Étude de l'influence de l’ajout initial et d’un ajout retardé d'adjuvants sur le comportement des matériaux cimentaires

Résumé

Le béton est le matériau le plus utilisé dans le domaine de la construction pour son faible coût et les disponibilités de ses matières premières qui peuvent être produites localement. L’innovation de ce domaine entraine une évolution graduelle pour s’adapter à la diversité des besoins développés par les industriels à travers le monde entier. De nombreuses modifications peuvent être apportées au matériau afin d’améliorer ses performances. L’incorporation d’adjuvants est l’une des modifications jouant un rôle majeur sur les capacités de résistance mécanique et de durabilité du béton. Toutefois, ce type d’ajout conduit à obtenir des effets indésirables comme le phénomène de retard dans certaines utilisations. L’hydratation du ciment implique des mécanismes complexes créés par des réactions couplées provenant de différents composants. L’ajout d’adjuvants peut créer des interférences avec les phases minérales relatant des mécanismes pas complètement compris pouvant impacter l’hydratation du ciment. C’est pourquoi des recherches portant sur les dosages et le temps d’ajout sont nécessaires. Dans ce mémoire, les influences de dosage et du temps d’ajout sont étudiés sur des superplastifiants, des agents modificateurs de viscosité, des nanoparticules de C-S-H, des nanoargiles et des accélérateurs. Pour chacun d’entre eux, trois dosages sont incorporés initialement et retardés de dix minutes dans le mélange cimentaire. L’analyse de l’hydratation du ciment, la quantification des éléments de solution poreuse et les caractéristiques mécaniques sont étudiées par calorimétrie, ICP-OES et par essais de compression respectivement. Le moment d’ajout selon différents dosages d’adjuvants est mis en lumière dans cette étude. Les résultats montrent que l’ajout retardé implique une activité d’hydratation plus grande que l’ajout initial de par la concentration en ions plus élevée menant à une meilleure hydratation du ciment. L’ajout d’inclusions de C S-H entraine une légère diminution des résistances en compression avec l’augmentation du dosage alors qu’aucun impact n’est relaté dans les cas d’ajouts retardés. En outre, l’ajout retardé de nanoparticules de C-S-H entraine une lourde modification dans le retard et l’intensité du flux de chaleur. Les compositions des solutions poreuses de nanoargile et celles d’agent modificateur de viscosité ne semblent pas être affectées par les dosages alors que les résistances en compressions diminuent. On observe également une augmentation de la chaleur totale avec les ajouts retardés de ces adjuvants. D’autre part, l’ajout retardé d’agent modificateur de viscosité et de superplastifiant diminue la résistance en compression à 28 jours ce qui est le cas inverse concernant la nanoargile. En résumé, les effets du temps d’ajout dépendent du type d’adjuvants et diffèrent des propriétés souhaitées. Par ailleurs, les adjuvants modifient les surfaces des particules de ciment et impactent leur hydratation. Ces phénomènes varient donc selon les adjuvants et les types de ciment. Par conséquent, les résultats et observations de ce mémoire ne sont pas généralisables et impliquent des recherches systématiques sur le moment d’ajout afin d’améliorer l’utilisation d’adjuvants chimiques.

Date	9 juil. 2020
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Claudiane Ouellet-Plamondon (Directeur(-trice))