Modelisation de la diffusion gazeuse et du processus de carbonatation dans les pates de ciment

par NIDAL AL AKCHAR

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de André Raharinaivo.

Soutenue en 1999

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    La pate de ciment durcie contient des pores dont les plus petits sont remplis d'une solution interstitielle. La taille maximale des pores satures depend de l'humidite relative du materiau. La solution interstitielle est en equilibre chimique avec les constituants du ciment. Elle est tres basique, pour un beton sain, non pollue. Par ailleurs, le co 2 contenu dans l'atmosphere peut penetrer dans la pate de ciment, a travers les pores non satures. Il reagit avec la solution interstitielle et forme des carbonates, surtout de calcium. Le ph de cette solution passe alors d'environ 12 a environ 9. Dans les modeles classiques, la profondeur de carbonatation obeit a une loi en racine carree du temps. Dans cette etude, un modele a ete mis au point pour prevoir la profondeur de carbonatation de la pate de ciment. Il tient compte de la distribution de la taille des pores et de l'humidite relative du materiau. La penetration du co 2 est supposee suivre une loi de diffusion, perturbee par la reaction chimique de carbonatation. Dans une premiere phase, le coefficient de diffusion gazeuse dans le materiau poreux, plus ou moins sature d'eau, a ete modelise. Le gaz diffusant choisi etait la vapeur d'eau, pour laquelle des donnees existent et servent pour valider le modele. Les calculs ont ete appliques a des pates de ciment dont les distributions de taille des pores ont ete prealablement determinees. Les resultats des calculs sont en accord avec les donnees publiees. Dans une deuxieme phase, l'evolution de la profondeur de carbonatation en fonction du temps a ete modelisee. Les resultats des calculs ont ete compares avec ceux d'essais portant sur des materiaux dont la distribution de la taille des pores etait connue. Ces essais ont ete effectues sous diverses valeurs de l'humidite relative de l'atmosphere. Les resultats des calculs sont en accord avec ceux des essais. Il apparait que le modele est en accord avec les lois empiriques les plus courantes, d'evolution de la profondeur de carbonatation en fonction du temps.


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Informations

  • Détails : 139 p.
  • Annexes : 68 ref.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
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  • Cote : TH2014-014402
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