Influence de la nature des fines sur la durabilité des mortiers de hautes performances

Abstract

La durée de vie du béton ou du mortier est très souvent liée à la capacité de ce matériau à empêcher les agents agressifs de pénétrer dans sa porosité. En effet, certains environnements sont agressifs pour le béton, ils peuvent occasionner des attaques importantes comme le gonflement et/ou la lixiviation, c'est notamment le cas des environnements marins. Les constructions côtières ou marines en matériaux cimentaires constituent une thématique nécessitant souvent des formulations adaptées, devant prendre en compte la faible adaptabilité du béton ou mortier à ce milieu particulièrement agressif. L'incorporation d'ajouts minéraux actifs dans un mortier et l'utilisation d'un faible rapport E/C peuvent constituer une solution adéquate pour l'obtention d'un mortier à hautes performances (MHP). L'utilisation des MHP dans les ouvrages maritimes peut résoudre la difficulté d'utilisation d'un béton ordinaire (BO) ou d'un béton à hautes performances (BHP), c'est le cas d'un coffrage serré ou d'un ferraillage dense. Ce travail de thèse porte sur une analyse de l'effet des ajouts minéraux actifs, plus précisément, le laitier de haut fourneau (LHF), la fumée de silice (FS) et la nano-silice (nS), sur les propriétés des MHPs dans un environnement agressif en considérant l'aspect rhéologique, le comportement mécanique et une étude particulière sur la durabilité. Trois paramètres ont été variés, le type de l'addition minérale et sa teneur par rapport à la masse totale du ciment, ainsi que le paramètre de conservation des éprouvettes (eau du robinet, eau de mer et une solution d'acide nitrique). La lixiviation constitue donc une des principales agressions extérieures pour les ouvrages en matériaux cimentaires dans l'environnement marin. Néanmoins, l'agression maritime peut prendre plusieurs années. Par conséquent, pour déterminer le comportement des MHPs au lessivage des produits d'hydratation du ciment à court terme, une solution agressive est préparée pour accélérer la dégradation. Sur ce fait, la durabilité des MHPs, conservés dans une solution d'acide nitrique, est appréhendée en considérant un ensemble de propriétés et de performances dont la résistance mécanique, la porosité, l'absorption, la perte de masse et la microstructure qui seront mises en évidence. Cette étude apporte un éclairage sur le rôle des différents types d'additions minérales utilisés pour l'amélioration des propriétés des matériaux cimentaires. Les résultats ont permis de sélectionner les ajouts minéraux les plus performants à améliorer les paramètres de durabilité des MHPs et réduire les taux d'utilisation des additions ayant un effet négatif sur la qualité de ces matériaux