Interaction entre des matériaux argileux et un milieu basique riche en calcium

Surface reactivity of clay minerals in calcium hydroxide based dispersions

• Auteur / Autrice : Koffi Léon Konan
• Direction : Agnès Smith, Jean-Pierre Bonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasticité

Argile

Dispersants

Rhéologie

Kaolin

Mots clés libres

Illite

Montmorillonite

Hydroxyde de calcium

Résumé

Les matériaux argileux peuvent être utilisés dans le domaine cimentaire pour leur effet pouzzolanique (après deshydroxylation) ou encore comme charge inerte pour combler en partie la porosité ouverte. L’étude des interactions entre les produits cimentaires et les argiles est donc essentielle pour optimiser la valorisation de ces matériaux. Les interactions entre trois argiles (kaolin, illite et montmorillonite) et une solution d’hydroxyde de calcium Ca(OH)2) ont donc été étudiées. Les résultats obtenus montrent que toutes ces argiles piègent simultanément les ions calcium et hydroxyle. Cette adsorption est fonction de la surface spécifique de l’argile et de la basicité de la solution. Le calcium se révèle être un coagulant pour le kaolin et un dispersant pour l’illite en milieu basique. Le cas de la montmorillonite est plus complexe du fait d’échange interfoliaire. Les résultats ont pu être interprétés en prenant en compte le caractère donneur ou accepteur des atomes des diverses surfaces et le omportement de la sphère d’hydratation des ions calcium. L’utilisation de dispersants organiques est également présentée.

Clay materials can be used in cementitous materials for their pozzolanic effect (after deshydroxylation) or like inert load to partly fill open porosity. The study of interactions between the cement based materials and clays is thus essential to optimise the valorisation of these materials. Surface reactivity of three clays (kaolin, illite and montmorillonite) in calcium hydroxide based dispersions (Ca(OH)2) was thus studied. The results obtained show that all these clays trap simultaneously calcium and hydroxyl ions. This adsorption is a function of the specific surface of clay minerals and the alkalinity of the dispersion. The calcium proves to be a coagulant for the kaolin and a dispersant for the illite in a basic medium. The case of montmorillonite is more complex because of interfoliar exchange. The results could be interpreted by taking into account the donor or acceptor character of atoms of various surfaces. The effect of organic dispersants is also discussed.