Soutenance mémoire
Retrait Des Matériaux Cimentaires
HYDRATATION DES MATERIAUX CIMENTAIRES
Le ciment Portland est composé de quatre phases principales : le silicate tricalcique (C3S,alite), le silicate bicalcique (C2S), l’aluminate tricalcique (C3A) et le ferro-aluminate tétracalcique (C4AF).
L’hydratation correspond à une suite de réactions chimiques entre les différents composants de clinker, le gypse et l’eau. On peut voir que les silicates de calcium représentent à peu près deux tiers de la composition du ciment .Ces produit réagissent avec l’eau et forment le produit principale d’hydratation, appelé calcium silicate hydraté C-S-H, et l’hydroxyde de calcium, CH appelé portlandite (Govin 2004 et Ghazali 2008). L’hydratation de l’alite (C3S) et de la bélite (C2S) fournit une grande partie de la résistance développée dans la pâte du ciment. Le C-S-H et le CH occupent respectivement environ 50 à 60% et 20 à 25% du volume total des hydrates. Le C-S-H est un gel amorphe qui contient des pores, appelés pores de gel, dont le diamètre est de l’ordre de quelques nanomètres. Par conséquent, le C-S-H est responsable de la plupart des propriétés de la pâte de ciment durcie, comme la résistance, la perméabilité, les variations de volume, etc.
Différence entre le retrait chimique et le retrait endogène
Il est important de faire la différence entre le retrait chimique et le retrait endogène puisqu’ils ne surviennent pas dans les mêmes conditions. Tel que mentionné précédemment, le retrait chimique est inévitable tandis que le retrait endogène est fonction des conditions hygrométriques locales.
A ce moment, le retrait chimique et le retrait endogène sont identiques . Lorsqu’il y a prise initiale, la pâte de ciment ne peut plus se déformer aussi librement que lorsqu’elle était à l´état plastique. Si le béton est en condition scellée, il y a auto-dessiccation et à partir de ce moment, le retrait endogène se manifeste. La courbe de retrait endogène est donc distincte de celle du retrait chimique . Certains chercheurs (BEDARD, 2009). considèrent que le retrait endogène débute au moment de la prise initiale, alors que d’autres considèrent qu’il commence dès le contact du ciment avec l’eau. Durant l’hydratation du béton et sous conditions scellées, il y a continuité du retrait endogène et il y a également formation de vides microscopiques dans le béton. Après la prise finale du béton, les vides causés par l’hydratation ainsi que la diminution apparente de volume (retrait endogène) correspondent approximativement au retrait chimique total du béton .
Influence du volume de pate sur le comportement du béton vis-à-vis du retrait
La pâte est formé essentiellement par le ciment ; les additions ; l’eau. En effet, une quantité élevée de la pâte surtout pour les BAP les rend susceptibles d’être plus déformables que les bétons vibrés. En mode endogène les BAP présentent un retrait endogène à 28 jours similaire à celui des bétons vibrés. Au-delà d’un an, le retrait endogène des BAP se révèle être légèrement supérieur à celui des bétons vibrés (de l’ordre de +20 à +70%), qui peut s’expliquer par la quantité de pate élevée (ASSIÉ, 2004).
Et puisque les granulats ne connaissent pas de retrait, il devient une fonction croissante du volume de pâte car ce dernier reste un paramètre majeur qui contrôle le retrait du béton ainsi l’influence devient encore plus significative lorsqu’un courant d’air est appliquée à la surface des échantillons
Influence du ciment sur le retrait
Le ciment est un des composants essentiels du béton. Agissant comme une colle, il permet d’agréger les différents constituants du béton. C’est un liant hydraulique qui fait prise par hydratation, c’est-à-dire au contact de l’eau, vu que ce dernier joue un rôle déterminant dans la fabrication des mortiers et des bétons à base de liants hydrauliques.
D’un côté, Le ciment utilisé Peut influer sur l’évolution du retrait endogène par sa granulométrie et sa composition minéralogique. D’un point de vue morphologique, un ciment plus fin développera un retrait endogène plus important et ceci au jeune âge.
Par ailleurs, des chercheures ont trouvé que ce sont les teneurs en C3A, et à un degré moindre, l’aluminoferrite qui conditionne en grande partie l’amplitude du retrait endogène, l’hydratation de ces phases est en effet à l’origine d’une diminution importante de volume absolu, (MOUNANGA, 2003), (TAZAWA et col, 1995).
Cependant, JENSEN (2000) a obtenu des résultats différents sur l’influence du C3A, il a observé une diminution des déformations endogènes lorsque du C3A pur était ajouté au ciment. Ces divergences de résultats montrent qu’il n’existe pas encore aujourd’hui d’explication claire de l’effet minéralogique du ciment sur l’allure des courbes de retrait.
L’influence de la fumée de silice sur le retrait
C’est une poudre amorphe de silice extrêmement fine, récupérée dans les cheminées lors de condensation des gaz de réaction résultant de la fabrication du silicium ou d’alliages.
Plusieurs étude, montrent que la présence de fume de silice accéléré la réaction d’hydratation du ciment Portland. Cet effet accélérateur des fumées de silice est important lorsque celles-ci sont utilisées avec un fluidifiant, (HAYAKAWA, 1993).
Aussi plusieurs auteures JENSEN (1996), BAROGHEL (2001), ZHANG (2003) ont trouvé que La fumée de silice augmente le retrait endogène, parce qu’elle conduit à un réseau poreux plus fin. Ceci est expliqué par le fait que la présence de la fumée de silice dans la matrice cimentaire donne un mélange anhydre très fin et très réactif.
L’intensité des dépressions capillaires engendrée par l’auto dessiccation est alors plus grande ce qui mène à un retrait endogène plus important.
|
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : Retrait Des Matériaux Cimentaires
1. HYDRATATION DES MATERIAUX CIMENTAIRES
2. LE RETRAIT
2.1. Définition
2.2. Diffèrent types de retrait
2.2.1. Retrait chimique
2.2.2. Retrait plastique
2.2.3. Retrait endogène
2.2.4. Retrait de dessiccation (séchage)
2.2.5. Retrait thermique
2.2.6. Le retrait de carbonatation
3. LES TECHNIQUES DE MESURE DU RETRAIT
3.1. Déformations endogènes à l’état frais (0-24 heures)
3.2. A l’état durci (au-delà de 24 heures)..
CHAPITRE 2 : Paramètres Influents Sur Le Retrait Des Bétons « Paramètres d’influence internes »
1. Influence du Rapport E/C
2. Influence du volume de pate sur le comportement du béton vis-à-vis du retrait
3. Influence du ciment sur le retrait
4. Influence des additions minérales sur le retrait
4.1. L’influence de la fumée de silice sur le retrait
4.2. L’influence de la cendre volante sur le retrait
4.3. L’influence de la pouzzolane sur le retrait
4.4. L’influence du Laitier sur le retrait
4.5. L’influence des fillers calcaires sur le retrait
5. Influence des Granulats sur le retrait
6. Influence des adjuvants sur le retrait
« Paramètres d’influence externes »
7. L’influence de la température sur le retrait
8. L’influence de L’Humidité sur le retrait
9. Bilan
CHAPITRE 3 : Caractérisation Des Matériaux
1. LES GRANULATS
1.1. Le gravier
1.2. Le sable
1.3. Analyse granulométrique
2. LE CIMENT
3. LES FILLERS CALCAIRES
4. LA POUZZOLANE
5. EAU DE GACHAGE
6. LES ADJUVANTS
6.1. Essai au cône de Marsh
6.2. Essai au mini cône
SUPERIOR RM 34
GLENIUM 26
GRANITEX « MEDAFLOW 30 »
TEK–SUPERFLOW 2000 R
CHAPITRE 4 : Etude Expérimentale
1. Formulation
1.1. Méthode de formulation chinoise
1.1.1. ETAPE 1
1.1.2. ETAPE 2
1.1.3. ETAPE 3 : Détermination du rapport E/F et E/P
1.1.4. ETAPE 4 : Dosage de saturation
Dosage de saturation pour une pâte de ciment
Dosage de saturation pour une pâte des fillers calcaires
1.1.5. ETAPE 5
Dosage en fillers calcaires
Dosage en pouzzolane
1.1.6. Etape 6 : Dosage en eau
1.2. Méthode de formulation des Bétons ordinaire
2. Confection des Eprouvettes prismatiques
3. ETUDE DES DEFORMATIONS INSTANTANEES (retrait)
3.1. Procédure expérimentale
3.2. Perte de masse
3.3. Résistance à la Compression
4. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
4.1. Retrait des Bétons Auto-plaçant
4.1.1. Influence des fillers calcaires
4.1.2. L’influence de pouzzolane
4.2. Etude du retrait des bétons ordinaires
4.3. Perte de masse
4.4. Résistance a la compression
CONCLUSION GENERALE
Télécharger le rapport complet
