Superplastifiant
Un superplastifiant ou haut réducteur d’eau est un adjuvant pour matériaux cimentaires tels que les coulis, les mortiers de ciment et les bétons de ciment. Il est utilisé pour diminuer la quantité d’eau qu’ils contiennent à l’état frais et ainsi augmenter leur résistance mécanique à l’état durci. Ces adjuvants interviennent par la réduction du rapport E/C (eau/ciment). Les surperplastifiants sont ajoutés aux matériaux cimentaires à des ratios entre 0,8 et 3 % de la masse de ciment utilisé[1].
Les superplastifiants ont un mode d'action similaire à celui des plastifiants mais il se produit avec une intensité bien plus importante[2].
Composition
Les superplastifiants sont des polymères hydrosolubles. À l'heure actuelle, cinq familles de superplastifiants sont utilisées dans les bétons et se résument comme suit :
- les sels sulfonés de polycondensés de naphtalène et de formaldéhyde, couramment appelés les polynaphtalènes sulfonates (PNS) ou encore les superplastifiants à base de naphtalène ;
- les sels sulfonés de polycondensés de mélamine et de formaldéhyde, appelés couramment appelés les polymélamines sulfonates (PMS) ou encore les superplastifiants à base de mélamine ;
- les lignosulfonates d’ammonium, de calcium et de sodium ayant de très faibles teneurs en sucre ;
- les polyacrylates ;
- les ethers polycarboxyliques modifiés.
Mécanisme
L’eau joue deux rôles dans les matériaux cimentaires : réactif et véhicule. Pour améliorer les performances mécaniques de ces matériaux, il faut réduire l’eau jouant le rôle de véhicule car son évaporation provoque la formation de pores.
Les superplastifiants augmentent la fluidité de ces matériaux à l’état frais, ce qui permet de diminuer la proportion d’eau. En s’adsorbant à la surface des particules de ciment ou en se positionnant entre elles, les superplastifiants augmentent les forces de répulsions électrostatiques ou stériques entre elles ce qui induit moins de contact entre ces particules et donc un meilleur écoulement du matériau frais[3].
Effets sur le béton frais
Les superplastifiants permettent d’augmenter la maniabilité du béton frais, ce qui lui permet d'être mis en place plus facilement.
Les superplastifiants peuvent ralentir le temps d’hydratation du ciment.
Effets sur le béton durci
Les superplastifiants permettent d’augmenter la résistance mécanique et la durabilité du béton durci mais peuvent réduire sa perméabilité.
Utilisations
Les superplastifiants sont utilisés pour fabriquer du béton prêt à l’emploi, du béton hautes performances, du béton très hautes performances, du béton autoplaçant, du béton pompé, du béton précontraint. Ces bétons sont utilisés pour fabriquer par exemple des dallages et des fondations profondes.
Références
- Jean-Michel Torrenti , Laetitia D’Aloia-Schwartzentruber, Le grand livre des bétons, Connaissances et pratiques - Avancées environnementales - Réglementation et cadre normatif, Éditions du Moniteur, 2014
- Georges Dreux, Jean Festa, Nouveau guide du béton et de ses constituants, Eyrolles, 1998 (8e édition)
- Jean-Paul Baïlon, Jean-Marie Dorlot, Des matériaux, Presses internationales polytechniques, 3e édition, 2000
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