Contribution à l’étude du comportement rhéologique des bétons fluides

= Beha viour of flowing concrete : rheology and cement-admixtures interactions

• Auteur / Autrice : Sandrine Maximilien
• Direction : Jean Ambroise
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC-LMMX - Laboratoires des Matériaux Minéraux (Lyon, INSA1986-1995)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères vinyliques

Rhéologie

Béton -- Additifs

Résumé

L'introduction dans le béton d'adjuvants, appelés fluidifiants , conduit à une augmentation de la fluidité du matériau, facilitant sa mise en place lors du coulage, tout en autorisant une diminution de la quantité d'eau de gâchage, ce qui permet d'obtenir de bonnes performances mécaniques. En particulier à court terme. Ces propriétés sont dues à la fonction dispersante de ces adjuvants. L'inconvénient majeur des bétons fluidifiés est leur perte de fluidité au cours du temps. La caractérisation dans le temps du comportement rhéologique d'un mortier spécifique, modélisant celui d'un béton fluide de composition courante, a permis d'évaluer les effets de la présence de condensats de mélamine ou de naphtalène formaldéhyde sulfoné, composants courants entrant dans la formulation des fluidifiants, d'un nouveau produit : un polymère vinylique ainsi que des compositions des trois produits. Les comportements rhéologiques de mortiers fluidifiés contenant quatre ciments ont été comparés. L'étude rhéologique a été effectuée à l'aide d'un appareil original : un rhéomètre malaxeur pour mortier. Parallèlement, les effets de la présence des adjuvants sur les mécanismes d'hydratation du ciment ont été mesurés par conductimétrie, calorimétrie isotherme et par l'analyse de solutions filtrées provenant de suspensions de ciment. Les résultats de l'étude rhéologique ont montré que chaque couple ciment-adjuvant se comporte différemment, excepté le polymère vinylique, avec lequel les mêmes comportements sont observés, quel que soit le ciment. Globalement, la présence des adjuvants entraîne un retard des réactions d'hydratation des ciments plus ou moins important suivant les couples ciment-adjuvant, ce qui a pour conséquence de laisser une plus grande quantité d'eau libre disponible pour l'écoulement. Finalement, l'étude des interactions ciment-adjuvant est très complexe et il est difficile de contrôler l'hydratation du ciment en présence de fluidifiant en vue de maîtriser l'évolution du comportement rhéologique des bétons fluides au cours du temps.

The great potential of super-plasticizers as high range water reducing agents brings some disadvantages to job sites where concrete is placed at flowing consistency. Super-plasticizers act as dispersing agents. But the presence of a super-plasticizer does not prevent the loss of workability with time. In order to characterize the effects of sulfonated naphthalene or melamine formaldehyde condensates a specific mortar was developed such that its rheological behavior correlates that of a flowing concrete. An other kind of raw material was studied : a vinylic polymer. As well as combinations melamine – vinylic polymer and naphthalene - vinylic polymer. Mortars were elaborated with four different cements. Ali the measurements on mortars were carried out using a new "rheometer mixer". At the same time. The effects of these super-plasticizers on the hydra ti on mechanisms were investigated by means of conductimetry. Isothermal calorimetry and analysis of the pore solution. Results of the rheological study showed that all the couples cement – super-plasticizer present different behaviours. Except the vinylic polymer ones. With this polymer. The rheological behavior is not linked to the nature of the cement. With super-plasticizers. Hydration reactions of cement arc more or less delayed. Leaving more free water available. This free water gives to mortar or concrete the flowing consistency researched. Cement-admixture interactions are very complex. It is therefore difficult to control the hydration of cement with super-plasticizer in order to control the evolution of the rheological behavior of the flowing concrete with time.