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Propriétés physico-mécaniques et durabilité des mortiers à base du sable de dunes
Benchaa Benabed1, Lakhdar Azzouz1, El-hadj Kadri 2, Akram Salah Eddine Belaidi1, Hamza Soualhi2 1Département de génie civil, Université Amar Telidji de Laghouat, Algérie, [email protected], [email protected], [email protected] 2Laboratoire L2MGC, Université de Cergy-Pontoise, France, [email protected], [email protected]
RÉSUMÉ. Le sable de dunes est un matériau d'une grande disponibilité en Algérie. Ce matériau est pratiquement non exploité, malgré les éventuelles caractéristiques qu'il peut présenter. L'utilisation de ce nouveau matériau dans le secteur la construction, peut soulager davantage le domaine d'habitat, et contribuer au développement des régions du sud algérien, très riches en sable de dune. Le présent travail a pour but d'apporter des solutions et des réponses sur l'utilisation du sable de dunes pour fabriquer du mortier ayant de bonnes propriétés, physico-mécanique et durabilité, dans différents milieux. Dans cette étude, nous avons examiné l'influence de l'environnement de conservation et de la nature du sable sur l'évolution des caractéristiques mécaniques d'un côté, et d'un autre côté sur la durabilité du mortier vis-à-vis des cycles de séchage-mouillage et vis-à-vis des agressions chimiques (solution de sulfate de sodium Na2SO4 de concentration de 5%).
ABSTRACT. The dunes sand is a material of a large availability in Algeria. This material is practically unexploited. The introduction of this material as a new element in the construction can be more relieve the domain of building, and contribute to the development of the southern regions of Algeria, which are very rich in this material. The main objective of our work is to exploit a largely available material in the Algerian south which is the dunes sand, as a material of construction in the region of Laghouat. In this study, first we have investigated the effect of the curing environment and the nature of the sand on the mechanical properties of the mortar, such as; flexural and compressive strengths. Then, we have studied the durability of the mortar under cycles of wetting-drying and to the chemical attack of sodium sulfate (Na2SO4 5%). According to the results, we note that the mortar of the sand mixes (river sand plus dunes sand) present the best mechanical performances under different environment of curing. In addition result of durability studies put forward that the mortar of the sand mixes is more resistant to the sulfates attack.
MOTS-CLÉS : sable de dune, mortier, comportement mécanique, sulfate, séchage-mouillage, durabilité.
KEY WORDS: dune sand, Mortar, mechanical behavior, durability, wetting-drying, sulfate.
XXXe Rencontres AUGC-IBPSA Chambéry, Savoie, 6 au 8 juin 2012 2
1. Introduction Le béton de sable est un matériau confectionné à partir de sable, de ciment, d’eau et de fillers naturels ou industriels où le gros granulat représente le sable (Dmax = 5 mm). Il ne consomme que 250 à 400 Kg/m3 de ciment, dosage habituel des bétons classiques, alors que le mortier utilise un fort dosage en ciment allant de 400 à 600 Kg/m3 [1]. Ce matériau destiné à être de grande diffusion n’est pas appelé à remplacer le mortier d’enduits mais plutôt certains bétons. Les bétons de sable qui ont fait l’objet de plusieurs études [2-6] sont très utilisés malgré leurs inconvénients tels que, la grande teneur en grains fins qui donne une grande surface spécifique, ce qui conduit à la difficulté d’assurer une bonne enveloppe de pâte de ciment pour les grains de sable. Ceci entraîne l’augmentation du dosage en ciment (non économique), qui dégage beaucoup plus de chaleur d’hydratation et cause des dégâts aux ouvrages massifs. En outre, les grains très fins du sable peuvent abaisser l’activité du ciment, ce qui diminue sensiblement la résistance mécanique du béton. D’autre part à cause de la grande surface spécifique du ciment, l’absorption