Téléchargement - Ecole Française du Béton

Partie III. Analyses expérimentale et numérique de l’effet des inclusions granulaires sur le retrait endogène des
mortiers
Afin de mieux comprendre cet effet des granulats sur la déformation endogène, il est
important d’étudier l’interaction pâte de ciment/granulat par des observations au microscope
électronique à balayage. C’est l’objectif de la section suivante.
VI.4. Analyse microscopique de l’interface pâte/granulats
L’interaction pâte de ciment granulat est un problème souvent cité dans la littérature
(Kjellsen, 98 ; Elsharief et al., 03 ; Liao et al., 04 ; Cwirzen et Penttala, 04 ; Akcaoglu et al.,
05 ; Gao et al., 05 ; Basheer et al., 05). Ce problème se manifeste généralement sous deux
formes : une zone d’interface qui se forme autour du granulat et un réseau de microfissures.
L’interface pâte de ciment/granulat est souvent décrite comme étant une zone d’épaisseur
variable qui peut aller de 10 à 30 µm, souvent prise égale à 20 µm ou au diamètre moyen d’un
grain de ciment anhydre. Cette zone présente généralement une forte porosité (Elsharief et al.,
03 ; Cwirzen et al., 04) ce qui induit des caractéristiques mécaniques médiocres.
La plupart des études sur l’interface pâte de ciment/granulat a été réalisée sur des matériaux
cimentaires matures. Il y a peu d’études dédiées au développement de cette zone particulière
des matrices cimentaires au jeune âge. Le plus jeune âge étudié sur la zone d’interface est à
notre connaissance de 24 heures d’hydratation (Liao et al., 04). Le faible nombre d’étude est
dû d’une part, au comportement fragile de la matrice cimentaire avant 24 heures
d’hydratation, et d’autre part à la difficulté rencontrée pour arrêter le processus d’hydratation
au très jeune âge. Dans ce paragraphe, on présente des observations au MEB obtenues sur la
zone d’interface pâte de ciment/granulat de mortiers conservés en condition endogène, à 20°C
dès l’âge de 5 heures (voir paragraphe III.2.5.3 pour la méthode adoptée pour la préparation
de l’échantillon). Plusieurs paramètres ont été étudiés tels que l’avancement de l’hydratation,
la classe de résistance du ciment, le rapport E/C et le type des granulats. Il est important de
signaler que cette étude est purement comparative : les résultats obtenus sont à prendre avec
précaution compte tenu de la méthode de préparation de l’échantillon. En effet, au cours de sa
préparation l’échantillon est poli afin d’obtenir une surface parfaitement plane. Au cours de
cette opération, il peut donc se former un réseau de microfissures ou un décollement entre les
granulats et la pâte de ciment. Afin de découpler l’effet du traitement de l’échantillon avant
l’essai et l’effet des granulats sur le développement de microfissures, nous avons réalisé un
essai sur pâte de ciment CEM I en appliquant la même préparation que pour les mortiers. Sur
cet échantillon de pâte, nous n’avons pas détecté de réseau de microfissures. On peut donc
Page 152