Quels sont les composants du béton ?
Un liant minéral, des granulats et de l’eau.
À quoi sert un liant dans un mélange de particules solides ?
À agglomérer les particules en une masse solide.
Quelles sont les deux grandes familles de liants ?
Les liants minéraux et les liants organiques.
Quel mécanisme durcit l’argile ?
Le séchage.
Quel mécanisme durcit la chaux aérienne ?
La carbonatation.
Quel mécanisme durcit la chaux hydraulique, le ciment et le sulfate de calcium ?
L’hydratation.
Quelle réaction durcit les ciments phosphatiques ?
Une réaction minéral-acide.
Quelle réaction durcit les géopolymères ?
Une réaction minéral-base.
Qu’est-ce qu’un liant hydraulique ?
Une matière inorganique finement moulue qui forme une pâte faisant prise et durcissant avec l’eau, même sous l’eau ou à l’abri de l’air.
Qu’est-ce que l’hydratation du ciment ?
La transformation de la pâte liquide en solide rigide par combinaison du ciment et de l’eau.
Quels sont les deux mécanismes de l’hydratation du ciment ?
La chimie en solution et la réaction à l’état solide.
Comment se déroule la chimie en solution durant l’hydratation du ciment ?
Les constituants anhydres se dissolvent en ions, puis des hydrates se forment et peuvent précipiter.
Où se déroule la réaction à l’état solide durant l’hydratation du ciment ?
Directement à la surface des constituants anhydres, sans passage en solution.
Que se passe-t-il lorsque la solution autour des grains de ciment atteint la saturation ?
Les produits d’hydratation précipitent.
Où se forment les produits d’hydratation du ciment aux stades suivants ?
À la surface des grains anhydres.
Quel mélange Joseph Aspdin fait-il breveter en 1824 à l’origine du ciment Portland ?
Un mélange artificiel composé de 80 % de calcaire et de 20 % d’argile, cuit.
Quelles étapes suivent les matières premières pour fabriquer le ciment Portland ?
Le calcaire et l’argile sont broyés en farine, cuits en clinker, puis mélangés au gypse et éventuellement à d’autres ajouts avant le broyage final.
À quelle température se forme le C3S durant la clinkerisation ?
Entre 1 350 et 1 450 °C.
Quel est le dosage de gypse ajouté au ciment Portland pour réguler la prise ?
De 3 à 5 % du ciment.
À quelles échéances le C3S et le C2S contribuent-ils aux résistances du ciment ?
Le C3S contribue aux résistances à court terme et le C2S à celles à moyen terme.
Quelles sont les cinq phases de l’hydratation du ciment Portland ?
Pré-induction, induction, accélération, décélération et densification du ciment hydraté.
Pourquoi introduit-on des additions minérales dans les ciments ?
Pour réduire le coût des compositions et l’empreinte carbone des matériaux cimentaires.
Qu’est-ce qu’une addition minérale ?
Un matériau minéral finement divisé ajouté au béton pour modifier certaines de ses propriétés.
Qu’est-ce qui distingue les additions minérales de type I ?
Elles sont quasiment inertes.
Avec quoi une pouzzolane réagit-elle en présence d’eau ?
Avec le Ca(OH)₂ libéré par l’hydratation du ciment Portland.
Quelles caractéristiques normalisées caractérisent les ciments ?
Leur type, leur classe de résistance, leurs ajouts et leur temps de prise, entre autres.
À quelles familles correspondent CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV et CEM V ?
Portland, Portland composé, haut-fourneau, pouzzolanique et laitier aux cendres, respectivement.
Quels critères chimiques distingue-t-on pour les ciments résistants à l’eau de mer et aux eaux sulfatées ?
Mer : C3A < 10 % et C3A + 0,27 C3S < 23,5 % ; eaux sulfatées : C3A < 5 % et C4AF + 2 C3A < 20 %.
De quels critères dépend le choix d’un ciment ?
Des conditions de mise en œuvre, des résistances mécaniques et de la classe d’exposition.
Quelle est la formule chimique du plâtre ?
Comment obtient-on le plâtre par calcination du gypse ?
Par calcination à moins de 200 °C.
Où la calcination produit-elle le plâtre α ?
En autoclave.
Quel mécanisme suit l’hydratation du plâtre ?
Une dissolution suivie d’une précipitation des cristaux de gypse.
Quelle réaction chimique décrit l’hydratation du plâtre ?
Quel est le comportement des matériaux à base de plâtre sous l’eau ?
Ils ne prennent ni ne durcissent sous l’eau.
Quelle est la stabilité des matériaux à base de plâtre face à l’humidité ?
Ils ne sont pas stables à l’humidité.
Quelles étapes provoquent le fluage lors de la dégradation du plâtre ?
L’eau s’intercale entre les cristaux, provoquant leur glissement.
Pourquoi les liants à base de plâtre favorisent-ils la préfabrication ?
Leur séchage long et leur mise en œuvre salissante favorisent la préfabrication.
Sous quelle forme les anhydrites sont-elles majoritairement utilisées ?
Sous forme d’anhydrite II, naturelle ou résiduaire.
Que désigne le terme « chaux » ?
Les produits issus de la calcination du calcaire.
Quelles catégories de chaux de construction distingue la norme NF EN 459-1 ?
Les chaux aériennes CL ou DL, les chaux hydrauliques naturelles NHL et les chaux hydrauliques HL.
De quels calcaires proviennent les chaux aériennes CL ou DL ?
De calcaires purs à plus de 90 %.
Comment fabrique-t-on les chaux hydrauliques HL ?
Par mélange de chaux aérienne, de chaux hydraulique, de clinker ou de ciment.
