Name: concrete fillers that improve performance
Uploaded: 2024-11-07T14:48:38.000Z
Duration: 1 min 29 s
Channel: JoVE

Les charges et les additifs sont des matériaux à grain fin d’une finesse similaire à celle du ciment Portland.
Les pouzzolanes et les scories de haut fourneau, utilisées comme additifs cimentaires, améliorent les qualités du béton telles que la maniabilité et la densité tout en réduisant les saignements et les fissures.
Les charges peuvent stimuler le processus d’hydratation du ciment Portland en fournissant des points de nucléation formant du carbonate de calcium. Ces sites de nucléation sont observés dans le béton avec des cendres volantes et des particules de dioxyde de titane.
Le carbonate de calcium fusionne avec la phase d’hydrate de silicate de calcium, modifiant favorablement la structure de la pâte de ciment une fois hydratée.
Les charges peuvent également être dérivées de substances inorganiques naturelles ou transformées, et elles exercent principalement un effet physique, comme la chaux hydratée ou la poussière d’agrégats.
En règle générale, ces matériaux de remplissage servent d’améliorateurs de maniabilité dans les coulis et le mortier de maçonnerie. Les pigments de couleur sont également considérés comme des ajouts inertes.
Lorsque du zinc ou de l’aluminium en poudre est introduit en présence d’hydroxyde de calcium, il produit de l’hydrogène gazeux. Ces matériaux, connus sous le nom d’adjuvants gazogènes, créent du béton cellulaire.
Le peroxyde d’hydrogène, un autre exemple, libère des bulles d’oxygène retenues dans le mélange sable-ciment pour produire du béton cellulaire.

additifs et charges dans le béton

Additives and Fillers in Concrete

Les additifs et les fillers sont essentiels pour améliorer les propriétés du béton. Les pouzzolanes et les scories de haut fourneau sont des additifs ou des adjuvants en raison de leurs réactions avec l'hydroxyde de calcium libéré lors de l'hydratation du ciment. Les charges, qui sont finement broyées et d'une finesse similaire à celle du ciment Portland, améliorent les caractéristiques du béton telles que la densité de maniabilité et réduisent le ressuage capillaire ou la fissuration. Certaines charges possèdent des propriétés hydrauliques ou participent à des réactions bénignes au sein de la pâte de ciment.


 Le rôle des fillers est de favoriser l’hydratation du ciment Portland en fournissant des sites de nucléation, un rôle souvent joué par les cendres volantes et le dioxyde de titane, qui contribuent à la microstructure de la pâte de ciment obtenue. Les fillers peuvent être naturels ou transformés, avec des propriétés homogènes, notamment la finesse. Ils ne doivent pas augmenter la demande en eau ni nuire à la durabilité et à la résistance du béton.


 Les fillers et les additifs sont généralement mélangés physiquement au ciment et doivent être compatibles. Par exemple, certaines particules de ciment très fines sont essentielles pour la résistance initiale. Des matériaux inertes comme la chaux hydratée ou des granulats de poids normal sont ajoutés pour améliorer la maniabilité, et non la résistance. Des additifs qui libèrent de l'hydrogène en présence d'alcalis ou d'hydroxyde de calcium sont utilisés dans la fabrication de béton gazeux ou de béton cellulaire, offrant une isolation thermique. Les adjuvants générateurs de gaz comme le peroxyde d'hydrogène génèrent des bulles d'oxygène dans les mélanges de béton cellulaire.

Additifs et charges dans le béton

Les charges et les additifs sont des matériaux à grain fin d’une finesse similaire à celle du ciment Portland.
Pouzzolanes et scories de haut fourneau, utilisées comme ciment ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

concrete fillers that improve performance

Concrete fillers and additives help change how cement paste performs. Pozzolans and blast-furnace slag act as additives or admixtures because they react with calcium hydroxide released during cement hydration. Fine fillers are close in fineness to Portland cement and can improve workability, density, and resistance to capillary bleeding or cracking.

