Dissertations / Theses: 'Ciment Portland – Propriétés mécaniques'

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Baalbaki, Oussama. "Utilisation des cendres volantes sulfo-calciques traitées avec du ciment Portland : étude d'évolution et d'évaluation des pâtes durcies de ciment pur et de mélanges de ciment et cendres." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10062.

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Abstract:

L'utilisation d'une cendre volante en mélange avec du ciment Portland présente un intérêt économique dans la mesure ou les performances du matériau obtenu en employant ce sous-produit sont satisfaisantes. Les cendres volantes sulfo-calciques de Gardanne sont marquées par une forte teneur en chaux vive qui interdit leur emploi dans les bétons à cause des dégradations provoquées par le gonflement ultérieur des grains de chaux. Nous avons mis au point un procédé breveté permettant d'éteindre la chaux vive présente dans ces cendres. Nous avons réalisé des pâtes durcies par hydratation d'un ciment portland seul, comme référence, et de liants composés d'un mélange de ce ciment et de cendres. Nous avons étudié l'évolution comparée avec l'âge de la structure poreuse, du degré d'hydratation et de la résistance en compression de ces pâtes durcies en faisant varier le rapport eau/liant. Cette étude nous a permis de déterminer la résistance à la compression en fonction de ces deux caractéristiques et en appliquant la formule de powers. Nous avons aussi étudié l'influence de la substitution du ciment par un mélange de cendres sulfo-calciques et silico-alumineuses. Ce mélange est bénéfique pour la résistance à la compression des pâtes durcies. Par un traitement thermique, il a été possible d'accélérer le durcissement et de tester rapidement l'aptitude d'une cendre volante à contribuer au développement des caractéristiques de la pâte durcie. La substitution d'une partie du ciment par les cendres volantes affecte le durcissement et l'hydratation, en donnant lieu à un changement des caractéristiques physiques et mécaniques des pâtes durcies

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Comparet, Cédric. "Etude des interactions entre les phases modèles représentatives d'un ciment Portland et des superplastifiants du béton." Dijon, 2004. http://www.theses.fr/2004DIJOS051.

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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.

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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.

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Abstract:

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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Helali, Hayet. "Etude du phosphogypse de Sfax (Tunisie) en vue d'une valorisation en technique routière." Toulouse, INSA, 2004. http://www.theses.fr/2004ISAT0031.

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Abstract:

Le phosphogypse étudié est un sous-produit de la fabrication, par procédé au dihydrate, de l’acide phosphorique de l’usine de Sfax. Une large revue bibliographique montre que le phosphogypse est un déchet qui concerne plusieurs pays, dont la composition et les caractéristiques dépendent du minerai et du procédé de fabrication et pour lequel on constate des difficultés de valorisation. La caractérisation du phosphogypse de Sfax a permis de découvrir qu’il s’agit d’un matériau dont les caractéristiques évoluent peu en fonction de la durée de son stockage. Il est peu radioactif, comparé à d’autres phosphogypses dans le monde, mais présente lui aussi un très mauvais comportement en présence d’eau. L’étude sur les propriétés géotechniques et mécaniques de l’effet d’une neutralisation par un sable calcaire et d’un traitement au ciment, indispensables pour une utilisation routière, montre une solidification du mélange et une amélioration des caractéristiques mécaniques ainsi qu’ une diminution de la solubilité et un piégeage des impuretés, limitant ainsi leur relargage dans l’environnement. L’étude de la durabilité dans les conditions climatiques locales de la formulation retenue est menée en suivant un protocole expérimental établi à partir de données météorologiques et simulant les événements pluvieux d’une année sur une période de trois mois. Les résultats obtenus montrent une bonne durabilité pour la formulation ayant subi la pluviométrie du sud tunisien, comparée à celle soumise au climat du nord, pour laquelle on observe une perte de résistance à 90 jours d’âge. Les caractéristiques minimales imposées par le Guide Technique des Traitements des Sols sont vérifiés sur la formulation finale choisie Phosphogypsum, subject of this research, is a by-product, by dehydrate process, of phosphoric acid production of Sfax factory. An important bibliographical review shows that phosphogypsum is a worldwide known waste, for which the composition and the characterisation depend on the ore and on the manufacture process, for which we note difficulties in its use. The characterisation of the Sfax phosphogypsum has allowed finding out that it is a material for which the characteristics change not so much during its storage. It has a low radioactivity level, compared to other phosphogypsum in the world, but it presents also a very bad behaviour to immersion. The study of the effect on the geotechnical and mechanical properties for a neutralisation by limestone sand and by a cement treatment, essential for a road use, show mixture solidification, an improvement in its mechanical characteristics, a reduction in the solubility, and impurities trapping thus limiting their spill in the environment. The study of the durability in the local climatic conditions (south of Tunisia) of the retained formulation is conducted following an experimental program established on the basis of the meteorological data and simulating rainy events of a year over a period of three months. The obtained results show a good durability for the formulation based on rainfall measurements of the Tunisian south, compared to the one submitted to the north climate, for which we observe a resistance loss at age of 90 days. The minimal characteristics imposed by the technical guide for soil treatments (GTS, 1997) are satisfied for the final chosen formulation

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Laanaiya, Majdouline. "Amélioration des propriétés du ciment par insertion des nanoparticules nano-Fe2O3." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I007.

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Abstract:

La nanotechnologie ouvre la voie au développement de nouvelles générations de matériaux cimentaires grâce à l’ajout de nanomatériaux (nanofibres, nanotubes et nanoparticules) leur conférant une haute performance et des fonctionnalités nouvelles, permettant ainsi la synthèse de matériaux de construction intelligents et durables. L'hybridation des phases de ciment hydraté par incorporation des nanomatériaux dans une approche ascendante permet la manipulation des caractéristiques structurales du ciment à l'échelle nanométrique affectant ultimement la performance et les propriétés de durabilité à l'échelle macro. En particulier, il a été démontré que l'ajout de nanoparticules Fe2O3 confère aux matériaux cimentaires des propriétés intrinsèques d' « auto-détection » des déformations et des contraintes mécaniques. Dans ce contexte, cette thèse présente une étude à l'échelle atomique du Silicate-Calcium-Hydraté (C-S-H), le principal agent liant du béton, nano-modifié par insertion des nanoparticules Fe2O3. Afin de comprendre le comportement des phases principales du ciment Portland (alite et belite) qui réagissent avec l'eau pour former le C-S-H, on s’est basé sur des méthodes du primer principe (ab intio) pour déterminer les propriétés structurales, mécaniques et électroniques ainsi que les sites réactifs de l'alite et la belite. Ensuite, la structure du C-S-H a fait l’objet d’une analyse approfondie à l'échelle atomique en utilisant les techniques de la dynamique moléculaire avant de procéder à l’insertion des nanoparticules Fe2O3. Différents modes d'insertion de nanoparticules ont été considérés afin d'élucider l’impact de la distribution des nanoparticules sur la réponse mécanique du composite hybride Fe2O3 / C-S-H. La structure avec des nanoparticules «bien dispersées» présente une performance mécanique exceptionnelle dans les régimes élastique et plastique. En effet, les propriétés mécaniques ont été améliorées avec une augmentation de plus de 24% par rapport au C-S-H pur. En outre, l '«effet de groupe» des nanoparticules insérées donne lieu à une ductilité remarquable et une grande résistance à la propagation des fissures en réponse aux efforts de traction. Le phénomène de rétrécissement et du durcissement structurel ont été observés en réponse aux chargements, indiquant un mode de rupture ductile du C-S-H renforcé par les nano- Fe2O3. Enfin, ce travail révèle l’immense potentiel des nanoparticules Fe2O3 à développer des matériaux cimentaires à haute performance avec des propriétés mécaniques supérieures et des capacités de détection autonome des déformations/fissurations Nano-engineering of cement through adding nanosized particles such as nanofibers, nanotubes and nanoparticles offers a great potential for developing new generations of cement based materials with ultra-high performance, superior strength and novel functionalities for smart and durable structural materials. The hybridization of hydrated cement phases by incorporating nano-structured materials in a bottom-up approach allows the manipulation of structural features of cement at the nano-scale that ultimately affect the performance and durability properties at the macro-scale. In particular, the addition of Fe2O3 nanoparticles have been shown to provide cement based materials with intrinsic self-sensing properties. The thesis presents an atomic scale study of nano-modified Calcium-Silicate-Hydrate (C-S-H), the primary binding material in cement based materials, by embedding Fe2O3 nanoparticles. In order to get more insights into the Portland cement main phases (alite and belite) that react with water to form C-S-H, ab initio calculations were performed to investigate the structural, mechanical and electronic properties along with the reactive sites of alite and belite. After examining the C-S-H structure at the atomic scale using molecular dynamics methods, Fe2O3 nanoparticles were inserted and the resulting hybrid material was studied. Different insertion modes of nanoparticles inside the C-S-H matrix were considered in order to elucidate how nanoparticles distribution affects the mechanical response of the hybrid composite Fe2O3/C-S-H. The structure with “well-dispersed” nanoparticles exhibits enhanced mechanical performance in both elastic and plastic regimes. Mechanical properties were enhanced with at least 24% increase compared to pure C-S-H. In addition, the “group effect” of inserted nanoparticles gives rise to a remarkable ductility and great resistance to the crack propagation in response to tensile loading. The necking phenomenon and structural hardening were both observed in response to tensile loading, indicating a ductile failure mode of Fe2O3-reinforced C-S-H. Ultimately, this work reveals the striking potential of Fe2O3 nanoparticles for developing high performance cement based materials with superior mechanical properties and self-sensing abilities

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Le, Rouzic Mathieu. "Étude des propriétés physico-chimiques et mécaniques des matériaux cimentaires à base d’oxyde de magnésium." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1082/document.

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Abstract:

