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
Etude bibliographique départ d’un grand nombre de rapports hydrauliques. Les indices d’hydraulicité les plus connus sont les suivants : F 1 = 100 – S F 2 = 100 S S F 3 = C M S A F 4 = C M S A 10 10 F 5 = C 1,4.M S 0,6.A F 6 = C+0,5.M+A-2.S F 7 = 6.C 7.S 3.A 4.M F 8 = C 0,5.M A S MnO CaS F 9 = C 0,5.M A S FeO (MnO)² F 10 = C M S A BaO MnO F 11 = C M 0,3.A S 0,7.A F 12 = C M S 0,5.A Le premier groupe, de F 1 à F 7 , se rapporte seulement aux éléments majeurs du laitier de hautfourneau (avec F 3 l’indice le plus connu et adopté par de nombreux pays). F 7 est utilisé pour la résistance à 28 jours des laitiers magnésiens avec des teneurs en Al 2 O 3 comprises entre 10 et 35% (il ne s’applique pas aux laitiers de haut-fourneau usuels). Dans les modules F 8 à F 10 , MnO et d’autres éléments mineurs sont pris en considération. F 10 peut être utilisé pour des teneurs en MnO allant jusqu’à 14% en poids. Tandis que F 3 et F 6 sont valables pour des résistances à 2 jours, F 11 a été développé pour des résistances à 28 jours et F 12 est valable pour des résistances après 28 jours. Ces modules hydrauliques sont toutefois difficiles à utiliser pour prévoir le développement des résistances. En effet, l’hydratation du laitier de haut-fourneau correspond à l’hydratation complexe d’un multi matériau : citons par exemple le rôle de quelques composés du laitier : une teneur en alumine supérieure à 13% en poids favorise les résistances initiales mais peut entraîner des résistances inférieures au-delà de 90 jours ; MgO, pour une teneur inférieure à 11% en poids, joue le même rôle que CaO, qui a une influence positive ; l’augmentation des teneurs en SiO 2 a par contre un effet négatif, tout comme la présence de MnO ; l’influence de P 2 O 5 et des alcalis dépend du genre de clinker utilisé et de l’échéance, avec un rôle toujours positif de P 2 O 5 après 28 jours ; TiO 2 ( 1% en poids), FeO ( 2% en poids) et le soufre ( 2% en poids) n’ont pas un rôle significatif. Péra & al ont mis en doute la valeur de certains de ces indices dans une étude sur les laitiers à haute teneur en manganèse [ 15 ]. Ils confirment que le module chimique p 1 = C seul ne suffit pas S 36
Etude bibliographique à prédire l’activité hydraulique d’un laitier riche en manganèse. Mais contrairement à Smolczyk [ 14 ] qui dit que la présence de manganèse a un effet négatif, Péra & al précisent que plus la quantité en manganèse est grande, plus la résistance au jeune âge est faible mais plus la résistance à long terme est élevée : les hautes teneurs en manganèse semblent inhiber l’activation au jeune âge du laitier mais ne gène pas l’activation à long terme. La Figure 10 montre qu’il n’existe pas de corrélation entre les modules chimiques F 8 et F 9 : ces modules sont seulement des recommandations et l’hydraulicité dépend des conditions de granulation du laitier. Résistance en compression [MPa] 7 jours 28 jours 3 jours Résistance en compression [MPa] 28 jours 7 jours 3 jours a) Module chimique F 8 b) Module chimique F 9 Figure 10 : Evolution des résistances en compression de mortier en fonction des modules chimiques F 8 et F 9 [ 15 ] 2.3.3 Coloration Une des caractéristiques des ciments au laitier de haut fourneau est la coloration vert bleu du mortier [ 16 ]. En effet, les ciments au laitier de haut fourneau contiennent une petite quantité de sulfures qui, pendant l’hydratation, se transforment en polysulfures complexes de couleur vert bleu. Au contact avec l’air, ces produits s’oxydent en sulfates. La couleur exacte et l’intensité de la couleur initiale dépendent de plusieurs paramètres : La quantité de fer, manganèse et titanium dans le ciment au laitier de haut fourneau. Dans ce cas, des oxydes comme des sulfures sesquioxides (S 2 O 3 ) peuvent être formés pendant l’oxydation, de couleur vert bleu aussi, mais seulement stables en dessous de 15°C. Au-delà de cette température, l’oxydation peut amener à d’autres états chimiques. Cela se décompose entre 40°C et 80°C. Une plus grande proportion de laitier dans le ciment donnera une couleur plus profonde. Si la quantité de laitier est très faible (CEM II / A-S par exemple), la couleur vert bleu ne sera pas visible. 37
