Fissuration des mortiers - CSTB

Étude des phénomènes chimiques et physiques agissant sur le comportement des mortiers
FIG. 1.3: Image en électrons rétrodiffusés d’une pâte de ciment, tirée de (Diamond 2006 [14]).
A : grain de ciment anhydre, B : inner-C-S-H, C : outer-C-S-H, D : monosulfoaluminate ou
AFm
Divers modèles ont été établis afin de rendre compte des différences de densité et d’adsorption
d’eau ou d’azote de ces deux couches d’hydrates. Jennings (Jennings 2004 [12]) propose,
à partir d’une approche colloïdale, de représenter les hydrates par des amas de sphères de 2 nm
de diamètre. Ces nodules peuvent floculer selon deux modes pour former les (HD) C-S-H (HD
pour High density en anglais) et les (LD) C-S-H (LD pour low density en anglais). Par calcul
inverse, le modèle permet d’estimer les densités respectives des deux systèmes d’hydrates.
Celui-ci donne respectivement des valeurs de 1930 kg/m 3 et 2130 kg/m 3 pour les masses volumiques
saturées des (HD) et (LD) C-S-H et de 1440 kg/m 3 et 1750 kg/m 3 pour les masses
volumiques sèches.
3.2 Classification de la porosité
Bien qu’on admette que les porosités globales d’un BHP ou d’un mortier à fort rapport
E/C, comme ceux que nous étudierons par la suite, soient très éloignées, tous les matériaux
cimentaires, possèdent des gammes de porosité qui s’étalent sur différentes échelles. Ainsi, la
distribution poreuse du matériau est composée d’une porosité dépendante de la composition et
de la répartition granulaire (capillaires, interface pâte de ciment-granulat appelée aussi auréole
de transition ou ITZ 2 en appellation anglo-saxone), du malaxage ou d’adjuvants entraineurs
d’air (air entraîné et air occlus), mais également d’une porosité intrinsèque relative aux hydrates
(et particulièrement au gel de C-S-H).
Une classification de la porosité est proposée dans la norme IUPAC 3 (tableau 1.1).
type taille du pore : r ( ˚A)
macropore r ≥ 500
mesopore 20 ≤ r ≤ 500
supermicropore 7 ≤ r ≤ 20
ultramicropore r ≤ 7
TAB. 1.1: Classification de la porosité selon la norme IUPAC
2 Interfacial Transition Zone
3 International Union of Pure and Applied Chemistry
15