Synthèse de polycarboxylates poly(oxyde d'éthylène) incorporant des fonctions silane et di-phosphonate et étude de leurs interactions avec le ciment en condition de compétition avec les ions sulfate

Synthesis of polycarboxylates poly(ethyl oxyde) incorporating silane and bis-phosphonate groups and study of their interactions with the cement under conditions of competition with sulfate ions

• Auteur / Autrice : Wei Fan
• Direction : Nicolas Lequeux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et Physico-chimie des Polymères
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ciment

Superplasticité

Adsorption

Sulfates

Résumé

Il est bien établi qu’il existe une compétition d’adsorption entre les superplastifiants (SP) de type polycarboxylate et les ions sulfate dissous dans la solution interstitielle de la pâte de ciment, qui causerait une perte des propriétés dispersantes. C’est dû à la compétition des faibles interactions ioniques entre les fonctions carboxylate et les ions sulfate vis-à-vis des grains de ciment. Dans ce travail, SPs contenant des fonctions trialkoxysilane ou diphosphonate ont été synthétisés. La propriété d’adsorption et la capacité dispersante de ces SPs fonctionnalisés ont été étudiées sur un ciment bas alcalin avec ajout de différentes quantités de Na2SO4 dans la solution aqueuse. On s’aperçoit que la substitutuion des fonctions carboxylate par des fonctions trialkoxysilane ou diphosphonate rend le polymère plus résistant aux ions sulfate. Il semble que le renforcement de la propriété d’adsorption est dû à la formation des interactions fortes entre ces nouvelles fonctions et les grains de ciment. La compatibilité améliorée de ces nouveaux SPs avec les ciments ont été confirmée par méthode du Mortier de Béton Equivalent (MBE) en utilisant deux ciments différents

It is well-established that a competitive adsorption exists between polycarboxylate superplasticizers (SP) and sulfate ions solubilized in the interstitial solution of cement paste, which may cause a loss of the dispersing properties. This has been explained by competitive weak ionic interactions between functional carboxyl groups and sulfate ions with cement grains. In this study, SPs including trialkoxysilane or bis-phosphonate functional groups have been synthesized. Adsorption and dispersing properties of these SPs were evaluated with a low alkali cement in the presence of different concentrations of Na2SO4 added in aqueous solution. It appears that the substitution of carboxyl groups by trialkoxysilane or bis-phosphonate in the polymer makes them more resistant to sulfate ions. We suggested that the high adsorption capacity of these SPs results from the formation of strong interactions between these new groups and cement grains. The improved compatibility of these new SPs with cements has been demonstrated through the method of Concrete Equivalent Mortar (CEM) in using two different cements