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Dissertations / Theses on the topic 'Ciment Hydratation'
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Clastres, Pierre. "Hydratation et expansion sous contrainte d'un ciment expansif." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612696k.
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Bouasker, Marwen. "Étude numérique et expérimentale du retrait endogène au très jeune âge des pâtes de ciment avec et sans inclusions." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2112.
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Lognot, Isabelle. "Etude de l'hydratation de laitier de hauts fourneaux et de ses produits en présence de différents activants. Applications aux coulis d'injection." Dijon, 1996. http://www.theses.fr/1996DIJOS011.
Full textAbstract:
Le laitier granule de hauts fourneaux est un sous-produit de l'élaboration de la fonte composé d'oxydes de calcium, silicium, aluminium et magnésium sous forme vitreuse. Il est utilisé dans l'industrie cimentière en mélange avec le ciment portland. Dans le cas où le laitier constitue la totalité du liant, il doit nécessairement être activé pour développer des propriétés hydrauliques. Les travaux relatifs à la réactivité de ce type de systèmes sont peu nombreux et sujets à contreverses en particulier en ce qui concerne l'identification et les caractéristiques des produits formes. Dans le cadre de ce travail, l'activation du laitier a été étudiée par des solutions alcalines peu concentrées. L'évolution du système a été essentiellement analysée à partir de l'étude des concentrations ioniques en solution, de l'analyse thermogravimétrique des produits et de leurs caractéristiques structurales déterminées par spectroscopie infrarouge. Lors de l'activation alcaline il se forme des hydrosilicates de calcium hydrates incorporant d'autant plus d'aluminates que la solution est plus basique et de l'aluminate de calcium hydrate. L'identification des produits formes a pu être menée à bien grâce à la synthèse des produits purs susceptibles de se former dans les différentes conditions. La caractérisation de ces références a conduit à: préciser la structure des aluminates de magnésium hydrate ; ils ont une structure en feuillet dans laquelle les ions al#3#+ et mg#2#+ se répartissent de façon statistique dans les différents sites, montrer que les aluminates de calcium et de magnésium hydrate sont des composes définis et non des solutions solides d'aluminate de calcium hydrate et d'aluminate de magnésium hydrate, déterminer dans quels sites se localisaient les ions al#3#+ dans les silicates de calcium hydrate suivant la concentration en hydroxyde
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Bouraoui, Slaheddine. "Effet des sulfates alcalins sur les propriétés des ciments avec et sans superplastifiant." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1997.
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Govin, Alexandre. "Aspects physico-chimiques de l'interaction bois - ciment. Modification de l'hydratation du ciment par le bois." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012091.
Full textAbstract:
L'utilisation de bois dans une matrice cimentaire confère des propriétés intéressantes aux composites. L'importance des variations dimensionnelles et des retards de prises du matériau sont deux problèmes majeurs. Le but de ce travail était de mieux comprendre les mécanismes d'interaction entre le bois et le ciment. Nous avons étudié l'influence, de la fibre de peuplier naturel et de la fibre de peuplier stabilisée dimensionnellement par traitement thermique, sur l'hydratation du ciment. Compte tenue du rôle de la composition chimique de bois sur la prise du ciment, l'étude a été consacrée à l'obtention de données concernant l'essence utilisée (peuplier) : propriété hygroscopique, analyse structurale, analyse chimique des extraits aqueux et influence du traitement thermique sur ces propriétés.<br /><br />La fibre végétale modifie essentiellement l'hydratation des phases silicatés. Une forte inhibition de la précipitation de la portlandite et des CSH est apparue. Cette dernière provient d'un déficit d'ions hydroxydes dans la phase interstitielle. En présence de bois, l'ettringite est stabilisée et sa conversion en monosulfoaluminate retardée. Il est apparut que le bois ne modifiait pas la dissolution totale des grains anhydres.<br /><br />Le milieu alcalin, imposé par le ciment, dégrade les hémicelluloses, les parties amorphes de la cellulose et les lignines du peuplier. Il en résulte une forte production d'acides organiques dans la phase interstitielle. Ces derniers présentent un effet retard sur l'hydratation nettement supérieur à celui généré par les extractibles.
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Saric-Coric, Mladenka. "Contribution des agents colloïdaux à l'hydratation du ciment." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1997.
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7
Paquette, François. "Étude des interactions ciment-adjuvant par calorimétrie d'immersion." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1999.
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8
Ndobo-Epoy, Jean-Philippe. "Réalisation de nanocapteurs de température et de pH pour l’étude des premiers instants de l’hydratation de liants hydrauliques." Dijon, 2005. http://www.theses.fr/2005DIJOS011.
Full textAbstract:
Les mécanismes d'hydratation des phases principales du ciment sont aujourd'hui encore sujets à controverse, par manque de données expérimentales à l'échelle nanoscopique. Dans cette thèse, deux nanocapteurs permettant de travailler dans les conditions réelles de l'hydratation du ciment (température et pH élevées) ont été mis au point. Des échantillons d'aluminate tricalcique, de silicate tricalcique et de plâtre ont été étudiés. Un nanothermocouple or/nickel, de diamètre entre 400 à 800 nm, possédant une surface active en forme de disque d'environ 150 nm de diamètre, a permis de mesurer des températures entre 150 et 250°C lors des premiers instants de l'hydratation de l'aluminate tricalcique, composé fortement réactif. Au cours de la même expérience, un thermocouple de taille millimétrique placé à quelques mm de l'échantillon n'a détecté aucune variation de température, ce qui démontre clairement les potentialités de notre nanocapteur. Un nanocapteur de pH a été réalisé à partir d'une nanopointe d'oxyde d'iridium, matériau choisi pour sa stabilité chimique à pH 13 et sa faible interférence avec les ions calcium. La surface active a été réduite à un disque d'environ 100 nm de diamètre. Des variations de pH de 2 unités ont été observées à l'échelle nanoscopique, aussi bien lors de l'hydratation du silicate tricalcique que lors de l'hydratation de l'aluminate tricalcique par de l'eau distillée<br>The hydration mechanisms of the main phases of cement are still under controversy, because of the lack of experimental data at a nanoscale. In this thesis, two nanosensors were designed to work at high pH or high temperature, i. E. In the real conditions of hydration. Samples of tricalcium aluminate, tricalcium silicate and plaster were studied. The temperature nanosensor was a gold/nickel nanothermocouple with a disk shape active surface, the diameter of which being about 150 nm. The whole diameter lay between 400 and 800 nm. This nanosensor enabled the measurement of temperatures between 150 and 250±C during the ¯rst seconds of the hydration of tricalcium aluminate, a highly reactive component of cement. During the same experiment, a thermocouple having a millimeter size was placed at a few millimeters from the sample and detected no temperature variation. This clearly demonstrates the high potentialities of our nanosensor. The pH nanosensor was an iridium oxide nanotip, chosen for its high chemical stability at pH 13 and its low reactivity with calcium ions. The active surface was a disk shape of about 100 nm diameter. Some variations up to 2 pH units were recorded at a nanoscale, either during the hydration of tricalcium silicate or during the hydration of tricalcium aluminate by distilled water
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Chao, Chon-Nam. "Etude sur l’hydratation des ciments composés CEM V : application au comportement à long terme des bétons." Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOS031.
Full textAbstract:
Ce travail s’inscrit dans le cadre d’études sur le comportement à long terme des bétons à base de ciment CEM V (Clinker/Laitier/Cendres volantes) susceptibles d’entrer dans la gestion du stockage des déchets radioactifs en site géologique profond. Cette étude s’est faite en collaboration avec le département R&D d’EDF, le CEA et l’Université de Bourgogne. L’étude de l’évolution des caractéristiques physiques et chimiques des matériaux à base de ciment CEM V en fonction du temps et la mise en oeuvre d’un modèle d’hydratation sont essentielles pour prédire leur comportement à long terme. Le ciment anhydre CEM V et l’évolution physique et chimique des pâtes issue de ce ciment à différents rapports E/C ont été analysés par diverses techniques (DRX, ATG, RMN, porosité au mercure…) L’étude de l’évolution des caractéristiques physiques des échantillons à base de ciment CEM V en fonction de leur taux d’hydratation conduit à mieux comprendre l’influence de l’hydratation de chaque constituant sur leur microstructure. Comparé à des matériaux à base de ciment CEM I, cette étude montre que l’utilisation de ceux à base de ciment CEM V peut comporter maints avantages. Leur assemblage minéralogique devient vite stable. La présence du laitier dans le ciment composé est la cause de changements observés en calorimétrie et au niveau de la contraction de Le Chatelier. La microstructure hydratée du ciment CEM V est également à l’origine de ses faibles propriétés de transport. L’optimisation d’un outil de modélisation (VCCTL) permettant de modéliser l’hydratation du ciment CEM V a été réalisée. La pertinence de cette modélisation est vérifiée par comparaison avec les données expérimentales<br>This work concerns the long-term behaviour studies of concrete based on blended cement (Clinker – Blast furnace slag – Fly ash / CEM V). Those materials could be use for nuclear waste sub-surface storage as well as basement or confining materials. This study is carried out in collaboration between EDF R&D, CEA and Bourgogne University. The study of the blended cement physical and chemical characteristics according to time and the set up of a hydration model are essential to predict their long-term behaviour. From this point of view, the blended cement and physical and chemical evolution of those blended cement pastes, with different W/C ratio (0,3, 0,4 and 0,5), were analyzed by various techniques like, X-ray diffraction, thermal analysis, Solid stat NMR. , mercury porosity… The study of the blended cement pastes physical characteristics evolution according to their hydration rate allow to identify the influence of each compound’s hydration on their microstructure. Compare to material based on ordinary Portland cement (CEM I), this study show how material based on blended cement (CEM V) can be make up of several advantages. Indeed, their mineral assembly becomes stable quickly. The calorimetric and chemical shrinkage changes, which begin about ten hours, are due to slag presence in blended cement. The blended cement hydrated microstructure is also the origin of its weaker ionic and gas species transport properties. By inputting blended cement knowledge in a hydration model (VCCTL), a functional blended cement hydration model was carried out. The relevance of this new hydration model is checked by comparison with experimental data
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Minard, Hélène. "Etude intégrée des processus d'hydratation, de coagulation, de rigidification et de prise pour un système C3S-C3A - sulfates - alcalins." Dijon, 2003. http://www.theses.fr/2003DIJOS049.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'étendre la validité des concepts développés au Laboratoire pour l'hydratation et la prise du système simple: le silicate tricalcique ou alite (principal composant du ciment Portland) au cas d'un système plus complexe, proche d'un ciment réel, constitué d'un mélange de phases pures: l'alite et l'aluminate tricalcique, auxquelles sont ajoutés du gypse (sulfates) et des alcalins. L'étude systématique de l'hydratation des pâtes de mélanges modèles, par microcalorimétrie isotherme, montre qu'il existe de fortes interactions entre les différents constituants. La notion de "rendement mécanique des hydrosilicates de calcium" permet d'évaluer l'influence des autres constituants que l'alite sur les propriétés élastiques des pâtes de mélanges. Le rendement mécanique des mélanges alite-aluminate tricalcique est accru en présence de gypse et en présence d'alcalins<br>The aim of this work is to use a similar approach developed in Laboratory for the hydration and the setting of simple system : the tricalcium silicate or alite (the most important composant of Portland cement) to a system more complex, close to a real cement, composed of a mixture of pures phases : alite and tricalcium aluminate, which are added gypsum and alkalines. The hydration study, by isotherm microcalorimetry, of pastes of models mixtures shows that strong interactions exist between different constituants. The "mecanic yield of calcium hydrosilicates" notion allows the evaluation of the influence of constituants different from alite, on the elastic properties of pastes of mixtures. The mecanic yield of mixtures of alite and tricalcium aluminate increase in presence of gypsum and alkalines
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Peschard, Arnaud. "Aspects physico-chimiques de l'interaction ciment-polysaccharides." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00089164.
