Effet de l'attaque sulfatique externe sur la durabilité des bétons autoplaçants, Effect of external sulfate attack on the self-compacting concrete durability

Mohammed Rissel Khelifa

Description

Sous la direction de Muzahim Al-Mukhtar, Hocine Chabil
Thèse soutenue le 20 juin 2009: Université de Constantine, Orléans
Les bétons autoplaçants (BAP) se distinguent des bétons ordinaires (BO) ou vibrés, par leurs propriétés à l’état frais. Ils sont capables de s’écouler sous leur propre poids, quelque soit le confinement du milieu, et restent homogènes au cours de l’écoulement. Pour parvenir à ce cahier de charge, les BAP sont formulés différemment des BO. En général, ils possèdent un même dosage en ciment et en eau que les BO ainsi qu’un volume de sable assez proche. L’apport de la pâte (ciment + eau + adition) est privilégié au détriment des gravillons. L’objectif du travail de recherche présenté dans cette thèse porte sur l’effet de l’attaque sulfatique externe sur les bétons autoplaçants. Pour cela quatre types de bétons autoplaçants à base de ciments, de granulats concassés et d’adjuvants ont été confectionnés. Chaque béton a subit quatre protocoles différents d’attaque sulfatique externe à savoir l’immersion totale, l’immersion-séchage à 105°C, l’immersion-séchage à 60°C et l’exposition des éprouvettes à un brouillard salin. Ces ambiances visent à reproduire de manière accélérée les différentes sources de pollutions capables de générer des attaques sulfatiques externes. A terme de six mois d’exposition des échantillons en béton et en mortier, il a été possible de dresser les principales conclusions reposant sur des études macroscopiques et microscopiques des échantillons testés. Trois comportements différents des bétons ont pu êtres distingués : bétons résistent à l’attaque sulfatique externe, bétons endommagés suite à cette attaque et bétons endommagés par la précipitation des sels et non par une réaction sulfatique externe. En conclusion, cette recherche a permis d’identifier les protocoles accélérés les plus adaptés aux études de la durabilité des bétons et de classer les bétons autoplaçants confectionnés avec des granulats concassés selon leurs résistants aux attaques sulfatiques externes (pollutions industrielles ou construction sur des sols gypseux).
-Attaque sulfatique externe
-Protocoles de vieillissement accéléré
The aim of the presented research in this thesis focuses on the effect of external sulfate attack on the durability of self-compacting concrete. For that, four types of concretes based on Aigerian cement, crushed aggregates and plasticizers have been made. Each type of concrete has undergone four different protocols of external sulfate attack which are the total immersion, the immersion 1drying at 105 CC, the immersion 1drying at 60 CC and the exposure of specimens to a salt spray. These environments are designed to reproduce the different accelerated sources of pollution that can generate external sulfate attack. A term of six months of exposure of the samples in concrete and mortar, it was possible to draw the main conclusions based on macroscopic and microscopie studies of the sam pies tested. Three different behaviors of concrete have been distinguished: concrete resistant to external sulfate attack, concrete damaged after tis attack and concrete damaged by salt precipitation and not by external sulfate reaction.
-External sulfate attack
-Protocols of aging
Source: http://www.theses.fr/2009ORLE2031/document

