Fissuration des mortiers - CSTB

Étude des phénomènes chimiques et physiques agissant sur le comportement des mortiers
jonction, à écarter les parois des pores. Cette théorie est bien en accord avec l’expérience
alors que la théorie de la capillarité prévoirait une attraction entre les deux surfaces.
La variation de pression peut s’exprimer de la manière suivante (1.2) :
RT ρeau
∆Pd = lnh (1.2)
Meau
Avec :
• ∆Pd : variation de pression de disjonction
• R : La constante des gaz parfaits égale à 8,314 [J.K.mol −1 ]
• T : La température [K]
• ρeau : La masse volumique de l’eau [kg.m −3 ]
• Meau : La masse molaire de l’eau [kg.mol −1 ]
• h : L’humidité relative interne [%]
Selon Hua (Hua 1992 [22]), pour des humidités relatives élevées (entre 70 et 100 %),
ce phénomène est négligeable devant le troisième que l’on va exposer maintenant : la
dépression capillaire.
– 70-80 % < HR < 100 % : La variation de la dépression capillaire. On doit cette approche
macroscopique à Freyssinet, qui l’exposa dans sa thèse (cité par Buil 1979 [28]). Lorsque
l’humidité relative au sein du matériau décroit, que ce soit la conséquence de l’autodessiccation
ou d’un séchage extérieur, il se forme des ménisques à l’interface entre eau
liquide et gaz. Il apparaît ainsi une différence de pression entre ces deux phases qu’on
appelle dépression capillaire. Cette dépression augmente avec la diminution de l’humidité
relative interne. Ce mécanisme est représenté par deux équations, celle de Kelvin (1.3) et
celle de Laplace (1.4) :
RT ρeau
∆Pcap = Pgaz − Pliquide = − lnh (1.3)
Meau
∆Pcap = Pgaz − Pliquide = 2σl−v cosθ
Avec :
• ∆Pcap : La variation de pression capillaire [Pa]
• Pgaz : La pression du gaz [Pa]
• Pliquide : La pression du liquide [Pa]
• σl−v : La tension superficielle de l’interface liquide/vapeur [N.m −1 ]
• θ : L’angle de mouillage [radian]
• rp : Le rayon du pore [m]
• h : L’humidté relative [%]
rp
(1.4)
Il est possible d’étendre cette loi à des humidités relatives plus faibles en prenant en
compte l’épaisseur de la couche adsorbée à la surface des hydrates. Celle-ci peut être
directement reliée à l’humidité relative par la relation empirique définit par Badmann et
coll. (Badmann et coll. 1981 [29]) :
epads = 3,95 − 1,89ln(−lnh) (1.5)
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