FR2661903A1 - Nouvelle composition cimentaire a base de ciment portland. - Google Patents

Nouvelle composition cimentaire a base de ciment portland. Download PDF

Info

Publication number
FR2661903A1
FR2661903A1 FR9006200A FR9006200A FR2661903A1 FR 2661903 A1 FR2661903 A1 FR 2661903A1 FR 9006200 A FR9006200 A FR 9006200A FR 9006200 A FR9006200 A FR 9006200A FR 2661903 A1 FR2661903 A1 FR 2661903A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
sep
cement
cpa
polyester
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9006200A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2661903B1 (fr
Inventor
Ambroise Jean
Jelidi Ahmed
Pera Jean
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhone Poulenc Fibres SA
Original Assignee
Rhone Poulenc Fibres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhone Poulenc Fibres SA filed Critical Rhone Poulenc Fibres SA
Priority to FR9006200A priority Critical patent/FR2661903B1/fr
Publication of FR2661903A1 publication Critical patent/FR2661903A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2661903B1 publication Critical patent/FR2661903B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une nouvelle composition cimentaire à base de Ciment Portland Artificiel (CPA), compatible avec des matériaux sensibles aux alcalis, en particulier des fibres de polyester qui peuvent être utilisées comme renfort du ciment. La dite composition, outre les composants habituels du CPA comporte en poids 20 à 40 % de métakaolin, 0 à 10 % (de préférence 5 à 10 %) de montmorillonite calcique calcinée entre 900 et 1000 degré C et de 0 à 2 % (de préférence 1 à 2 %) de chlorure de calcium. Utilisable pour la réalisation de matériaux composites à base d'une matrice cimentaire et d'un renfort de fibres telles que polyester (ou toutes fibres sensibles aux alcalis) et pour les contructions dans lesquelles le béton est en contact avec un textile à base de polyester.

Description

La présente invention concerne une nouvelle composition cimentaire à base de ciment Portland, utilisable plus particulièrement pour la fabrication de matériaux en béton renforcés par des fibres sensibles aux alcalis et plus spécialement par des fibres de polyester.
I1 est bien connu de fabriquer des matériaux minéraux composites (plaques, panneaux) à base d'une matrice cimentaire renforcée de fibres minérales telles qu'amiante et verre. Cependant la tendance actuelle est de diminuer voire abandonner l'utilisation de ces fibres, en particulier l'amiante néfaste à la santé à cause de son pouvoir cancérigène et de leur substituer d'autres fibres que l'on trouve sur le marché. Les fibres synthétiques largement répandues offrent des possibilités. Ainsi, on a déjà utilisé des fibres de polyamide et polypropylène.D'autres fibres telles que celles de polyester, plus spécialement de polyéthylène térépthalate présentent, a priori, des facteurs intéressants
-excellentes caractéristiques mécaniques compatibles avec une certaine
déformabilité : bonne élasticité, allongement à la rupture élevé,
-bonne adhérence au sein de la matrice cimentaire,
-rapport L/D (longueur/diamètre) : élevé
-pas de problème sur la plan santé/sécurité
-coût relativement bas.
Cependant le polyester présente un grave inconvénient qui est celui de sa dégradation en milieu alcalin, or par définition la matière cimentaire à base de ciment de Portland est alcaline. Jusqu'à ce jour ce problème n'a pas été résolu, ce qui constitue un obstacle rédhibitoire au développement de la fibre polyester dans cette application.
Le mécanisme de dégradation des fibres de polyester, en particulier de polyéthylène téréphtalate, en milieu alcalin est bien connu.
Les bases ionisantes comme la soude, la potasse et la chaux causent une dégradation topochimique englobant l'hydrolyse et la solubilité, ce qui engendre une perte de poids et des propriétés mécaniques d'un fil de polyester.
La dégradation topochimique est définie comme étant une réaction qui cause la scission de la chaine du polymère (dépolymérisation) qui apparaît à la surface de la fibre puis se propage en profondeur (diminution de diamètre du fil ou de la fibre).
