Pour réaliser une valorisation à haute valeur ajoutée des scories de haut fourneau riches en titane (TBBFS), en s’appuyant sur les caractéristiques à haute teneur en calcium de la TBBFS, la TBBFS a été utilisée comme source de calcium, l’acide oxalique (OA) comme agent d’activation acide, et la borax (BX) comme retardateur, afin de préparer un ciment à l’oxalate de calcium à base de scories (COC) via une réaction acido-basique à température ambiante. L’influence du rapport massique [m(TBBFS)/m(OA)] et de la quantité de retardateur sur les propriétés mécaniques et le processus d’hydratation du matériau a été systématiquement étudiée. Les résultats montrent que lorsque m(TBBFS)/m(OA)=6:1 et que la teneur en retardateur est de 0,5 % (w), le temps de prise initiale du ciment à l’oxalate de calcium obtenu est de 11,32 minutes, avec une résistance à la compression à 28 jours pouvant atteindre 27,05 MPa, alliant de bonnes performances en construction et mécaniques. Les principaux produits d’hydratation sont CaC₂O₄·2H₂O et un gel amorphe de silicate/dioxyde de silicium, le mécanisme de durcissement se manifestant comme un processus synergique de construction de phases en plusieurs étapes. Dans ce système, l’environnement acide formé après la dissolution de l’OA favorise la dissolution de la phase calcium-silicate dans la TBBFS, libérant Ca²⁺ et SiO₄⁴⁻, qui réagissent respectivement avec C₂O₄²⁻ et H⁺, formant successivement une phase gélifiée de CaC₂O₄·2H₂O et un gel amorphe silicaté/dioxyde de silicium renforçant et remplissant. Par ailleurs, le titanate de calcium chimiquement inerte (CaTiO₃) est uniformément distribué dans la matrice, jouant un rôle de micro-agrégat. La structure composite multiniveaux « squelette rigide – interface flexible – remplissage inerte », formée par la formation ordonnée et synergique des phases à l’échelle microscopique, permet une amélioration synergique de la résistance, de la ténacité et de la durabilité du matériau.

Scories de haut fourneau riches en titane (TBBFS); ciment à l’oxalate de calcium; ciment acido-basique; mécanisme de durcissement