MODELISATION THERMODYNAMIQUE ET CINETIQUE DE L'HYDRATATION DU CIMENT PORTLAND PDF Download
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Author: LAURENCE.. CLODIC
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Languages : fr
Pages : 202
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Book Description
POUR PREDIRE LE COMPORTEMENT CHIMIQUE A LONG TERME D'UN CIMENT PORTLAND, DES SIMULATEURS NUMERIQUES BASES SUR UNE APPROCHE MATHEMATIQUE DE L'HYDRATATION, ONT ETE DEVELOPPES PUIS VALIDES PAR RAPPORT A DES RESULTATS D'EXPERIENCES MENEES PARALLELEMENT. L'APPROCHE EXPERIMENTALE A CONSISTE A ETUDIER DANS UN PREMIER TEMPS DES CAS SIMPLES (HYDRATATION D'UNE SEULE PHASE), PUIS DES CAS PLUS COMPLEXES (DEUX PHASES EN PRESENCE D'ALCALINS), JUSQU'A PARVENIR A DES CAS REELS SUR PATES (CLINKER DE CIMENT). CETTE DEMARCHE A PERMIS DE CARACTERISER LA COMPOSITION DES DIFFERENTES PHASES DU SYSTEME POUR DES ECHEANCES ALLANT DE UN JOUR A UN AN ET, D'IDENTIFIER PAS A PAS LES MECANISMES CHIMIQUES PENDANT L'HYDRATATION. LES SIMULATEURS DE L'HYDRATATION ONT ETE DEVELOPPES A L'AIDE DES PROGICIELS D'AIDE A LA SIMULATION ALLAN#T#M ET NEPTUNIX, EN SE BASANT SUR UNE APPROCHE THERMODYNAMIQUE ET CINETIQUE. POUR LA MODELISATION CHIMIQUE, LE SYSTEME, CONSIDERE COMME UN MELANGE HOMOGENE, SANS GEOMETRIE DEFINIE, EST DECOMPOSE PAR PHASES (SOLIDES, GAZ ET LIQUIDES). LES PARAMETRES DE SIMULATION SONT AJUSTES SUR LES TROIS PREMIERES ECHEANCES (UN JOUR, UNE SEMAINE ET UN MOIS) PUIS LA MODELISATION EST POURSUIVIE JUSQU'A UN AN ET COMPAREE AVEC LES RESULTATS DES EXPERIENCES MENEES SUR CETTE DUREE. L'APPROCHE UTILISEE, EN CONSIDERANT NOTAMMENT UN GEL C-S-H DE COMPOSITION CONSTANTE, FOURNIT DE BONS RESULTATS. ELLE FAIT CEPENDANT APPARAITRE L'IMPORTANCE DES INCERTITUDES SUR LA DETERMINATION DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DU SYSTEME
Author: LAURENCE.. CLODIC
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Languages : fr
Pages : 202
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POUR PREDIRE LE COMPORTEMENT CHIMIQUE A LONG TERME D'UN CIMENT PORTLAND, DES SIMULATEURS NUMERIQUES BASES SUR UNE APPROCHE MATHEMATIQUE DE L'HYDRATATION, ONT ETE DEVELOPPES PUIS VALIDES PAR RAPPORT A DES RESULTATS D'EXPERIENCES MENEES PARALLELEMENT. L'APPROCHE EXPERIMENTALE A CONSISTE A ETUDIER DANS UN PREMIER TEMPS DES CAS SIMPLES (HYDRATATION D'UNE SEULE PHASE), PUIS DES CAS PLUS COMPLEXES (DEUX PHASES EN PRESENCE D'ALCALINS), JUSQU'A PARVENIR A DES CAS REELS SUR PATES (CLINKER DE CIMENT). CETTE DEMARCHE A PERMIS DE CARACTERISER LA COMPOSITION DES DIFFERENTES PHASES DU SYSTEME POUR DES ECHEANCES ALLANT DE UN JOUR A UN AN ET, D'IDENTIFIER PAS A PAS LES MECANISMES CHIMIQUES PENDANT L'HYDRATATION. LES SIMULATEURS DE L'HYDRATATION ONT ETE DEVELOPPES A L'AIDE DES PROGICIELS D'AIDE A LA SIMULATION ALLAN#T#M ET NEPTUNIX, EN SE BASANT SUR UNE APPROCHE THERMODYNAMIQUE ET CINETIQUE. POUR LA MODELISATION CHIMIQUE, LE SYSTEME, CONSIDERE COMME UN MELANGE HOMOGENE, SANS GEOMETRIE DEFINIE, EST DECOMPOSE PAR PHASES (SOLIDES, GAZ ET LIQUIDES). LES PARAMETRES DE SIMULATION SONT AJUSTES SUR LES TROIS PREMIERES ECHEANCES (UN JOUR, UNE SEMAINE ET UN MOIS) PUIS LA MODELISATION EST POURSUIVIE JUSQU'A UN AN ET COMPAREE AVEC LES RESULTATS DES EXPERIENCES MENEES SUR CETTE DUREE. L'APPROCHE UTILISEE, EN CONSIDERANT NOTAMMENT UN GEL C-S-H DE COMPOSITION CONSTANTE, FOURNIT DE BONS RESULTATS. ELLE FAIT CEPENDANT APPARAITRE L'IMPORTANCE DES INCERTITUDES SUR LA DETERMINATION DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DU SYSTEME
Author: Romain Trauchessec
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les mélanges de ciment sulfoalumineux et de ciment Portland sont des liants hydrauliques innovants permettant de moduler les propriétés des bétons, telles que la vitesse de montée en résistance ou la stabilité dimensionnelle. Les performances du liant peuvent ainsi être ajustées pour de nombreuses applications. Au-delà de cet avantage, les émissions de dioxyde de carbone liées à la production du ciment sulfoalumineux sont significativement réduites comparées à celles du ciment Portland traditionnellement utilisé. La diversité des propriétés de ces liants résulte de la variété des mélanges pouvant être réalisés à partir des deux constituants de base. Chaque