Dimensional change and elastic behaviour of layered silicates and Portland cement paste

The role of water in hydrated Portland cement paste (hpc) is germane to understanding the nature of nanostructure ? property relationships of the material. The irreversible dimensional changes of hpc and phase pure C-S-H that occur on wetting and drying are dissimilar to those observed for other silicate minerals of interest to cement science. This irreversibility in hpc is also observed for the modulus of elasticity parameter. Length change, mass change and modulus of elasticity isotherms (including drying-wetting cycles) were determined for specimens of hpc, Ca-montmorillonite and 1.4 nm tobermorite. Length change and modulus of elasticity versus mass loss curves were also obtained for phase pure C-S-H (C/S= 0.8,1.0 and 1.5). All the isotherms exhibit significant irreversible behaviour. Similarities and differences in the nature and character of the isotherms and the relevance of the C-S-H data are discussed. Inferences are made with respect to the nanostructural nature of hpc, its dimensional response in aqueous media and the correspondence in behaviour of synthetic C-S-H and that formed in hpc. It is apparent that hpc has unique characteristics that are responsible for stability.Le r\uf4le que joue l?eau dans la p\ue2te de ciment Portland hydrat\ue9 (pcph) rel\ue8ve de la compr\ue9hension que nous avons des relations entre la nanostructure et les propri\ue9t\ue9s des mat\ue9riaux. Les changements dimensionnels irr\ue9versibles de la pcph et de la phase pure d?hydrate de silicate de calcium (C-S-H) qui surviennent lors du mouillage et du s\ue9chage sont de nature diff\ue9rente de ceux observ\ue9s pour d?autres min\ue9raux silicat\ue9s int\ue9ressant la science des ciments. Cette irr\ue9versibilit\ue9 dans la pcph est \ue9galement observ\ue9e pour ce qui est du param\ue8tre du module d?\ue9lasticit\ue9. On a d\ue9termin\ue9 les isothermes de changement de longueur et de masse, ainsi que du module d?\ue9lasticit\ue9 (y compris les cycles de s\ue9chage-mouillage) pour les sp\ue9cimens de pcph, de Ca-montmorillonite et de tobermorite de 1,4 nm. Les changements de longueur et le module d?\ue9lasticit\ue9 vs les courbes de perte massique ont aussi \ue9t\ue9 obtenus pour la phase pure de C-S-H (C/S = 0,8, 1,0 et 1,5). Les isothermes ont tous affich\ue9 un comportement d'irr\ue9versibilit\ue9 marqu\ue9. Le rapport traite des similitudes et des diff\ue9rences dans la nature et le caract\ue8re des isothermes, ainsi que de la pertinence des donn\ue9es li\ue9es au C-S-H. On y \ue9met en outre des inf\ue9rences quant \ue0 la nature nanostructurale de la pcph, \ue0 sa r\ue9ponse dimensionnelle dans un milieu aqueux et \ue0 la correspondance comportementale entre le C-S-H synth\ue9tique et le C-S-H qui est form\ue9 dans la pcph. Il appara\ueet que la pcph doit sa stabilit\ue9 \ue0 des caract\ue9ristiques uniques.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye