Accélération de ciment au laitier par du ciment sulfo-alumineux

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Accélération du CEM III A Signal ATD [µV] 10 0 -10 -20 -30 0 100 200 300 400 500 600 48 h 7 j 28 j C-S-H 120°C 179°C 185°C 131°C Ettringite 124°C 239°C Carbo-Al de calcium ou AFm Température échantillon [°C] 485°C 492°C Portlandite TG [%] 5 0 -5 -10 -15 -20 0 100 200 300 400 500 600 48 h 7 j 28 j Température échantillon [°C] -40 -25 -50 100% CEM III A -30 100% CEM III A Signal ATD [µV] 10 0 -10 -20 -30 -40 0 100 200 300 400 500 600 48 h 7 j 28 j C-S-H 117°C 118°C 182°C Gypse 280°C Gibbsite 281°C Température échantillon [°C] TG [%] 5 0 -5 -10 -15 0 100 200 300 400 500 600 48 h 7 j 28 j Température échantillon [°C] -50 -20 -60 158°C 157°C Ettringite -25 100% CTS 30 -70 100% CTS 30 -30 Signal ATD [µV] 10 0 -10 -20 -30 0 100 200 300 400 500 600 48 h 7 j 28 j C-S-H 120°C 118°C 183°C 184°C 243°C 141°C Ettringite 141°C Carbo-Al de calcium ou AFm Température échantillon [°C] 483°C 483°C Portlandite TG [%] 5 0 -5 -10 -15 -20 0 100 200 300 400 500 600 7 j 28 j Température échantillon [°C] -40 -25 -50 90% CEM III A 10% CTS 30 -30 90% CEM III A 10% CTS 30 Signal ATD [µV] 10 0 -10 -20 -30 0 100 200 300 400 500 600 48 h 7 j 28 j C-S-H 112°C Gibbsite 245°C 185°C Stratlingite Température échantillon [°C] TG [%] 5 0 -5 -10 -15 -20 0 100 200 300 400 500 600 48 h 7 j 28 j Température échantillon [°C] -40 -50 151°C Ettringite 150°C 60% CEM III A 40% CTS 30 Figure 67 : Diagrammes ATD-ATG des mélanges CEM III A / CTS 30 à 48 heures, 7 jours et 28 jours -25 -30 60% CEM III A 40% CTS 30 130

Accélération du CEM III A 2.3 Maniabilité La durée pratique d’utilisation du ciment au laitier CEM III A accéléré avec du ciment sulfoalumineux est faible quel que soit le dosage en ciment sulfoalumineux comme l’indique la Figure 68 : elle est supérieure à une heure pour les mortiers à base de 100% CEM III A et 100% CTS 30 et elle est inférieure à une demi heure dès que du CTS 30 est ajouté au CEM III A. La présence importante de clinker Portland (54%) dans le CEM III A provoque un raidissement rapide de la pâte lorsqu’il est utilisé avec du ciment sulfoalumineux [ 3 ]. En effet, le clinker Portland en s’hydratant libère de la chaux (CH) (Equation 2 : 2 C 3 S + 7 H C-S-H + 3 CH) qui active le ciment sulfoalumineux (Equation 1 : C 4 A 3 S + 8 C S H 2 + 6 CH + 74 H 3 C 6 A S 3 H 32 ). Parce que l’ettringite formée est colloïdale et contient beaucoup d’eau (46 % d’eau par rapport à son poids) sa formation affecte la consistance de la pâte de ciment et la maniabilité du mortier [ 3 ]. Plus la quantité de CTS 30 est importante, plus la durée pratique d’utilisation est faible. Les essais de conductimétrie réalisés sur des suspensions de rapport e/c = 4 permettent d’expliquer ces mécanismes (Figure 69). Au départ, la conductivité augmente brutalement : il s’agit de la dissolution initiale, qui augmente avec la quantité de CEM III A dans la suspension. La dissolution initiale achevée, la chute de conductivité qui intervient après deux minutes correspond à une précipitation. Cette précipitation est nulle pour la suspension à base de 100% CEM III A, très faible pour le mélange à base de 100% CTS 30 et elle augmente avec le taux de substitution du CEM III A par le CTS 30 (Figure 69). Diamètre d'étalement [cm] 17 16 15 14 13 12 11 10 9 80% CEM III A 20% CTS 30 90% CEM III A 10% CTS 30 100% CEM III A 100% CTS 30 60% CEM III A 70% CEM III A Temps [min] 40% CTS 30 30% CTS 30 8 0 10 20 30 40 50 60 Figure 68 : Maniabilité des mélanges CEM III A / CTS 30 Conductivité [mS/cm²/cm] 12 10 8 6 4 2 100% CEM III A 90% CEM III A / 10% CTS 30 80% CEM III A / 20% CTS 30 70% CEM III A / 30% CTS 30 60% CEM III A / 40% CTS 30 100% CTS 30 Temps [min] 0 0 10 20 30 40 50 60 Figure 69 : Conductivité des mélanges CEM III A / CTS 30 La Figure 70, représentant la perte d’étalement après les 10 premières minutes en fonction de la précipitation initiale et la Figure 71, représentant la durée pratique d'utilisation en fonction de la conductivité au palier, mettent en évidence des corrélations entre la maniabilité du mortier et la conductivité des suspensions. En effet, sur la Figure 70, la perte d’étalement après les 10 premières 131

