Formation et stabilité de l'ettringite responsable de la durée le prise du ciment Portland

Abstract
The time of set of concrete containing hydraulic binders depends on the temperature parameter. It is regulated by the calcium sulfate contained in cement which also influences the mechanical strength development at short terms. During the hydration process first instants, an aluminium and calcium sulfate, called ettringite, is generated. This inorganic phase is unstable and its synthesis domain is limited by temperature. Ettringite converts into mono sulfate near 60 C or carbonate after a long stay in standard temperature and pressure conditions. The crystal aspect is studied through X-ray diffraction. The study of the associated mechanical résistances is based on SEM observations of the crystal shapes and tangles. The long ettringite needles very interlace induce high hardness. The mono aluminium and calcium sulfate created by a temperature increase is badly crystallised. It constitutes shorter needles and slats.

Résumé
Le paramètre température influence fortement les temps de prise des bétons à base de liants hydrauliques. Le sulfate de calcium présent dans le ciment régule ce temps de prise et conditionne l'acquisition de résistances mécaniques induites à court terme. Celui ci forme, dès les premiers instants de l'hydratation, un sulfate de calcium et d'aluminium hydraté appelé ettringite, minéral qui se révèle instable et dont le domaine de synthèse est limité en température. L'ettringite se transforme en mono sulfate vers 60 C ou se carbonate par contact prolongé avec l'air ambiant. L'évolution de la cristallinité de cette phase est suivie par diffraction X. Les observations au MEB de la forme de ces cristaux et de leur enchevêtrement permettent d'expliquer l'évolution des résistances mécaniques associées. Les longues aiguilles d'ettringite fortement entrelacées entraînent des duretés élevées. Le mono sulfate de calcium et d'aluminium, obtenu à température plus élevée, est mal cristallisé et formé d'aiguilles ou de lattes plus courtes.