| Mousses minérales : développement, structure porale et propriétés d'usages (Mineral foams: development, poral structure and use properties) Mortada, Nourhan - (2021-12-14) / Universite de Rennes 1 - Mousses minérales : développement, structure porale et propriétés d'usages
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Lanos, Christophe Discipline : Génie civil Laboratoire : Laboratoire de génie civil et génie mécanique Ecole Doctorale : SPI Classification : Sciences de l'ingénieur Mots-clés : Mousse aqueuse, Mousse minérale, Tensioactif, Rhéologie, Propriétés d’usage, Structure porale
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Résumé : Les mousses minérales constituent une alternative intéressante pour obtenir des produits constructifs allégés et isolants. Cinq tensioactifs (synthétiques et protéiniques) sont sélectionnés pour cette étude. Leur capacité à réduire la tension de surface et à produire des mousses aqueuses stables est évaluée. Une classification des tensioactifs est proposée. Des mousses minérales à base de gypse et de chaux sont alors produites par moussage direct ou par pré-moussage en faisant varier le temps de malaxage, le type de tensioactif, son dosage et le taux de gâchage. Considérer une mousse minérale comme un mélange d’une mousse aqueuse et d’une suspension concentrée permet d’interpréter les pertes de stabilité constatées ainsi que les réponses rhéologiques des mousses à l’état frais. Ces mousses sont caractérisées à l’état durci en distinguant les contributions des porosités associées aux bulles et à la matrice. Les performances thermiques, mécaniques, hygriques et les perméabilités à l’air et à la vapeur d’eau des mousses sont évaluées. Les interactions entre la formulation, les conditions de moussage et les propriétés d’usage des mousses sont discutées. Pour compléter l’analyse, les structures porales des mousses minérales sont confrontées à celles des mousses aqueuses. Les différents résultats obtenus permettent d’identifier les meilleurs compromis de production au regard de performance ciblées. Abstract : Mineral foams represent an interesting alternative to obtain lightweight and insulating construction materials. Five surfactants (synthetic and protein-based) are selected for this study. Their ability to reduce surface tension and to produce stable aqueous foams is evaluated. A classification of surfactants is proposed. Mineral foams based on gypsum and lime are then produced using direct foaming method or using pre-foaming method varying the mixing time, the type of surfactant, its dosage and the mixing ratio. Considering a mineral foam as a mixture of an aqueous foam and a concentrated suspension allows the interpretation of the stability lost and the rheological responses of the foams at the fresh state. These hardened foams are characterized analysing the contributions of the porosities associated to the bubbles and to the matrix. The thermal, mechanical, hygric performances and the air and water vapor permeabilities of the foams are evaluated. The interactions between formulation, foaming conditions and the use properties of the foams are discussed. To complete the analysis, the poral structures of mineral foams are compared with those of aqueous foams. The different obtained results allow the identification of the best production compromises with respect to targeted performances. | |||