Caractérisation et modélisation de l'altération des propriétés mécaniques due à la lixiviation des matériaux cimentaires

Characterization and modelling of mechanical properties change due to the cement based materials leaching

• Auteur / Autrice : Christophe Carde
• Direction : Jean-Pierre Ollivier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets radioactifs -- Élimination dans le sol

Propriétés mécaniques

Ciment

Lixiviation

Mots clés libres

Sciences appliquees

Résumé

Ce travail a pour cadre la durabilite des betons de conteneurs de dechets radioactifs a vie courte. Il s'inscrit dans un programme de recherche visant a prevoir les proprietes residuelles des materiaux cimentaires soumis a l'action des eaux de pluie et de ruissellement (eaux faiblement mineralisees) dans le cas pessimiste ou la couverture impermeable des sites de stockage n'assure plus sa fonction. Notre contribution consiste a caracteriser puis modeliser l'alteration des proprietes mecaniques. La trop lente cinetique de degradation des eaux faiblements mineralisees a l'echelle d'un travail de doctorat, nous a conduit a proposer l'utilisation d'une solution de nitrate d'ammonium fortement concentree comme methode acceleree de degradation d'une pate de ciment par ces eaux faiblement mineralisees. Cette methode, validee experimentalement, nous a permis de quantifier la diminution des performances mecaniques sur des pates de pures de ciment, et sur des pates additionnees de fumees de silice afin de provoquer une attaque selective des silicates de calcium hydrates (csh). Les resultats obtenus sur ces deux melanges nous ont conduit a proposer un modele de repartition des contraintes a la rupture en fonction du taux de degradation des eprouvettes, et un modele de calcul du gain de porosite associe. Ces modeles sont originaux dans la mesure ou ils tiennent compte de la nature des hydrates lixivies. Ainsi, leur application montre que, dans le cas d'une pate dure de ciment, la perte de resistance a la compression est essentiellement regie par la dissolution de la portlandite qui cree une porosite de type capillaire. Enfin, nous avons aborde une etude sur mortiers dans le but d'introduire l'aureole de transition. Les resultats obtenus montrent que la lixiviation de la portlandite, plus abondante dans cette zone interfaciale, conduit a une diminution des proprietes mecaniques plus prononcee que dans le cas de la pate pure de ciment