Abstract Water migration in Portland cement paste follows closely the theoretical diffusion equation. The diffusion coefficient decreases with increasing curing time of the paste specimen at first, but after 14 days the value becomes nearly constant. The temperature dependence of the diffusion coefficient indicates that diffusion involves an activation process, but the characteristic energy depends on the temperature range. The behaviour of aluminous cement is similar, but the value of the diffusion coefficient and its temperature dependence are about double those for Portland cement. Stereoscan electron micrographs of aluminous cement show a temperature sensitive microstructure and this probably causes the change in the diffusion activation energy. No comparable clear change can be seen in Portland cement structure.

Résumé On a déterminé la vitesse de diffusion de l'eau dans des pâtes hydratées de ciment Portland et de ciment alumineux en mesurant à la thermobalance la perte de poids d'un échantillon sphérique dans un courant d'azote sec. On s'est servi de petits échantillons, d'un diamètre de 15 à 20 mm, et on leur a donné la forme sphérique pour des raisons de symétrie géométrique, ce qui a permis d'amener en quelques jours l'échantillon à l'équilibre de l'état sec. On a observé les modifications microstructurales de la pâte hydratée en cours de séchage à l'aide d'un microscope stéréoscopique à balayage. La migration d'eau dans les pâtes hydratées de ciment Portland ordinaire et de ciment alumineux suit étroitement, à 303°K, l'équation de diffusion. Le coefficient de diffusion tombe rapidement dans les 14 premiers jours après la coulée, mais par la suite la modification se fait beaucoup plus lentement. La vitesse de diffusion de l'eau dans la pâte de ciment alumineux est d'environ deux fois plus grande que dans la pâte de ciment Portland ordinaire. Le ciment «sulphacrete» forme aussi une pâte d'une forte porosité initiale et, même après trois mois de conservation, la vitesse de migration d'eau était le double de celle dans la pâte de ciment Portland ordinaire. L'introduction de granulat de calcaire concassé détermine une fluctuation cyclique de la vitesse de migration d'eau. La formation de microfissures à l'interface ciment/granulat en est une cause possible. L'addition de cendre volante à la pâte de ciment Portland ordinaire n'a pas suscité de modification anormale de la vitesse de diffusion d'eau. Les particules sphérique étaient parfaitement enrobées dans la pâte et n'ont provoqué aucune dislocation. Les variations de température de diffusion d'eau dans les pâtes de ciment entre 303 et 343°K ne correspondent pas à un simple processus d'activation. Sous 323°K, l'énergie d'activation était de 31 kJ°K−1 mole−1 pour le ciment Portland ordinaire et de 38 kJ°K−1 mole−1 pour le ciment alumineux; au-dessus de 323°K, les valeurs étaient respectivement de 102 kJ°K−1 mole−1 et 131 kJ°K−1 mole−1. Le passage d'un niveau faible à un niveau élevé de l'énergie de diffusion était probablement associé à une restructuration des silicates de calcium et des aluminates de calcium hydratés.