Evolutions en fonction de la température de propriétés élastiques de bétons réfractaires à base de carbure de silicium

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

matériaux réfractaires, déchets, valorisation (déchets), béton, élasticité

Mots-clés

Matériaux réfractaires - Propriétés thermomécaniques - Carbure de silicium - Thèses et écrits académiques,

Carbure de silicium - Oxydation - Thèses et écrits académiques,

Béton renforcé de fibres - Thèses et écrits académiques

Ce mémoire de thèse est réalisé dans le cadre du Programme National de Recherche (DRuIDe), et a été menée sur deux types de bétons réfractaires à base de carbure de silicium (SiC) et à basse teneur en ciment utilisées dans la protection des parois internes des fours d'incinérateurs dans les Unités de Valorisation Energétique des Ordures Ménagères (UVEOM). Le B-SF60 est un béton non façonné autocoulable contenant environ 60 % massique de SiC et le B-CV85, également non façonné, mais coulé vibré avec environ 85 % massique de SiC. Une étude détaillée de l'évolution des propriétés thermomécaniques sous atmosphère oxydante et neutre des bétons et de leurs matrices associées a permis d'identifier les différentes transformations microstructurales. Les résultats montrent qu'au cours du premier chauffage, après la phase de déshydratation qui diminue les propriétés mécaniques et provoque un retrait, les matériaux subissent d'importantes modifications microstructurales au dessus de 800°C qui engendrent une forte rigidification et des effets dilatométriques. Ainsi, à température ambiante après traitement préalable à 110, 600, 800, 1000, 1200°C les bétons présentent un comportement élastique linéaire fragile sous une charge uniaxiale avec un module d'Young plus élevé pour B-CV85 en lien avec la teneur de SiC. Par contre, les lois de contrainte-déformation en température (800°C-1200°C) évoluent vers un comportement type élasto-visco-plastique en lien avec la viscosité de la phase vitreuse présente. Par ailleurs, ces matériaux réfractaires, possédant une forte porosité ouverte de l'ordre de 16 % sont également sujet des phénomènes expansifs résultant de l'oxydation des agrégats de SiC. Une étude détaillée sur le comportement à l'oxydation de ces agrégats à permit d'établir des corrélations entre l'avancement de l'oxydation et les expansions volumiques constatées sur les bétons.