Rôles compares des cations étrangers en solution dans l’étape de germination associée à l'hydratation des sulfates de calcium et de l'aluminate mono calcique

• Auteur / Autrice : El-Habib Sadok
• Direction : Michel Murat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Gestion et traitement des déchets
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LCPAE – Chimie Physique Appliquée et Environnement (Lyon, INSA1980-1995)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sulfate de calcium

Cations

Fibres-ciments

Résumé

L'objectif de ce travail a concerné l’extension, à d'autres systèmes solide-liquide, du modèle théorique proposé antérieurement par Murat et El-Hajouji pour expliquer le rôle des cations métalliques étrangers dans l'étape de germination associée à la réaction d'hydratation de l'anhydrite orthorhombique. Dans un premier temps, la validité de ce modèle a pu être vérifiée pour la réaction d'hydratation du sulfure de calcium semi hydraté CaSO4l/2H2Oβ. Puis une extension à la réaction d'hydratation de l'alumine mono calcique et du ciment alumineux Sécar 71 (étude par calorimétrie isotherme), a montré que ce modèle ne tenait plus lorsque la paramètre z/r (z charge et r rayon ionique) caractéristique du cation étranger devenait supérieur à 2,5Ǻexp-1. Une explication de ce phénomène est fournie sur la base d'une hypothèse (expérimentalement vérifiée) impliquant la précipitation d'hydroxydes métalliques, provoquée par l 'élévation du PH associée à la dissolution de la phase anhydre : les grains d'hydroxyde métallique jouent le rôle de germes potentiels provoquant une nette augmentation de la vitesse de germination des aluminates de calcium hydratés. Les cations lithium et nickel provoquent pour leur part la précipitation immédiate d'un aluminate métallique (de Li et de Ni) hydraté jouant le même rôle que les hydroxydes métalliques (intervention d'un processus de germination hétérogène), mais conduisant à une valeur particulièrement élevée de la vitesse de germination. Le caractère hétérogène de l'étape de germination a été confirmé pas l'analyse des valeurs de la résistance mécanique, à la compression pure, des produits d'hydratation de Sécar 71. Ces résultats éclairent d'un jour nouveau le déroulement du processus de dissolution non congruente d'une phase solide en milieu aqueux et ses implications dans le développement des résistances mécaniques des géomatériaux.