Le ciment Portland Artificiel (CPA) est habituellement composé de silice (SiO2), alumine (au203), oxyde de fer (Fe203), chaux vive (CaO) sous forme de constituants C3S, C2S, C3A, C4AF, suivant la nomenclature abrégée de
BOGUE couramment utilisée en cimenterie où C représente CaO, S : SiO2, A AI 203, F : Fe203. Il contient aussi en quantité variable d'autres composants tels que magnésie (MgO), anhydride sulfurique (S03), oxyde de potassium (K20), oxyde de sodium (Na2O).
Au cours du processus d'hydratation il y a formation de chaux Ca(OH)2, KOH,
NaOH et attaque chimique de la fibre polyester par ces bases.
L'alcalinité se traduit par un pH de l'ordre de 12,3 à 12,5 de la matrice
CPA. L'attaque chimique s'accompagne d'une attaque physique provoquée par la croissance de cristaux hexagonaux de chaux à l'interface fibre/matrice avec formation d'entailles, à la surface de la fibre.
Il est connu des composition cimentaires compatibles avec des fibres sensibles aux alcalis, en l'occurrence des fibres de verre.
Ainsi le brevet français 2575744 (et son correspondant le brevet européen 0190085) concerne un matériau composite constitué d'un mélange à base de ciment et de fibres de verre sensibles aux alcalis et contenant en outre des pouzzolanes de synthèse hydratées obtenues à partir de composés kaoliniques par calcination d'argiles, de latérite, de sols tropicaux. Dans le cas de ciment Portland (CPA) le rapport massique entre les pouzzolanes synthétiques kaoliniques et le CPA est de préférence voisin de I et comme pouzzolane on peut utiliser du métakaolin. Cependant, si la composition ci-dessus donne de bons résultats avec des fibres de verre sensibles aux alcalis, elle se révèle insuffisante dans le cas de fibres de polyester.
L'objet de la présente invention est une nouvelle composition cimentaire non dégradante, voire inerte, vis à vis de matériaux sensibles aux alcalis en particulier des fibres de polyester qui peuvent être introduites comme renfort dans la matrice cimentaire ou être placées en contact avec elle dans les contructions.
I1 s'agit d'une composition cimentaire à base de ciment Portland artificiel (CPA) compatible avec des matériaux sensibles aux alcalis en partiuclier avec des fibres de polyester pouvant être mis en oeuvre conjointement avec ladite composition, caractérisée par le fait qu'outre les composants habituels du CPA elle comporte en poids 20 à 40 % de métakaolin, 0 à 10 % de montmorillonite calcique calcinée et O à 2 % de chlorure de calcium (CaC12).
Avantageusement elle comprend 20 à 40 % de métakaolin, 5 à 10 % de montmorillonite calcique calcinée et 1 à 2 SO de CaC12.
Le métakaolin ou kaolinite déshydratée est une pouzzolane obtenue par calcination du kaolin à moyenne température (700 à 800 "C), ce qui lui confère une pouzzolanicité assez élevée. Son utilisation comme ajout au ciment entraîne, grâce à son activation : une fixation de la chaux libérée lors de l'hydratation du ciment, une modification des concentrations en alcalins, un changement de la nature des hydrates formés, une modification du mode de dissolution des composés alcalins et une augmentation de la porosité ouverte, avec un déplacement vers les petits pores.
La kaolinite est un minéral de la famille des- silicates d'alumine. La réaction de calcination est la suivante
700 à 2SiO2-A1 203-2H20
Figure img00030001

2SiO2-A1203
800 C
Après cuisson il y a élimination des hydroxyles. Ceci va entraîner sur le plan minéralogique un désordre au niveau de l'organisation du réseau cristallin initial, se traduisant par l'apparition de nombreuses lacunes.
Donc l'eau de constitution disparaltra et il y aura augmentation de la réactivité du matériau et de son potentiel énergétique.
Les montmorillonites sodique et calcique sont des minéraux argileux de la famille des phyllosilicates comme le métakaolin.
La montmorillonite calcique est seule utilisée dans la présente demande.
La calcination de la montmorillonite calcique entre 800 et 950 "C a transforme en un minéral proche de l'opale mal cristallisée et ayant de nombreuses lacunes, ce qui lui confère une affinité à capter des ions positifs. L'incorporation de la montmorillonite calcique calcinée dans la matrice cimentaire engendre un changement de la nature des hydrates et des gels qui se forment. Ces hydrates et gels, de part leur structure se combinent avec les phases en présence et contribuent au "piègeage" des alcalis.
