MOHAMMED Siline

Chennouf El Yamine

Recherches bibliographique sur les liants géopolymères

Mehsas Boumediene

Etude des propriétés des matériaux géopolymères étuvés

BENSAOUCHA Boukhalfa , MABROUKI Khaoula

État de l’art sur les bétons à granulats recyclés

Djaijaa Sair

Valorisation du laitier granulé algérien dans les matériaux de construction

Bouacherine Taoufik

Evaluation de la réactivité pouzzolanique par les procédés chimiques

Ladgham chikouche Imane , LAtreche Amal

Etude d'un Batiment R+7

Badis Hicham

Etude d'une poutre en BP réalisée par post-tension.

Khaouni sadam Hocine

L'effet du rapport E/C sur l'hydratation du ciment

Ce document est un support pédagogique conçu sous forme de cours, traitant le module des procédés généraux de construction (PGC). Il est destiné, particulièrement, aux étudiants de Master en génie civil (option de structures). Il regroupe certains chapitres de ce domaine très vaste, notamment pour les constructions en béton armé. Pour une meilleure compréhension, un langage scientifique assez simple a été utilisé et de nombreuses illustrations, images et tableaux ont été insérés afin d’aider l’étudiant à comprendre le cours et à dégager une idée claire sur les PGC. Je souhaite que cet effort puisse aider nos étudiants et contribuera à l’enrichissement de leurs connaissances dans le domaine du génie civil.

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MohammedSILINE , ,(2022-12-10); PGC,M'sila,

Due to the high global demand for materials, namely those with low environmental impact, recovery and reuse of industrial by-products are commonly recommended. One such type of by-product is ground granulated blast furnace slag (GGBFS) which is produced from the iron-making process. In Algeria, GGBFS is exclusively produced by El Hadjar steel plant. Since it has suitable chemical composition and high calcium silicate content, it has been widely investigated and used as mineral additive to ordinary Portland cement. Beside the environmental friendliness and economical benefits, the use of Algerian GGBFS enhanced many technical properties of the cementitious materials. This article proposes a review summary of the recent studies carried out on using Algerian GGBFS. It recapitulates the improvements noticed on paste, mortar and concrete mixtures, when this waste partially replaces conventional cement.

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Mohammed SILINE , , (2022), Efficiency of incorporating Algerian ground granulated blast furnace slag as a supplementary cementitious material: a review, Innovative Infrastructure Solutions, Vol:121, Issue:7, pages:12, Springer

Commercial MK is widely used in the synthesis of geopolymer binders because of its high kaolinite content and reactivity. However, the possibility of producing geopolymers with low reactive MK is not sufficiently experienced and deserves to be verified. The present study deals with the potential use of a low reactive traditionally elaborated metakaolin (MK) and a local ground-granulated blast-furnace slag (GGBFS) as precursors for geopolymer synthesis. The precursor composition (MK/GGBFS: 100/0, 80/20 and 50/50 wt%) and the activator properties (SiO2/Na2O molar ratio (MR): 2; 1.5 and density: 1.4; 1.3 g/cm3) are the variables used to formulate twelve geopolymer mixes. Furthermore, various curing conditions (temperatures of 60, 80 and 100 °C and durations of 6, 24 and 48 h) were chosen for the hardening of geopolymer pastes. An optimization approach has been used in the attempt to deduce the optimal formulation and curing conditions allowing the synthesis of geopolymer with good performances. Tests of setting times and compressive strength were performed on geopolymer pastes in order to assess the effects of different MK/GGBFS contents, activator properties and curing conditions on the performances of geopolymer pastes. The hardened samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). It has been demonstrated that the used MK, despite its low reactivity, may lead to geopolymer of good performances. The best formulation was 80/20 of MK/GGBFS activated with a sodium silicate solution, the MR and the density of which were 1.5 was 1.4 g/cm3, respectively. On the other hand, the suitable curing temperature was often 60 °C, especially for curing duration of 48 h.

