Mineralogical, geochemical, and physico-mechanical features of Bidzar (North Cameroon) termite mound materials and its suitability in producing fired bricks with marble powder additive

Abstract

Les matériaux de termitières de Bidzar (Nord Cameroun) ont été caractérisés pour une potentielle utilisation comme matériau de  construction. Pour atténuer le problème environnemental causé par l’exploitation du marbre de Bidzar, ce dernier a été utilisée comme  additif (0, 5, 10, 15 et 20%) avant cuisson à 900, 1000, 1100 et 1200°C. Les matériaux de termitières sont composés de quartz, illite- smectite, vermiculite, chlorite, muscovite, calcite, hématite, et anatase avec pour principaux oxydes SiO₂ , Al₂O₃ , et Fe₂O₃ . Ce sont des  argiles sableuses et des argiles très sableuses dont la granulométrie est indiquée pour les produits creux, les tuiles et les briques.  Certaines briques montrent des gonflements après cuisson jusqu’à 1100°C pendant que les autres présentent des retraits à la cuisson.  Les autres caractéristiques des briques cuites sont : densité apparente (1,60–1,96 g/cm³ ), porosité (19,39–34,41%), absorption d’eau  (10,41–21,44%), résistance à la flexion (1,25–5,64 MPa) et résistance à la compression (2,89–18,76 MPa). L’ajout de marbre couplé à la  présence de matière organique (4,04–5,35%) augmente l’absorption d’eau tout en réduisant le retrait linéaire et la résistance mécanique  à cause de la transformation de CaCO₃ durant la cuisson qui entraîne la création d’une porosité secondaire. Ces caractéristiques physico- mécaniques répondent néanmoins aux standards des matériaux de construction.

Termite mound materials (TMM) from Bidzar (North Cameroon) were characterized for their potential use as raw materials for the fired  brick industry. To alleviate the environmental problem caused by the exploitation of the Bidzar marble, marble powder (0, 5, 10, 15, and  20 wt%) has been used as an additive in the formulation of bricks before firing at 900, 1000, 1100, and 1200°C. The TMM are made up of  quartz, illite-smectite vermiculite, chlorite, muscovite, calcite, hematite, and anatase, with SiO₂ , Al₂O₃ , and Fe₂O₃ being the main oxides.  These materials are sandy clays or strongly sandy clays, which can be used for the manufacture of hollow products, roofing tiles,  and masonry bricks. Some studied materials exhibit expansion up to 1100°C, while others show shrinkage at all studied temperatures.  The varied characteristics of fired bricks are bulk density (1.60–1.96 g/cm³ ), apparent porosity (19.39– 34.41%), water absorption (10.41– 21.44%), flexural strength (1.25–5.64 MPa), and compressive strength (2.89–18.76 MPa). The addition of marble powder coupled with the  presence of organic matter (4.04– 5.35%) increases the water absorption while decreasing the linear shrinkage, flexural strength, and compressive strength of bricks due to the transformation of CaCO₃ during firing, which leads to the creation of secondary porosity.  Nevertheless, these physico-mechanical characteristics meet the standards of construction materials.