capillaire augmente, ce qui diminue l’imperméabilité du béton durci et augmente le retrait. Néanmoins, plusieurs recherches ont été réalisées en Algérie afin d’éliminer les inconvénients du béton de sable pour lui assurer sa valeur économique surtout dans les régions riches en sable comme le sud. Le but principal de ces recherches est d’avoir une maniabilité correcte et d’atteindre une bonne résistance mécanique en visant plusieurs solutions : - la correction granulaire par le mélange d’un sable gros avec un sable fin pour atteindre une performance mécanique satisfaisante. [7(a, b)-8-9] - l’ajout de filler pour améliorer la compacité et la résistance des bétons de sable. [6-7(a, b)]. - l’addition de différents adjuvants pour augmenter la fluidité des mélanges. [5] - le compactage par damage engendrant de compacité et des résistances mécaniques élevées avec un faible rapport E/C. [5] Pour les travaux de durabilité des bétons et mortiers de sable dunaire, sont axés essentiellement sur l’étude de l’effet de la cure et l’ajout de fillers sur la durabilité de ces matériaux vis-à-vis de sollicitations thermiques (cycles gel-dégel, mouillage-séchage)[8]. Ces travaux ont permis de mettre en évidence l’importance des fillers sur l’amélioration des performances mécaniques et la durabilité du béton de sable dunaire. Le laboratoire de" Géo-matériaux" à l'université de Laghouat, a débuté des recherches sur le béton de sable. Les principaux travaux effectués sont axés essentiellement sur l'étude de l'influence de l'ajout de fillers et la conservation sur le comportement mécanique et la durabilité du béton de sable de dunes. Dans ce travail, on tente d'apporter des solutions pour l'emploi de sable dunaire dans la confection des mortiers présentant de bonnes performances et compatible en climat chaud et sec. L'objectif principal est la caractérisation, après l'élaboration idéale et optimale du mortier de sable dunaire et l'analyse de son comportement mécanique, l'effet de conservation est envisagé et le comportement à long terme, et la durabilité vis-à-vis l'attaque des sulfates est prévue.
2. Matériaux Utilisés 2.1. SABLES UTILISES Afin d'étudier l’influence du sable sur le comportement mécanique et la durabilité des mortiers, nous avons choisi : Un sable de dunes provenant de la région nord de la ville de Laghouat (Oasis Nord), 400 km au sud de la capitale Alger, c'est un sable fin d'origine éolienne, il est noté SD. Un sable mélange (alluvionnaire-dunaire) préparé avec un rapport massique en corrigeant la courbe granulométrique du sable alluvionnaire par ajout du sable de dune. Ce rapport a été définie comme suit : SA/SD =2 ; Ce sable mélange (corrigé) est noté SAD
Propriétés physico-mécaniques et durabilité des mortiers à base du sable de dunes 3
Les paramètres physiques de sable naturel (SD) et le sable mélange (SAD) sont représentés dans le tableau 1
Tableau 1 : Paramètres physiques des sables (SD, SAD)
Sable γapp
(Kg/m3) γabs
(Kg/m3) Mf
Compacité (%)
Porosité (%)
Esv (%)
Esp (%)
SD 1550 2760 1,2 56 44 90 79
SAD 1500 2500 2.3 60 40 91 80
2.2. CIMENT Le ciment est utilisé pour la fabrication des éprouvettes est un ciment Portland composé (CPJ CEM II 42.5) provenant de la cimenterie de M'sila de (Algerian cement compagny: ACC). Les constituants de ciment, selon la formule de Bogue, sont: le C3S à 60.31%, le C2S à 17.40%, le C3A à 6.13% et le C4AF à 11.97%. La masse volumique du ciment anhydre est de 3,04 g/cm3. La surface spécifique est de 3880 cm2/g.
2.3. ADJUVANT L’adjuvant utilisé est un superplastifiant « Medaplast SP40 » fabriqué en Algérie par la société GRANITEX implantée à Oued Smar Alger. Le suerplastifiant SP40 est une solution hydrosoluble de couleur marron, de pH égal à 8.2 et de densité de 1.22, spécialement formulé pour réduire la quantité d’eau de gâchage. Il est incorporé préalablement à l’eau de gâchage en ce qui concerne le dosage nous avons respecté la fiche technique de GRANITEX, qui donne : 2% du poids du ciment.
