Mining operations produce large amounts of tailings that are either disposed of in surface impoundments or used in the production of backfill to be placed underground. Their mineralogy is determined by the local geology, and it is not uncommon to come across tailings with a relatively high sulphide mineral content, including pyrite and pyrrhotite. Sulphides oxidize in the presence of oxygen and water to produce sulphate and acidity. In the concrete industry, sulphate is known to produce detrimental effects by reacting with the cement paste to produce the minerals ettringite and gypsum. Because mine backfill uses tailings and binders – including cement – it is therefore prone to sulphate attack where the required conditions are met. Currently, laboratory tests on mine backfill mostly measure mechanical properties such as strength parameters, and the study of the chemical aspects is restricted to the impact of tailings on the environment. The potential of sulphate attack in mine backfill has not been studied at length, and no tests are conducted on binders used in backfill for their resistance to attack. Current ASTM guidelines for sulphate attack tests have been deemed inadequate by several authors due to their measurement of only expansion as an indicator of attack. Furthermore, the tests take too long to perform or are restricted to cement mortars only, and not to mixed binders that include pozzolans. Based on these, an accelerated test for sulphate attack was developed in this work through modifying and compiling procedures that had been suggested by different authors. Small cubes of two different binders were fully immersed in daily-monitored sodium sulphate and sulphuric acid solutions for a total of 28 days, after 7 days of accelerated curing at 50ºC. In addition, four binders were partially immersed in the same solutions for 8 days for an accelerated attack process. The two procedures were conducted in tandem with leach tests using a mixed solution of / Les opérations minières produisent de grandes quantités de rejets miniers qui sont soit stockés en surface dans des haldes, soit réutilisés comme remblais sous terre. La minéralogie de ces déchets est dictée par la géologie des lieux, et il est commun de trouver des rejets qui ont une teneur élevée en minéraux sulfurés comme la pyrite et la pyrrhotite. Les sulfures sont oxydés en présence d’eau et d’oxygène et produisent une eau acide et riche en sulfates. Dans l’industrie du béton, un des grands problèmes provient de la réaction des sulfates de sources externes avec le ciment du béton pour former de l’ettringite et du gypse. Étant donné que les remblais dans les mines se servent des rejets et d’agents de liaison comme le ciment, ils sont sensibles aux attaques des sulfates si les conditions sont propices. En ce moment dans les laboratoires, on s’intéresse surtout aux paramètres mécaniques comme la résistance en compression et l’impact chimique que les rejets miniers ont sur l’environnement. Aucune recherche concrète n’a été faite sur les dangers de l’attaque des sulfates sur les remblais dans les mines et sur les différents agents de liaisons, afin de déterminer leurs résistances à de telles attaques.Les directives actuelles de l’ASTM pour tester l’attaque des sulfates se sont avérées inadéquates. En effet, ces tests sont seulement basés sur l’expansion, ce qui ne se produit pas forcément lors de l’attaque par des sulfates. De plus, ces tests sont trop longs et ne peuvent s’appliquer qu’à certains mélanges spécifiques de ciment et pas à d’autres comme la pouzzolane. Sur ces faits, un test accéléré a été mis en place par certains chercheurs. Après un séchage accéléré dans un four à 50ºC, des échantillons sont immergés dans des solutions de sulfate de sodium et d’acide sulfurique pendant 28 jours d’une part. D’autre part, d’autres échantillons sont immergés à moi
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.40712 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Shnorhokian, Shahe |
| Contributors | Faramarz P Hassani (Internal/Supervisor), Jacques Ouellet (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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