Influence de la nature du liant et de la température sur le transport des chlorures dans les matériaux cimentaires

par Than Son Nguyen

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Myriam Carcassès.

Soutenue en 2006

à Toulouse, INSA .

mots clés

• Matériau cimentaire
• Additions minérales
• Ciment
• Chlorures -- Diffusion (physique)
• Dépôts de déchets radioactifs

Résumé

Ce travail de recherche consiste à étudier l’influence de la température d’essai sur le transport des chlorures à travers un matériau cimentaire dans des ouvrages de stockage des déchets radioactifs ou dans des structures exposées à un milieu salin. Le coefficient de diffusion effectif, la pénétration et aussi les interactions physico-chimiques entre la matrice cimentaire et les chlorures sous l’effet de la température ont été étudiés. Les matériaux étudiés étaient des mortiers et des pâtes à base de CEM I et CEM V/A, ces matériaux ont été utilisé après 1 mois de cure pour les CEM I et 3 mois de cure pour les CEM V dans une salle humide (21 ± 2 °C, 90% humidité relative). Nous nous sommes intéressés à une plage de température d’essai variant de 5 à 80 ºC (5, 21, 35, 80 °C). L’influence de la température sur l’évolution de la microstructure a également été caractérisée et analysée quantitativement par microscopie électronique à balayage (MEB) et par diffraction des rayons X (DRX). Les résultats expérimentaux servent à la validation et au développement d’un module « température » dans le code de calcul MsDiff, qui est utilisé afin de prédire la diffusion des chlorures dans un matériau cimentaire. Ce code est basé sur une approche du transport ionique suivant la loi de conservation de la masse des espèces, en tenant compte des interactions

Titre traduit

Influence of the binder nature and the temperature on the chloride transport through cementitious materials

Résumé

The objective of this work is to document the effect of the temperature on the chloride diffusion through cement-based materials. The chloride diffusion coefficient, the penetration profiles and the chloride interactions with the solid phase were highlighted. The materials were CEM I and CEM V/A mortars and pastes. They were cured in wet room (21 ± 2 °C, 90% relative humidity) for 1 month in the case of CEM I and 3 months in the case of CEM V before the experiments started. The temperature levels were 5, 21, 35 and 80 ºC. In addition, microstructure analyses were carried on using X-rays diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques. The experimental results were then used to continue to develop the numerical code, MsDiff, developed in our research group. A good agreement between the numerical concentration profiles and the experimental ones was found