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Physico-chimie Des Materiaux Cimentaires

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Author: Jean-Pierre Ollivier, INSA Toulouse, M2R GC

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    10 minutes 1 heure 2 heures

    Moyen

    Raidissementnaturel

    Faible

    Prise rapide attnue

    Trs faible

    Prise rapide

    Clinker

    Sulfate de calcium

    Aiguilles de gypse

    Aiguilles d'ettringite

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    ==+

    =

    ==

    O'%!2%'1''8J!3 /

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    Eau du "gel"

    Ciment

    "Gel" solide

    Eau des capillaires

    0 1

    1

    Vol.

    E/C = 0,35

    Source d'eau extrieure

    &'($)

  • pas d'autodessiccation pas de porosit pas de mnisques pas de retrait endogne

    Eau du "gel"

    Ciment

    "Gel" solide

    Eau des capillaires

    0 1

    1

    E/C = 0,60

    Source d'eau extrieure

    Vol.

    Eau du "gel"

    Ciment

    "Gel" solide

    Eau des capillaires

    0 1

    1

    Vol.

    E/C = 0,42

    Source d'eau extrieure

    mais beaucoup d'eau capillaire peu d'eau capillaire(volume gal celui de lacontraction chimique)

    %!2%'1''8J'3 /'kk

    &'($)

  • E'(/ !&'''&

    &42!''!!'!&

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    '

    ''

    ===

    +=+=+=+++=

    ++++=

    Eau du "gel"

    Ciment

    "Gel" solide

    Eau des capillaires

    Pores

    0 1

    1

    Vol.

    Autodes-siccation

    E/C = 0,42

    &'($)

  • H! !'1! &' &4

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  • 5/- M*'2 !'1

  • 0

    0,25

    0,5

    0,75

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    0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8E/C

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    e

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    y

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    a

    t

    a

    t

    i

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    n

    capillaires interconnects

    capillaires isols

  • - .

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    10

    20

    30

    40

    0 5 10 15 20 25 30 35 40Distance from aggregate surface (m)

    OPC 1 day OPC 180 days SF 1 day

    Porosity (% vol.)

    %""

    8 !&1 ! ! !' !& HLl

  • 00.020.040.060.080.1

    0.120.140.160.180.2

    0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000Pore diameter (m)

    v=0.554 v=0.486 v=0.448 v=0.384 v=0.157 v=0

    Cumulative intrudedpore volume (cm3/g)

    #

    H !!*!!'

    M %0A*!

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    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    1

    0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6Sand volume fraction

    10 m15 m20 m25 m30 m40 m

    Fraction connected

    #

  • '!'1!'18H8J@01@/

    #

    /

    0

    ('9m:

    '

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    10

    20

    30

    40

    50

    60

    0 2 4 6 8 10 12Time (month)

    AMa

    Porosity (%)

    %""

  • y

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Distance from aggregate (m)

    Quantity of C3S (arbitrary units)

    R!/ !!

  • -3-2-1012345678

    0 5 10 15 20 25 30 35

    Distance from aggregate (m)

    1 year 28 days 1 day

    O*!'! !&HLl

    %

  • 0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    0 20 40 60 80 100 120Distance from aggregate (m)

    CaO/SiO2 ratio

    O''J !!'1/

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  • 0.00

    0.20

    0.40

    0.60

    0.80

    1.00

    1.20

    1.40

    1.60

    1 10 100Distance from aggregate surface (m)

    OPC10% SF20% SF30% SF

    Constant water content: W/B=0.22

    Ettringite (arbitrary units)

    L !&HLl %

    !

  • D6.S HD6

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  • (a)

    (b)

    (c)

    Cristaux dechaux orients

    Vide

    Granulat

    Cristauxde chaux

    M&'($)

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  • 0

    10

    20

    30

    40

    0 5 10 15 20 25 30 35 40Distance from aggregate surface (m)

    OPC 1 day OPC 180 days SF 1 day

    Porosity (% vol.)

  • 0.00

    0.20

    0.40

    0.60

    0.80

    1.00

    1.20

    1.40

    1.60

    1 10 100Distance from aggregate surface (m)

    OPC10% SF20% SF30% SF

    Constant water content: W/B=0.22

    Ettringite (arbitrary units)

  • Granulat

    C-S-H denses

    10 m

    M!,E!&!(

    M&'($)

  • E !&! % ! !

  • 0102030405060708090

    100

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Time (weeks)

    C4AH13 Carboaluminates

    Arbitrary units

    1

    2

    Q%!'20$E/ 9*:

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    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1

    1.2

    1.4

    1.6

    1 10 100Time (days)

    Bond strength (N/mm)2

    1

    #!

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  • 1 day

    02468

    10121416

    0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5substitution ratio

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    t

    h

    (

    M

    P

    a

    )

    CVC CVA

    E10 FC1

    28 days

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5substitution ratio

    C

    o

    m

    p

    r

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    i

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    t

    h

    (

    M

    P

    a

    )

    90 days

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5substitution ratio

    C

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    0.5

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    0 6 12 18 24 30 36 42 48Temps (heures)

    TmoinE10C800

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  • HAUT FOURNEAU

    MINERAI + IMPURETS

    AGENT FONDANT

    CHARBON + IMPURETS

    Laitier

    Fonte liquide

    LAITIER

    0- .!% !

    Le laitier vitrifi moulu de haut fourneau rsulte de la trempe du laitier : produitvitreux, thermodynamiquement instable.

    10 20 30 40 50 60

    4500

    0

    2 Cu K1

    LAITIER GRANUL

  • 3 A3 "A/#3 0A03 0"AD$!#D/D#D

    '2

    .&!'

    %I !!92!2:I ! 2

  • 1.0

    8, MET

    - . !

  • ._!'!

  • ._!'!

  • . !' !

  • Granulat

    C-S-H denses

    10 m

    Fume de silice = produit pouzzolanique = formation de C-S-H secondaires

    &'($)