Étude des propriétés viscoélastiques de suspensions de smectite homoioniques à bi-ioniques (Ca2+, Na+) : influence de la concentration (2-100 g/l).

Sandrine Paumier (1) , P. Monnet (2) , A. Pantet (1)

1 HydrASA - Hydrogéologie, Argiles, Sols et Altérations - UMR 6532
2 LEA - Laboratoire d'Études Aérodynamiques

A smectite is a 2/1 phillosilicate composed of negatively charged layers. In dispersion, particles could link together and form a tridimensionnal network. In this study we focus on the exchangeable complex influence (Ca2+ or Na+) on the mechanical properties. Flow curves reveal that the rheological behavior evolves from Newtonian to shear-thinning with a yield stress according to the concentration and the saturation. The interactive properties of sodium smectite are detectable from 20 % of sodium powder in dispersion. The Herschel-Bulkley model applied on established flow curves allowed an accurate dispersion characterisation but don't take into account the thixotropic properties. Pastes viscoelastic properties are characterized using creep and oscillation tests..

Une smectite est un phillosilicate 2/1 composé de feuillets chargés négativement susceptibles de s'associer en particules puis en un réseau tridimensionnel. Notre objectif est de comprendre l'influence des cations échangeables (Ca2+ et Na+) situés en position interfoliaire sur la structuration des suspensions. Des essais d'écoulement révèlent une évolution du comportement rhéologique allant de newtonien à rhéofluidifiant à seuil en fonction de la concentration et du cation saturant. Les suspensions sodiques forment des mélanges plus interactifs que les suspensions calciques, son influence est détectable dès 20 % de part de sodium dans les suspensions bi-ioniques. Les courbes d'écoulement sont analysées avec le modèle d'Herschel-Bulkley ce qui permet de rendre compte des différences de comportement, mais n'intègre pas le caractère thixotrope des suspensions. L'augmentation de la fraction sodique des suspensions bi-ioniques permet la formation d'un gel aux propriétés viscoélastiques caractérisées à l'aide d'essais de fluage et d'oscillation.

Mots clés: smectite; cations échangeables; rhéologie; smectite

Domaines: Mécanique [physics]

Sandrine Paumier, P. Monnet, A. Pantet. Étude des propriétés viscoélastiques de suspensions de smectite homoioniques à bi-ioniques (Ca2+, Na+) : influence de la concentration (2-100 g/l).. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. ⟨hal-03365569⟩