Caractérisation structurale par RMN solide du 27Al et 29Si des phases aluminates et silicates formées lors de l'hydratation d'un mélange ternaire de liants à prise rapide
Les mortiers à prise rapide industriellement produits sont un mélange complexe de liants et d adjuvants. Dans le cadre de ce travail, l hydratation d un système ternaire d OPC, CAC et d anhydrite, conçu pour jouer le rôle de base de liants pour une colle à prise rapide, a été suivie. Les interaction...
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| Autor Principal: | |
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| Outros autores: | , , , , , , , |
| Formato: | Thèse numérique |
| Idioma: | Français |
| Publicado: |
2024.
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| Sujets: | |
| Acceso en liña: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2024ORLE1089_va.pdf http://www.theses.fr/2024ORLE1089/abes https://theses.hal.science/tel-05037708 |
| Nota: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (Orléans ; 2008-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Nadia Pellerin (Président du jury) ; Valérie Montouillout, Jérôme Soudier, Mohend Chaouche, Fabienne Meducin (Membre(s) du jury) ; Gwenn Le Saout, Jean-Baptiste d' Espinose (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | 27Al and 29Si solid state NMR structural study of aluminates and silicate phases formed during the hydration of a fast-setting ternary binder |
| Résumé: | Les mortiers à prise rapide industriellement produits sont un mélange complexe de liants et d adjuvants. Dans le cadre de ce travail, l hydratation d un système ternaire d OPC, CAC et d anhydrite, conçu pour jouer le rôle de base de liants pour une colle à prise rapide, a été suivie. Les interactions entre les trois constituants ainsi que l impact de chacun d entre eux sur la chimie et la cinétique d hydratation du système ont été examinés.Afin de caractériser les phases cristallines, la DRX a été utilisée dans un premier temps. Ensuite, une étude en ex-situ par RMN du solide a été employée permettant l étude des phases cristallines et amorphes. La RMN MAS de l aluminium et silicium a permis le suivi de l évolution des pourcentages d aluminium et de silicium dans les différentes phases anhydres ainsi que les principaux hydrates aluminates, silicates et aluminosilicates présents en fonction du temps de l hydratation. Grâce à une approche de simulation, il était possible d établir la cinétique de consommation des phases anhydres et de formation des hydrates dès les premières heures après le gâchage et jusqu à 28 jours. L influence des trois adjuvants ajoutés séparément puis en deux combinaisons, a été examiné par rapport au système ternaire dans le but de corréler leurs impacts sur la structure avec les changements des performances mécaniques. Cette étude comparative a montré que les adjuvants en question n impliquent pas des changements de nature de phases hydratés précipitées, mais ils modifient la cinétique de dissolution des phases anhydres et de précipitation de phases hydratées. Une étude complémentaire par MEB a permis de corréler l impact des ajouts sur les performances mécaniques à des changements de distribution de phases hydratées en fonction du type de modifications chimiques subies par le système. The industrial fast-setting mortars formulations are generally a complex mixture of multiple mineral binders and admixture. The hydration of a ternary system composed of OPC, CAC, and anhydrite used as a binderbase in a fast-setting mortar, was investigated. The interactions between the three constituents as well as the impact of each of them on the chemistry and the kinetics of hydration of the system were examined. To characterize the crystalline phases, XRD was first used. Then, an ex-situ study by solid state NMR was used allowing the study of both crystalline and amorphous phases. To establish the hydration kinetic of each phase,Silicon and aluminum MAS NMR experiments were operated to follow the variations of the percentages of aluminum and silicon in the anhydrous silicate and aluminate as well as the main hydrates present in the system as a function of the hydration time. Owing to a rigorous simulation approach, it was possible to establish the kinetics of consumption of an hydrous phases and hydrates precipitation starting from the first hours andup to 28 days. Then, the impact of three set modifiers added separately and in two different combinations, was examined and compared to the ternary system. Following the same study methodology, we correlated the structural impact of the latest to the mechanical strength. This comparative study mainly fulfilled by the spectroscopic method has shown that the set modifiers studied do not change the nature of the precipitating hydrated phases but only modify the dissolution of the an hydrous phases and the precipitation of hydrated phases kinetics. A complementary study by scanning electron microscopy SEM allowed correlation of the mechanical strength changes when adding each of the set modifiers, separately or in various combinations,to the hydrated phases spatial distribution in the system. |
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| descrición da copia: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (Orléans ; 2008-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Nadia Pellerin (Président du jury) ; Valérie Montouillout, Jérôme Soudier, Mohend Chaouche, Fabienne Meducin (Membre(s) du jury) ; Gwenn Le Saout, Jean-Baptiste d' Espinose (Rapporteur(s)) |
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