Some fillers are hydraulic, which means they can react with water, while others take part in harmless reactions inside the cement paste. A key role of many fillers is to support Portland cement hydration by giving the paste nucleation sites, or places where new crystals can start forming. Fly ash and titanium dioxide can play this role and help shape the microstructure of the hardened cement paste.

Fillers may be natural or processed, but they should have steady properties, especially fine particle size. They should not raise the water demand of the mix or reduce durability and strength. In concrete, fillers and additives are usually mixed in physically, so they must be compatible with the cement system.

Very fine cement particles can also matter for early strength. Inert materials such as hydrated lime or normal-weight aggregates may be added to improve workability rather than strength. Some additives release hydrogen in the presence of alkalis or calcium hydroxide and are used to make gas concrete, also called aerated concrete, which provides thermal insulation. Gas-forming admixtures such as hydrogen peroxide can create oxygen bubbles in aerated concrete mixes.

Concrete Fillers That Improve Performance

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accelerators

Calcium Chloride in Concrete Mixes

Calcium chloride is a concrete admixture that speeds up hardening and helps concrete gain early strength faster. It does not always change the setting time itself, but it can reduce the time needed in practice. This makes it useful in cold weather and in rapid repair work where quick heat generation after mixing is helpful. A common amount is 1 to 2 percent of the cement mass. Its effect can be compared with raising the concrete temperature by 11 degrees Fahrenheit. To spread it evenly through...

retarders

Retarders in Concrete Pouring

Retarders are chemical admixtures used in concrete to slow the setting time. They are especially helpful when one pour must follow another after a delay. By keeping the concrete workable for longer, they can help prevent cold joints and support a more cohesive structure. Retarders can also improve the look of exposed aggregate finishes when they are used in the right amount. Their effect on setting time can be checked with a penetration test. Common retarding substances include sugar,...

plasticizers

Concrete Workability with Plasticizers

Concrete plasticizers are water-reducing chemical admixtures that improve workability and strength. They help concrete use less water while keeping the same flow, reduce cement content without losing workability, or make mixes easier to place in hard-to-reach areas. Plasticizers work by using surface-active agents. These agents create repulsive electrostatic forces between cement particles. The particles disperse more evenly, and the concrete needs about 5 to 15 percent less mixing water. <br...

superplasticizers

Superplasticizers for Stronger Concrete Mixes

Superplasticizers are concrete admixtures that make mixes flow better while using less water. They are strong water reducers, so concrete can be easier to place without losing strength. This makes them useful when concrete must reach tight spaces or heavily reinforced areas without mechanical vibration. These admixtures work through sulfonated melamine or naphthalene formaldehyde condensates. These chemicals give cement particles a negative charge. The particles repel each other and spread out...

additives and fillers in concrete

Concrete fillers and additives help change how cement paste performs. Pozzolans and blast-furnace slag act as additives or admixtures because they react with calcium hydroxide released during cement hydration. Fine fillers are close in fineness to Portland cement and can improve workability, density, and resistance to capillary bleeding or cracking. Some fillers are hydraulic, which means they can react with water, while others take part in harmless reactions inside the cement paste. A key...

waterproofing and anti-bacterial admixtures in concrete

waterproofing-and-anti-bacterial-admixtures-in-concrete

Concrete Water Resistance and Biological Protection

Concrete can absorb water because of capillary action in the pores of its hydrated cement paste. That movement pulls water into the material. Waterproofing admixtures are added to reduce this penetration and help concrete resist water. The effect of a waterproofing admixture depends on the water pressure acting on the concrete. Rain, capillary rise, and hydrostatic pressure in structures made to hold water can all affect performance. These admixtures make concrete hydrophobic, which means they...

key terms and concepts

Learn how concrete fillers and additives affect workability, density, early strength, cracking, and aerated concrete through simple, science-based examples.

Concrete Fillers That Improve Performance | JoVE K12

JoVE Core Civil Engineering provides a foundational exploration of essential construction materials in civil engineering, focusing on bricks, stones, steel, wood, and concrete through easy-to-understand animated videos. This collection covers the properties, manufacturing processes, and practical applications of these materials. Additionally, the accompanied science-in-action videos demonstrate the research experiments performed in laboratories.

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