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Mohammed SILINE , , (2022), The effect of using low reactive metakaolin on performances of geopolymer binder, Innovative Infrastructure Solutions, Vol:233, Issue:7, pages:12, Springer

Metakaolin (MK) is widely used as a partial substitute for cement in concrete, mainly due to its high reactivity. MK exhibits simultaneously a chemical reactivity known as pozzolanicity and a physical one, principally linked to the material’s fineness. The chemical reactivity of MK depends on its chemical and mineralogical compositions, its dehydroxylation/amorphization degree but also on its fineness. The present study attempts to clarify the effect of increasing the Blaine fineness of MK on its chemical reactivity assessed by chemical tests of Frattini, modified Chapelle and saturated lime and the 28-day compressive strength. Thermal treatment of Kaolin at 800 ◦C for 5 h was used to obtain MK; however the uncalcined kaolin was used, at the same proportion and fineness, as an inert material for comparison purposes. It has been observed that chemical tests are more sensitive to fineness of MK than mechanical test. Chemical reactivity increases with fineness in the case of chemical tests, however, it does not appear to be influenced in the case of compressive strength test, since the strength activity index remains unchanged although the Blaine fineness increases from 4290 to 8220 cm2/g. It has been concluded that the fineness of MK has promoted its lime consumption in the case of chemical tests, but factors such as MK content, amount of reactive phases and the depletion of fine particles did not allow improving the chemical reactivity in the case of compressive strength test.

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Mohammed SILINE , , (2022), Effect of increasing the Blaine fineness of Metakaolin on its chemical reactivity, Journal of Building Engineering, Vol:56, Issue:104778, pages:9, Elsevier

Actuellement, le béton est l'un des matériaux les plus consommés par l'homme à travers le monde. Cependant, l'industrie de ce matériau est confrontée à plusieurs problématiques environnementales et énergétiques. Il est bien connu que la production du ciment, composant principal du béton, consomme pas mal d'énergie et cause beaucoup de problèmes environnementaux, notamment : la consommation importante de ressources naturelles, le rejet de poussières et de certains polluants et l’émission importante de gaz à effets de serre. Parmi les solutions envisageables, pour faire face à cette situation, on cherche à remplacer le ciment par d'autres liants, tels que les géopolymères. Ces matériaux sont le plus souvent synthétisés à partir de la réaction chimique entre une poudre d’aluminosilicate avec une solution alcaline. Le liant ainsi obtenu peut garantir des propriétés et des performances très importantes. De plus, l'évolution des connaissances sur ce liant montre qu’il peut présenter une alternative, très efficace et pertinente, au ciment pour la fabrication des bétons. Les géopolymères ont été inventés pour la première fois dans les années 1970, leur développement et leur utilisation à travers le monde varient d'un pays à l'autre. Durant ces dernières années, beaucoup de recherches ont été publiées sur les géopolymères; ce domaine de recherche semble prometteur et attractif pour beaucoup de chercheurs à travers la planète. Le présent ouvrage vise à présenter une synthèse bibliographique sur les géopolymères. Un maximum d'informations et de connaissances ont été ramassées à partir des thèses doctorales et des articles publiés dans des journaux de haute qualité. L’ouvrage est présenté sous forme de trois chapitres dont le premier est consacré à la présentation du géopolymère, son invention et sa formulation. Dans le deuxième chapitre on a présenté les différents composants d'un géopolymère, les différents critères que doivent satisfaire ces composants ainsi que certaines règles de formulation. Enfin et dans le dernier chapitre, les résultats de quelques recherches, ayant été menées sur les liants géopolymères, ont été présentés en comparaison avec ceux du liant traditionnel (le ciment) pour pouvoir dégager une idée sur les grandes performances de ce matériau.

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MohammedSILINE , ,(2022); Etat de l'art sur les liants géopolymères,,Editions Universitaires Européennes

