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 L’utilisation conjointe de gypse et d’acide phosphorique ne permet pas de limiter le retrait de séchage (Figure 21). Cela vient du fait que du phosphate de calcium Ca 3 (PO 4 ) 2 est formé et que celui-ci peut condenser les macropores de telle sorte qu’une quantité supplémentaire de mésopores est observée. Or la contraction des mésopores est plus importante que celle des macropores, ce qui entraîne une augmentation du retrait de séchage. Retrait de séchage [%] Ciment Portland Ordinaire Echantillon contrôle de laitier AAS 0% de gypse + 0,82 M d’acide phosphorique 2% de gypse + 0,82 M d’acide phosphorique 4% de gypse + 0,82 M d’acide phosphorique Temps [jours] Figure 21 : Effets de l’utilisation conjointe de gypse et d’acide phosphorique sur le retrait de séchage [ 21 ] De plus, la formation de Ca 3 (PO 4 ) 2 qui est une phase plus fragile que les produits d’hydratation des laitiers activés avec des alcalins (gel de C-S-H) entraîne des résistances plus faibles dans les premiers jours (Figure 22). Ciment Portland Ordinaire Résistance en compression [MPa] a) 0% de gypse (par rapport au poids de laitier) 2% de gypse (par rapport au poids de laitier) 4% de gypse (par rapport au poids de laitier) Résistance en compression [MPa] 60 20 b) Ciment Portland Ordinaire Echantillon contrôle de laitier AAS 0% de gypse + 0,82 M d’acide phosphorique 2% de gypse + 0,82 M d’acide phosphorique 4% de gypse + 0,82 M d’acide phosphorique Temps [jours] Temps [jours] Figure 22 : Développement des résistances à la compression des laitiers activés avec des alcalins a) avec ajout de gypse ; b) avec ajout de gypse et d’acide phosphorique [ 21 ] 50
Etude bibliographique 2.4.1.2 Les facteurs d’activation La finesse La surface spécifique du laitier est un facteur influençant sa réactivité. L’effet est significatif seulement dans les trois premiers jours : plus la finesse du laitier est grande, plus la résistance à la compression augmente [ 20 ] [ 31 ]. Avec un taux de gâchage égal et une maniabilité suffisante pour les différents laitiers testés, la Figure 23 donne les résistances à 28 jours. L’optimum de finesse est compris entre 4500 et 6500 cm²/g pour les laitiers acides et neutres et entre 4000 et 5500 cm²/g pour les laitiers basiques. [ 31 ] Résistance en compression à 28 jours [MPa] laitier acide laitier neutre laitier basique Finesse [cm²/g] Figure 23 : Résistance en compression à 28 jours en fonction de la finesse du laitier (activé avec du silicate de sodium : Na 2 O = 5,5%, M S = 1 ; sable/laitier = 2) [ 31 ] Malhotra et Metha [ 32 ] précisent que les particules de laitier dont le diamètre est inférieur à 10 μm contribuent au développement des résistances avant 28 jours, celles dont le diamètre est compris entre 10 et 45 μm contribuent aux résistances ultérieures, les particules dont le diamètre est supérieur à 45 μm présentent une faible réactivité. Mais il faut préciser que même si une plus grande finesse améliore la réactivité, elle entraîne aussi une plus grande consommation d’eau pour avoir des conditions de plasticité similaires, ce qui fait chuter les résistances finales. De plus, l’influence de la surface spécifique sur les résistances mécaniques dépend de la nature de l’activateur alcalin : avec de la soude NaOH ou du carbonate de sodium Na 2 CO 3 , l’augmentation de la surface spécifique de 450 à 900 m²/kg permet l’augmentation des résistances à 3 jours (Figure 13) alors qu’avec une solution de silicate de sodium Na 2 SiO 3 . n H 2 O + NaOH, les résistances diminuent avec l’augmentation de la surface spécifique. La température de cure Brough et Atkinson [ 24 ] ont étudié l’influence de la température de cure sur le développement des résistances de mortiers à base de laitier activé avec des silicates de sodium ("waterglass" Na 2 O.SiO 2 . m H 2 O). Lorsque la température de malaxage et de cure est seulement de 51
