Etude sur l’hydratation des ciments composés CEM V : application au comportement à long terme des bétons

par Chon-Nam Chao

Thèse de doctorat en Sciences. Chimie - Physique

Sous la direction de André Nonat.

Soutenue en 2007

à Dijon .


  • Résumé

    Ce travail s’inscrit dans le cadre d’études sur le comportement à long terme des bétons à base de ciment CEM V (Clinker/Laitier/Cendres volantes) susceptibles d’entrer dans la gestion du stockage des déchets radioactifs en site géologique profond. Cette étude s’est faite en collaboration avec le département R&D d’EDF, le CEA et l’Université de Bourgogne. L’étude de l’évolution des caractéristiques physiques et chimiques des matériaux à base de ciment CEM V en fonction du temps et la mise en oeuvre d’un modèle d’hydratation sont essentielles pour prédire leur comportement à long terme. Le ciment anhydre CEM V et l’évolution physique et chimique des pâtes issue de ce ciment à différents rapports E/C ont été analysés par diverses techniques (DRX, ATG, RMN, porosité au mercure…) L’étude de l’évolution des caractéristiques physiques des échantillons à base de ciment CEM V en fonction de leur taux d’hydratation conduit à mieux comprendre l’influence de l’hydratation de chaque constituant sur leur microstructure. Comparé à des matériaux à base de ciment CEM I, cette étude montre que l’utilisation de ceux à base de ciment CEM V peut comporter maints avantages. Leur assemblage minéralogique devient vite stable. La présence du laitier dans le ciment composé est la cause de changements observés en calorimétrie et au niveau de la contraction de Le Chatelier. La microstructure hydratée du ciment CEM V est également à l’origine de ses faibles propriétés de transport. L’optimisation d’un outil de modélisation (VCCTL) permettant de modéliser l’hydratation du ciment CEM V a été réalisée. La pertinence de cette modélisation est vérifiée par comparaison avec les données expérimentales.

  • Titre traduit

    Study of blended cement hydration : application in concretes long-term behaviour


  • Résumé

    This work concerns the long-term behaviour studies of concrete based on blended cement (Clinker – Blast furnace slag – Fly ash / CEM V). Those materials could be use for nuclear waste sub-surface storage as well as basement or confining materials. This study is carried out in collaboration between EDF R&D, CEA and Bourgogne University. The study of the blended cement physical and chemical characteristics according to time and the set up of a hydration model are essential to predict their long-term behaviour. From this point of view, the blended cement and physical and chemical evolution of those blended cement pastes, with different W/C ratio (0,3, 0,4 and 0,5), were analyzed by various techniques like, X-ray diffraction, thermal analysis, Solid stat NMR. , mercury porosity… The study of the blended cement pastes physical characteristics evolution according to their hydration rate allow to identify the influence of each compound’s hydration on their microstructure. Compare to material based on ordinary Portland cement (CEM I), this study show how material based on blended cement (CEM V) can be make up of several advantages. Indeed, their mineral assembly becomes stable quickly. The calorimetric and chemical shrinkage changes, which begin about ten hours, are due to slag presence in blended cement. The blended cement hydrated microstructure is also the origin of its weaker ionic and gas species transport properties. By inputting blended cement knowledge in a hydration model (VCCTL), a functional blended cement hydration model was carried out. The relevance of this new hydration model is checked by comparison with experimental data.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(213 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 159-166, [107] réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2007/31
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