La montmorillonite introduite dans la composition cimentaire selon la présente invention est calcinée à une température comprise entre 850 et 1000 C, de préférence entre 900 et 1000 C. Elle peut subir un broyage après cuisson, cependant elle est utilisée de préférence sans broyage après cuisson. Calcinée à cette température, la montmorillonite n'a aucune propriété pouzzolanique, son rôle est de piéger les alcalis, sa teneur O à 10 % étant ajustée à cette fonction.
Le chlorure de calcium CaCl2 est connu pour son utilisation en tant qu'adjuvant donnant au béton des propriétés qui lui permettraient de résister aux sollicitations mécaniques sous certaines conditions tel que le gel, ainsi que par son utilisation en tant qu'accélérateur de prise, facilitant a mise en oeuvre du béton.
Ici un utilise le CaCl2 en tant que réducteur de l'alcalinité au sein de la matrice cimentaire
Les quantités de métakaolin et CaCl2 à l'intérieur de la fourchette donnée ci-dessus sont ajustées en fonction de la composition du CPA. La quantité de métakaolin est fonction de la teneur en C3S et C2S (3CaO.SiO2, 2CaO.SiO2) et la quantité de CaCl2 est fonction de la teneur en C3A(3CaO.Al203) et C3S.
Avec la composition cimentaire selon la présente invention, la réaction pouzzolanique sur la chaux et sur les alcalis se traduit essentiellement par une réduction partielle ou totale de la quantité de chaux formée au cours de l'hydratation du ciment et par un changement de la concentration en
Ca++, K+, Na+ et OH- de la solution contenue dans les pores de la matrice.
On constate également que la nature des hydrates en particulier du silicate de calcium hydraté produit par réaction pouzzolanique est différente de celle formée par hydratation dans le ciment seul. La formation de ces silicates de calcium à faible rapport Ca/Si résulte du changement de la cinétique de la réaction d'hydratation. Cela engendre une diminution de la teneur des alcalis dans les solutions contenues dans les pores. On constate donc que les facteurs chimiques qui agissent directement sur la réaction alcaline par ajout de pouzzolane sont la vitesse relativement rapide de la réaction pouzzolanique et la formation de nouvelles variétés de silicates de calcium.
Mais l'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples et figures ci-après donnés à titre illustratif et non limitatif.
- La figure 1 est un schéma représentant la mise en oeuvre de l'essai mécanique de traction par flexion (3 points) utilisé dans les exemples.
- La figure 2 représente l'aspect général d'un diagramme Charge/Flèche d'un composite matrice/fibres.
- La figure 3 représente l'évolution au cours du temps de l'indice de ténacité de différents composites matrice/fibres.
- La figure 4 représente l'évolution au cours du temps du diamètre des fibres polyester dans des matrices de différentes compositions.
- Les figures 5 et 6 représentent l'évolution aucours du temps de l'énergie totale de rupture de différents composites matrice/fibres.
L'invention a été mise en oeuvre au cours d'une série d'essais. Pour ceux-ci on a réalisé des éprouvettes sous la forme de plaques minces composites en ciment renforcé par une nappe de filaments continus de polyéthylène téréphtalate de titre au brin 4,7 dtex, diamètre du brin 21 ym environ.
Les éprouvettes ont été soumises à plusieurs tests et contrôles à 28, 90, 180 et 360 jours d'âge.
Le test principal est l'essai de traction par flexion en trois points, courant dans le domaine, décrit ci-après et schématisé à la figure 1.
L'éprouvette reposant près de ses extrémités sur deux arêtes distantes d'une portée 1 est soumise en son milieu à une force P. Cette force P provoque le fléchissement de l'éprouvette (flèche Y), des fissurations, puis la rupture.
On enregistre le diagramme Charge-Flèche
P = f(Y)(Figure 2), P est en daN, Y en mm.
D'après les diagrammes Charge-Flèche obtenus lors des essais mécaniques de traction par flexion en 3 points, on constate qu'il y a une première montée en charge suivie d'une chute brutale qui correspond à la première fissuration de la matrice.
Ensuite il y a une reprise de la montée pour aboutir à un palier (avec éventuellement une succession de pics due à l'apparition d'autres fissures), puis une chûte finale correspondant à la rupture du composite. La phase de reprise en montée de la charge n'existe pas dans le cas d'une plaque non renforcée en fibres. En effet cette phase traduit l'apport des fibres.
