Physico-chemical studies of shrinkage and shrinkage control in cementitious materials

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Les matériaux cimentaires, tel le béton, subissent une importante réduction de volume durant leur phase de durcissement. Ce retrait volumique résulte de deux phénomènes: la réaction d'hydratation du ciment qui s'accompagne d'une réduction inhérente de volume et la dessiccation de la matrice suite à l'évaporation de l'eau, ou sa consommation dans la réaction d'hydratation (auto-dessication). Quelque soit son origine, le retrait mène souvent à une micro-fissuration de la matrice, ce qui réduit la résistance mécanique et la durabilité des matériaux cimentaires. La recherche proposée vise à mieux comprendre les phénomènes physico-chimiques associés au retrait, et à atténuer ces phénomènes grâce à des modifications chimiques de la matrice cimentaire et /ou de la solution dans les pores.Les travaux envisagés porteront sur les divers processus physiques et chimiques susceptibles d'influencer le retrait de séchage, notamment, les réactions d'hydratation, l'évaporation dans les pores et en surface, la diffusion de l'eau et des électrolytes dans les réseaux de capillaires, les effets osmotiques dus aux électrolytes dissous, l'occlusion des pores par les produits de réaction et les forces associées aux ménisques capillaires. Diverses modifications chimiques de la matrice ou de la solution interstitielle seront alors examinées afin de minimiser l'impact des divers processus sur le retrait et la micro-fissuration. Les résultats combinés de ces travaux permettront d'identifier des approches chimiques optimales pour contrôler le retrait et ses effets. Le tout sera validé par des observations sur le comportement au retrait de matériaux cimentaires chimiquement modifiés, sous diverses conditions environnementales.