Étude de la microstructure des liants ettringitiques influence sur les propriétés macroscopiques : Résistance et variation dimensionnelle

Study of ettringite binder microstructure on the macrostructural properties : Resistance and dimensional change

• Auteur / Autrice : Ngoc Lam Nguyen
• Direction : Jean-François Georgin, Elodie Prud'homme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 03/02/2015
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d' Ingénierie Environnementale, EA 4126 (Villeurbanne, Rhône) - Laboratoire de Génie Civil et d'Ingénierie Environnementale / LGCIE
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Reynouard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Georgin, Elodie Prud'homme, Jean-Marie Reynouard, Gilles Escadeillas, André Lecomte, Pierre-Antoine Andréani
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gilles Escadeillas, André Lecomte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ciment

Microstructure (physique)

Mortier

Matériaux

Mots clés libres

Matériaux

Microstructure du matériau

Ettringite

Mortier

Ciment alumineux

Hydratation

Résistance

Variation dimensionnellle

Sulfate de calcium

Materials

Microstructure

Ettringite

Mortar

Aluminous cement

Hydratation

Resistance

Dimensional change

Calcium sulfate

Résumé

Les liants ettringitiques dont la composition est formée principalement par du ciment d’aluminate de calcium et par du sulfate de calcium, sont très utilisés dans le cadre des mortiers techniques pour des applications telles que les mortiers de ragréage, les chapes autonivelante, les mortiers de réparation…. en raison de leurs propriétés de durcissement rapide et de résistance initiale élevée. Néanmoins, en fonction de la quantité des matières premières utilisées dans la composition et de leur nature, ces liants peuvent présenter à jeune âge ainsi qu’à long terme, des comportements différents. En particulier et dans le cadre de ce travail, l’influence de la nature et du dosage en sulfate de calcium sur l’hydratation des mortiers ettringitiques comme le début de prise, le changement de l’état liquide à l’état solide, les variations dimensionnelles, la résistance et le vieillissement à long terme (jusqu’à 330 jours) pour différentes conditions de conservations ont été déterminées. Ces caractéristiques ont été évaluées selon différentes techniques expérimentales de rhéologie, de mesure des variations volumiques, de calorimétrie isotherme, de spectroscopie infrarouge, de porosimétrie par intrusion de mercure, de diffraction des rayons X et thermogravimétrie.

The ettringite binder whose composition is mainly formed by the calcium aluminate cement and calcium sulfate, are widely used in mortars for technical applications such as patching mortars, the self -leveling screeds, repair mortars etc… thanks to their fast hardening ability and high early strength. However, depending on the amount and types of raw materials used in the composition, the properties of these types of binder have different behaviors at early age and at long-term. And in particular in this work, the influence of the nature and dosage of calcium sulfate on the consequences of ettringite mortars hydration as the beginning of setting time, the change from the liquid state to the solid state, dimensional change, the resistance, porosity, the progress of hydration and ageing until 330 days at different conservation conditions were determined. These characteristics were assessed by different experimental techniques such as rheology, chemical shrinkage, autogenous shrinkage, isothermal calorimetry, infrared spectroscopy, mercury intrusion porosimetry, X-ray diffraction, Thermogravimetric analysis.