Les ciments phosphomagnésiens sont des ciments inorganiques de la famille des ciments activés par des acides. Malgré le fait qu'ils soient connus depuis le début du XXème siècle, leur utilisation reste assez limitée dans le génie civil. Ces matériaux sont utilisés dans le cadre de réparation notamment pour des réparations routières qui nécessitent un développement rapide des résistances en compression. Plus récemment, ces ciments ont été utilisés pour des applications de stabilisation/solidification (S/S) des déchets et notamment de certains types de déchets chimiquement incompatibles avec le ciment Portland. Toutefois, les défis de mise en œuvre de ce type de ciment sont liés à la nature même de la réaction, très exothermique et très rapide. La phase liante de ces ciments, la k-struvite (MgKPO4.6H2O), est obtenue par un mélange de magnésie (MgO) et de dihydrophosphate de potassium (KH2PO4) en présence d'eau. MgO + KH2PO4 + 5H2O  MgKPO4.6H2OLes mécanismes qui régissent la prise de ce ciment sont encore mal connus et plusieurs théories, mettant en jeu ou non la formation de produits secondaires, ont été proposées. Nos travaux de recherche ont porté sur la compréhension des mécanismes de prise des ciments phosphomagnésiens ainsi que sur l'influence des paramètres de formulation sur les propriétés de ces ciments. L'étude a montré que la formation de la k-struvite passe par une réaction de précipitation-dissolution d'un produit intermédiaire, la newberyite (MgHPO4.3H2O). Les réactions de formation de ces deux produits sont contrôlées par le taux de sursaturation des espèces en solution et le pH du milieu réactionnel. L'étude met également en lumière la forte sensibilité de ces ciments à la quantité d'eau introduite. Avec un rapport E/C très faible comparativement à un ciment Portland (rapport E/C compris entre 0,1 et 0,25), une faible variation (0,02) entraine la ségrégation de la pâte de ciment et une hétérogénéité à la surface du matériau. Parmi les paramètres de formulation, le rapport molaire MgO/KH2PO4 (Mg/P) est le plus important. En effet, il influe sur la quasi-totalité des propriétés du ciment : résistance en compression, temps de prise, chaleur de réaction, fluidité de la pâte, …. L'utilisation de faibles rapports Mg/P entraine une mauvaise tenue à l'eau du ciment, la formation de cristaux à l'intérieur de la microstructure et visibles à la surface de l'échantillon (apparition d'une efflorescence) ainsi qu'un gonflement important de la pâte de ciment (pouvant aller jusqu'à la fissuration des échantillons). A l'issue de l'étude paramétrique une formulation d'une pâte a pu être définie. Des mesures de variations dimensionnelles, ainsi que des mesures de retrait chimique ont été effectuées, afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu pour induire les phénomènes de gonflement. En support, des analyses de la microstructure (MEB, DRX, ATG) ainsi que des essais de lixiviation viennent compléter la campagne expérimentale. Ces résultats viennent confirmer l'influence d'un rapport Mg/P faible sur le gonflement et la tenue à l'eau du ciment phosphomagnésien. Pour finir, une étude sur l'influence des divers ajouts, dans le but d'améliorer ses performances, a montré que les fillers inertes (sable siliceux ou cendres volantes) retardent le temps de prise et réduisent la chaleur d'hydratation Magnesium phosphate cements are the most representative cements of the activated-by-acid cements family. Despite the fact that they are known since the early 20th century, their use in civil engineering is fairly limited. These materials are used for road repairs where the fast compressive strength development is an advantage. Recently they have also been used in wastes stabilization/solidification (S/S), especially with wastes incompatible with Portland cement. The challenges of the use of these cements are related to the nature of their formation reaction: fast, very exothermic, with a very short setting time (only a few minutes).The bonding phase, k-struvite (MgKPO4.6H2O), is obtained from magnesium oxide mixed in water with monopotassium phosphate (KH2PO4).MgO + KH2PO4 + 5H2O  MgKPO4.6H2OThe setting mechanisms are still poorly known and various theories, involving or not secondary product formation, have been suggested. Our researches have aimed to understand the setting mechanisms, as well as the influence of the formulation parameters on the properties of the magnesium phosphate cement. Results show that the formation of k-struvite involved a precipitation-dissolution reaction of an intermediate product, the newberyite (MgHPO4.3H2O). Formation reactions of these two products are controlled by the supersaturation rate and the pH of the solution. The study highlights the strong effect of water on the properties of fresh cement paste. With a low mass ratio e/c in comparison of Portland cement (ratio e/c between 0,1 and 0,25), a slight modification of the ratio (0,02) leads to a segregation and a surface heterogeneity of the cement paste. Among the formulation parameters, the molar ratio MgO/KH2PO4 (Mg/P) seems the most important parameter. Indeed, it impacts most of the properties of the magnesium phosphate cement (compressive strength, setting time, reaction heat, paste fluidity …). Low Mg/P ratios lead to poor water resistance, to crystals formation inside the microstructure that can be seen on the surface of the sample (an efflorescence appearance), and to important swelling of the paste, leading to the cracking of the samples. After the parametric study, a magnesium phosphate cement paste has been defined. Dimensional changes and chemical shrinkage measurement were conducted to understand the mechanisms involved in this swelling phenomenon. In support, microstructural analyses (SEM, XRD, TGA) and leaching tests complete the experimental campaign. The results confirm the influence of a low Mg/P ratio on cement swelling and water resistance. Finally, a study on various additions to the paste has been conducted, with the purpose of improving the cement paste performances. It shows that the addition of an inert filler (siliceous sand or fly ashes) has a retarding effect and reduced the reaction heat

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Abdalla, Aly Hussein. "Optimisation et performance des bétons incorporant de la poudre de verre comme un remplacement partiel du ciment Portland." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6146.

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Abstract:

L'utilisation des ajouts cimentaires tel que, la fumée de silice, les cendres volantes et les laitiers est une activité courante au Canada en raison des conditions climatiques sévères. Au Québec, ces matériaux ne sont pas disponibles, ce qui implique leur transport sur des distances considérables. La poudre de verre est un matériau pouzzolanique fabriqué au Québec et présente ainsi l'avantage de remplacer partiellement ces matériaux cimentaires. Il est rapporté qu'un taux de remplacement partiel de 20% du ciment portland par la poudre de verre a des effets bénéfiques sur le développement des propriétés mécaniques et sur la durabilité du béton. Le taux d'incorporation optimal de la poudre de verre peut varier en fonction du rapport E/L, le dosage en liant et leur interaction. Il est difficile de déterminer l'effet de l'interaction entre lés paramètres de formulation sur les propriétés du béton par les méthodes conventionnelles. Alors, un plan factoriel composite à deux niveaux a été conçu pour déterminer l'effet des trois facteurs, ainsi que de leurs interactions sur les résistances en compression et la perméabilité aux ions chlore aux différents âges. Les facteurs modélisés dans ce plan factoriel sont; le rapport E/L, le taux d'incorporation de verre et le dosage en liant (kg/m [indice supérieur 3] ). Tous les modèles statistiques sont valides pour des rapports E/L entre 0,35 et 0,60, des pourcentages de la poudre de verre entre 10% et 40% et des dosages en liant entre 335 kg/m [indice supérieur 3] et 415 kg/m [indice supérieur 3]. Des mélanges de validation sont utilisés pour évaluer la fiabilité des modèles proposés. Le rapport entre les valeurs prédites et les valeurs mesurées se situe entre 0,83 et 1,15 ce qui indique une bonne fiabilité des modèles proposés. Le rapport E/L est le paramètre qui a le plus d'influence sur la résistance en compression à tous les âges et sur la perméabilité aux ions chlores à 28 jours. Par contre, le taux d'incorporation de la Poudre de verre a le plus d'influence sur la perméabilité aux ions chlore à 56, 91 et 180 jours grâce à la réactivité pouzzolanique de la poudre de verre. Des courbes iso-réponses sont établis pour comprendre l'évolution des propriétés du béton en fonction des différents paramètres de formulation. Elles montrent que l'incorporation de 20% de la poudre de verre aux bétons formulés avec un rapport E/L de 0,45 procure une perméabilité aux ions chlores inférieure à 1500 Coulombs à 56 jours. Cette valeur de perméabilité peut être obtenue à 56 jours en remplaçant 30% du ciment par la poudre de verre quelque soit le rapport E/L considéré. Une valeur de la résistance en compression à 28 jours de 35 MPa peut être obtenue en utilisant des bétons formulés avec un rapport E/L de 0,45 et incorporant 20% de poudre de verre. Cette valeur de la résistance à 28 jours peut être obtenue aussi avec des bétons formulés avec un rapport E/L de 0,42 et contenant 30% de poudre de verre. Des mélanges binaires et ternaires proportionnés avec un rapport E/L de 0,45 et incorporant de la poudre de verre affichent des bonnes propriétés mécaniques, ainsi que des bonnes caractéristiques de durabilité dans les milieux agressifs. Ces bétons développent des gains significatifs des propriétés mécaniques entre 28 et 91 jours. L'utilisation de la poudre de verre comme un ajout cimentaire alternatif présente une avenue très intéressante pour avoir des bétons durables et économiques.

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Szymkiewicz, Fabien. "Évaluation des propriétés mécaniques d'un sol traité au ciment." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00808139.

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Abstract:

Le Soil-Mixing consiste à traiter le sol avec un liant hydraulique en le mélangeant mécaniquement en place pour améliorer ses propriétés mécaniques. Son coté économique ainsi que son faible impact environnemental ont fait de cette méthode jusque là cantonnée à l'amélioration de sols compressibles ou à forte teneur en matière organique une alternative attrayante aux méthodes traditionnelles de renforcements des sols, de soutènements (temporaires voire définitifs), de fondations et de travaux d'étanchéités. Mais avec cette augmentation de la demande, les exigences nouvelles concernant la méthode et le matériau sont apparues.De nombreuses études permettent d'apporter des éléments de réponses. Cependant, il n'existe pas d'étude paramétrique globale étudiant à la fois l'impact du type de sol et de la quantité d'eau sur la caractérisation du matériau Soil-Mixing et qui permettrait d'améliorer les méthodes de dosage ainsi que les méthodes de dimensionnement des ouvrages en Soil-Mixing.Un mélange sol-ciment est composé majoritairement de sol. Le ciment ne représentera au maximum que 30% du mélange. L'approche adoptée est donc plutôt celle du domaine de la géotechnique que des bétons hydrauliques. Nous avons pris le parti de baser notre travail sur une étude de laboratoire, en réalisant des mélanges dits "de référence". Trois sables et cinq sols fins ont été traités en faisant varier à chaque fois les quantités de ciment et d'eau, afin d'observer l'influence de la granulométrie, de l'argilosité et de la quantité d'eau présente dans le mélange sur la résistance, la rigidité et la déformation à la rupture du matériau. Par ailleurs, des sols reconstitués à base de sable et de sol fin ont été traités afin d'étudier l'impact des fines et de leur nature sur la résistance du matériau. En parallèle, le suivi de différents chantiers nous a permis d'étudier la mise en œuvre de la méthode, l'homogénéité du matériau réalisé in situ, et de comparer les résultats obtenus avec ceux de l'étude paramétrique. Les retombées de ce travail sont la création d'abaques reliant la résistance au dosage en ciment et au rapport C/E, ainsi qu'un tableau de synthèse de données expérimentales des différentes propriétés mécaniques du matériau Soil-Mixing (en fonction de la nature du sol rencontré), et des formules permettant pour les sols grenus de prédire la résistance à 7 et 28 jours en fonction du pourcentage de fines dans le sol et du dosage en ciment

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Szymkiewicz, Fabien. "Évaluation des propriétés mécaniques d’un sol traité au ciment." Thesis, Paris Est, 2011. http://www.theses.fr/2011PEST1120/document.

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Abstract:

Le Soil-Mixing consiste à traiter le sol avec un liant hydraulique en le mélangeant mécaniquement en place pour améliorer ses propriétés mécaniques. Son coté économique ainsi que son faible impact environnemental ont fait de cette méthode jusque là cantonnée à l'amélioration de sols compressibles ou à forte teneur en matière organique une alternative attrayante aux méthodes traditionnelles de renforcements des sols, de soutènements (temporaires voire définitifs), de fondations et de travaux d'étanchéités. Mais avec cette augmentation de la demande, les exigences nouvelles concernant la méthode et le matériau sont apparues.De nombreuses études permettent d'apporter des éléments de réponses. Cependant, il n'existe pas d'étude paramétrique globale étudiant à la fois l'impact du type de sol et de la quantité d'eau sur la caractérisation du matériau Soil-Mixing et qui permettrait d'améliorer les méthodes de dosage ainsi que les méthodes de dimensionnement des ouvrages en Soil-Mixing.Un mélange sol-ciment est composé majoritairement de sol. Le ciment ne représentera au maximum que 30% du mélange. L'approche adoptée est donc plutôt celle du domaine de la géotechnique que des bétons hydrauliques. Nous avons pris le parti de baser notre travail sur une étude de laboratoire, en réalisant des mélanges dits “de référence”. Trois sables et cinq sols fins ont été traités en faisant varier à chaque fois les quantités de ciment et d'eau, afin d'observer l'influence de la granulométrie, de l'argilosité et de la quantité d'eau présente dans le mélange sur la résistance, la rigidité et la déformation à la rupture du matériau. Par ailleurs, des sols reconstitués à base de sable et de sol fin ont été traités afin d'étudier l'impact des fines et de leur nature sur la résistance du matériau. En parallèle, le suivi de différents chantiers nous a permis d'étudier la mise en œuvre de la méthode, l'homogénéité du matériau réalisé in situ, et de comparer les résultats obtenus avec ceux de l'étude paramétrique. Les retombées de ce travail sont la création d'abaques reliant la résistance au dosage en ciment et au rapport C/E, ainsi qu'un tableau de synthèse de données expérimentales des différentes propriétés mécaniques du matériau Soil-Mixing (en fonction de la nature du sol rencontré), et des formules permettant pour les sols grenus de prédire la résistance à 7 et 28 jours en fonction du pourcentage de fines dans le sol et du dosage en ciment The Soil-Mixing consists in mixing a hydraulic binder into the soil mechanically in order to improve its mechanical properties. Because of its economical as well as its sustainable advantages, this method so far confined to the improvement of compressible or high organic content soils has become an attractive alternative to traditional methods for soil reinforcement, retaining walls (temporary or final), foundations and cutoff walls. But these new applications imply new requirements on the method as well as on the material. Many studies on the subject provide some answers. However, there is no comprehensive parametric study examining both the impact of soil type and the amount of water on the characterization of the Soil-Mixing material and would improve the testing methods and methods for design of structures in Soil-Mixing.Soil-cement mixtures are predominantly composed of soil. The cement will represent at most 30% of the mixture. That is why we have chosen to follow a geotechnical approach rather than the concrete approach for this project.We followed an experimental program based on a laboratory study, realizing mixes called "reference" mixes. Three sand soil and five fine soils were treated by varying each time the quantities of cement and water to observe the influence of particle size, clay content and the amount of water present in the mixes on the resistance of the material, stiffness and failure strain. In addition, soils made from sand and fine soils were reconstituted and treated to study the impact of fines and their nature on the strength of the material.In parallel, monitoring of various projects has enabled us to study the implementation of the method, the homogeneity of the material produced in situ, and to compare the results with those of the parametric study. The results of this work are the creation of abaci connecting the resistance to the cement content and C/E ratio, and a summary table of experimental data of different mechanical properties of the Soil-Mixing material (depending on the nature of the soil), and formulas for granular soils predicting the strength after 7 and 28 days of curing depending on the percentage of fines in the soil and on cement content

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Diafat, Nabil. "Etude des règles de compensation entre durée de cure et dosage en ciment." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0004.

