B.5 Conclusions et discussion

L’étude cinétique met en évidence un retard de précipitation de la portlandite bien plus important pour les molécules HEC que pour les molécules MHEC-MHPC. Il apparaît que la masse moléculaire des MHEC-MHPC représente un paramètre mineur concernant le ralentissement de l’hydratation des phases silicates par rapport aux degrés de substitution.

Chapitre III : Influence des paramètres moléculaires sur la cinétique d’hydratation Ces conclusions sont cohérentes avec une étude menée, simultanément et indépendam- ment à la notre, par Weyer [Weyer et al., 2005]. Au cours de cette étude, la formation de différents hydrates est suivie par diffractométrie avec un rayonnement synchrotron. Trois éthers de cellulose de degrés de substitution parfaitement définis sont utilisés pour mettre en exergue son influence sur la cinétique d’hydratation du C3S. Ainsi, il est montré que

le degré de substitution est le facteur le plus influent sur l’inhibition de l’hydratation des phases silicates du ciment. Autre point de concordance majeure entre ces deux études, il est prouvé que plus le degré de substitution est faible, plus l’effet retardateur sur l’hy- dratation des phases silicates est important (figure 52). Il est remarquable que malgré les restrictions imputables à chaque méthode de suivi des cinétiques d’hydratation (diffrac- tométrie de rayonnement synchrotron ou conductimétrie en suspension diluée dans une solution d’hydroxyde de calcium) et des différents panels d’éther de cellulose étudiés, des conclusions similaires se dégagent nettement de ces deux études indépendantes.

Figure 52 : Evolution de la teneur en CH et C3S par la méthode de Rietveld [Weyer et al.,2005]

Même s’il semble acquis que pour le retard de l’hydratation des phases silicates les degrés de substitution jouent un rôle clef (et la masse moléculaire un rôle négligeable), il convient toutefois de souligner quelques interrogations subsistantes. L’hypothèse implicite selon la- quelle chaque paramètre (% OCH3, % EOOH et Mp) est indépendant vis-à-vis du ralentisse-

ment de l’hydratation ne semble pas toujours pertinente. Dissocier l’influence du % OCH3 et

du % POOH est délicat (au regard du faible nombre d’adjuvants susceptible d’être réunis pour ce type d’étude), même s’il semble que l’influence du % OCH3 soit plus importante

Paragraphe III.B : Influence des paramètres structuraux des MHEC-MHPC que l’influence du % POOH. L’influence du % POOH sur le retard de précipitation de la portlandite semble déterminant dans certains cas (adjuvants U2 et P1) et négligeable dans d’autres (adjuvants A2 et D2). Il est donc possible qu’un seuil en % OCH3 doit être at-

teint pour que le % POOH ait une influence significative sur l’hydratation (paramètres non indépendants ?).

Quoi qu’il en soit, les mécanismes faisant intervenir les degrés de substitution comme des paramètres clefs doivent retenir toute notre attention. Les résultats cinétiques portant sur les MHEC-MHPC plaident en faveur d’un mécanisme nécessitant un "équilibre" entre les teneurs en groupements hydroxypropyle (hydrophile) et méthoxyle (hydrophobe). Des interactions basées sur la balance hydrophile-hydrophobe de l’éther de cellulose semblent ainsi intéressantes pour les MHEC-MHPC. En revanche, pour les HEC comme pour les MHEC-MHPC, les mécanismes fondés sur la modification de la mobilité ionique induite par l’augmentation de la viscosité de l’eau de gâchage s’avèrent peu plausibles, au regard de l’influence mineure de la variation de masse moléculaire sur la cinétique d’hydratation du ciment. En outre, les retards sur la précipitation de la portlandite observés en pâte de ciment (par microcalorimétrie isotherme avec L_{/S = 0,4 et} P_{/C = 0,5 %) et en milieu dilué}

(par conductimétrie dans une solution d’hydroxyde de calcium à 20 mmol.L−1 avecL/_S= 20

et P_{/C = 2 %) sont comparables (cf. paragraphe V.F.2). Or, l’impact de l’éther de cellulose}

sur la consistance de la pâte de ciment est considérable, alors qu’elle est négligeable sur la viscosité de la suspension. Ainsi, le lien causal entre viscosité (ou consistance) et ralen- tissement de l’hydratation des phases silicates ne semble pas pertinent. Des synthèses de ce chapitre sur l’impact des paramètres moléculaires des MHEC-MHPC et des HEC sur la cinétique d’hydratation du ciment ont fait l’objet de publications [Pourchez et al.,2006b,c]. Même si cette étude cinétique est insuffisante à elle seule pour définir un mécanisme d’interaction, elle met néanmoins en évidence les paramètres moléculaires prépondérants, à savoir les degrés de substitution au détriment de la masse moléculaire. En outre, cette étude a permis de dégager parmi les éthers de cellulose à notre disposition, un nombre restreint de molécules pour l’étude ultérieure portant sur les mécanismes de ralentissement de l’hydratation. Les molécules sélectionnées (H1, N1 et N7 pour les HEC, U2 et P1 pour les MHPC) présentent des retard de précipitation de la portlandite significatifs et disparates.

Chapitre

IV

Influence de la dégradation des éthers de

cellulose sur la cinétique d’hydratation

Le ciment est un milieu alcalin très agressif, susceptible de dégrader les molécules or- ganiques. La quantification des éventuels produits de dégradation revêt une importance particulière, car des études antérieures sur la dégradation en milieu alcalin des dérivés cel- lulosiques et des polysaccharides ont permis l’identification de nombreux composés dont des carboxylates [Young, 1968; Peschard, 2003].

Or, il est reconnu que les carboxylates sont des molécules susceptibles de générer des retards d’hydratation conséquents, notamment en se complexant avec les ions calcium de la solution interstitielle [Ohama, 1998]. Il convient donc de vérifier si le ralentissement de l’hydratation des phases silicates induit par les éthers de cellulose peut être imputé à l’ac- tion des produits de dégradation.

Pour conclure sur la stabilité des éthers de cellulose en milieu alcalin et sur son influence sur le retard d’hydratation, ce chapitre propose :

⊲ d’évaluer la capacité des éthers de cellulose à complexer les ions calcium,

⊲ d’identifier les produits de dégradation des éthers de cellulose dans un environnement alcalin modèle,

⊲ de quantifier les produits de dégradation présents dans ce milieu alcalin modèle, ⊲ de déterminer les capacités retardatrices des différents produits de dégradation.

Chapitre IV : Influence de la dégradation des adjuvants sur l’hydratation