Full textAbstract:
Les polysaccharides sont des retardateurs de prise qui confèrent au mortier une excellente rétention d'eau et une augmentation de la durée de maniabilité. Dans le but de rationaliser l'emploi de ces adjuvants dans les mortiers industriels, nous avons étudié l'effet de leur introduction sur l'hydratation du ciment afin d'élucider les mécanismes d'interaction.<br />Compte tenu du peu d'informations disponibles sur ces adjuvants et du constat que les propriétés du mortier sont fortement dépendantes du polysaccharide introduit, nous avons tout d'abord réalisé une étude des matières premières. Nous avons aussi rassemblé des données structurales sur les adjuvants (nature du substituant, masse moléculaire moyenne).<br />L'étude de l'hydratation du ciment adjuvanté en milieu dilué (EC=20) permet de proposer des mécanismes. Les polysaccharides n'agissent ni sur la dissolution du ciment, ni sur la germination-croissance des premiers hydrates. Le mécanisme prépondérant semble être l'adsorption sur les premiers hydrates ralentissant ou bloquant ainsi l'hydratation.<br />L'étude en milieu concentré (EC<0,5) se rapproche des conditions réelles d'utilisation. La détermination des teneurs en hydrates montre que parmi les adjuvants, l'éther d'amidon et la dextrine AM2 sont les retardateurs les plus forts. Pour ces adjuvants, d'une part l'ettringite est stabilisée et d'autre part les formations des CSH et de la portlandite sont retardées.<br />Une discussion des différents mécanismes d'interaction possibles est abordée.
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Mędala, Marta. "Etudes des interactions entre les phases minérales constituant le ciment Portland et des solutions salines concentrées." Dijon, 2005. http://www.theses.fr/2005DIJOS061.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans la poursuite des travaux effectués, d'une part à Cracovie sur l'influence des saumures sur la durabilité des bétons dans les mines de sel, et d'autre part, de ceux menés à Dijon sur les interactions entre les hydrates cimentaires et des solutions de force ionique. Son objectif est de préciser l'hydratation du ciment Portland dans des solutions salines concentrées. Des sels de deux cations et de deux anions ont été choisis, les chlorures et les nitrates de sodium et de potassium, pour mettre en évidence d'éventuelles interactions spécifiques. Compte-tenu de la complexité des ciments Portland, une approche simplificatrice consistant à étudier l'influence des solutions salines de concentrations variant de 0,4 à 5M sur chacune des phases constituant le ciment et leur mélange a été entreprise. Bien que la réactivité d'un mélange de phase ne soit pas exactement la réactivité d'un clinker, les effets observés sur les ciments industriels ont pu être expliqués.
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Zajac, Maciej. "Etude des relations entre vitesse d'hydratation, texturation des hydrates et résistance mécanique finale des pâtes et micro-mortiers de ciment Portland." Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOS006.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'influence de la température sur l'hydratation du ciment Portland entre 5 et 45°C. Les effets de la température sur l'évolution de la résistance à la compression ont été corrélés au degré d'hydratation et à la microstructure des hydrates. On montre que l'origine des effets de la température est liée à l'hydratation du silicate tricalcique du ciment (C3S). L'hydratation initiale de C3S est d’autant plus rapide que la température est élevée mais elle est plus ralentie dès que l'hydratation est limitée par la diffusion de l’eau et des ions à travers la couche d’hydrates (C-S-H) formée autour des grains au jeune âge. Dans ces conditions, la barrière est plus dense; ceci a comme conséquence une évolution plus lente de l’hydratation à long terme. La température change également la densité et la répartition de C-S-H aussi donnant une plus grande porosité de matériau à température plus élevée. Ces phénomènes sont responsables de la résistance finale inférieure<br>This work is dedicated to the study of the influence of curing temperature on hydration of Portland cement in the range 5–45°C. The effects of the temperature on the evolution of compressive strength have been correlated separately with the evolution of the hydration degree and the microstructure of the hydrates. We show that the origin of the temperature effects is related to the hydration of tricalcium silicate of cement (C3S). The initial hydration of C3S is more rapid as the temperature is high but it is more decelerated as soon as the hydration is limited by the diffusion of water and the ions through the layer of hydrates (C-S-H) formed around the grains during the early period. Under these conditions, the barrier is denser, consequently, the evolution of the long-term hydration is slower. The temperature alters the density and repartition of C-S-H as well, giving a more porous material. These phenomena are responsible for the lower final resistance at higher temperature
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Nicoleau, Luc. "Interactions physico-chimiques entre le latex et les phases minérales constituant le ciment au cours de l'hydratation." Dijon, 2004. http://www.theses.fr/2004DIJOS047.
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Sallier, Yannick. "Influence du gluconate de sodium et du D75 sur l'hydratation du ciment de classe G." Dijon, 2008. http://www.theses.fr/2008DIJOS076.
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Bresson, Bruno. "Etude de l'hydratation du C3S à haute température et sous haute pression avec et sans adjonction de quartz broyé." Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066768.
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Kleib, Joelle. "Ecoconception des ciments : synthèse, hydratation et durabilité." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai, 2018. http://www.theses.fr/2018MTLD0009/document.
Full textAbstract:
Les ciments sulfoalumineux sont des liants hydrauliques qui, jusqu’aujourd’hui ne sont pas normalisés et ne possèdent donc pas une composition fixe. La teneur en ye’elimite – la phase principale de ce ciment- peut varier de 5 à 70 %. Or la composition du ciment sulfoalumineux (la composition du clinker ainsi que le pourcentage de gypse ajouté) est un paramètre critique qui contrôle sa réactivité, ses performances mécaniques, ainsi que sa durabilité. L’objectif principal de cette thèse est donc l’étude de l’influence de la composition des ciments sulfoalumineux sur leurs propriétés techniques, telles que les performances mécaniques et durabilité. Trois axes principaux ont été abordés. Tout d’abord une étude de l’influence de la composition du ciment sulfoalumineux (25-75 % en masse de ye’elimite) sur ses propriétés hydrauliques et mécaniques ainsi que sur la valeur limite en élément trace (Zn) a été menée. Dans ce but trois ciment sulfoalumineux (25, 50 et 75 % en masse de ye’elimite) ont été synthétisés. Ensuite l’effet de la variabilité de ce ciment sur sa durabilité dans l’eau pure et sulfatée a été investigué par rapport à un ciment sulfoalumineux commercial. Enfin, une étude des potentialités du ciment sulfoalumineux commercial à inhiber la réaction alcali silice dans les mortiers, lors de l’utilisation d’un granulat réactif (Silex), a été conduite. Il en résulte de cette étude qu’une augmentation de taux de ye’elimite dans le ciment sulfoalumineux engendre une augmentation des performances mécaniques. La valeur limite en Zn est de 0,3 % indépendamment de la composition du ciment sulfoalumineux. Par contre cette dernière influence la durabilité de ces ciments. Les résultats révèlent que même si la formulation contenant 75 % en ye’elimite confère les meilleures performances mécaniques, sa durabilité était la plus faible due à l’absence de stratlingite dans sa matrice cimentaire. Enfin, l’utilisation du ciment sulfoalumineux présente des bonnes potentialités à inhiber la réaction alcali silice<br>Sulfoaluminate cements are hydraulic binders that, until today, are not standardized and therefore do not have a fixed composition. The content of ye'elimite - the main compound of this cement - can vary from 5 to 70 %. However, the composition of sulfoaluminate cement (clinker composition as well as the percentage of added gypsum) is a critical parameter that controls its reactivity, mechanical performance, as well as its durability. The main objective of this thesis is to study the influence of sulfoaluminate cements composition on their technical properties, such as mechanical performances and durability. Three main axes were discussed in this work. First, the influence of the sulfoaluminate cement composition (25-75 wt. % of ye'elimite) on its hydraulic and mechanical properties, as well as on the threshold limit of Zn, was studied. For this purpose three sulfoaluminate cements (25, 50 and 75 wt. % of ye'elimite) were synthesized. Then the effect of the variability of this cement on its durability in pure and sulphated water was investigated compared to a commercial sulfoaluminate cement. Finally, a study of the potentialities of commercial sulfoaluminate cement to inhibit the alkali silica reaction in mortars, when using a reactive aggregate (flint), was conducted. This study reveals that an increase in ye'elimite content in the sulfoaluminate cement increases the mechanical performance. The threshold limit of Zn is 0.3 % independently of the sulfoaluminate cement composition. Contrariwise, the sulfoaluminate cement composition influences the durability of these cements. Although the formulation containing 75 % of ye’elimite gives the best mechanical performances, its durability was lowest due to the absence of stratlingite in its cement matrix. Finally, the use of sulfoaluminate cement has good potential towards the inhibition of the alkali silica reaction
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Bénard, Philippe. "Etude de l'action des phosphates présents dans l'eau de gâchage sur l'hydratation d'un ciment Portland." Dijon, 2005. http://www.theses.fr/2005DIJOS047.
Full textAbstract:
La cimentation est le procédé le plus couramment utilisé par l'industrie nucléaire pour conditionner ses déchets de faible et moyenne activité. Les espèces contenues dans ces déchets peuvent influer fortement sur la réactivité des pâtes de ciment, c'est notamment le cas des ions ortho-phosphate que l'on retrouve dans certains concentrats d'évaporation. Notre travail a consisté à déterminer l'influence particulière de ces ions sur l'hydratation et les propriétés rhéologiques des pâtes de ciment au jeune âge ainsi que sur les propriétés mécaniques et physiques du matériau durci<br>Cementation is considered as the most attractive solution for the conditioning of low and intermediate radioactive wastes. The species contained in these wastes can strongly influence the reactivity of the cement pastes, it is in particular the case of the ortho-phosphate ions which are found in the evaporation concentrates. The aim of our work was to determine the influence of these ions on the hydration and the rheological properties of the cement pastes at early age as well as the mechanical and physical properties on the hardened material
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Oriol, Madeleine. "Etude de la réaction pouzzolanique ciment-métakaolin par traitement micro-ondes : application à l’élaboration de composites ciment-fibres." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0053.
