Characterization of the interface between fresh concrete and formwork

Concrete surface quality is generally linked to the development conditions of concrete close to the formwork. This work aims to study the influence of the nature of release agent and the quantity of fine elements on the chemical interactions at the concrete/oil/formwork interface. Five concretes were prepared at 28, 30, 32, 34, and 36% of paste to study the influence of paste volume on the friction between formwork and fresh concrete. The friction tests were performed using an apparatus which can reproduce the same conditions of construction sites. In addition, a physicochemical investigation was achieved to identify the effect of fine elements on the ability to form the interstitial mediums at the interface. The formation of soap in the vicinity of the formwork surfaces was also studied as a function of the content and the nature of oils. The results showed that the friction between fresh concrete and formwork depends on the pore solution content present at the interface

Comportement tribologique des huiles de décoffrage à l'interface béton/coffrage (influence de la formulation du béton)

Dans un contexte où le développement durable est devenu une priorité majeure, les entreprises du secteur du bâtiment doivent faire face, à de nouvelles exigences en termes de respect de l environnement. En particulier, lors de la mise en œuvre du béton dans les coffrages, une huile de démoulage d origine minérale faiblement biodégradable est couramment utilisée comme couche séparatrice anti-adhérente. La nature de cette huile génère des risques importants de pollution environnementale. De nouvelles formulations d huile de décoffrage d origine végétale ont ainsi été développées.L apparition de cette nouvelle gamme de produit nécessite une connaissance suffisante de leur comportement à l interface béton/huile/coffrage. Ce mémoire contribue à l étude de l influence de la formulation du béton sur le comportement tribologique à l interface béton/coffrage en présence de deux huiles de démoulage de nature différente (une huile végétale et une huile minérale). La zone du béton à l approche du coffrage a été étudiée à l état durci et frais sans huile de démoulage. Tout d abord, l évolution de la densité apparente du béton à l approche d une paroi a été évaluée en fonction de la pression de contact et du volume de pâte. Puis, une analyse complète de cette zone à l interface à l état frais a été réalisée afin d estimer le rapport E/L et la quantité de pâte mobilisée à l approche de la paroi coffrante. Une étude physico-chimique a été effectuée en reconstituant les milieux interstitiels de l interface béton/huile/coffrage contenant un dosage différent en superplastifiant et en huile. Plusieurs techniques adaptées à ces milieux complexes, ont été utilisés afin d évaluer la formation de savons et de déterminer la stabilité des émulsions obtenues. Cette thèse se conclue par une étude du frottement du béton frais contre une paroi coffrante avec et sans huile de démoulage à l aide d un tribomètre plan/plan. Plusieurs formulations de béton sont étudiées. Les résultats obtenus ont permis de comprendre le mode d action des éléments fins et le dosage en superplastifiant aux interfaces béton/coffrage et béton/huile/coffrage. Dans le cas de l'huile d'origine végétale, le savon formé à partir des esters et des acides gras contribue à réduire les frottements en stabilisant l émulsion et en organisant l interface. Cependant, la présence du superplastifiant est indispensable pour avoir des performances élevées dans le cas de l huile minérale.In a context where sustainable development has become a major priority, the companies in the building field must face to new requirements in terms of respect of the environment. In particular, during the concrete pouring, a mineral release agent, poorly biodegradable is currently used as separating layer non-stick. The nature of this oil creates significant risks of environmental pollution. New formulations of release agent of vegetable origin were developed.The appearance of this new product range requires a sufficient knowledge of their behavior at the interface concrete/release agent/formwork. This report contributes to the study the effect of the concrete composition on the tribological behavior at the interface concrete/formwork with two release agents of different nature (vegetable release agent and mineral release agent). The zone of concrete near the formwork was studied without release agents. First, the evolution of the density of the concrete at the approach of a wall was evaluated as a function of the contact pressure and the past volume. Then, a comprehensive analysis of this fresh layer was carried out to estimate the W/B ratio and the amount of paste mobilized close to the formwork. A physicochemical study was performed by reconstituting the interstitial medium of the interface concrete/release agent/formwork containing a different dosage of oil and superplasticizer. Several adapted techniques to these complex medium were used to evaluate the formation of soaps and to determine the stability of the obtained emulsions. This thesis ends with a study of the friction of fresh concrete against the formwork with and without release agent using a plan/plan tribometer. Many formulations of concrete are studied. The results were allowed to understand the mechanism of action of the fines element and the dosage of superplasticizer at the interfaces concrete/formwork and concrete/release agent/formwork. In the case of vegetable release agent, the soap formed from the esters and fatty acids contributes to reduce the friction by stabilizing the emulsion and organizing the interface. However, the presence of the superplasticizer is necessary to obtain a high performance for the mineral release agent.ARRAS-Bib.electronique (620419901) / SudocSudocFranceF

Tribological behavior of release agents at the interface concrete/formwork : influence of the formulation of concrete