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Etu<strong>de</strong> bibliographique<br />
dé<strong>par</strong>t d’un grand nombre <strong>de</strong> rapports hydr<strong>au</strong>liques. Les indices d’hydr<strong>au</strong>licité les plus connus sont<br />
les suivants :<br />
F 1 = 100 – S F 2 =<br />
100<br />
S<br />
S<br />
F 3 =<br />
C<br />
M<br />
S<br />
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F 4 =<br />
C<br />
M<br />
S<br />
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10<br />
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F 5 =<br />
C<br />
1,4.M<br />
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0,6.A<br />
F 6 = C+0,5.M+A-2.S<br />
F 7 =<br />
6.C<br />
7.S<br />
3.A<br />
4.M<br />
F 8 =<br />
C<br />
0,5.M A<br />
S MnO<br />
CaS<br />
F 9 =<br />
C 0,5.M A<br />
S FeO (MnO)²<br />
F 10 =<br />
C<br />
M<br />
S<br />
A BaO<br />
MnO<br />
F 11 =<br />
C M 0,3.A<br />
S 0,7.A<br />
F 12 =<br />
C M<br />
S 0,5.A<br />
Le premier groupe, <strong>de</strong> F 1 à F 7 , se rapporte seulement <strong>au</strong>x éléments majeurs <strong>du</strong> <strong>laitier</strong> <strong>de</strong> h<strong>au</strong>tfourne<strong>au</strong><br />
(avec F 3 l’indice le plus connu et adopté <strong>par</strong> <strong>de</strong> nombreux pays). F 7 est utilisé pour la<br />
résistance à 28 jours <strong>de</strong>s <strong>laitier</strong>s magnésiens avec <strong>de</strong>s teneurs en Al 2 O 3 comprises entre 10 et 35%<br />
(il ne s’applique pas <strong>au</strong>x <strong>laitier</strong>s <strong>de</strong> h<strong>au</strong>t-fourne<strong>au</strong> usuels). Dans les mo<strong>du</strong>les F 8 à F 10 , MnO et<br />
d’<strong>au</strong>tres éléments mineurs sont pris en considération. F 10 peut être utilisé pour <strong>de</strong>s teneurs en MnO<br />
allant jusqu’à 14% en poids. Tandis que F 3 et F 6 sont valables pour <strong>de</strong>s résistances à 2 jours, F 11 a<br />
été développé pour <strong>de</strong>s résistances à 28 jours et F 12 est valable pour <strong>de</strong>s résistances après 28 jours.<br />
Ces mo<strong>du</strong>les hydr<strong>au</strong>liques sont toutefois difficiles à utiliser pour prévoir le développement<br />
<strong>de</strong>s résistances. En effet, l’hydratation <strong>du</strong> <strong>laitier</strong> <strong>de</strong> h<strong>au</strong>t-fourne<strong>au</strong> correspond à l’hydratation<br />
complexe d’un multi matéri<strong>au</strong> : citons <strong>par</strong> exemple le rôle <strong>de</strong> quelques composés <strong>du</strong> <strong>laitier</strong> : une<br />
teneur en alumine supérieure à 13% en poids favorise les résistances initiales mais peut entraîner<br />
<strong>de</strong>s résistances inférieures <strong>au</strong>-<strong>de</strong>là <strong>de</strong> 90 jours ; MgO, pour une teneur inférieure à 11% en poids,<br />
joue le même rôle que CaO, qui a une influence positive ; l’<strong>au</strong>gmentation <strong>de</strong>s teneurs en SiO 2 a <strong>par</strong><br />
contre un effet négatif, tout comme la présence <strong>de</strong> MnO ; l’influence <strong>de</strong> P 2 O 5 et <strong>de</strong>s alcalis dépend<br />
<strong>du</strong> genre <strong>de</strong> clinker utilisé et <strong>de</strong> l’échéance, avec un rôle toujours positif <strong>de</strong> P 2 O 5 après 28 jours ;<br />
TiO 2 ( 1% en poids), FeO ( 2% en poids) et le soufre ( 2% en poids) n’ont pas un rôle<br />
significatif.<br />
Péra & al ont mis en doute la valeur <strong>de</strong> certains <strong>de</strong> ces indices dans une étu<strong>de</strong> sur les <strong>laitier</strong>s à<br />
h<strong>au</strong>te teneur en manganèse [ 15 ]. Ils confirment que le mo<strong>du</strong>le chimique p 1 =<br />
C seul ne suffit pas<br />
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