Accélération de ciment au laitier par du ciment sulfo-alumineux
Accélération de ciment au laitier par du ciment sulfo-alumineux Accélération de ciment au laitier par du ciment sulfo-alumineux
Accélération du CEM L Après 28 jours, la cinétique de montée en résistance des deux mélanges est différente : la résistance du mélange 60% CEM L / 40% CTS 0 augmente plus rapidement, conduisant à une résistance à un an nettement supérieure à celle du mélange 60% CEM L / 40% CTS 15. 60 56 Résistance à la compression [MPa] 50 40 30 20 10 36 31 35 30 29 26 40 33 37 38 44 42 60% CEM L / 40% CTS 0 60% CEM L / 40% CTS 15 100% CEM L Temps [jours] 0 0 100 200 300 Figure 156 : Montée en résistance des mélanges 60% CEM L / 40% CSA jusqu’à 1 an 4.3.3 Etude de la microstructure entre 48 heures et 28 jours 4.3.3.1 Mélange 60% CEM L / 40% CTS 0 La quantité de yeelimite diminue fortement entre 48 heures et 7 jours (Figure 157 : Δ DRX = - 65 coups) puis reste stable jusqu’à 28 jours. Du fait de la faible quantité de sulfates de calcium en présence, très peu d’anhydrite, deux réactions ont lieu : la yeelimite réagit pour donner de la gibbsite et du monosulfoaluminate de calcium (AFm) (équation 3.8 : 4 A S + 18 H C 4ASH12 + 2 C 3 AH 3 ) et l’AFm se forme grâce à la réaction entre l’ettringite et la gibbsite (équation 3.11 : 2 AH 3 + 6AS3 H 32 C 4ASH12 C + 2 H). Les diagrammes ATD de la Figure 158 confirment ces mécanismes d’hydratation avec la diminution du pic caractéristique de l’ettringite à 145-150°C et l’augmentation des épaulements de l’AFm et de la gibbsite aux températures respectives de 189°C et 273-275°C. En ce qui concerne l’activation du laitier, elle est faible comme l’indique la diminution de l’aire sous les deux pics caractéristiques du diagramme ATD (Δaire ATD anhydre-7j = -10% et Δaire ATD 7j-28j = -6%). Il s'agit d'une activation par les alcalins contenus dans le CEM L, à savoir le sodium Na 2 O (0,34%) et le potassium K 2 O (0,72%), comme le précise la nature des hydrates formés : les C- S-H (Figure 158 : TG 700-800°C ) et la stratlingite C 2 ASH 8 (Figure 157 : pic à 2.θ = 31° ; Figure 158 : épaulement à 203°C). Nous pouvons utiliser l'équation d'hydratation 2.10, établie par M. Daimon 210
Accélération du CEM L [ 22 ], d'un laitier C 5 S 3 A activé par un alcalin, la soude : C 5 S 3 A + 12 H NaOH 1 7 2 C4 AH 13 + C-S-H + C2 ASH 8 . L'aluminate tétracalcique C 4 AH 13 est 3 3 3 produit en faible quantité par rapport aux autres hydrates. Il est difficile de le distinguer dans les analyses : le léger épaulement en ATD à 220-230°C [ 33 ] (Figure 158) peut-il être attibué à cette phase ou est-ce un bruit de fond ? Yeelimite 120 c 28 j Anhydrite 80 c A Ettringite 165 c Stratlingite 105 c A 7 j 125 c 90 c A 140 c 100 c A A : Ettringite 190 c 48 h 100 c A 150 c A 23 24 25 26 2-Théta-Scale [°] 8,5 9 9,5 2-Théta-Scale [°] 29,5 30,5 31,5 32,5 2-Théta-Scale [°] Figure 157 : Spectres DRX à moyen terme du mélange 60% CEM L / 40% CTS 0 Figure 158 : Diagrammes ATD à moyen terme du mélange 60% CEM L / 40% CTS 0 4.3.3.2 Mélange 60% CEM L / 40% CTS 15 Après 7 jours d’hydratation, les sources de sulfates de calcium du mélange 60% CEM L / 40% CTS 15 sont épuisées : il n’y a plus de gypse et l'anhydrite est à l'état de traces (Figure 159). Il reste une quantité non négligeable de yeelimite qui diminue légèrement entre 48 heures et sept jours (Figure 159 : Δ = -20 coups), conduisant à l’augmentation de la quantité d’ettringite et de gibbsite (Figure 159 : Δ AFt = +15 coups ; Figure 160 : pic à 153°C caractéristique de l’ettringite et 211
