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Comportement hydrique et poro-mécanique des bétons à hautes performances Andra - influence de la microstructure

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 02-07-2014
auteur(s) Zhang Yao
jury C. Davy, N. Burlion, A. Loukili, A. Giraud, D. Damidot, J. Verdier, X. Bourbon
école Ecole Centrale de Lille
  
résumé Cette thèse étudie la rétention d’eau à haute humidité HR (92-100%) et le retrait sous température modérée (60-80°C) des bétons à haute performance CEMI et CEMV de l’Andra, en lien avec leur microstructure.
Pour étudier l’origine des variations de la saturation Sw à haute HR, différents échantillons de béton sont séchés à HR= 92, 98 et 100% à partir de l’état saturé en eau. Pour les deux bétons, l’échantillonnage influe significativement sur Sw. Pour le CEMI, à HR=100%, la taille d’échantillon fait également varier Sw, en lien avec un mécanisme de séchage par désorption de surface ; à HR=92 et 98%, ce béton n’est plus sensible aux effets de surface ; il est par contre sensible aux conditions expérimentales (HR,T). Pour le CEMV, l’effet de la taille d’échantillon existe quelle que soit l’HR, mais il est peu sensible aux conditions expérimentales.
A partir de 60°C, le retrait de dessiccation présente quatre phases dans un diagramme exprimé en fonction de la perte de masse relative. Pour le béton CEMI séché à 65°C en étuve jusqu’en phase 3 ou 4, la possible rigidification de la matrice solide est investiguée par un essai couplé de poro-élasticité et transport de gaz. Pour un même échantillon en phase 3 puis en phase 4, on mesure une légère augmentation du module d’incompressibilité Ks ; la perméabilité au gaz est significativement plus sensible au confinement. Par contre, la rigidification du matériau est limitée en comparaison de l’effet d’échantillonnage.
Au Microscope Electronique à Balayage, les phases et la morphologie des bétons CEMI et CEMV sont quantifiées. Le CEM I et le CEM V ont des phases solides identiques, y compris la portlandite, mais le CEM V comprend des phases spécifiques (ajout de laitiers et cendres volantes). Les C-S-H du CEM V ont un rapport C/S globalement plus bas que le CEM I. Ce rapport (C/S) reste similaire pour trois gâchées différentes. Par contre, l’occurrence de pores millimétriques varie significativement, du fait de modes de mise en oeuvre sensiblement différents.
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