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Chapitre I. Mécanismes d’hydratation et évolution de la structure poreuse
La quantité de CH produite dans ce cas est plus faible d'un tiers que dans le cas du C 3 S. Par
ailleurs, la vitesse d'hydratation de C 2 S est beaucoup plus faible que celle du C 3 S.
a. Produits d'hydratation
(3) Hydratation de l'aluminate tricalcique C 3 A
Le C 3 A réagit avec l'eau pour former des produits cristallins de différents rapports C/A.
2C 3 A + 21H → C 4 AH 13 + C 2 AH 8
Les produits d'hydratation (C 4 AH 13 + C 2 AH 8 ) sont métastables par rapport à l'hydrogenat
(C 3 AH 6 ). À température plus élevée (30°C), ils se transforment en C 3 AH 6 . La chaleur
d'hydratation du C 3 A est suffisante pour transformer une petite quantité d'hydrates en C 3 AH 6 .
La présence de chaux, comme dans le cas de l'hydratation du C 3 S dans la pâte de ciment,
favorise la formation de C 4 AH 13 et l'inhibition de C 3 AH 6 . La formation de ces hydrates peut
très rapidement provoquer la solidification de la pâte de ciment et donner naissance à une
"prise éclair". Pour éviter cette "prise éclair", on ajoute du sulfate de calcium qui joue le rôle
de retardateur de prise. En présence de sulfate de calcium, le produit de l'hydratation est le
trisulfoaluminate hexacalcique, appelé ettringite (C3A3C s H32).
L'ettringite est un produit hydraté stable seulement dans le cas où le gypse est en quantité
suffisante. Quand le gypse est consommé et que le C 3 A n'est pas complètement hydraté
(généralement entre 8 h et 16 h dans les ciments), l'ettringite se transforme alors en
monosulfoaluminate tétracalcique C 4 ASH 12 (AFm) (m : monosulfate).
Après formation du C 3 A.CS.H 12 et s'il reste encore du C 3 A, alors se forme également du
C 4 AH 13 . Les deux étapes de l'hydratation du C 3 A sont exothermiques.
b. Mécanisme d'hydratation du C 3 A
La formation de l'ettringite ralentit l'hydratation du C 3 A en formant une barrière de diffusion
("période dormante") autour du C 3 A, de façon analogue à celle formée autour des grains de
C 3 S par les C-S-H. Cette barrière une fois brisée lors de la formation du monosulfoaluminate,
permet au C 3 A de réagir plus rapidement. La courbe calorimétrique de l'hydratation du C 3 A
est semblable à celle du C 3 S, quoique les réactions et l’amplitude de dégagement de chaleur
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