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Technical Committee 307 + 212 /
Comité technique 307 + 212
d’impulsion. Le suppresseur est relié à une bouteille d’azote. La
cellule d’hydratation peut accueillir quatre éprouvettes. Le
groupe de surpression de 200 bars est constitué d’un filtre entrée
gaz, d’un manomètre d’entrée 0-250 bars (0-25MPa) et d’un
châssis en aluminium anodisé. Par ailleurs, des colliers
chauffants sont disposés autour de la cellule et reliés à un boitier
de régulation pour atteindre les températures souhaitées.
Figure 3. Schémas de principe de l’ensemble surpresseur/cellule
(D’après le concepteur Maximator)
Figure 4 : Réacteur de maturation.
3.2
3.3 Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement est le suivant : le gaz utilisé
(dans ce cas de l’azote), est mis sous pression dans le
surpresseur. Ce dernier est constitué d’une chambre et d’un
piston de large diamètre. L’augmentation de la pression
s’obtient en évacuant le gaz vers un piston de diamètre inférieur
et à l’aide de clapets anti-retour. La pression souhaitée atteinte
est envoyée dans la cellule
via
un circuit fermé. Des vannes
pilotes permettent d’arrêter l’augmentation de la pression dans
la cellule, le surpresseur régule lorsque la pression finale est
atteinte.
La pression initiale à fournir pour atteindre une température
et une pression souhaitée a été calculée en utilisant l’équation
des gaz parfaits présentée dans la Figure 5. A titre d’exemple, si
la température et la pression finale souhaitées sont
respectivement de 60°C et 200 bars (20MPa), il est nécessaire
de fournir une pression initiale de 176 bars.
Figure 5 : Pression initiale à mettre en fonction de la température
souhaitée
4 RÉSULTATS
Des mesures de vitesse du son et des modules de Young ont
été effectuées sur les éprouvettes présentées dans le tableau 3.
La Figure 6 présente les courbes contrainte-déformation des
essais de compression uniaxiale réalisés sur trois échantillons
hydratés sous une pression de 20 MPa à différentes
températures : 20°C, 60°C et 90°C. Les modules de Young ont
été évalués pour chacune des courbes et sont présentés dans le
Tableau 3. Chaque essai a été réalisé pour au minimum trois
éprouvettes. Les valeurs moyennes des résistances en
compression simple (précision d’environ 3%), les modules de
Young statiques (précision inférieure à 4%) ainsi que les
mesures de vitesse du son (précision inférieure à 3%) sont
présentés dans le Tableau 3.
On observe une diminution significative du module de
Young, de la résistance en compression uniaxiale, ainsi que de
la vitesse du son avec l’augmentation de la température
d’hydratation. Ces diminutions sont principalement dues à une
augmentation de la porosité de la pâte de ciment durcie avec
l’augmentation de la température d’hydratation et sont en
accord avec les conclusions présentées dans la bibliographie
(Escalante-Garcia and Sharp 1997-1998, Verbeck and Helmuth,
1968, Jennings and al. 2007).
Azote
Groupe de
surpression
Enceinte
Figure 6 : Courbes de contrainte-déformation pour des échantillons
hydratés à température différentes (20°C, 60°C et 90°C) et une pression
de 20MPa.
Tableau 3 : Résultats du module de Young, de la résistance à la
compression simple et de la vitesse du son évalués pour des échantillons
hydratés sous 20MPa de pression à différentes températures.
Température
(°C)
Module de
Young (GPa)
Résistance à la
compression (MPa)
Vitesse du
son (m/s)
20°C
22.0
63.0
3526
60°C
16.6
53.2
3415
90°C
14.2
43.1
3243
La Figure 7 compare les courbes de contrainte-déformation
entre deux éprouvettes hydratées à 20°C sous une pression
atmosphérique et sous une pression de 20MPa. Les résultats
présentés dans le Tableau 4 montrent que la pression
d’hydratation n’a pas d’effet significatif sur les propriétés
mécaniques de la pâte de ciment durcie, bien qu’elle joue un
rôle d’accélérateur de prise (Yazici 2006).
d’i pulsion. Le suppresseur est relié à une bouteille d’azote. La
cellule d’hydratation peut accueillir quatre éprouvettes. Le
groupe de surpression de 200 bars est constitué d’un filtre entrée
gaz, d’un ano ètre d’entrée 0-250 bars (0-25 Pa) et d’un
châssis en alu iniu anodisé. Par ailleurs, des colliers
chauffants sont disposés autour de la cellule et reliés à un boitier
de régulation pour atteindre les te pératures souhaitées.
