These de doctorant

5. Viscosité au régime établi

5.1 Rhéogramme typique de la pâte

La FIG. 3-20 représente le comportement de la viscosité au régime établi en fonction de la vitesse de cisaillement de la pâte référence. En contradictoire avec ce que l’on a reporté dans la littérature [24], le comportement rhéologique de la pâte ne peut pas décrire par une seulement modèle dans tout l'intervalle de taux de cisaillement étudié ici. En effet, nous pouvons distinguer 4 étapes de comportement en augmentant le taux de cisaillement (FIG. 3-20) :

Etape 1 : les contraintes sont encore au seuil d’écoulement, la pâte de ciment est un gel élastique.
Etape 2 : au dessous une certaine vitesse de cisaillement (approximativement de 70 s^-1 dans le cas de la pâte référence, FIG. 3-20), la pâte se comporte comme rhéofluidifiante, ce qui correspondrait à la défloculation des agrégats (ciment et fines).
Etape 3 : la pâte devient Newtonienne où les plus gros flocs étant cassés les premiers la rupture des plus petits flocs n’a pas d’influence mesurable sur la viscosité.
Etape 4 : le rhéogramme se termine par une partie légèrement rhéoépaississante. Il s’agit d’un comportement bien connu pour les suspensions granulaires non-floculées et généralement attribué au problème de dilatance. Il est à noter que cette partie du rhéogramme n’est pas visible pour toutes les pâtes. Dans certains cas il faudrait peut être aller à des taux de cisaillement plus élevés pour pouvoir l’observer. Cependant, nous avons évité de le faire pour ne pas rencontrer des artéfacts comme les effets inertiels.
Les paramètres rhéologiques sont déterminés en utilisant uniquement la partie rhéofluidifiante.


FIG. 3 73 : Comportement rhéologique au régime établi de la pâte référence
La partie rhéofluidifiant du rhéogramme peut être attribuée à la dispersion cisailler-induite du ciment et des granulats fins. Plus haut est la défoculation par cisaillement, plus bas est l'équilibre entre la déstructuration et reconstitution par mouvement brownien (avec la cristallisation due à l'hydratation). Pour une fraction volumique donnée, la viscosité diminuerait quand la taille d'agrégat diminue. Ceci est discuté plus en détail par avant. Au-dessus d'un certain taux de cisaillement, aucune signification de défloculations, qui mèneraient au plateau newtonien. La partie d'épaississement de cisaillement du rhéogramme est apparentée à un comportement caractéristique des suspensions concentrées granulaires, et généralement attribué aux effets de dilatation [25].
L'augmentation plus loin du taux de cisaillement a mené à une diminution de la viscosité. Cependant, cette partie n'est pas rapportée ici parce que nous suspectons l'aspect des effets à inertie à un tel taux élevé de cisaillement. On assume que toutes mesures rhéologiques sont assurées dans des conditions d'écoulement de rampement.
On voit le même résultat avec la contrainte de cisaillement en fonction du temps, ces contraintes atteindrent la valeur stationnaire au bout de 150 second (FIG. 3-21). A partir ces valeurs, on obtient la courbe de la contrainte de cisaillement en fonction de la vitesse de cisaillement. Grâce cette courbe de comportement, par interpolation, on peut déterminer la valeur du seuil et de la viscosité.


FIG. 3 74 : Contrainte en fonction du temps pour des différentes vitesses de cisaillement de la pâte référence PAP

5.2 Pâtes en différents dosage de AV à l’état stationnaire

Avec cette méthode, on va réétudier l’influence de l’agent viscosant sur la viscosité de la pâte pour confirmer les résultats dans la partie précédente. Les courbes de viscosité en fonction du temps des pâtes de différentes dosage en l’agent viscosant sont données dans l’annexe 2, le résultat de la viscosité en fonction de taux de cisaillement pour ces pâtes est présenté dans la FIG. 3-22

FIG. 3 75 : Viscosité au régime établi des pâtes de différents dosages en AV

(●) +40%AV; (□) +20%AV; (▲) ref; (x) -20%AV; (+) sans AV

Ce résultat est presque le même avec celui précédent, le changement du dosage de l’agent viscosant ne modifie pas trop la viscosité de la pâte, mais dans ce cas absence de l’agent viscosant, on obtient une diminution importante de la viscosité.

Alors, jusqu’à maintenant, on peut confirmer que l’agent de viscosité n’influence pas trop sur la viscosité de la pâte. Néanmoins, il modifie la viscosité de la phase fluide, donc il joue un rôle de diminuer la vitesse de ségrégation des grains dans le milieu. En outre, avec la capacité de rétention de l’eau, il pourra jouer un rôle robustesse de la formulation du béton.
Pour mettre en évidente le rôle de l'agent de viscosité, on a effectué des mesures de la viscosité de la phase fluide en variant la concentration de l'agent de viscosité, le résultat a été présenté sur la FIG. 3-23.




FIG. 3 76 : Effet du changement dosage AV sur la viscosité de la phase fluide

(●) 20% ; (□) 10% ; (▲) 0,5%
Dans la formulation, le dosage de l'agent de viscosité utilisé est de 3% par rapport à l'eau total, donc on se perçoit que la viscosité de la fluide a augmenté un peu près de 100 fois. Par contre, il faut tenir compte de la quantité d'eau qui a consommé pour hydratation ou bien de l'eau enfermé dans les flocs...Donc, l'eau effectif dans la phase liquide est beaucoup plus faible par rapport l'eau total rajouté, alors on va avoir un dosage plus élevé que 3% dans la phase liquide, par conséquence la viscosité de l'eau va augmenter plus que 100 fois. En conclusion, l'agent de viscosité joue un rôle dans la stabilité de la pâte en augmentant la viscosité de la phase fluide et diminuer la vitesse de ségrégation des grains.
Donc, ça semble raisonnable de dire ”agent de rhéologie” ou ”agent de stabilité” pour indiquer l’agent de viscosité.