Outre la flèche Y au centre de l'éprouvette on peut déterminer la contrainte en flexion du composite à la limite d'élasticité (LOP) et à la charge maximale enregistrée par la machine (MOR). On peut aussi déterminer l'énergie totale de rupture qui est l'aire délimitée par la courbe
Charge/Flèche jusqu'à la rupture YT et l'énergie jusqu'à la limite d'élasticité qui est l'aire délimitée par la courbe Charge-Flèche jusqu'à la limite d'élasticité Y (LOP).
L'énergie jusqu'au (LOP) : E (LOP) s'exprime par la formule
Figure img00060001
C'est l'aire du triangle hachuré et grisé, O, P(LOP), Y(LOP).
L'énergie totale rupture : E (TR) s'exprime par la formule
Figure img00060002
C'est l'aire totale, hachurée, délimitée par la courbe charge/flèche.
A partir de E (LOP) et E (TR) on détermine l'indice de ténacité IT par la formule
IT = E (TR)
E (LOP)
Une valeur de IT élevée est l'indication que l'apport des fibres est important donc que celles-ci sont peu dégradées.
Une valeur de IT faible est l'indication d'une dégradation importante des fibres.
EXEMPLE 1
Les matrices sont réalisées à partir de d'un ciment de base CPA 55 de la
Société des ciments Vicat, à forte teneur en composés alcalins (1,11 % d'équivalent-gramme Na20). La composition chimique en % de ce ciment est indiquée dans le tableau suivant : tableau 1
Tableau 1
Figure img00070001
<tb> Perte <SEP> au <SEP> feu <SEP> | <SEP> 1,35 <SEP> % <SEP>
<tb> SiOs <SEP> ....... <SEP> 22,20
<tb> AL2O3 <SEP> | <SEP> <SEP> 4,41 <SEP> I
<tb> Fe2O3 <SEP> I <SEP> 3,35 <SEP> I
<tb> I <SEP> CaO <SEP> | <SEP> <SEP> 60,95 <SEP> I
<tb> I <SEP> S03 <SEP> 1 <SEP> 3,49 <SEP> I <SEP>
<tb> K2O <SEP> ........ <SEP> 1,34
<tb> Na2O <SEP> ....... <SEP> 0,23
<tb> j <SEP> CaO <SEP> libre <SEP> ..<SEP> -- <SEP> <SEP> j <SEP>
<tb> Diamètre <SEP> médian <SEP> 15,6 <SEP> m <SEP>
<tb>
Les éprouvettes, voir figure 1, sont des plaques minces (portée l = 28 cm, largeur b = 7 cm, hauteur h = 1,5 cm) renforcées par des filaments continus de polyester de titre au brin 4,7 dtex, diamètre 21 pm à raison de 0,15 % en poids du liant (matrice).
On fait varier la composition de la matrice selon les indications du tableau 4 (quatre) ci-après.
- MK désigne le métakaolin obtenu par calcination du kaolin à 800 C,
granulométrie 20 m,
- MT désigne la montmorillonite calcique calcinée à 950 C.
La composition chimique en % du métakaolin utilisé dans les exemples est indiquée dans le tableau suivant : tableau 2
Tableau 2
Figure img00080001
<tb> MK <SEP> Principaux <SEP> oxydes <SEP> (%)
<tb> <SEP> Perte <SEP> I
<tb> feu <SEP> feu <SEP> % <SEP> SiO2 <SEP> : <SEP> A1203 <SEP> : <SEP> TiO2 <SEP> : <SEP> Fe2O3 <SEP> <SEP> 1 <SEP>
<tb> <SEP> 16 <SEP> 43,37 <SEP> 34,93 <SEP> 2,72 <SEP> 2,15
<tb>
La teneur en composés alcalins (Na20, K20) et alcalino-terreux (CaO, MgO) est très faible : 0,51 %.
