Variations volumiques des matrices cimentaires aux très jeunes âges : approche expérimentale des aspects physiques et microstructuraux

Membre du Jury: Acker, P. et Ollivier, J.-P. et Torrenti, J.-M. et Malier, Y. et Guérinet, M. et Bournazel, J.-P. et Rafaï, N.The shrinkage of cement paste is often the main origin of numerous cracking that have beenobserved in structures made of concrete. In this research we were interested only to study theautogenous shrinkage at early ages, its effects on the structure, parameters that influence theamplitude of this type of shrinkage and its origin.Autogenous shrinkage is a physical consequence of the so called Le Chateliers contraction,and it is a phenomenon well known in the industry of cements. In concretes in which W/Cratio is around 0.5, the effects of this shrinkage are negligible. The development and the usemore and more frequent of concretes of high and very high performances pose new problemson the apparition and the measure of the autogenous shrinkage.In the first and second chapters, we examined briefly the literature which concerningstructuring of cement paste to its different stages, mechanisms of hydration process, thedifferent types of shrinkage and the technique to measure every one, factors that influence theshrinkage.In the third chapter we have developed a method that permits to measure volume variationssince the end of the mixing continue on a period of active time until three days. In this thesiswe present results obtained on a formulation of ultra high performance mortar, results fromvarious mortars and cement pastes.In the fourth chapter, microstructural, chemical, mineralogical, and physical analyses arepresented also. They permit to give interpretation on the origin of autogenous shrinkage. Inthe same way the effect of additions of C3A on the same type of clinker, finally a comparativestudy has been made.Le retrait de la pâte de ciment est souvent à lorigine de nombreuses fissurations observéesdans les structures en béton. Dans le cadre de cette étude nous nous sommes intéressésuniquement à létude du retrait endogène aux jeunes âges, ses effets sur la microstructure, lesparamètres qui influencent sa cinétique, lamplitude et lorigine de ce type de retrait.Le retrait endogène, conséquence de la contraction « Le Chatelier », est un phénomène bienconnu de lindustrie cimentière. Dans les bétons confectionnés avec un rapport E/C de lordrede 0.5, les effets de ce retrait sont inexistants. Le développement et lutilisation de plus enplus fréquente des bétons à hautes et à très hautes performances posent de nouveauxproblèmes sur lapparition et la mesure du retrait endogène.Dans les premier et second chapitres, nous avons examiné la littérature concernant lastructuration de la pâte de ciment à différentes étapes, les mécanismes dhydratation, lesdifférents types de retraits, les techniques de mesure associées et les facteurs qui influencentce dernier.Dans le troisième chapitre, nous avons présenté une méthode que nous avons mise au point.Elle permet de mesurer les variations volumiques dès la fin du gâchage et sur une période detemps allant jusqu'à trois jours. Dans ce mémoire, nous présentons les résultats obtenus àpartir dune formulation de mortier à ultra hautes performances (UHP) et des résultats obtenusà partir de pâtes de ciment et de mortiers.Dans le quatrième chapitre, des analyses microstructurales, chimiques, minéralogiques, etphysiques sont également présentées. Elles permettent de donner quelques indices surlorigine du retrait endogène. Parallèlement nous avons présenté des résultats obtenus surleffet dajout de C3A dans un clinker, leffet de la finesse Blaine et finalement les résultats delétude comparative entre différentes catégories de ciment