Dans l’industrie de la construction, le béton est largement utilisé dans divers types d’ouvrages d’art et joue un rôle essentiel. La solidité de ses performances et la fiabilité de la qualité de la construction sont directement liées à la sécurité et à la durée de vie du bâtiment. Cependant, dans le processus de construction spécifique, un problème de mal de tête survient de temps en temps, à savoir le phénomène de « fausse solidification » du béton.
Ce phénomène n’entraîne pas seulement un ralentissement de la progression de la construction, mais aussi des ennuis inutiles pour l’équipe de construction. Plus grave encore, il peut également être latent dans la structure du projet, et la qualité globale des risques potentiels.
Qu’est-ce qu’une fausse prise de béton ?
Le terme « fausse prise » décrit un phénomène de durcissement anormal ou prématuré du ciment dans ses phases initiales. Concrètement, lorsque le ciment est mélangé à l’eau en l’espace de quelques minutes, le mélange présente rapidement des signes de prise. Il est important de noter que, bien que la fausse prise et la prise rapide se comportent de manière similaire, il existe des différences significatives au niveau de la substance. Pendant la pseudo-prise, la quantité de chaleur dégagée est négligeable et, grâce à un malaxage vigoureux, la pâte apparemment solidifiée peut retrouver sa plasticité et achever le processus de prise selon le calendrier normal, sans effet négatif sur la résistance finale du ciment. La situation est très différente dans le cas d’une prise rapide ou d’une prise éclair, qui est généralement due à une insuffisance d’agents retardateurs. Dans ce cas, la pâte acquiert rapidement une certaine résistance en peu de temps et, une fois cet état atteint, les tentatives de remélange de la pâte ne la ramèneront pas à l’état plastique.
Si la suspension est remélangée après le phénomène de pseudo-prise, nous constatons que le changement de profondeur de l’aiguille de test Vickers lorsqu’elle est insérée dans la suspension est à peu près similaire à celui qui se produit au cours du processus normal de coagulation. Cela indique que la suspension à pseudo-présence est capable de retrouver ses propriétés initiales mieux après le remélange. Cependant, dans le cas des ciments à prise rapide, la situation est tout à fait différente. Même après le remélange, la profondeur d’insertion de l’aiguille de test Vickers ne change pratiquement pas, ce qui reflète le fait que les pâtes de ciment à prise rapide ont rapidement acquis une résistance élevée et qu’il est difficile de retrouver leur plasticité par de simples opérations de mélange. Par conséquent, bien que la fausse prise et la prise rapide soient des problèmes que l’on peut rencontrer dans l’utilisation du ciment, les effets de la fausse prise sont relativement mineurs. Néanmoins, la fausse prise peut encore causer des perturbations et des difficultés dans le processus de construction, et nécessite une attention et une prévention dans la pratique.
L’apparition du phénomène de pseudo-prise est étroitement liée à divers facteurs, outre la teneur élevée en C3A dans le clinker, le mélange excessif de gypse et d’autres conditions, on estime généralement que la température élevée du ciment dans le processus de broyage est une raison majeure. Cet environnement à haute température fait qu’une grande quantité de gypse dihydraté subit une réaction de déshydratation et se transforme en gypse hémihydraté. Par la suite, lorsque le ciment est mélangé à l’eau, ces gypse hémihydratés se dissolvent rapidement dans l’eau, et certains d’entre eux subissent à nouveau une réaction d’hydratation pour régénérer du gypse dihydraté et se précipiter. Ce gypse dihydraté précipité forme un réseau de cristaux en forme d’aiguilles, ce qui déclenche le durcissement de la pâte.
En outre, pour certains ciments à forte teneur alcaline, le sulfate de potassium contenu dans le ciment subit une réaction chimique spécifique avec le gypse dihydraté. Plus précisément, le sulfate de potassium réagit avec le dihydrate de gypse pour former du sulfate de calcium et de potassium et de l’eau, un processus de réaction qui exacerbe encore le phénomène de pseudo-prise. Par conséquent, lors de la production et de l’utilisation du ciment, divers facteurs doivent être strictement contrôlés afin d’éviter les effets négatifs du phénomène de fausse prise sur la qualité du projet.
D’une manière générale, la formation de la pseudo-prise est un processus physico-chimique complexe, impliquant un certain nombre de facteurs tels que la composition du ciment, les conditions de broyage, la température et l’humidité. Afin de prévenir et de résoudre efficacement le problème de la pseudocoagulation, nous devons comprendre en profondeur l’interaction de ces facteurs et prendre les mesures correspondantes pour les optimiser et les contrôler.
La croissance rapide des cristaux de pseudo-gypse générés peut également être une cause importante de pseudocoagulation. Ces cristaux à croissance rapide forment une barrière dans la boue qui interfère avec le processus normal de coagulation. En outre, il a été noté qu’une coagulation anormale est parfois observée même lorsqu’une structure réticulaire composée de cristaux tels que le gypse dihydraté n’est pas formée dans la boue.
