Influence de formulation d’un mortier sur ces propriétés à l’état frais pour sa mise en forme par chaîne numérique 3D

Thang Le (1, 2, 3, 4, 5, 6) , Alexandre Govin (1, 2, 3, 4, 5, 6) , Philippe Grosseau (1, 2, 3, 4, 5, 6)

1 Mines Saint-Étienne MSE - École des Mines de Saint-Étienne
2 Université de Lyon
3 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
4 LGF-ENSMSE - Laboratoire Georges Friedel
5 SPIN-ENSMSE - Centre Sciences des Processus Industriels et Naturels
6 PMMG-ENSMSE - Département Procédés de Mise en oeuvre des Milieux Granulaires

L’impression 3D a été appliquée sur différents matériaux comme les métaux, les céramiques, les plastiques. L’utilisation de cette technologie dans le domaine de la construction est aujourd’hui d’actualité et se développe rapidement. Cette technologie permet de réduire le temps nécessaire à la construction et de supprimer les coffrages. Elle a créé de nouvelles opportunités pour la recherche sur les matériaux cimentaires. En effet les nouvelles formulations doivent disposer de caractéristiques spécifiques comme la facilité de pompage afin d’être injectées dans le système d’impression 3D, mais doivent être suffisamment stables en sortie de buse pour garder leur forme et présenter une bonne adhésion entre couches successives. L’étude sur l’impression 3D de matériaux cimentaires a commencé depuis des années. Cependant, dans la littérature, il y a peu d’étude sur la rhéologie de ces formulations. La connaissance des paramètres rhéologiques de ces formulations est très importante car ils affectent la mise en oeuvre, la pompabilité ou l’extrudabilité, l’adhésion entre les couches extrudées, … Les méthodes rhéologiques utilisées pour les formulations cimentaires (béton, mortier ou pâte de ciment) sont applicables pour des mélanges à fluidité élevée. Elles ne sont donc pas adaptées à la caractérisation de la rhéologie des formulations denses, cohésives et très visqueuses. Différentes méthodes indirectes permettent d’atteindre les caractéristiques rhéologiques des formulations cimentaires. La relation entre le seuil d’écoulement et des essais de pénétration a été présentée dans l’étude de Lootens et al. et de Khalil et al. Une autre méthode utilisée est le rhéomètre capillaire. Le mortier est également utilisé pour la fabrication des plaques décoratives. Dans ce cas, un motif peut être appliqué à la surface du mortier frais afin de laisser son empreinte. L’aptitude au maintien du motif produit dépend non seulement du moment d’application mais aussi de la composition du mortier, de sa rhéologie... L’objectif de cette étude est de caractériser l’influence de l’ajout d’agent de viscosité et de résine sur la rhéologie via la pénétration d’une aiguille et d’un rhéomètre capillaire. L’aptitude au maintien du motif est caractérisée par mesures de rugosité de la surface.

Mots clés: Impression 3D; Etat frais; Mortier

Domaines: Génie des procédés

Thang Le, Alexandre Govin, Philippe Grosseau. Influence de formulation d’un mortier sur ces propriétés à l’état frais pour sa mise en forme par chaîne numérique 3D. 9^e Colloque Science et Technologie des Poudres, UTC Université de technologie de compiègne, Jul 2018, Compiègne, France. pp.42 à 45. ⟨hal-01849875⟩