Optimisation de ladjuvantation des btons fabriqus avec de leau recycle traite - PowerPoint PPT Presentation

Title: Optimisation de ladjuvantation des btons fabriqus avec de leau recycle traite


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• Optimisation de ladjuvantation des bétons
  fabriqués avec de leau recyclée traitée

Sophie Moffatt-Bergeron Étudiante aux études
supérieures Richard Gagné Directeur des
recherches Centre de Recherche sur les
Infrastructures en Béton (CRIB) - Université de
Sherbrooke
2
Plan de la présentation

• Mise en contexte
• But de la recherche et programme des essais
• Matériaux et mélanges
• Présentation et analyse des résultats
• Conclusion

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Mise en contexte

• Poursuite du projet portant sur leau recyclée
  phase II des recherches
• La phase I a été présentée par Madame Stéphanie
  Blanchard lors de lédition 2006 du (RF)2B, à
  Toulouse
• Constater les effets de leau recyclée sans les
  compenser
• Séparation des composants de leau recyclée

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Mise en contexte

• Les effets de leau recyclée découlent surtout de
  la baisse du rapport E/L effectif et de lapport
  en particules fines
• Perte daffaissement
• Diminution du temps de prise
• Baisse du volume dair entraîné
• Pas dinfluence directe de leau recyclée sur la
  résistance en compression des bétons
• Bonne durabilité à lécaillage des bétons (si le
  volume dair est adéquat)

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Eau recyclée traitée

• 2 différentes sources deau recyclée
• Les bétons en surplus ou non-conformes
• Le lavage des bétonnières après livraison
• Léquipement est nettoyé à laide dun jet deau
  potable à haute pression
• Les normes environnementales ne permettent plus
  le rejet des eaux de lavages dans les réseaux
  municipaux
• Le recyclage de leau a connu une progression
  importante au cours des 15 dernières années,
  surtout en Europe

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Eau recyclée traitée
7
Eau recyclée traitée

• Leau recyclée se caractérise par deux phases
• La phase liquide est composée de
• Chlorures en solution
• Sulfates en solution
• pH entre 12,0 et 12,7
• La phase solide est composée de
• CaCO3
• Hydrates de ciment (ettringite, C-S-H)
• Fines particules de sable
• 95 lt 80 µm
• Classe dominante 10 20 µm

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Normalisation

• Normes en vigueur au Québec
• ASTM C94, CSA A23.1 et NQ 2621-900
• Teneur en solides maximale permise dans leau de
  gâchage 50 000 ppm
• ASTM C94 et CSA A23.1
• Concentration en chlorures maximale 500 mg/l
• Concentration en sulfates maximale 3 000 mg/l
• Possibilité de dépasser la limite de 50 000 ppm
  si la perte de résistance est inférieure à 10

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But de la recherche

• Contrer certains effets découlant de
  lutilisation de leau recyclée par
  loptimisation de ladjuvantation des bétons
• fluidifiant, retardateur, agent entraîneur dair
• Préciser les limites dutilisation de leau
  recyclée afin doptimiser les performances des
  recycleurs dans les usines de béton prêt à
  lemploi.

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Programme des essais

• 4 mélanges principaux fabriqués en laboratoire
• 25 MPa sans air entraîné (25 SAE)
• 25 MPa avec air entraîné (25 AE)
• 30 MPa sans air entraîné (30 SAE)
• 35 MPa avec air entraîné (35 AE)

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Programme des essais
2 concentrations deau recyclée

• fdsgg

• 50 000 ppm
• 75 000 ppm

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Programme des essais

• Optimisation de ladjuvantation des mélanges
• Réducteur deau type lignosulfonate (RES)
  fluidifiant
• Réducteur deau de type acide hydroxycarboxilique
  (REH) fluidifiant favorisant le ressuage
• Un retardateur de prise à base de sels dérivés
  dacide hydroxycarboxilique (RET)
• Un superplastifiant de type polynaphtalènes (SPN)
  
• Un superplastifiant de type polycarboxylates
  (SPP)
• Un agent entraîneur dair de type acides gras
  (AEA)

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Programme des essais

• Malaxeur à toupie de 100 litres
• Gâchées de
• 150 kg (25 SAE, 25 AE et 30 SAE)
• 200 kg (35 AE)
• Essais effectués
• Affaissement
• Volume dair
• Temps de prise
• Résistance à la compression
• Durabilité (35 AE seulement)

