Sur l’origine de la cohésion du ciment

Cet article fait le point sur la compréhension de la cohésion des hydrates de ciment. Dans une première approche utilisant des concepts thermodynamiques de la science des suspensions colloïdales (pour des objets plaquettaires chargés), nous avons proposé que des forces dites de «corrélation ionique», déjà identifiées comme étant à l’origine du comportement mécanique d’argiles comme la montmorillonite calcique, soient également à l’origine de la cohésion des hydrates de ciment. Les limites intrinsèques de ce modèle à faible distance interlamellaire et la comparaison avec les données expérimentales nous ont conduits à franchir une étape supplémentaire et à considérer la cohésion de l’interface cimentaire à un niveau atomique. Quel que soit le niveau de description (colloïdal ou atomique), nous avons supposé vraie l’analogie structurale entre un minéral calcio-silicate lamellaire, la tobermorite et les hydrates de ciment. Ces simulations à l’échelle mésoscopique et à l’échelle atomique nous permettent de prédire l’existence de forces attractives à courte et moyenne portée, responsables de l’essentiel de la cohésion du ciment. Ceci donne accès à de nouveaux moyens d’action pour améliorer les propriétés des hydrates cimentaires.