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Abstract:

SSi par manque d'eau, l'hydratation du liant ralentit ou s'arrête, l'évolution des caractéristiques du béton reste inachevée. Le rôle de la cure est de maintenir une humidité suffisante durant l'hydratation de telle sorte que les propriétés désirées soient atteintes. Huit formulations de béton sont étudiées ici de manière à couvrir une grande partie du domaine d'utilisation courante du béton tant du point de vue du dosage en ciment, que de celui de la nature du ciment et de la durée de la cure. Les résultats sont transcrits en termes de dosage équivalent en ciment, des effets néfastes d'une cure hygrométrique déficitaire sur les performances mécaniques, physiques et de durabilité (profondeur carbonatée) des bétons. Ils montrent que la sensibilité du béton exposé à une cure insuffisante est étroitement liée a son dosage en ciment et permettent de proposer des règles quantitatives pour la compensation, par un surdosage en ciment, du déficit de performances engendre par le manque de cure. Enfin les résultats permettent d'établir des corrélations fortes entre les caractéristiques physico-mécaniques du béton et celles de durabilité de sa partie superficielle dont le rôle de protection des armatures est essentiel

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Stora, Éric. "Modélisation multi-échelle et simulations du comportement chimie-mécanique des matériaux cimentaires dégradés." Université de Marne-la-Vallée, 2007. http://www.theses.fr/2007MARN0369.

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Argenson, Jean-Noël. "Etude de l'association Vancomycine-Tobramycine et ciment orthopédique : diffusion, propriétés mécaniques, efficacité." Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX20658.

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Fantozzi-Merle, Catherine. "Etude de matériaux à base de liant hydraulique contenant des polluants organiques modèles : propriétés structurales et de transfert." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0038/these.pdf.

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Abstract:

Notre travail vise à évaluer l'impact de l'incorporation de polluants organiques modèles sur les propriétés physico-chimiques d'une matrice cimentaire et à étudier sur le long terme, le relargage de ces polluants et de certains cations minéraux de la matrice en scénario de lixiviation. La première partie est consacrée à la caractérisation des propriétés structurales des matériaux par RX, IR, MEB, porosimétrie, à l'évaluation de leurs performances mécaniques et à l'étude de l'influence des polluants sur la prise, suivie par calorimétrie. La méthodologie d'évaluation du transfert de polluants développée en seconde partie, repose sur des tests de lixiviation dont certains ont été adaptés pour prendre en compte la spécificité des polluants organiques. L'objectif est de dégager les propriétés physico-chimiques et les tests de lixiviation les plus pertinents pour évaluer l'applicabilité du procédé de Stabilisation/Solidification par liant hydraulique à des déchets contenant une fraction de polluants organiques Our research aims to assess how the incorporation of organic pollutants will affect the physicochemical properties of a cement matrix, and to carry out a long term study of the resulting binders and their leaching behavior. The characterization of the materials includes a structural study using XRD, IR, SEM, porosimetry, a determination of their mechanical performances and a calorimetric investigation into the effects of pollutants on the hydration behavior of the material. The assessment methodology to investigate the long-term release of organic pollutants is based on leaching tests. Some of these have been adapted to take into account the specificity of organics. The objective is to point out relevant physicochemical properties and to propose a pertinent leaching tests to evaluate the Stabilization/Solidification process that is applied to wastes which contain organic pollutants

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Yapi, Amoncou Fidel. "Etude de la corrosion des armatures dans les mortiers composes : Influence du milieu de conservation : Apport de la chronopotentiométrie." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0075.

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Abstract:

Une dès causes les plus importantes de dégradation des ouvrages en béton armé est la corrosion des armatures. Cette dernière est aggravé par la présence d'agents agressifs tels que les chlorures,les acides. Notre recherche concerne l'étude de la possibilité de corrosion des aciers placés dans des mortiers réalisés avec divers types de liants. Le liant de référence est le ciment ÇPA_55,. . Les six autres liants – son des mélanges de 70% de CPA55 et de 30% de pouzzolanes rtificielles. Les éprouvettes sont conservées dans de l'eau permutée ou dans une solution contenant 5% de MgC12. Deux méthodes d'étude de la corrosion sont utilisées: la voltampérométrie et la chronopotentiométrie : L'ensemble des paramètres de ces méthodes a été ajusté par des essais préliminaires effectués sur des éprouvettes en mortier. Afin de mieux interpréter les résultats électrochimiques, l'évolution de la microstructure est étudiée par analyse thermique différentielle et spectrométrie infrarouge. Le facteur de porosité et la distribution poreuse des mortiers sont également présentés. La méthode chronopotentiométrique fournit de meilleurs renseignements sur la corrosion des aciers. Dans la solution contenant le MgC12, seul le liant contenant 30% de métakaolin ne conduit pas à la dépassivation de l'acier One of the most important damages of reinforced concrete constructions is the corrosion of steel reinforcement ; this last is aggravated by the presence of aggressive agents: acids, chlorides… Our research concern the study of corrosion possibility of steel reinforcement in motars made with different types of binders. We used artificial protland cement (CPA 55) as reference and the others binders are mixture of 70% CPA55 and 30 % of artificial pouzzolanic materials mainly calcined clay, fly ash, metakaolin, and slag. The specimens are cured in water or in solution containing 5% of MgCl 2 in order to study the influence of chlorides. Two methods are used to study the corrosion: voltamperometrical and chronopotentiometrical methods. In order to interpret electrochemical results, the evolution of microstructure is studied with physico chemical methods (ATD,IR, porosimetry. ) Chronopotentiometrical method give better informations with regard to steel corrosion in mortar. In solution containing MgC12, only the binder with 30% of metakaolin don't depassivate the reinforcement

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Zhang, Jingtao. "Fabrication et propriétés mécaniques de ciments phosphocalciques poreux pour la substitution osseuse." Nantes, 2012. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=72eab03b-1c05-4922-af95-e80c6b8c2bdd.

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Abstract:

Cette étude traite des relations entre microstructure et propriétés mécaniques de ciments phosphocalciques (CPC) à base de phosphate tricalcique  (-TCP) pour la substitution osseuse. Des CPC aux microstructures variées ont été fabriqués et testés ; leurs propriétés mécaniques ont été modélisées en fonction de la porosité. Du  -TCP n'ayant pas réagi a été détecté, présentant une interface microfissurée avec la matrice d'apatite, ce qui abaisse le module d'Young. Plus la microstructure est grossière, plus la taille du défaut critique est grande. Dans les matériaux macroporeux, la taille du défaut critique augmente avec la macroporosité, probablement à cause d'une fissuration sous-critique lors du chargement, en compression comme en flexion. Par ailleurs, un rapport liquide/poudre élevé pendant la fabrication réduit la fiabilité mécanique (module de Weibull) des CPC microporeux, en raison de bulles d'air emprisonnées de taille variable, agissant comme défauts critiques aléatoires. La fiabilité des CPC macroporeux est moins sensible au procédé, puisqu'ils sont fabriqués en utilisant un porogène calibré et ont une microstructure plus déterministe. Finalement, des CPC composites ont été développés en utilisant différents éthers de cellulose ; leurs propriétés mécaniques et de mise en œuvre ont été étudiées. Ces additifs améliorent l'injectabilité, la cohésion, la tenacité et la tolérance à l'endommagement. Un hydrogel Si-HPMC a aussi été essayé comme agent moussant pour produire des CPC macroporeux ; ils possèdent une microstructure et des propriétés prometteuses. Les connaissances acquises devraient permettre de trouver un compromis entre comportement mécanique et biologique This study deals with the relations between microstructure and mechanical properties of calcium phosphate cements (CPC) based on -tricalcium phosphate (-TCP) for bone substitution. CPC with various microstructures were prepared and their mechanical properties were investigated and modelled as a function of porosity. Unreacted -TCP particles were detected in the microstructure, exhibiting a weak and microcracked interface with the surrounding apatite matrix, which provokes a decrease in Young's modulus. The coarser the microstructure, the larger the critical flaw size causing fracture. In the case of macroporous materials, the critical flaw size increases with macroporosity, probably due to subcritical crack growth and pore linking during both compressive and flexural loading. Besides, a high liquid-to-powder ratio during processing reduces the strengh reliability (Weibull modulus) of microporous CPC, due to entrapped air bubbles of variable size, acting as random critical flaws. The strength reliability of macroporous CPC is less sensitive to processing, since they are made using a calibrated porogen, and hence have a more deterministic microstructure. Finally, composite CPC were developed using different cellulose ethers, and their handling and mechanical properties were studied. Cellulose ethers significantly improve injectability, cohesion, fracture toughness and tolerance to damage. Si-HPMC hydrogel was also tried as a foaming agent to produce macroporous CPC ; they exhibit and interesting microstructure and promising properties. The knowledge gained should allow to control the microstructure and to find a better compromise between mechanical and biological behaviors

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Pham, Son Tung. "Etude des effets de la carbonatation sur les propriétés microstructurales et macroscopiques des mortiers de ciment Portland." Thesis, Rennes, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAR0003.

