Fissuration des mortiers - CSTB

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TABLE DES FIGURES 4.1 Courbes granulométriques du filler calcaire et du filler siliceux utilisées pour formuler le mortier CEReM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 4.2 Tableau comparatif des formulations CEReM, CEReM2 et CEReM3 . . . . . . 87 4.3 Évolution des déformations de l’anneau de mortier CEReM3 démoulé à 7 jours 88 4.4 Schéma des conditions de température et d’humidité relative dans l’enceinte lors du prétraitement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.5 Vue générale des différents essais réalisés en parallèle dans l’enceinte de carbonatation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.6 Chronologie de la campagne expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.7 Progression du front de carbonatation après chaque étape de carbonatation à 3 % puis à 100 % de concentration en CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.8 ATG et diagramme DTG (plage 400 - 950 ˚ C) du mortier CEReM3, démoulé à 1 jour, à la fin du prétraitement et de la seconde étape de carbonatation . . . . . 92 4.9 Images en électrons secondaires de la consommation progressive des cristaux de portlandite après 9 jours lors de la première phase de carbonatation (à gauche le mortier non carbonaté) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 4.10 Images en électrons secondaires de la modification d’aspect du gel de C-S-H après 9 jours lors de la première phase de carbonatation (à gauche le mortier non carbonaté) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.11 Évolution des déformations de l’anneau du mortier CEReM3 démoulé à 1 jour durant les 3 phases de conditionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.12 Évolution du retrait libre et de la perte en masse du mortier CEReM3 durant les 3 phases de conditionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.13 Schéma de l’essai de fluage en compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4.14 Évolution des déformations de fluage du mortier CEReM3 durant les 3 phases de conditionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.15 Profils des taux de saturation avant et après 14 jours en carbonatation accélérée (5 % de CO2) pour un béton ordinaire (40 MPa), tiré de (Thiery 2005 [90]) . . 99 5.1 Tableau comparatif des formulations CEReM et CEReM2 . . . . . . . . . . . . 102 5.2 Images en électrons secondaires d’un échantillon de mortier CEReM2, ◦ Ca(OH)2, △ C-S-H, ⋄ AFt, X filler calcaire CaCO3 . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.3 Images en électrons secondaires d’un échantillon de mortier CEReM2, porosité capillaire, ♯ film d’éther de cellulose, ◦ Ca(OH)2, △ C-S-H, ⋄ AFt . . . . . 103 5.4 Évolution des déformations de l’anneau (a) et de la contrainte résiduelle induite (b) du mortier CEReM2 démoulé à 1, 2, 3 et 7 jours . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.5 Histogramme du temps d’apparition des fissures dans les essais à l’anneau en fonction du temps de début de séchage pour le mortier CEReM2 . . . . . . . . 105 5.6 Évolution du retrait libre et de la perte en masse du mortier CEReM2 . . . . . . 106 5.7 Évolution des déformations endogènes du mortier CEReM2 mesurées avec l’essai RAJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 5.8 Caractérisation de l’évolution de la distribution poreuse du mortier CEReM2 par intrusion de mercure, au cours de l’hydratation . . . . . . . . . . . . . . . 107 x
TABLE DES FIGURES 6.1 (a) : exemple de microstructure numérique générée avec le modèle CEM- HYD3D, tiré de (Bentz 1997 [100]), (b) : exemple de microstructure numérique générée avec le modèle HYMOSTRUC, tiré de (Van Breugel 2004 [101]), (c) : exemple d’hydratation d’un millier de grains de C3S avec le modèle de l’EPFL, tiré de (Pignat et coll. 2005 [102]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 6.2 Évolution du taux d’hydratation en fonction du degré d’hydratation au jeune âge pour une phase pure de C3S hydraté à 23 ˚ C et avec un rapport E/C de 0,5, tiré de (Gartner et coll. 2001 [103]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 6.3 Comparaison entre modèle (équation 6.8) et points expérimentaux obtenus par calorimétrie semi-adiabatique de l’affinité totale (A) et de l’affinité chimique normalisée (B) du mortier CEReM2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 6.4 Allures des courbes de distribution normale (à gauche) et log-normale (à droite) 120 6.5 Méthode graphique de détermination des paramètres du modèle de distribution de la taille des pores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 6.6 Méthode graphique de détermination des paramètres du modèle sur le mortier CEReM2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 6.7 Validation du modèle sur la distribution poreuse du mortier CEReM2 obtenue par intrusion de mercure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 6.8 Courbes numériques d’isothermes d’adsorption en fonction de l’avancement de l’hydratation calculées avec le modèle de distribution de taille des pores . . . . 126 6.9 Illustration des différents types de transfert dans la porosité en fonction de l’humidité relative, tiré de (Baroghel-Bouny 1994 [15]) . . . . . . . . . . . . . . . 127 6.10 Représentation schématique de l’impact de l’hydratation sur le ralentissement des cinétiques de diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 6.11 Comparaison du degré final d’hydratation modélisé et obtenu expérimentalement (sources diverses) avec le modèle d’hydroactivation proposé (équation 6.24) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 6.12 Comparaison entre les pertes en masse du mortier CEReM2 séché à diverses échéances, données par le modèle et l’expérience . . . . . . . . . . . . . . . . 132 6.13 Cartographies du degré d’avancement de l’hydratation à 28 jours, dans un quart d’éprouvette 2×4×16 de mortier CEReM2 soumis à la dessiccation à 1, 2, 3 et 7 jours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.14 Représentation schématique des forces capillaires et des tensions superficielles, tirée de (Haouas 2007 [73]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 6.15 Représentation schématique de la pression appliquée au squelette solide, tirée de (Haouas 2007 [73]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 6.16 Comparaison du module d’élasticité obtenu par mesures ultrasonores avec les prévisions du modèle de De Schutter (équation 6.43), pour le mortier CEReM2 en conditions endogènes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 6.17 Comparaison du module d’élasticité obtenu par mesures ultrasonores avec les prévisions du modèle proposé, pour le mortier CEReM2 soumis à la dessiccation à 1 jour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 6.18 Cartographie du module d’Young à 28 jours dans un quart d’éprouvette 2×4×16 de mortier CEReM2 soumis à la dessiccation à 2 jours . . . . . . . . 138 6.19 Courbes numériques d’évolution du retrait libre de dessiccation dans un quart d’éprouvette 2×4×16 de mortier CEReM2 soumise à la dessiccation à 1, 2 et 3 jours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 xi
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Perspectives À l’issue de ce tra
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Bibliographie [1] H. Le Chatelier.
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