Description des évolutions physico-chimiques d'un ciment alumineux du jeune âge et au cours de son vieillissement : caractérisation ultrasonore in-situ en mode infini et en réflexion

• Auteur / Autrice : Nathalie Gimet-Bréart
• Direction : Agnès Smith
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Applications scientifiques

Ultrasons

Alumine

Composites de ciment

Résumé

L'objectif de ce travail est d'etudier l'evolution physico-chimique d'une pate de ciment au jeune age (entre 0 et 24 heures) et au cours de son vieillissement (jusqu'a 5 mois). L'originalite de cette etude reside dans la caracterisation d'un ciment alumineux, qui se comporte tres differemment selon les conditions environnementales, par une technique ultrasonore en mode infini et en reflexion. Apres la mise au point de cette technique ultrasonore, l'accent est mis sur les correlations entre les donnees extraites des mesures in-situ et les donnees obtenues par des methodes ex-situ plus classiques (atd, atg et drx), permettant de connaitre les caracteristiques physico-chimiques du materiau. Les resultats experimentaux concernent un ciment alumineux secar71 (fabrique par la societe lafarge) et sa phase majoritaire (l'aluminate monocalcique ca). Une etude est realisee a temperature constante (20\c) et pour differentes dilutions (rapport massique e/c variant de 0,3 a 0,4) puis une seconde examine l'effet des differences de temperature (5\c, 20\c, 40\c et 60\c) sur le jeune age comme sur le vieillissement. Cette demarche permet de demontrer qu'au jeune age, les variations des parametres ultrasonores sont le reflet d'au moins un phenomene macroscopique : la duree de rigidification du materiau, et de deux phenomenes microscopiques : le processus a l'origine de la formation des phases hydratees (dissolution/precipitation) qui se deduit de l'evolution propre de la vitesse de propagation, d'une part, et le debut du changement morphologique des hydrates, information contenue dans le parametre coefficient de reflexion, d'autre part. Dans cette meme approche, il apparait qu'au cours du vieillissement, la variation de la vitesse de propagation est tres fortement liee a la microstructure du materiau (porosite, tortuosite) et a la nature des interfaces entre phases. L'ensemble des resultats obtenus met l'accent sur la pertinence d'une approche multi-echelle d'un materiau afin d'expliquer son comportement a court, moyen et long terme. Dans cette optique, le ciment est un exemple tres probant.