Recherche Avancée

Thèse soutenue

Composition et microstructure des bétons de poudres réactives : effets des traitements thermiques et du traitement compressif

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Auteur / Autrice : Emmanuel Sauzéat
Direction : Frédéric Villiéras
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences, matières premières
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire environnement et minéralurgie (Vandoeuvre-les-Nancy)

Résumé

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Les bétons de poudres réactives (BPR) sont des bétons à ultra-hautes performances, caractérisés par le choix rigoureux de leur composants initiaux et par des traitements post-prises. Les propriétés exceptionnelles étant dues à la qualité de leur phase liante, l'objectif de cette étude est de décrire l'évolution de cette phase, et en particulier des C-S-H, en fonction de plusieurs traitements post-prises à 20°C, 90°C, 200°C et 250°C. Dans ce but, on utilise plusieurs techniques analytiques qui permettent d'aborder la composition et l'ordre local des phases présentes, leur cristallochimie, leur minéralogie, leur agencement, l'état de la porosité à plusieurs échelle d'analyse, l'état de l'eau et les propriétés d'hydratation des C-S-H. Les résultats sont recoupés et interprétés dans le cadre d'un modèle descriptif de la phase C-S-H qui s'appuie sur ses propriétés gonflantes. Dans un premier temps on établit la spécificité des BPR par rapport aux BO et BHP en montrant en particulier qu'ils sont organisés à moyenne distance. On montre ensuite que les traitements thermiques à 90°C sont caractérisés par une organisation particulière du volume poreux et une très faible connectivité qui engendre des conditions hydrothermales légères. Dans ces conditions, on observe un épaississement statistique des feuillets des C-S-H en même temps qu'une augmentation légère de leur cristallinité. Lorsque la température de traitement augmente et atteint 200°C ou 250°C, les C-S-H subissent de façon transitoire des conditions hydrothermales poussées qui entrainent une forte augmentation de leur cristallinité, un épaississement statistique de leur feuillet et la synthèse de xonotlite dans les bulles d'air. Dans un second temps, l'eau est expulsée des BPR qui se déshydratent et se fracturent fortement, entrainant une augmentation importante de leur porosité accessible et de la taille moyenne des pores.