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Matériaux et mélanges
Tous les bétons sont fabriqués avec du ciment
GUb-S (laitier) et un gros granulat de 20 mm

• 25 MPa AE
• E/L constant 0,64
• Eau de gâchage
• 50 000 ppm
• 75 000 ppm
• Adjuvantation
• 2 types de réducteurs deau (RES, REH)
• Retardateur de prise (RET)
• Agent entraîneur dair (AEA)

• 25 MPa SAE
• E/L constant 0,71
• Eau de gâchage
• 50 000 ppm
• 75 000 ppm
• Adjuvantation
• 2 types de réducteurs deau (RES, REH)
• Retardateur de prise (RET)

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Matériaux et mélanges

• 30 MPa SAE
• E/L constant 0,65
• Eau de gâchage
• 50 000 ppm
• 75 000 ppm
• Adjuvantation
• Réducteurs deau (RES)
• Retardateur de prise (RET)
• Superplastifiant (SPP)

• 35 MPa AE
• E/L constant 0,45
• Eau de gâchage
• 50 000 ppm
• Adjuvantation
• Réducteurs deau (RES)
• Retardateur de prise (RET)
• Superplastifiant (SPP)
• Superplastifiant (SPN)
• Agent entraîneur dair (AEA)

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Affaissement
25 MPa sans air entraîné
17
Affaissement
25 MPa avec air entraîné
18
Affaissement
25 MPa avec air entraîné
19
Affaissement
30 MPa sans air entraîné
20
Affaissement
35 MPa avec air entraîné
21
Synthèse - Affaissement

• Leau recyclée engendre toujours une perte
  daffaissement
• Cette perte daffaissement peut aussi découler de
  la diminution du volume dair
• Il est possible de compenser les pertes
  daffaissement
• En augmentant le dosage en réducteur deau (25
  SAE et AE)
• En utilisant un fluidifiant (30 SAE et 35 AE)
• Pour le 30 SAE et le 35 AE, la concentration
  maximale de leau de gâchage est de 50 000 ppm

22
Volume dair entraîné
25 MPa avec air entraîné
23
Volume dair entraîné
25 MPa avec air entraîné
24
Volume dair entraîné
35 MPa avec air entraîné
25
Synthèse - Volume dair entraîné

• Leau recyclée diminue lefficacité de lagent
  entraîneur dair
• En présence deau recyclée, les doses dagent
  entraîneur peuvent être de 5 à 20 fois plus
  élevées
• Les dosages les plus élevés sont requis pour les
  bétons à faible rapport E/L
• La combinaison dun adjuvant entraîneur dair et
  dun superplastifiant à base de polycarboxylate
  rend beaucoup plus difficile le contrôle du
  volume dair entraîné

26
Temps de prise
25 MPa sans air entraîné
27
Temps de prise
25 MPa avec air entraîné
28
Temps de prise
25 MPa avec air entraîné
29
Temps de prise
30 MPa sans air entraîné
30
Temps de prise
35 MPa avec air entraîné
31
Synthèse - Temps de prise

• Lutilisation de leau recyclée engendre une
  diminution du temps de prise
• La diminution du temps de prise ne semble pas
  reliée au rapport E/L
• Lutilisation dun retardateur de prise permet de
  compenser sans totalement annuler leffet de
  leau recyclée

32
Résistance à la compression
25 MPa sans air entraîné
33
Résistance à la compression
35 MPa avec air entraîné
34
Synthèse - Résistance à la compression

• Lutilisation de leau recyclée tend à augmenter
  la résistance à la compression
• Leffet est plus marqué au jeune âge
• Laugmentation de la résistance peut être
  attribuée principalement à la présence des fines
  particules (effet filler)

35
Conclusion Eau recyclée

• Lutilisation de leau recyclée sans aucune
  modification du mélange entraîne
• ? de laffaissement
• ? du volume dair entraîné
• ? du temps de prise initial
• Les effets de leau recyclée sont accentués
  lorsque la concentration de leau de gâchage
  augmente, et lorsque le rapport E/L diminue
• La résistance des bétons nest pas affectée sil
  ny a aucun ajout deau et si le volume dair
  demeure dans la plage requise

