Influence de la température de cure sur la formation d'ettringite différée dans les bétons

• Main Author: Bernard, Alexandre
• Other Authors: Tagnit-Hamou, Arezki
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2017
• Subjects: Formation de l'ettringite différé (DEF); DEF; Traitement thermique; Méthodes d'accélération; Dégradation; Ettringite; Composition chimique; Delayed ettringite formation; Heat treatment; Accelerated test; Deterioration; Chemical composition
• Online Access: http://hdl.handle.net/11143/10144

Une augmentation de la température à jeune âge du béton peut être causée par la chaleur d’hydratation dans le cas d’éléments massifs ou par l’application d’un traitement thermique dans l’industrie de la préfabrication. Lorsque le couple critique température maximale/durée de maintien est dépassé, il y a formation différée de l’ettringite (DEF) expansive pouvant fissurer les pièces. Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but principal d’établir une limite sécuritaire pour des mélanges V-S pour béton de masse et V-P pour béton préfabriqué régulièrement utilisés par le Ministère des Transports du Québec. Ces bétons utilisent des liants binaires composés de fumée de silice de type GUb-SF et des liants ternaires composés de fumée de silice et de cendres volantes ou de laitier de haut-fourneau. La norme canadienne actuelle (CSA A23.1-14 et CSA A23.4-16) impose une limite fixe de température qui ne dépend ni de la durée de traitement ni du type de liant utilisé. Le lien, souvent énoncé dans la littérature, entre la réponse d’un liant à un traitement thermique et sa composition chimique et minéralogique, déterminé respectivement par fluorescence X et diffraction des rayons X couplée par la méthode de calcul Rietveld, a pu être confirmé. Le rapport SO3 solubles/Al2O3 est notamment ce qui permet la meilleure estimation de la sensibilité d’un liant. Le processus de formation différée de l’ettringite est lent et peut prendre plusieurs années. Donc, pour étudier le phénomène, des méthodes d’essais accélérés ont été testées. Des méthodes ont ainsi pu être proposées pour de futurs tests. Une méthode d’essai rapide d’expansion de barres de mortier permet d’identifier les liants les plus sensibles à la DEF. La formation de la DEF dans les liants les moins sensibles peut être appréciée par le gain de masse de prismes de béton et leur observation microstructurale au microscope électronique à balayage (MEB). Une méthode sur bétons de masse et bétons préfabriqués permet de classer le degré de sensibilité d’un liant face à la DEF selon le gain de masse des prismes de béton. Les liants ternaires montrent une bonne résistance face à la DEF. La sensibilité des liants binaires dépend du rapport SO3 solubles/Al2O3 du liant. === Abstract : A heat cure for concrete can be caused by hydration in massive structures or by thermal treatment in prefabrication industry. When the limit couple maximum temperature/duration of treatment is exceeded, the delayed formation of ettringite occurs and leads to cracking in concrete. The main goal of the work presented in this essay is to establish a safe batch limit for some mixtures, VS (mass concrete) and V-P (precast concrete) which are often used by MTQ. These concretes use some cements blended with silica fume and ternary blended cements with silica fume and fly ash or blast furnace slag. Indeed, the current Canadian standard (CSA A23.1) set a limit which doesn’t depend on duration of the treatment nor the type of bender. However, the link between composition of the used bender, with can be determined by X-ray fluorescence and X-ray diffraction, and the response to a thermal treatment has been confirmed. The soluble SO3/Al2O3 ratio allows to estimate if a bender is sensitive to heat cure. The delayed formation of ettringite is a long process which can last a decade. In order to study this phenomenon, several accelerated test methods have been used. Some of them are available for some future tests. An accelerated expansion method using mortar bar allows to spot the DEF-sensitive benders. Delayed ettringite formation in the less sensitive bender can be estimated by weight gain in concrete prisms and by observation with scanning electron microscope (SEM). The sensitivity level of a bender can by estimated using a method based on weight gain. Ternary blended cements show a greater ability to withstand DEF. The sensibility of binary blended cements depends on soluble SO3/Al2O3 ratio.