Etude des relations entre vitesse d'hydratation, texturation des hydrates et résistance mécanique finale des pâtes et micro-mortiers de ciment Portland

Study of the relations between rate of hydratation, texture of the hydrates and final mechanical resistance of the pastes and micro-mortars of Portland cement

• Auteur / Autrice : Maciej Zajac
• Direction : André Nonat, Sandrine Garrault-Gauffinet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhéologie

Hydratation

Ciment Portland

Résumé

Ce travail est consacré à l'influence de la température sur l'hydratation du ciment Portland entre 5 et 45°C. Les effets de la température sur l'évolution de la résistance à la compression ont été corrélés au degré d'hydratation et à la microstructure des hydrates. On montre que l'origine des effets de la température est liée à l'hydratation du silicate tricalcique du ciment (C3S). L'hydratation initiale de C3S est d’autant plus rapide que la température est élevée mais elle est plus ralentie dès que l'hydratation est limitée par la diffusion de l’eau et des ions à travers la couche d’hydrates (C-S-H) formée autour des grains au jeune âge. Dans ces conditions, la barrière est plus dense; ceci a comme conséquence une évolution plus lente de l’hydratation à long terme. La température change également la densité et la répartition de C-S-H aussi donnant une plus grande porosité de matériau à température plus élevée. Ces phénomènes sont responsables de la résistance finale inférieure.

This work is dedicated to the study of the influence of curing temperature on hydration of Portland cement in the range 5–45°C. The effects of the temperature on the evolution of compressive strength have been correlated separately with the evolution of the hydration degree and the microstructure of the hydrates. We show that the origin of the temperature effects is related to the hydration of tricalcium silicate of cement (C3S). The initial hydration of C3S is more rapid as the temperature is high but it is more decelerated as soon as the hydration is limited by the diffusion of water and the ions through the layer of hydrates (C-S-H) formed around the grains during the early period. Under these conditions, the barrier is denser, consequently, the evolution of the long-term hydration is slower. The temperature alters the density and repartition of C-S-H as well, giving a more porous material. These phenomena are responsible for the lower final resistance at higher temperature.