La composition chimique en % de la montmorillonite calcique utilisée dans les exemples est indiquée dans le tableau suivant : tableau 3
Tableau 3
Figure img00080002
<tb> Montmorillonite <SEP> calcique <SEP> MT-composition <SEP> %
<tb> l <SEP> l <SEP>
<tb> <SEP> Perte <SEP> au <SEP> feu <SEP> ......... <SEP> 17,72 <SEP> %
<tb> <SEP> SiO2 <SEP> ................. <SEP> 54,08
<tb> <SEP> Al2O3 <SEP> ................ <SEP> 16,81
<tb> TiO2 <SEP> ................. <SEP> 0,30
<tb> <SEP> Fe2O3 <SEP> ................ <SEP> 2,74
<tb> <SEP> CaO <SEP> .................. <SEP> 2,09
<tb> <SEP> MgO <SEP> .................. <SEP> 2,96
<tb> Na2O <SEP> ................. <SEP> 0,85
<tb> K2O <SEP> .................. <SEP> 0,41
<tb> P2O5 <SEP> ................. <SEP> 1,17
<tb> C <SEP> C <SEP> organique <SEP> | <SEP> < <SEP> 0,40
<tb>
Les essais sont effectués sur des éprouvettes de 28, 90, 180 et 360 jours (j) d'âge. Les résultats au test de traction par flexion en trois points sont portés dans le tableau 4 et sur la figure 3 où IT est l'indice de ténacité et t le temps en jours.
Tableau 4
Figure img00090001
<tb> N <SEP> COMPOSITIONS <SEP> (matrice) <SEP> Indice <SEP> de <SEP> ténacité <SEP> : <SEP> IT
<tb> essai <SEP> 28 <SEP> j <SEP> 90 <SEP> j <SEP> 180 <SEP> j <SEP> 360 <SEP> j
<tb> Il <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> I
<tb> <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> %CPA <SEP> (témoin) <SEP> 54 <SEP> 7,7 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> <SEP> 2 <SEP> 60 <SEP> %CPA <SEP> 40 <SEP> %MK <SEP> 200 <SEP> 215 <SEP> 185 <SEP> 165
<tb> <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> %CPA <SEP> 40 <SEP> %MK <SEP> 2 <SEP> %CaCl2* <SEP> 242 <SEP> 242 <SEP> 242 <SEP> 260
<tb> <SEP> 4 <SEP> 50 <SEP> %CPA <SEP> 40 <SEP> %MK <SEP> 10 <SEP> %MT <SEP> 242 <SEP> 211 <SEP> 160 <SEP> 185
<tb> <SEP> 5 <SEP> 50 <SEP> %CPA <SEP> 40 <SEP> %MK <SEP> 10 <SEP> %MT <SEP> 2 <SEP> %CaCl2* <SEP> 208 <SEP> 242 <SEP> 262 <SEP> 242
<tb>
* par rapport à (CPA + MK + MT)
Les résultats amènent les commentaires suivants
On constate à travers les valeurs des indices de ténacité que la dégradation des fibres de polyester est fonction de la composition matricielle. En effet, elle peut être totale comme dans le cas d'une composition à 100 % de
CPA ou partielle comme dans les autres cas où ont été effectués des ajouts de métakaolin, de montmorillonite calcinée à 950 C, de CaCl2 (essais 2 à 5).
Le but de ces ajouts est, d'une part de consommer totalement la chaux libérée au cours de l'hydratation en la combinant avec le métakaolin, et d'autre part de fixer les alcalis en les complexant dans des structures d'hydrates et de gels issus de l'hydratation de la montmorillonite calcique calcinée qui a une forme proche de l'opale.
L'indice de ténacité d'un composite à matrice à 100 % de CPA est voisin de zéro à 90 jours ; il passe à des valeurs très supérieures lorsqu'on ajoute du métakaolin ou un mélange métakaolin-montmorillonite calcique calcinée au ciment et ses valeurs maximales sont atteintes pour les compositions 60 %
CPA - 40 % métakaolin - 2 % CaCl2 (3) et 50 % CPA - 40 % métakaolin - 10 % montmorillonite calcique calcinée à 950 C - 2 % CaCl2 (5).
-L'ATD (analyse thermique différentielle) et la diffractométrie permettent par ailleurs de vérifier la disparition totale de la chaux dans les compositions autres que celles à 100 % CPA, où il y a eu ajout de métakaolin. On constate que l'ajout de métakaolin engendre la formation de géhlénite hydratée et de CSH (silicate de calcium hydraté) autres que ceux formés par du 100 % CPA, et que l'ajout combiné de métakaolin et de montmorillonite calcique calcinée à 950 "C entraine la formation de beaucoup plus de géhlénite hydratée et d'autres formes de CSH, d'hydrates et de gels pouvant jouer un rôle dans le "piégeage" des alcalis.