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Abstract:

La carbonatation est l’un des processus initiateurs de la corrosion des armatures du béton armé. Sa cinétique est souvent utilisée pour modéliser la durabilité des ouvrages. La carbonatation résulte de la réaction en présence d’eau entre le dioxyde de carbone contenu dans l’air et les phases hydratées de la pâte de ciment. Elle donne du carbonate de calcium et provoque une baisse du pH qui induit la dépassivation des armatures et leur corrosion. La carbonatation des matériaux à base de ciment a été largement étudiée ces dernières années mais les données de la littérature sont extrêmement contradictoires sur la plupart des évolutions qu’elle engendre tant au niveau microstructural qu’à l’échelle macroscopique. Notre travail a eu pour objectif d’étudier les conséquences microscopiques et macroscopiques de la carbonatation sur deux mortiers standards simples à base de ciment CEM I et CEM II. Nous avons mené une étude expérimentale approfondie sur deux mortiers normalisés à base de ciment CEM I et CEM II pour comprendre les mécanismes physico-chimiques de la carbonatation. Nous avons utilisé les techniques suivantes pour examiner les conséquences de la carbonatation sur les caractéristiques microstructurales de la matrice cimentaire : analyse thermogravimétrique, diffraction de rayons X, pycnométrie à l’hélium, adsorption – désorption d’azote et de vapeur d’eau. Comme ces modifications observées au niveau de la microstructure induisent à leur tour des évolutions significatives au niveau des propriétés macroscopiques d’usage et des indicateurs de durabilité, nous avons examiné les conséquences de la carbonatation sur la perméabilité au gaz, la vitesse de propagation des ondes ultrasonores, la conductivité thermique et la résistivité électrique de surface. Notre étude a également porté sur la contribution de la carbonatation à la cicatrisation des mortiers endommagés thermiquement. Enfin, nos résultats expérimentaux ont été utilisés comme base de données pour élaborer un modèle sur la propagation de CO2 dans la matrice cimentaire Carbonation is one of the most important factors that initiate the corrosion of steel bars in reinforced concrete. Its kinetics are often used to model the durability of structures. Under the action of carbon dioxide from the air and with the presence of water in the pores, several hydrated phases of the cement paste are carbonated and form calcium carbonate. This process causes a decrease in pH of the pore water, which subsequently induces the depassivation and corrosion of the rebars. Although the carbonation of cementitious materials has been extensively studied in recent years, results in literature about changes in both micro and macroscopic levels are extremely contradictory. The aim of this work is to study the micro and macroscopic effects of carbonation on two standard cement mortars CEM I and CEM II. A wide experimental campaign was conducted on two standard mortars CEM I and CEM II in order to apprehend the physicochemical mechanisms of the carbonation. The following techniques were used to examine the impacts of carbonation on the microstructural characteristics of the cementitious matrix : thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, helium pycnometry, nitrogen and water vapor adsorption-desorption. As changes observed in the microstructure could consequently induce significant modifications in the macroscopic properties and the sustainability indicators, we examined the effects of carbonation on the gas permeability, the ultrasonic waves velocity, the thermal conductivity and electrical resistivity. Our work also studied the self-healing effect caused by carbonation of thermally damaged mortars. Finally, our experimental results were used as a database to elaborate a model of the propagation of CO2 in the cementitious matrix

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Bouhrara, Driss. "Comportement mécanique en rigidité et à rupture d'un matériau composite fibres-ciment." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10261.

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Abstract:

Le present travail vise a apporter une contribution a l'etude du comportement mecanique en rigidite et a rupture d'un materiau composite fibres-ciment. La premiere partie, a caractere bibliographique, positionne la recherche tant du point de vue scientifique que technologique: difficultes de caracterisation de ces materiaux heterogenes, difficultes de modelisation du comportement en deformation des structures mettant en uvre ces composites, difficultes de mise en uvre de ces materiaux dans le contexte classique du genie civil. La seconde partie est consacree a l'elaboration de techniques experimentales originales aptes a identifier les differentes constantes elastiques et le comportement en rigidite des composites fibres-ciment. Dans le cas de formulations de composites modeles elaborees suivant des procedures de transformations industrielles, l'analyse experimentale est particulierement originale vis-a-vis de l'etude du comportement en deformation de plaques soumises a des chargements multiaxiaux et vis-a-vis de la representation graphique polaire apte a decrire les facteurs d'anisotropie propres au materiau. Vis-a-vis de la rupture, apres une analyse fine des mecanismes d'endommagement ou des causes de ruines des composites fibres-ciment, la recherche porte sur la validation d'un element fini fissurant apte a modeliser le comportement ultime des composites doues d'un comportement fragile soumis a des conditions de chargement uni et multi-axial. La derniere partie, synthese et conclusion, est consacree a l'analyse critique des methodes experimentales et numeriques mises en uvre, a une confrontation de la performance de ces methodes vis-a-vis de celles retenues a partir de l'etude bibliographique

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Nauleau, Élodie. "Évolution au cours du temps des propriétés physiques et mécaniques des matériaux cimentaires d’un puit géothermique basse énergie." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1132/document.

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Abstract:

Tout au long d'un puits géothermique basse énergie (jusqu'à 2000 mètres de profondeur), du ciment est utilisé dans les espaces annulaires entre les tubages et les formations géologiques environnantes. Son rôle est de garantir les étanchéités, la tenue mécanique des couches et la protection du tubage. La qualité et la tenue dans le temps de ces ciments sont importantes. Compte tenu du gradient géothermique, des circulations d'eau chargée en éléments chimiques au sein de l'aquifère et des fortes contraintes dues à la profondeur, l'hydratation du ciment est susceptible d'être influencée significativement. En effet, ces facteurs peuvent à long terme contribuer à une dégradation prématurée du puits. L'objectif de ce travail est d'étudier les effets des conditions environnementales des puits géothermiques (la température, la pression et les concentrations en NaCl) sur les propriétés physiques et mécaniques des pâtes de ciment en passant par une étude microstructurale poussée. Pour cela, plusieurs coulis de ciment ont été échantillonnés sur un chantier géothermique en Ile de-France. Sur ce chantier, le coulis ciment de classe G et le coulis de ciment allégé en bentonite sont utilisés tout au long du puits. Les pâtes de ciment durcies réalisées en laboratoire ont été étudiées en utilisant une méthodologie basée sur des mesures non destructives (vitesse du son, fréquence de résonance, perméabilité) et destructives (module de Young, résistance à la compression, conductivité thermique). Les propriétés thermiques et physico-mécaniques des pâtes de ciment durcies issues de ces mesures ont été couplées à des observations microstructurales par diffraction de rayon X, par microscopie électronique à balayage et par porosimétrie par intrusion de mercure. Les résultats ont montré que les analyses microstructurales sont corrélables avec les propriétés physico-mécaniques et qu'elles sont de bons indicateurs de l'état de ces ciments dans les puits. Ce travail de thèse propose une méthodologie de mesure fiable. En effet, les nombreux essais réalisés et leurs analyses ont permis de déterminer les relations qui permettent de prédire la résistance à la compression des pâtes de ciment d'un puits géothermique. Enfin et quels que soient les paramètres environnementaux appliqués, des relations empiriques ont pu être proposées. Ces dernières, en reliant les résultats de méthodes non destructives avec ceux de méthodes destructives permettront de déterminer les propriétés des pâtes de ciment d'un puits géothermique sans passer par des essais destructifs In low energy geothermal wells (up to 2000 meters deep), cement is used in the annular space, between the casing and surrounding geological formations. Its role is to ensure the zonal isolation, the mechanical strength of the layers and the protection of the casing. The quality and stability over time of these cements are important. Given the geothermal gradient, water circulations loaded in chemical elements in the aquifer and strong confining stresses due to the depth, cement hydration is likely to be significantly influenced. Indeed, these factors may in the long term contribute to premature degradation of the well. The objective of this work is to examine the effects of environmental conditions of geothermal wells (temperature, pressure and concentrations of NaCl) on the physical and mechanical properties of cement pastes and microstructural inverstigations. Several grouts were sampled on a geothermal project in Ile de France. On this project, the class G cement grout and cement with bentonite grout are used throughout the well. Hardened cement pastes prepared in the laboratory were studied using a methodology based on non-destructive (ultrasonic wave velocity, resonance frequency, permeability) and destructive measurements (Young's modulus, compressive strength, thermal conductivity). Thermal and physico-mechanical properties of hardened cement pastes from these measures were coupled with microstructural observations by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and mercury intrusion porosimetry. The results showed that the microstructural analyses concur with the physico-mechanical properties and are good indicators of the state of the cement in the well. This thesis proposes a reliable testing methodology. Indead, many tests and analyses provide relationships that predict the compressive strength of cement pastes a geothermal well. Finally, and irrespective of the environmental conditions applied, empirical relationships have been proposed. These link relations the results of non-destructive methods with those from destructive tests and can be used to determine the properties of cement pastes without carrying out destructive tests in geothermal wells

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Krüger, Thomas. "Propriétés mécaniques et structures internes des mortiers à ciment modifiés par l'adjonction de résines." Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10005.

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Abstract:

Le but du travail presente est de determiner experimentalement les proprietes mecaniques sous contraintes complexes des mortiers a ciment modifies par l'adjonction de resines (pcc), en relation avec leurs compositions et leurs structures internes. L'etat des connaissances dans le domaine est donne. Un programme experimental est developpe sur des pcc presentant les variations suivantes: deux types de ciments, trois types de polymeres (epoxyde, acrylate, styrene-butadiene), quatre differents taux resine/ciment et deux differentes conditions de stockage. L'etude experimentale a ete realisee en traction et compression simple, compression sous differentes pressions de confinement jusqu'a 100 mpa, compression drainee et compression en cyclage lent. Pour chaque mortier, les modules de deformation, les resistances, les modes de rupture, l'angle de frottement interne et la cohesion sont evalues. La dependance de ces proprietes mecaniques vis-a-vis des types et des taux de resines ajoutees est analysee sur la base des microstructures internes des materiaux, qui sont examinees a l'aide de photons prises au microscope a balayage est des porosimetries mesurees au porosimetre a mercure. Un nouveau critere de rupture a trois constantes materielles est propose et modelise correctement les realites experimentales. Des recommandations sur les compositions et l'utilisation optimales des pcc dans les applications sont donnees

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Aydin, Gunay Semra. "Influence de la cinétique d'hydratation des phases aluminates en présence de sulfate de calcium sur celles des phases silicates : conséquences sur l'optimum de sulfatage des ciments." Thesis, Dijon, 2012. http://www.theses.fr/2012DIJOS007/document.

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Abstract:

Les propriétés mécaniques des ciments hydratés nécessitent d'être optimisées suivant la nature des ciments produits. Parmi les facteurs d'optimisation, l'ajout de sulfate de calcium destiné à réguler la réactivité de l’aluminate tricalcique (C3A), en quantité et en qualité, dans le ciment est un paramètre primordial. Enjeu industriel majeur, cette notion d'Optimum de sulfatage mérite aujourd'hui du fait de l'avancement des connaissances sur les mécanismes d'hydratation de chacune des phases du ciment qu'une étude lui soit entièrement consacrée. La démarche adoptée pour répondre à cette problématique a été l’étude de système simple que l’on a compliqué petit à petit. L’évolution de l’hydratation du ciment, de la porosité et des propriétés mécaniques du ciment ont été déterminés à différentes échéances. Le premier système étudié était le mélange C3S/gypse, l'objectif était de déterminer s'il existait un effet optimal du sulfate de calcium sur l'hydratation et les résistances mécaniques du C3S tel que présenté dans la littérature [1]. Les résultats ont montré qu’il n’existait pas d’optimum de sulfatage dans le système C3S/gypse mais qu’il existait un effet spécifique du sulfate de calcium sur l’hydratation et les propriétés mécaniques du C3S. L’adsorption des sulfates à la surface des C-S-H serait à l’origine de la modification du processus de germination croissance des C-S-H qui aurait pour conséquence l’augmentation du degré d’hydratation du C3S et des résistances en compression. Le deuxième système étudié était le clinker biphasique C3S/C3A cobroyé avec du semi-hydrate et avec du gypse. Un optimum de sulfatage a bien été observé, cet optimum se décale avec le temps vers les fortes teneurs en sulfate comme dans les cimenteries. L’optimum de sulfatage a été constaté lorsque l’hydratation du C3S, pendant la période accélérée, a lieu simultanément ou légèrement avant le pic exothermique dû à la forte dissolution du C3A et à la précipitation d’Afm. Il a été montré que la présence d’AFm pendant la période accélérée de l’hydratation du C3S, serait à l’origine de la modification observée de la microstructure de la pâte de ciment : la porosité augmente avec l’ajout du sulfate de calcium mais l’assemblage des hydrates est plus dense The mechanical properties of hydrated cements need to be optimized according to the nature of cement products. Among the factors of optimization, the addition of calcium sulphate intended to regulate the reactivity of tricalcium aluminate (C3A), in quantity and quality in cement is an essential parameter.The advancement of knowledge on the mechanisms of hydration of each cement phase allows a study devoted entirely to the concept of optimum of sulphate. We studied simple system that we complicated and we studied the evolution of hydration, porosity and mechanical properties of cement at different age. The first system studied was the mixture C3S/gypsum, the objective was to determine whether there was an optimal effect of calcium sulfate on hydration and mechanical strength of C3S as presented in the literature [1]. The results showed there was not optimum sulfate in the C3S/gypsum system but there was a specific effect of calcium sulfate on the hydration and the mechanical properties of C3S. The sulfate adsorption on the C-S-H surface is the cause of the change nucleation and growth process of C-S-H. This has resulted in increasing hydration degree of C3S and compressive strength. The second system studied was biphasic clinker C3S/C3A ground with hemi-hydrate and gypsum. An optimum sulfate has been observed, which move out with time to high rate of sulfate. The optimum sulfate was observed when the hydration of C3S, during the accelerated period, takes place simultaneously or slightly before the exothermic peak due to the high dissolution of C3A and precipitation of AFm. We showed the presence of AFm during the accelerated hydration of C3S, is the cause of the microstructure modification in the cement paste: the porosity increases with calcium sulfate addition but the hydrate assembly is more dense

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Muraz, Lionel. "Valorisation de scories cristallines dans le béton de ciment." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/6006.