Ce travail concerne l’étude et l’élaboration des liants et mortiers géopolymères formulés à base du métakaolin obtenu à partir du kaolin de Tamazert d’Elmilia/Jijel (KT) et de laitier (L) d’El-Hadjar comme précurseur, en utilisant deux solutions alcalines : l’Hydroxyde de sodium NaOH et le silicate de sodium (SS) SiO2/Na2O comme activateur. La première partie de l’étude expérimentale traite l’élaboration d’un MKT à partir du KT. Le MKT est généralement obtenu par calcination du KT entre (500 à 900) °C; cependant, le cycle thermique de calcination devrait assurer la conversion optimale du KT en MKT. Cette partie a pour but d’examiner l'effet des paramètres de calcination sur deux kaolins (KT1 et KT2). Les matières premières broyées ont subi différents cycles thermiques, en faisant varier la température de calcination de (500 à 1000 ° C) et le temps de maintien (2, 3 et 5h). Le cycle thermique optimal a été vérifié en évaluant la réactivité pouzzolanique à l'aide des méthodes mécaniques, chimiques et physiques. Il a été conclu que les deux kaolins ont une activité pouzzolanique significative et méritent d'être utilisés en tant que MKT (précurseur) dans la formulation des liants géopolymères. L'élaboration d’un MKT hautement réactif est possible après calcination de ces matériaux à 800 °C pendant 5h. Le MKT2 dérivé du KT2 est légèrement plus réactif que celui obtenu à partir du KT1, en raison de sa forte teneur en kaolinite. La deuxième partie du travail porte sur l’étude des pâtes géopolymères synthétisées avec MKT2/L. Une approche d'optimisation a été utilisée pour déduire les conditions optimales de formulation et de durcissement permettant de formuler un mortier géopolymère de bonnes performances, Pour atteindre cet objectif, quinze pâtes géopolymères ont été formulés avec une consistance normalisée et en faisant varier le rapport massique MKT2/L (100/0, 80/20, 50/50) et deux solutions alcalines , l’hydroxyde de sodium NaOH de 14 mol et le silicate de sodium SS de deux rapports molaires SiO2/Na2O, de RM (1,5 et 2,0) présentant de deux densités DS de (1,3 et 1,4 g/cm3), les pâtes ont été étuvées à 60, 80 et 100 °C, pendant 6, 24 et 48h, ainsi une cure normale à 20°C a été appliqué pendant 180j. Il a été démontré que le précurseur MKT2/L utilisé, peut conduire à des géopolymères de bonnes performances. La formulation optimale (80%MKT2/20%L, de solution SS de RM=1,5 et de DS=1,4 g/cm3 étuvé à 100 °C pendant 48h) est déduite d'une optimisation de la pâte géopolymère à partir d'une modélisation par un plan factoriel complet avec le logiciel JMP Trial 16, et le modèle généré a été validé. Dans la troisième partie, six mortiers géopolymères à base de la solution SS de RM=1,5 et DS=1,4 g/cm3 et de précurseur MKT2/L de (100/0, 80/20 et 50/50), avec deux rapports Solution/Précurseur (2/3 et 1/2) ont été confectionnés et étuvés à 100°C pendant 48 h. Les résultats obtenus montrent que le mortier géopolymère à base de 80%MKT2/20%L de S/Pr= 1/2 à donner de bonnes performances physiques et mécaniques en comparaison avec les mortiers ayant un rapport S/Pr=2/3. Les résultats obtenus à l'issue de la présente étude sont largement acceptables et montrent tout d'abord la possibilité de développer des matériaux géopolymères locaux à base de MKT2/L. Et d'autre part l'efficacité du traitement thérmique par étuvage dans le développement des performances mécaniques à court terme des matériaux géopolymères. Ainsi, l'utilisation du précurseur MKT2/L comme alternative aux liants polluants conventionnels contribue à la réduction ou à l'élimination complète des émissions de CO2, et nous encouragent l'avenir de poursuivre les recherches sur ce sujet

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MohammedSILINE , ,(2022); Etudes des propriétés des matériaux géopolymères étuvés.,M'sila,

Ce document est un support pédagogique conçu sous forme de cours, traitant le module de Normes géotechniques. Il est particulièrement destiné aux étudiants de Master en génie civil (option de géotechniques). Le document regroupe certaines catégories de normes utilisées dans ce domaine très vaste, notamment pour les essais de caractérisation. Pour une meilleure compréhension, un langage scientifique assez simple a été utilisé le long de ce document. De plus, beaucoup d'images, d'illustrations, de dessins et de tableaux ont été insérés afin d’aider l’étudiant à comprendre le cours et à dégager une idée claire sur les normes et la normalisation en géotechnique. Je souhaite que cet effort puisse aider nos étudiants et contribuera à l’enrichissement de leurs connaissances dans le domaine du génie civil.

