d’accroche (dicarboxylate ou phosphate) mais plus fortement en changeant de structure d’adjuvants fluidifiants (PσS, diphosphonate PτE). Sur ce premier système inerte, nous avons confirmé la validité de l’hypothèse de Yamada en démontrant que la densité d’adsorption gouverne bien la fluidité. Dans un second temps, nous avons cherché à mieux comprendre l’adsorption et comment celle-ci pouvait être impactée par la structure du PCP.
L’étude a porté, de nouveau, sur des systèmes inertes : calcite et ettringite en présence de concentrations variables d’ions sulfate. L’adsorption sur ces deux minéraux est proche en termes de plateau d’adsorption mais l’affinité des PCP pour la surface de l’ettringite est plus importante que pour la surface de la calcite. Les effets couramment rapportés dans la littérature de la longueur des chaînes latérales et de la densité de fonction ionique sur l’adsorption et donc sur leur effet dispersant ont été vérifiés. La modification de la fonction ionique apporte des résultats plus originaux en termes de sensibilité des adjuvants aux variations de la concentration en ions sulfates, inconvénient souvent pointé pour les PCP classiques. Ainsi selon ce critère, il est possible de classer les polymères étudiés : à densité de charge identique, un polymère à base de fonctions phosphates est insensible à la variation de la concentration en ions sulfate, puis viennent ceux à fonctions dicarboxylates et enfin les carboxylates classiques présentent la plus grande sensibilité. La modification de la fonction ionique constitue donc un levier technologique d’amélioration des propriétés des PCP classiques.
Dans le but de vérifier la relation entre la fluidité et la quantité adsorbée de PCP par unité de surface instantanée, un des points clés réside dans la mesure de l’évolution temporelle de l’étendue de la surface minérale. Deux techniques de mesure ont été retenues : la BET par adsorption de N2 et la relaxométrie du proton de l’eau. La mesure BET nécessite plusieurs traitements préalables de l’échantillon (stoppage de l’hydratation, séchage et dégazage).
L’équilibre des hydrates est régi par un diagramme pression-température : sans surprise, nous avons montré que le dégazage affectait l’ettringite qui perd des molécules d’eau et voit sa surface augmenter. Cet effet est inévitable. Le protocole de dégazage a donc été choisi et ajusté en tenant compte de cette conséquence. La relaxométrie du proton de l’eau est une technique dont la préparation est plus simple. Cependant l’analyse des résultats obtenus en termes de vitesse de relaxation est plus complexe. Les données expérimentales obtenues par relaxométrie ont, malgré cela, pu être modélisées grâce au modèle d’échange biphasique rapide et aux valeurs de relaxivité de surface mesurée. La mesure dépend de la nature de la
dépend de la dimensionnalité de l’environnement local de relaxation du proton. Au cours de l’hydratation du système réactif modèle choisi (C3A/Gypse/Hémihydrate/Calcite), nous avons montré que l’ettringite a la plus forte relaxivité (relaxation quasi-1D). Cela présente l’avantage de suivre facilement la création de surface liée à l’hydratation du système étudié.
De plus les surfaces mesurées par les deux techniques sont en bonne corrélation.
σous avons finalement étudié l’évolution de la fluidité d’un système réactif modèle, différemment adjuvanté de PCP, en lien avec l’avancement de l’hydratation, la création de surface associée et l’adsorption des PCP. Contrairement aux observations faites sur le système inerte alors que la composition ionique de la solution interstitielle est constante, il n’existe pas de relation unique et indépendante de la structure du PCP entre la fluidité et la quantité de PCP adsorbé par unité de surface instantanée. La fluidité est ainsi gouvernée à la fois par la densité d’adsorption et par l’impact que les PCP peuvent avoir sur l’hydratation et sur la morphologie des hydrates formés. En effet la concentration de surface non couverte de PCP et siège d’interactions interparticulaires attractives dépend dans un système réactif de deux facteurs : l’étendue de la surface et l’adsorption exprimée en mg/m2. Par conséquent pour une même densité d’adsorption mesurée, la fluidité n’est pas forcément identique. σous avons démontré que les PCP augmentent l’étendue de la surface en modifiant principalement la surface spécifique de l’ettringite et faiblement la quantité d’ettringite précipitée. Plus la quantité de charges introduites initialement est grande (fort dosage et/ou par utilisation d’un PCP au taux de greffage faible), plus la surface spécifique de l’ettringite est importante (multipliée par 5 ou 6 dans certains cas). L’adsorption des PCP sur ces premiers hydrates favorise la nucléation au détriment de leur croissance, cet effet se prolonge plus ou moins durant la période d’ouvrabilité. De ce fait, l’effet des PCP sur l’hydratation et sur la surface spécifique de l’ettringite est clairement amoindri en ajoutant le PCP en différé par rapport au début de l’hydratation.
Cette étude a permis de tirer quelques conclusions claires. Malgré cela des perspectives se dégagent de ce travail. Approcher la conformation des PCP à taux de couverture partielle, un cas plus réaliste que celui d’une couverture totale, reste un défi qui pourrait se faire par des mesures AFM et mieux rendre compte de la relation fluidité/adsorption sur système inerte.
L’effet de la morphologie des hydrates pourrait être étudié à l’aide d’hydrates à la morphologie contrôlée sur des pâtes modèles en fonction du taux de couverture et de la concentration de surface libre. En outre le mécanisme d’adsorption, avec les contributions