2.4. SOLUTION D'ATTAQUE SULFATIQUE
La solution d'attaque sulfatique utilisée pour l'expérimentation est une solution de sulfate de sodium (Na2SO4) de concentration massique 5%
2.5. ESSAIS
a. Essais mécaniques sur les mortiers Des essais mécaniques selon les normes sont utilisés pour caractériser les mortiers à différentes échéances :
1- La flexion trois points (3 pts) sur trois éprouvettes de 4×4×16 cm3. 2- La compression pure sur les demi-éprouvettes issues du test précédent.
b. Essai mouillage – séchage (ASTM D559 – 57) L'essai de mouillage séchage se définit comme une suite alternative d’une période de mouillage à 20°C pendant 5 heures et d’une période de séchage à l’étuve à 71°C pendant 42 heures. Pour chaque mortier, nous avons noté les pertes en poids après les douze cycles de vieillissement.
c. Essai de résistance aux sulfates (ASTM C1012 -89)
Les résistances aux eaux agressives sont déterminées à partir d’éprouvettes prismatiques 4×4×16 cm3. Le durcissement des éprouvettes se fait en deux environnement sous l’eau et à l’air libre pendant 28 jours (temps zéro), puis les éprouvettes de mortiers durcis sont immergées séparément pendant 30 jours, 2, 3 et 6 mois dans la solution du sulfate de sodium Na2SO4 de concentration 5%.
2.6. COMPOSITION ET CONSERVATION DES MORTIERS Afin de suivre le comportement mécanique et la durabilité des mortiers, nous avons considère trois compositions différentes dont la variable est le sable et le dosage en eau, ces trois compostions sont:
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• Un mortier du sable dunaire sans plastifiant, noté MSD; • Un mortier du sable dunaire avec plastifiant (SP 40), noté MSDP • Un mortier du sable mélange (alluvionnaire- dunaire) avec plastifiant (SP 40), le
rapport massique: SA/ SD = 2, ce mortier est noté MSAD. Pour l’étude les différentes compositions auront une maniabilité constante qu’on déterminera par des essais adéquats réglementés par les normes en vigueur. Les mortiers sont conservés en de deux milieux différents:
- conservation dans l'eau (20°C ± 2°C; 100% HR) - conservation à l’aire libre à l’intérieur du laboratoire (25°C ± 2°C; 45% HR)
Les compositions retenues des mortiers sont regroupées dans le tableau 2 ci-dessous.
Tableau 2: Composition en grammes des différents constituants des mortiers préparés Mortier Constituant MSD MSDP MSAD Ciment 450 450 450 Plastifiant (2%) 0 9 9 Eau 351 297 252 SA 0 0 900 SD 1350 1350 450
3. Résultats et discussions
3.1. COMPORTEMENT MECANIQUE DES MORTIERS L'évolution du comportement mécanique est suivie en fonction du temps pour les différents milieux de conservation.
3.1.1 Evolution de résistance à la compression Les résultats d'essai de la résistance à la compression pour les éprouvettes conservées dans l'eau et à l'intérieur du laboratoire sont représentés sur la figure 1et 2.
Figure 1et 2: Résistance à la compression en fonction de la durée de conservation
a- Mortiers conservés dans l'eau
D'après la figure 1, on remarque que, pour tous les mortiers la résistance à la compression augmente progressivement avec l'âge de conservation dans l'eau. Ceci peut s'expliquer par le développement du phénomène d'hydratation du ciment dans les mortiers en fonction du temps en présence d'humidité suffisante. On constate d’après ces résultats que la vitesse d’évolution
Conservation dans l’eau Conservation à l'air libre
0 30 60 90 120 150 1800
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Rés
ista
nce
à la
com
pres
sion
(M
Pa)
L 'age (jours)
(MSD) (MSDP) (MSAD)
0 30 60 90 120 150 1800
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Rés
ista
nce
à la
com
pres
sion
(M
Pa)
L'age (jours)
(MSD) (MSDP) (MSAD)
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des résistances en compression, des mortiers à base de sable mélange (alluvionnaire dunaire) se développe rapidement. Par contre les mortiers à base de sables de dunes, se développe lentement. Les gains de résistances obtenus pour les mortiers à base de sable mélange semblent être directement liés aux propriétés particulières des sables et en particulier le sable alluvionnaire, qui améliore la compacité des mortiers et par la suite la résistance. Nous notons de fortes résistances à la compression pour le mortier MSAD à base du sable mélange par rapport à ceux des mortiers à base de sable de dunes.
