Fissuration des mortiers - CSTB

Prise en compte du couplage hydratation-séchage pour la modélisation du retrait de
dessiccation
solides pour former les hydrates de la pâte de ciment. Ce modèle présente l’avantage par rapport
à ses concurrents, d’avoir été développé à partir d’une microstrcuture réelle de pâte de
ciment. De plus, la précipitation des hydrates (portlandite notamment) s’effectue aussi bien sur
le grain anhydre que dans la solution intersticielle. Le modèle HYMOSTRUC et celui développé
à l’EPFL, quant à eux, sont des modèles continus, où les grains de ciment anhydre (ou de phase
pure de C3S) sont représentés par des sphères de différents diamètres, réparties aléatoirement,
dont le rayon diminue progressivement laissant la place à une couronne d’hydrates.
FIG. 6.1: (a) : exemple de microstructure numérique générée avec le modèle CEMHYD3D,
tiré de (Bentz 1997 [100]), (b) : exemple de microstructure numérique générée avec le modèle
HYMOSTRUC, tiré de (Van Breugel 2004 [101]), (c) : exemple d’hydratation d’un millier de
grains de C3S avec le modèle de l’EPFL, tiré de (Pignat et coll. 2005 [102])
Une revue plus détaillée sur ce genre de modèle est présentée dans la référence (Bentz 1997
[100]).
2.1.2 L’approche macroscopique
Une autre approche du processus d’hydratation consiste à considérer la réaction de manière
globale. Un exemple des modèles les plus célèbres est celui proposé par Avrami en 1940, qui
était initialement développé pour décrire les changements de phases en milieu homogène (cf.
équation 6.1).
− ln(1 − α) = kt m
(6.1)
Avec :
• α le degré d’hydratation
• t le temps
• k une constante liée au taux de conversion de la phase
• m un coefficient qui dépend de la morphologie de la phase croissante, du processus limitant
et du taux de nucléation
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