Full textAbstract:
La présente étude concerne l'hydratation par voie microondes de matrices cimentaires contenant du métakaolin et utilisées dans les Composites Ciment-Verre (CCV). Les conditions de traitement micro-ondes ont été optimisées et comparées aux résultats obtenus à température ambiante. La consommation de chaux a été mesurée par Spectrométrie Infra-rouge et Analyse Thermique Différentielle. Il a été démontré que l'activité pouzzolanique du métakaolin est plus importante sous champ micro-ondes, autorisant la -. Réduction de moitié de la quantité de métakaolin nécessaire pour consommer tout l'hydroxyde de calcium libéré par le ciment. Les caractéristiques mécaniques de mortiers et CCV ont été mesurées. Des résistances initiales élevées et une faible porosité peuvent être obtenues avec la technique de cure micro-ondes. Il apparaît que la température générée rapidement à l'intérieur même du matériau conduit à une accélération thermique de la prise. Une modification de la morphologie des hydrates a été observée au Microscope Electronique à Balayage<br>The present study deals with the microwave hydration of metakaolin lended cement used in Glass Fiber Reinforced Cement Composites (GRCC). Microwave treatment conditions have been optimized and compared to the results obtained with room temperature curing. Lime consumption has been measured by means of Infrared Spectrometry and differential Thermal Analysis. It was shown that the pozzolanic activity of metakaolin is enhanced by the microwave treatment, allowing halfway reduction of the necessary amount of metakaolin to consume the total calcium hydroxide generated by cement. Mortars and RCC mechanical characteristics have been measured. It was shown that high initial resistances and law porosity can be obtained with the microwave curing technique. It appears that the temperature generated inside of the material itself leads to the thermal acceleration of setting. A modification of hydrates morphology was observed by §canning Electron Microscopy
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Mounanga, Pierre. "Étude expérimentale du comportement de pâtes de ciment au très jeune âge : hydratation, retraits, propriétés thermophysiques." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2100.
Full textAbstract:
En conditions endogènes et au très jeune âge, les déformations du béton sont liées au comportement thermique et au retrait endogène de la matrice cimentaire. En effet, l'exothermie du processus d'hydratation provoque, en quelques heures, une élévation de température du matériau pouvant atteindre plusieurs dizaines de degrés. Simultanément, se développe du retrait endogène, causé par le bilan volumique négatif des réactions d'hydratation et la diminution de la teneur en eau interne. Afin d'améliorer la compréhension de ces mécanismes et de leurs interactions mutuelles, nécessaire dans l'optique d'une meilleure prédiction des déformations du béton, les évolutions du retrait endogène et des propriétés de transfert thermique de pâtes de ciment, à faible rapport E/C (0. 25 ; 0. 30 ; 0. 35 et 0. 40) et soumises à différentes températures de cure isotherme (10, 20, 30, 40 et 50ʿC), ont été étudiées. Parallèlement, la cinétique d'hydratation et le retrait chimique de ces pâtes ont été mesurés. La période d'investigation a été limitée aux premières 24 heures d'hydratation : en effet, c'est au cours de cette période que les interactions thermiques et physico-chimiques sont particulièrement problématiques et complexes. Les résultats obtenus montrent une faible variation des propriétés thermiques des pâtes de ciment, dans la plage des températures et des rapports E/C étudiés. Un triplet de relations liant la conductivité thermique, la capacité calorifique volumique et la diffusivité thermique au degré d'hydratation du liant est proposé comme base à une meilleure modélisation des transferts thermiques au sein des matrices cimentaires au très jeune âge. D'un point de vue physico-chimique, une relation unique et linéaire, indépendante de la température de conservation et du rapport E/C, a été obtenue entre l'évolution du degré d'hydratation des pâtes de ciment et leur teneur en portlandite, confirmant la pertinence de ce dernier paramètre comme indicateur d'avancement de l'hydratation. Un seuil d'apparition de la portlandite, détecté par analyse thermogravimétrique, a également été mis en évidence : ce seuil correspond à un gain important de rigidité, mesuré, à l'échelle macroscopique, par l'échéance du temps de fin de prise Vicat. Initialisé à partir de ce seuil, le retrait endogène des pâtes évolue quasi-linéairement en fonction du degré d'hydratation du ciment. Par ailleurs, les évolutions de la teneur en portlandite et de la contraction le Chatelier, en fonction du degré d'hydratation, ont été simulées de façon satisfaisante à partir d'un modèle semi-empirique basé sur un système d'équations chimiques d'hydratation. En revanche, l'application du principe de maturité à la prédiction de l'évolution du retrait endogène a mis en évidence les limites de ce concept " traditionnel ", basé sur une énergie d'activation unique.
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Cheumani, Yona Arnaud Maxime. "Étude de la microstructure des composites bois/ciment par relaxométrie RMN du proton." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13827/document.
Full textAbstract:
La relaxométrie RMN bas champ du proton (20 MHz) a été utilisée au cours de ce travail pour étudier d’une part, les phénomènes mis en jeu dans les composites bois/ciment (CBC) lors de la phase d’hydratation, et d’autre part, le comportement des composites durcis conditionnés en atmosphère humide ou immergés dans l’eau. Dans une première partie, la relaxométrie a permis de suivre simultanément la transformation de l’eau évaporable en hydrates, et l’évolution de la microstructure du ciment, tout au long de la prise. Elle a également permis d’observer les transferts d’eau entre la matière végétale et la matrice de ciment et d’évaluer la compatibilité entre les différentes essences de bois et le ciment. Dans une deuxième partie, l’impact de certaines modifications chimiques du bois ou de la matrice sur l’hydratation du ciment a été étudié. Différents comportements ont été observés en fonction des fonctions chimiques greffées à l’intérieur du bois ou de l’adjuvant chimique incorporé dans la matrice. Enfin, dans une troisième partie, le comportement des composites durcis vis-à-vis de l’eau, ainsi que leurs performances mécaniques, ont été évalués<br>In this work, low field proton NMR relaxometry (20 MHz) was applied to study wood-bonded cement composites hydration and the behaviour of hardened composites conditioned in humid atmosphere or immersed in water. In a first part, relaxometry was used to simultaneously follow the transformation of evaporable water into hydrates and the microstructure development during cement setting and hardening. This technique was also used to observe water transfer from wood to the cement matrix and to evaluate wood cement compatibility. In the second part, the influence of wood or matrix chemical modification on cement hydration was studied. Different behaviours were observed depending on the chemical group grafted unto wood or the chemical admixture added to the matrix. In the third part, the effect of moisture and the mechanical properties of hardened composites were evaluated
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Husson, Sophie. "Etude physicochimique et mécanique des interactions ciment-fillers : Application aux mortiers." Grenoble INPG, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844622.
Full textAbstract:
Cette recherche est consacrée à l'étude des interactions entre les fillers et le ciment. Ces interactions peuvent avoir une origine physique et/ou chimique. L'utilisation d'un filler de référence, inerte chimiquement (une zircone), permet de séparer les deux effets. Nous montrons que les fillers (calcaire et zircon) de par leur activité chimique peuvent agir favorablement sur les propriétés mécaniques des pâtes pures et des mortiers. Ils ont un effet accélérateur et participent à la formation des espèces hydratées. Une partie importante de l'étude concerne l'interaction du filler calcaire avec le constituant principal du ciment, à savoir: le silicate tricalcique. L'activité chimique des fillers varie suivant leurs origines et les traitements qu'ils subissent. Le broyage peut être à l'origine de la création de défauts planaires, linéaires et ponctuels. Ceux-ci déterminent la réactivité du filler. Il existe une relation entre cette activité chimique et les propriétés mécaniques des pâtes pures. Cette corrélation nous permet de préconiser un test de sélection des fillers calcaires.
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Damidot, Denis. "Etude de l'hydratation du silicate tricalcique en suspensions diluées par microcalorimétrie isotherme." Dijon, 1990. http://www.theses.fr/1990DIJOS036.
Full textAbstract:
Le silicate tricalcique est le constituant principal du ciment Portland utilisé dans le béton. L’hydratation du silicate tricalcique conduit à former deux hydrates peu solubles, l'hydrosilicate de calcium et la portlandite. La cinétique de l'hydratation du silicate tricalcique a été étudiée sur des suspensions diluées et agitées par microcalorimétrie et conductimétrie. L’utilisation simultanée de ces techniques a conduit à des résultats originaux qui ont permis de mettre en évidence: 1) le début de la précipitation de l'hydrosilicate de calcium et de la portlandite; 2) l'existence de deux étapes cinétiques lors de la précipitation de l'hydrosilicate de calcium. La première est observée lorsque la solution est sous-saturée par rapport à la portlandite et la seconde lorsque la solution est sursaturée par rapport à la portlandite. Au début de chacune des étapes, la cinétique est gouvernée par la nucléation-croissance de l'hydrosilicate de calcium puis par la diffusion à travers la couche formée par ce dernier autour des grains de silicate tricalcique. Le changement de régime cinétique correspond à un taux d'avancement de la réaction différent lors des deux étapes. Ceci indique que l'hydrosilicate de calcium formé lors de la première étape est différent de celui formé lors de la seconde, bien qu'aucune différence structurale n'ait pu être établie par RMN du silicium 29 ou par diffraction des rayons X. La compréhension du processus de l'hydratation du silicate tricalcique en suspension a permis d'expliquer l'hydratation du silicate tricalcique en pâte grâce à la continuité qui a été établie entre ces deux milieux. Ainsi les hypothèses antérieures pour expliquer l'hydratation du silicate tricalcique en pâte ont pu être discutées de façon critique à la lumière de nos résultats.
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Perez, Jean-Philippe. "Etude de l'hydratation des phases constitutives d'un ciment Portland et de la résistance mécanique des pâtes pures et mortiers : influence des trialcanolamines." Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOS012.
Full text
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Champenois, Jean-Baptiste. "Etude de l’hydratation des ciments sulfo-alumineux par des solutions de borate de sodium : de la spéciation du bore au retard à l'hydratation." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20252/document.
