L'interaction ciment/superplastifiant : Cas des polysulfonates

AITCIN, PC ; JIANG, S ; KIM, B ; NKINAMUBANZI, PC ; PETROV, N

Résumé :

Cet article présente une synthèse de plusieurs travaux de recherche effectués ces dernières années à l'université de Sherbrooke dans le cadre d'études sur le phénomène de compatibilité entre les ciments Portland et les superplastifiants à base de polysulfonates. Ces recherches ont mis en évidence l'importance cruciale de la vitesse de dissolution des différents sulfates que l'on retrouve dans un ciment Portland lorsqu'il s'agit de maintenir l'affaissement des bétons superplastifiés. Chaque fois que la solution interstitielle du béton frais présente un déficit en ions SO42- des molécules de polysulfonate vont neutraliser des sites actifs du C3A et c'est cette consommation de molécules de polysulfonate qui occasionne alors une perte d'affaissement. La teneur en sulfates alcalins du clinker qui a servi à fabriquer le ciment devient donc un facteur clé dans cette compétition entre les ions SO42- et les terminaisons SO3- des polysulfonates lorsqu'il s'agit de neutraliser les sites actifs du C3A. En effet, les sulfates alcalins sont beaucoup plus rapidement solubles que les différentes formes de sulfate de calcium que l'on a rajouté au clinker dans les broyeurs et, en général, ils se situent très près du C3A sur les grains de ciment. L'importance de la teneur en sulfates alcalins explique aussi pourquoi ce sont les ciments à très faible teneur en alcalins et les ciments blancs, qui contiennent très peu d'alcalins en général, qui sont les ciments les moins compatibles avec les superplastifiants à base de polysulfonates. Dès le moment où l'on connaît une des causes principales de la perte d'affaissement de certains bétons superplastifiés, il devient très facile de corriger ces cas d'incompatibilité : il suffit de rajouter une quantité adéquate de sulfate alcalin rapidement soluble dans le béton au moment de son gâchage.

Mots clés :

Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées n°233, 2001, pp 87-98