Contribution à l'étude des mécanismes de contact émulsion de bitume-granulats : effets d'un traitement préalable des granulats

Contribution to the study of bitumen emulsion adsorption at fillers' surface. Effects of pre-adsorbed layers

• Auteur / Autrice : Chiraz Castagnini Flavio
• Direction : Amane Jada
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ellipsométrie

Adsorption

Résumé

Le but de l’étude est d’évaluer l’effet de l’adsorption d’un tensioactif amphotère et d’un polyélectrolyte à la surface de granulats employés pour la réalisation d’enrobés bitumineux à froid. Les propriétés électriques de surface, analysées par zêtamétrie, révèlent des comportements très différent suivant la nature des additifs adsorbés et des conditions environnementales (pH, ions divalents…). L’étude in-situ de la morphologie des films adsorbés par AFM et de leur épaisseur par ellipsométrie à l’interface silice-eau a permis d’élucider les mécanismes d’adsorption. En particulier, ces additifs ne forment pas de monocouches hydrophobes homogènes. Enfin il a été montré qu’une couche pré-adsorbée de ces additifs est systématiquement incapable de modifier durablement la chimie de surface d’une silice lors d’une acidification du milieu ou de l’apport d’un agent tensioactif supplémentaire. Ce dernier cas constitue une simulation simplifiée du système complexe émulsion de bitume-granulat.

The aim of this work is to study the consequences of charged surfactants and polyelectrolyte adsorptions at fillers’ surface used for cold mix asphalts. Electrical properties of the surfaces, as shown by electrophoretic measurements, depend readily on additives structures and bulk conditions (pH, bulk concentration, divalent metal cations…). In-situ AFM pictures and ellipsometric layer thickness measurements have provided direct evidence for the presence of surface aggregates and has allowed us to propose adsorption mechanisms. Particularly, no regular hydrophobic monolayers are formed through additives adsorption. Finally, we have shown that pre-adsorbed layers are unable to modify durably the surface chemistry of silica when reducing the bulk pH (acidification) or when adding a second surface active agent. This latter case consists in a simplified representation of the complex bitumen emulsion-filler system.