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Abstract:

L’industrie du béton est un acteur important jouant un rôle dans la politique environnementale. Le béton, matériau le plus utilisé dans le monde après l’eau, gagnerait aujourd’hui à réduire son empreinte carbone. Le monde de la recherche, associé à l’industrie développe dès maintenant des bétons plus écologiques et plus durables. Une des solutions qui a fait ses preuves est l’utilisation de sous-produits industriels. Cependant, la disponibilité de ces matériaux n’étant pas assurée dans le monde entier, la mise en place d’une politique de développement durable passe avant tout par l’utilisation de matières locales. Dans ce contexte et dans des zones du monde isolées où l’acheminement de pierres est coûteux et polluant, il parait vraisemblable de remplacer une partie des granulats naturels par des scories artificielles issues du traitement thermique par plasma de résidus non-organiques. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’influence des propriétés physico-chimiques des scories cristallines sur les performances aux états frais et durci des bétons. La mise en place d’un plan d’expériences faisant varier le rapport eau/ciment (E/C) et le taux de scories a permis d’élaborer des modèles statistiques concernant les propriétés mécaniques des bétons. Ces modèles indiquent que l’incorporation des scories sous forme de granulats grossiers confère généralement au béton de bonnes propriétés mécaniques et de durabilité. Les résultats montrent que les scories, caractérisées par une densité, angularité, porosité et rugosité plus élevées, affectent négativement la demande en superplastifiant mais confèrent de meilleures propriétés mécaniques à jeune âge et une résistance à l’abrasion supérieure. Cette étude a finalement réussi à illustrer le potentiel d’utilisation de granulats non conventionnels dans une optique de développement durable dans une gamme élargie de bétons de ciment.

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Magat, Julie. "Apport de l’Imagerie par Résonance Magnétique dans l’étude des mécanismes de structuration des matériaux cimentaires : application au suivi des modifications engendrées par le séchage." Paris Est, 2008. http://pastel.paristech.org/5182/01/Remerciements_jmagat_debut.pdf.

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L’objectif de ce travail est d’étudier les évolutions microstructurales des matériaux cimentaires au cours de l’hydratation et d’analyser les dégradations physico-chimiques de ces matériaux lorsqu’ils sont soumis au séchage. Ces évolutions sont caractérisées par les mesures de teneur en eau et de porosité qui sont des paramètres clés pour l’évaluation de la durabilité des matériaux. L’originalité du travail réside en l’utilisation de l’Imagerie par Résonance magnétique IRM. Nous présentons une synthèse bibliographique sur les matériaux cimentaires et sur l’IRM qui permet d’accéder à la densité protonique caractéristique de la teneur en eau et aux temps de relaxation qui donnent une information sur la distribution poreuse. Les résultats sont ensuite identifiés aux données obtenues par des techniques expérimentales du génie civil. Enfin deux problématiques inhérentes aux matériaux cimentaires qui sont l’analyse de l’hydratation et le couplage hydratation/séchage sont étudiées The aim of the work is to study microstructural evolution of cementitious materials during hydration process and to analyse modifications due to drying effect. Two durability parameters are studied: water content and porosity. An original way for the investigation is to use Magnetic Resonance Imaging MRI. First, we present a bibliographic synthesis for cementitious materials and for MRI applied on porous media to analyse proton density linked to water content and relaxation NMR which gives information of pore size distribution. Then, results obtained with relaxation and MRI, are compared and identified with common destructive methods commonly used in civilengineering. Finally we analyze two important phenomena on cementitious materials: hydration process and hydration coupled to drying

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Gineys, Nathalie. "Influence de la teneur en éléments métalliques sur les propriétés techniques et environnementales du ciment Portland." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10111/document.

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Abstract:

L’utilisation du ciment Portland pour l’inertage des déchets via le processus de stabilisation/solidification est particulièrement efficace. Cependant, le traitement de certains déchets fortement contaminés en éléments métalliques reste problématique. En effet, certains éléments peuvent perturber la réactivité du ciment Portland. Ainsi, des déchets, issus du nucléaire et contenant de grandes quantités en chlorures de zinc, sont connus pour inhiber totalement la réactivité du ciment Portland. Une solution à ce problème serait d’utiliser une méthode alternative pour valoriser ces déchets sans que cela n’affecte les propriétés techniques et environnementales du ciment. Le potentiel de valorisation des déchets fortement contaminés en éléments métalliques dans les fours de cimenteries lors du processus de clinkérisation a été évalué. Trois axes principaux de travail ont été abordés. Tout d’abord, les quantités maximales (valeurs limites) en éléments métalliques qui peuvent être incorporées dans le clinker ont été déterminées. La seconde étape a consisté à évaluer si cette voie de valorisation pouvait être viable vis-à-vis du traitement par stabilisation/solidification. Enfin un système complexe simulant un cas de pollution multiple a été étudié afin d’évaluer si ce type de déchets peut être aussi valorisé dans les fours. Il en résulte que de grandes quantités en éléments métalliques peuvent être valorisées lors du processus de clinkérisation sans que cela n’affecte la réactivité ainsi que les propriétés techniques du ciment produit. De plus, la durabilité de la matrice cimentaire pourrait être améliorée car les éléments métalliques sont essentiellement piégés au sein du C-S-H The use of Portland cement to immobilise waste through the process of stabilization / solidification is particularly effective. However, the treatment of numerous wastes containing a high content in metallic elements is still problematic. Indeed, some elements may modify the reactivity of Portland cement. For example, waste from nuclear activities which contain large amounts of zinc chloride, are known to completely inhibit the reactivity of Portland cement. One solution to solve this problem would be to use an alternative method to valorise these wastes without affecting the technical and environmental properties of cement. The work investigates the potential of immobilisation in cement kilns during the process of clinker sintering wastes highly contaminated in metallic elements. Three main aspects were considered. The first one dealt with the maximum amounts (threshold limits) of trace elements that could be incorporated into the clinker. The second step consisted to compare the potential of waste immobilisation through the stabilization / solidification process and during the sintering process. Finally, a more complex system simulating wastes containing several main metallic elements was investigated. The objective was to assess whether this type of waste can be immobilise into clinker. It appeared that large amounts of metallic elements can be incorporated during the sintering process without affecting the reactivity and technical properties of the Portland cement. In addition, preliminary results suggest that the durability of the cement matrix could be improved because the metallic elements are largely incorporated into C-S-H

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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.

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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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Nguyen, Tien Dung. "Étude de la zone d'interphase " granulats calcaires poreux-pâte de ciment" : Influence des propriétés physico-mécaniques des granulats; Conséquence sur les propriétés mécaniques du mortier." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00849595.

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Abstract:

Ce travail vise à mettre en relation les caractéristiques de la zone d'interphase " granulat-pâte de ciment " avec les caractéristiques de porosité, d'absorption d'eau, de dureté et de rugosité de calcaires poreux.La première partie de ce travail a consisté à étudier l'influence de la teneur en eau et de la dureté des granulats sur la résistance mécanique de mortiers. Les résultats montrent que, pour des calcaires poreux et absorbants, les mortiers fabriqués à partir de granulats à l'état sec sont plus résistants que ceux fabriqués à partir de granulats à l'état sursaturé. La deuxième partie de ce travail a consisté à étudier l'adhésion " roche-pâte de ciment ". Il a été constaté que la rugosité et l'état de saturation de la roche affectent significativement les résistances en traction et au cisaillement des composites.La dernière partie est consacrée à l'étude de la microstructure de la zone d'interphase par la technique d'analyse d'images. L'évolution de la porosité moyenne de la zone d'interphase est liée aux propriétés mécaniques des mortiers par la relation de Féret démontrant ainsi que la résistance à la compression dépend principalement de la mésoporosité de l'interphase. Le gradient de porosité est mis en relation avec le gradient de degré d'hydratation et le gradient de rapport E/C. Ces deux derniers sont calculés en appliquant le modèle de Powers. Les résultats obtenus montrent que pour des calcaires poreux et absorbants, la pâte de ciment et la zone d'interphase des mortiers de granulats secs et de granulats sursaturés ne sont pas équivalentes alors qu'initialement on visait le même rapport E/C.

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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.

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Abstract:

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 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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Ho-Yick-Cheong, Rose. "La brique de terre crue comprimée et stabilisée au ciment : caractéristiques et propriétés physico-mécaniques." Grenoble 1, 1989. http://www.theses.fr/1989GRE10127.

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Abstract:

Ce memoire constitue une approche experimentale du comportement des briques de terre comprimees, stabilisees au ciment. Il porte sur l'analyse des conditions de fabrication telles qu'elles sont effectivement rencontrees dans les briqueteries artisanales, et a pour objet une approche quantitative globale des caracteristiques des produits obtenus, sans decrire dans le detail l'influence de chaque parametre. Il tente de degager des criteres simples relatifs a la resistance mecanique de ce materiau en vue de son utilisation dans la realisation de batiments courants. La premiere partie comporte d'une part, une analyse du fonctionnement d'une petite unite de fabrication experimentale dont nous avons assure, en partie, le controle, d'autre part, la maniere dont une composition du mortier de pose, constitue de terre, de sable et de ciment, peut etre rapidement determinee. La deuxieme partie traite des proprietes mecaniques des briques obtenues. Elle presente une part d'experiences et l'analyse de resultats obtenus sur differentes productions, d'origines diverses. La relation entre masse volumique, donc la compacite et la resistance a la compression a ete principalement etudiee. Quelques essais de retrait-gonflement sous humidification-sechage ont ete egalement effectues. Dans la troisieme partie, le comportement des arcs en briques de terre crue est aborde. Elle se compose d'un rappel d'anciennes methodes de verification des arcs en maconnerie (mery et durant-claye) pour lesquelles les poussoirs sont consideres indeformables et auxquelles les auteurs, traitant de la maconnerie, font tres souvent reference, et de l'analyse de quelques resultats d'essais de chargement d'arcs en briques de terre crue, materiau deformable

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Chen, Xiaolin. "Influence des ions aluminates sur la composition, la structure et les propriétés cohésives des hydrosilicates de calcium, constituants principaux de la pate de ciment Portland hydratée." Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOS072.

