Conversion & résistance en compression des ciments d'aluminates de calcium

Authors: Muller, Arnaud
Advisor: Jolin, MarcBissonnette, Benoît
Other Title(s): Conversion et résistance en compression des ciments d'aluminates de calcium
Abstract: Les ciments d'aluminates de calcium (CACs) constituent un type de liant bien particulier. Présentant un durcissement rapide, ils sont aussi très résistants face aux sulfates et aux hautes températures. Ces intéressantes propriétés leur confèrent un avantage dans des domaines d'application bien précis comme les réparations rapides, les dallages industriels et l'industrie réfractaire. Ces excellentes caractéristiques mécaniques et chimiques sont associées à un mécanisme d'hydratation très particulier. En effet, les produits formés suite au contact entre l'eau et un ciment CAC sont fonction de la température atteinte pendant le durcissement et peuvent être de plusieurs formes : CAH₁₀, C₂AH₈, et C₃AH₆. Certains de ces hydrates sont dits métastables, c'est à dire qu'ils sont destinés à changer de forme selon l'évolution des conditions thermiques et hydriques du matériau. Ce phénomène, appelé la "conversion", est responsable d'une diminution des résistances mécaniques du béton durci. Quelques effondrements de structure survenus en Angleterre dans les années 1970 ont été attribués à cette conversion, laissant des aprioris négatifs sur les ciments alumineux. Maintenant que ce phénomène est mieux compris, il est plus facile de planifier et concevoir des ouvrages tout en tenant compte de cette conversion, et ainsi mieux prédire les caractéristiques d'un béton de CACs. La procédure actuelle visant à déterminer leur résistance en compression minimale nécessite l'immersion immédiate du béton frais, dans des éprouvettes scellées, à 38 °C pour une durée de 5 jours. Contraignante sur un chantier, cette procédure apparaît comme une limite à l'utilisation plus régulière des ciments alumineux en génie civil. L'objectif principal de ce projet est donc d'élaborer une nouvelle procédure d'évaluation de la résistance en compression d'un CACs, plus facile à réaliser en chantier. L'approche souhaitée est d'envoyer les éprouvettes au laboratoire, après les premières 24 heures de durcissement, qui se déroulent dans les conditions environnementales inconnues du chantier ; afin de leur faire subir une cure qui permettrait de connaître la résistance minimum garantie du béton de CACs mis en place. Un objectif secondaire de cette étude est ainsi d'établir l'influence des conditions initiales de cure (0-24 heures) sur la conversion de phase. Dans un second temps, le but à atteindre est de caractériser le comportement en compression dans le temps d'un nouveau liant, le ciment "LBC". L'impact du changement de certains paramètres de base (ratio E/C, type de granulats, températures des matériaux et adjuvantation) est aussi étudié. L'étude de différentes températures de cure démontre que plus elles sont élevées, plus la conversion survient rapidement. Pour le Ciment Fondu, elle se produit en 120 jours à 23 °C, en 14 jours à 38 °C et enfin en 1 à 2 jours de cure dans un environnement à 50 °C. Peu importe le traitement thermique et l'état d'hydratation initial (premières 24 heures), la résistance à long terme après conversion est similaire. Pour le liant LBC, les chutes de résistances associées à la conversion sont moins importantes que pour le Ciment Fondu, et les gains de résistances à long terme sont observés dans le cas des cures où les éprouvettes sont immergées dans l'eau.
Document Type: Mémoire de maîtrise
Issue Date: 2010
Open Access Date: 17 April 2018
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/21950
Grantor: Université Laval
Collection:Thèses et mémoires

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