-L'analyse au microscope électronique à balayage effectuée sur les compositions selon essais 1 à 5 permet de constater d'une part la dégradation totale des fibres polyester de l'essai 1, d'autre part pour les autres compositions le changement de la nature des hydrates composant la matrice (disparition des particules hexagonales représentant la chaux au profit d'aiguilles de CSH et de bâtonnets de géhlénite à l'interface fibre/matrice).
L'analyse à la microsonde des éprouvettes de 28 jours d'âge a été effectuées sur les compositions des essais 1 à 5 selon tableau 4. D'après le comptage des éléments chimiques Ca, Si, S, Al, S et K et les photos aux rayons X des répartitions on peut faire les constations suivantes
Composition 1 - 100 % CPA :
Dans cette composition il y a une forte présence de chaux (rapport de comptage CA/Si fort) ; ainsi qu'une grande quantité de potassium avec une forte densité au niveau de la fibre et de l'interface, qui rend compte du phénomène de mobilité et de migration des alcalis.
Composition 2 - 60 % CPA - 40 % MK
Dans cette composition il y a une faible présence de chaux et une forte présence de CSH (rapport de comptage Ca/Si faible) ; ainsi qu'une présence de produits alumineux (rapport Ca/Al faible) comme la géhlénite hydratée.
D'autre part on note une faible présence de potassium et surtout une faible densité au niveau de la zone fibre-interface ; la mobilité et la migration des alcalis, restés libres, deviennent très réduites.
Composition 3 : 60 % CPA - 40 % MK - 2 % CaCl2
Dans cette composition il y a une quantité négligeable de chaux et une importante présence de CSH (rapport CA/Si faible) ; de même qu'une présence d'aluminates comme dans 60 % CPA - 40 % MK. D'autre part et concernant les alcalis, on note une faible présence de potassium
Composition 4 : 50 % CPA - 40 % MK - 10 XI MUT 950 et
Composition 5 :50 % CPA - 40 % MK - 10 % MT 950 - 2 %CaCl2
Dans ces deux compositions il y a une très grande quantité de CSH ( le rapport de comptage d'éléments Ca/Si est très faible), de même qu'une présence de produits alumineux tel que la géhlénité hydraté (rapport Ca/AI faible). Pour ce qui est du potassium on note une faible présence et une densité de répartition presque uniforme.
Ces résultats, en particulier pour les compositions 3 et 5 montrent que l'on a atteint le but fixé à savoir , réduction pratiquement totale de la quantité de chaux formée au cours de l'hydratation du ciment et réduction de la concentration en alcalins, ici K+.
En ce qui concerne l'analyse des fibres au microscope électronique, on constate sur les courbes selon figure 4, que le diamètre p(ym) des fibres en fonction du temps t (jours) diminue fortement dans une matrice 100 % CPA (1) et que par contre le diamètre-évolue très peu dans les matrices élaborées selon la présente invention (compositions 2, 3, 4, 5) ; D représentant le diamètre de référence de la fibre.
EXEMPLE 2
Les éprouvettes sont des plaques minces (1 = 28 cm, b = 7 cm, h = 1,5 cm) renforcées respectivement par
- les mêmes filaments de polyester qu'à l'exemple 1,
- des filaments de polyamide,
- des filaments de polypropylène, à raison de 0,15 % en poids du liant. La matrice est réalisée à partir du
CPA fortement alcalin utilisé à l'exemple 1. On utilise deux compositions de la matrice
- 100 % CPA,
- 50 CPA, 40 % MK, 10 MT, 2 CaC12.
Les éprouvettes sont soumises au test de traction par flexion à 28, 90 et 180 jours et les résultats sont reportés sur les figures 5 et 6.
La figure 5 représente l'évolution de l'énergie totale de rupture E (TR) (en daN.mm) en fonction du temps t (en jours) d'un composite (matrice 100 % CPA) avec les différents filaments de renfort.
La figure 6 représente l'évolution de l'énergie totale de rupture E (TR) (en daN.mm) en fonction du temps t (en jours) d'un composite (50 % CPA, 40 % MK, 10 % MT, 2 % CaCl2) avec les différents filaments de renfort.
