Mechanism of thaumasite sulphate attack in cements, mortars and concretes

La thaumasite, Ca 6 [Si(OH) 6 ] 2 (CO 3 ) 2 (SO 4 ) 2 .24H 2 O, est un produit de reaction de l'attaque de sulfate a basse temperature, dans des conditions favorables. Le compose complexe ne peut pas durcir. Pour sa formation, sont essentielles deux reactions, qui se produisent simultanement a des temperatures en dessous de 15°C. Elles sont tres lentes et se limitent aux systemes du ciment Portland. Au cours d'une des reactions, C-S-H est transforme immediatement, avec le carbonate et sulfate en presence d'ions calcium et d'eau. L'autre reaction demarre a partir d'ettringite prealablement formee, qui reagit ensuite avec C-S-H, sulfate et carbonate en presence d'ions calcium. Dans ce cas, l'ettringite est d'abord transformee en wood-fordite, un cristal mixte entre les extremites ettringite et thaumasite, et ensuite en thaumasite. Les deux reactions sont interdependantes, etant dans chaque systeme de ciment en concurrence pour les memes masses de C-S-H, carbonate et sulfate. Pour ces reactions il n'y a pas encore des donnee thermodynamiques. La formation de thaumasite aux basses temperatures et a pression normale peut s'expliquer par la necessite, de stabiliser suffisamment longtemps l'etat de mutation intermediaire, afin de permettre la formation des groupes [Si(OH) 6 ] 2- en configation stable, qui est favorisee par un changement de charge vers des groupes plans CO 2- 3 . Comme la thaumasite de possede pas de pouvoir liant, sa formation provoque des dommages sulfate. Quand la thaumasite se forme, elle est plus stable que l'ettringite. Elle se decompose a 110°C avec la formation d'une structure mal arrangee (verre de thaumasite), qui contient des tetraedres de SiO 2- 4 .