Incidence des adjuvants pour beton sur le confinement des radioelements et la tenue sous rayonnement des matrices ciment

par Ammala Pholvichith

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Christiane Ferradini.

Soutenue en 1994

à Paris 5 .


  • Résumé

    Afin d'ameliorer la durabilite des materiaux a base de ciment utilises dans le stockage des dechets radioactifs, nous introduisons actuellement dans leur preparation le naphtalene sulfonate formaldehyde (nsf) et la melamine sulfonate formaldehyde (msf). Par l'ajout de ces deux fluidifiants, le beton beneficie de bonnes proprietes rheologiques a l'etat frais et d'une compacite elevee a l'etat durci. Les analyses physico-chimiques (rx, uv, ir) montrent que les deux fluidifiants ne modifient pas la mineralogie de la pate de ciment. Par contre, le nsf se trouve en solution au sein du milieu interstitiel et, la msf est fixee sur les particules solides. Une telle difference de comportement peut se montrer discriminante quant au pouvoir de confinement des radioelements : vis-a-vis de la lixiviation d'un ion aussi labile que le cesium, la presence de msf n'apporte aucune modification par rapport au temoin, tandis que la presence de nsf provoque un surcroit de relachement. Sans irradiation, la presence de 1% de fluidifiant montre nettement un gain de resistance en compression une compacite elevee et une augmentation du retrait. Ces phenomenes sont essentiellement dus a la structuration homogene provoquee dans le materiau frais initial. L'ensemble de ces proprietes physiques est globalement favorable a l'amelioration de la durabilite ou du pouvoir de confinement de la pate de ciment. Sous le rayonnement gamma du cobalt 60, aucune deterioration du materiau n'est observee. Un ajout de 1% de fluidifiant peut maintenir la resistance en compression voire l'augmenter dans certains cas. Les retraits des pates adjuvantees irradiees sont plus faibles par rapport aux pates adjuvantees non irradiees. En presence des fluidifiants, l'hydrogene n'apparait pas jusqu'a une irradiation de 28 kgy recu par les echantillons. Pour une dose absorbee de 80 kgy, l'hydrogene degage est de 3 a 8 fois plus faible par rapport au temoin sans fluidifiant. Ces observations peuvent s'expliquer par l'effet d'eponge. La presence de fluidifiant peut egalement diminuer la consommation de l'oxygene lors de l'irradiation, cette diminution est pratiquement due a l'effet de l'impermeabilite de la pate de ciment. Les essais de complexation entre les fluidifiants et les radioelements ou leurs isotopes inactifs ont ete realises dans un milieu d'eau de ciment. Les experiences menees consistaient a mesurer la solubilite apparente de chaque isotope. Les analyses physico-chimiques montrent que les fluidifiants sont des complexants puissants, particulierement pour le nsf. La cinetique de leur complexation est rapide et les complexes solubles formes sont stables. En conclusion, la msf apparait plus interessante pour les materiaux d'enrobage tandis que le nsf est mieux adapte aux applications de protection ou de conteneurage.


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  • Détails : 1 vol. (209 p.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 184-187

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