b- Mortiers conservés à l'air libre
On constate d'après ces résultats que, quel que soit le type du mortier, la résistance à la compression évolue positivement avec l'âge. D'autre part on observe, d'après la figure 2, que les mortiers du sable mélange (alluvionnaire – dunaire) ont des résistances à la compression supérieurs à celles des mortiers de sable dunaire quel que soit l'âge d'essai. Ces résultats confirment le rôle du sable alluvionnaire dans le comportement mécanique des mortiers. L'augmentation de la résistance est affectée par la présence des éléments gros dans le sable mélange, ceci veut dire que le sable a une meilleure répartition (sable mélange) granulométrique et par conséquence une meilleure résistance. Aussi il ne faut pas négliger le rôle de l'adjuvant (superplastifiant) qui consiste à diminuer la quantité d'eau, ceci influe sur le rapport E/C est permet d'obtenir une bonne performance mécanique du mortier, ce que peut dire pour les mortiers du sable de dune avec superplastifiant.
3.1.2 Evolution de la résistance à la flexion Le développement de la résistance à la flexion en fonction de l'âge pour les différents types de mortiers conservés dans l'eau et à l'air libre est donné par les figures 3 et 4.
Figure 3 et 4: Résistance à la flexion en fonction du temps de conservation
a. Mortiers conservés dans l'eau D’après la figure 3, On voit que les résistances à la flexion augmentent en fonction de l'âge quel que soit le type du mortier. Ceci est dû au développement de l’hydratation de ciment en fonction du temps. La meilleure résistance observée correspond au mortier du sable mélange (alluvionnaire – dunaire), ceci est dû au rôle du sable alluvionnaire. On remarque que les trois mortiers présentent une similaire évolution de la résistance à la flexion. A 28 jours la résistance pour les mortiers MSAD et MSDP est de l’ordre de 7 MPa et 6.15 MPa respectivement, et la plus faible valeur de l’ordre de 4.22 MPa est remarquée pour le mortier MSD (mortier à base de sable dunaire.
Conservation à l'air libre Conservation dans l’eau
0 30 60 90 120 150 1800
1
2
3
4
5
6
7
8
Ré
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ance
à la
flex
ion
(MP
a)
L'age (jours)
(MSD) (MSDP) (MSAD)
0 30 60 90 120 150 1800
1
2
3
4
5
6
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Rés
ista
nce
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flex
ion
(MP
a)
L'age (jours)
(MSD) (MSDP) (MSAD)
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0
5
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Rés
ista
nce
à la
co
mp
ress
ion
(MP
a)
MSD MSDP MSAD
Rc avant cycle séchage- mouillage
Rc après cycl séchage mouillage
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Rés
ista
nce
à la
flex
ion
(MP
a)
MSD MSDP MSAD
Rf avant mouillage-séchage
Rf après mouillage-séchage
b. Mortiers conservés à l'air libre Les résultats de la résistance à la flexion pour les mortiers conservés à l'air libre en fonction du temps sont donnés par les courbes de la figure 4. D'après ces résultats on remarque que, la résistance à la flexion augmente avec l'âge pour tous les mortiers. Les valeurs de résistance à 28 jours sont: 5.28 MPa pour le mortier MSAD, 4.36 MPa pour le mortier MSDP et 3.09 MPa pour le mortier MSD. On constate, que les résistances à la flexion des mortiers conserves à l'air libre sont inférieures celles des mortiers conservés sous l'eau. Cette réduction de la résistance est due à l'appauvrissement en eau suite à son évaporation à l'air libre, entraînant un abaissement de la cinétique d'hydratation du ciment qui provoque une diminution de la résistance. En effet la résistance à la flexion augmente jusqu'à 28 jours, au-delà de cet âge, elle reste pratiquement stable.
