E Conclusions et discussion

IV.E

Conclusions et discussion

De manière indéniable, les éthers de cellulose apparaissent très stables en milieu alcalin. Seuls trois molécules carboxylates sont détectées à des concentrations très faibles. En outre, la dégradation des éthers de cellulose semble d’autant plus faible que le degré de substi- tution en groupements hydroxypropyle de la molécule HEC (ou le degré en groupements hydroxypropyle des molécules MHPC) est élevé. Pour évaluer l’impact de cette dégradation sur le retard d’hydratation, la comparaison des suspensions de ciment adjuvanté et des suspensions de ciment avec les solutions synthétiques de produits de dégradation est sans appel. Le retard d’hydratation provoqué par les produits de dégradation est quasiment nul, et ne peut en aucun cas expliquer le retard de précipitation de plusieurs heures observé pour les suspensions de ciment adjuvanté (figure 63).

Figure 63 : Influence de la dégradation sur le retard induit par les HEC

Cette étude permet de répondre à la problématique posée au début de ce chapitre : l’hypo- thèse d’une dégradation importante des éthers de cellulose, générant des molécules carboxy- lates, n’est pas pertinente pour expliquer les retards importants d’hydratation constatés sur les phases silicates. Une synthèse de ce chapitre sur l’impact de la dégradation des adjuvants sur la cinétique d’hydratation du ciment a fait l’objet d’une publication [Pourchez et al.,

Chapitre

V

Impact des éthers de cellulose sur

l’hydratation des phases cimentaires

Pour établir un scénario d’interaction, il est nécessaire de répondre à trois questions : ⊲ Quel est le responsable du retard d’hydratation : le polymère originel ou dégradé ? ⊲ Quelle est l’origine du retard : influence des éthers de cellulose sur la dissolution d’une

ou plusieurs phases anhydres ou la germination-croissance d’un ou plusieurs hydrates ? ⊲ Quel est le mode d’action des éthers de cellulose :adsorption sur des phases anhydres et/ou hydratées, insertion dans la structure de l’hydrate, complexation d’ions de la solution interstitielle ?

Les chapitres III et IV apportent des éléments de réponse intéressants. Les éthers de cellulose apparaissent stables en milieu alcalin. Ainsi, l’hypothèse d’une action des molécules carboxylates issues de la dégradation des éthers de cellulose est peu plausible. En outre, la faible influence de la masse moléculaire sur la cinétique d’hydratation, comme la très faible capacité de complexation avec les ions calcium, semblent montrer qu’une action des éthers de cellulose en solution (par consommation des ions calcium ou par augmentation de la viscosité créant une barrière de diffusion) est peu probable. Néanmoins, de nombreux points restent à éclaircir. Ainsi, une démarche systématique sur des systèmes minéraux de complexité croissante (des phases anhydres et hydratées pures à plusieurs ciments blancs et gris) est adoptée afin de déterminer l’origine du ralentissement de l’hydratation et le mode d’action précis des éthers de cellulose.

Chapitre V : Impact des éthers de cellulose sur l’hydratation des phases cimentaires

V.A

Paramètre expérimental clef

Les conditions expérimentales sont caractérisées par trois paramètres indépendants : le volume de solution d’hydroxyde de calcium (noté L pour liquide), la quantité de ciment (noté C) et la quantité d’éther de cellulose (noté P pour polymère). Pour déterminer l’in- fluence de chacun de ces trois paramètres sur le retard d’hydratation, nous nous sommes placés dans des conditions opératoires telles qu’un seul de ces paramètres varie. L’indicateur cinétique utilisé pour évaluer le retard d’hydratation des phases silicates est le temps de précipitation de la portlandite déterminé par suivi conductimétrique.

L’influence du volume de solution d’hydroxyde de calcium, sur le retard de la préci- pitation de la portlandite, est examinée en comparant des conditions d’hydratation pour lesquelles le rapport polymère sur ciment (noté P_{/C) est fixé à 2 %. Dans ces conditions}

expérimentales, le rapport L_{/S et la concentration en polymère varient. Il apparaît alors,}

aux erreurs expérimentales près, que le volume de solution d’hydroxyde de calcium n’a au- cune influence significative sur l’augmentation du temps de précipitation de la portlandite (figure 64). Autrement dit, à rapport P_{/C fixé, le retard sur le début de la précipitation de}

la portlandite reste constant. Sur le même principe, l’influence sur le retard d’hydratation de la quantité de ciment et de la quantité de polymère est déterminée. Contrairement au volume de solution d’hydroxyde de calcium, la variation de la quantité de ciment et de la quantité de polymère a un impact non négligeable sur le retard de précipitation de la portlandite (figure 65).

Paragraphe V.A : Paramètre expérimental clef

Figure 65 : Influence de la quantité de ciment (A) et de polymère (B) sur le retard d’hydratation

Alors que le retard augmente faiblement pour une diminution de la quantité de ciment (figure 65 A), il augmente très sensiblement pour une augmentation de la quantité de poly- mère (figure 65 B). Autrement dit, avec uniquement le rapportL_{/Sou alors la concentration}

en polymère constant, le retard sur le début de la précipitation de la portlandite varie. Ainsi, le paramètre expérimental clef du retard d’hydratation semble être le rapport massique po- lymère sur ciment. De plus, la dépendance entre retard et P_{/C semble globalement de type}

Langmuir (figure 66 B), avec une possible transition avec une loi linéaire pour des rap- portsP_{/Célevés (figure 66 A). Le rôle déterminant du}P_{/Cconjugué à l’impact mineur de la}

concentration en polymère et du rapport L_{/S, sont des arguments supplémentaires en faveur}

d’un mécanisme d’action des éthers de cellulose, non pas en solution, mais par adsorption sur des phases anhydres et/ou hydratées.

Figure 66 : Variation du retard sur la précipitation de la portlandite avec le rapport P_/C

Le paramètre expérimental clef pour le retard sur le début de la précipitation de la port- landite est sans conteste le rapport massique polymère sur ciment. Ce résultat indique un mode d’action des éthers de cellulose plutôt par adsorption et écarte à nouveau les hypo-

Chapitre V : Impact des éthers de cellulose sur l’hydratation des phases cimentaires