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MohammedSILINE , ,(2022); Normes géotechniques,Université de M'sila,

Ce document est un support pédagogique conçu sous forme de cours, traitant le module des procédés généraux de construction (PGC). Il est destiné, particulièrement, aux étudiants de Master en génie civil (option de structures). Il regroupe certains chapitres de ce domaine très vaste, notamment pour les constructions en béton armé. Pour une meilleure compréhension, un langage scientifique assez simple a été utilisé et de nombreuses illustrations, images et tableaux ont été insérés afin d’aider l’étudiant à comprendre le cours et à dégager une idée claire sur les PGC. Je souhaite que cet effort puisse aider nos étudiants et contribuera à l’enrichissement de leurs connaissances dans le domaine du génie civil.

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MohammedSILINE , ,(2022); Procédés généraux de construction,Université de M'sila,

Researches on the use of metakaolin, as a supplementary cementitious material (SCM), are growing worldwide due to its environmental and technical benefits. Metakaolin is usually obtained by calcining kaolinitic clay; however, the thermal cycle of calcination should ensure the optimal kaolin to Metakaolin conversion. This experimental investigation aims to examine the effect of calcination parameters on two Algerian kaolins (KT1 and KT2), used to elaborate Metakaolins. The raw ground materials have undergone various thermal cycles, by varying the target temperature (from 500 to 1000 °C) and the holding time (2, 3 and 5 h). The optimal thermal cycle was checked by assessing the pozzolanic reactivity using mechanical, physical and chemical methods. Results of the various tests were in perfect agreement, and they show that the calcination enhanced pozzolanic reactivity and that the thermal cycle of 800 °C–5 h allowed obtaining the highest pozzolanicity. The treatment of KT1 led to a compressive strength slightly better than that of the control mortar and a lime consumption of 767 mg/g. However, results of the treated KT2 were more important, it recorded an improvement of about 6% in compressive strength and a lime consumption of 843 mg/g. It has been concluded, therefore, that both materials have significant pozzolanic potential and deserve to be valued as SCMs and used in environmentally friendly cement.

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Mohammed SILINE , , (2021), Development of supplementary cementitious materials from Algerian kaolin: elaboration of metakaolin and assessment of pozzolanicity, Innovative Infrastructure Solutions, Vol:6, Issue:50, pages:12, Springer

Le but de ce travail est de caractériser un géopolymère à base de Metakaolin et de laitier MK/L. L'influence de la teneur en MK, la concentration de la solution alcaline, le rapport molaire SiO2/Na2O, la température et la durée de durcissement ont été étudiés en utilisant un plan factoriel complet à deux niveaux afin d'analyser l'influence de la variation de ces paramètres sur la résistance mécanique à la compression du géopolymère produit. Les interactions et la réponse prédite du modèle généré à l'aide de la conception factorielle dans le logiciel statistique JMP Trial 15 ont été analysés. Les paramètres tels que le rapport molaire MR (1,5-2), la densité de solution DS (1,3-1,4) g/cm3, la température de durcissement OT (60-100) C ° et la durée de durcissement CT (6-48) h sont pris en compte pour chaque combinaison de MK/L: [50%MK/50%L, 80%MK/20%L et 100% MK]. Les résultats obtenus ont indiqué que les réponses attendues du modèle généré ont montré un accord satisfaisant avec les données expérimentales, les deux mélanges contenant les pourcentages les plus élevés de MK (80 et 100) % ont donné les meilleures valeurs :R2 =97% (80%MK/20%L) R2=94% (100%MK). Le facteur duré de durcissement CT a un effet positif et très important sur la réponse (résistance) CS, cependant l'augmentation du rapport molaire MR a une influence négative sur la CS pour tous les mélanges.

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Mohammed SILINE , ,(2021), Approche d'optimisation et influence des paramètres de composition et de durcissement sur la résistance à la compression de la pâte Géopolymère Métakaolin/Laitier,39èmes Rencontres de l’AUGC,Nantes, France

Ce document est un support pédagogique conçu sous forme de cours, avec des exercices, traitant le module du béton précontraint. Il est destiné, particulièrement, aux étudiants de Master en génie civil, Option de structures. Il regroupe certains chapitres de ce domaine très vaste, notamment en mode de post tension, d’une manière très objective sans entrer dans trop de détails et de calculs. Pour une meilleure compréhension, un langage scientifique assez simple a été utilisé et de nombreuses applications ont été proposées afin d’aider l’étudiant à assimiler le cours et à dégager une idée claire sur les concepts abordés. Le document contient également des figures et des images prises des chantiers de quelques ouvrages réalisés récemment en Algérie (Auto route est-ouest), ce qui permettra à l’étudiant de prendre une idée plus réaliste sur les ouvrages en béton précontraint. Je souhaite que cet effort puisse aider nos étudiants et contribuera à une plus large diffusion de ce concept en Algérie.

