Effets des viscosants sur la rhéologie et la stabilité des systèmes cimentaires fluides

摘要

Cette étude porte sur une modélisation statistique des effets de cinq paramètres intrinsèques de la composition des mélanges. L'étude selon un plan factoriel permet aussi de comprendre les effets couplés de ces cinq paramètres sur le comportement rhéologique et la stabilité. Le programme expérimental de cette thèse a été réalisé sur des bétons et sur des Mortiers de Bétons Équivalents (MBE) avec des essais de validation sur béton. Les résultats obtenus montrent que les AC [agents colloïdaux] ont effectivement permis d'améliorer la stabilité du béton car les particules de ciment utilisées, en présence d'additif polymère (SP), forment une suspension instable dans l'eau. L'étude des paramètres rhéologiques montre que l'effet de la cellulose est spécialement accentué sur la viscosité, celui des polysaccharides et de l'amidon sur le seuil de cisaillement. L'étude des performances des AC sur un système à base de CaCO[indice inférieur 3] a amélioré la compréhension de leur fonctionnement dans la matrice cimentaire. Il a été montré aussi que la stabilité et la rhéologie d'un système dépendent en partie de la réactivité de la phase solide. L'incorporation d'un AC n'affecte pas les résistances à la compression à 24 heures par rapport au mélange témoin (sans AC). Les mélanges réalisés avec le Diutan et l'amidon ont montré des résistances à la compression à 24 heures plus importantes que celles obtenues avec le Welan gum et la cellulose. Les résultats avec les AT ont montré que pour un dosage en SP et un rapport E/L fixes, l'incorporation des AT diminue la fluidité. Les fibres synthétiques ont montré une efficacité plus élevée par rapport au propylène sur la diminution de l'étalement. La bentonite n'a montré aucune influence sur la viscosité plastique, mais elle a fortement augmenté le seuil de cisaillement pour tous les dosages étudiés. Au contraire, les fibres ont eu une action importante sur la viscosité plastique. Leurs effets sur le seuil de cisaillement ont été nuls jusqu'à un dosage élevé. L'incorporation du propylène améliore les deux paramètres (la viscosité et le seuil) pour tous les dosages sélectionnés. Le comportement thixotropique des mélanges a été aussi évalué. La thixotropie est fortement reliée aux types et dosages des AV. Il a été montré que les AC à base de polysaccharide augmentent fortement la thixotropie dans les deux systèmes (ciment et CaCO[indice inférieur 3]) par rapport au Cellulose et à l'Amidon. Le Bentonite et le Propylène ont aussi montré des valeurs élevées de la thixotropie par rapport aux fibres synthétiques. L'étude de combinaisons d'AC/AT et AC/AC montre que l'utilisation des deux AV de même mode de fonctionnement (tels que les Polysaccharides) n'entraîne pas de changement considérable quant aux propriétés recherchées. La combinaison entre des AV de différents modes de fonctionnement (Polysaccharide/Cellulose) permet de modifier les propriétés des mélanges. Ceci a un effet considérable sur le rapport coût/performance. Grâce à l'utilisation du plan factoriel, il était possible d'identifier les principaux paramètres qui peuvent avoir une influence sur les propriétés des MBE. Il a permis aussi de relier les propriétés de MBE entre elles. Ces paramètres sont : le rapport E/L, le dosage en AC et en AT, le rapport S/S+G et la fluidité. Enfin, cette étude a mené à l'utilisation des AV pour stabiliser le béton de masse fluide. Ce béton est caractérisé par un étalement de 520 « 20 mm et est réalisé avec des gros granulats de taille maximale de 40 mm. Deux types de liant ont été utilisés : le premier est un ciment LH et l'autre qui est une combinaison de ciment LH avec des ajouts minéraux tels que les cendres volantes et les fillers calcaires. Les résultats à l'état durci de ces bétons ont montré des bonnes résistances vis-à-vis les essais de retrait, l'écaillage, le gel/dégel et la perméabilité aux ions chlorures."--Résumé abrégé par UMI