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Abstract:

Le ciment Portland est un matériau comportant des phases silicates et aluminates. Les hydrosilicates de calcium (C-S-H), issus de l’hydratation des phases silicates, sont majoritaires et assurent la cohésion de la pâte de ciment. L’hydratation des phases aluminates conduit à la présence d’ions aluminates en solution, qui peuvent se substituer aux silicates des C-S-H, donnant ainsi un alumino-silicate de calcium hydraté noté C-S-A-H. Cette thèse consiste à étudier l’influence de la substitution Al/Si sur la composition, la structure et les propriétés cohésives des particules de C-S-H. Des C-S-H ont été équilibrés dans des solutions d’hydratation de Ca3Al2O6 (C3A, une des phases du ciment) pour tenter une substitution Si/Al dans le solide. La caractérisation des solides obtenus et de leur solution d’équilibre indique que des C-S-A-H de stoechiométrie Al/Si contrôlée et de structure cristallographique analogue à celle des C-S-H ont été obtenus. Une étude de l’interface C-S-A-H/solution a été menée par AFM et mesures de mobilité életrophorétique des particules. Grâce à une nouvelle méthode de décomposition des spectres RMN MAS 27Al permettant une quantification de chaque type d’aluminium dans le solide, une répartition de l’aluminium a été proposée dans l’hypothèse d’une structure de type tobermorite. A partir de cette répartition, une simulation des spectres RMN 29Si a été réalisée. Les spectres expérimentaux sont conformes à la prédiction, ce qui valide l’hypothèse de structure des C-S-A-H et l’attribution des sites pour l’aluminium. Enfin, l’analyse quantitative globale indique que le taux de substitution Al/Si du C-S-H dans une pâte de ciment est de 0,04 Portland cement is mostly constituted of silicates and aluminates phases. When cement is hydrated, the main appearing component is calcium silicate hydrate (C-S-H) which results from the silicate phases hydration. The C-S-H is responsible for the cement paste setting. Aluminate phases after hydration, will produce the aluminate ions in the solution. It is well known that aluminate ions may substitute Si in C-S-H to form calcium alumino-silicate hydrate which is called C-S-A-H. This work aims to determine the effect of the Al/Si substitution on composition, structure and cohesion of C-S-H particles. C-S-H powders have been equilibrated in Ca3Al2O6 (C3A, one of cement components) hydration solutions in order to involve the Al/Si substitution in the solid. The analyses of the equilibrium solutions and solids show that C-S-A-H with tobermorite-like crystallographic structure and different Al/Si ratios have been obtained. AFM and electrokinetic investigations have been performed to describe the C-S-A-H/solution interface. An aluminum speciation on the solid has been achieved thanks to a new decomposition method of NMR 27Al spectra. By this method, we can distinguish and quantify each aluminum site in the solid and give a hypothesis of the structure based on tobermorite. With this structure, we have simulated the NMR 29Si spectra. These calculated spectra are in very good agreement with the experimental ones, which corroborates our C-S-A-H structure hypothesis. Finally, the overall quantitative analysis shows that the Al/Si ratio of C-S-H in a cement paste is around 0. 04

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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.

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Abstract:

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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Serraj, Siham. "Mise au point et études mécaniques et physicochimiques d'un ciment hydrolique phosphocalcique à usage orthopédique et odontologique." Montpellier 1, 1999. http://www.theses.fr/1999MON13504.

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Poret, Karine. "Ciment phosphocalcique et chitosane : élaboration et caractérisation d'un composite minéral-organique." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30046.

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Abstract:

Ce travail s'intéresse aux conditions d'élaboration, aux propriétés physico-chimiques et biologiques d'un composite minéral-organique à usage orthopédique, préparé à partir d'un ciment phosphocalcique et d'un polymère naturel : le chitosane. La première partie présente des généralités sur les ciments phosphocalciques, le chitosane et les phénomènes de cristallisation. La seconde partie s'intéresse à l'étude du comportement physico-chimique du ciment avec chitosane. Le chitosane peut être ajouté soit dans la phase liquide, soit dans la phase solide, du ciment. L'évolution chimique des ciments n'est pas perturbée par l'ajout de chitosane. Le temps de prise du ciment est modifié en fonction du mode d'ajout et de la quantité de chitosane. Les propriétés mécaniques, en compression, des ciments sont conservées ou améliorées en fonction de la quantité et/ou qualité du chitosane. La troisième partie porte sur l'étude des interactions entre le chitosane et le phosphate octocalcique. La méthode utilisée est la méthode de croissance cristalline à composition constante. La dernière partie présente les résultats des études in vivo This study concerns to the preparation and the physico-chemical and biological properties of an organic-mineral composite for orthopedic use, formed with a natural biopolymer and synthetic phosphocalcium cement. The first part of the work deals with general information on phosphocalcium cements, chitosan and crystallization. The second part presents in the study of the physicochemical behaviour of cements with chitosan. Chitosan can be added either to the liquid phase, or to the solid phase, of the cement. The chemical transformation of the cements is not disturbed by the addition of chitosan. The setting time of the cements is modified according to the mode of incorporation and the quantity of chitosan added. The compression properties of the cements were studied. For a certain quantity and/or type of chitosan, the compressive strength of the cements was preserved or improved. The third part involves the study of the interactions between chitosan and octocalcium phosphate. The method used was constant composition crystal growth. The last part presents the results of the in vivo studies carried out at Haifa University (Israel)

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François-Brazier, Joël. "Caractérisation de la tolérance à l'endommagement et de la durabilité des composites ciment-verre par des essais de flexion avec des cycles de chargement-déchargement." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10093.

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Abstract:

Ce travail presente une methode de caracterisation de l'endommagement des composites a matrice cimentaire renforcee par des fibres de verre (ccv), puis une etude comparative de la durabilite et des proprietes mecaniques de deux ccv, notes 5/5 et vtx-ccv, renforces par des fibres de verre alcali-resistant. Ils se differencient par la substitution (vtx-ccv) ou non de metakaolin selectionne au ciment. La bibliographie dresse un apercu des progres accomplis pour ameliorer la tenacite et la durabilite des ccv, et presente les insuffisances des tests actuels de caracterisation mecanique, notamment pour analyser les mecanismes d'endommagement au cours de la rupture. La methode proposee, basee sur l'essai de flexion, utilise une acquisition et un traitement informatiques des donnees pour mesurer la tenacite du materiau. Une procedure de cycles de chargement-dechargement permet de suivre jusqu'a la rupture complete des evolutions de l'energie d'endommagement, de l'energie de frottement et de l'energie que peut restituer le materiau. Une nouvelle methode d'analyse d'amplitudes en emission acoustique contribue a caracteriser le developpement des endommagements. L'etude de la durabilite des proprietes mecaniques conclut a la tres nette superiorite du vtx-ccv, systeme contenant du metakaolin. Celle de l'endommagement au cours de la rupture met en evidence les mecanismes successifs predominants intervenant pour un ccv soit tenace, soit fragile, et etablit une correlation entre les reponses acoustique et mecanique. L'effet d'un preendommagement mecanique a l'etat jeune sur les proprietes mecaniques a long terme d'un ccv est analyse. Enfin, le principe d'une methode de controle de qualite pour deceler l'existence d'un endommagement mecanique est propose

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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.

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Abstract:

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 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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Caratini, Grégory. "Approche multi-échelle des propriétés mécaniques et de transport des matériaux cimentaires soumis à des élévations de température." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00730828.

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Abstract:

Les activités industrielles modernes (stockage de déchets nucléaires, puits géothermiques, centrales nucléaires, ...) peuvent solliciter les matériaux cimentaires dans des conditions extrêmes, par exemple à des températures supérieures à 200 °C. Ce niveau de température va induire des phénomènes de déshydratation au sein de la pâte, impactant notamment les C-S-H, hydrate majoritaire à l'origine de la cohésion mécanique. L'effet de cette déshydratation sur les propriétés mécaniques et de transport a ainsi fait l'objet de ce travail de thèse. Afin d'appréhender ces effets, il convient de prendre en compte le caractère hétérogène, poreux et multi-échelle de ces matériaux. Pour cela, la micromécanique et les outils d'homogénéisation basés sur la solution d'Eshelby ont été utilisés. Par ailleurs, pour accompagner cette modélisation multi-échelle, des essais mécaniques basés sur la théorie des milieux poreux ont été menés. La mesure des modules de compressibilité, de la perméabilité et de la porosité sous confinement ont permis d'étudier les mécanismes de dégradation de ces matériaux lors de sollicitations thermiques jusqu'à 400°C

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Jebli, Mouad. "Caractérisation à l'échelle locale des propriétés mécaniques de l'interphase pâte de ciment-granulat : application à la lixiviation." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT339/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse est consacré à la caractérisation des propriétés mécaniques de l’interphase pâte de ciment-granulat au cours de l’hydratation et au cours de la dégradation chimique par lixiviation. La microstructure de l'interphase entre la pâte de ciment et les granulats est caractérisée par une porosité supérieure à celle de la pâte de ciment. Cette zone constitue un point de fragilité dans le béton et ses propriétés affectent fortement le comportement mécanique du béton à l’échelle macroscopique et à l’échelle de la structure. Dans ce travail, la résistance de l’interphase pâte de ciment-granulat est analysée expérimentalement à l'échelle locale. Des essais expérimentaux sont réalisés sur des composites constitués de granulats liés par une pâte de ciment portland préparée avec un rapport Eau/Ciment de 0,5. Des dispositifs expérimentaux dédiés ont été conçus et réalisés de manière à être adaptés à la taille et à la forme des échantillons. La forme des échantillons utilisés et les outils expérimentaux développés permettent de solliciter directement l’interphase. A différents stades de l'hydratation, des échantillons de pâte de ciment seule et des composites sont soumis à des essais de compression, de traction et de cisaillement direct. L’étude des propriétés mécaniques de l’interphase pâte de ciment-granulat révèle une faiblesse de cette zone en termes de propriétés mécaniques..Le protocole expérimental mis au point a permis d’étudier les effets du mécanisme de lixiviation du calcium au niveau de l’interphase sur les propriétés mécaniques du béton à l’échelle locale. Compte tenu du temps caractéristique long du phénomène de lixiviation, la mise en situation expérimentale au laboratoire est accélérée en remplaçant l’eau par une solution de nitrate d'ammonium. Afin de quantifier le développement et la cinétique de dégradation au niveau de la liaison cimentée, les fronts de lixiviation du béton sont caractérisés à différents degrés de dégradation en utilisant la phénolphtaléine comme traceur. Des essais mécaniques locaux (compression, traction et cisaillement) sont réalisés sur les composites et sur la pâte de ciment à différents temps de dégradation. L’étude de l’effet de la lixiviation à l’échelle locale montre le rôle important de l’interphase pâte de ciment-granulat lors du processus de dégradation chimique sur les propriétés mécaniques du composite In this work, we presents an experimental study to characterize the mechanical properties at the local scale of the cement paste-aggregate interface during hydration and during chemical degradation by leaching.It is generally accepted that the microstructure of the interface between the aggregates and the cement paste is characterized by a higher porosity than that of cement paste. This makes this zone a weak point in the concrete. The particular properties of this zone strongly influence the mechanical behavior of concrete. In this work, the mechanical properties of the cement paste-aggregate composite, are experimentally studied. The experimental tests are performed on composites at classical aggregate scale (one centimeter of section). These composite are composed by and Portland cement paste and aggregate. The cement paste is prepared with a water/cement ratio of 0.5. The shape of the prepared composites makes them convenient for direct tensile and shear tests. At different stages of hydration, we performed direct tensile and shear tests on the composites by means of specific devices. The same tests were carried out on the cement paste in order to compare with composites results. The shape of the prepared composites makes them convenient to characterize the cement paste-aggregate interface. At different stages of hydration, the composites are subjected to compression tests, direct tensile tests or shear tests. The study of the mechanical properties of the cement-aggregates interface revealed that the cement paste-aggregate interface is the weakest zone in the composite.An experimental protocol was developed to study the effects of calcium leaching mechanism at the cement paste-aggregate interface on the mechanical properties of the concrete. As the process of leaching with the deionised water occurs very slowly, the experimental study in the laboratory is accelerated by replacing the water by ammonium nitrate solution. To quantify the development and kinetics of degradation at the cemented bond, the concrete leaching fronts are characterized at different levels of degradation by using phenolphthalein. Local mechanical tests (compression, tensile and shear) are performed on composite and cement paste at different stages of degradation. The experimental results show that there is a leaching effect on the alteration of the mechanical properties at the cement paste-aggregate interface

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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.

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Abstract:

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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Zoulgami, Mariam. "Nouvelles préparations pour biomatériaux ciment d'hydroxyapatite et associations de phosphates inorganiques avec un géopolymère de type polysialate-siloxo." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN1A059.

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Abstract:

Dans le domaine de la chirurgie orthopédique ou odontologique, il existe une panoplie de matériaux synthétiques dits biomatériaux et qui présentent une biocompatibilité assez satisfaisante. Dans ce contexte, le travail que décrit cette thèse porte sur l'élaboration de nouveaux matériaux à base de phosphates. Deux aspects de matériaux ont été abordés : * la synthèse de l'hydroxyapatite ainsi que de son dérivé carbonaté à partir desquels nous avons élaboré un nouveau ciment monophasé. * L'étude physicochimique de quelques associations d'un géopolymère de type polysialate-siloxo avec de nombreux phosphates inorganiques entrant dans une large gamme d'éléments du tableau périodique.

