Structure porale de mousses minérales

Gabriel Samson (1) , Annabelle Phelipot-Mardelé (1) , Christophe Lanos (1)

1 LGCGM - Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique

The studied mineral foams are mainly composed of reactive anhydrous calcium sulfate mixed with a small water to binder ratio leading to a highly concentrated mineral suspension. To ensure the foam stability until binders setting, six foaming agents are tested. The employed foaming method allows targeting different dry foam densities (250 < ρ < 800 kg/m³) with the same composition. The parameters of the study are the foam samples density and the foaming agent content. The thermal and mechanical properties are investigated as well as the porous structure of mineral foams analysed through the study of the porous surface granulometry realised on 2D cross section. The thermal conductivity appears to be proportionally linked to the density. In contrast, compressive strength and foams porous structure depend on density and on the foaming agent nature and content. The best mechanical strength corresponds to the most monodisperse and the finest porous structure. These results are translated using parameters classically used to characterize the grading curves. Foaming agents impacts on foam structure is then understood.

Les mousses minérales étudiées sont réalisées principalement avec un sulfate de calcium anhydre réactif et un faible taux de gâchage conduisant à la formation d’une suspension très concentrée. Pour garantir la stabilité des mousses jusqu’à la prise des liants, six tensioactifs sont testés. La méthode de moussage employée permet de cibler différentes valeurs de masse volumique durcie (250 <  < 800 kg/m3) à partir d’une même composition. Les paramètres de l’étude sont la masse volumique des mousses et le dosage en tensioactifs. La conductivité thermique et la résistance mécanique sont évaluées ainsi que la structure porale des mousses minérales dont la granulométrie est obtenue pas analyse d’images réalisées en 2D sur un plan de coupe. La conductivité thermique s’avère essentiellement liée à la masse volumique. La résistance à la compression et la structure porale sont largement affectées par la masse volumique mais aussi par le type et le dosage en tensioactif. Les résistances optimales correspondent à la structure porale la plus fine et la plus monodisperse. Ces constats sont traduits à l’aide de paramètres classiquement utilisés pour caractériser les courbes granulométriques. A l’issue de l’étude, l’interaction entre le tensioactif et la structure porale est donc comprise.

Mots clés: Mousse minérale; tensioactif; structure porale; analyse d'image; résistance à la compression

Domaines: Génie civil

Gabriel Samson, Annabelle Phelipot-Mardelé, Christophe Lanos. Structure porale de mousses minérales. 33ème Rencontres Universitaires de Génie Civil - Entre Terre et Mer, Université de Pau et des Pays de l'Adour, May 2015, Bayonne, France. pp.1057-1066. ⟨hal-01167751⟩