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Conclusion - Adjuvantation

• Il est possible de compenser les pertes
  daffaissement
• En augmentant le dosage en réducteur deau (25
  MPa SAE et AE)
• En utilisant un superplastifiant (30 MPa SAE et
  35 MPa AE)
• Leau recyclée diminue lefficacité de lagent
  entraîneur dair
• Il est possible dentraîner un volume dair
  adéquat en utilisant des doses dagent entraîneur
  dair de 5 à 20 fois plus élevées que dans le
  béton de référence
• Lutilisation dun retardateur de prise peut
  compenser mais sans totalement annuler leffet
  accélérateur de leau recyclée sur le temps de
  prise

37
Conclusion
Lutilisation de leau recyclée dans le béton est
une solution écologique, viable dans un contexte
de développement durable
38

• SIMULATION DU RETRAIT ENDOGENE PAR UNE APPROCHE
  CHIMIO-PORO-VISCOELASTIQUE
• J.F. Georgin, J.M. Reynouard
• Laboratoire de Génie Civil et dingénierie
  environnementale, INSA, LYON, France

39
Problématique du comportement à jeune âge

• Mise en uvre dun outil danalyse
• Influence des paramètres matériaux
• Ciments Portland et sulfo-alumineux

Retrait endogène
40
Plan de la présentation

• Résultats expérimentaux de mesure du retrait
  endogène
• Cadre théorique de la modélisation
• Résultats de simulation
• Conclusions

41
Banc dessai expérimental de retrait
CRIB Université Laval (Québec)

• 4 bétons étudiés
• 2 ciments
• 2 rapports E/C

42
Les résultats expérimentaux sur bétons
Thèse de Paul-Marie MICHAUD (2006)
LGCIE INSA Lyon (France)
CRIB Université Laval (Québec)
43
Les résultats expérimentaux sur mortiers
44
Le cadre théorique de la modélisation
45
Un modèle dhydratation

• Modèle chimique simplifié (Portland)

46
Un modèle dhydratation
nréactif Réactif neau Eau gt nproduit
Produits
Identification des paramètres du modèle chimique
par méthode inverse (filtre de Kalman)
47
Un modèle dhydratation
48
Lévolution de la porosité
Air entrainé
Volume deau de la composition
Consommation deau
Contraction chimique
49
(No Transcript)
50
Lévolution de la porosité totale
51
Lévolution du degré de saturation Sl
Eau libre
Eau libre
Ciment
Ciment
Hydrates
Hydrates
52
Lévolution du degré de saturation Sl
53
Estimation de la pression capillaire
Baroghel-Bouny et al. (1999)
54
Un modèle de pression capillaire
55
(No Transcript)
56
Un modèle de pression capillaire
57
Couplage hydro-mécanique

• Concept de pression équivalente

Poro-mécanique Coussy (2004)
58
Prise en compte du fluage
Acker et Ulm (2001)
59
Résultats de simulation
60
Résultats de simulation
61
Conclusions

• Aptitude à décrire le retrait endogène
• Rôle joué par certains paramètres
• Cinétique dhydratation
• Distribution poreuse
• Comportement de fluage
• Approfondissements nécessaires
• Expérimentaux
• Théoriques

62
Comportement du béton au jeune âge dans les
structures massives mesure expérimentale et
modélisation
J. ZREIKI, M. CHAOUCHE
ENS École Normale Supérieur de Cachan LMT
Laboratoire de Mécanique et Technologie Cachan,
France http//www.lmt.ens-cachan.fr
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9ème Édition des Journées scientifiques (RF)2B
Lausanne 28-29 Août 2008
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Plan de présentation
Contexte
Présentation du modèle
Validation du modèle
Conclusions
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Décomposition des déformations Différées
Freyssinet et le pont du Veurdre en 1912
Pont du Veurdre, Allier, France
Pont de Boutiron
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Décomposition des déformations Différées
Premier règlement français 1906 le module
élastique dun béton est, comme celui de
lacier, pratiquement constant .
La prévision du fluage du béton précontrainte est
daté de 1965

• Les normes actuelles Eurocode 2
• béton armé manière forfaitaire
• béton précontraint manière élaborée

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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Déformations différées
Dépendante du chargement
Indépendante du chargement
Fluage
Retrait
Fluage propre
Fluage de dessiccation
Retrait thermique
Retrait endogène
Retrait dessiccation
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Cas des structures massives
Enceinte du réacteur nucléaire de Gentilly
Un gradient de température apparaît alors entre
la peau du béton et le cur de la structure.
Colis de stockage ANDRA
Risque de fissuration
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Objectif de létude modéliser le comportement
viscoélastique du béton au jeune âge prenant en
compte le fluage propre, retrait endogène,
thermique