mélange présente alors une cinétique d'hydratation et des propriétés qui lui sont propres. Par exemple, certains liants sont expansifs mais présentent une montée en résistance progressive, tandis que d'autres sont stables dimensionnellement alors que leur résistance stagne après quelques jours d'hydratation. L'identification et le contrôle des paramètres à l'origine de ces comportements sont donc nécessaires pour garantir des propriétés spécifiques à un usage donné : chape, mortier de réparation, élément préfabriqué, etc. C'est l'objectif de cette étude qui s'attache à déterminer la cinétique, la minéralogie et les propriétés associées à l'hydratation de trois mélanges contenant 85 %, 70 % et 40 % de ciment Portland. Les essais entrepris ont aussi permis d'aboutir à une modélisation thermodynamique des mécanismes d'hydratation. L'impact de la composition du ciment Portland est également étudié. Enfin, il est montré que l'anhydrite et la chaux sont deux leviers qui modifient radicalement le processus d'hydratation et permettent ainsi d'adapter les propriétés d'un mélange aux exigences de son utilisation.
Author: Caroline Girod-Labianca
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Languages : fr
Pages : 261
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Le clinker, roche synthétique polyphasée, est le constituant principal des ciments Portland. Le silicate tricalcique (C3S) est la phase majoritaire du clinker anhydre et confère l’essentiel des résistances mécaniques du matériau hydraté (béton, mortier). Actuellement, les cimentiers brûlent dans leurs fours des farines animales détruites par les très hautes températures des fours. Toutefois, ces déchets introduisent du phosphore sous forme de cendres qui s’incorporent au clinker en cours de fabrication. Pour comprendre l’effet du phosphore sur les différents états chimiques du matériau, nous avons réalisé des échantillons de C3S dopés avec du P2O5 (0 à 0,9% en poids). L’étude de la structure et la microstructure de ces échantillons anhydres à montré la présence d’une phase supplémentaire de type α’-C2S enrichie en phosphore et localisée aux interfaces des grains de C3S dopés. L’hydratation de ces échantillons, suivie par microcalorimétrie, a monté un effet retardateur du phosphore sur la prise du C3S. Enfin, des essais de résistance mécanique à la compression réalisés sur des éprouvettes de mortier élaborées avec nos échantillons, ont montré que le dopage en phosphore semblait améliorer la résistance en compression du C3S. L’étude thermodynamique vise à comprendre ce qui se passe dans le four lors de la fabrication du clinker. Pour cela, nous avons développé une base de données spécifique aux phases des ciments à partir d’un bilan bibliographique des fonctions thermodynamiques utilisables pour les phases des diagrammes fondamentaux des cimentiers. Ensuite, avec le logiciel Thermo-CALC, nous avons calculé les trois diagrammes de phases pseudo-binaires Al2O3-CaO, Al2O3-SiO2, CaO-SiO2 et le diagramme de phases pseudo-ternaire Al2O3-CaO-SiO2. La comparaison des diagrammes calculés et expérimentaux nous ont permis de montrer la validité de notre base de données dans les domaines de température et de composition de la clinkérisation
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Category : Geology
Languages : en
Pages : 618
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Author: Maciej Zajac
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Languages : fr
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Ce travail est consacré à l'influence de la température sur l'hydratation du ciment Portland entre 5 et 45°C. Les effets de la température sur l'évolution de la résistance à la compression ont été corrélés au degré d'hydratation et à la microstructure des hydrates. On montre que l'origine des effets de la température est liée à l'hydratation du silicate tricalcique du ciment (C3S). L'hydratation initiale de C3S est d'autant plus rapide que la température est élevée mais elle est plus ralentie dès que l'hydratation est limitée par la diffusion de l'eau et des ions à travers la couche d'hydrates (C-S-H) formée autour des grains au jeune âge. Dans ces conditions, la barrière est plus dense; ceci a comme conséquence une évolution plus lente de l'hydratation à long terme. La température change également la densité et la répartition de C-S-H aussi donnant une plus grande porosité de matériau à température plus élevée. Ces phénomènes sont responsables de la résistance finale inférieure
