L'incorporation des ajouts cimentaires dans le béton est connue pour ses avantages technologiques et environnementaux. Pour assurer une plus grande utilisation des ajouts cimentaires, il faut accroître la connaissance dans ce domaine surtout les facteurs relatifs à la durabilité des ouvrages construits avec les bétons contenant des ajouts minéraux. Jusqu'à présent, la plupart des études sur les bétons contenant de la cendre volante et du laitier semblent s'accorder sur leur moins bonne durabilité à l'écaillage surtout lorsqu'on les compare au béton ordinaire. Les raisons de cette moins bonne performance ne sont pas toutes connues et cela limite bien des fois l'incorporation de la cendre volante et de laitier dans le béton pour des ouvrages fortement exposés aux cycles de gel-dégel en présence de sels fondants. Cette thèse vise la compréhension des problématiques de la durabilité à l'écaillage des bétons contenant des ajouts cimentaires tels la cendre volante et le laitier. Les objectifs sont de mieux comprendre la représentativité et la sévérité relative des essais normalisés ASTM C672 et NQ 2621-900 pour l'évaluation de la durabilité à l'écaillage de ces bétons, d'étudier l'influence de la méthode de mûrissement sur la durabilité à l'écaillage et d'étudier la relation entre la durabilité à l'écaillage et la sorptivité des surfaces de béton ainsi que la particularité de la microstructure des bétons contenant de la cendre volante. Cinq types de bétons à air entraîné contenant 25% et 35% de cendre volante et laitier ainsi que 1% et 2% de fumée de silice ont été produits, mûris selon différentes méthodes et soumis à des essais accélérés selon les deux procédures normalisées ainsi qu'un essai de sorptivité. Les différentes méthodes de mûrissement sont choisies de façon à mettre en évidence aussi bien l'influence des paramètres des essais que celle de la méthode de mûrissement elle-même. La durabilité en laboratoire des bétons testés a été comparée avec celle de bétons similaires après 4 et 6 années de service. La microstructure des bétons en service a été analysée au moyen du microscope à balayage électronique (MEB). Les résultats montrent que la qualité du mûrissement influence grandement la durabilité à l'écaillage des bétons contenant de la cendre volante et de laitier surtout lorsqu'ils sont soumis aux essais accélérés en laboratoire. La durée du prétraitement humide est un paramètre clé de la durabilité à l'écaillage des bétons testés en laboratoire. Le prétraitement humide correspond à la durée totale du mûrissement humide (100% HR) et de la période de présaturation. Pour les deux méthodes d'essai, l'allongement du prétraitement humide à 28 jours améliore la résistance à l'écaillage de tous les types de bétons et en particulier celle des bétons avec cendres volantes. Pour les deux méthodes d'essai, l'allongement du prétraitement humide à 28 jours améliore la résistance à l'écaillage de tous les types de bétons et en particulier celle des bétons avec cendres volantes. La période de présaturation de 7 jours de la procédure NQ 2621-900 a un effet similaire à celui d'un mûrissement humide de même longueur. Un mûrissement humide de 28 jours apparaît optimal et conduit à une estimation plus réaliste de la résistance à l'écaillage réelle des bétons. Pour une même durée de prétraitement humide, les procédures NQ 2621-900 et ASTM C672 donnent des résultats équivalents. L'utilisation d'un moule à fond drainant n'a pas d'effet sur la résistance à l'écaillage des bétons de cette étude. Bien que le mûrissement dans l'eau saturée de chaux offre toute l'eau requise pour favoriser le développement des propriétés du béton et l'amélioration de sa durabilité à l'écaillage, elle lessive cependant les ions alcalins ce qui diminue défavorablement l'alcalinité et le pH de la solution interstitielle de la pâte de ciment près de la surface exposée. L'utilisation d'un agent de mûrissement protège mieux les bétons contenant de la cendre volante et améliore significativement leur résistance à l'écaillage mais elle a tendance à réduire la durabilité à l'écaillage des bétons contenant du laitier. Pour développer une bonne résistance à l'écaillage, il est essentiel de produire une surface de béton imperméable qui résiste à la pénétration de l'eau externe. La perméabilité et la porosité de la peau du béton sont étroitement liées à la sorptivité. L'allongement de la durée de mûrissement humide des bétons avec ajouts cimentaires diminue systématiquement la sorptivité et améliore leur durabilité à l'écaillage, particulièrement dans le cas des bétons avec cendres volantes. Les résultats montrent qu'il existe une bonne corrélation entre les résultats des essais d'écaillage et les mesures de sorptivité. La corrélation établie entre la sorptivité et la durabilité à l'écaillage des bétons, l'effet déterminant de la carbonatation sur la durabilité à l'écaillage des bétons avec cendres volantes ainsi que l'explication de l'origine de la différence de sévérité entre les essais ASTM C-672 et NQ 2621-900 sont les contributions scientifiques de cette thèse. Au plan technique et industriel, elle met en évidence le mode de mûrissement qui favorise une meilleure durabilité à l'écaillage des bétons et suggère une méthode de caractérisation en laboratoire qui ferait une meilleure prédiction du comportement en service.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/1942 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Houehanou, Ernesto C |
| Contributors | Gagné, Richard |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse |
| Rights | © Ernesto C. Houehanou |
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