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MohammedSILINE , ,(2021); Béton précontraint,Université de M'sila,

La littérature des matériaux cimentaires est riche des recherches qui entrent dans le cadre de l’amélioration des performances de ciment. Dans ces recherches, dont le but est de trouver la composition optimale d’un ciment à partir des matériaux : clinker, gypse et une addition (laitier, pouzzolane, fumée de silice, cendres volantes, etc.), la teneur en gypse est le plus souvent prise arbitrairement entre 3 et 5% en poids. Il est connu que le sulfate de calcium dihydraté CaSO4.2H2O joue le rôle d’un régulateur de prise. Cependant, cette teneur qui varie d’un auteur à l’autre, peut influer sur d’autres propriétés telles que : la réponse mécanique, les variations dimensionnelles et le processus d’hydratation. Le but de ce travail est de chercher, à travers une compagne expérimentale et des formules théoriques, l’optimum de sulfatage pour un ciment Portland CEM I fabriqué en Algérie. Pour ce faire, la teneur des ciments en gypse a été prise variable entre 0 et 9% en poids et l’évolution des propriétés physico-mécaniques, à l’état frais et durci, des mortiers résultants a été suivie. Il a été expérimentalement démontré que la teneur optimale du ciment en gypse est 5,5% en poids.

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Mohammed SILINE , ,(2019), Utilisation de la matière première locale dans la fabrication des matériaux de construction.,JETMC 19,Sétif

Le Métakaolin MK s’obtient de la calcination du kaolin entre 500 et 900 °C. L’efficacité de la calcination est évaluée à travers les performances du MK obtenu, notamment son activité pouzzolanique. Plusieurs méthodes, directes et indirectes, sont proposées dans la littérature des pouzzolanes pour évaluer cette propriété. Les méthodes directes (ATG, DRX et tests chimiques), mesurent la pouzzolanicité du MK à travers la quantité de Portlandite (CH) qu’il a pu fixer. Les méthodes indirectes évaluent la pouzzolanicité du MK suivant son effet sur une propriété physique (l’évolution de la résistance par exemple). Dans ce travail, le kaolin de Tamazert KT2 (Tab. 1 et 2) est utilisé pour élaborer un MK. Plusieurs cycles thermiques ont été appliqués en se basant sur les résultats de l’ATD (Fig. 1). La température a été choisie entre 500 et 1000 °C et le temps de maintient a été fixé à 2, 3 et 5h (Fig. 2). L’objectif de ce travail est de suivre l’évolution du potentiel pouzzolanique du MK, en fonction des cycles thermiques qu’il a subit, par trois tests chimiques : Frattini, Chaux saturée et Chapelle Modifié.

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Mohammed SILINE , ,(2019), Évaluation de l'activité pouzzolanique du kaolin de Tamazert par des tests chimiques.,JETMC 19,Sétif

Le Métakaolin est une phase obtenue après la calcination du kaolin entre 500 et 900 °C. Cette transformation nécessite la disparition totale de l’eau contenue dans la matière première de kaolin, il s’agit de sa déshydratation et sa déshydroxylation. La norme NF P18-513 caractérise le Métakaolin capable d’être utilisé comme ajout au ciment et regroupe les différentes spécifications que doit avoir la matière première de kaolin. L’Algérie possède plusieurs gisements de kaolin qui ne sont utilisés que dans le domaine des céramiques. Dans le but d’élaborer un Métakaolin conforme aux exigences de la norme sus-citée, deux matières premières de kaolin KT1 et KT2 en provenance d’Algérie ont été exploitées. Après une caractérisation physico-chimique, les deux matériaux ont subit plusieurs cycles thermiques. Les matériaux ainsi calcinés ont été incorporés à 15% dans le ciment, les résistances mécaniques à la compression ont été évaluées après 28 jours de durcissement. Il a été montré que la calcination affecte considérablement la structure cristalline des deux matériaux et influe directement sur la réponse mécanique des mortiers résultants grâce à la propriété pouzzolanique des Métakaolins élaborés.

