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
Caractérisation des matières premières et Techniques expérimentales 300 9 250 Lin (Counts) 3 - C 2S 4 - Gypse 5 - Calcite 9 - Anhydrite 10 - Merwinite 200 150 halo 9 100 50 4 4 9 4 5 3 3 10 10 9 9 9 9 9 10 9 9 9 9 9 0 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale Figure 49 : Spectre de diffraction des rayons X du CEM L Le spectre infrarouge de la Figure 50 et le Tableau 22 permettent l’identification des différentes phases du CEM L : l’anhydrite est particulièrement bien identifiée de part sa forte proportion, sa teneur étant de 15,5% selon le calcul mené dans le paragraphe 2.3.1. Elle est caractérisée par le triplet aux longueurs d’onde à 594 ; 612 ; 675 cm -1 et le doublet aux longueurs d’onde à 1154 et 1119 cm -1 . Par contre, il est difficile d’identifier avec certitude la présence du laitier car ses bandes caractéristiques à 712 et 1439 cm -1 correspondent aux bandes caractéristiques du carbonate de calcium et la bande caractéristique à 975 cm -1 est masquée en partie par les vibrations Si-O de la silice des silicates de calcium C 2 S. %T 66 64 62 663 712 60 1684 58 1620 1439 2142 612 56 594 54 675 511 52 50 469 48 2923 46 44 42 3546 3409 886 1154 1119 975 cm -1 4 0 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 450 Figure 50 : Spectre infrarouge du CEM L 92
Caractérisation des matières premières et Techniques expérimentales Tableau 22 : Bandes d’absorption infrarouge caractéristiques des constituants du CEM L Constituants Bélite C 2 S Gypse C SH 2 Carbonate de calcium C C Anhydrite Laitier Eau H 2 O C S Bandes IRTF caractéristiques [cm -1 ] Liaisons inter atomiques Forme de bandes 500-540 ν Si-O-Si intense 886 ν 3 SiO 4 petit pic 925 ; 990 ν Si-O large et intense 469 ν 2 SO 4 épaulement 595 ; 663 ν 4 SO 4 doublet 712 ; 886 ν C-O petit pic 1439 ν C-O épaulement 1154 ; 1119 ν 3 SO 4 doublet 594 ; 612 ; 675 ν 4 SO 4 triplet 712 ν C-O petit pic 975 ; 1439 ν C-O large 2923 ; 2115 harmoniques épaulements 1684 ; 1621 ν 2 OH doublet 3540-3400 ν OH Doublet La démarche suivie pour l’étude de l’accélération des laitiers par du ciment sulfoalumineux comporte une première partie menée sur mortier à l’état frais avec l’évaluation de la maniabilité. En effet, d’une part l’activation des laitiers a une forte tendance à réduire l’ouvrabilité des mortiers et d’autre part l’utilisation d’un liant ettringitique est aussi une source de réduction des propriétés rhéologiques des mortiers. Dans un second temps, une étude sur mortier durci est menée avec l’évaluation propre de l’accélération par le biais des résistances à 24 et 48 heures et l’explication des phénomènes par la calorimétrie semi adiabatique ; le suivi de la cinétique de montée en résistance à moyen terme est réalisé dans le but d’évaluer les performances mécaniques du mortier et d’expliquer les mécanismes d’hydratation (hydratation du clinker Portland, activation du laitier) ; à long terme, la durabilité est évaluée par la mesure des résistances en compression et en traction : une chute des résistances à la traction est synonyme de microfissuration. Une observation au microscope électronique à balayage permet de détecter la présence ou non de microfissures. Cette microfissuration peut être due à la formation d’ettringite secondaire qui provoque un gonflement, enregistré par la mesure des variations dimensionnelles. 93
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Caractérisation <strong>de</strong>s matières premières et Techniques expérimentales<br />
Table<strong>au</strong> 22 : Ban<strong>de</strong>s d’absorption infrarouge caractéristiques <strong>de</strong>s constituants <strong>du</strong> CEM L<br />
Constituants<br />
Bélite C 2 S<br />
Gypse C SH<br />
2<br />
Carbonate <strong>de</strong> calcium<br />
C C<br />
Anhydrite<br />
Laitier<br />
E<strong>au</strong> H 2 O<br />
C S<br />
Ban<strong>de</strong>s IRTF<br />
caractéristiques [cm -1 ]<br />
Liaisons inter<br />
atomiques<br />
Forme <strong>de</strong> ban<strong>de</strong>s<br />
500-540 ν Si-O-Si intense<br />
886 ν 3 SiO 4 petit pic<br />
925 ; 990 ν Si-O large et intense<br />
469 ν 2 SO 4 ép<strong>au</strong>lement<br />
595 ; 663 ν 4 SO 4 doublet<br />
712 ; 886 ν C-O petit pic<br />
1439 ν C-O ép<strong>au</strong>lement<br />
1154 ; 1119 ν 3 SO 4 doublet<br />
594 ; 612 ; 675 ν 4 SO 4 triplet<br />
712 ν C-O petit pic<br />
975 ; 1439 ν C-O large<br />
2923 ; 2115 harmoniques ép<strong>au</strong>lements<br />
1684 ; 1621 ν 2 OH doublet<br />
3540-3400 ν OH Doublet<br />
La démarche suivie pour l’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’accélération <strong>de</strong>s <strong>laitier</strong>s <strong>par</strong> <strong>du</strong> <strong>ciment</strong> <strong>sulfo</strong><strong>alumineux</strong><br />
comporte une première <strong>par</strong>tie menée sur mortier à l’état frais avec l’évaluation <strong>de</strong> la maniabilité. En<br />
effet, d’une <strong>par</strong>t l’activation <strong>de</strong>s <strong>laitier</strong>s a une forte tendance à ré<strong>du</strong>ire l’ouvrabilité <strong>de</strong>s mortiers et<br />
d’<strong>au</strong>tre <strong>par</strong>t l’utilisation d’un liant ettringitique est <strong>au</strong>ssi une source <strong>de</strong> ré<strong>du</strong>ction <strong>de</strong>s propriétés<br />
rhéologiques <strong>de</strong>s mortiers.<br />
Dans un second temps, une étu<strong>de</strong> sur mortier <strong>du</strong>rci est menée avec l’évaluation propre <strong>de</strong><br />
l’accélération <strong>par</strong> le biais <strong>de</strong>s résistances à 24 et 48 heures et l’explication <strong>de</strong>s phénomènes <strong>par</strong> la<br />
calorimétrie semi adiabatique ; le suivi <strong>de</strong> la cinétique <strong>de</strong> montée en résistance à moyen terme est<br />
réalisé dans le but d’évaluer les performances mécaniques <strong>du</strong> mortier et d’expliquer les mécanismes<br />
d’hydratation (hydratation <strong>du</strong> clinker Portland, activation <strong>du</strong> <strong>laitier</strong>) ; à long terme, la <strong>du</strong>rabilité est<br />
évaluée <strong>par</strong> la mesure <strong>de</strong>s résistances en compression et en traction : une chute <strong>de</strong>s résistances à la<br />
traction est synonyme <strong>de</strong> microfissuration. Une observation <strong>au</strong> microscope électronique à balayage<br />
permet <strong>de</strong> détecter la présence ou non <strong>de</strong> microfissures. Cette microfissuration peut être <strong>du</strong>e à la<br />
formation d’ettringite secondaire qui provoque un gonflement, enregistré <strong>par</strong> la mesure <strong>de</strong>s<br />
variations dimensionnelles.<br />
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