Etude de l'influence de la finesse du métakaolin sur les mortiers à hautes performances

Abstract

Le béton autoplaçant (BAP) se distingue du béton ordinaire principalement par son dosage en éléments fins plus important et par sa procédure de formulation plus particulière, ce qui explique son coût plus élevé. L'emploi d'additions minérales dans le béton, moins coûteuses que le ciment Portland, se développe de plus en plus pour des raisons économiques et également environnementales. Le métakaolin (MK) est une addition ultra-fine de type (II) de pouvoir pouzzolanique élevé comparable à la fumée de silice et peut être utilisée pour améliorer les performances des bétons durcis. Toutefois, son activité pouzzolanique élevée et sa capacité d'améliorer les performances des bétons dépendent de son origine et de ses procédés d'élaboration en produit fini. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence des paramètres de formulation sur les propriétés d'un BAP, à travers la valorisation du kaolin d'El-Milia activé thermiquement. Ainsi, le MK produit a été introduit aux mélanges de béton en substitution partielle du ciment Portland au calcaire (PLC) à différents pourcentages. L'étude menée a permis en premier lieu de conclure que l'approche japonaise proposée par OKAMURA et désignée par " la méthode générale " pouvait être utilisée dans la formulation des BAP à la fois avec les matériaux locaux et avec quelques modifications concernant notamment l'optimisation de la teneur en sable, en eau et en superplastifiant. Il s'agissait, au début de fixer tous les paramètres afin de pouvoir étudier l'effet du MK, à activité pouzzolanique moyenne, sur les propriétés des BAP aux deux états, frais et durci. L'étude expérimentale a montré que du point de vue ouvrabilité et rhéologie, une teneur en MK de 25% peut donner un BAP plus stable et présentant un comportement rhéologique du béton à hautes performances (BHP). Avec le ciment PLC à durcissement rapide, l'ouvrabilité peut être retenue jusqu'à 60 minutes en présence de superplastifiant à base de polycarboxylate. L'incorporation du MK conduit à la fois à une chaleur d'hydratation et à un seuil de cisaillement faibles et à un temps d'écoulement et à une viscosité plastique élevés. Le BAP à base du MK conduit : à des meilleures propriétés à l'état frais, à des meilleures propriétés mécaniques à long terme et à une porosité et une absorption capillaire réduites.