Full textAbstract:
Dans le circuit primaire des réacteurs nucléaires à eau pressurisée, le bore participe au contrôle des réactions de fission. Le traitement de cette solution génère des déchets aqueux contenant une forte concentration en bore (de 1 à 3 mol/L). Le conditionnement de ces déchets à l'aide d'un ciment silico-calcique est compliqué par le fort pouvoir retardateur des ions borate sur l'hydratation du liant. Un traitement des déchets à la chaux est nécessaire pour précipiter les ions borate sous forme d'hexahydroborite. Cette stratégie, si elle limite le retard d'hydratation, ne le supprime pas. Par ailleurs, l'hexahydroborite est instable en milieu cimentaire et se convertit dans le temps en boroaluminate de calcium. Une autre approche pourrait consister à utiliser un ciment sulfoalumineux bélitique à forte teneur en ye'elimite. Ce liant présente en effet l'avantage de former en quantité importante des phases de type AFm et/ou AFt lors de son hydratation, phases qui peuvent incorporer des ions borate dans leur structure.Au cours de ce travail, l'hydratation de ciments sulfoalumineux par des solutions de borate de sodium a été étudiée au jeune âge et à plus long terme (sur une durée de 2 ans) dans l'objectif de préciser l'influence d'un ensemble de paramètres (pH du déchet, concentration en bore, taux de gypse du ciment) sur la vitesse d'hydratation du liant, la nature des hydrates formés, et les propriétés du matériau obtenu (résistance mécanique, stabilité dimensionnelle). Pour ce faire, une démarche analytique, procédant par complexification progressive des systèmes étudiés, a été mise en œuvre. Ainsi ont été successivement abordées la spéciation du bore en solution alcaline, l'étude des phases précipitant au sein des systèmes {CaO, B2O3, Na2O, H2O}, {CaO, B2O3, Al2O3, H2O} et {CaO, Al2O3, B2O3, SO3, H2O}, puis celle des pâtes de ciment gâchées avec une solution boratée simulant le déchet. L'approche expérimentale a été complétée par des modélisations thermodynamiques s'appuyant sur une base de données spécialement développée pour les besoins de l'étude.Il apparaît que le gypse joue un rôle primordial dans le contrôle de la réactivité du ciment. L'ajout de gypse fixe, par un mécanisme indirect, le pH de la solution interstitielle à une valeur proche de 11, ce qui favorise la précipitation transitoire d'un composé boraté faiblement cristallisé, l'ulexite. La dissolution des phases anhydres du ciment est alors fortement ralentie jusqu'à l'épuisement du gypse, conduisant ainsi à des retards de prise considérables. En l'absence de gypse, le retard à l'hydratation est de plus faible amplitude. Dans ces conditions, le pH de la solution interstitielle atteint des valeurs plus élevées, ce qui permet de déstabiliser rapidement l'ulexite. A plus long terme, les ions borate sont incorporés au sein d'une phase de type AFt, en solution solide avec les ions sulfate. Les résultats obtenus permettent de conclure que ce sont les ciments sulfo-alumineux contenant une faible teneur en gypse qui sont les plus adaptés au conditionnement de solutions à forte concentration en bore<br>In the primary circuit of pressurized water reactors, boron helps controlling the fission reactions. The treatment of this solution produces aqueous low-level or intermediate-level and short lived radioactive with a high boron concentration (up to 1 to 3 mol/L). Stabilization/solidification of such wastes with calcium silicate cement is complicated by the strong retarding effect of borate ions on cement hydration. A calcium hydroxide addition is required to precipitate borate ions into hexahydroborite. With this approach, the hydration delay is limited, but not suppressed. Besides, hexahydroborite is unstable in the cement paste and is progressively converted into a hydrated calcium boroaluminate phase. Another strategy may consist in using belite calcium sulfoaluminate cement with high ye'elimite content. During hydration, this binder forms indeed large amounts of AFm and/or AFt phases which can incorporate borate ions into their structure.In this work, hydration of calcium sulfoaluminate cement by borated solutions was investigated at early age, and over a 2-year period, in order to determine the influence of a set of parameters (boron concentration and pH of the waste, gypsum content of the cement) on the hydration rate of the binder, on the phase assemblage formed, and on the properties of the resulting material (mechanical strength, volume change). An analytical approach was adopted, based on a progressive increase in the complexity of the investigated systems. The focus was successively placed on the speciation of boron in alkaline solution, on the study of the phases formed within the {CaO, B2O3, Na2O, H2O}, {CaO, B2O3, Al2O3, H2O} and {CaO, Al2O3, B2O3, SO3, H2O} systems, and on the characterization of cement pastes prepared with a borate solution which mimicked the waste. The experimental approach was completed by thermodynamic modelling using a database specially developed for the needs of the study. Gypsum appears to play a key role in controlling the reactivity of cement. The gypsum addition sets, by an indirect mechanism, the interstitial solution pH at a value close to 11, which promotes the precipitation of a poorly crystallized borated compound, ulexite. Dissolution of the anhydrous phases is strongly slowed down until the exhaustion of gypsum, and major delays are observed. Without any gypsum, the hydration delay is shorter. Under these conditions, the pore solution pH reaches higher values after mixing. Ulexite is consequently quickly destabilized. Borate anions are then incorporated into a mixed borate/sulphate AFt type phase. It appears that calcium sulfoaluminate cements with low gypsum contents should be recommended to solidify borated solutions
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Bresciani, Christophe. "Simulation numérique de l'hydratation et du développement des propriétés physiques et mécaniques d'une pâte de ciment afin de sélectionner de nouveaux ajouts minéraux." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005221.
Full textAbstract:
La volonté de préservation de l'environnement est de plus en plus présente dans nos sociétés. C'est la mise en place de la recherche de ce que l'on appelle le développement durable qui traduit cette volonté à tous les niveaux. Afin de s'inscrire dans cette démarche de développement durable, les autorités soumettent les industries à une pression sans cesse croissante afin de réduire les diverses pollutions qu'elles peuvent engendrer. Dans le cas de l'industrie cimentière, ce sont les émissions de CO2 et la consommation des matières premières qui sont essentiellement visées afin de réduire son impact sur l'environnement. Le développement des ciments avec ajouts minéraux, le plus souvent issus de procédés industriels, constitue une voie de réduction de la quantité de clinker contenue dans le ciment portland et donc de diminution des émissions. De tels ciments existent déjà et utilisent entre autre des laitiers de haut fourneau, fumées de silice ou cendres volantes. D'autre part, les ciments avec ajouts sont intéressants car ils possèdent aussi des propriétés spécifiques différentes du ciment Portland de type CEM I. C'est sur le dernier point des propriétés spécifiques des ciments avec ajouts associé à la pression croissante du développement durable que se fonde cette thèse. Notre travail vise à mettre au point une méthodologie de développement des ciments avec ajouts minéraux plus basée sur une approche numérique qu'expérimentale. Une telle méthodologie permettrait à l'industrie cimentière de développer de nouveaux produits tout en s'inscrivant dans le cadre du développement durable en valorisant des sous-produits d'autres industries. L'originalité de la présente méthodologie repose sur l'utilisation maximale d'outils informatiques et de la simulation en remplacement de l'expérimental qui constitue actuellement l'essentiel des études visant à développer de tels ciments. Ceci présente en effet comme intérêts majeurs une réduction des coûts et surtout des temps de développement des ciments qui peuvent durer des dizaines d'années notamment vis-à-vis des essais de durabilité. Le travail de thèse réalisé a tout d'abord consisté à donner une réalité fonctionnelle à la méthodologie qui se décompose en trois étapes successives de tests pour la sélection de la pertinence d'un sous-produit industriel en tant qu'ajout dans un ciment. Pour cela, trois logiciels ont été choisis : • CHESS, code de calcul géochimique, utilisé pour la première étape • VCCTL, code de génération de microstructure de pâte de ciment, utilisé pour la deuxième étape. • HYTEC, code de simulation de transport réactif, utilisé pour la troisième étape. Il a donc fallu adapter ces logiciels à leur utilisation dans le cadre de la méthodologie afin de pouvoir établir une synergie de fonctionnement entre eux. Cette adaptation nous a notamment conduit à une modification conséquente du code source du VCCTL afin de pouvoir étendre ses capacités à la prise en compte d'ajouts inconnus. Le travail s'est ensuite porté sur la validation pratique de la méthodologie en la confrontant à des résultats d'études expérimentales. Cette validation pratique s'est tout d'abord portée sur un CEM I puis sur des mélanges de ciment avec soit un laitier HF soit une cendre volante de lit fluidisé circulant (CVLFC). Les résultats obtenus confirment l'intérêt de l'approche en laissant toutefois entrevoir les limitations actuelles principalement dues aux outils informatiques.
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Bach, Quoc Tien. "Influence du remplacement du ciment par des cendres volantes à faible teneur en calcium sur la cinétique de prise de pâtes de ciment au jeune âge." Nantes, 2015. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=28eb329d-8730-4b1d-b074-94eb36f39570.
Full textAbstract:
Cette thèse étudie l’influence du remplacement du ciment par des cendres volantes a faible teneur en calcium sur la cinétique de prise de pâtes cimentaires au jeune age. L’incorporation de cendres volantes dans un mélange cimentaire conduit en effet a un changement de la cinétique d’hydratation du mélange. Afin d’étudier cette influence, des mélanges avec taux de remplacement de 0%, 40% et 80% en masse et des rapports E/L de 0,25 et 0,50 ont été réalises. Le suivi de l’hydratation se base sur la détermination expérimentale de la chaleur d’hydratation dégagée (microcalorimétrie isotherme), de la quantité de portlandite et d’eau chimiquement liée (analyse thermogravimétrique) et de l’évolution des propriétés mécaniques au cours de l’hydratation (résistance en compression Rc et résistance en traction Rt). Les résultats sont ensuite utilises pour déterminer les paramètres des modèles d’évolution du mélange (Lacarriere 2007) , (Meinhard & Lackner 2008) et (Baert et al. 2010). La seconde partie de ce travail porte sur l’etude des transferts hygrothermiques au sein du mélange cimentaire au jeune age. Les simulations numériques réalisées permettent d’étudier l’influence des propriétés thermophysiques des granulats, de la concentration en granulats et de la forme des granulats sur la cinétique de prise. Ces paramètres physiques, de composition ou morphologiques peuvent en effet avoir une influence sur l’évolution thermique du milieu et donc sur son évolution chimique puisque les réactions d’hydratation sont thermoactivees. Les simulations sont basées sur le modèle de (Di Luzio, et al. , 2009) discrétisé par la méthode des différences finies dans le cas bidimensionnel<br>This work deals with the influence of the replacement of CEM I type cement by low calcium fly ash on the hydration kinetics of cement pastes at early-age. Different cement paste compositions are tested. They are characterized by different replacement rates (0%, 40% and 80%) and different water to binder ratios (0. 25 and 0. 50). The study of hydration is based on the experimental measurement of the released heat of hydration (isothermal microcalorimetry), of the amount of portlandite and chemically bounded water (thermogravimetric analysis) and of the evolution of the mechanical properties during the hydration (compressive strength Rc and tensile strength Rt). The results are then used to determine the parameters of the models describing the composed cement paste evolution (Lacarriere 2007) , (Meinhard & Lackner 2008) et (Baert et al. 2010). The second part is dedicated to the study of heat and moisture transfers in the cement paste at early-age. The numerical simulations are carried out to determine the influence of the aggregate thermophysical properties, concentration and shape on the hydration kinetics. These parameters, either physical, composition related ot morphological may have an influence on the medium temperature evolution and consequently on its chemical evolution since the hydration reactions are thermoactivated. The numerical implementation is based on the model by (Di Luzio & Cusatis 2009) discretized by means of the finite difference method (bidimensionnal problem)
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Chafei, Sawsen. "Influence de différents traitements sur les comportements rhéologique et mécanique d'un composite cimentaire mortier-fibres de lin." Caen, 2014. http://www.theses.fr/2014CAEN2035.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est d’eviter la rupture catastrophique d’un mortier cimentaire incorporant des fibres de lin en lui conferant une resistance croissante avec la longueur de fissure. La strategie mise en Œuvre est l’amelioration de la compatibilite fibre-matrice en adaptant la formulation par differents traitements appliques aux fibres et / ou a la matrice. Dans la premiere partie de cette etude les effets de ces traitements sur les proprietes des fibres sont evaluees par des caracterisations chimique, physique et mecanique des fibres de lin traitees par rapport aux fibres brutes. Ensuite, les traitements appliques a la matrice cimentaire sont evalues. Les melanges formules, composes de fibres traitees et/ou la matrice traitee, ont ete caracterises a l’etat frais afin d’apprecier l’impact des traitements sur la consistance des melanges, la prise et l’hydratation cimentaire. La derniere partie du memoire est devolue a l’analyse des consequences des traitements sur les proprietes mecaniques, physiques et microstructurales des composites cimentaires<br>The objective of this study is to avoid catastrophic failure of a cement mortar incorporating flax fibers by conferring it an increasing resistance rising with the crack length. The implemented strategy is to improve the fiber-matrix compatibility by adapting the formulation by different treatments applied to fibers and / or matrix. In the first part of this study the effects of these treatments on fiber properties are evaluated by chemical, physical and mechanical characterization of the treated flax fibers versus raw fibers. The treatments applied to the cement matrix are also evaluated. The formulated mixtures, composed of treated fibers and / or matrix with additive were characterized in the fresh state to assess the impact of treatments on the consistency and the setting of the mixture, and the cement hydration. The last part of the work is devoted to analyzing the effects of these treatments on the microstructure, physical and mechanical properties of the cement composites
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Sedan, David. "Etude des interactions physico-chimiques aux interfaces fibres de chanvre/ciment : influence sur les propriétés mécaniques du composite." Limoges, 2007. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/84a25f18-1c55-4565-bd8f-a95fa2e7ea73/blobholder:0/2007LIMO4055.pdf.