1 représente le polyamide, 2 le polypropylène, 3 le polyester.
En comparant les figures 5 et 6 on constate les excellents résultats obtenus avec la composition selon la présente invention vis à vis du polyester : l'énergie de rupture est conservée dans le temps pour la composite renforcé par des filaments de polyester (fig. 6).
Les exemples ci-dessus mettent en évidence l'intérêt de la nouvelle composition cimentaire. Elle permet la réalisation de composites ciment et fibres polyester (ou autres fibres minérales ou organiques sensibles aux alcalis) avec une garantie de bonne tenue au vieillissement dudit composite.
La teneur en fibres et les caractéristiques des fibres étant à déterminer selon l'application.
La composition cimentaire selon la présente invention est également avantageusement utilisable dans toutes les constructions où le béton, même sec, mais soumis aux eaux de pluie ou de ruissellement, est en contact avec des fibres ou filaments de polyester, quelle que soit leur présentation (vrac, tissus, nontissés, etc ...).
Ainsi elle est avantageusement utilisable pour les ouvrages mettant en oeuvre de la terre, des nappes nontissées en polyester et des parements en béton connus sous l'appellation commerciale SOBETEX.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1 - Composition cimentaire à base de Ciment Portland Artificiel (CPA), compatible avec des matériaux sensibles aux alcalis, en particulier des fibres de polyester, pouvant être mis en oeuvre conjointement à ladite composition caractérisée par le fait qu'outre les composants habituels du
CPA elle comporte en poids 20 à 40 % de métakaolin, 0 à 10 % de montmorillonite calcique calcinée et O à 2 % de chlorure de calcium.
2 - Composition cimentaire selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comporte 20 à 40 %0 de métakaolin, 5 à IO % de montmorillonite calcique calcinée et O à 2 % de chlorure de calcium.
3 - Composition cimentaire selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comporte 20 à 40 % de métakaolin, 0 à 10 % de montmorillonite calcique calcinée et 1 à 2 % de chlorure de calcium.
4 - Composition cimentaire selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée par le fait que la montmorillonite a été calcinée à une température comprise entre 900 et 1000"C.
5 - Matériau composite constitué d'une matrice cimentaire et d'un renfort textile noyé dans celle-ci caractérisé par le fait que la matrice est constituée par la composition cimentaire selon l'une des revendications 1 à 4 et que le renfort textile est à base de polyester (polyéthylène téréphtalate) se présentant sous la forme de fibres, filaments continus, fils, surfaces textiles, etc 6 - Construction comportant du béton en contact avec un textile à base de polyester caractérisé par le fait que le béton est réalisé à partir d'une composition cimentaire selon l'une des revendications 1 à 4.
FR9006200A 1990-05-11 1990-05-11 Nouvelle composition cimentaire a base de ciment portland. Expired - Fee Related FR2661903B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9006200A FR2661903B1 (fr) 1990-05-11 1990-05-11 Nouvelle composition cimentaire a base de ciment portland.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9006200A FR2661903B1 (fr) 1990-05-11 1990-05-11 Nouvelle composition cimentaire a base de ciment portland.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2661903A1 true FR2661903A1 (fr) 1991-11-15
FR2661903B1 FR2661903B1 (fr) 1992-08-07

Family

ID=9396724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9006200A Expired - Fee Related FR2661903B1 (fr) 1990-05-11 1990-05-11 Nouvelle composition cimentaire a base de ciment portland.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2661903B1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6027561A (en) * 1999-04-12 2000-02-22 Engelhard Corporation Cement-based compositions
WO2006038225A2 (fr) * 2004-10-06 2006-04-13 Patwa Saurabh S Fibre de renfort pour beton, beton flexible et procede de preparation de celui-ci
US8075680B2 (en) * 2007-02-09 2011-12-13 Alma Mater Studiorum-Universitá Di Bologna Dental cement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067456A2 (fr) * 1981-06-16 1982-12-22 Dansk Eternit-Fabrik A/S Procédé pour le laminage de matériaux à déformation plastique
