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 4.2 Mesure des résistances mécaniques L’accélération des mortiers à base de laitier est caractérisée par l’évaluation du comportement mécanique à 24 heures et 48 heures, à savoir la mesure des résistances à la compression et à la traction d’éprouvettes 4x4x16 centimètres de mortier normalisé. L’accélération est obtenue par l’hydratation du ciment sulfoalumineux qui mobilise les sulfates de calcium et la portlandite libérée par l’hydratation du clinker Portland. Or si les sulfates de calcium et la portlandite sont entièrement consommés et ne sont plus disponibles pour activer le laitier, le comportement mécanique risque d’être affecté à moyen terme. L’évaluation des performances mécaniques à 7 jours, 28 jours, 90 jours et 6 mois permet d’effectuer le suivi de la cinétique de montée en résistance à moyen terme. A long terme, la mesure des résistances à un an permet d’évaluer la durabilité : si des microfissures sont présentes à cause de la formation d’ettringite secondaire, les résistances en traction seront plus faibles. Les éprouvettes sont conservées dans une salle climatisée à 20°C, dans les moules recouverts d’un film plastique pour éviter le départ d’eau, pendant les 24 premières heures. Une fois démoulées, à 24 heures, ces éprouvettes sont conservées dans un sac étanche jusqu’à 48 heures pour la mesure des résistances à 48 heures, et sous eau dans une salle climatisée à 20°C pour la mesure des résistances aux plus longues échéances. Dans ce cas, elles sont sorties de l’eau 24 heures avant tout essai. A chaque échéance, l’essai doit être effectué dans les limites de temps indiquées dans le tableau suivant : Echéance 24 heures 48 heures 72 heures 7 jours 28 jours Précision 15 min 30 min 45 min 2 h 8 h La résistance à la traction par flexion est déterminée, avec une précision de 5%, sur une presse de type ADAMEL asservie en déplacement (1 mm/min). La résistance à la compression est déterminée, avec une précision de 5%, sur une presse de type PERRIER asservie en effort (240 daN/s) sur les deux moitiés d’éprouvettes issues de l’essai de flexion. 4.3 Mesure des variations dimensionnelles Les mesures de variations dimensionnelles accompagnées des mesures de pertes en masse, sont réalisées sur des éprouvettes 4x4x16 cm de mortier normalisé conservées dans une salle climatisée (à 20°C 2°C et HR = 50% 5%) ou conservées sous eau. L’essai se déroule dans une 96
Caractérisation des matières premières et Techniques expérimentales salle climatisée (à 20°C 2°C et HR = 50% 5%) avec un dilatomètre équipé d’un comparateur permettant de réaliser des mesures avec une précision inférieure ou égale à 0,005 mm. Une tige en Invar de 160 mm de longueur permet de régler le zéro du dilatomètre. Les laitiers activés avec des alcalins (AAS) et les ciments au laitier ont un retrait de séchage considérablement plus élevé que les ciments Portland ordinaires [ 17 ] [ 28 ]. Les ciments de type K par contre sont aussi connus sous le nom de ciments expansifs et ont un gonflement conséquent. Qu’en est-il pour les ciments au laitier accélérés avec des ciments sulfoalumineux ? La mesure des variations dimensionnelles des éprouvettes conservées à l’air permettra d’établir pour les différentes compositions si le retrait de séchage est réduit voire remplacé par du gonflement. La mesure des variations dimensionnelles des éprouvettes conservées sous eau permet de suivre l’évolution du retrait ou du gonflement au cours du temps. En terme de durabilité, une baisse des performances mécaniques peut être due à la formation d’ettringite secondaire qui s’accompagne d’un gonflement provoquant la fissuration de l’éprouvette. 4.4 Porosimétrie au mercure En terme de durabilité, il est intéressant de suivre l’évolution de la porosité de la matrice au cours du temps (mesures réalisées sur des échantillons âgés de 28 jours et un an) ; la porosimétrie au mercure permet d’évaluer le facteur de porosité, caractérisant la porosité totale du matériau, et la répartition des pores en fonction du diamètre poreux. Nous utilisons pour cela la classification de Bredy [ 68 ] : Classe des micropores : diamètres inférieurs à 0,1 µm ; Classe des mésopores : diamètres compris entre 0,1 µm et 0,6 µm ; Classe des macropores : diamètres supérieurs à 0,6 µm. Les mesures de porosité sont réalisées, à l’aide d’un porosimètre à mercure de type Micrometrics AutoPore III sous une pression d’intrusion de 200 MPa, sur des fragments d’éprouvettes 4x4x16 cm de mortier normalisé. Les éprouvettes 4x4x16 cm sont conservées sous eau puis mises à sécher pendant 3 jours dans une étuve à 40°C. 97
