Apport des aluminates de calcium vis-à-vis de la résistance à l'eau des sulfates de calcium hydratés

Contribution of calcium aluminate on the water resistance of hydrated calcium sulphate

• Auteur / Autrice : Tien Dung Nguyen
• Direction : Jean Ambroise
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 20/01/2012
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d' Ingénierie Environnementale, EA 4126 (Villeurbanne, Rhône) - Laboratoire de Génie Civil et d'Ingénierie Environnementale / LGCIE
• Jury : Président / Présidente : Ali Limam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Ambroise, Ali Limam, Ginette Arliguie, Eric Garcia-Diaz, Jean-François Georgin, Pascal Taquet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ginette Arliguie, Eric Garcia-Diaz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Humidité

Ciment de laitier

Ettringite

Sulfate de calcium

Construction -- Matériaux

Mots clés libres

Matériau du génie civil

Sulfate de calcium

Insensibilisation à l’eau

Ciment alumineux

Laitier

Gypse

Hémi-hydrate

Anhydrite

Ettringite

Civil engineering material

Calcium sulfate

Water resistance

Aluminous cement

Slag

Gypsum

Hemi-hydrate

Anhydrite

Ettringite

Résumé

Les sulfates de calcium sont des matériaux économiques et écologiques. Pourtant leur utilisation dans le domaine de la construction est assez limitée du fait de leur sensibilité à l’eau. La capacité des ciments alumineux (CAC) à diminuer la sensibilité à l’eau des sulfates de calcium ainsi que les mécanismes d’insensibilisation ont été étudiés. L’insensibilisation à l’eau des sulfates de calcium a été réalisée par ajout de faibles quantités de ciment alumineux (≤ 30%). Quatre sulfates de calcium de nature différente : gypse, hémi-hydrate α et β, anhydrite synthétique ont été étudiés. L’étude des mécanismes d’insensibilisation à l’eau des sulfates de calcium par ajout du ciment Fondu, menée à différentes analyses de la microstructure : IR, DRX, ATD-TG, MEB, a mis en évidence deux approches : la formation de l’ettringite insoluble et la formation du gel d’AH3 qui colle les grains de sulfate de calcium soluble. La nature des phases cristallochimiques du ciment alumineux a des influences sur les caractéristiques mécaniques, la sensibilité à l’eau ainsi que la durabilité des mélanges [sulfate de calcium / CAC]. L’étude des mélanges [anhydrite synthétique / laitier / CAC] offrent des perspectives intéressantes notamment concernant le développement des liants à faible empreinte CO2.

Calcium sulphate materials are economical and ecological. But their use in the construction is quite limited because of their sensibility to water. The capacity of aluminate cement (CAC) to decrease the water sensibility of calcium sulphate and the mechanisms of insensibilisation were investigated. Waterproofing of gypsum base materials was carried out by addition of small amounts of aluminate cement (≤ 30%). Different nature of calcium sulphates : gypsum, hemihydrate α and β, synthetic anhydrite was studied. The study of mechanisms of insensibilisation to water of calcium sulphate by adding cement Fondu, with different analysis of microstructure : IR, DRX, ATD-TG, MEB, revealed two approaches : formation of ettringite insoluble and formation of gel AH3 that stick soluble grains of calcium sulphate. The nature of phases of aluminate cement has influences on the mechanical properties, sensibility to water and durability of mixtures [calcium sulphate / CAC]. The studies of mixtures [synthetic anhydrite / slag / CAC] offer interesting perspectives for the development of binders with low imprint CO2.