Fissuration des mortiers - CSTB

Étude des phénomènes chimiques et physiques agissant sur le comportement des mortiers
FIG. 1.8: Schéma illustrant le mécanisme responsable du retrait de carbonatation proposé par
Powers, tiré de (Mauroux 2007 [31])
Cette hypothèse a été maintes fois remise en question, notamment par Swenson et Sereda
(Swenson et Sereda 1968 [32]) dont les résultats montrent que le retrait de carbonatation augmente
même si l’on diminue la quantité de chaux libre dans un échantillon de pâte de ciment. Ils
concluent donc que le retrait de carbonatation devrait être aussi bien la cause de la carbonatation
de la portlandite, que de la carbonatation de la chaux combinée dans les C-S-H.
Cette approche semble être de plus en plus adoptée puisque certains auteurs (Chen et coll.
2006 [33]) préfèrent le terme de retrait de décalcification à celui de carbonatation car le deuxième
ne serait qu’un cas particulier du premier. En effet, la décalcification et la modification des
C-S-H par la carbonatation (diminution du rapport C/S passant de 1,7 à 1,3 environ) produirait
un retrait de ”polymérisation”. La couche d’ions Ca 2+ de l’interfeuillet étant partiellement
dissoute, un excès de charge négative subsisterait et serait compensé par la formation de groupements
silanols Si-OH. Le pontage de groupements siloxanes Si-O-Si résultant aurait tendance
à rapprocher les chaînes et à créer un retrait. La disparition de la couche de calcium entre les
feuillets pourrait également expliquer la réorganisation structurale des C-S-H. La figure 1.9
illustre ce processus.
FIG. 1.9: Schéma simplifié du processus de polymérisation des C-S-H lors de la carbonatation,
tiré de (Mauroux 2007 [31])
Matsushita et coll. (Matsushita et coll. 2004 [34]) ont étudié le retrait de carbonatation de
la tobermorite dont le modèle structural est souvent comparé à celui des C-S-H. Ils ont observé
un changement dans la structure des silicates et globalement une polymérisation progressive se
traduisant par un retrait. Ils constatent que la décomposition des chaînes débute à 20 % de la
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