3.2. DURABILITE DES MORTIERS 3.2.1 Essai Mouillage- séchage L'essai de mouillage-séchage a été réalisé sur des éprouvettes conservées dans l'air du laboratoire. A l'âge de 28 jours les éprouvettes soumises à 12 cycles de vieillissement accélérés. Les variations des résistances à la compression et à la flexion des mortiers, avant et après les cycles de mouillage séchage sont schématisées sur les figures 5 et 6.
Figure 5 et 6: Influence de mouillage- séchage sur la résistance des mortiers
Les éprouvettes soumises aux cycles de mouillage- séchage montrent que les résistances mécaniques restent pratiquement inchangées. On a constaté pour les mortiers à base du sable mélange (MSAD) une légère amélioration de la résistance à la compression. Par contre les mortiers à base du sable dunaire (MSD) et les mortiers de sable dunaire avec adjuvants (MSDP) présentent une légère diminution de la résistance à la compression. Les résistances à la flexion pour tous les mortiers sont affectées par les cycles de mouillage- séchage, on remarque une diminution de cette résistance d'après les résultats que nous avons obtenus. Cette légère diminution est bien liée à la modification de la structure des mortiers. Ce qui est certainement affecte les résistances mécaniques des mortiers.
3.2.2 Résistances aux sulfates des mortiers Les résistances aux sulfates sont déterminées à partir des éprouvettes dont le durcissement était en conditions naturelles pendant 28 jours (temps zéro). Nous avons préparé deux séries des éprouvettes, une série des éprouvettes conservées à l'air libre, et une deuxième série des éprouvettes maintenues sous l'eau, puis les mortiers durcis sont immergés séparément pendant 30, 60, 90 et 180 jours, dans la solution du sulfate de sodium Na2SO4 de concentration 5 %. Pour évaluer la durabilité de mortiers vis-à-vis l'attaque des sulfates, nous avons déterminé les résistances à la compression et à la flexion en fonction de la durée d'exposition aux sulfates.
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Les figures 7, 8, 9 et 10 représentent la variation de la résistance à la compression et la résistance à la flexion pour les différents types de mortiers en fonction de la durée d'immersion dans la solution des sulfates après 28 jours de conservation en deux différents milieux (sous l'eau et à l'air libre)
Figure 7 et 8: Résistance à la compression en fonction de la durée d'exposition aux sulfates
Figure 9 et 10: Résistance à la flexion en fonction de la durée d'exposition aux sulfates Les résultats indiquent un gain de résistances, que ce soit à la compression ou à la flexion pour tous les mortiers de sable pendant environ 90 jours. Au-delà de ce temps, on a observé une réduction de la résistance: L'augmentation de la résistance jusqu'à 90 jours semble être due à l'hydratation continue des produits anhydres de ciment et à la réaction de Na2SO4 avec Ca(OH)2 pour former le gypse et l'ettringite, qui complètent les micropores menant à une structure plus dense, ce qui influe positivement sur les résistances mécaniques que ce soit, à la compression ou à la flexion. La diminution de la résistance aux âges postérieurs (180 jours), indique l'effet d'expansion de l'attaque de sulfate, la formation d'un hydrate sulfaté gonflant conduit à la création des microfissures signe d'une déstructuration ultérieure du matériau. Cela est conforme aux résultats obtenus par d'autres chercheurs [10-12]. 3.2.3 Examen visuel L'examen visuel des mortiers exposés aux sulfates, est un moyen d'évaluer la détérioration des propriétés et les dégradations de l'aspect extérieur des éprouvettes. On observe comme le montre la figure 11 des fissures et des failles produites au niveau des coins et de côtés des éprouvettes après une durée d'exposition de 180 jours, le mortier du sable dunaire (MSD) est le plus dégradé.