Full textAbstract:
L’utilisation des fibres de chanvre dans une matrice cimentaire confère des propriétés intéressantes aux composites. La compréhension des mécanismes d’interactions entre les fibres et la matrice cimentaire est indispensable afin de mieux appréhender le comportement mécanique du composite. Les fibres de chanvre, par une forte teneur en pectine, fixent sur leur surface les ions calcium Ca2+ et les ions hydroxydes OH-. On observe un déficit en ions hydroxydes et calcium dans la phase interstitielle, entraînant une inhibition des hydrates de silicate de calcium (CSH) et, par conséquent, induisant des retards de prise. Le milieu alcalin, imposé par le ciment, élimine les sucres circulants à la surface des fibres et dégrade les hémicelluloses, ce qui permet d’augmenter la rugosité des fibres. Cependant, la quantité de sucres ou acides lixiviés dans de telles pâtes semblent trop faible pour avoir une influence sur le milieu. La fixation des ions calcium à la surface des fibres se traduit par une forte adhésion entre ces dernières et la matrice cimentaire. Il en résulte une amélioration des propriétés mécaniques du composite. Ces composites possèdent une grande souplesse ainsi qu’une plus grande résistance en flexion que le ciment seul, caractéristiques très intéressantes pour certaines applications du bâtiment<br>The use of hemp fibres in a cement material gives interesting properties to composites. The understanding of the interactions between the fibres and the cement matrix is essential to study mechanical behaviour of such composites. Hemp fibres, by a high content of pectins, fix calcium Ca2+ and hydroxyle OH- ions on their surface. A lack of hydroxyle and calcium ions is observed in the interstitial phase, which implies an inhibition of calcium silicate hydrates (CSH) responsible for the delay in setting time. Chemical attack of the fibres surface by an alkaline and calcium rich media, as cement paste, degrades hemicelluloses contained in the fibres and seems to roughen the surface. Quantities of sugars or uronic acids released by the fibres are too little to have an effect on the chemical properties of the solutions. Calcium ions fixation on hemp fibres surface implies a strong adhesion between them and cement matrix. So, an improvement of the mechanical properties of the composite is observed. The fibres network in composites permits an increase of the flexural strength associated to a rise of the displacement to rupture. Such composites could be consequently interesting in building applications
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Trauchessec, Romain. "Mélanges de ciments sulfoalumineux et Portland." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0234/document.
Full textAbstract:
Les mélanges de ciment sulfoalumineux et de ciment Portland sont des liants hydrauliques innovants permettant de moduler les propriétés des bétons, telles que la vitesse de montée en résistance ou la stabilité dimensionnelle. Les performances du liant peuvent ainsi être ajustées pour de nombreuses applications. Au-delà de cet avantage, les émissions de dioxyde de carbone liées à la production du ciment sulfoalumineux sont significativement réduites comparées à celles du ciment Portland traditionnellement utilisé. La diversité des propriétés de ces liants résulte de la variété des mélanges pouvant être réalisés à partir des deux constituants de base. Chaque mélange présente alors une cinétique d'hydratation et des propriétés qui lui sont propres. Par exemple, certains liants sont expansifs mais présentent une montée en résistance progressive, tandis que d'autres sont stables dimensionnellement alors que leur résistance stagne après quelques jours d'hydratation. L'identification et le contrôle des paramètres à l'origine de ces comportements sont donc nécessaires pour garantir des propriétés spécifiques à un usage donné : chape, mortier de réparation, élément préfabriqué, etc. C'est l'objectif de cette étude qui s'attache à déterminer la cinétique, la minéralogie et les propriétés associées à l'hydratation de trois mélanges contenant 85 %, 70 % et 40 % de ciment Portland. Les essais entrepris ont aussi permis d'aboutir à une modélisation thermodynamique des mécanismes d'hydratation. L'impact de la composition du ciment Portland est également étudié. Enfin, il est montré que l'anhydrite et la chaux sont deux leviers qui modifient radicalement le processus d'hydratation et permettent ainsi d'adapter les propriétés d'un mélange aux exigences de son utilisation<br>Blends of ordinary Portland cement and sulfoaluminate cement are innovative hydraulic binders allowing control of concrete properties such as hardening speed or dimensional stability for specific applications. Moreover, carbon dioxide emissions linked to sulfoaluminate cement are significantly reduced compared to ordinary Portland cement. The binder properties can be adjusted due to the diversity of blends conceivable with these two constituents. Each blend has its own hydration kinetic and properties. For example, some blends are expansive and the hardening is progressive whereas other mixtures are dimensionally stable but their strength stagnates after few days. Identification and control of the parameters responsible of these comportments are necessary in order to guaranty specific properties for each application: screed, repairing mortar, etc. This is the aim of this study which described the hydration kinetic, the properties and composition of three blends containing 85 %, 70 % and 40 % of Portland cement. These experiments are completed by thermodynamic modeling of the hydration mechanisms. The effect of the Portland cement composition has also been tested. Finally, it's shown that anhydrite and calcium hydroxide are two key parameters which modify radically the hydration process and allow the properties adjustment required for the blend used
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Husson, Sophie. "Étude physicochimique et mécanique des interactions ciment-fillers. Application aux mortiers." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844622.
Full textAbstract:
Cette recherche est consacrée à l'étude des interactions entre les fillers et le ciment. Ces interactions peuvent avoir une origine physique et/ou chimique. L'utilisation d'un filler de référence, inerte chimiquement (une zircone), permet de séparer les deux effets. Nous montrons que les fillers (calcaire et zircon) de par leur activité chimique peuvent agir favorablement sur les propriétés mécaniques des pâtes pures et des mortiers. Ils ont un effet accélérateur et participent à la formation des espèces hydratées. Une partie importante de l'étude concerne l'interaction du filler calcaire avec le constituant principal du ciment, à savoir: le silicate tricalcique. L'activité chimique des fillers varie suivant leurs origines et les traitements qu'ils subissent. Le broyage peut être à l'origine de la création de défauts planaires, linéaires et ponctuels. Ceux-ci déterminent la réactivité du filler. Il existe une relation entre cette activité chimique et les propriétés mécaniques des pâtes pures. Cette corrélation nous permet de préconiser un test de sélection des fillers calcaires.
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Benabdillah, Jalil. "Le système alumine khi-CaO-H2O, les aluminates de calcium hydrates et les processus d'hydratation : influence de la composition, de la température et du temps." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20126.
Full textAbstract:
Une nouvelle approche pour l'etude du systeme caoal#2o#3h#2o a ete adoptee en utilisant l'alumine de transition khi dont la filiation avec la bayerite a permis d'explorer de nouveaux equilibres. La synthese et l'hydratation des composes c#3a, c#1#2a#7 et ca, equivalents anhydres de c#3ah#6, c#2ah#8 et cah#1#0, a permis l'etablissement des chemins de leurs cristallisations. Les caracterisations des 4 principaux hydrates cah#1#0, c#2ah#8, c#4ah#1#3 et c#3ah#6, ont ete effectuees grace a 3 techniques croisees : rayons x, atdatg et meb. L'etude des comportements thermiques de ces hydrates a mis en evidence leur tres grande labilite. Les hydrates alumino-calciques sont tous metastables et donnent par decomposition la gibbsite et la vaterite. En outre, le suivi de l'hydratation des melanges chaux-alumine khi en systeme statique a 20c, representatif des processus qui gerent l'hydratation du ciment alumineux, a permis de confirmer la metastabilite de c#2ah#8, c#4ah#1#3 et surtout celle de c#3ah#6.
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Kamali, Siham. "Comportement et simulation des matériaux cimentaires en environnement agressifs : Lixiviation et température." Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0004.
Full text
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Nalet, Camille. "Influence de la stéréochimie et de la fonctionnalité de molécules organiques sur l'hydratation de composés cimentaires." Thesis, Dijon, 2015. http://www.theses.fr/2015DIJOS086/document.