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Mohammed SILINE , ,(2019), Valorisation du kaolin de Tamazert (Algérie) dans l’industrie cimentaire : élaboration d’un Métakaolin et d’un écociment.,37èmes Rencontres de l’AUGC,Nice, France

Portland cement CEM I is obtained from (95–97%) of clinker and (3–5%) of gypsum, according to EN 197-1 (2011) standard. Sulfur trioxide SO3 is the main component of gypsum (Calcium Sulfate Dihydrate CaSO42H2O), it may also originate from clinker, the previous standard has limited its content in cement at 4%. It is known that the gypsum acts as a cement setting regulator, however, an appropriate gypsum quantity (optimum) may improve other properties such as: mechanical response, dimensional variations and hydration process. This optimum gypsum content is related to several parameters, namely: SO3 %, cement SSB (specific surface Blaine), C3A % and alkali %. The aim of this work is to find, through an experimental protocol, the optimum gypsum content of an Algerian Portland cement CEM I. 10 variants containing various % of gypsum were formulated, where properties of anhydrous cements, cement pastes and normalized cement mortars were studied. Results show that when gypsum is added below or above the optimum, water demand for normal consistency, setting times, compressive strength, heat of hydration, swelling, drying shrinkage and hydration degree were adversely affected. It has been experimentally demonstrated that this optimum gypsum content is 5.5% by weight.

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Mohammed SILINE , , (2018), Optimization of the SO3 content of an Algerian Portland cement: Study on the effect of various amounts of gypsum on cement properties, Construction and Building Materials, Vol:164, Issue:, pages:362-370, Elsevier

After water, cement is the second most consumed material through the world. Progress in the cement industry was very quick in the last decades, that the world cement production increased from 1200 Mt in 1992 to 4000 Mt in 2016. This industry is one of the world's largest CO2 sources, with emissions equivalent to 1 tone of CO2 emitted by each tone produced of cement. In cement manufacture, the release of CO2 takes place at two stages: during the combustion of fossil fuels related to the production of the clinker and by chemical reactions that convert limestone (CaCO3) into calcium oxide (CaO) and carbon dioxide (CO2). Among the solutions proposed to reduce the level of CO2 emissions from cement production, we proceed to the partial substitution of the clinker by some mineral additives, such as: blast furnace slag, silica fume, fly ash, limestone, Metakaolin and pozzolan. Besides their environmental impact, these additive materials have the advantage of improving certain performances of cements and the resulted mortars and concretes. Mineral additives, especially the active ones, present a research focus which has attracted the interest of many researchers throughout the world, but their major problems are their high costs and their availability. Clays and clay wastes are everywhere in the world, their valorization as active additives with a pozzolanic character may be a good solution. Some clays, like Metakaolin, and clay wastes, like brick and tile wastes are very well known and widely used, however, the non-kaolinitic clays and other clay wastes such as dam dredging are not well valued. The aim of this manuscript is to present the maximum of interesting experimental results which concerned the possibilities of obtaining an artificial pozzolans from clays and clay wastes. It presents the fruit of several years’ researches in the field of cement and pozzolanic additives.

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MohammedSILINE , ,(2018); Valorisation of clays and clay wastes in cement industry,,LAP LAMBERT Academic Publishing

Ce document est un support pédagogique conçu sous forme de cours, traitant le module de BP. Il est destiné, particulièrement, aux étudiants de Master en génie civil (option de structures). Il regroupe certains chapitres de ce domaine très vaste, notamment pour les constructions en béton précontraint. Pour une meilleure compréhension, un langage scientifique assez simple a été utilisé et de nombreuses illustrations, images et tableaux ont été insérés afin d’aider l’étudiant à comprendre le cours et à dégager une idée claire sur les BP. Je souhaite que cet effort puisse aider nos étudiants et contribuera à l’enrichissement de leurs connaissances dans le domaine du génie civil.