(Cure à l’air avant immersion) (Cure dans l'eau avant immersion)
0 30 60 90 120 150 1803,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
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7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
Rés
ista
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à la
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ion
(MP
a)
Du rée d 'exposition (jou rs)
(M SD ) (M SD P) (M SAD )
0 30 60 90 120 150 1802,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
Rés
ista
nce
à la
flex
ion
(MP
a)
Durée d'exposition (jours)
(MS D) (MS DP) (MS AD)
(Cure dans l'eau avant (Cure à l’air avant immersion)
0 30 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 1 8 01 0
1 2
1 4
1 6
1 8
2 0
2 2
2 4
2 6
2 8
3 0
3 2
3 4
3 6
3 8
4 0
4 2
Ré
sist
ance
à la
com
pre
ssio
n (M
Pa)
D u ré e d 'e x p o s it io n ( jo u rs )
(M S D ) (M S D P ) (M S A D )
0 30 60 90 120 150 18010
12
14
16
18
20
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24
26
28
30
32
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38
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Pa)
Durée d'exposition (jours)
(MSD) (MSDP) (MSAD)
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Figure 11 : éprouvettes du mortier de sable dunaire (MSD) après 6 mois d’immersion dans la solution de Na2SO4
3.2.4 Analyse microstructurelle
a. ANALYSE PAR DIFFRACTION DES RAYONS X L’analyse par diffraction des rayons X, est effectuée au laboratoire de physique de l'université de Laghouat, par un diffractomètre aux rayons X (X'Pert) couplé à un système d'informatique. Le but essentiel de cette analyse est l'identification des différentes phases cristallines présentes dans un échantillon. Pour tous les différents types de mortiers, on a prélevé des échantillons en poudre de la surface des éprouvettes ayant atteintes l’âge de 180 jours; Pour une conservation dans l'eau (figure 12) et immersion dans la solution du sulfate e sodium (NaSO4, 5%), (figures: 13 et 14). L'analyse du spectre de la figure 12, permet de signaler les constations suivantes: - La présence du quartz SiO2, ce qui confirme la présence du sable. - La présence de Calcite CaCO3, obtenue par carbonatation de la chaux. - La présence des traces de portlandite Ca (OH) 2 L’analyse aux rayons X, des différents mortiers après 180 jours d’immersion dans la solution du sulfate de sodium Na2SO4, permet de conclure que les diffractogrammes des mortiers MSD (figure 13) et le mortier MSDP (figure 14) sont presque identiques. Les observations montrent l'apparition de deux nouvelles phases, qui sont: - L’ettringite secondaire 3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O; - Le gypse hydraté CaSO4 2H2O. Ces deux phases cristallines sont issus des réactions sulfatiques, et ce sont des agents destructifs pour le béton, car ils sont expansifs et provoquent l'éclatement du béton.
Figure 12 : DRX du mortier (MSD) immergé dans l’eau après 180 jours
Propriétés physico-mécaniques et durabilité des mortiers à base du sable de dunes 9
Figure 13 : DRX du mortier (MSD) immergé dans NaSO4 (5%) après 180 jours
Figure 14 : DRX du mortier (MSDP) immergé dans NaSO4 (5%) après 180 jours b. Analyse calorimétrique différentielle (ACD ou DSC)
Cette technique expérimentale est utilisée pour mesurer les transformations endothermiques (décomposition, dés hydroxylation) ou exothermique (cristallisation) au cours d'une montée en température. L'essai ACD ou DSC est effectué au laboratoire de recherche de génie civil de l'université de Laghouat. L'appareil employé est un Calorimètre, couplé à un système informatique. Les conditions expérimentales sont les suivantes:
- le matériau est une poudre de pâte broyée et tamisée à 100 µm; - 0.6 g-1g d'échantillon sont utilisés; - La vitesse de montée en température est de 10 °C; - Le domaine de température va de l'ambiante à 600 °C; - L'échantillon témoin de la montée en température est constitué par de l'alumine; - L'ambiance gazeuse n'est pas contrôlée.