Full textAbstract:
Le manque de connaissance sur les interactions existantes entre les adjuvants organiques et les phases minérales ainsi que leur influence sur les mécanismes d’hydratation du Ciment Portland Ordinaire (CPO) limite le développement de nouvelles molécules organiques avec des propriétés améliorées et contrôlées. Ici, le but de ces travaux était de comprendre pourquoi et comment des adjuvants organiques modifient le temps de prise du CPO en faisant varier progressivement les caractéristiques de molécules organiques simples comme leur charge, leurs groupes fonctionnels (hydroxyle, hydroxy-carboxylate, carboxylate, sulfonate et phosphonate) et la stéréochimie de leurs groupes hydroxyles.Les différents retards induits par les molécules organiques étudiées sur l’hydratation du composé minéral responsable des propriétés finales du CPO, le silicate tricalcique, ont été reliés aux caractéristiques des composés organiques. Les interactions de ces derniers dont leur adsorption sur du silicate de calcium hydraté (C-S-H) ainsi que leur complexation avec les ions calcium, hydroxyde et/ou silicates en solution ont été identifiées dans des systèmes à l’équilibre et corrélées au retard généré par les molécules organiques sur l’hydratation du silicate tricalcique.L’impact des hexitols qui varient uniquement en fonction de la stéréochimie de leurs groupes hydroxyles sur le processus de dissolution-précipitation de l’hydratation du silicate tricalcique a été étudié. L’influence de ces polyols sur l’hydratation d’un mélange luminatesulfate de calcium a été expliquée par leur adsorption sur l’ettringite, les AFm et par leur complexation ionique en solution. Pour finir, cette étude s’est focalisée sur les conséquences des interactions des hexitols avec l’ettringite et les ions aluminate en solution sur l’hydratation des phases silicates présentes dans le CPO<br>The current limited knowledge on the interactions between organic admixtures and mineral phases as well as their influence on the hydration mechanisms of the Ordinary Portland Cement (OPC) represents a real limitation in the development of new organic products with improved and controlled properties. Here, this study intended to understand why and how organic admixtures modify the setting time of OPC by progressively varying the characteristics of simple organic molecules such as their charge, functional groups (hydroxyl, hydroxy-carboxylate, carboxylate, sulfonate and phosphonate) and the stereochemistry of their hydroxyl groups.The different retardations induced by the organic molecules studied on the hydration of the mineral compound responsible of the final properties of OPC, tricalcium silicate, were related to the characteristics of the organic admixtures. The interactions of these organic compounds such as their adsorption on calcium silicate hydrate (C-S-H) and their complexation with calcium, hydroxide and/or silicate ions in solution were identified in systems at equilibrium and correlated to the retarding effect generated by the organic molecules on the hydration of tricalcium silicate.The impact of hexitols which differ from one another in the stereochemistry of their hydroxyl groups on the dissolution-precipitation process of the hydration of tricalcium silicate was studied. The influence of these polyols on the hydration of a calcium aluminate and calcium sulfate mixture was explained by their adsorption on ettringite and AFm as well as by their ionic complexation in solution. Finally, this study focused on the consequences of the interactions of hexitols with ettringite and aluminate ions in solution on the hydration of the silicate phases present in OPC
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Meducin, Fabienne. "Etude des phases silicatées du ciment hydraté sous haute pression et haute température." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066337.
Full text
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Behmanesh, Javad. "Étude de la durabilité d'un sédiment, traité au ciment et additifs." Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2015.
Full textAbstract:
Un axe de développement durable se décline dans le recyclage et la valorisation de la majorité des déchets. En effet, en France, on estime à environ 50 millions de m³ le volume moyen de sédiments dragués annuellement. Dans les travaux de recherche présentés dans cette thèse, une valorisation d’un sédiment dragué au port autonome du Havre est proposée. Quatre liants: chaux, cendre volante, ciment et fumée de silice ont été utilisés dans cet objectif. Après une introduction générale sur le traitement des sédiments dragués, une étude bibliographique est présentée au chapitre II. Le chapitre III est consacré aux caractéristiques d’un sédiment traité. Une méthodologie de préparation des échantillons est ensuite donnée au chapitre IV. Le chapitre V présente alors l’analyse et l’interprétation des résultats des essais. Finalement des conclusions et des perspectives sont proposées au chapitre VI. Au terme de ces travaux, l’utilisation des sédiments dragués en tant que matériau possible dans le domaine routier apparaît tout à fait envisageable. Un procédé de traitement de sédiments fins, pollués par une huile de vidange est présenté. Les performances mécaniques et la durabilité du sédiment traité avec de la fumée de silice et du ciment sont améliorées<br>An axis of sustainable development deals with recycling and valorization of the majority of waste. In France, the average volume of sediments annually dredged is estimated to be 50 millions cubic meters. In the research presented in this dissertation, the valorization of dredged sediment at the autonomous port of Le Havre is proposed. Four binders, namely, lime, fly ash, cement and silica fume were used in this study. After a general introduction on the treatment of dredged sediments, a review of literature is presented in chapter II. Chapter III is devoted to the study of the characteristics of the treated sediment. A method of sample preparation is given in chapter IV. Chapter V present the analysis and interpretation of the results of the experiments. Finally the conclusion and perspectives are proposed in Chapter VI. Upon completion of this work, the use of the dredged sediments as a possible material in the domain of road appears quite conceivable. A technique for treating fine sediments, polluted by an engine oil is presented. On the other hand, the mechanical performance and durability of sediments treated with silica fume are improved
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Nachbaur, Laurent. "Etude de l'influence d'électrolytes sur l'hydratation et la prise du silicate tricalcique, composant principal du ciment Portland : Caractérisation des interactions à l'origine de la prise." Dijon, 1997. http://www.theses.fr/1997DIJOS055.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude de l'hydratation et de la prise du silicate tricalcique, composant principal du ciment Portland, dans des solutions d'électrolytes représentatives des solutions interstitielles des pâtes de ciment pendant les premiers jours d'hydratation. On observe une continuité des phénomènes, des suspensions diluées aux pâtes et du système simple à ces systèmes plus complexes du point de vue chimique. En présence des électrolytes étudiés (hydroxydes et sulfates alcalins), le mécanisme de l'hydratation reste identique au mécanisme intervenant dans l'eau. Tous ces électrolytes sont des accélérateurs de l'hydratation. La stœchiométrie des hydrates formes (C-S-H) est déterminée par l'activité en calcium de la solution. Les ions étudiés ont des effets différents sur les caractéristiques de la double couche électrique présente autour des particules. Le calcium et le sulfate sont spécifiquement adsorbés à la surface du silicate tricalcique et du C-S-H, les alcalins sont des ions indifférents. Ces différences de comportement se retrouvent dans l'influence de ces ions sur les différentes étapes de l'hydratation. L'évolution mécanique des pâtes est caractérisée par la formation d'une structure au cours des premières minutes suivant la fin du gâchage. Cette structuration de la pâte intervient sous l'action de forces attractives qui s'opposent aux forces répulsives, dues aux interactions entre les doubles couches entourant les particules, trop faibles dans ces conditions pour s'opposer à la coagulation rapide des particules. Les forces attractives sont des forces entre surfaces, responsables également des propriétés mécaniques du solide formé après la prise. L'augmentation des résistances du matériau est due à l'augmentation des surfaces en vis à vis dans la pâte du fait de la formation des hydrates. Il s'agit d'un phénomène continu. La prise ne correspond à aucune transition structurale.
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Garrault-Gauffinet, Sandrine. "Etude expérimentale et par simulation numérique de la cinétique de croissance et de la structure des hydrosilicates de calcium, produits d'hydratation des silicates tricalcique et dicalcique." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS057.
Full textAbstract:
Ce travail, s'inscrivant dans la continuité d'une série de travaux menés sur l'hydratation et la prise du ciment, est consacré à l'étude de la nucléation et la croissance de l'hydrosilicate de calcium (C-S-H), forme au cours de l'hydratation des silicates tricalcique (C#3S) et dicalcique (C#2S), les composants principaux du ciment portland. La cinétique d'hydratation de C#3S et C#2S est controlée par le nombre de germes initiaux précipités au tout début de l'hydratation et par le mode de croissance des hydrates, qui dépendent tous deux de la concentration en hydroxyde de calcium en solution. Ce mécanisme reste identique en présence d'autres d'électrolytes. Le nombre de germes diminue quand la concentration en hydroxyde de calcium augmente. En présence de chlorure de sodium et d'hydroxyde de potassium, il augmente. La nucléation de C-S-H suit la théorie classique de la nucléation. Au cours de l'hydratation des silicates de calcium, la nucléation des C-S-H est hétérogène. L'observation directe par microscopie à force atomique a montré que la croissance des C-S-H se fait par agrégation de particules nanométriques anisotropes latéralement et perpendiculairement à la surface du silicate anhydre. Les simulations numériques des cinétiques d'hydratation expérimentales ont montré que l'agrégation se fait de moins en moins parallèlement à la surface des grains de silicates de calcium lorsque la concentration en hydroxyde de calcium augmente en solution. En présence de chlorure de calcium la vitesse perpendiculaire à la surface des grains augmente. Cette agrégation de particules est orientée jusqu'à ce que la surface soit complètement recouverte par la couche de C-S-H. Une fois que la surface est recouverte, la formation de C-S-H est gouvernée par un régime de diffusion des réactifs à travers la couche d'hydrate et l'assemblage devient de moins en moins organisé.
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Oudjit, Mohamed Nadjib. "Reactivite des fumees de silice condensees en presence de chaux ou de ciment portland." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0001.
Full textAbstract:
Etude de la reactivite de sept varietes differentes de fumees de silice condensees (csf). L'activite pouzzolanique depend de la nature et de la teneur des impuretes qua'ellesrenferment. On montre que: le carbone imbrule retarde le phenomene pouzzolanique; le carbone imbrule, en forte teneur, peut provoquer un important retard d'hydratation du ciment portland; l'incorporation de csf a un ciment portland permet d'obtenir un ciment ayant une resistance en compression comparable ou superieur a celle d'un ciment portland mitral, toutefois des impuretes dans une csf peut conduire a rejeter son utilisation.
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Garcia, Emmanuel. "Approche expérimentale et corrélations dans les systèmes complexes : modes de broyages et réactivités du ciment alumineux fondu." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20110.
Full textAbstract:
Le travail presente porte sur les relations broyages - reactivites du ciment alumineux fondu. Des relations complexes ont ete mises en evidence : elles mettent en jeu le mode de broyage, les dimensions, les surfaces et la reactivite. Une methodologie specifique adaptee aux systemes granulaires a ete utilisee : elle est fondee sur des bilans multiples croises et systematiques couples avec des fractionnements physiques selon la taille des particules. L'operation de broyage contribue a la constitution de quatre populations granulometriques a travers des mecanismes de division et d'interattraction. Les phenomenes d'interattraction se declinent sous la forme d'agglomerats et d'adsorbats. Les bilans ont montre que les proportions des populations, l'amplitude et la proportion des phenomenes d'interattraction, dependent du procede de broyage, notamment des modes de contraintes et de l'aerodynamique. Les modes des populations sont des invariants du materiau. La reactivite chimique du ciment alumineux fondu presente une complexite averee. Elle se deduit a la fois des populations et des phenomenes d'interattractions. Le broyeur devient ainsi un reacteur de division - agglomeration auquel la reactivite du ciment est liee de maniere directe et complexe.
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Benard, Philippe. "Etude de l'action des phosphates présents dans l'eau de gâchage sur l'hydratation d'un ciment Portland." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/hal-00015367.
Full textAbstract:
La cimentation est le procédé le plus couramment utilisé par l'industrie nucléaire pour conditionner ses déchets de faible et moyenne activité. Les espèces contenues dans ces déchets peuvent influer fortement sur la réactivité des pâtes de ciment, c'est notamment le cas des ions ortho-phosphate que l'on retrouve dans certains concentrats d'évaporation. Notre travail a consisté à déterminer l'influence particulière de ces ions sur l'hydratation et les propriétés rhéologiques des pâtes de ciment au jeune âge ainsi que sur les propriétés mécaniques et physiques du matériau durci.
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Moulin, Isabelle. "Spéciation du plomb, du cuivre, du zinc, du chrome (III) et (IV) dans les hydrates de ciment." Aix-Marseille 3, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX30005.
Full text
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Lahalle, Hugo. "Conditionnement de l'aluminium métallique dans les ciments phospho-magnésiens." Thesis, Dijon, 2016. http://www.theses.fr/2016DIJOS048/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur le conditionnement de déchets radioactifs dans une matrice cimentaire. Il vise plus particulièrement à évaluer la compatibilité chimique entre un mortier à base de ciment phospho-magnésien et l’aluminium métallique. Dans un premier temps, les processus physico-chimiques responsables de la prise et du durcissement du ciment phospho-magnésien sont étudiés : la diffraction des rayons X (DRX), la thermogravimétrie (ATG) et la résonance magnétique nucléaire (RMN-MAS du 31P et 11B) permettent d’identifier les phases solides précipitant au cours de l’hydratation du ciment ; la spectroscopie à plasma à couplage inductif (ICP-AES), la conductimétrie et la pH-métrie apportent des informations sur la composition de la solution porale. Dans un second temps, la corrosion de l’aluminium dans des mortiers phospho-magnésiens est étudiée par suivi du potentiel d’équilibre (OCP) et par spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE).Le ciment phospho-magnésien est préparé à partir d’oxyde de magnésium (MgO) et de dihydrogénophosphate de potassium (KH2PO4). En présence d’eau, il s’hydrate selon un processus de dissolution / précipitation. La dissolution des réactifs conduit principalement à la formation de K-struvite (MgKPO4.6H2O), précédée par celle de deux hydrates intermédiaires : la phosphorrösslerite (MgHPO4.7H2O) et la phase Mg2KH(PO4)2.15H2O. L’acide borique retarde l’hydratation du ciment en ralentissant la formation des hydrates. La précipitation initiale d’un ou plusieurs composés boratés et phosphatés amorphes ou très mal cristallisés ainsi que la stabilisation des cations en solution (magnésium, potassium) pourraient en être la cause. Par comparaison avec une matrice à base de ciment Portland, la corrosion de l’aluminium dans le mortier phospho-magnésien est fortement limitée.Le pH de la solution interstitielle, proche de la neutralité, est en effet situé dans le domaine de passivation de l’aluminium. La corrosion dépend de plusieurs paramètres : elle est favorisée pour un rapport massique eau/ciment (e/c) très supérieur à la demande chimique en eau du liant (e/c = 0.51) ainsi que par la présence d’acide borique. Au contraire, le nitrate de lithium ajouté à l’eau de gâchage agit comme un inhibiteur de corrosion. Un mécanisme de corrosion en 4 étapes permet de modéliser les diagrammes d’impédance. L’évolution de la vitesse de corrosion et de la production de dihydrogène qui lui est associée peut alors être calculée au cours du temps. Les résultats obtenus sont en bon accord avec les mesures expérimentales du dihydrogène relâché par des plaques d’aluminium enrobées dans un mortier phospho-magnésien<br>This work deals with the stabilization / solidification of radioactive waste using cement.More particularly, it aims at assessing the chemical compatibility between metallic aluminum and mortars based on magnesium phosphate cement. The physical and chemical processes leading to setting and hardening of the cement are first investigated. X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TGA) and nuclear magnetic resonance spectroscopy (31P and11B MAS-NMR) arefirst used to characterize the solid phases formed during hydration, while inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy analysis (ICP-AES), electrical conductimetry and pH measurementsprovide information on the pore solution composition. Then,the corrosion of metallic aluminum in magnesium phosphate mortars is studied by monitoring the equilibrium potential and by electrochemical impedance spectroscopy (EIS).Magnesium phosphate cement is prepared from a mix of magnesium oxide (MgO) and potassium dihydrogen orthophosphate (KH2PO4). In the presence of water, hydration occurs according to a dissolution – precipitation process. The main hydrate is K-struvite (MgKPO4.6H2O). Its precipitation is preceded by that of two transient phases: phosphorrösslerite (MgHPO4.7H2O) and Mg2KH(PO4)2.15H2O. Boric acid retards cement hydration by delaying theformation of cement hydrates. Two processes may be involved in this retardation: the initial precipitation of amorphous or poorly crystallized minerals containing boron and phosphorus atoms, and/or the stabilization of cations (Mg2+, K+) in solution.As compared with a Portland cement-based matrix, corrosion of aluminum is strongly limited in magnesium phosphate mortar. The pore solution pH is close to neutrality and falls within the passivation domain of aluminum. Corrosion depends on several parameters: it is promoted by a water-to-cement ratio (w/c) significantly higher than the chemical water demand of cement (w/c = 0.51), and by the addition of boric acid. On the contrary, lithium nitrate, dissolved in the mixing solution, acts as a corrosion inhibitor.A 4-step mechanism makes it possible to model the impedance diagrams. The evolution of the corrosion rate and of the amount of dihydrogen released with ongoing hydration is then calculated The results are in good agreement with the experimental determination of the H2 production by aluminum sheets embedded in magnesium phosphate mortar
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Goto, Tania. "Influence des paramètres moléculaires du latex sur l'hydratation, la rhéologie et les propriétés mécaniques des composites ciment / latex." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002110.
Full textAbstract:
Dans l'industrie du second œuvre, les mortiers additionnés de latex sont largement utilisés. Cependant, à côté des améliorations d'usage qu'ils confèrent aux formulations, ils sont à l'origine de temps d'hydratation des pâtes plus importants. L'objectif de cette thèse est d'expliquer l'origine de cette augmentation des temps d'hydratation et de déterminer ses répercussions sur les propriétés rhéologiques et mécaniques des composites ciment/latex. Pour cela, l'étude de l'interaction de quatre familles de latex avec un ciment gris ordinaire a été menée. Il en ressort que les charges présentes dans le système de stabilisation du latex et les molécules hydrosolubles présentes dans la phase aqueuse du latex ont une forte influence sur l'hydratation du ciment. Cette forte influence ne se retrouve cependant pas sur les propriétés rhéologiques et mécaniques de la pâte.
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Diquelou, Youen. "Interactions entre les granulats de chanvre et les liants à base de ciment et de chaux : Mécanismes de la prise et propriétés des interfaces formées dans les agrobétons." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS025/document.
Full textAbstract:
Les bétons de chanvre associent un granulat végétal issu du chanvre, appelé « chènevotte », et une matrice minérale. Ce sont des matériaux isolants répondant particulièrement bien aux nouvelles problématiques environnementales du secteur du bâtiment. Pourtant, leur développement est freiné par d'occasionnels désordres de mise en œuvre et des propriétés mécaniques relativement faibles qui pourraient résulter d'interactions complexes développées entre la chènevotte et le liant. Dans ce contexte, l'objectif des travaux a été de préciser la nature de ces interactions et d'identifier par quels mécanismes celles-ci peuvent modifier la prise du liant et les propriétés finales du matériau. Pour cela, l'évolution de mélanges de matières premières (chènevottes et liants) de natures différentes a été étudiée par des techniques de biochimie, de spectroscopie, de physico-chimie et de mécanique. Cette approche multi-échelle a ainsi permis de mettre en évidence le puissant pouvoir retardateur des produits extraits de la chènevotte sur la prise des liants hydrauliques. Ce retard peut conduire à une absence totale de prise du liant, lorsque celui-ci est couplé à des phénomènes de dégradation de la chènevotte, de migration de ces produits dans la matrice et d'évaporation d'eau. En outre, il a été démontré que les caractéristiques de la chènevotte (composition chimique), la nature du liant (ciment pur ou additionné de chaux), ainsi que les conditions de cure (présence ou non de CO2) sont des facteurs pouvant moduler les effets délétères sur la prise et les propriétés mécaniques du matériau formé. Ils constituent donc des paramètres potentiels d'optimisation des bétons de chanvre<br>The hemp concretes, combine a plant aggregate, called “shiv” with a mineral binder. They are insulating materials particularly suited to face the new environmental problems of the building sector. However, their development is hampered by the occasional implementation problems and their relatively low mechanical properties that could result from complex interactions between the shiv and the binder. In this context, the objective of the presented work was to clarify the nature of these interactions and to identify the mechanisms by which they can impact the setting of the binder and the final properties of the material. To do so, the evolution of mixtures of the initial components (shiv and binders) differing by their nature was studied by biochemical, spectroscopic, physical chemistry and mechanical techniques. This multi-scale approach enabled us to highlight the powerful set retarding action of shiv-extractable products on hydraulic binders. This delay can even lead to a total failure of the binder setting when this one is coupled to simultaneous degradation of the hemp aggregate, migration of the formed products in the matrix and water evaporation. Finally, it has been demonstrated that the characteristics of the shiv (chemical composition), the nature of the binder (pure cement or lime added), and the curing conditions (presence or absence of CO2) represent factors that may modulate the deleterious effects on the setting and the mechanical properties of the formed material. They hence constitute potential parameters for the optimization of hemp concretes
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Itul, Anca. "Interactions entre organo-silanes et client : conséquences sur l'hydratation et les propriétés mécaniques." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656843.
Full textAbstract:
Aujourd'hui le béton est l'option la plus attrayante pour le secteur de la construction. Ceci est du au fait que le béton est un matériau peu couteux et que sa fabrication nécessite peu d'énergie et a un faible impact environnemental En outre, les structures en béton sont durables et performantes mais le béton nécessite d'être associé à des armatures d'acier, car le il présente une faible résistance à la traction.Du point de vue de la chimie, le point faible provient de l'origine de la cohésion du ciment utilisé pour la fabrication du béton. Des expériences à l'échelle nanométrique et des simulations numériques ont montré que la cohésion de la pâte de ciment résulte de forces de courte portée qui s'exercent entre les surfaces de silicates de calcium hydratés (C-S-H) dans la solution interstitielle.Cette thèse explore l'ingénierie de la liaison entre les grains de ciment en vue d'améliorer les propriétés mécaniques des matériaux cimentaires. Nous visons à introduire en plus de celles déjà existantes, des forces de cohésion à longue portée entre les grains à l'aide de liaisons chimiques pour conduire à une augmentation de la résistance à la traction et de la ténacité. La stratégie choisie a été de greffer différents silanes organo-fonctionels sur le ciment anhydre. Deux méthodes possibles de silanisation ont été étudiées et les produits modifiés ont été caractérisés.La première méthode a consisté à mélanger directement la poudre de ciment avec les silanes. Il a été montré que, ce faisant, pâtes de ciment et de mortiers présentent une maniabilité améliorée. En outre, il a été observé que les silanes influent fortement l'hydratation, principalement en retardant l'hydratation des silicates et en réduisant leur degré d'hydratation. En conséquence, une perte sévère de résistance a été constatée dans tous les tests mécaniques standards effectués. Ceci est lié à la dose excessive de silane incorporée au ciment pour atteindre l'homogénéité du mélange au cours de l'hybridation.Une deuxième méthode de silanisation a été développée afin de permettre la diminution du dosage des silanes en gagnant en homogénéité. Elle consiste à mélanger le ciment dans une solution de silane dans un solvant non aqueux. Cette méthode à permis en outre d'obtenir des données quantitatives relatives à l'adsorption des silanes utiles à une meilleure compréhension des interactions silane-ciment. Elles constituent en effet des moyens indirects aidant à caractériser les substrats modifiés. Il a été constaté que les interactions silane-ciment dépendent fortement du type de solvant utilisé. La couverture de la surface a également été calculée et est loin d'être une monocouche. Elle est constituée d'espèces chimiquement et physiquement adsorbées qui influencent les propriétés des ciments modifiés.En termes de vitesse d'hydratation, les plus forts effets de ralentissement sur l'hydratation des silicates sont toujours associés aux silanes affichant une plus faible affinité avec la surface, mais fortes de liaisons avec cette dernière. En termes de rhéologie, tous les silanes améliorent grandement la capacité des pâtes à résister à une charge au-dessus de la limite élastique. Il en résulte une augmentation de résistance à la flexion jusqu'à 35% par rapport au ciment pur.