• Validation du modèle à partir de résultats
  expérimentaux
• Retrait empêché et fissuration (essais à
  lanneau)
• Retrait libre (éprouvettes linéiques)
• Module dYoung dynamique (ultrasons)
• Calorimétrie semi-adiabatique (Chaleur et degré
  dhydratation)

Prédication des contraintes résiduelles et des
risques de fissuration
Identification des paramètres du modèle
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Modélisation du comportement du béton au jeune
âge
Modèle thermo chimique
Taux de chaleur généré par lhydratation du
ciment La capacité thermique volumique du béton
La conductivité thermique
Suivi de lhydratation par calorimétrie
semi-adiabatique
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Modélisation du comportement du béton au jeune
âge
Modèle thermo chimique
Taux de degré dhydratation Affinité chimique
normalisé Énergie dactivation
J.mol-1 Constante des gaz parfaits
J.mol-1.K-1 Température T
Laffinité chimique est identifiée
expérimentalement par
a, b, c, d, e, f, g sont des paramètres à
identifier
degré dhydratation
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Énergie dactivation
Identifié par la méthode deux vitesses  (DAloïa
1998)
Degré davancement de la réaction isotherme 20 C
Hydratation 0 à 24 heure
Hydratation 1 à 15 jours
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Modèle pour le retrait endogène et thermique
Retrait endogène
Paramètres à identifier
Degré dhydratation du ciment Le seuil du degré
dhydratation Retrait endogène
Retrait thermique
coefficient de dilatation thermique
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Modèle de fluage propre
Définition
Mécanisme
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Modèle de fluage propre
Élément de Kelvin
Loi de Hooke
Loi de Newton
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Modèle de fluage propre
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Calcul Thermique
Calcul Mécanique
Entrée  Tn, , Tn1 ,
Entrée  Tn,
Évolution du module dYoung
Affinité normalisée
n n1
Retrait thermique et endogène
Source de chaleur
Déformation de fluage
Résoudre léquation de la chaleur
Sortie  Tn1,
Sortir
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Z
Modélisation par éléments finis sous
Cast3m-développement 2006
R
Anneau
Éprouvette 7728 cm
Z
R
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Validation du modèle
Béton utilisé Béton autoplaçant fibré
E/C 0,38
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Essai à lanneau
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Suivi du retrait libre endogène et de
dessiccation
Éprouvettes linéaires 7x7x28 cm (de géométrie
correspondante aux mêmes conditions de séchage
que lanneau)
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Suivi du module dYoung dynamique
Degré dhydratation
Masse volumique
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Identification du Retrait libre
Retrait libre Expérimental Modèle
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Identification du Retrait libre et du fluage
propre
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9ème Édition des Journées scientifiques (RF)2B
Lausanne 28-29 Août 2008
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Présentation du modèle
Contexte
Validation du modèle
Conclusions
Un modèle numérique a été développé pour
représenter le comportement viscoélastique du
béton au jeune âge.
Un élément de Kelvin-Voigt est suffisant pour
décrire correctement le fluage propre du béton
au jeune âge
Le modèle prend en compte lhydratation
En perspective, la prise en compte du séchage et
de ses effets est à prendre en compte pour les
structures  minces 
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9ème Édition des Journées scientifiques (RF)2B
Lausanne 28-29 Août 2008
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• Merci de votre attention !

J. ZREIKI
http//zreiki.free.fr/
85
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9ème Édition des Journées scientifiques (RF)2B
Lausanne 28-29 Août 2008
86
9ème édition des Journées scientifiques du (RF)2B
à Lausanne, Suisse 28 29 Août 2008

• APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION
• DANS LE SUIVI DES COMPORTEMENTS
• DES MATERIAUX CIMENTAIRES
• AU JEUNE AGE
• T. LE BIHAN , J.-F. GEORGIN , D. BAROUDI , F.
  MORESTIN , J. PERA , J. AMBROISE

B
A
87
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
INTRODUCTION

1. CONTEXTE ET MATERIAUX UTILISES
2. DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ESSAI DE TUILAGE
2.1 Méthode de mesure par contact et résultats
2.2 Stéréo-corrélation et résultats
2.3 Apports de la stéréo-corrélation
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
2
88
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
INTRODUCTION
Les chapes, constituées de mortier liquide
autonivelant, peuvent être désolidarisées de leur
support
3
89
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
INTRODUCTION