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Languages : fr
Pages : 141
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Author: Pierre-Yves Vuilleumier
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ISBN:
Category : Cement
Languages : fr
Pages : 144
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Author: Nicolas Maach
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Category :
Languages : fr
Pages : 266
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Ces travaux s'articulent autour de la modélisation cinétique de l'hydratation des ciments alumino-calciques (CAC) pour en améliorer la compréhension et la maîtrise. L'aspect cinétique pour ces ciments est essentiel en raison des nombreux états métastables qu'ils traversent (e.g. conversion).Des modèles de cinétique intégrés dans l'espace existent déjà pour simuler des pâtes de mortier mais ils requièrent la connaissance des lois de cinétiques. Malheureusement, ces lois sont mal identifiées pour les CAC et c'est ce qui motive la création d'un modèle pour des suspensions minérales. L'étude de suspensions permet d'étudier ces lois sans l'influence de l'empilement granulaire et du réseau poreux. Le modèle créé est un modèle de thermochimie où les quantités de matières sont pilotées par des équations différentielles-algébriques. L'information sur la granulométrie est, elle, portée par des Population Balance Equations permettant de répercuter chaque phénomène physico-chimiques (e.g. Nucléation, Dissolution, Croissance, Agglomération...) de manière adaptable et indépendante sur les tailles de particules. L'étude de ce modèle a permis de mettre en évidence le rôle fondamental que joue la formation de l'hydroxyde d'aluminium dans l'hydratation des CAC. Cette formation permet l'apport en solution d'ions hydroxyde déficitaires à la formation de la plupart des hydrates en consommant des ions aluminates. Cette formation d'hydroxyde d'aluminium a été démontrée comme étant complexe à expliquer expérimentalement et à modéliser. Toutefois, l'utilisation de précurseurs pré-hydroxylés permet de la modéliser partiellement.
Author: Jean-Philippe Perez
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 180
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Author: Nicolas Maach
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Languages : fr
Pages : 0
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Ces travaux s'articulent autour de la modélisation cinétique de l'hydratation des ciments alumino-calciques (CAC) pour en améliorer la compréhension et la maîtrise. L'aspect cinétique pour ces ciments est essentiel en raison des nombreux états métastables qu'ils traversent (e.g. conversion).Des modèles de cinétique intégrés dans l'espace existent déjà pour simuler des pâtes de mortier mais ils requièrent la connaissance des lois de cinétiques. Malheureusement, ces lois sont mal identifiées pour les CAC et c'est ce qui motive la création d'un modèle pour des suspensions minérales. L'étude de suspensions permet d'étudier ces lois sans l'influence de l'empilement granulaire et du réseau poreux. Le modèle créé est un modèle de thermochimie où les quantités de matières sont pilotées par des équations différentielles-algébriques. L'information sur la granulométrie est, elle, portée par des Population Balance Equations permettant de répercuter chaque phénomène physico-chimiques (e.g. Nucléation, Dissolution, Croissance, Agglomération...) de manière adaptable et indépendante sur les tailles de particules. L'étude de ce modèle a permis de mettre en évidence le rôle fondamental que joue la formation de l'hydroxyde d'aluminium dans l'hydratation des CAC. Cette formation permet l'apport en solution d'ions hydroxyde déficitaires à la formation de la plupart des hydrates en consommant des ions aluminates. Cette formation d'hydroxyde d'aluminium a été démontrée comme étant complexe à expliquer expérimentalement et à modéliser. Toutefois, l'utilisation de précurseurs pré-hydroxylés permet de la modéliser partiellement.