En réponse à cette complication, certains chercheurs ont apporté de nouveaux éléments de réponse. Ils suggèrent que les surfaces des phases des particules de ciment peuvent présenter des charges opposées pour certaines raisons spécifiques. De telles distributions de charges sont essentiellement caractérisées par la thixotropie, c’est-à-dire qu’elles déclenchent des interactions interparticulaires dans des conditions spécifiques, conduisant à des phénomènes de pseudo-fixation. Cette explication offre une nouvelle perspective pour comprendre les causes de la pseudocoagulation et peut offrir des indices pour trouver une prévention et des solutions plus efficaces.
L’expérience pratique montre que la fréquence du phénomène de fausse prise est considérablement réduite dans les ciments mélangés à des matériaux mixtes. Afin d’empêcher efficacement la déshydratation du dihydrate de gypse au cours du processus de production, une série de mesures de refroidissement nécessaires sont souvent prises au cours du processus de broyage du ciment. En outre, la sélection de gypse ayant une teneur plus élevée en sulfate de calcium anhydre comme matière première est également un moyen efficace de réduire le phénomène de fausse prise. En plus de ces ajustements dans le processus de production, le ciment sera stocké dans des conditions appropriées pendant un certain temps, ou dans la préparation du béton pour prolonger le temps de mélange, ce qui contribuera également à éliminer la génération du phénomène de fausse coagulation.
Les causes du phénomène de faux béton
1. Problèmes de qualité du ciment
Le ciment étant le principal composant cimentaire du béton, sa qualité a un impact décisif sur la performance globale du béton. Lorsque le ciment contient trop de fines, d’oxydes de métaux alcalins ou d’autres impuretés, ces composants peuvent accélérer la réaction chimique entre le ciment et l’eau, ce qui entraîne la génération d’un grand nombre de produits d’hydratation dans un laps de temps relativement court. Cette réaction d’hydratation rapide déclenche souvent le phénomène de fausse prise, ce qui entraîne des problèmes inutiles pour la construction. En outre, la fraîcheur du ciment est également un facteur à ne pas négliger. Le ciment périmé ou humide, en raison de sa composition chimique interne, peut changer, de sorte qu’il est plus susceptible d’apparaître un problème de fausse solidification.
2、Utilisation inappropriée d’additifs
Dans tous les aspects de la construction en béton, l’utilisation d’adjuvants est devenue un moyen important d’améliorer les performances du béton. Cependant, cette amélioration n’est pas infaillible, car la sélection et l’utilisation des adjuvants doivent être extrêmement précises et rationnelles. Lorsque les adjuvants sont utilisés de manière inappropriée, par exemple en cas d’utilisation excessive de certains agents à prise rapide ou à renforcement précoce, l’équilibre de la réaction d’hydratation du ciment peut être rompu et son processus accéléré. Cette réaction accélérée entraînera la perte de béton en très peu de temps, ce qui conduira au phénomène de fausse solidification.
3, l’environnement de la construction
La variabilité de l’environnement de construction est un facteur qui ne peut être ignoré dans la construction du béton, en particulier son impact potentiel sur le phénomène de faux béton. Plus précisément, lorsque l’environnement de construction présente une température élevée, une faible humidité ou des conditions venteuses, ces facteurs environnementaux extrêmes accélèrent de manière significative le processus d’évaporation de l’eau à la surface du béton. Avec la dissipation rapide de l’eau, une coque dure se forme rapidement à la surface du béton, alors que l’intérieur peut rester à l’état plastique. Ce durcissement de la surface et l’état interne n’est pas complètement solidifié, c’est la performance typique du phénomène de fausse solidification.
4、Problèmes de mélange et de transport
Lors du malaxage et du transport du béton, la gestion du temps et le contrôle de la vitesse de malaxage sont particulièrement critiques. Si le temps de malaxage est trop long ou si la vitesse de malaxage est insuffisante, les particules de ciment peuvent se déposer et se stratifier. Cet état de mélange inégal interfère non seulement avec la réaction d’hydratation normale du ciment, mais peut également déclencher un phénomène de fausse prise. En outre, la gestion pendant le transport est tout aussi importante. Si le béton est soumis à des vibrations ou à des chocs excessifs pendant le transport, sa structure interne peut changer, entraînant des interactions anormales entre les particules de ciment, qui à leur tour produisent une fausse prise.
Comment prévenir et résoudre le phénomène de fausse prise du béton ?
