Accès direct au contenu

LMT

Version anglaise

aide

LMT > Manifestations > Thèses / HDR

Recherche - Valorisation

Influence de la microstructure sur le transport diffusif des pâtes, mortiers et bétons à base de CEM I avec ajout de fumée de silice

le 2 décembre 2016
14h00

Soutenance de thèse de Zineb Bajja, LMT (ENS Paris Saclay) et LECBA (CEA Saclay).

Au regard de son importante résistance mécanique mais surtout de ses capacités de confinement potentielles conférées par une microstructure compacte, le béton s'avère le matériau le plus adapté pour composer la coque du conteneur de certains colis de déchets radioactifs. La connaissance des propriétés de diffusion et de microstructure de ces matériaux cimentaires sont donc des éléments indispensables à l'étude de leurs durabilités. Dans un contexte plus particulier de confinement des déchets de faible à moyenne activité, l'utilisation des formulations avec ajout de fumée de silice (FS) s'avère d'une grande importance.

La démarche expérimentale consiste d'abord à sélectionner des formulations de pâtes et de mortiers à tester en diffusion HTO. Leurs compositions initiales (rapport e/liant, teneur en FS, teneur en sable et granulométrie du sable) ont été variées de  telle façon à balayer des microstructures et des propriétés diffusives différentes, et à voir l'influence de chaque paramètre (eau, FS, teneur et granulométrie du sable) sur l'évolution de la diffusivité au sein de ces matériaux. La microstructure a été investiguée afin d'interpréter les valeurs des coefficients de diffusion obtenus. Différentes techniques complémentaires ont été utilisées pour caractériser cette structure poreuse (porosimétrie à l'eau, au mercure, l'adsorption d'azote,), pour vérifier la réactivité de la FS (ATG, MEB associé à l'EDS), et pour déterminer le profil de porosité au niveau de l'ITZ (MEB associé à l'analyse d'images). Le lien entre les propriétés de la microstructure et le coefficient de diffusion a ensuite été discuté. L'objectif ultime étant de trouver un lien entre les propriétés de la microstructure et les paramètres de transport nous permettant, in fine, à partir d'une simple caractérisation, d'estimer le  D eHTO du béton, très difficile à obtenir par l'essai en cellules de diffusion HTO. D'autres tentatives ont également été faites pour essayer d'évaluer ce coefficient de béton, comme la démarche de modélisation multi-échelle (de l'échelle des hydrates au modèle 3D), ou la diffusion d'autres éléments (en l'occurrence ici de gaz O 2 et N 2 ).

La présente étude montre que des agglomérats de fumée de silice (slurry) observés dans la pâte de ciment et dans le mortier à faible teneur volumique en sable normalisé (ici 10%), impactent les rôles filler et pouzzolanique de la FS et par conséquent les paramètres de durabilité de ces matériaux. Cependant, la présence d'une forte teneur en granulats (>30%) pendant le malaxage du mortier améliore considérablement la dispersion des particules de FS et aide à cisailler et à briser ces agglomérats en fournissant une meilleure homogénéité du mélange et en améliorant les propriétés microstructuraux et diffusionnels. Il a également été montré que l'utilisation de la FS sous forme slurry dans un mélange cimentaire est malgré tout nettement meilleure que la FS densifiée, communément utilisée dans la littérature. Des relations D eHTO et rayon critique, ou D eHTO et porosité accessible au mercure ont était établies et ont permis d'approcher plus  ou moins des coefficients de diffusion HTO de bétons avec et sans ajout de FS.
Type :
Thèses - HDR
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Amphithéâtre Chemla
Institut d'Alembert

Recherche d'une actualité

Recherche d'une actualité