EP0127960A1 (fr) * 1983-05-10 1984-12-12 Dansk Eternit-Fabrik A/S Procédé pour la fabrication de corps moulés, renforcés par des fibres et traités en autoclave
EP0190085A1 (fr) * 1985-01-10 1986-08-06 INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON (Etablissement public à caractère scientifique culturel et professionel) Matériau composite pour la construction à base de pouzzolanes et de fibres de verre, et procédés de fabrication

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067456A2 (fr) * 1981-06-16 1982-12-22 Dansk Eternit-Fabrik A/S Procédé pour le laminage de matériaux à déformation plastique
EP0127960A1 (fr) * 1983-05-10 1984-12-12 Dansk Eternit-Fabrik A/S Procédé pour la fabrication de corps moulés, renforcés par des fibres et traités en autoclave
EP0190085A1 (fr) * 1985-01-10 1986-08-06 INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON (Etablissement public à caractère scientifique culturel et professionel) Matériau composite pour la construction à base de pouzzolanes et de fibres de verre, et procédés de fabrication

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6027561A (en) * 1999-04-12 2000-02-22 Engelhard Corporation Cement-based compositions
WO2006038225A2 (fr) * 2004-10-06 2006-04-13 Patwa Saurabh S Fibre de renfort pour beton, beton flexible et procede de preparation de celui-ci
WO2006038225A3 (fr) * 2004-10-06 2006-08-31 Saurabh S Patwa Fibre de renfort pour beton, beton flexible et procede de preparation de celui-ci
US8075680B2 (en) * 2007-02-09 2011-12-13 Alma Mater Studiorum-Universitá Di Bologna Dental cement

Also Published As

Publication number Publication date
FR2661903B1 (fr) 1992-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Amran et al. Fiber-reinforced alkali-activated concrete: A review
Santarelli et al. Basalt fiber reinforced natural hydraulic lime mortars: A potential bio-based material for restoration
EP0537129B1 (fr) Produits manufacturés solides façonnés renforcés par des fibres
dos Santos et al. Sustainable geopolymer composite reinforced with sisal fiber: Durability to wetting and drying cycles
EP0190085B1 (fr) Matériau composite pour la construction à base de pouzzolanes et de fibres de verre, et procédés de fabrication
FR2601356A1 (fr) Produit a base de ciment arme de fibres de verre.
WO1991013830A1 (fr) Procede d&#39;obtention d&#39;un geopolymere alumino-silicate et produits realises par ce procede
FR2544710A1 (fr) Composition pour fibres inorganiques synthetiques, produit constitue de fibres et d&#39;un ciment et fibre refractaire pour hautes temperatures
Sinica et al. Impact of complex additive consisting of continuous basalt fibres and SiO2 microdust on strength and heat resistance properties of autoclaved aerated concrete
CH631425A5 (it) Conglomerati rinforzati per edilizia e procedimento per la loro preparazione.
FR2576613A1 (fr) Elements de renforcement traites avec de la fumee de silice
FR2661903A1 (fr) Nouvelle composition cimentaire a base de ciment portland.
FR2659319A1 (fr) Procede d&#39;obtention d&#39;un geopolymere alumino-silicate et produits obtenus.
Patil et al. Chloride penetration resistance and behaviour under acid attack of metakaolin and silica fume based composite fiber (glass and polypropylene) reinforced high performance concrete
Rokbi et al. Flexural characterization of polymer concrete comprising waste marble and date palm fibers
Huang et al. Improving the performance of alkali-activated slag mortar with electro/chemically treated carbon fiber textile
Beyene et al. Effect of matrix modification on the durability of cementitious composites reinforced with aligned Ensete fibre
Assaedi et al. Synthesis and mechanical properties of flax fabric reinforced geopolymer composites
Barbosa et al. Optical Fiber Waste Used as Reinforcement for Concrete with Recycled Marble Aggregate
Kopecskó Durability of glass fibres
Bhutta et al. Mechanical properties of mk-based geopolymer composites reinforced with pva and pet fibers
Boumehraz et al. Study of the aging of a concrete reinforced by alkali resistant glass fiber in the wet environment
Jelidi et al. Development of Composites Reinforced by Polyester Fibres.
Bariş et al. PERFORMANCE OF NATURAL POZZOLAN-BASED GEOPOLYMER REINFORCED WITH BANANA FIBERS
Weichold Advanced coatings to improve the durability in continuous glass-fibre reinforced concrete

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse