Fissuration des mortiers - CSTB

Influence de la carbonatation sur la fissuration
propose de perturber l’hydratation en séchant le matériau à une échéance plus courte (1 jour).
Nous avons choisi ce moyen pour des raisons évidentes de temps. Conséquemment, soyons
conscient que la réhydratation du matériau peut jouer un rôle sur les résultats que l’on analysera
par la suite.
La durée de cette première phase est fixée à 30 jours environ. Elle permet de garantir une
stabilisation du retrait de dessiccation et des transferts hydriques.
Les conditions d’humidité relative extérieure sont fixées à 75 %. Pour cela, nous disposons
d’une enceinte hermétique dans laquelle tous les essais sont réalisés. Cette enceinte permet d’effectuer
les différentes étapes du conditionnement, c’est-à-dire à la fois le prétraitement que l’on
vient d’expliquer et les phases suivantes de carbonatation. Pour obtenir une humidité relative
constante à l’intérieur de celle-ci, du chlorure de sodium (NaCl) est utilisé comme régulateur
grâce à ses propriétés de déliquescence. La température, quant à elle, n’est pas contrôlée. Cependant,
une mesure est réalisée avec un thermocouple afin de témoigner de sa faible variation
(entre 25 et 27 ˚ C). Pour empêcher toute carbonatation durant la phase de dessiccation des
éprouvettes, de la chaux sodée est placée dans l’enceinte afin de capturer le dioxyde de carbone.
La figure 4.4 illustre les conditions établies dans l’enceinte pendant la phase de prétraitement.
FIG. 4.4: Schéma des conditions de température et d’humidité relative dans l’enceinte lors du
prétraitement
2.2.2 Première phase de carbonatation
Une fois le prétraitement de tous les échantillons effectué, la deuxième phase de conditionnement
consiste à se placer dans des conditions de carbonatation accélérée. En effet, ce
processus naturel est normalement extrêmement lent. La plupart des études réalisées proposent
de reproduire le phénomène artificielement en augmentant la concentration en CO2 de l’atmosphère
(Thiery 2005 [90]). Les conditions de température et d’humidité relative sont les
mêmes que lors du conditionnement afin de ne pas provoquer une dessiccation supplémentaire
des échantillons. On peut penser que le choix des conditions hygrométriques ne permettent
pas à la cinétique du processus d’être optimale. En effet, on se souvient (cf. chapitre 1, paragraphe
5.3) que le taux de carbonatation est optimal pour des humidités relatives comprises
entre 50 et 65 %. Ceci est dû aux propriétés de diffusion du CO2. D’une part, le dioxyde de
carbone diffuse environ mille fois plus rapidement sous forme gazeuse que sous forme liquide.
La saturation totale de la porosité ralentit donc la diffusion des espèces réactantes. D’autre part,
l’eau doit tout de même être présente dans les pores pour dissoudre les espèces chimiques et
permettre aux réactions de se produire. Cependant, l’utilisation d’un sel de nitrate d’amonium
(NH4NO3), qui peut réguler l’humidité à 65 % mais qui se révèle être extrêment corrosif, est
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