Caractérisation en laboratoire des remblais en pâte cimentés avec ajout de granulats (stétiles concassés)

L’industrie minière génère une quantité importante de rejets, dont les plus importants sont les stériles et les rejets de concentrateurs (résidus miniers). Le stockage de ces rejets en surface est souvent source de problèmes environnementaux. En effet, les rejets sulfureux, une fois exposés à l’air et en présence d’eau, produisent du drainage minier acide (DMA). Un moyen de gestion de ces rejets miniers consiste à fabriquer du remblai en pâte, qui est un mélange des rejets de concentrateur et/ou de stériles, d’eau et d’un agent liant. 
\nLe rôle primaire du remblai en pâte est de contribuer au contrôle de terrain en jouant le rôle de support secondaire des chantiers miniers. Le rôle secondaire de ce remblai en pâte souterrain est de réduire les impacts environnementaux de l’exploitation minière en permettant de diminuer les quantités de rejets de concentrateur à stocker en surface. Le remblai en pâte reste le type de remblai le plus utilisé en ce moment à travers le monde. Avec la hausse des demandes en métaux à travers la planète, les mines souterraines sont de plus en plus profondes et les contraintes induites deviennent plus importantes. Il s’avère donc important de pouvoir concevoir un nouveau type de remblai qui serait plus résistant que le remblai en pâte conventionnel. 
\nL’objectif principal de ce projet de maîtrise est de caractériser un remblai qui est un remblai mixte composé des rejets de concentrateur et de stériles concassés comme granulats ainsi que d’eau et d’un agent liant. Les résidus et les stériles rocheux proviennent de la mine LaRonde. Deux types de stériles rocheux ont été utilisés dans cette étude : les stériles (oxydés) générateurs d’acide (stériles A) et les stériles non générateurs d’acide (stériles B). Les stériles sont concassés à différents diamètres : 0-15; 0-10 et 0-05 mm pour les stériles A et à 0-20; 0-15 et 0-10 pour les stériles B. 
\nDes caractérisations physique (granulométrie, densité relative, surface spécifique), chimique (ICP-AES, XRF, Soufre et carbone totaux) et minéralogique (DRX) sont réalisées sur les composantes du remblai mixte ou Paste Aggregate Fill (PAF). 
\nLa proportion de stériles dans les PAFs est variée de 10 à 50% du volume (8 à 45% en masse) combiné de résidus et de stériles secs. Le liant est composé de 80% de Slag et de 20% de ciment Portland à usage courant (type GU) et représente 5% de la masse combinée de stériles et de résidus secs. Les échantillons de remblai sont préparés avec un affaissement (slump) au cône standard d’Abrams constant de sept (7) pouces (178 mm) excepté ceux préparés pour l’étude de la ségrégation des particules. Les PAF sont coulés dans des moules de 4 x 8 pouces et placés dans une chambre humide pour simuler les conditions in situ. Des PAF à 7, 8 et 9 pouces de slump sont préparés afin d’étudier la ségrégation des particules grossières. 
\nPlusieurs aspects de ce nouveau type de remblai sont étudiés : la procédure de fabrication, le suivi du drainage, de la ségrégation des particules et de la teneur en eau, l’évolution de la résistance à la compression uniaxiale à 7, 28 et 90 jours de cure. 
\nLes résultats de cette étude montrent que l’ajout de stériles concassés dans le remblai en pâte permet d’augmenter significativement sa résistance mécanique. Le gain de résistance obtenu, dans les conditions drainées, est de 28 à 93% à 28 jours et de 5 à 44% à 90 jours de cure. Dans les conditions non drainées, ce gain est de 81 à 93% à 28 jours et de 35 à 65% à 90 jours de cure. 
\nL’étude de la ségrégation des particules a montré que les granulats 0-20 mm ségréguent à un slump de 7 pouces. Une ségrégation de tous les granulats de type B (0-10, 0-15 mm et 0-20 mm) est notée lorsque le slump augmente à 8 ou à 9 pouces.

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