4. Le béton durci
• Le béton durcissant
La réaction d'hydratation du ciment conduit à la formation de plusieurs produits :
– les silicates de calcium hydraté (C-S-H), dont la taille des pores est de l'ordre de quelques nanomètres ;
– la portlandite Ca(OH)2, l'hydrate le moins stable, qui assure le pH alcalin du béton (pH ≈ 13) et pourra être en partie consommée par les réactions pouzzolaniques ;
– les mono- et trisulfoaluminates (ettringite).
De plus, il restera dans la pâte de ciment durcie des pores capillaires, vestiges de l'eau initialement présente dans le matériau, et dont la taille est de l'ordre du dixième de millimètre.
La réaction d'hydratation a plusieurs conséquences :
– Une évolution progressive de la microstructure. La taille des pores et leur volume total diminuent au fur et à mesure de l'hydratation du ciment et des éventuelles réactions pouzzolaniques. La réaction d'hydratation peut prendre plusieurs mois, voire plusieurs années, la vitesse de réaction diminuant très rapidement : entre 28 jours et un an, le gain de résistance peut atteindre 10 à 20 p. 100, le gain étant d'autant plus grand que le béton contient des liants à hydratation lente comme le laitier ou les cendres volantes. Lorsque la réaction s'arrête, on constate que la porosité dépend du rapport massique eau/ciment (E/C) : plus il y a d'eau au départ et plus la porosité finale et la taille des pores sont importantes.
– Un dégagement de chaleur important. La réaction d'hydratation est fortement exothermique. S'il n'y avait pas d'échange avec l'extérieur (conditions adiabatiques), la chaleur dégagée conduirait à une augmentation de température voisine de 70 0C. Heureusement, il y a toujours des échanges avec le milieu extérieur, ce qui limite l'élévation de température. Toutefois, dans le cas de pièces très massives, la température atteinte peut être très élevée (jusqu'à 80 0C), ce qui risque d'induire une fissuration du béton (à cause des gradients de température qui créent des tractions en surface du béton ou parce que les déformations du béton so […]
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