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Caractérisation <strong>de</strong>s matières premières et Techniques expérimentales<br />
4.2 Mesure <strong>de</strong>s résistances mécaniques<br />
L’accélération <strong>de</strong>s mortiers à base <strong>de</strong> <strong>laitier</strong> est caractérisée <strong>par</strong> l’évaluation <strong>du</strong> comportement<br />
mécanique à 24 heures et 48 heures, à savoir la mesure <strong>de</strong>s résistances à la compression et à la<br />
traction d’éprouvettes 4x4x16 centimètres <strong>de</strong> mortier normalisé.<br />
L’accélération est obtenue <strong>par</strong> l’hydratation <strong>du</strong> <strong>ciment</strong> <strong>sulfo</strong><strong>alumineux</strong> qui mobilise les<br />
sulfates <strong>de</strong> calcium et la portlandite libérée <strong>par</strong> l’hydratation <strong>du</strong> clinker Portland. Or si les sulfates<br />
<strong>de</strong> calcium et la portlandite sont entièrement consommés et ne sont plus disponibles pour activer le<br />
<strong>laitier</strong>, le comportement mécanique risque d’être affecté à moyen terme. L’évaluation <strong>de</strong>s<br />
performances mécaniques à 7 jours, 28 jours, 90 jours et 6 mois permet d’effectuer le suivi <strong>de</strong> la<br />
cinétique <strong>de</strong> montée en résistance à moyen terme.<br />
A long terme, la mesure <strong>de</strong>s résistances à un an permet d’évaluer la <strong>du</strong>rabilité : si <strong>de</strong>s<br />
microfissures sont présentes à c<strong>au</strong>se <strong>de</strong> la formation d’ettringite secondaire, les résistances en<br />
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Les éprouvettes sont conservées dans une salle climatisée à 20°C, dans les moules recouverts<br />
d’un film plastique pour éviter le dé<strong>par</strong>t d’e<strong>au</strong>, pendant les 24 premières heures. Une fois<br />
démoulées, à 24 heures, ces éprouvettes sont conservées dans un sac étanche jusqu’à 48 heures pour<br />
la mesure <strong>de</strong>s résistances à 48 heures, et sous e<strong>au</strong> dans une salle climatisée à 20°C pour la mesure<br />
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tout essai. A chaque échéance, l’essai doit être effectué dans les limites <strong>de</strong> temps indiquées dans le<br />
table<strong>au</strong> suivant :<br />
Echéance 24 heures 48 heures 72 heures 7 jours 28 jours<br />
Précision 15 min 30 min 45 min 2 h 8 h<br />
La résistance à la traction <strong>par</strong> flexion est déterminée, avec une précision <strong>de</strong> 5%, sur une presse<br />
<strong>de</strong> type ADAMEL asservie en déplacement (1 mm/min). La résistance à la compression est<br />
déterminée, avec une précision <strong>de</strong> 5%, sur une presse <strong>de</strong> type PERRIER asservie en effort (240<br />
daN/s) sur les <strong>de</strong>ux moitiés d’éprouvettes issues <strong>de</strong> l’essai <strong>de</strong> flexion.<br />
4.3 Mesure <strong>de</strong>s variations dimensionnelles<br />
Les mesures <strong>de</strong> variations dimensionnelles accompagnées <strong>de</strong>s mesures <strong>de</strong> pertes en masse,<br />
sont réalisées sur <strong>de</strong>s éprouvettes 4x4x16 cm <strong>de</strong> mortier normalisé conservées dans une salle<br />
climatisée (à 20°C 2°C et HR = 50% 5%) ou conservées sous e<strong>au</strong>. L’essai se déroule dans une<br />
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