1. CONTEXTE ET MATERIAUX UTILISES
2. DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ESSAI DE TUILAGE
2.1 Méthode de mesure par contact et résultats
2.2 Stéréo-corrélation et résultats
2.3 Assemblage des résultats
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
4
90
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
Avantages du ciment sulfo-alumineux vis-à-vis du
tuilage
- Cinétique dhydratation plus rapide que le
ciment Portland

• Famille principale de pores centrée vers un
  diamètre de 1 µm
• 
  (0.1 µm pour le Portland)

5
91
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
Hydratation du liant ettringitique (Odler, 2000)
6
92
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
INTRODUCTION

1. CONTEXTE ET MATERIAUX UTILISES
2. DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ESSAI DE TUILAGE
2.1 Méthode de mesure par contact et résultats
2.2 Stéréo-corrélation et résultats
2.3 Assemblage des résultats
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
7
93
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
Dispositif de mesure avec contact
Tuilage mesuré
8
94
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
INTRODUCTION

1. CONTEXTE ET MATERIAUX UTILISES
2. DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ESSAI DE TUILAGE
2.1 Méthode de mesure par contact et résultats
2.2 Stéréo-corrélation et résultats
2.3 Assemblage des résultats
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
9
95
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
Dispositif de mesure sans contact la
stéréo-corrélation
Suivi de la topographie de la surface de la chape
au cours du temps
10
96
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
Vidéo3D_Essai_tuilage.avi
11
97
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
Essai de prise à laiguille de Vicat
12
98
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
13
99
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
INTRODUCTION

1. CONTEXTE ET MATERIAUX UTILISES
2. DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ESSAI DE TUILAGE
2.1 Méthode de mesure par contact et résultats
2.2 Stéréo-corrélation et résultats
2.3 Assemblage des résultats
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
14
100
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
COMPOSITION A
15
101
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
COMPOSITION B
16
102
APPORTS DE LA STEREO-CORRELATION DANS LE SUIVI
DES COMPORTEMENTS DES MATERIAUX CIMENTAIRES AU
JEUNE AGE
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
Les méthodes par contact - informations au
mieux après la fin du durcissement - méthode
ponctuelle.
La méthode de stéréo-corrélation - accès aux
informations dès le coulage - méthode de champ.
La stéréo-corrélation offre des perspectives
intéressantes pour - caractériser les
matériaux cimentaires dès leur coulage -
mettre en évidence les interactions des
différents constituants - modéliser leurs
comportements.
17
103
MERCI DE VOTRE ATTENTION
104
(No Transcript)
105

• ACTION DE LHYDROXYDE DE LITHIUM EN COMPARAISON
  AVEC LA SOUDE ET LA POTASSE
• SUR LA REACTION ALCALI-SILICE

• D. BULTEEL, E. GARCIA-DIAZ et P. DEGRUGILLIERS

• Laboratoire de génie civil et environnemental
• de lEcole Nationale Supérieure des Techniques
  Industrielles et des Mines
• Douai, France

106

• OBJECTIF

? Le but de cette étude est daméliorer la
compréhension du rôle du lithium sur le mécanisme
daltération de la Réaction Alcali-Silice

• Une méthode chimique développée au laboratoire
  permet des mesures quantitatives
• ? de variables davancement spécifiques à la RAS
  sur un granulat réactif
• ? des espèces alcalines
• Etude comparative dans les mêmes conditions mais
  avec trois cations différents Na , K et Li

• La réaction a été réalisé à 80C sur trois
  milieux réactionnels modèles constitués par un
  granulat réactif, de la portlandite et une
  solution
• 1/ NaOH
• 2/ KOH
• 3/ LiOH

107

• MECANISME CHIMIQUE DE LA RAS

• ? ETAPE 1 formation de sites Q3

• Q4

• Q3

• ? ETAPE 2 dissolution de la silice

• Q3

• Q0

• ? Précipitation des ions siliceux

108

• DEFINITION DES VARIABLES DAVANCEMENT

• ? Formation de sites Q3 (étape 1)

• ? Dissolution de la silice (étape 2)

• Mais aussi des paramètres des espèces alcalines
• - basicité
• - concentration en ions hydroxyles
• - teneur en portlandite consommée

109

• MATERIAUX

• Microscopie optique en lumière transmise
  polarisée analysée

• ? Le matériau était un granulat réactif de type
  silex provenant du Nord de la France

• ? La valeur initiale de sites Q3 dans le
  granulat est proche de 0,07 moles de sites Q3 par
  moles de silice initiale

