Physico-chimie des matériaux de construction
Dimitri Deneele, Anne-Claire Gaillot
La première partie des recherches dans cet axe vise à comprendre les interactions de liants hydrauliques (chaux et ciments) avec les matériaux naturels (sols) et les minéraux naturels (argiles) dans des applications qui visent à valoriser des sols naturels lors de travaux de terrassement ou d'inclure des additifs naturels dans les ciments.
Il s'agit de déconvoluer les mécanismes physico-chimiques qui se déroulent à l'échelle atomistique (RMN du solide, XAS, MET) et qui conduisent à la modification des propriétés macroscopiques en passant par l'échelle particulaire (étude de la microstructure, DRX, MEB). Celles-ci sont menées en lien étroit avec une caractérisation géotechnique de manière à faire le lien entre les mécanismes initiés au niveau des sites d'échanges des particules phylliteuses (argiles, micas) et les phénomènes mécaniques macroscopiques du sol.
Pour les recherches menées sur les ciments, il s'agit d'évaluer comment l'utilisation de matériaux naturels (zéolites et pouzzolanes) pourrait réduire la part de clinker et contribuer ainsi à la réduction des émissions de CO2. L'utilisation de la RMN du solide et des spectroscopies vibrationnelles Infra-Rouge et Raman permet de suivre en détail l'hydratation des ciments puis de décrire comment les additifs modifient les performances mécaniques des matériaux.
Le développement de nouveaux liants de type géopolymères, à partir de la réaction d'une source alumino-silicatée (argile ou métakaolin) avec une solution siliceuse et alcaline (NaOH ou KOH) et l'adaptation des ces nouveaux liants aux matériaux et à leur application (stabilisation de sols en terrassement ou stabilisation à terre de sédiments de dragage) est une action complémentaire en cours de développement.
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