CICLS

Intitulé du projet de recherche: Granulats / Liants - Compatibilités et Incompatibilités Granulats / Liants / Superplastifiants

Référence : R1F105K19

Chef de projet : Mme Danièle Waldmann

Equipe des chercheurs : Mme Edwige Nicolas (Doctorand), M. Manfred Greger

Domaine de recherche : Engineering / Génie Civil

Durée du projet : 2005.06.30 - 2008.05.31

Partenaires : Laboratoire des Ponts et Chaussées, Ciments Luxembourgeois,Université Henri Poincaré Nancy 1

Objectifs : Le projet de R&D proposé a pour objectif de mieux cerner les phénomènes physico-chimiques qui gouvernent la tenue rhéologique de certains bétons fluidifiés réalisés aux Luxembourg. Dans le cadre de cette recherche les causes des raidissements prématurés observés seront analysés, en suivant notamment l'évolution du superplastifiant au sein de la solution interstitielle, et en vérifiant son rôle sur la solubilité des phases qui contrôlent l'apparition des premiers cristaux responsables de la fausse prise (ettringite.).

Résultats : Afin de déterminer la solubilité et la cinétique de mise en solution de différents types de sulfates de calcium en présence ou non de superplastifiant, une technique expérimentale de dosage gravimétrique des ions sulfates SO42- par précipitation avec les ions baryum Ba2+ a été mise au point et adaptée à la présence de superplastifiant dans la solution par calcination du précipité à 800°C. Les solubilités du sulfate de calcium dihydrate et du sulfate de calcium anhydre dans des solutions contenant ou non des superplastifiants ont été déterminées. La cinétique de mise en solution du sulfate de calcium dihydrate dans l’eau et dans des solutions aqueuses de deux superplastifiants différents a été étudiée
Les processus d’hydratation de différentes pâtes de ciment ont été stoppés à différents instants par immersion dans l’acétone. Les échantillons obtenus ont été soumis aux différentes techniques d’analyses de la chimie du solide (diffraction des rayons X, analyse thermogravimétrique, analyse thermodifférencielle, microscopie électronique à balayage). La combinaison de ces différentes techniques a permis d’attribuer le raidissement prématuré d’une pâte de ciment superplastifiée à la formation accélérée d’ettringite pendant les quinze premières minutes d’hydratation.
Les courbes de saturation des deux adjuvants utilisés sont déterminées sur trois ciments différents fournis par les Ciments Luxembourgeois: un ciment Portland CEM I 42,5 R, un ciment Portland CEM I 42,5 R à teneur réduite en anhydrite et un ciment Portland CEM I 42,5 R à teneur réduite en C3A. Elles sont établies sur des mortiers devant présenter un étalement de 200 mm correspondant à la consistance caractéristique de bétons normaux.
Le maintien de l’ouvrabilité dans le temps étant l’un des paramètres importants dans l’étude des cas d’incompatibilité liant / granulat / superplastifiant, des mortiers de compositions différentes ont été soumis à des tests d’étalement au cours du temps. Afin de se rapprocher le plus possible de la réalité, les mélanges sont placés dans un simulateur de transport entre deux mesures.