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Etu<strong>de</strong> bibliographique<br />
L’utilisation conjointe <strong>de</strong> gypse et d’aci<strong>de</strong> phosphorique ne permet pas <strong>de</strong> limiter le retrait <strong>de</strong><br />
séchage (Figure 21). Cela vient <strong>du</strong> fait que <strong>du</strong> phosphate <strong>de</strong> calcium Ca 3 (PO 4 ) 2 est formé et que<br />
celui-ci peut con<strong>de</strong>nser les macropores <strong>de</strong> telle sorte qu’une quantité supplémentaire <strong>de</strong> mésopores<br />
est observée. Or la contraction <strong>de</strong>s mésopores est plus importante que celle <strong>de</strong>s macropores, ce qui<br />
entraîne une <strong>au</strong>gmentation <strong>du</strong> retrait <strong>de</strong> séchage.<br />
Retrait <strong>de</strong> séchage [%]<br />
Ciment Portland Ordinaire<br />
Echantillon contrôle <strong>de</strong> <strong>laitier</strong> AAS<br />
0% <strong>de</strong> gypse + 0,82 M d’aci<strong>de</strong> phosphorique<br />
2% <strong>de</strong> gypse + 0,82 M d’aci<strong>de</strong> phosphorique<br />
4% <strong>de</strong> gypse + 0,82 M d’aci<strong>de</strong> phosphorique<br />
Temps [jours]<br />
Figure 21 : Effets <strong>de</strong> l’utilisation conjointe <strong>de</strong> gypse et d’aci<strong>de</strong> phosphorique sur le retrait <strong>de</strong> séchage [ 21 ]<br />
De plus, la formation <strong>de</strong> Ca 3 (PO 4 ) 2 qui est une phase plus fragile que les pro<strong>du</strong>its<br />
d’hydratation <strong>de</strong>s <strong>laitier</strong>s activés avec <strong>de</strong>s alcalins (gel <strong>de</strong> C-S-H) entraîne <strong>de</strong>s résistances plus<br />
faibles dans les premiers jours (Figure 22).<br />
Ciment Portland Ordinaire<br />
Résistance en compression [MPa]<br />
a)<br />
0% <strong>de</strong> gypse<br />
(<strong>par</strong> rapport <strong>au</strong> poids <strong>de</strong> <strong>laitier</strong>)<br />
2% <strong>de</strong> gypse<br />
(<strong>par</strong> rapport <strong>au</strong> poids <strong>de</strong> <strong>laitier</strong>)<br />
4% <strong>de</strong> gypse<br />
(<strong>par</strong> rapport <strong>au</strong> poids <strong>de</strong> <strong>laitier</strong>)<br />
Résistance en compression [MPa]<br />
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b)<br />
Ciment Portland Ordinaire<br />
Echantillon contrôle <strong>de</strong> <strong>laitier</strong> AAS<br />
0% <strong>de</strong> gypse + 0,82 M d’aci<strong>de</strong> phosphorique<br />
2% <strong>de</strong> gypse + 0,82 M d’aci<strong>de</strong> phosphorique<br />
4% <strong>de</strong> gypse + 0,82 M d’aci<strong>de</strong> phosphorique<br />
Temps [jours]<br />
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Figure 22 : Développement <strong>de</strong>s résistances à la compression <strong>de</strong>s <strong>laitier</strong>s activés avec <strong>de</strong>s alcalins<br />
a) avec ajout <strong>de</strong> gypse ; b) avec ajout <strong>de</strong> gypse et d’aci<strong>de</strong> phosphorique [ 21 ]<br />
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