Rhéologie des pâtes de ciment à base d'argile calcinée et de calcaire : influence de la charge de surface et de la réactivité du métakaolin

La kaolinite calcinée (MK) est utilisée pour produire des ciments plus respectueux de l'environnement en remplacement du ciment Portland. Cependant, au-delà d'un taux de substitution de 15 %, ces ciments présentent une très forte demande en eau (faible maniabilité) et une mauvaise rétention d'affaissement (perte rapide de maniabilité avec le temps). Cette étude examine les mécanismes physiques et chimiques responsables de ces mauvaises propriétés rhéologiques à l'aide de systèmes modèles. Les interactions physiques entre les particules de MK sont analysées en mesurant leur charge superficielle et en modélisant les forces électrostatiques. La réactivité chimique de la MK, l'assemblage des phases et la cinétique sont évalués à l'aide d'un système modèle expérimental original. La forte demande en eau initiale est attribuée aux forces d'adhérence élevées entre les particules de MK induites par la densité de charge superficielle élevée et la concentration en calcium dans la solution interstitielle. La mauvaise rétention de l'affaissement est, en revanche, le résultat de la réaction pouzzolanique rapide du MK avec le gypse pour former du C-A-S-H et de l'ettringite, ce qui entraîne un durcissement rapide de la pâte.