Diffusion des gaz dans les ciments

ABSTRACT

This paper presents an experimental study of gas diffusion through cement pastes (CEM I and CEM V). First, the impact of Relative Humidity (RH) on gas diffusion is investigated by performing tests on samples pre-conditioned in specific atmospheric conditions (dry, 55%, 70%, 82%, 93% and 100% RH) by means of saline solutions. The results obtained with hydrogen show the important evolution of gas diffusion coefficients with the water saturation. Second, diffusion tests at different total pressures and with different gas mixtures (hydrogen—nitrogen and xenon—nitrogen) are performed to study the nature of gas diffusion in cementitious materials. Results demonstrate that gas diffusion in the tested cement pastes is controlled by Knudsen diffusion rather than by ordinary diffusion.

RÉSUMÉ

Dans cet article, on présente des mesures de coefficients de diffusion de l'hydrogène au travers de pâtes de ciments CEM I et CEM V conservées dans des milieux dont l'humidité relative (HR) est imposée par la méthode des solutions salines à 3, 55, 70, 82, 93 et 100 %. Les résultats obtenus montrent une très forte variation du coefficient de diffusion de l'hydrogène avec le taux de saturation. Dans une deuxième partie, des mesures sont effectuées à différentes pressions et avec différents mélanges gazeux (hydrogène—azote et xénon—azote) afin d'étudier la nature des mécanismes diffusifs présents dans les matériaux cimentaires. La faible évolution du coefficient de diffusion avec la pression montre que la diffusion des gaz dans les pâtes de ciment testées est plutôt contrôlée par un mécanisme diffusif de Knudsen.

KEYWORDS:

• cement paste
• gas
• diffusion
• relative humidity
• water saturation
• hydrogen

MOTS-CLÉS:

• pâte de ciment
• gaz
• diffusion
• humidité relative
• taux de saturation
• hydrogène