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
Annexe 1 à 24 heures, puis en sac étanche jusqu’à 48 heures. Pour les échéances supérieures à 48 heures, les éprouvettes sont mises sous eau juste après le démoulage en salle climatisée à 20°C. L’arrêt d’hydratation s’effectue en broyant grossièrement les échantillons aux échéances souhaitées et en plaçant les morceaux obtenus dans un bain d’acétone pendant 48 heures. Ils sont ensuite filtrés sur un buchner afin d’extraire l’acétone et enfin dans un dessiccateur pendant 48 heures afin de retirer l’acétone excédentaire tout en évitant leur carbonatation. Les différentes analyses décrites ci-après sont réalisées sur des poudres broyées à 100 μm. 5.2.1 Diffraction des rayons X L’analyse consiste en la mesure de l’angle de diffraction d’un faisceau de rayons « X » frappant un réseau cristallin d’atomes. Cette mesure permet de déterminer le type de réseau (les directions des rayons diffractés sont fonctions des caractéristiques du réseau cristallin) et la répartition des atomes dans ce réseau (par l’intensité relative des différents diffractions). Le matériel utilisé au Centre de Diffraction de l’université Claude Bernard Lyon 1 est un diffractomètre SIEMENS D 50 piloté par un ordinateur couplé à un système informatique qui permet l’exploitation automatique des résultats. La longueur d’onde employée est la raie Kα = 1,54 Ǻ. La gamme analysée entre 2.θ est de 3 à 70° à raison de 1° par minute avec un pas de 0,02°. Le produit à analyser est broyé au refus et passant au tamis à 100 μm. 5.2.2 Spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier La spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier permet de reconstituer la nature chimique d’un produit par identification de certaines bandes d’absorption présentes sur le spectre. Chaque bande d’absorption correspond à un mode de vibration d’une liaison chimique entre deux atomes, et si une liaison chimique est caractéristique d’un constituant, elle peut être considérée comme un traceur de celui-ci. Les atomes, les ions et les électrons vibrent autour de leur position d’équilibre et deviennent de véritables oscillateurs dont les fréquences propres sont variables selon la nature des types de liaisons. Quand ils sont irradiés, ces oscillateurs sont excités et lorsque la fréquence de rayonnement est égale à l’une des fréquences propres du système, il y a absorption d’énergie électromagnétique. 274
Annexe 1 Après avoir traversé l’échantillon, le faisceau est analysé, le rapport entre l’intensité incidente et l’intensité transmise est calculé. A chaque longueur d’onde correspond un taux d’absorption, l’ensemble des taux forme le spectre. La méthode consiste à réduire l’échantillon en poudre très fine pour éviter le phénomène de diffusion. Les grains de poudre doivent avoir une dimension inférieure à celle des longueurs d’onde utilisées. Le produit à analyser est broyé au refus et passant au tamis à 100 μm puis broyé avec du bromure de potassium (KBr) dans les proportions suivantes : - 5 mg du matériau à analyser, - 300 mg de bromure de potassium. Le bromure de potassium joue le rôle de support pour le matériau testé : il est transparent sur la gamme de longueurs d’onde à laquelle nous travaillons (450 à 4 000 cm -1 ). La spectrométrie infrarouge est réalisée sur un spectromètre Perkin Elmer Spectrum One. 5.2.3 Analyse thermique différentielle couplée à l’analyse thermogravimétrique L’appareillage utilisé est de type Setaram, Setsys Evolution couplé à un logiciel de pilotage, d’analyse et de traitement des données : setsoft 2000. L’équipement est composé d’une microbalance électronique (variation de masse + / - 20 mg) à laquelle est connecté et suspendu un capteur ATD afin d’obtenir une mesure simultanée ATD-ATG. Le four du thermo-analyseur est équipé d’un résistor en graphite pouvant travailler de la température ambiante jusqu’à 1 700 °C, le thermocouple est de type « S » dont la gamme de mesure varie de -50 à 1 600 °C. Les creusets sont en alumine. L’analyse s’effectue sur 50 mg de produit. 