Synthèse en milieux fluides supercritiques de materiaux d’addition avancés pour les ciments

Abstract

Le ciment est le matériau le plus utilisé de nos jours pour plusieurs raisons: de bonnes propriétés mécaniques à la compression, un faible coût et une facilité d'utilisation. Cependant, le ciment est fragile lorsqu'il est soumis à des charges élevées et il est susceptible de se dégrader par des agents externes. Pour cette raison, différents additifs sont utilisés pour modifier le processus de prise et ainsi les propriétés finales du ciment. Parmi ces additifs, il y a un type appelé « accélérateurs de prise » qui permet la prise de la matrice de ciment plus rapidement. Il existe un type d'additifs « accélérateurs » qui constituent des points de germination pour la formation de gel C-S-H autour d'eux. L'objet de ce travail a été de développer une nouvelle voie de synthèse, basée sur la technologie eau supercritique, de deux nanoadditifs d'hydrates de silicate de calcium : la xonotlite et la tobermorite.Dans un premier temps, la synthèse a été effectuée dans des conditions souscritiques. Ensuite, il a été développé un réacteur continu supercritique adapté à la synthèse de ces nanoadditifs. Les synthèses ont été réalisées à 400 ° C et 23,5 MPa. La xonotlite et la tobermorite ont toutes deux été obtenues en réduisant drastiquement les temps de réaction d'heures/semaines (dans des conditions souscritiques) à quelques secondes seulement, dans des conditions supercritiques.Le dernier point étudié a été l'effet d'ensemencement par ces deux additifs de la pâte de ciment. Dans tous les cas, il a été observé, une accélération de la réaction et également une amélioration de la résistance du ciment.En conclusion, ce travail présente une nouvelle méthode ultra-rapide pour synthétiser des hydrates de silicate de calcium très cristallins, et prouve également l'effet « accélérateur » de ces particules lorsqu'elles sont utilisées comme germes dans des pâtes de ciment. Cette recherche propose une nouvelle méthodologie pour la synthèse des additifs pour ciments.