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Partie I. Analyse bibliographique
d’hydratation. La courbe du flux de chaleur d’hydratation présente généralement trois pics qui
correspondent à trois maxima comme l’indique la Figure I-1.
Figure I-1 : Dégagement de chaleur lors de l’hydratation du ciment en fonction du
temps (Neville, 2000).
- Premier pic
Il s’agit du plus haut, mais il est de courte durée. Au cours de cette période ( ≈ 10 mn), le C3S
et le C3A réagissent immédiatement avec l’eau, formant des C-S-H et de l’ettringite. Ce pic
est suivi d'une "période dormante" au cours de laquelle le dégagement de chaleur est
relativement faible (sans jamais être nul). Durant cette période des ions Ca 2+ et OH - sont
libérés. Ceci augmente alors le pH de la solution, ralentissant la dissolution des constituants.
Le dégagement de chaleur est alors faible.
Les transformations physiques dans cette période sont détectées par l'augmentation du
raidissement de la pâte (Neville, 2000). Les phénomènes physico-chimiques régissant cette
phase (période dormante) sont, d’un point de vue pratique, très importants car ils ont un effet
sur l'ouvrabilité du béton. Par exemple, pour un rapport E/C = 0,5, on devra couler le béton
dans la structure au plus tard au milieu de la "période dormante".
- Deuxième pic
La "période dormante" prend fin avec l'accélération du dégagement de chaleur. Le second pic
atteint son maximum (pour un ciment ordinaire à 20 °C) entre 9 heures et 10 heures. Cette
phase d’accélération débute lorsque la concentration en ions Ca 2+ et OH - de la solution
devient critique. Cette sursaturation induit la précipitation de la portlandite. Il s’ensuit alors
les mécanismes de dissolution, de nucléation et de précipitation des différentes phases,
permettant la formation des hydrates (C-S-H) et des phases cristallines (ettringite,
portlandite). Cette grande activité chimique dégage beaucoup de chaleur, augmentant la
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Flux de chaleur
Dissolution
de l’ettringite
Formation rapide de
C-S-H et de CH
Période dormante
(induction)
Fin de prise
Début de prise
min heures jours
Temps d’hydratation
Formation de
monosulfate
Diffusion