Portland ordinaire (OPC). Dans ce cadre, différentes formulations cimentaires ont été exposées in situ afin de déterminer les paramètres influant sur la biodétérioration. En parallèle, des expériences en laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre chaque étape du mécanisme de biodétérioration. Les résultats des expositions sur site montrent que les matériaux à base de CAC ont une durabilité plus importante que les autres formulations cimentaires. Les études réalisées en laboratoire permettent d'attribuer ces meilleures performances à la teneur en aluminium qui inhibe la croissance des microorganismes tout en protégeant la matrice grâce à la précipitation d'une couche d'alumine hydratée dans la porosité et à la surface de ces matériaux et qui maintient le pH à 3,5-4. La chimie de surface a également un rôle important en favorisant ou non l'oxydation abiotique de l'H2S. Les résultats des expositions sur site et des différents essais de laboratoire ont été utilisés pour développer un essai accéléré donnant des résultats prometteurs

La nécessité de rénover les réseaux d'assainissement des grandes villes et les besoins de construire de nouvelles structures conduisent les gestionnaires de réseaux d'assainissement et les fabricants de canalisation à rechercher des solutions pour obtenir des installations d'assainissement durables. Parmi les détériorations rencontrées dans ces structures, 9% peuvent être attribués à la biodétérioration des matériaux cimentaires. Cette étude a deux objectifs principaux. Le premier est de développer un essai accéléré reproductible en laboratoire et qui donne des résultats proches de ceux obtenus sur site. Le second est d'étudier la biodétérioration des matériaux cimentaires pour mieux comprendre les mécanismes et plus spécifiquement la différence de comportement entre les matériaux à base de ciment d'aluminate de calcium (CAC) et de ciment Portland ordinaire (OPC). Dans ce cadre, différentes formulations cimentaires ont été exposées in situ afin de déterminer les paramètres influant sur la biodétérioration. En parallèle, des expériences en laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre chaque étape du mécanisme de biodétérioration. Les résultats des expositions sur site montrent que les matériaux à base de CAC ont une durabilité plus importante que les autres formulations cimentaires. Les études réalisées en laboratoire permettent d'attribuer ces meilleures performances à la teneur en aluminium qui inhibe la croissance des microorganismes tout en protégeant la matrice grâce à la précipitation d'une couche d'alumine hydratée dans la porosité et à la surface de ces matériaux et qui maintient le pH à 3,5-4. La chimie de surface a également un rôle important en favorisant ou non l'oxydation abiotique de l'H2S. Les résultats des expositions sur site et des différents essais de laboratoire ont été utilisés pour développer un essai accéléré donnant des résultats prometteurs
The need for renovation of sewer networks in major cities and the necessity to build new structures lead managers of sewer pipe and manufacturers to seek for solutions for sustainable sanitation. 9% of damages encountered in these structures can be attributed to the biodeterioration of cementitious materials. This study has two main objectives. The first one is to develop an accelerated reproducible laboratory test that gives results similar to those obtained on site. The second is to study the biodeterioration of cementitious materials in order to better understand mechanisms and more especially the difference in behavior between materials based on calcium aluminate cement (CAC) and ordinary Portland cement (OPC). Within this framework, different cement formulations were exposed in situ to identify the parameters influencing biodeterioration. Meanwhile, laboratory experiments were conducted to better understand each step of the mechanism of biodeterioration. Results of on site exposition show that materials based on CAC have a greater durability than other cement formulations. Laboratory studies assign these best performances to the aluminum content which inhibits the growth of microorganisms while protecting the matrix by precipitation of a hydrated alumina layer in the porosity and on the surface of these materials. This layer maintains the pH at 3.5-4. Surface chemistry was shown to play an important role in catalizing abiotic oxidation of H2S. The results of on-site exhibitions and various laboratory tests were used to develop an accelerated test giving promising results