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<strong>Accélération</strong> <strong>du</strong> CEM L<br />
Après 28 jours, la cinétique <strong>de</strong> montée en résistance <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux mélanges est différente : la résistance<br />
<strong>du</strong> mélange 60% CEM L / 40% CTS 0 <strong>au</strong>gmente plus rapi<strong>de</strong>ment, con<strong>du</strong>isant à une résistance à un<br />
an nettement supérieure à celle <strong>du</strong> mélange 60% CEM L / 40% CTS 15.<br />
60<br />
56<br />
Résistance à la compression [MPa]<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
36<br />
31 35<br />
30<br />
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40<br />
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60% CEM L / 40% CTS 0<br />
60% CEM L / 40% CTS 15<br />
100% CEM L<br />
Temps [jours]<br />
0<br />
0 100 200 300<br />
Figure 156 : Montée en résistance <strong>de</strong>s mélanges 60% CEM L / 40% CSA jusqu’à 1 an<br />
4.3.3 Etu<strong>de</strong> <strong>de</strong> la microstructure entre 48 heures et 28 jours<br />
4.3.3.1 Mélange 60% CEM L / 40% CTS 0<br />
La quantité <strong>de</strong> yeelimite diminue fortement entre 48 heures et 7 jours (Figure 157 : Δ DRX = -<br />
65 coups) puis reste stable jusqu’à 28 jours. Du fait <strong>de</strong> la faible quantité <strong>de</strong> sulfates <strong>de</strong> calcium en<br />
présence, très peu d’anhydrite, <strong>de</strong>ux réactions ont lieu : la yeelimite réagit pour donner <strong>de</strong> la gibbsite<br />
et <strong>du</strong> mono<strong>sulfo</strong>aluminate <strong>de</strong> calcium (AFm) (équation 3.8 :<br />
4<br />
A S + 18 H C<br />
4ASH12<br />
+ 2<br />
C 3<br />
AH 3 ) et l’AFm se forme grâce à la réaction entre l’ettringite et la gibbsite (équation 3.11 :<br />
2 AH 3 + 6AS3<br />
H<br />
32<br />
C<br />
4ASH12<br />
C + 2 H). Les diagrammes ATD <strong>de</strong> la Figure 158 confirment ces<br />
mécanismes d’hydratation avec la diminution <strong>du</strong> pic caractéristique <strong>de</strong> l’ettringite à 145-150°C et<br />
l’<strong>au</strong>gmentation <strong>de</strong>s ép<strong>au</strong>lements <strong>de</strong> l’AFm et <strong>de</strong> la gibbsite <strong>au</strong>x températures respectives <strong>de</strong> 189°C<br />
et 273-275°C.<br />
En ce qui concerne l’activation <strong>du</strong> <strong>laitier</strong>, elle est faible comme l’indique la diminution <strong>de</strong><br />
l’aire sous les <strong>de</strong>ux pics caractéristiques <strong>du</strong> diagramme ATD (Δaire ATD anhydre-7j = -10% et Δaire ATD<br />
7j-28j =<br />
-6%). Il s'agit d'une activation <strong>par</strong> les alcalins contenus dans le CEM L, à savoir le sodium<br />
Na 2 O (0,34%) et le potassium K 2 O (0,72%), comme le précise la nature <strong>de</strong>s hydrates formés : les C-<br />
S-H (Figure 158 : TG 700-800°C ) et la stratlingite C 2 ASH 8 (Figure 157 : pic à 2.θ = 31° ; Figure 158 :<br />
ép<strong>au</strong>lement à 203°C). Nous pouvons utiliser l'équation d'hydratation 2.10, établie <strong>par</strong> M. Daimon<br />
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