ETUDE EXPERIMENTALE DE LA SORPTION DU MORTIER ET CONTRIBUTION DE LA MICROSTRUCTURE A LA DESORPTION

La présente étude se focalise sur l’étude à travers les courbes de sorption de vapeur d’eau du comportement hydrique du mortier de ciment. Les expériences sont effectuées sur trois types de mortiers (Tableau 1) dont la seule différence est dans le rapport eau/ciment (E/C = 0,4, 0,5 et 0,6) afin d’étudier l’influence de ce rapport sur la microstructure du matériau [1]. La méthode dynamique est utilisée pour l’obtention des isothermes de sorption en utilisant le « DVS (dynamic vapour sorption) intrinic 1.6 from SMS England ». Des échantillons en forme de concassât de quelques millimètres de diamètre sont utilisés, afin de réduire le temps nécessaire pour obtenir l'isotherme complet. Afin d'assurer la représentativité expérimentale, chaque essai est répété trois fois. Les résultats obtenus avec la technique expérimentale actuelle DVS se comparent bien avec des travaux antérieurs avec la méthode classique aux solutions salines saturées sur différentes géométries d’échantillons [2]. Le mortier de ciment peut être envahi par des espèces gazeuses ou liquides, ces interactions avec l'environnement sont les sources possibles de troubles susceptibles de menacer la durabilité du matériau cimentaire. La diffusivité massique est la propriété la plus importante durant le transfert de masse à l'intérieur d'un matériau poreux et l'élément essentiel pour la modélisation des transferts de masse. Différentes approches sont utilisées pour identifier la diffusivité massique [3, 4]. Afin d’étudier la contribution de chaque constituant de la microstructure à la diffusion, une analyse approfondie sur la répartition de la phase aqueuse dans les mortiers de ciment a été faite. Un modèle de réseau de pores sur la base de la théorie de capillaire de Kelvin – Laplace est implémenté [5] et complété par la méthode MIP (mercury intrusion porosimetry). Les résultats montrent l’existence de deux modes principaux de désaturation correspondant aux pores capillaires et à la porosité des hydrates C–S–H. L’augmentation du rapport E/C conduit à accroître le pic de la macroporosité, la porosité des hydrates n’est pas affectée par le rapport E/C. La diffusivité massique est obtenue à partir des courbes de désorption. La contribution des pores capillaires dans la diffusion massique est prédominante. Le rapport E/C contrôle la macroporosité, mais d’autre facteurs sont aussi importants tel que l’âge du matériau et la cure d’hydratation.