Contribution à l’étude de la cinétique d’hydratation au jeune âge des bétons à hautes résistances

Contribution of study in the cinetic hydration at early ages of high strength concrete

• Auteur / Autrice : Mustapha Cheikh-Zouaoui
• Direction : Roger Duval, Nasr Eddine Chikh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise en cotutelle avec Université Mentouri de Constantine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Ciment

Matériaux -- Propriétés thermiques

Mots clés libres

Nitrate de calcium

Accélérateur de prise

Accélérateur de durcissement

Triéthanolamine

Chaleur d'hydratation

Fumée de silice

Résumé

La prévision de la résistance à court terme du béton est essentielle dans le domaine du génie civil. En effet la confection d’un béton ayant la meilleure résistance mécanique possible au jeune âge est nécessaire pour répondre aux impératifs de construction actuels (décoffrage rapide, mise en précontrainte le plus tôt possible, bétonnage par temps froid,…. ). Le développement de tels bétons passe, en général par l’utilisation d’adjuvants associés à des additions minérales pouzzolaniques parmi lesquelles la fumée de silice. Or ce sous-produit de l’industrie du silicium et des alliages ferro-siliceux devient onéreux du fait de sa capacité limitée de production dans les pays industrialisés mais reste inexistant dans certains d’autres pays. Dans ce travail de recherche, nous proposons d’autres substituts à la fumée de silice associés à des techniques de substitution particulières. En parallèle, nous proposons l’introduction, d’une combinaison d’adjuvants accélérateurs de prise-accélérateurs de durcissement afin de répondre aux objectifs d’améliorer des temps de prise et de durcissement du béton ainsi que de sa résistance mécanique au jeune âge. Nos résultats montrent que l’utilisation d’alcanolamines combinées au nitrate de calcium dans des mélanges cimentaires comportant du sable siliceux broyé et homogénéisé avec le ciment conduit à une amélioration considérable des résistances mécaniques à toutes les échéances notamment aux très jeune âges (1 et 3 jours) et apporte une réduction importante des temps de prise. Nos résultats montrent que les performances obtenues dépendent également du type de ciment utilisé notamment de sa composition en ferro-aluminates.

Predicting the short-term strength of concrete is essential in the field of civil engineering. To meet some building requirements (quick formwork removal, earlier prestressing, concreting in cold weather …), it is necessary to make concrete that has the best possible mechanical strength at a young age. The development of this type of concrete requires generally the use of admixtures associated with pozzolanic mineral additions such as silica fume. However this by-product, from the silicon and silica-ferrites alloys industry, still has a high cost owing to its limited production in the industrialised countries and non-availability in the others countries. In this research work, we propose others substitutes to silica fume and the use of special substitution techniques. In addition, combinations of setting and hardening accelerators are considered so as to improve both setting and hardening concrete time as well as the mechanical strength at early age. The results obtained show that the use of alkanolamine combined with calcium nitrate in cement mixes containing siliceous sand grinded and homogenised with cement produced a significant improvement in the mechanical strength at all stages particularly in the early ages (1 and 3 days) and also provided an important reduction in the setting time. Our results indicate that these performances are also dependant on the type of cement used mainly its alumino-ferrites composition.