Les figures 15, 16 et 17 représentent respectivement les courbes DSC pour MSD, MSDP et MSAD, immergés dans la solution NaSO4 pendant 180 jours. L'abscisse de la courbe correspond à la montée en température (°C), et l'ordonnée correspond à la puissance fournie à l'échantillon exprimée en (mJ/s). D'après les figures 15, 16 et 17, on peut signaler les constatations suivantes: La déshydratation endothermique correspond à la première perte de masse entre 50 et 150 °C. Elle associée à un pic large. La deuxième étape, révélée par le pic exothermique vers 300 °C. La troisième étape vers 400 °C. Au-delà de cette température aucun pic observable. La plage de températures des trois courbes étant la même (de l'ambiante vers 600 °C). L'allure générale des courbes DSC de trois mortiers, semble être la même avec un pic endothermique qui débute vers 50 °c et atteint son maximum vers 100 °C à 135 °C.
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Dans le mortier MSAD, le principal pic endothermique est présenté à 102.1 °C et indique une enthalpie de 294.6 mJ/g, cependant le principal pic endothermique dans le mortier MSDP est remarqué à 135 °C et indique une enthalpie de 363.9 mJ/g. Pour le mortier MSD, le principal pic endothermique est observé à 98 °C avec une enthalpie de 277 mJ/g. dans ce mortier on remarque la réduction de la valeur de l'enthalpie, ceci peut s'expliquer par l'absence du superplastifiant, donc il n'y pas une interaction entre le superplastifiant et le ciment. L'utilisation du superplastifiant dans le mortier MSDP et MSAD conduit à des réactions entre ce dernier et le liant, ce qui explique l'augmentation des valeurs de l'enthalpie. L'aire du pic exothermique peut être utilisée pour évaluer le taux de cristallisation à la température de l'expérience. On remarque que, pour les 3 courbes qu'à 300 °C est nécessaire pour obtenir le taux de cristallisation maximum.
Figure15 : Courbe de DSC du mortier: MSD immergé dans la solution NaSO4 (5%)
Figure 16 : Courbe de DSC du mortier: MSDP immergé dans la solution NaSO4 (5%)
Figure 17 : Courbe de DSC du mortier: MSAD immergé dans la solution NaSO4 (5%)
Propriétés physico-mécaniques et durabilité des mortiers à base du sable de dunes 11
4. Conclusion L'étude expérimentale sur le comportement physico-mécanique et la durabilité des mortiers de sable dunaire de la région de Laghouat, nous permet d'avancer certaines conclusions: -Les résistances mécaniques des mortiers, que ce soit en compression ou en flexion, augmentent avec le temps quel que soit le mode de conservation (à l'air, dans l'eau). -La conservation saturée (sous l'eau) confère aux mortiers les meilleures résistances en compression et en flexion. - Les mortiers MSAD du sable mélange (alluvionnaire- dunaire) présentent les meilleurs performances mécaniques, que celles des mortiers MSDP et MSD. On note une résistance en compression à 28 jours de l'ordre 37 MPa pour le mortier MSAD. - Les résistances des mortiers à la compression ne sont pas très affectées par l'effet de cycles de mouillage séchage. Par contre une diminution de la résistance à la flexion des mortiers a été observée. - Les mortiers immergés dans la solution du sulfate de sodium de concentration 5%, présentent une augmentation des résistances mécaniques jusqu'à l'âge de 90 jours. A l'âge de 180 jours, les résistances mécaniques, que ce soit à la compression ou à la flexion diminuent pour les trois mortiers MSD, MSDP et MSAD. Les mortiers à base de sable mélange sont plus durables vis-à-vis de l'attaque par les sulfates que les mortiers de sable dunaire. Les mortiers de sable de dunes sont plus poreux, ce qui facilite la pénétration des agents agressifs, en diminuant les propriétés liantes et les caractéristiques mécaniques des mortiers.
5. Bibliographie
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