| Summary: | Ce travail de thèse présente la modélisation des phénomènes interfaciaux des Silicates
de Calcium Hydratés (C-S-H) en présence de diverses solutions salines. Les
C-S-H sont synthétisés en laboratoire sous la forme de suspensions en solution. La
caractérisation du solide par diffraction des rayons X et par résonnance magnétique
nucléaire permet de valider le processus de synthèse. L’étude de particules colloïdales
en solution, tels les C-S-H, requiert la caractérisation globale de l’interface, c’est-à-dire
la surface du solide, la région interfaciale et la solution. Le modèle numérique développé
dans le cadre de travail de recherche prend en compte les spécificités physiques de ces
trois régions. La modélisation des intéractions ioniques s’articule expérimentalement
sur les mesures de potentiel zêta et de rétention ionique. Le modèle considère les
phénomènes de double couche et de complexation de surface pour interpréter les données
de potentiel zêta. Une telle interprétation permet également de déterminer quantitativement
la fixation des ions par les C-S-H, due à l’adsorption spécifique et à l’attraction
électrostatique. La modélisation des interactions de surface est couplée chimiquement à
un modèle de solubilité. Ce couplage physico-chimique fait intervenir la notion d’activité
ionique. Le coefficient d’activité des ions en solution est calculé par la méthode MSA
(Mean Spherical Approximation) qui est applicable à de fortes concentrations ioniques.
Les C-S-H sont étudiés en présence de NaCl, Na2SO4, NaOH et CaCl2. Les résultats
du modèle mettent en évidence la dépendance de la charge de surface en fonction de
la composition de la solution, ainsi que la corrélation implicite entre les interactions
interfaciales et la rétention ionique. Cette corrélation est vérifiée par l’application du
modèle à des pâtes de C3S hydraté. L’un des objectifs majeurs de la thèse est l’étude
du comportement des ions chlore. L’étude démontre leur très faible interactivité envers
les C-S-H, ce qui constitue une information importante, car, dans le cas d’une pâte de
ciment hydraté, les C-S-H sont généralement considérés comme étant les principaux responsables
de la rétention du chlore. Par le développement d’un module d’interactions
physiques, ce travail de recherche contribue significativement à l’étude du transport
ionique dans les matériaux cimentaires. ===
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