Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Chapitre 6 : Comportement hydrique et mécanique des joints de mortier
6. Caractérisation microscopique du mortier durci
Les observations microscopiques par MEB et les distributions porales obtenues par porosimétrie au
mercure pour différents échantillons de mortier sont présentées aux figures VI.14 à VI.16 et sont
comparées à celle du tuffeau (figure VI.13). Le tableau VI.7 résume les données texturales obtenues
par porosimétrie au mercure. On peut remarquer que les mesures de la densité du squelette solide par
pycnométrie Hélium sont sensiblement les mêmes que celles données par porosimétrie au mercure.
Les porosités accessibles au mercure des mortiers correspondent donc à peu près aux valeurs de leur
porosité totale. Ainsi, la porosité totale des différents mortiers est du même ordre de grandeur et
comparable à celle du tuffeau. La densité apparente des mortiers est en effet proche de la valeur
imposée lors de la conception quoique toujours un peu plus élevée en raison de la prise de masse due à
la carbonatation. Par contre, la microstructure varie fortement selon la teneur en chaux. Le mortier à 5
% de chaux est celui dont la microstructure ressemble le plus à la pierre avec une distribution porale
étendue, un volume mesoporeux bien développé et des pores capillaires de grande taille. Mais plus la
teneur en chaux augmente, plus la distribution en taille de pores se décale vers des pores plus petits et
répartis uniformément. L’évolution avec la proportion de chaux vers une texture microporeuse à
tendance unimodale s’observe facilement avec la très forte diminution du diamètre seuil de pore Ds qui
passe de 1 µm pour le mortier à 5 % de chaux à 0,05 µm pour le mortier à 50 % de chaux, et celle du
coefficient de dispersion Cd qui passe de 11 pour le mortier à 5 % de chaux à 2 pour le mortier à 50 %.
Ceci s’observe bien sur les courbes d’intrusion de mercure où la distribution porale se restreint de plus
en plus à un simple domaine mesoporeux de type II quand la teneur en chaux augmente. Les images
de microscopie confirment cette observation où l’on constate qu’à partir d’une proportion de chaux de
l’ordre de 20 %, ce sont principalement les grains de chaux qui impose la morphologie du mortier. La
tendance microporeuse est amenée par la taille moyenne des grains de chaux qui est plus petite que
celle de la poudre de tuffeau. Ces modifications de la microstructure, et la réduction du diamètre seuil
de pore avec la teneur en chaux expliquent donc les différences de propriétés capillaires entre les
mortiers.
(a) : image MEB (électrons secondaires × 1000) (b) :distribution porale par porosimétrie mercure
Figure VI.13 : morphologie du tuffeau (pierre)
182
50 µm
Intrusion cumulative (mL/g)
0,4
0,3
0,2
0,1
Kévin Beck (2006)
Tuffeau (pierre)
cumulative volume
incremental volume
0
0
0,001 0,01 0,1 1 Ds 10 100 1000
Diamètre d'accès de pore (µm)
0,06
0,04
0,02
Intrusion incrémentale (mL/g)