Caracterisation de betons par resonance magnetique nucleaire : application a l'etude de l'alteration par l'eau

• Auteur / Autrice : CHARLOTTE PORTENEUVE
• Direction : Hélène Zanni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'amelioration des performances des betons en terme de resistance mecanique et de permeabilite a conduit a l'elaboration de betons dits a hautes et ultra hautes performances (b. H. P. Et b. U. H. P. ). Elle resulte notamment de l'optimisation de l'empilement granulaire et de l'incorporation de pouzzolanes dans leur composition. L'une des applications potentielles de ces betons est le stockage de dechets nucleaires en site geologique profond. Dans un tel scenario, la connaissance des mecanismes d'alteration de betons soumis a un contact prolonge avec de l'eau selon un processus appele lixiviation apparait necessaire. Nous proposons ici d'employer la resonance magnetique nucleaire (r. M. N. ) qui se revele particulierement adaptee a l'etude de materiaux aussi evolutifs et heterogenes que des betons prets a l'emploi. Cette technique nous permet en outre de determiner l'effet de divers parametres de formulation sur la microstructure et sur la porosite de materiaux avant et au cours de l'application d'un test de lixiviation faisant intervenir une circulation lente d'eau minerale en systeme ouvert. La r. M. N. Du silicium 2 9si et de l'aluminium 2 7al donnent ainsi acces a la quantite relative et a la morphologie des hydrates majoritaires de la pate, les silicates de calcium hydrates (c-s-h). L'analyse de la relaxation magnetique nucleaire des protons apparait comme une technique non-invasive performante qui met en evidence le caractere fractal sur plusieurs ordres de grandeur du reseau poreux des b. U. H. P. Et la plus grande proportion de pores capillaires dans les bhp. L'association de la r. M. N. Et de diverses techniques montre que la lixiviation engendre la dissolution partielle des grains de ciment anhydre residuel, nombreux dans ces types de betons. Les differents flux ioniques mis en jeu resultent alors en la precipitation d'hydrates supplementaires ainsi qu'a des especes neoformees selon un mecanisme auto-reparateur.