<strong>Accélération</strong> <strong>du</strong> CEM III A<br />

2.3 Maniabilité<br />

La <strong>du</strong>rée pratique d’utilisation <strong>du</strong> <strong>ciment</strong> <strong>au</strong> <strong>laitier</strong> CEM III A accéléré avec <strong>du</strong> <strong>ciment</strong><br />

<strong>sulfo</strong><strong>alumineux</strong> est faible quel que soit le dosage en <strong>ciment</strong> <strong>sulfo</strong><strong>alumineux</strong> comme l’indique la<br />

Figure 68 : elle est supérieure à une heure pour les mortiers à base <strong>de</strong> 100% CEM III A et 100% CTS<br />

30 et elle est inférieure à une <strong>de</strong>mi heure dès que <strong>du</strong> CTS 30 est ajouté <strong>au</strong> CEM III A. La présence<br />

importante <strong>de</strong> clinker Portland (54%) dans le CEM III A provoque un raidissement rapi<strong>de</strong> <strong>de</strong> la pâte<br />

lorsqu’il est utilisé avec <strong>du</strong> <strong>ciment</strong> <strong>sulfo</strong><strong>alumineux</strong> [ 3 ]. En effet, le clinker Portland en s’hydratant<br />

libère <strong>de</strong> la ch<strong>au</strong>x (CH) (Equation 2 : 2 C 3 S + 7 H C-S-H + 3 CH) qui active le <strong>ciment</strong><br />

<strong>sulfo</strong><strong>alumineux</strong> (Equation 1 : C 4 A 3 S + 8 C S H 2 + 6 CH + 74 H 3 C 6 A S 3 H 32 ).<br />

Parce que l’ettringite formée est colloïdale et contient be<strong>au</strong>coup d’e<strong>au</strong> (46 % d’e<strong>au</strong> <strong>par</strong> rapport<br />

à son poids) sa formation affecte la consistance <strong>de</strong> la pâte <strong>de</strong> <strong>ciment</strong> et la maniabilité <strong>du</strong> mortier [ 3<br />

]. Plus la quantité <strong>de</strong> CTS 30 est importante, plus la <strong>du</strong>rée pratique d’utilisation est faible. Les essais<br />

<strong>de</strong> con<strong>du</strong>ctimétrie réalisés sur <strong>de</strong>s suspensions <strong>de</strong> rapport e/c = 4 permettent d’expliquer ces<br />

mécanismes (Figure 69). Au dé<strong>par</strong>t, la con<strong>du</strong>ctivité <strong>au</strong>gmente brutalement : il s’agit <strong>de</strong> la<br />

dissolution initiale, qui <strong>au</strong>gmente avec la quantité <strong>de</strong> CEM III A dans la suspension. La dissolution<br />

initiale achevée, la chute <strong>de</strong> con<strong>du</strong>ctivité qui intervient après <strong>de</strong>ux minutes correspond à une<br />

précipitation. Cette précipitation est nulle pour la suspension à base <strong>de</strong> 100% CEM III A, très faible<br />

pour le mélange à base <strong>de</strong> 100% CTS 30 et elle <strong>au</strong>gmente avec le t<strong>au</strong>x <strong>de</strong> substitution <strong>du</strong> CEM III A<br />

<strong>par</strong> le CTS 30 (Figure 69).<br />

Diamètre d'étalement [cm]<br />

17<br />

16<br />

15<br />

14<br />

13<br />

12<br />

11<br />

10<br />

9<br />

80% CEM III A<br />

20% CTS 30<br />

90% CEM III A<br />

10% CTS 30<br />

100% CEM III A<br />

100% CTS 30<br />

60% CEM III A 70% CEM III A<br />

Temps [min]<br />

40% CTS 30 30% CTS 30<br />

8<br />

0 10 20 30 40 50 60<br />

Figure 68 : Maniabilité<br />

<strong>de</strong>s mélanges CEM III A / CTS 30<br />

Con<strong>du</strong>ctivité [mS/cm²/cm]<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

100% CEM III A<br />

90% CEM III A / 10% CTS 30<br />

80% CEM III A / 20% CTS 30<br />

70% CEM III A / 30% CTS 30<br />

60% CEM III A / 40% CTS 30<br />

100% CTS 30<br />

Temps [min]<br />

0<br />

0 10 20 30 40 50 60<br />

Figure 69 : Con<strong>du</strong>ctivité<br />

<strong>de</strong>s mélanges CEM III A / CTS 30<br />

La Figure 70, représentant la perte d’étalement après les 10 premières minutes en fonction <strong>de</strong><br />

la précipitation initiale et la Figure 71, représentant la <strong>du</strong>rée pratique d'utilisation en fonction <strong>de</strong> la<br />

con<strong>du</strong>ctivité <strong>au</strong> palier, mettent en évi<strong>de</strong>nce <strong>de</strong>s corrélations entre la maniabilité <strong>du</strong> mortier et la<br />

con<strong>du</strong>ctivité <strong>de</strong>s suspensions. En effet, sur la Figure 70, la perte d’étalement après les 10 premières<br />

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