Dans un contexte où le développement durable est devenu une priorité majeure, les entreprises du secteur du bâtiment doivent faire face, à de nouvelles exigences en termes de respect de l’environnement. En particulier, lors de la mise en œuvre du béton dans les coffrages, une huile de démoulage d’origine minérale faiblement biodégradable est couramment utilisée comme couche séparatrice anti-adhérente. La nature de cette huile génère des risques importants de pollution environnementale. De nouvelles formulations d’huile de décoffrage d’origine végétale ont ainsi été développées.L’apparition de cette nouvelle gamme de produit nécessite une connaissance suffisante de leur comportement à l’interface béton/huile/coffrage. Ce mémoire contribue à l’étude de l’influence de la formulation du béton sur le comportement tribologique à l’interface béton/coffrage en présence de deux huiles de démoulage de nature différente (une huile végétale et une huile minérale). La zone du béton à l’approche du coffrage a été étudiée à l’état durci et frais sans huile de démoulage. Tout d’abord, l’évolution de la densité apparente du béton à l’approche d’une paroi a été évaluée en fonction de la pression de contact et du volume de pâte. Puis, une analyse complète de cette zone à l’interface à l’état frais a été réalisée afin d’estimer le rapport E/L et la quantité de pâte mobilisée à l’approche de la paroi coffrante. Une étude physico-chimique a été effectuée en reconstituant les milieux interstitiels de l’interface béton/huile/coffrage contenant un dosage différent en superplastifiant et en huile. Plusieurs techniques adaptées à ces milieux complexes, ont été utilisés afin d’évaluer la formation de savons et de déterminer la stabilité des émulsions obtenues. Cette thèse se conclue par une étude du frottement du béton frais contre une paroi coffrante avec et sans huile de démoulage à l’aide d’un tribomètre plan/plan. Plusieurs formulations de béton sont étudiées. Les résultats obtenus ont permis de comprendre le mode d’action des éléments fins et le dosage en superplastifiant aux interfaces béton/coffrage et béton/huile/coffrage. Dans le cas de l'huile d'origine végétale, le savon formé à partir des esters et des acides gras contribue à réduire les frottements en stabilisant l’émulsion et en organisant l’interface. Cependant, la présence du superplastifiant est indispensable pour avoir des performances élevées dans le cas de l’huile minérale.In a context where sustainable development has become a major priority, the companies in the building field must face to new requirements in terms of respect of the environment. In particular, during the concrete pouring, a mineral release agent, poorly biodegradable is currently used as separating layer non-stick. The nature of this oil creates significant risks of environmental pollution. New formulations of release agent of vegetable origin were developed.The appearance of this new product range requires a sufficient knowledge of their behavior at the interface concrete/release agent/formwork. This report contributes to the study the effect of the concrete composition on the tribological behavior at the interface concrete/formwork with two release agents of different nature (vegetable release agent and mineral release agent). The zone of concrete near the formwork was studied without release agents. First, the evolution of the density of the concrete at the approach of a wall was evaluated as a function of the contact pressure and the past volume. Then, a comprehensive analysis of this fresh layer was carried out to estimate the W/B ratio and the amount of paste mobilized close to the formwork. A physicochemical study was performed by reconstituting the interstitial medium of the interface concrete/release agent/formwork containing a different dosage of oil and superplasticizer. Several adapted techniques to these complex medium were used to evaluate the formation of soaps and to determine the stability of the obtained emulsions. This thesis ends with a study of the friction of fresh concrete against the formwork with and without release agent using a plan/plan tribometer. Many formulations of concrete are studied. The results were allowed to understand the mechanism of action of the fines element and the dosage of superplasticizer at the interfaces concrete/formwork and concrete/release agent/formwork. In the case of vegetable release agent, the soap formed from the esters and fatty acids contributes to reduce the friction by stabilizing the emulsion and organizing the interface. However, the presence of the superplasticizer is necessary to obtain a high performance for the mineral release agent

Interactions between superplasticizer and release agents at the concrete/formwork interface

International audienceImproving the knowledge of rheological and tribological characteristics of fresh concrete is important to contribute to the progress of construction sites and the final quality of the work. The objective of this study is to identify the effect of a superplasticizer based on polycarboxylic ether on the tribological behavior of fresh concrete at the concrete/formwork and concrete/oil/formwork interfaces. Friction tests on fresh concrete were carried out using a plan/plan tribometer. In order to study the behavior of the superplasticizer close to the formwork, three concretes with 30% of paste and different dosage of superplasticizer were formulated. The results show that the increase of the dosage of superplasticizer reduces the friction stress. The properties of the superplasticizer generate a deflocculating action of concrete grains and lead to a stabilisation of the soap-oil micellae present in the vicinity of the formwork. Thus, the efficiency of superplasticizer depends on the quantity of fines, on the quantity of soap formed and so, on the release agent formulation

Effect of a superplasticizer on the properties of the concrete/oil/formwork interface

International audienceThe release agents protect the internal surfaces of formwork against corrosion and also ensure easy removal of the concrete elements. On the other hand, the superplasticizers are used to enhance the fluidity of the fresh concrete without adding water, thanks to their surfactant properties. Their contact with release agents can cause interactions near the formwork surfaces during the concrete pouring. The aim of this study is to identify the effect of a polycarboxylic ether superplasticizer on the tribological behavior of fresh concrete at the concrete/oil/formwork interface. Friction tests were performed using a plane/plane tribometer on three concretes with 30% of paste at different dosages of superplasticizer. Moreover, the purpose of the physicochemical study was to clarify the nature of the interactions between concrete pore solutions and release agents. Results showed that the superplasticizer dosage did not have the same effect on the friction according to the oil nature involved at interface. Thus, a description of the processes occurring at the concrete/oil/formwork interface is proposed. When the superplasticizer generates a deflocculating action of the cement particles, it also acts on the stabilization of the soap-oil micellae present at the interface