Figure 3. Sché as de principe de l’ense ble surpresseur/cellule
( ’après le concepteur axi ator)
Figure 4 : Réacteur de aturation.
3.2
3.3 Principe de fonctionne ent
Le principe de fonctionne ent est le suivant : le gaz utilisé
(dans ce cas de l’azote), est is sous pression dans le
surpresseur. e dernier est constitué d’une cha bre et d’un
piston de large dia ètre. L’aug entation de la pression
s’obtient en évacuant le gaz vers un piston de diamètre inférieur
et à l’aide de clapets anti-retour. La pression souhaitée atteinte
est envoyée dans la cellule
via
un circuit fer é. es vannes
pilotes per ettent d’arrêter l’aug entation de la pression dans
la cellule, le surpresseur régule lorsque la pression finale est
atteinte.
La pression initiale à fournir pour atteindre une température
et une pression souhaitée a été calculée en utilisant l’équation
des gaz parfaits présentée dans la Figure 5. titre d’exe ple, si
la te pérature et la pression finale souhaitées sont
respective ent de 60° et 200 bars (20 Pa), il est nécessaire
de fournir une pression initiale de 176 bars.
Figure 5 : Pression initiale à ettre en fonction de la te pérature
souhaitée
4 ÉS LT TS
es esures de vitesse du son et des odules de oung ont
été effectuées sur les éprouvettes présentées dans le tableau 3.
La Figure 6 présente les courbes contrainte-défor ation des
essais de co pression uniaxiale réalisés sur trois échantillons
hydratés sous une pression de 20
Pa à différentes
te pératures : 20° , 60° et 90° . Les odules de oung ont
été évalués pour chacune des courbes et sont présentés dans le
Tableau 3. haque essai a été réalisé pour au ini u trois
éprouvettes. Les valeurs
oyennes des résistances en
co pression si ple (précision d’environ 3 ), les odules de
oung statiques (précision inférieure à 4 ) ainsi que les
esures de vitesse du son (précision inférieure à 3 ) sont
présentés dans le Tableau 3.
n observe une di inution significative du odule de
oung, de la résistance en co pression uniaxiale, ainsi que de
la vitesse du son avec l’aug entation de la te pérature
d’hydratation. es di inutions sont principale ent dues à une
aug entation de la porosité de la pâte de ci ent durcie avec
l’aug entation de la te pérature d’hydratation et sont en
accord avec les conclusions présentées dans la bibliographie
(Escalante- arcia and Sharp 1997-1998, erbeck and el uth,
1968, Jennings and al. 2007).
zote
roupe de
surpression
Enceinte
Figure 6 : Courbes de contrainte-défor ation pour des échantillons
hydratés à te pérature différentes (20°C, 60°C et 90°C) et une pression
de 20 Pa.
Tableau 3 : Résultats du odule de oung, de la résistance à la
co pression si ple et de la vitesse du son évalués pour des échantillons
hydratés sous 20 Pa de pression à différentes te pératures.
Te pérature
(°C)
odule de
oung ( Pa)
Résistance à la
co pression ( Pa)
itesse du
son ( /s)
20°C
22.0
63.0
3526
60°C
16.6
53.2
3415
90°C
14.2
43.1
3243
La Figure 7 co pare les courbes de contrainte-défor ation
entre deux éprouvettes hydratées à 20° sous une pression
at osphérique et sous une pression de 20 Pa. Les résultats
présentés dans le Tableau 4
ontrent que la pression
d’hydratation n’a pas d’effet significatif sur les propriétés
écaniques de la pâte de ci ent durcie, bien qu’elle joue un
rôle d’accélérateur de prise ( azici 2006).
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