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Fonollosa, Philippe. "Propriétés mécaniques et microstructurales de nouvelles matrices à ultra haute performance." Thèse, Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066142.

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Carde, Christophe. "Caractérisation et modélisation de l'altération des propriétés mécaniques due à la lixiviation des matériaux cimentaires." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0010.

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Abstract:

Ce travail a pour cadre la durabilite des betons de conteneurs de dechets radioactifs a vie courte. Il s'inscrit dans un programme de recherche visant a prevoir les proprietes residuelles des materiaux cimentaires soumis a l'action des eaux de pluie et de ruissellement (eaux faiblement mineralisees) dans le cas pessimiste ou la couverture impermeable des sites de stockage n'assure plus sa fonction. Notre contribution consiste a caracteriser puis modeliser l'alteration des proprietes mecaniques. La trop lente cinetique de degradation des eaux faiblements mineralisees a l'echelle d'un travail de doctorat, nous a conduit a proposer l'utilisation d'une solution de nitrate d'ammonium fortement concentree comme methode acceleree de degradation d'une pate de ciment par ces eaux faiblement mineralisees. Cette methode, validee experimentalement, nous a permis de quantifier la diminution des performances mecaniques sur des pates de pures de ciment, et sur des pates additionnees de fumees de silice afin de provoquer une attaque selective des silicates de calcium hydrates (csh). Les resultats obtenus sur ces deux melanges nous ont conduit a proposer un modele de repartition des contraintes a la rupture en fonction du taux de degradation des eprouvettes, et un modele de calcul du gain de porosite associe. Ces modeles sont originaux dans la mesure ou ils tiennent compte de la nature des hydrates lixivies. Ainsi, leur application montre que, dans le cas d'une pate dure de ciment, la perte de resistance a la compression est essentiellement regie par la dissolution de la portlandite qui cree une porosite de type capillaire. Enfin, nous avons aborde une etude sur mortiers dans le but d'introduire l'aureole de transition. Les resultats obtenus montrent que la lixiviation de la portlandite, plus abondante dans cette zone interfaciale, conduit a une diminution des proprietes mecaniques plus prononcee que dans le cas de la pate pure de ciment

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Nguyen, Dac Loi. "Nouvelle méthodologie d'identification des propriétés mécaniques locales d'un matériau hétérogène par nanoindentation : application aux matériaux du génie civil." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1028/document.

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Abstract:

Le présent travail propose et développe une méthodologie complète d’identification des propriétés mécaniques locales d’un matériau hétérogène à l’échelle des phases constitutives. Il s’agit d’une combinaison de compétences très diverses, à la fois en théorique, en simulation numérique et en expérimentation. Plus précisément, la partie théorique concerne la détermination des relations nano-micro pour le module d’indentation homogénéisé par des techniques de changement d’échelle; la partie numérique basée sur la théorie du calcul à la rupture est réalisée en vue de trouver de ces dernières relations applicables pour la dureté; et la dernière partie est effectuée pour récupérer les propriétés homogénéisées par la voie expérimentale à l’aide de la technique de nano-indentation. L’étude expérimentale de la thèse est pour l’objectif de déterminer des propriétés d’indentation de différents échantillons de pâte de ciment. Un programme expérimental complet, est développé, qui permet de caractériser des phases principales à l’échelle micrométrique de ce matériau, parmi lesquelles nous nous intéressons surtout à celles plus importantes correspondantes à des phases de la matrice C-S-H. La modélisation du problème lié à l’enfoncement d’une pointe d’indentation dans un matériau est étudiée. Pour cela, la première voie, basée sur l’approche cinématique du calcul à la rupture, consiste à tenter de construire des mécanismes de ruine analytiquement, puis à les faire évoluer en fonction du changement de la géométrie initiale, afin d’obtenir la charge de ruine correspondante. La seconde voie consiste ensuite à suivre la même approche, mais en construisant numériquement ces mécanismes de ruine. La charge obtenue dépend naturellement des paramètres de critères retenus, que l’on détermine grâce à la combinaison avec les résultats expérimentaux. Les critères de résistance de Von-Mises et de Tresca valables pour des matériaux purement cohérents ainsi que celui de forme elliptique sont examinés dans ce travail The present work proposes and develops a complete methodology for identifying the local mechanical properties of a heterogeneous material at the scale of the constitutive phases. It is a combination of very diverse skills in theory, in numerical simulation and in experimentation. More precisely, the theoretical part concerns the determination of the nano-micro relations for the indentation module; the numerical part based on the yield design theory is carried out to find the last relations applicable for the hardness; and the last part is performed to obtain homogenized properties by the experimental way using the nano-indentation technique. The experimental study of the thesis is for the purpose of determining indentation properties of different cement paste samples. A complete experimental program, is developed, which allows characterizing the main phases at the micrometric scale of this material, among which we are mainly interested in the C-S-H matrix phases. The modeling of the problem related to the penetration of an indentation point into a material is studied. For this, the first way, based on the kinematic approach of the yield design theory, consists in trying to construct ruin mechanisms analytically, then to make them evolve according to the change of the initial geometry, in order to obtain the corresponding ultimate load. The second way is then to follow the same approach, but by building numerically these ruin mechanisms. The obtained load depends naturally on the retained criteria parameters, which are determined by the combination with the experimental results. The Von-Mises and Tresca strength criteria for purely coherent materials as well as the elliptical one are examined in this work

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Khelifi, Hamid. "Matériaux argileux stabilisés au ciment et renforcés de fibres végétales : formulation pour extrusion." Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS277.

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Abstract:

Le principal objectif de cette thèse a été de contribuer à l'étude de la mise en œuvre par extru-sion de matériaux argileux et de la valorisation des matériaux locaux dans l'industrie du bâti-ment. Pour ce faire, des matériaux extrudables à base d'argile (kaolin) stabilisée au ciment ont été formulés. Ces formulations respectent des impératifs environnementaux, en particulier l’utilisation d’une part importante de matériaux argileux (matériau local), et sont susceptibles d’être utilisés comme matériaux de construction (critères mécaniques et thermiques). Des renforts de fibres de lin d'origine végétale ont été incorporés. Ces fibres, comme tout autre type d'inclusions, modifient les caractéristiques rhéologiques par leur effet d'encombrement. Les modifications, amplifiées par le caractère hydrophile du lin, impactent la mise en forme et ont nécessité une étude particulière. Les performances mécaniques des matériaux formulés, l'effet de l'incorporation des fibres ainsi que les bénéfices de la mise en forme par extrusion ont été décrits. Un modèle prédictif de la résistance à la compression des mortiers à forte frac-tion argileuse, basé sur la méthode de Féret, a été développé. Une modélisation de l'écoule-ment d'extrusion axisymétrique à piston des matériaux à forte fraction volumique solide a été réalisée. La modélisation proposée s'inspire de la mécanique des sols. Elle utilise une défini-tion originale du comportement d’un matériau plastique frottant avec notamment la mise en place d’une transition continue d’un comportement plastique pur à un comportement de plus en plus frottant. Finalement, les performances mécaniques et thermiques des formulations optimales ont été comparées à celles des matériaux de construction traditionnels (blocs en béton, béton, briques de terre cuite, béton cellulaire,…). Les impacts de la fabrication des ma-tériaux formulés sur l'environnement ont aussi été évalués et comparés. Il ressort de cette étude que les matériaux argileux stabilisés et extrudés constituent une alternative crédible et durable comme matériaux de construction The main aim of this thesis was to contribute to the study of the extrusion of cement-clay paste and the valorization of local materials in order to produce extruded building bricks. To do this, extrudable cement-stabilized argillaceous materials (kaolin) have been designed. These mix designs comply with actual requirements concerning environmental impacts (use of a significant proportion of clay) and they may be used as building materials. Bio-based fibers (flax fibers) have been incorporated. As for any other type of inclusions, flax fibers modify the rheological behavior of material at fresh state. Furthermore, their hydrophilic character amplifies the changes and has required a specific study. The mechanical perform-ances of the tested mix design and the positive effect of extrusion process as well as the addi-tion of fiber have been characterized. Such as for concrete, the Féret relationship is shown to be able to predict the compressive strength assuming that kaolin acts as a high water demand aggregate. A model for stiff paste ram extrusion incorporating the filtration phenomenon and the frictional behavior of the granular packing has been developed. This model is based on the soil mechanics approach and is able to predict the transition between pure plastic behavior and frictional plastic behavior. Finally, the mechanical and thermal performances of the cho-sen eco-friendly mix designs have been compared to those of traditional building products (concrete blocks, concrete, clay bricks, AAC. . . ). Environmental impacts of these mix design have also been evaluated and compared. It appears from this study that the extrudable cement-stabilized argillaceous materials comply with legislations concerning environmental impacts thermal comfort. They are also able to present an alternative to actual building products

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Guillon, Emmanuel. "Durabilité des matériaux cimentaires : modélisation de l'influence des équilibres physico-chimiques sur la microstructure et les propriétés mécaniques résiduelles." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133395.

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Abstract:

Les performances des matériaux de construction à matrice cimentaire proviennent principalement du ciment hydraté. Grâce à l'expérimentation et à la modélisation ces matériaux ont pu être adaptés à certains environnements chimiquement agressifs. Nous proposons une nouvelle approche basée sur les transports réactifs, applicable à tout solution agressive externe. L'évolution des minéraux de la matrice cimentaire, par dissolutions ou précipitations, est mise en relation avec celle de la solution interstitielle, elle même reliée aux échanges ioniques avec l'extérieur. Les dégradations chimiques modifient la microstructure du matériau, qui est modélisée par des images digitalisées. Notre approche a été validée sur trois matériaux différents, dans trois environnements distincts. Un modèle mécanique aux éléments-finis, complémentaire, caractérise l'évolution du module de Young résiduel du matériau dégradé en utilisant la représentation digitalisée de la microstructure.

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Simonin, Fabien. "Comportement thermomécanique de bétons réfractaires alumineux contenant du spinelle de magnésium." Lyon, INSA, 2000. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2000ISAL0043/these.pdf.

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Abstract:

L'Etude porte sur le comportement thermomécanique de bétons réfractaires alumineux contenant du spinelle de magnésium, synthétique ou formé in-situ à partir de magnésie. Ces matériaux occupent une place prépondérante dans le garnissage réfractaire des poches de traitement secondaire de l'acier. Nous avons cherché à relier le comportement thermomécanique aux évolutions microstructurales et minéralogiques, dans la gamme de température 20 °C-1600 °C. Les moyens de caractérisation mécanique des matériaux réfractaires étant relativement peu développés, nous proposons des méthodes plus appropriées pour ce type de matériau fortement non linéaire, dont les propriétés sont dominées par son caractère hétérogène et par la présence de nombreux défauts (pores, microfissures. . . ). Le matériau présente un comportement thermomécanique relativement complexe, qui de manière simplifiée, peut être divisé en deux grandes tendances : élastique et endommageable à basse température (jusqu'à 1000 °C) puis visco-plastique à haute température. A basse température, des essais originaux de traction uniaxiale avec enregistrement de l'émission acoustique ont permis de souligner le comportement non linéaire quasi-fragile du matériau. L'endommagement est d'abord caractérisé par un endommagement diffus puis localisé menant à la formation d'une macrofissure. Nous avons montré que les modèles classiques de comportement utilisé pour ce type de matériau étaient relativement éloignés de la réalité. Le phénomène de localisation a été étudié en terme de résistance à la propagation de fissure. Les essais mécaniques à haute température ont montré qu'une simple valeur de contrainte à rupture, préconisée par les normes, n'est pas un critère adéquat pour ces matériaux. En effet, d'importants phénomènes visco-plastiques apparaissent à haute température. Le comportement est dominé par la présence d'une phase vitreuse qui permet des déformations importantes et un fluage conséquent The study deals with the thermo-mechanical behaviour of aluminous refractory concretes containing magnesium spinel, synthetic or formed in-situ from the reaction between magnesia and alumina. These materials play a role of major importance in the steel treatment processes. We tried to rely the thermo-mechanical behaviour to the micro-structural and mineralogical properties, in the range 20°C-1600°C. Because of the low development of mechanical characterisation methods for refractories, we had to find more suitable ones. The heterogeneous character of the materials and the presence of many defaults (pores, microcracks. . . ) have a great influence on properties. The concrete presents a complex thermomechanical behaviour that can be simplified and separated in two ways: at low temperatures (until 1000°C), elastic and damage behaviour, and at high temperature, visco-plastic. At low temperatures, original pure tensile tests have been conducted with recording of the acoustic emission. The material presents a non Iinear quasi-brittle behaviour, characterised by a damage firstly diffuse and then localised, which finally leads to the formation of a macrocrack. We showed that classical damage behaviour models used for these materials were very far from the real behaviour. The localized damage has been studied in terms of resistance to crack propagation. Mechanical tests at high temperature have shown that a single value of modulus of rupture, recommended by norms, is not an adequate criteria for these materials. Indeed, important visco-plastic phenomena appear at higher temperature, due to the presence of a vitreous phase. This leads to great deformations and consequent creep

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Courault, Anne-Christine. "Simulation expérimentale des C-S-H (CaO-SiO₂-H₂O) dans les bétons modernes : étude de la composition et des propriétés à l'équilibre dans des milieux complexes." Dijon, 2000. http://www.theses.fr/2000DIJOS091.