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Bourissai, Monsef. "Comportement thermo-chimio-hydro-mécanique d'un ciment pétrolier au très jeune âge en conditions de prise HP/HT : approche expérimentale et analyse par changement d'échelle." Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00582893.
Full textAbstract:
Le travail de thèse a porté essentiellement sur l'effet des conditions de prise en pression et en température dans une gamme (20-60°C/Patm-200 bar) d'un ciment pétrolier (Portland " classe G ") au très jeune âge (jusqu'à un jour) en condition saturée sur (i) la cinétique d'hydratation, (ii) les propriétés hydriques (perméabilité et porosité) et (iii) le développement des propriétés élastiques dynamiques obtenues par propagation d'ultrasons et quasi-statiques. Les propriétés quasi-statiques instantanées et différées ont été obtenues à partir d'essais mécaniques réalisés en compression simple à différents temps/degré d'hydratation.La partie I a permis de montrer que la pression appliquée pendant la prise a un effet négligeable sur la cinétique d'hydratation contrairement à l'effet accélérateur de la température de prise. Un modèle de cinétique d'hydratation tenant compte de l'effet accélérateur de la température a été mis en place afin de déterminer l'évolution des fractions volumiques des différentes phases en présence dans la pâte de ciment au cours de son hydratation. L'évolution de la phase (porosité capillaire + eau) obtenue par le modèle d'évolution des fractions volumiques est en bonne concordance avec l'évolution de la porosité connectée mesuré par porosimétrie dans la deuxième partie de travail de thèse. En partie II, concernant la caractérisation de la perméabilité, les valeurs obtenues ainsi que l'évolution des propriétés élastiques quasi-statiques obtenue expérimentalement ont permis de déterminer le temps de drainage pour chacune des conditions d'hydratation étudiées. Cette information permet de déterminer la nature drainée ou non drainée des essais mécaniques quasi statiques réalisés. En partie III, les essais mécaniques ont permis d'identifier un comportement granulaire faiblement cohésif au niveau du sommet du pic exothermique, puis un comportement solide cohésif avec progression des propriétés mécaniques au cours de l'hydratation à partir de la décroissance du flux thermique. Enfin, deux modèles par homogénéisation multi-échelles ont été proposés, la différence portant sur la schématisation de la pâte de ciment au très jeune âge. Les résultats ont été confrontés avec succès aux propriétés élastiques dynamiques et quasi-statiques drainées et non drainées obtenues expérimentalement
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Campo, Mireille. "Milieux poreux et modification de la porosité. Influence de l'incorporation de fines minérales et organiques dans les matrices cimentaires." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0025.
Full textAbstract:
Pour modifier la porosite de materiaux cimentaires, dans un contexte industriel contraignant (materiaux secs et mise en place forcee), deux procedes bases sur l'incorporation ont ete examines. Une grande variete de produits a ete etudiee, pour comprendre les processus de modification: fines minerales et fines organiques. L'ajout de fines minerales inertes ou reactives a mis en evidence le faible role du remplissage physique. L'incorporation doit etre suivie d'une cure hydrique precoce. Elle fait apparaitre une correlation entre le volume total poreux et le taux d'avancement de la reaction d'hydratation. Les fumees de silice et le laitier finement broye reduisent le volume des pores et jouent un role important dans l'affinage de la structure poreuse, malgre la nette variation des dimensions de ces produits. L'incorporation de fines organiques sous forme de dispersions aqueuses a montre que les modifications de la porosite sont d'autant plus importantes que le polymere est inerte chimiquement. Une classification des polymeres en fonction de leur degre d'interaction avec les ions calcium liberes par l'hydratation du ciment a ete proposee. Le polymere qui donne les meilleurs resultats est le styrene-butadiene, il ne comporte aucun groupement susceptible de reagir chimiquement et conduit a la formation de materiaux bimatriciels
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Thevenin, Geneviève. "Contribution à l'élaboration d'un système d'aide à la formulation de liants hydrauliques pour la stabilisation/solidification de déchets." Phd thesis, INSA de Lyon, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00724791.
Full textAbstract:
L'objectif principal était de développer un outil de formulation dédié à l'inertage des déchets par des liants minéraux (laitiers, fondus, portland..) pour un stockage en décharge classée ou pour valorisation sous la forme d'Eco-matériaux. Deux voies de recherches se sont déroulées en parallèle, d'une part la caractérisation multi-échelles du 'composite liant/déchet' pour qualifier l'efficacité de l'inertage,d'autre part, la mesure des propriétés rhéologiques et mécaniques du 'composite liant/déchet' pour mieux cibler son domaine d'emploi. Il est apparu rapidement que pour fonder l'outil de formulation, une description fine du réseau poreux obtenu (diamètre et connectivité des capillaires, distribution de taille et morphologie des pores) associée à une étude des microstructures formées seraient impératives. Pour ce faire des expériences multi-échelles à caractère novateur ont été mises en place (ICP-OES couplée avec de la conductimètrie, cartographie MEB) et appliquées à 8 couples liant/ polluant. Elles ont confirmé une intégration des polluants sous diverses formes microstructurales dans de nouveaux composés Pour mieux prédire les cinétiques de rejet, dans le cadre d'une mise en décharge, les lois classiques de diffusion ont été revisitées sur une période d'étude de [3min-24mois] et les coefficients de diffusion de Fick ont été calculés globalement ou par partie.
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Dhoury, Mélanie. "Influence des ions lithium et borate sur l'hydratation de ciments sulfo-alumineux : application au conditionnement de résines échangeuses d'ions boratées." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS014/document.
Full textAbstract:
Dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée, une solution d'acide borique de pH contrôlé par ajout de lithine est injectée dans le circuit primaire. Le bore joue le rôle de neutrophage et participe au contrôle des réactions de fission. La solution du circuit primaire est épurée par passage sur colonnes de résines échangeuses d'ions. Ces résines sont périodiquement renouvelées et constituent un déchet de faible activité. Outre des radionucléides, elles contiennent majoritairement des ions borate et lithium. Elles sont actuellement conditionnées dans une matrice organique avant stockage en site de surface. Une évolution du procédé est envisagée, avec remplacement de la matrice organique par une matrice minérale. Cette thèse évalue les potentialités des ciments sulfo-alumineux pour le conditionnement de résines boratées en présence de lithium. Ces liants présentent en effet l'avantage de former des hydrates capables d'insérer les ions borate dans leur structure, et leur hydratation est moins retardée que celle des ciments silico-calciques conventionnels. Une démarche analytique, procédant par complexification progressive des systèmes étudiés, est mise en œuvre. Ainsi, l'hydratation de ciments sulfo-alumineux à forte teneur en ye'elimite est-elle successivement étudiée en présence (i) de sels de lithium, (ii) d'hydroxyde de lithium et de borate de sodium, et (iii) d'hydroxyde de lithium et de résines boratées. L'approche expérimentale est complétée par des simulations thermodynamiques s'appuyant sur une base de données développée pour les besoins de l'étude. Il apparaît que les ions lithium accélèrent l'hydratation du ciment sulfo-alumineux en diminuant la durée de la période d'inertie thermique. Le mécanisme mis en jeu implique la précipitation d'un hydroxyde mixte d'aluminium et de lithium. Au contraire, le borate de sodium ralentit l'hydratation du ciment sulfo-alumineux en augmentant la durée de la période d'inertie thermique. Une espèce riche en bore et sodium, l'ulexite, précipite transitoirement dès le début de l'hydratation. En sa présence, la dissolution de la ye'elimite reste lente. Lors de l'ajout simultané d'hydroxyde de lithium et de borate de sodium dans la solution de gâchage, les mécanismes observés pour chacune des espèces considérées séparément se superposent. Un troisième processus vient s'ajouter dans le cas d'un ciment non gypsé : le lithium favorise la formation initiale d'une phase AFm boratée qui disparaît au profit d'une phase AFt boratée lorsque l'hydratation s'accélère. Les résultats obtenus permettent in fine de proposer une première formulation d'enrobage de résines boratées dont les propriétés sont compatibles avec les exigences requises pour une matrice de conditionnement sur la durée de l'étude<br>In pressurized water reactors, a solution of boric acid, the pH of which is controlled by the addition of lithium hydroxide, is injected in the primary circuit. Boron acts as a neutron moderator and helps controlling the fission reactions. The primary coolant is purified by flowing through columns of ion exchange resins. These resins are periodically renewed and constitute a low-level radioactive waste. In addition to radionuclides, they mainly contain borate and lithium ions. They are currently encapsulated in an organic matrix before being stored in a near-surface repository. An evolution of the process is considered, involving the replacement of the organic matrix by a mineral one.In this PhD study, the potential of calcium sulfoaluminate cements (CSAC) to solidify / stabilize borated resins in the presence of lithium is investigated. These binders have the advantage to form hydrates which can incorporate borate ions in their structure, and their hydration is less retarded than that of Portland cement.An analytical approach is adopted, based on a progressive increase in the complexity of the investigated systems. Hydration of ye'elimite-rich CSAC is thus successively investigated in the presence of (i) lithium salts, (ii) lithium hydroxide and sodium borate, and (iii) lithium hydroxide and borated ion exchange resins. The experimental investigation is supplemented by thermodynamic modelling using a database specially developed for the needs of the study.Lithium ions are shown to accelerate CSAC hydration by decreasing the duration of the period of low thermal activity. The postulated mechanism involves the precipitation of lithium-containing aluminum hydroxide. On the contrary, sodium borate retards CSAC hydration by increasing the duration of the period of low thermal activity. Ulexite, a poorly crystallized mineral containing sodium and borates, transiently precipitates at early age. As long as ulexite is present, dissolution of ye'elimite is strongly slowed down. When sodium borate and lithium hydroxide are simultaneously introduced in the mixing solution, these two mechanisms are superimposed. With a gypsum-free cement, a third process is additionally observed: lithium promotes the initial precipitation of a borated AFm phase which is later converted into a borated AFt phase when hydration accelerates.Finally, based on the achieved results, a cement-based formulation is designed for the encapsulation of borated resins. Its properties fulfill the requirements for a conditioning matrix over the duration of the study