Fissuration des mortiers - CSTB

Étude des phénomènes chimiques et physiques agissant sur le comportement des mortiers
4.1 Le retrait endogène
4.1.1 Mécanismes
La contraction Le Chatelier : C’est au début du siècle dernier, qu’Henri Le Chatelier mit en
évidence la célèbre contraction qui porte désormais son nom. Lors de la réaction d’hydratation
du ciment, le volume des hydrates formés est inférieur à la somme des volumes de ciment
anhydre et de l’eau consommée. Cette diminution globale est de l’ordre de 8 à 10 % pour une
pâte de ciment et elle est aussi bien dûe à des phénomènes entrainant plutôt une contraction
(hydratation du C3S ou du C2S) qu’un gonflement (C3A et gypse formant de l’ettringite ou
du monosulfoaluminate)(Barcelo 2001 [20]). Notons que cette diminution de volume absolu
(qui prend seulement en compte les volumes des phases liquides et solides) ne se traduit pas
systématiquement par une diminution de volume apparent de l’éprouvette (Tazawa et coll. 1945
[21]), mais par un gonflement parfois comme l’a constaté Le Chatelier. En effet, si l’échantillon
est placé dans l’eau, la diminution de volume absolu peut être compensée par la pénétration de
celle-ci dans les capillaires.
FIG. 1.6: Schéma illustrant la contraction Le Chatelier
L’autodessiccation : La conséquence physique de ces mécanismes chimiques (hydratation et
contraction Le Chatelier) est appellée autodessiccation. Elle se produit dans des conditions isothermes
et sans échange hydrique entre l’éprouvette et le mileu extérieur. Rapidement, la rigidification
du squelette d’hydrates s’oppose à la contraction et créée une dépression de l’eau dans
les pores qui provoque un changement de phase liquide/vapeur, c’est l’autodessiccation (Hua
1992 [22]). Le réseau gazeux ainsi formé conduit à la création d’interfaces liquide/gaz qu’on
appelle plus communément ménisques, synonymes de tensions capillaires (nous y reviendrons
en paragraphe 5.2 lorsque nous évoquerons les forces responsables du retrait de dessiccation).
Il en résulte la mise en compression du squelette solide qui provoque un retrait.
4.1.2 Facteurs influents
Le rapport E/C est un paramètre clé dans la résultante des déformations causées par le
retrait endogène. Plus ce rapport est faible, plus l’amplitude et la cinétique de ce retrait sera
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