5.2.4 Microscopie électronique à balayage Le principe de base de la microscopie électronique à balayage consiste à utiliser les électrons émis par la surface d’un solide lorsqu’elle est bombardée par un faisceau d’électrons dont l’énergie est de l’ordre de quelques KeV. Le faisceau d’électrons émis par un filament de tungstène est d’abord accéléré puis concentré. Un dispositif intermédiaire permet au faisceau de balayer la surface à examiner. Au point d’impact, plusieurs rayonnements sont émis, mais seuls les électrons secondaires et rétro diffusés contribuent à la formation de l’image de la topographie de l’échantillon. Les échantillons sont collés sur un portoir avec de la laque d’argent conductrice et les observations sont réalisées en conditions environnementales. Dans ces conditions, les échantillons ne sont pas métallisés et la pression appliquée est de 5,9 torr afin de ne pas affecter la structure de l'échantillon. 275
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Annexe 1<br />
Après avoir traversé l’échantillon, le faisce<strong>au</strong> est analysé, le rapport entre l’intensité inci<strong>de</strong>nte<br />
et l’intensité transmise est calculé. A chaque longueur d’on<strong>de</strong> correspond un t<strong>au</strong>x d’absorption,<br />
l’ensemble <strong>de</strong>s t<strong>au</strong>x forme le spectre. La métho<strong>de</strong> consiste à ré<strong>du</strong>ire l’échantillon en poudre très<br />
fine pour éviter le phénomène <strong>de</strong> diffusion. Les grains <strong>de</strong> poudre doivent avoir une dimension<br />
inférieure à celle <strong>de</strong>s longueurs d’on<strong>de</strong> utilisées. Le pro<strong>du</strong>it à analyser est broyé <strong>au</strong> refus et passant<br />
<strong>au</strong> tamis à 100 μm puis broyé avec <strong>du</strong> bromure <strong>de</strong> potassium (KBr) dans les proportions suivantes :<br />
- 5 mg <strong>du</strong> matéri<strong>au</strong> à analyser,<br />
- 300 mg <strong>de</strong> bromure <strong>de</strong> potassium.<br />
Le bromure <strong>de</strong> potassium joue le rôle <strong>de</strong> support pour le matéri<strong>au</strong> testé : il est trans<strong>par</strong>ent sur<br />
la gamme <strong>de</strong> longueurs d’on<strong>de</strong> à laquelle nous travaillons (450 à 4 000 cm -1 ). La spectrométrie<br />
infrarouge est réalisée sur un spectromètre Perkin Elmer Spectrum One.<br />
5.2.3 Analyse thermique différentielle couplée à l’analyse thermogravimétrique<br />
L’ap<strong>par</strong>eillage utilisé est <strong>de</strong> type Setaram, Setsys Evolution couplé à un logiciel <strong>de</strong> pilotage,<br />
d’analyse et <strong>de</strong> traitement <strong>de</strong>s données : setsoft 2000. L’équipement est composé d’une<br />
microbalance électronique (variation <strong>de</strong> masse + / - 20 mg) à laquelle est connecté et suspen<strong>du</strong> un<br />
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thermocouple est <strong>de</strong> type « S » dont la gamme <strong>de</strong> mesure varie <strong>de</strong> -50 à 1 600 °C. Les creusets sont<br />
en alumine. L’analyse s’effectue sur 50 mg <strong>de</strong> pro<strong>du</strong>it.<br />
5.2.4 Microscopie électronique à balayage<br />
Le principe <strong>de</strong> base <strong>de</strong> la microscopie électronique à balayage consiste à utiliser les électrons<br />
émis <strong>par</strong> la surface d’un soli<strong>de</strong> lorsqu’elle est bombardée <strong>par</strong> un faisce<strong>au</strong> d’électrons dont l’énergie<br />
est <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> quelques KeV. Le faisce<strong>au</strong> d’électrons émis <strong>par</strong> un filament <strong>de</strong> tungstène est<br />
d’abord accéléré puis concentré. Un dispositif intermédiaire permet <strong>au</strong> faisce<strong>au</strong> <strong>de</strong> balayer la<br />
surface à examiner. Au point d’impact, plusieurs rayonnements sont émis, mais seuls les électrons<br />
secondaires et rétro diffusés contribuent à la formation <strong>de</strong> l’image <strong>de</strong> la topographie <strong>de</strong><br />
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