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Abstract:

L'objectif de ce travail était de simuler le comportement à long terme de bétons comportant ou non des ajouts (laitiers, cendres volantes ou fumées de silice). Des simulations en température ont également été effectuées. Ces simulations ont été réalisées par la mise en place de systèmes modèles à l'équilibre dont les hydrates et en particulier le C-S-H, principal hydrate du ciment portland, ont été caractérisés (morphologie et structure) ainsi que les solutions d'équilibre correspondantes. Les systèmes modèles étudiés en suspension ou en pâte sont CaO-SiO₂-H₂O, CaO-SiO₂-Al₂O₃-H₂O, CaO-SiO₂-Al₂O₃-SO₃-H₂O en présence ou non d'hydroxyde de sodium à 25°C et 90°C. Ces systèmes modelés ont été comparés à des échantillons de béton hydratés en présence ou non d'ajouts. Il a été possible de simuler expérimentalement l'état final vers lequel évolueront les hydrates d'un béton de composition chimique connue. Ces simulations rendent comptent des assemblages de phases solides identifiées et des propriétés microstructurales des hydrates. A partir de ces résultats, nous avons réalisé un modèle thermodynamique afin de calculer ces états d'équilibres pour ce qui concerne l'hydrate principal. Ce modèle repose sur l'équilibre de solubilité d'un C-S-H de stoechiométrie constante et sur des équilibres de surface qui décrivent les modifications observées expérimentalement : Evolution de la longueur des chaînes de silicates, insertion de calcium en interfeuillet, inversion de la charge de surface. Les constantes d'équilibres ont été ajustées de façon à reproduire par le calcul les résultats expérimentaux. Les calculs à partir de ce modèle ont mis en évidence l'absence de sodium en interfeuillet dans le C-S-H. Une approche similaire pourrait être étendue aux interactions des ions sulfates avec les C-S-H. Un travail expérimental complémentaire serait nécessaire pour adopter une démarche similaire sur les systèmes en température

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Stefan, Lavinia. "Étude expérimentale et modélisation de l'évolution des propriétés mécaniques au jeune âge dans les matériaux cimentaires." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00624989.

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Abstract:

L'objectif du présent travail est de développer un outil facile à utiliser qui est capable de prédire l'évolution au jeune âge et le comportement de matériaux cimentaires. Le code de calcul a été développé sous un environnement MATLAB. Des lois d'hydratation trouvées dans la littérature ont été implémentées, afin de générer des microstructures discrètes qui évoluent à partir du moment de l'eau - contact ciment jusqu'au moment auquel le degré d'hydratation final est atteint. La nécessité de modéliser une caractéristique intrinsèque des matériaux cimentaires - la prise - s'impose. Une approche, basée sur l'utilisation d'un algorithme de vérification de la connectivité de la partie solide dans les microstructures numériques est proposée. L'algorithme prend en compte explicitement le rôle de "colle" des hydrates et révèle un seuil du degré d'hydratation en dessous duquel la rigidité du matériau est négligeable. Des calculs analytiques, basés sur des modèles existants d'homogénéisation et des calculs par éléments finis, sont appliqués sur une microstructure hydratante discrète, et plus précisément sur le cluster de percolation donné par l'algorithme de percolation, afin de prédire les propriétés élastiques du matériau. Il est montré que tant que le rôle de cohésion joué par les hydrates n'est pas pris en compte, les résultats obtenus au jeune âge restent imprécis, en particulier pour faibles rapports eau - ciment. Une campagne expérimentale a été spécialement conçue afin d'évaluer la capacité prédictive des simulations numériques. Une partie des mesures qui ont été effectuées sont utilisées comme données d'entrée pour le modèle, d'autres sont utilisées pour valider le modèle. Plusieurs types de mesures de l'évolution des propriétés mécaniques et des déformations au jeune âge ont été testés et évalués pour leur capacité à capturer phénomène recherché.

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Sebaibi, Yahya. "Influence d'une chaux magnésienne de type "S" sur les propriétés d'un mortier de ciment Portland : comparaison avec d'autres types de chaux." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0109.

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Abstract:

Cette étude espérimentale porte sur le comportement physico-chimique et mécanique des portiers de ciment Portland partiellement substitués par une chaux magnésienne de type "S" et comparativement à d'autres types de chaux. Les critères retenus pour l'étude des matériaux sont ceux de la classification MERUC des enduits et mortiers qui retient comme caractéristiques principales la masse volumique apparente, le module d'élasticité, la résistance à la traction, la rétention d'eau et la capillarité. Dans une première étape, les différentes chaux ont été caractérisées par leur surface spécifique, leur répartition porométrique et leur morphologie. Le comportement de mortier comprenant différents pourcentages de chaux, à teneur en eau constante ou à maniabilité constante a ensuite été analysé à l'état frais et à l'état durci. Enfin, une étude microstructurelle de l'état durci a permis de mettre en évidence les espèces formées dans les différents cas et d'apprécier leur relation avec les propriétés macroscopiques. Dans les différentes étapes, le comportement spécifique de la chaux de type "S" a été analysé et a permis de mettre en évidence le rôle de la composition chimique et de la surface spécifique d'une chaux.

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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.

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Abstract:

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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Dupuis, David. "Renforcement du fémur proximal à l'aide de ciment orthopédique étude de son effet sur les propriétés mécaniques de l'os trabéculaire." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2007. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1379.

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Abstract:

L'objectif général de cette étude est d'établir une meilleure compréhension du renforcement efficace du fémur proximal à l'aide de ciment orthopédique et ce, en raison de l'accroissement des cas d'ostéoporose, lequel est causé par le vieillissement de la population. Lorsqu'il est question d'efficacité de renforcement, on fait référence à la localisation judicieuse du ciment, à la quantification adéquate de celui-ci ainsi qu'au bon choix de ses propriétés mécaniques. Jusqu'à présent, des études sur l'os trabéculaire ont été menées tant à l'échelle macroscopique qu'à l'échelle microscopique, soit à l'échelle de l'os entier et à l'échelle des trabécules et cavités respectivement. La présente étude se trouve à étendre les travaux faits à l'échelle microscopique puisqu'elle vise à analyser le mécanisme de renforcement osseux au niveau de la microstructure de l'os trabéculaire. Cette étude développera une plate-forme qui permettra de tester et d'étudier numériquement des tissus osseux poreux avec et sans ciment orthopédique, tout en portant une attention particulière à la directionalité de la structure et des cavités des échantillons. La directionalité de la structure ainsi que celle des cavités seront d'importances égales puisqu'elles influencent l'orientation des propriétés mécaniques des deux matériaux formant le composite os-ciment. Ainsi, afin d'étudier la microstructure trabéculaire, les os seront imagés par micro- tomographie pour ensuite être analysés numériquement sur les plans morphométrique ainsi que mécanique. Les résultats anticipés sont un avancement méthodologique au niveau de la façon d'analyser le renforcement osseux en considérant l'architecture des cavités et en utilisant un nouveau critère objectif de validation du modèle de l'ellipsoïde. On s'attend également à une meilleure compréhension du mécanisme d'augmentation des propriétés mécaniques de l'os trabéculaire, laquelle permettra une meilleure planification des renforcements osseux. En ce qui concerne les résultats obtenus, la présente étude a montré que le MBL était l'algorithme à employer pour bien mesurer les tenseurs structuraux des échantillons. Cela s'explique par sa bonne capacité à identifier les axes principaux avec précision et à bien calculer les degrés d'anisotropie tout en n'induisant aucun biais statistique. Pour les fins de l'étude, seize échantillons issus d'un fémur sain et un ostéoporotique ont été utilisés. D'entre eux, deux ont été rejetés, car ils étaient incomplets. Ainsi, la densité volumique des échantillons et leurs tenseurs structuraux ont été déterminés. Il a aussi été montré que le modèle d'ellipsoïde était adéquat dans le cadre de cette étude, puisque les échantillons présentaient tous un coefficient de détermination (r 2 ) de 0,80 et plus. De plus, les déviations entre chaque paire d'axes principaux, comparant la i e direction de la structure osseuse à la i e direction des cavités, vont de 2,7472[degré] à 10,5836[degré] dans le cas du fémur sain et de 8,5474[degré] à 17,3925[degré] dans le cas de celui ostéoporotique. De ces résultats, il a été conclu que le renforcement osseux aura nécessairement un impact sur les axes mécaniques principaux des zones renforcées, car les axes principaux des cavités et ceux des structures osseuses ne coïncident pas. Du côté des éléments finis, les simulations requises par l'étude n'ont pu être réalisées, et ce, en raison du manque de mémoire engendré par l'importante taille des simulations. Ainsi, n'ayant pu faire fonctionner Code Aster en parallèle sur le supercalculateur Mammouth, il n'a pas été possible d'obtenir les tenseurs d'élasticité des échantillons avec et sans ciment. Le plus gros échantillon qui a pu être traité faisait 60x60x60 voxels, soit un volume huit fois plus petit que ce qui était désiré, et a requis 8 Go de mémoire en plus de vingt-quatre heures de calcul. Bref, bien qu'il n'a pas été possible de relier les tenseurs structuraux aux tenseurs d'élasticité des échantillons avec et sans ciment, il a néanmoins pu être déterminé que le renforcement aura non seulement un impact sur l'amplitude des propriétés mécaniques, mais aussi sur les directions principales de celles-ci. À présent, il faudra quantifier l'impact de ces changements sur les propriétés mécaniques de la zone renforcée, à l'aide des simulations par éléments finis, afin de pouvoir mieux anticiper les effets du renforcement osseux. En devenant plus efficace, cette technique pourra éventuellement être davantage employée en clinique afin de prévenir différentes fractures ostéoporotiques et leurs fâcheuses conséquences.

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Balayssac, Jean-Paul. "Relations entre performances mécaniques, microstructure et durabilité des bétons." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0010.

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Abstract:

L'influence des variations du type de ciment (fillerise ou non) et de son dosage sur la microstructure et la durabilite des betons vis-a-vis d'agressions chimiques est etudiee. Apres avoir remarque que les conditions de conservation avant decoffrage, la cure, avaient une influence tres importante sur la durabilite du beton, une quantification de leurs effets est effectuee; elle laisse apparaitre que ces facteurs connus, mais jusqu'ici inconsideres, devront etre pris en compte lors de la creation de nouvelles methodes pour la formulation des betons

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Dissertations / Theses on the topic 'Ciment Portland – Propriétés mécaniques'

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