Etude de la réactivité de six variétés de fines de silice en solution aqueuse basique et au cours de l'hydratation des constituants des ciments portland

• Auteur / Autrice : Dominique Lucot
• Direction : Omer Evrard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

Alcali-réaction est un phénomène qui peut amener la destruction d'un ouvrage, et qui se produit entre les granulats plus ou moins réactifs d'un béton et la solution interstitielle basique. Lle but de ce travail est de comprendre les mécanismes chimiques qui interviennent dans la dissolution de la silice, et de trouver une formulation de béton pour l'emploi de six variétés de fines de silice : elles diffèrent principalement par leur ordre de cristallinite ; d'une silice amorphe a un quartz, leur granulométrie est inferieure a 50 m (ordre de grandeur du cheveu). La première partie concerne l'étude de la dissolution des silices dans une solution sodo-potassique 0,7 n, avec ou sans ajout de 10% de chaux. Dans la phase liquide, la silice est d'autant plus dissoute que son caractère amorphe est grand, l'effet pessimum, ainsi qu'une diminution de ph sont observes. En présence de chaux, la concentration en silice diminue fortement, quel que soit le type de silice. Dans la phase solide, il se forme un gel d'autant plus riche en silice que la silice est soluble, de plus le gel s'enrichit au cours du temps en ions alcalins, particulièrement k +. En présence de chaux, ce gel est de type CSH. La seconde partie concerne l'étude du comportement de ces silices lors de l'hydratation des principaux constituants d'un ciment portland. L’hydratation a été suivie par diffraction des rayons x, analyses thermiques, microscopie électronique et résonance magnétique nucléaire du 2 9 SI. Les résultats obtenus montrent que l'hydratation de C 3S est accélérée par la présence de silice soluble. L'hydratation de C 3a dope a 2 ou 4% en sodium conduit à la formation de gehlenite hydratee lorsque la silice est soluble, et c 3ah 6 lorsque la silice est peu ou pas soluble. Dans le système c 3s-c 3a-gypse-silice la formation tardive d'ettringite est observée et expliquée. Le système plus complexe ciment-silice est étudié ; des conseils pour l'utilisation de ces fines sont alors donnés en conclusion.