Quelle étape suit la calcination dans la fabrication de la chaux ?
L’extinction de la chaux vive par addition d’eau.
De quoi dépend la vitesse de durcissement de la chaux aérienne ?
De l’humidité du milieu.
Quels mécanismes se combinent pour durcir la chaux hydraulique ?
L’hydratation du silicate bicalcique et la carbonatation de l’hydroxyde de calcium.
Que forme l’hydratation du silicate bicalcique dans la chaux hydraulique ?
Des C-S-H.
Que forme la carbonatation de l’hydroxyde de calcium dans la chaux hydraulique ?
De la calcite.
Quelles familles de liants minéraux sont distinguées selon leur mode d’action ?
Les liants aériens, hydrauliques et chimiques, ainsi que le plâtre et l’anhydrite.
De quels facteurs dépend l’hydratation du ciment ?
De la quantité d’eau, du rapport eau/ciment, de la température, de la réactivité du ciment et des additifs.
Quelles matières Smeaton associe-t-il aux chaux aux meilleures propriétés hydrauliques ?
Des matières argileuses.
Quel ciment Parker développe-t-il en 1796, et par quel procédé ?
Le ciment « Roman », obtenu par calcination de certains gisements de calcaires argileux en Angleterre.
Quelle théorie Louis Vicat formule-t-il en 1817 ?
La théorie de l’hydraulicité.
Quelle quantité de CO₂ la production d’une tonne de ciment rejette-t-elle dans l’atmosphère ?
900 kg.
Combien de chaleur l’hydratation du C3S libère-t-elle environ ?
Environ 500 J/g.
Quelle couleur le C4AF donne-t-il au ciment ?
Une couleur grise.
Que forme l’hydratation durant la période d’induction du ciment Portland ?
Une couche protectrice qui ralentit la dissolution des phases anhydres.
Quel phénomène ralentit l’hydratation du ciment Portland pendant la décélération ?
La formation d’une barrière poreuse.
Quand l’état définitif du ciment hydraté est-il quasiment atteint en milieu sec ?
Au bout d’un an environ.
Que forme un matériau hydraulique latent en faisant prise avec l’eau ?
Des composés stables aux propriétés hydrauliques.
Comment le filler calcaire peut-il accélérer l’hydratation du C₃S ?
Par nucléation hétérogène.
À quoi servent les fillers siliceux dans les bétons ?
À corriger la granulométrie des sables sous 0,08 mm ou à colorer le béton.
Quel effet pouzzolanique les cendres volantes peuvent-elles avoir sur le béton ?
Elles peuvent augmenter sa résistance mécanique.
Quels constituants principaux désignent les codes S, V, W, L ou LL, D, P ou Q, et T ?
Laitier, cendres volantes siliceuses, cendres volantes calciques, calcaire, fumée de silice, matériaux pouzzolaniques et schiste calciné, respectivement.
Que signalent les caractéristiques complémentaires PM, ES et CP ?
Travaux à la mer, eaux fortement sulfatées et faible chaleur initiale avec sulfures limités, respectivement.
De quels facteurs dépend le type de phase des sulfates de calcium ?
De la température et de l’humidité.
Quelle solubilité est indiquée pour le gypse ?
2,1 g/L.
Quelle solubilité est indiquée pour l’hémihydrate α ?
7 g/L.
Quelle solubilité est indiquée pour l’hémihydrate β ?
9,5 g/L.
Quelle solubilité est indiquée pour l’anhydrite II ?
3,5 g/L.
Quel avantage les liants à base de plâtre offrent-ils pour le temps de prise ?
Un temps de prise contrôlable.
Quelle propriété les liants à base de plâtre présentent-ils concernant le retrait ?
Ils ne présentent pas de retrait.
Au-dessus de quelle température l’anhydrite I se forme-t-elle ?
Au-dessus de 1080 °C.
Quel réseau cristallin possède l’anhydrite II ?
Un réseau orthorhombique.
Pourquoi l’anhydrite III est-elle écartée ?
Parce qu’elle est trop instable.
Quelle est une application de l’anhydrite dans les ciments Portland ?
Le gypsage des ciments Portland.
Quels activateurs permettent l’emploi de l’anhydrite ?
Les sulfates, les bases, le clinker Portland, le laitier granulé ou le ciment de haut-fourneau.
Quelle est la formule de l’extinction de la chaux vive ?
Selon quels critères classe-t-on les chaux aériennes ?
Selon leur teneur en CaO et MgO.
Selon quels critères classe-t-on les chaux hydrauliques ?
Selon leur résistance en compression et leur indice d’hydraulicité défini par Vicat.
Quelle équation décrit la carbonatation de la chaux aérienne ?
Quel retrait la chaux vive peut-elle compenser dans les compositions ?
Le retrait plastique.
Quels effets la chaux éteinte peut-elle avoir dans les systèmes ternaires CAC–CŜ–CEM ?
Elle favorise la carbonatation des couches minces sensibles à la dessiccation et agit sur les réactions d’hydratation.
Quel pourcentage de carbonate de calcium contient le cru destiné au ciment Portland ?
De 77 à 83 %.
Quel pourcentage de silice contient le cru destiné au ciment Portland ?
De 13 à 14 %.
Que représentent les classes 32,5, 42,5 et 52,5 dans la désignation des ciments ?
La résistance caractéristique minimale à 28 jours, en MPa.
Que représentent A, B et C dans la désignation des ciments ?
Des proportions croissantes de constituants principaux autres que le clinker, selon la famille.
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1. Quels constituants forment le béton ?
2. Pour préparer un béton, une équipe dispose de ciment, de sable, de gravier et d’eau. Quelle combinaison correspond aux constituants du béton ?
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