Ciment Portland à cendres volantes

Ciment Portland
cendres volantes Le ciment Portland désigne un mélange de clinker de ciment Portland et de cendres volantes, additionné d'une quantité appropriée de gypse puis broyé. Tout matériau cimentaire hydraulique composé de clinker de ciment Portland, de cendres volantes et d'une quantité appropriée de gypse broyé est appelé ciment Portland aux cendres volantes (PF). La quantité de cendres volantes ajoutée au ciment est de 20 à 40 % en masse, et sa classe de résistance ainsi que ses exigences de résistance à chaque âge sont identiques à celles du ciment Portland au laitier.

Matière première
Il est fabriqué à partir de clinker de ciment Portland et cendres volantesmélangé à une quantité appropriée de gypse, puis broyé. Code PF
Tout matériau cimentaire hydraulique composé de clinker de ciment Portland, de cendres volantes et d'une quantité appropriée de gypse broyé est appelé ciment Portland aux cendres volantes (PF). La teneur en cendres volantes ajoutées au ciment est de 20 % à 40 % en masse. L'incorporation de laitier granulé de haut fourneau est autorisée, dans la limite d'un tiers de la masse totale des matériaux du mélange. Dans ce cas, la masse totale des matériaux du mélange peut atteindre 50 %, mais la teneur en cendres volantes ne doit pas être inférieure à 20 % ni supérieure à 40 %.
Caractéristiques
La structure du ciment de cendres volantes est relativement dense, sa surface spécifique interne est faible et sa capacité d'adsorption d'eau est très réduite. Par conséquent, ses besoins en eau pour l'hydratation sont faibles, ce qui explique son faible retrait au séchage et sa bonne résistance à la fissuration. De plus, à l'instar des ciments classiques additionnés d'adjuvants actifs, il présente une faible chaleur d'hydratation et une forte résistance à la corrosion.
Performance
Les propriétés uniques du ciment Portland aux cendres volantes sont les suivantes :
(1) La résistance initiale est faible, mais le taux d'augmentation de la résistance à long terme est élevé : la résistance initiale du ciment de cendres volantes est faible et diminue significativement avec l'augmentation de la teneur en cendres volantes. Du fait de l'extrême stabilité du corps vitreux dans les cendres volantes, les particules de cendres volantes sont érodées et détruites très lentement par Ca(OH)₂ lors de l'hydratation du ciment. Par conséquent, le développement de la résistance du ciment de cendres volantes se manifeste principalement en phase tardive. Son taux d'augmentation de la résistance à long terme est élevé et peut même dépasser celui du ciment Portland correspondant.
(2) Bonne maniabilité et faible retrait au séchage : La plupart des particules de cendres volantes étant sphériques et compactes, et présentant une faible surface interne et une faible adsorption d’eau, le ciment de cendres volantes possède une bonne maniabilité et un faible retrait au séchage. Il se caractérise par une résistance à la traction élevée et une bonne résistance à la fissuration, ce qui constitue un avantage indéniable.
(3) Bonne résistance à la corrosion : le ciment de cendres volantes présente une excellente résistance à la corrosion en eau douce et aux sulfates. Grâce à la combinaison de SiO₂ actif contenu dans les cendres volantes et de Ca(OH)₂, un hydrate de silicate de calcium se forme à l’équilibre. La concentration limite requise (c’est-à-dire l’alcalinité en phase liquide) est bien inférieure à celle nécessaire à l’équilibre de l’hydrate de silicate de calcium dans le ciment Portland ordinaire. Par conséquent, le taux de lixiviation en eau douce est considérablement réduit, ce qui améliore la résistance du ciment à la corrosion en eau douce et sa résistance aux dommages causés par les sulfates.
(4) Faible chaleur d'hydratation : La vitesse d'hydratation du ciment de cendres volantes est lente et la chaleur d'hydratation est faible, surtout lorsque la quantité de cendres volantes ajoutées est importante, la réduction de la chaleur d'hydratation est très évidente.

Ciment Portland
L'ensemble des clinkers de ciment Portland, composés principalement de silicate de calcium, de calcaire ou de laitier granulé de haut fourneau (moins de 5 %), et de liants hydrauliques à base de gypse finement broyé, est désigné sous le terme générique de ciment Portland.
Classification
Le ciment Portland se divise en deux types : le ciment Portland de type I sans mélange est appelé ciment Portland, code P·I ; le ciment Portland de type II, code P·II, contient du calcaire ou du laitier granulé de haut fourneau en quantité n’excédant pas 5 % de la masse du ciment.
Composition minérale
La composition minérale principale du ciment Portland est la suivante : silicate tricalcique, silicate dicalcique, aluminate tricalcique et aluminate tétracalcique ferrique. Le silicate tricalcique détermine la résistance du ciment Portland pendant les quatre premières semaines ; le silicate dicalcique n’exerce sa résistance qu’après quatre semaines et atteint celle du silicate tricalcique en environ un an ; l’aluminate tricalcique contribue plus rapidement à la résistance du ciment Portland, mais cette résistance est faible et ne dure que de 1 à 3 jours, voire un peu plus longtemps ; la contribution des sels acides à la résistance du ciment est négligeable.