1、Contrôler strictement la qualité du ciment
S’assurer que la qualité du ciment est excellente et qu’il est frais, sans impuretés, est la première tâche à accomplir pour prévenir efficacement le phénomène de fausse prise du béton. Avant la construction, le ciment doit être soumis à des tests de qualité complets afin de vérifier s’il répond aux normes industrielles et aux exigences techniques. Cette étape est cruciale car seul un ciment de qualité supérieure peut garantir la stabilité et la fiabilité du béton pendant la construction. Parallèlement, l’environnement de stockage du ciment ne doit pas être négligé. Il faut veiller à ce que le lieu de stockage soit sec, ventilé et éloigné des sources d’humidité et de pollution afin d’éviter la détérioration du ciment due à l’humidité ou à la pollution. En outre, l’inspection régulière de l’état de stockage du ciment et l’élimination en temps voulu du ciment périmé ou humide sont également des mesures importantes pour garantir la qualité du ciment. Grâce à ces mesures strictes de contrôle de la qualité, nous pouvons réduire efficacement la probabilité d’apparition du phénomène de fausse prise du béton, de manière à protéger la qualité de la construction et la sécurité du projet.
2、Utilisation raisonnable des adjuvants
Dans un projet de béton, l’utilisation raisonnable des adjuvants est cruciale. Lors de la sélection des adjuvants, les besoins spécifiques du projet et les conditions du chantier doivent être pleinement pris en compte pour s’assurer que les adjuvants sélectionnés peuvent correspondre à la situation réelle. En particulier, les agents à prise rapide et les agents de renforcement précoce doivent être utilisés avec prudence, car l’utilisation excessive de ces adjuvants accélère considérablement la réaction d’hydratation du ciment, ce qui peut entraîner un durcissement excessif du béton en peu de temps, augmentant ainsi le risque de fausse prise. En même temps, le processus de mélange des adjuvants doit être strictement contrôlé pour s’assurer que les adjuvants peuvent être distribués uniformément dans le béton afin de garantir l’uniformité et la cohérence de la performance globale du béton. Grâce à ces mesures, le problème de la fausse coagulation causée par une mauvaise utilisation des adjuvants peut être efficacement réduit afin d’améliorer la qualité et la fiabilité des projets de béton.
3, optimiser l’environnement de construction
Afin de gérer efficacement les températures élevées, la faible humidité, le vent et d’autres conditions de construction défavorables à l’impact du béton, l’optimisation de l’environnement de construction est devenue une tâche essentielle. Lors de la construction dans ces conditions extrêmes, des mesures pratiques et efficaces doivent être prises pour réduire le taux d’évaporation de la surface du béton. Par exemple, un chiffon mouillé peut être utilisé pour couvrir la surface du béton afin de former une barrière protectrice et de réduire l’évaporation directe de l’eau. Une autre méthode efficace consiste à pulvériser une quantité appropriée de brouillard d’eau pour maintenir la surface du béton humide en augmentant l’humidité de l’air. La mise en œuvre de ces mesures peut non seulement ralentir considérablement la vitesse de séchage de la surface du béton, mais aussi réduire la probabilité d’un faux phénomène de coagulation.
En outre, il est également essentiel d’aménager raisonnablement le temps de construction. L’unité de construction doit prêter une attention particulière aux prévisions météorologiques et éviter de construire du béton dans des conditions climatiques extrêmes. En choisissant une période de construction appropriée, l’influence des facteurs environnementaux défavorables sur la qualité du béton peut être efficacement évitée. L’application globale de ces mesures créera un environnement plus favorable à la construction du béton, assurant ainsi la stabilité et la fiabilité de la qualité de la construction.
4, améliorer les méthodes de mélange et de transport
Afin d’améliorer encore la qualité du béton et de réduire le phénomène de fausse solidification, nous devons optimiser soigneusement les méthodes de mélange et de transport. Tout d’abord, le processus de mélange doit être modéré et la vitesse uniforme, afin d’éviter l’affaissement et la stratification des particules de ciment. Grâce à un contrôle précis du mélange, nous pouvons obtenir un mélange adéquat du ciment, des agrégats et des autres additifs, garantissant ainsi une distribution uniforme des composants du béton.
Deuxièmement, dans la section de transport, nous devons accorder une attention particulière à la réduction des effets de la vibration et de l’impact sur le béton. Des vibrations excessives peuvent entraîner la destruction de la structure interne du béton, ce qui à son tour peut causer des problèmes tels qu’une fausse prise. Il est donc essentiel de choisir des équipements et des itinéraires de transport adaptés. Pour le béton transporté sur de longues distances, nous pouvons adopter la stratégie du mélange et du transport par lots. Cette méthode permet non seulement de maintenir les performances du béton, mais aussi de réduire efficacement les modifications des propriétés du béton causées par un transport de longue durée.
En résumé, en améliorant les méthodes de mélange et de transport, nous pouvons mieux garantir la qualité du béton, réduire le risque de phénomène de fausse consolidation et apporter un soutien solide au bon déroulement des projets d’ingénierie.