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MohammedSILINE , ,(2017-01-01); BP,M'sila,

This paper presents an assessment of the frost resistance, after 300 freeze – thaw cycles, of mortars made from cements having different amounts of pozzolan addition. Calcined Algerian clay was used, as clinker replacement, at 0, 10, 15 and 20% by weight. In order to limit its physical pozzolanicity, the fineness of the treated clay, at 700
C for 5 h, was chosen very close to that of clinker. The aim of this work is to study the influence of the pozzolanic addition on the physical, mechanical and thermal properties of mortars undergoing this kind of cyclical loading. Experimental results show that compressive strength and thermal conductivity decreased, while porosity, water absorption and hydration progress increased. The deteriorations were in an absolute increase with the increase of treated clay level. Although the variant with 10% of addition was the least affected, it was found that whatever the substitution level, the clay fineness has not led to an improvement in pozzolan mortars behavior against the frost attack compared with the control CEM I.

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Mohammed SILINE , , (2017), Effect of freeze–Thaw cycles on the physicomechanical properties of a pozzolanic mortar., Construction and Building Materials, Vol:134, Issue:, pages:32-38, Elsevier

The blended Portland cement, CEM II, is obtained by replacing a part of clinker by an addition, as described in the EN 197-1 standard. Among the materials cited in this standard, there are the artificial pozzolans. When used as partial replacement of clinker or cement and in presence of water, the pozzolanic materials react with the calcium hydroxide Ca(OH)2. This reaction leads to a Supplementary Cementitious Compounds SCC (C-S-H, CAH, CASH) comparable to those formed during the ordinary cement hydration. Treated clays are an artificial pozzolans widely studied in the last years. It is known that these materials are essentially composed from phyllosilicates, quartz, carbonates, etc. As the pozzolanic reactivity depends mainly of phyllite minerals, several features must be taken into consideration, especially the dehydroxylation rate. Generally, the dehydroxylation is obtained by thermal treatment, which varies from clay to another. Recent studies have shown that the use of treated clays may lead to improvements in mortars and concretes properties, whether at the fresh state or the hardened one. The assessment of these improvements is often conducted by many techniques and tests allowing to estimate the treated clays pozzolanicity. This paper presents an overview of the literature related to the elaboration, the utilization, the efficiency and the pozzolanicity tests of some clay minerals and wastes used as reactive additions in blended cements.

Citation

Mohammed SILINE , , (2017), Processing, effect and reactivity assessment of artificial pozzolans obtained from clays and clay wastes: A review., Construction and Building Materials, Vol:140, Issue:, pages:10-19, Elsevier

The aim of this study is to optimize the pozzolanicity of Algerian clay deposits that are essentially composed by calcite, dolomite, and illite/muscovite. The heat treatment cycles were applied to these raw materials deposits by varying target temperature and the holding time. The evaluation of dehydroxylation degrees is determined by different techniques such as thermal gravimetric (TG) analysis, differential scanning calorimetric (DSC) analysis and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Results show that the optimal pozzolanicity was obtained, if the clay is calcined at 700 °C for 5 h. Moreover, adding 10% of the heat-treated clay deposit to 85% of clinker and to 5% of gypsum by weight leads to manufacturing blended cements with the highest mechanical characteristics. Mortars elaborated with the blended cements were studied and their compressive strengths after exposure to high temperature up to 1000 °C were investigated through compressive test up to the age of 90 days. It appears that adding heat-treated clay to clinker enhances strengths of normalized mortars at early age by comparison to those elaborated with CEM I. However, opposite effects were observed for ages up to 28 days except for blended cements with clay treated at 700 °C-5 h. This was related to the presence of new cementitious compounds (NCC) highlighted by TG analysis. The behavior of mortars after exposure to high temperatures is not affected significantly when blended cements are used. The optimum blended cement is elaborated with deposit clay calcined at 700 °C for 5 h. Concretes manufactured with this blended cement exhibit quite similar compressive strengths than the control one.

Citation

Mohammed SILINE , Mekki BIBI , Ghorbel Elhem, , (2016), Valorization of pozzolanicity of Algerian clay: Optimization of the heat treatment and mechanical characteristics of the involved cement mortars, Applied Clay Science, Vol:132, Issue:1, pages:711, science direct