110

• EVOLUTION DE LA FRACTION MOLAIRE DE Q4

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml à 0,79 mol/l de
• - KOH
• - NaOH
• - LiOH

• Forte consommation des Q4 pour KOH et NaOH
• Faible consommation des Q4 avec LiOH

111

• EVOLUTION DE LA FRACTION MOLAIRE DE Q3

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml à 0,79 mol/l de
• - KOH
• - NaOH
• - LiOH

• Création importante des sites Q3 pour KOH et NaOH
• Faible création de sites Q3 avec LiOH

112

• EVOLUTION DE LA FRACTION MOLAIRE DE Q0

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml à 0,79 mol/l de
• - KOH
• - NaOH
• - LiOH

• Formation importante de silice dissoute Q0 pour
  KOH et NaOH
• Très faible formation de silice dissoute Q0 avec
  LiOH

113

• EVOLUTION DES FRACTIONS MOLAIRES DE Q0

• Silex, portlantide et solution de KOH

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml de KOH à 0,79 mol/l

• Formation importante de silice dissoute Q0 se
  trouvant à la fois se forme de silice précipitée
  et en solution à lexception dune phase initiale

114

• EVOLUTION DES FRACTIONS MOLAIRES DE Q0

• Silex, portlantide et solution de NaOH

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml de NaOH à 0,79 mol/l

• Formation importante de silice dissoute Q0 se
  trouvant à la fois se forme de silice précipitée
  et en solution à lexception dune phase initiale

115

• EVOLUTION DES FRACTIONS MOLAIRES DE Q0

• Silex, portlantide et solution de LiOH

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml de LiOH à 0,79 mol/l

• Très faible formation de silice dissoute Q0 qui
  se retrouve exclusivement sous la forme de silice
  précipitée.
• Absence de silice en solution

116

• EVOLUTION DES VARIABLES DAVANCEMENT

• Comparaison entre KOH, NaOH et LiOH

• Laugmentation de FMQ3 montrent que la création
  de sites Q3 prévaut sur la réaction de dissolution

• RAS se développe

? Avec KOH et NaOH
? Avec LiOH

• RAS est limitée

117

• EVOLUTION DES ESPECES ALCALINES

• Silex, portlantide et solution de KOH

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml de KOH à 0,79 mol/l

• Faible décroissance de la basicité
• Forte consommation des ions hydroxyles
• et de portlandite

• RAS se développe

118

• EVOLUTION DES ESPECES ALCALINES

• Silex, portlantide et solution de NaOH

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml de NaOH à 0,79 mol/l

• Stabilité de la basicité
• Forte consommation des ions hydroxyles
• et de portlandite

• RAS se développe

119

• EVOLUTION DES ESPECES ALCALINES

• Silex, portlantide et solution de LiOH

• Conditions 80C
• 1 g silex 0,16-0,63 mm
• 0,5 g Ca(OH)2
• 10 ml de LiOH à 0,79 mol/l

• Stabilité de la basicité
• Concentration en ions hydroxyles basicité
• Très faible consommation de portlandite

• RAS est limitée

120

• CONCLUSION

• ? Lutilisation dun milieu réactionnel modèle
  constitué dun silex réactif, de portlandite et
  dune solution alcaline comme KOH, NaOH et LiOH,
  le tout à 80C, permet davoir des conditions
  très favorables pour développer la RAS

• ? Grâce à la mesure quantitative de variables
  davancement spécifiques à la RAS mais aussi des
  espèces alcalines, nous montrons que

? Avec KOH et NaOH, la RAS se développe
? Avec LiOH, la RAS est limitée

• Le Lithium est un inhibiteur de la RAS et pas
  seulement un retardateur parce quil limite le
  mécanisme de formation des produits de la RAS

121

• CONCLUSION

• ? Dans le milieu réactionnel modèle, avec LiOH,
  la formation de nouveaux sites Q3 est réduite
  donc, dans les mortiers et bétons avec le
  lithium, la teneur en sites Q3 devrait rester
  très faible

• ? Dans des travaux antérieures, nous avions
  montré une relation entre laugmentation de la
  teneur en sites Q3 et des mesures dexpansion.

• Le Lithium induit une faible quantité de nouveaux
  sites Q3 donc le risque dexpansion serait faible

• Cette relation pourrait expliquer labsence
  dexpansion sur les mortiers ou bétons observés
  dans la littérature

• Quelle est le mécanisme qui permet de limiter la
  formation des produits de la RAS avec LiOH ?