Informations

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Extrait

Effet de l’attaque sulfatique externe sur la durabilité des bétons autoplaçants


























Mohammed Rissel KHELIFA 0

tel-00464699, version 1 - 17 Mar 2010

Effet de l’attaque sulfatique externe sur la durabilité des bétons autoplaçants


Sommaire
Sommaire ......................................................................................................................................0
Table des tableaux ........................3
Table des figures ...........................................................................................................................4
Remerciements..............................8
INTRODUCTION GENERALE .......................... 10
Contexte général de l’étude ........................................................................................................ 10
Historique des bétons autoplaçants ......... 10
Utilisation des bétons autoplaçants en Algérie ........................ 12
Les objectifs de l’étude ............................................................................................................... 13
Chapitre I ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE .... 16
I.1 Généralités sur les bétons ............................................................................................... 16
I.2 Les bétons autoplaçants ................................. 17
I.2.1 Constituants d‟un béton autoplaçant ......................................................... 18
I.2.2 Caractérisation d‟un béton autoplaçant à l‟état frais .. 22
I.2.3 Caractérisation d‟un béton autoplaçant à l‟état durci ................................. 30
I.3 La durabilité ................................................... 33
I.3.1 Généralités ............................................................... 33
I.3.2 Introduction à la durabilité........................................................................ 34
I.3.3 Durabilité et économie ............................................. 35
I.3.4 Béton durable et béton résistant 35
I.3.5 L‟attaque sulfatique .................................................................................. 37
I.3.6 L‟ettringite dans le béton .......... 41
Chapitre II LES BETONS AUTOPLACANTS ............................... 46
II.1 Introduction ................................................................................................................... 46
II.2 Formulation des BAP ..... 47
II.2.1 Méthode de formulation pratique des BAP................ 47
II.2.2 Formulations des BAP existants dans la bibliographie............................................................... 48
II.2.3 Les matériaux utilisés ............................................................................................................... 49
II.2.4 Confection des bétons préliminaires ......................... 58
II.2.5 Formulation des bétons autoplaçants 66
II.2.6 Conclusion ............................................................................................................................... 72
Chapitre III L’ATTAQUE SULFATIQUE EXTERNE ................ 75
III.1 Introduction ................................................... 75
III.2 Objectif de l’étude .......................................................................... 77
III.2.1 Les échantillons étudiés ....................................... 78
III.2.2 Les protocoles expérimentaux .............................. 82
III.2.3 Etude macroscopique ........... 86
III.2.4 Résultats et discussion ......................................................................... 87
III.3 Conclusion .................................................... 113
Chapitre IV ETUDE MICROSCOPIQUE...................................................................... 117
IV.1 Analyse du milieu poreux ............................................................. 117
IV.1.1 Porosité au mercure ........... 117
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IV.1.2 Porosité totale à l‟eau......................................................................................................... 123
IV.2 Analyse thermogravimétrique (ATG) et diffraction des rayons X (DRX) ................. 126
IV.2.1 Préparation des échantillons pour l‟ATG ............ 126
IV.2.2 L‟analyse ATG des échantillons......................................................................................... 127
IV.2.3 Principe de la diffraction aux rayons X sur poudre.............................. 130
IV.2.4 Préparation des échantillons pour l‟analyse à la DRX 132
IV.2.5 Résultats de l‟analyse à la DRX des échantillons ................................ 133
IV.3 Analyse au microscope à balayage (MEB)................................... 136
IV.3.1 Principe de l‟analyse .......................................... 136
IV.3.2 Préparation des échantillons ............................... 137
IV.3.3 Analyse des échantillons .................................... 140
IV.4 Conclusion .................................................................................................................... 161
Chapitre V CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES .. 164
V.1 Conclusions générales .................................................................................................. 164
V.1.1 Formulation des bétons .......... 164
V.1.2 Durabilité des bétons étudiés face à l‟attaque sulfatique externe .............. 164
V.1.3 Représentativité des protocoles ............................................................... 165
V.2 Perspectives .................................................................................. 167
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES .......................................... 169
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Table des tableaux

Tableau I-1 : Notations chimiques cimentières ................................................................................................ 41
Tableau II-1 : Composition des variantes de ciment étudiées ........... 52
Tableau II-2 : Composition des différents constituants utilisés dans la fabrication de nos ciments .................... 52
Tableau II-3 : Caractéristiques du ciment CPA-CEM I 42,5 ............................................................................ 54
Tableau II-4 : Caractéristiques du ciment CPJ-CEM II/A 42,5 ........ 54
Tableau II-5 : Valeurs de E/f et de E/C ............................................ 55
Tableau II-6 : Volume moyen et densité réelle moyenne des matériaux utilisés ................. 56
Tableau II-7 : Densité réelle des matériaux utilisés ......................................................................................... 56
3Tableau II-8 : Différentes formulations préliminaires gâchées pour 1m .......................... 59
Tableau II-9 : Essais caractérisant les bétons à l’état frais .............. 60
Tableau II-10 : Caractérisation des bétons confectionnés à l’état durci ........................... 64
Tableau II-11 : Différentes formulations préliminaires gâchées ....................................................................... 65
Tableau II-12 : Essais caractérisant les bétons à l’état frais ............ 65
Tableau II-13 : Résistances mécaniques à la compression des éprouvettes 11x22 cm en B . ............................ 65 12
Tableau II-14 : Les différents apports des matériaux pour la première et la deuxième formulation ................... 68
Tableau II-15 : Les différentes formulations de mortiers étudiées .................................................................... 69
Tableau II-16 : Seuil de cisaillement du CEM II/59 à 0,05 %C d’AC et à différents dosages de S .................... 69 P
Tableau II