Influence des hydroxypropylguars sur les propriétés des mortiers de ciment à l’état frais

T. Poinot, A. Govin, P. Grosseau

Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, France Centre SPIN / Laboratoire Georges FRIEDEL, LGF, UMR CNRS 5307

Influence des HydroxyPropyl Guar sur les

propriétés des mortiers de ciment à l’état frais

Matériaux 2014

Conclusions

Matériel :

H

ydroxy

P

ropyl

G

uars

Substitution d’hydroxylespar des groupements hydroxypropyles (HP) Cyamopsis tetragonolobus Graine Endosperme Broyage Obtention HPG étudiées Code couleur DS Chaine alkyle substituée HPG1 Bas Non HPG2 Moyen Non HPG3 Elevé Non HPG4 Elevé Non HPG5 Elevé Courte HPG6 Elevé Longue

Effet des HPG sur les mortiers Améliorent la rétention d’eau

Propriétés (rétention d’eau, effet retard) modulables grâce à des modifications structurales (DS, chaîne alkyle)

La rétention d’eau n’est pas due à la viscosité de la solution interstitielle mais à la formation d’agglomérats de polymères qui bouchent la porosité du mortier à l’état frais

HPG O HO HO O O O O OH O O O OH HO OHO HO H2CC CH3 HO H H2C C CH3 HO H DS = Degré de Substitution = nombre moyen d’unités HP par unité glucosidique

Gomme de guar

Obtenue sans procédé chimique

O OH HO O O O O OH HO O O OH HO OHOH HO

Contexte et objectifs

Agent rétenteur d’eau (polysaccharide) Adjuvants les plus utilisés :

éthers de cellulose (E.C.)

~ 1/3 du coût des matières

premières pour seulement 0,5 wt%

Effet désiré

Rétention d’eau

Sansagent rétenteur d’eau

Transfert de l’eau vers le support

M o rt ie r Support

L’eau reste dans le mortier Meilleures propriétés mécaniques et adhésives

Avecagent rétenteur d’eau

Décollement Fissuration

Etude d’un agent rétenteur d’eau bio-sourcé non cellulosique : les HydroxyPropyl Guar

M o rt ie r Support

Méthodes et Résultats

Influence des HPG sur la viscosité : effet de la concentration en polymère

Interprétation : bouchage de la porosité par les agglomérats de polymère

Caractérisation de la rétention d’eau (ASTM C1506-09)

Mortier Succion par dépression 50mmHg pendant 15’ Masse d’eau perdue pendant la dépression Calcul de WR (%) Mortier Taux d’adjuvant = 0,3 wt% _Forte ↗ de WR

par rapport au témoin (sans adjuvant) WR similaires aux E.C. (MHPC et HEC) HPG = bons rétenteurs d’eau 62,1 90,7 98,098,196,798,6 98,4 86,5 99,1 91,9 50 60 70 80 90 100 W R ( % )

Influence des HPG sur la rétention d’eau (WR)

Même ordre de grandeur qu’avec des éthers de cellulose (E.C)

Toutes les HPG ont≈ la même masse moléculaire

HPG = bonne alternative aux E.C en tant qu’adjuvants rétenteur d’eau bio-sourcé

Inde 50 60 70 80 90 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 HPG 1 W R ( % ) η 0 o f p o re so lu tio n (P a .s)

Polymer dosage (% bwoc) 50 60 70 80 90 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 HPG 2 W R ( % ) η 0 o f p o re so lu tio n (P a .s) Introduced Concentration (g/L) 50 60 70 80 90 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 HPG 3 W R ( % ) η 0 o f p o re so lu tio n (P a .s)

Polymer dosage (% bwoc)

60 70 80 90 100 0 0.03 0.06 0.09 0.12 0 0.2 0.4 0.6 0.8 HPG 5 W R ( % ) η 0 o f p o re so lu tio n (P a .s)

Polymer dosage (% bwoc) 60 70 80 90 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0 0.2 0.4 0.6 0.8 HPG 6 W R (% ) η 0 o f p o re s o lu tion (P a .s )

Polymer dosage (% bwoc) 50 60 70 80 90 100 0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0 0.5 1 1.5 2 HPMC 1 W R (% ) η 0 o f p o re so lu tio n (P a .s)

Polymer dosage (% bwoc) 50 60 70 80 90 100 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 HPMC 2 W R (% ) η 0 o f p o re so lu tio n (P a .s)