QCM : QCM Matériaux de Carrière

1. Quelle proportion des émissions mondiales de CO₂ est attribuable à l'industrie cimentière ?

A) Environ 15 % B) Environ 20 % C) Environ 8 % D) Moins de 1 %

2. Quelle est la quantité de ciment produite par an en France ?

A) Environ 20 millions de tonnes B) Environ 60 millions de tonnes C) Environ 2 millions de tonnes D) Environ 10 millions de tonnes

3. Quelle est la quantité de ciment produite par an dans le monde ?

A) Environ 4 Gt B) Environ 1 Gt C) Environ 10 Gt D) Environ 15 Gt

4. Sachant que la masse molaire du carbonate de calcium est de 100 g/mol, et celle du gaz carbonique est de 44 g/mol, quelle quantité de CO₂ libère la décarbonatation d'une tonne de CaCO₃ ?

A) 440 kg de CO₂ B) 44 kg de CO₂ C) 4400 kg de CO₂ D) 4,4 kg de CO₂

5. Donner un ordre de grandeur du nombre de kWh nécessaire pour chauffer une tonne de roches dans un four cimentier jusqu'à 1450°C (On prendra une capacité calorifique de l'ordre de 2 J/g/°C)

A) 800 kWh B) 8 MWh C) 80 MWh D) 800 MWh

6. Donner un ordre de grandeur de la masse de CO₂ libérée par la combustion d'un kWh de gaz naturel ? (On prendra une valeur de 55 kJ/g pour la combustion de CH₄)

A) 200 g CO₂ / kWh B) 2 kg CO₂ / kWh C) 800 kg CO₂ / kWh D) 100 kg CO₂ / kWh

7. En déduire un ordre de grandeur de la masse de CO₂ relâchée par la production de l'énergie nécessaire au chauffage d'une tonne de roches dans un four cimentier chauffé au gaz naturel.

A) 200 kg CO₂ / t B) 50 kg CO₂ / t C) 500 kg CO₂ / t D) 10000 kg CO₂ / t

8. En déduire un ordre de grandeur de la quantité de CO₂ en kg relâchée par le traitement d'une tonne de roches pour la production de ciment.

A) 600 kg de CO₂ / t B) 400 kg de CO₂ / t C) 1500 kg de CO₂ / t D) 200 kg de CO₂ / t

9. Quel est le constituant noble du clinker ?

A) L'alite B) Le gypse C) La calcite D) L'argile

10. Qu'arrive-t-il au constituant C3S au contact de l'eau ?

A) Il hydrate et forme des silicates de calcium hydratés et de la portlandite. B) Il se dissout sans réaction. C) Il se transforme en gypse. D) Il reste stable et ne réagit pas.

11. Qu'est-ce que l'on appelle les "cendres volantes" ?

A) Des résidus fins provenant de la combustion du charbon dans les centrales thermiques. B) Des particules de poussière volcanique. C) Des cendres issues de la combustion de déchets ménagers. D) Des cendres produites lors de la fabrication du ciment.

12. Qu'est-ce que la réaction pouzzolanique ?

A) Une réaction entre la portlandite et des composés alumino-siliceux réactifs ajoutés B) Une réaction entre la portlandite et l'eau C) Une réaction entre les composés C3S et C2S du ciment avec l'eau D) Une réaction entre les composés C3S et C2S du ciment avec des matériaux alumino-siliceux ajoutés

13. Pourquoi l'hydratation du clinker produit de la portlandite ?

Cristaux de portlandite au MEB

A) Parce que les silicates de calcium du clinker libèrent de l'hydroxyde de calcium lors de leur hydratation B) Parce que le clinker contient déjà de la portlandite sous forme solide C) Parce que la portlandite est un sous-produit de la réaction avec les cendres volantes D) Parce que la portlandite est ajoutée au ciment pendant sa fabrication

14. Pourquoi les cendres volantes améliorent les propriétés du ciment ?

A) Elles réagissent avec la portlandite B) Elles accélèrent la prise initiale du ciment en augmentant la chaleur d'hydratation. C) Elles remplacent le clinker sans interaction chimique avec les produits d'hydratation. D) Elles augmentent simplement la masse du ciment sans modifier ses propriétés chimiques.

15. Quel est le constituant principal responsable des propriétés mécaniques du ciment après sa prise ?

A) Les silicates de calcium hydratés (CSH) B) La portlandite (Ca(OH)₂) C) Le gypse (CaSO₄) D) Les silicates de calcium, C3S et C2S

16. Est-ce que les silicates hydratés du ciment sont uniquement directement produits par l'hydratation de l'alite et de la belite ?

A) Non, ils peuvent aussi être formés par la réaction pouzzolanique impliquant des matériaux supplémentaires comme les cendres volantes. B) Oui, ils sont exclusivement produits par l'hydratation de l'alite et de la belite. C) Non, les silicates hydratés sont uniquement formés par des réactions avec le gypse. D) Oui, mais uniquement dans des conditions sèches.

17. Qu'est-ce qui rend les cendres volantes si réactives avec la portlandite ?

A) Leur forte teneur en silice et en alumine amorphes B) Leur capacité à absorber de l'eau, ce qui accélère la réaction C) Leur teneur élevée en oxyde de fer, qui catalyse la réaction D) Leur composition chimique stable, qui ne permet aucune réaction

18. Pourquoi les pouzzolanes, découvertes par les Romains de l'Antiquité, sont si réactives avec la portlandite ?

Composition des ciments, des cendres volantes, des laitiers de haut-fourneau et des pouzzolanes

A) Parce qu'elles contiennent des silicates et des aluminates amorphes B) Parce qu'elles libèrent de l'acide silicique au contact de l'eau, accélérant la réaction C) Parce qu'elles contiennent des oxydes métalliques qui renforcent la structure du ciment D) Parce qu'elles sont riches en calcium, ce qui réagit directement avec la portlandite.

19. Qu'est-ce que l'on appelle le laitier de haut-fourneau ?

A) Un sous-produit de la fusion du minerai de fer B) Un type de ciment utilisé pour la fabrication de béton à haute résistance. C) Un sous-produit de la combustion de charbon dans les centrales thermiques. D) Un matériau constitué principalement de carbonate de calcium, utilisé dans la fabrication de chaux.

20. Quelles sont les réactions chimiques qui décrivent la prise du ciment par hydratation ?

A) C3S + 3H₂O → CSH + 2Ca(OH)₂ B) Ca(OH)₂ + SiO₂ → CSH C) C2S + 2H₂O → CSH + Ca(OH)₂ D) C3S + 2H₂O → CSH + 2Ca(OH)₂ E) C3S + H₂O + CO₂ → CSH + 2 CaCO₃

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Le ciment (2)