Téléchargement - Ecole Française du Béton

Chapitre II. Déformations endogènes de la pâte de ciment et effet des inclusions granulaires
II.4. Les interactions squelette solide/eau/gaz
II.4.1. Mécanisme lié à la variation de la dépression capillaire
L’eau initialement présente dans les pores capillaires est progressivement consommée par les
réactions d’hydratation. Cette autodessiccation provoque l’apparition d’une phase gazeuse à
l’intérieur des pores. Des ménisques d’eau se forment conjointement, générant de la
dépression capillaire (Figure II-4). Le résultat est une contraction des parois capillaires.
2
1
r
αm
Figure II-4 : Ménisque capillaire non saturé (1 : liquide ; 2 : gaz ; 3 : solide)
3
(Garcia-Boivin, 1999).
La loi de Laplace décrit ce phénomène dans l’hypothèse de pores cylindriques :
Avec :
P
g
2σ
− Pl
= cosα
m
II-1
r
Pg : la pression de la phase gazeuse (air sec + vapeur d’eau) [Pa]
Pl : la pression de l’eau liquide [Pa]
σ : la tension superficielle de l’interface liquide-gaz (σ = 72,75x10 -3 N/m pour l’eau) [N/m]
r : le rayon du pore où le ménisque existe [m]
αm : l’angle de raccordement entre le ménisque et le solide ou angle de mouillage [rad].
Une relation entre cette différence de pression entre l’eau et l’air avec l’humidité ambiante est
donnée par la loi de Kelvin. Selon cette loi, la succion dans un milieu poreux dépend de la
température et de l’humidité :
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