Valorisation des amidons et des amidons modifiés comme adjuvants des mortiers et des bétons

= Valorization of starches and modified starches as mortar and concrete admixture

• Auteur / Autrice : Jean-Luc Wolf
• Direction : Jean Pera
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Méthodes de conception en bâtiment et techniques urbaines
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC-LMMX - Laboratoires des Matériaux Minéraux (Lyon, INSA1986-1995)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mortier

Ciment Portland

Amidons

Résumé

Le contexte général de ce travail est la production d'adjuvants pour mortiers et bétons à partir d'agro-ressources et plus précisément sur le développement d'adjuvants issus de l'amidon comme agents de cohésion, agents rétenteurs d'eau et adjuvants retardateurs de prise. La première étape est consacrée à l'évaluation des différents types d'amidons modifiés issus de la pomme de terre, du blé, du maïs et du waxy, dans des compositions de mortiers. Ces différents produits sont comparés à travers l'étude de quatre propriétés du mortier : cohésion, rétention d'eau, temps de prise et résistances mécanique. Deux adjuvants commerciaux servent de base à la comparaison: un méthyl-hydroxyéthyle cellulose et une gomme welan. Les résultats obtenus montrent la viabilité de l'utilisation des amidons comme adjuvants pour mortiers et bétons. Une liste des spécificités de chaque amidon modifié pour une utilisation dans des mortiers est également dressée. Dans une deuxième étape, l'action physico-chimique des amidons dans des matrices cimentaires est analysée au moyen d'essais sur pâtes pures et suspensions de ciment. Différentes techniques sont mises en œuvre : microscopie électronique à balayage, analyse thermique différentielle, spectrométrie Infra-Rouge à transformée de Fourier, diffraction des rayons X, conductimètrie, chromatographie ionique. La composition chimique du ciment Portland a une influence prépondérante sur les performances de l'amidon vis à vis de l'épaississement et des temps de prises. Enfin le mode d'action des amidons est analysé. Ce travail peut servir de base scientifique pour l'utilisation d'amidons modifiés dans des applications de génie civil.

The aim of this work is to develop the use of agroressourses as mortar or concrete admixture. Three ways of development of starch-based admixtures are investigated: thickening agent, retarder agent or water retention admixture. First, were characterized the properties of mortars containing modified starches issued from potato, wheat, corn and waxy. A set of comparative tests were carried out on mortars so as to measure the following properties: thickness, water-retention power, setting time and compressive strength. Moreover the same tests were performed on two mass marketed admixtures, a methylhydroxyethyl cellulose and welan gum. The results obtained confirm that starch seems to be a very performant product in the field of concrete and mortar admixtures. For each modified starch, a standard was written to summarize features, improvements and drawbacks. Then the physico-chemical action of starch on cement hydration was studied. The following tests were performed on cement paste and cement suspensions: scanning electron microscopy, differential thermal analysis, Fourier-transform infrared analysis, X-ray diffraction, conductimetry, ionic chromatography. We pointed out that the thickening and retarding effects of starch are strongly related to the chemical composition of Portland cement. The present work explains how starch affects cement hydration and leads to an improvement of mortar properties. This study draws the scientific bases necessary to ensure the use of modified starch in civil engineering applications.