Méthodes de détermination de la diffusivité hydrique de pâtes de ciments durcies

Résumé

Dans cet article les auteurs s’intéressent à la détermination de la diffusivité hydrique, D_ω, de pâtes de ciment. Ce paramètre est essentiel à la mise en œuvre d’un modèle macroscopique des transfersts couplés de chaleur et d’humidité dans les milieux poreux. Les méthodes d’exploitation de la réponse hydrique des matériaux sont présentées pour différents types de sollicitations.

Ainsi, lors de la phase de mise en équilibre hydrique des matériaux, au contact d’ambiances à diverses humidités relatives, la méthode de Crank, appliquée à l’équation de conservation de masse, permet d’identifier D_ω.

Une autre méthode, consiste á exploiter, simultanément, les perméabilités apparentes à la vapeur, ainsi que les états d’équilibre des matériaux au contact d’ambiances, caractérisés par les isothermes d’adsorption-désorption.

Enfin la détermination expérimentale de l’évolution des profils hydriques, lors d’expériences de transferts, permet, au moyen de la méthode de Boltzmann, ou de celle des bilans de masse, de déterminer aussi la diffusivité.

Ces diverses expériences mettent en évidence les grandes différences des valeurs de D_ω et donc de comportement des matériaux, selon le type de sollicitation auxquelles ils sont soumis. La nature de la répartition de la phase liquide au niveau microscopique induit de grandes différences dans le comportement macroscopique des matériaux.

Abstract

This paper concerns the determination, of the diffusivity of humidity within cement pastes. This parameter is essential for the implementation of macroscopic physical models concerning coupled heat and mass transfers in porous materials. The response of materials to different kinds of hydrical sollicitations can be exploited in different ways to obtain the diffusivity.

As materials are subjected to the different relative humidities of the surrounding air, the Crank method applied to the mass balance equation allows the identification ofD _ω during the transient period before equilibrium.

Another method consists of simultaneously exploiting the apparent vapour permeability and the equilibrium states of materials obtained from isothermal adsorption-desorption curves.

Finally, the experimental determination of the evolution of the water content profiles, during water transfer experiments, allows the calculation ofD _ω using the Boltzmann or mass balance methods.

These experiments demonstrate the differences in the behaviour of materials (differences ofD _ω values) according to various environmental conditions. The nature of the distribution of water at a microscopic level causes great differences on the macroscopic behaviour of the materials.