Modélisation de l’Hydratation des Ciments avec Laitiers : Réactions Chimiques et Cinétique d’Hydratation

Abstract

La pénétration des chlorures représente une des causes de dégradation des structures en béton armée, en particulier en milieu marin. L'incorporation de laitier de haut fourneau a démontré une amélioration significative de la durabilité de ces dernières. En vue de prédire par modélisation multi-échelles les propriétés de transport des matériaux cimentaires à base de laitier nécessaires aux modèles de durabilité, une description pertinente des réactions d’hydratation s’avère nécessaire afin d’estimer les fractions volumiques d’hydrates, d’anhydres et de pores. Pour ce faire, un modèle d'hydratation original, basé sur le couplage entre les réactions chimiques et la cinétique d'hydratation a été développé. Ce modèle analytique d'hydratation prend explicitement en compte la substitution de ciment par le laitier. Il est couplé à des modèles cinétiques adaptés décrivant le taux d'hydratation des phases anhydres de la pâte. La combinaison de ces modèles permet une prédiction précise et rapide de l'évolution temporelle des produits d'hydratation, y compris les effets du laitier sur la composition chimique. Le modèle proposé a été validé par de nombreux résultats expérimentaux. Il permet de mieux comprendre et de prédire l’interaction entre la chimie d'hydratation, la cinétique et le développement microstructural. Cette validation facilite l'évaluation des propriétés des matériaux cimentaires contenant du laitier de haut fourneau et fournit des informations essentielles pour améliorer la durabilité des structures en béton.