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Hydratation MX3 : cinétique et mécanismes

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Dans cours

MSE-322: Matériaux de construction + TP

Science des matériaux de construction non métalliques les plus utilisés et plus particulièrement des matériaux cimentaires (béton). Composition chimique, fabrication et comportement sur la durée. ...

Description

Cette séance de cours couvre les aspects cinétiques et les mécanismes sous-jacents de l'hydratation MX3, en se concentrant sur les réactions globales, le comportement exothermique, l'accélération, la décélération et le rôle des ions sulfates. Il se penche sur le niveau trompeur de connexion dans les images 2D, la formation de l'ettringite et les théories de la dissolution à partir de la géochimie. L'impact du rapport eau-ciment, le rôle de la croissance C-S-H et l'équation d'Avrami dans l'hydratation du ciment sont discutés. La séance de cours explore également les preuves contre la diffusion, la couche incomplète de produits d’hydratation et les principales hypothèses du ralentissement de la réaction. Il se termine par un résumé des principales questions de pointe et ouvertes concernant le contrôle de la croissance du C-S-H.

Enseignant·e·s (3)

Karen Scrivener

De nationalité anglaise, Karen Scrivener est née en 1958. Au cours de sa carrière, ses travaux et sa recherche traitaient des domaines suivants: Identification du développement microstucturale pendant l'hydratation du ciment. Elaboration d'une approche multitechnique pour étudier la microstucture des ciments et bétons, avec accent sur la quantification par analyse des images d'électrons retrodiffusés. Caractérisation de l'auréole de transition de la pâte de ciment autour des granulats. Compréhension des processus de dégardation des bétons, en particulier le gonflement lié à la formation de l'éttringite retardée dans les bétons étuvés.

Lionel Sofia

Emmanuelle Anne Boehm Courjault

Enseignement et PhD A co-dirigé les thèses EPFL de Solène Anne-Lise Albinski Cours Matériaux MSE-171 Une introduction à la science des matériaux appliquée aux matériaux de construction courants, en particulier le béton et les métaux. Description de leur fabrication, leurs comportements mécanique et thermique et leur utilisation en construction. Matériaux de construction + TP MSE-322 Science des matériaux de construction non métalliques les plus utilisés et plus particulièreme

Source officielle

Concepts associés (18)

Ciment

vignette|Du ciment, fourni en sac, prêt à être mélangé avec de l’eau et des granulats. Le ciment est un liant hydraulique (qui durcit sous l'action de l'eau), utilisé dans la préparation du béton, et aujourd'hui le plus souvent employé dans la confection des dallages, des parpaings, des enduits et des mortiers. Le principe est de chauffer à très haute température du calcaire et de l'argile pour former des nodules de silicates de calcium, le clinker. Ceux-ci sont ensuite broyés finement.

Ciment Portland

thumb|right|280px|Sacs de ciment Portland. Les ciments Portland sont des liants hydrauliques composés principalement de silicates de calcium hydrauliques qui font prise et durcissent en vertu d'une réaction chimique à l'eau appelée hydratation. Lorsqu'on ajoute la pâte (ciment, air et eau) aux granulats (sable et gravier, pierre concassée ou autre matériau granulaire), elle agit comme une colle et lie ensemble les granulats pour former une masse semblable à de la pierre, le béton, le matériau artificiel le plus polyvalent et le plus répandu qui existe.

Sulfate

Un sulfate est un sel de l'acide sulfurique HSO. On appelle ion sulfate l'anion SO. Les sulfates font partie des polluants de l'air et en particulier lors des phénomènes de smog. Les sulfates de potassium, d'ammonium et de magnésium sont utilisés dans les engrais. Ceux de zinc, de manganèse, de cuivre et de fer sont utilisés en micro-fertilisation, pour corriger les carences en ces éléments. Le sulfate de cuivre ou vitriol bleu est aussi un fongicide et un bactéricide puissant utilisé en agriculture.

Clinker

Le clinker est un constituant du ciment, qui résulte de la cuisson à très haute température d'un mélange composé d'environ 80 % de calcaire (CaCO3 qui apporte l'oxyde de calcium, CaO) et de 20 % d'aluminosilicates (essentiellement des argiles : phyllosilicates) qui apportent les oxydes de silicium (SiO2), d'aluminium () et de fer (FeO et ). La « farine » ou le « cru » est formé du mélange de poudre de calcaire et d'argile. La cuisson, ou clinkérisation, se fait à une température d'environ , ce qui explique la forte consommation énergétique de ce processus.

Sulfate de zinc

Le sulfate de zinc est stricto sensu un corps composé chimique cristallin anhydre, à base de cations zinc et d'anions sulfates, de formule brut . Sous une même appellation générique, il existe aussi d'autres corps hydratés, à la fois différents et voisins, les hydrates de sulfate de zinc, dont les plus communs sont l'heptahydrate, le monohydrate et l'hexahydrate. Le sulfate de zinc existe dans la nature à l'état anhydre. Il s'agit du minéral zincosite orthorhombique.

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