Les réactions sulfatiques internes au béton : contribution à l'étude des mécanismes de la formation différée de l'ettringite

par Loïc Divet

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Daniel Léger.

Soutenue en 2001

à Paris, CNAM .


  • Résumé

    Certaines structures en béton présentent une fissuration dont l'origine est parfois attribuée à un gonflement provoque par la formation différée de l'ettringite. L'étude de matériaux en service montre que cette maladie ne concerne pas uniquement les bétons traités thermiquement, mais peut aussi se rencontrer dans les ouvrages en béton de grande masse. Pour ces derniers, le cycle thermique apparaît plus intense compte tenu de la durée de maintien à haute température. Plusieurs paramètres apparaissent indispensables à la réaction : dosage en ciment élevé, bétonnage en période estivale, nature du ciment (alcalins, so 3 et c 3a), conditions d'humidité élevée, nature minéralogique des granulats. Deux mécanismes réactionnels peuvent être à l'origine de cette réaction. Le travail expérimental a consisté à les étudier séparément in vitro. Nous montrons que les ions so 4 2 peuvent se fixer par adsorption physique à la surface des c-s-h. Ce phénomène est susceptible d'empêcher partiellement la formation initiale d'ettringite et est favorisé par une élévation de la température et/ou de la basicité du milieu. A travers une expérimentation sur des phases synthétisées, nous mettons également en évidence une libération importante d'ions so 4 2 provenant des sulfoaluminates de calcium hydrates gouvernée par la température et la concentration en ions oh. Par contre, les ions al(oh) 4 apparaissent plus difficilement libérables. Ces deux mécanismes génèrent donc des sulfates qui se trouvent, soit en solution dans la phase aqueuse du béton, soit physiquement adsorbes aux c-s-h et qui peuvent, a terme, lorsque certaines conditions chimiques sont atteintes, participer à la formation d'ettringite délétère pour le béton. Des modifications importantes dans la microstructure des c-s-h formes à 60 et 90\c ont également été mises en évidence. Il apparaît que les amas de c-s-h présentent une porosité plus grossière qui facilitera le transfert local des ions sulfate vers des sites réactionnels.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2001 par Laboratoire central des ponts et chaussées à Paris

Les réactions sulfatiques internes au béton : contribution à l'étude des mécanismes de la formation différée de l'ettringite


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Informations

  • Détails : 227 p.
  • Annexes : Bibliogr. 166 ref.

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