Interaction des silicates de calcium hydratés (C-S-H), principaux constituants du ciment, avec les chlorures d'alcalins. Analogie avec les argiles

ACe travail, s'inscrivant dans le cadre d'une etude plus generale sur la structure et la reactivite du ciment, est consacre a l'analyse experimentale et theorique de l'interaction des chlorures d'alcalins avec les silicates de calcium hydrates (C-S-H), principaux constituants de la pâte de ciment. L'interaction des alcalins avec les C-S-H est de type interfacial, mettant en jeu des mecanismes electrostatiques et de complexation de surface. La surface des C-S-H est constituee des sites silanol, partiellement dissocies en raison du pH fortement basique de la solution interstitielle. Les ions calcium, presents en grande quantite dans la solution d'equilibre des C-S-H, constituent des ions determinant le potentiel pour la surface des C-S-H. Les ions alcalins semblent entrer en competition avec le calcium pour ces memes sites de surface. Les isothermes d'adsorption montrent que le cesium presente une meilleure affinite que le sodium et le lithium pour la surface des C-S-H. Par ailleurs, la RMN du solide suggere que le cesium forme avec les sites de surface des complexes de sphere interne, alors que le sodium semble conserver sa sphere d'hydratation. Ces resultats se correlent avec des mesures de potentiel zeta, qui laissent supposer une adsorption specifique des ions cesium, et un comportement indifferent des deux autres alcalins. Une modelisation de la surface des C-S-H a ete possible a l'aide d'un modele de double couche electrique, ainsi que de lois d'action de masse traduisant la complexation des differents ions avec les sites silanol. L'etude dans sa globalite repose sur une analogie structurale avec les smectites, argiles presentant des proprietes reconnues d'adsorption de cations. La similitude structurale entre les deux mineraux s'accompagne de certaines similitudes de reactivite, bien que des differences significatives de comportement puissent egalement etre notees.