Thierry Chaussadent

Polymer-modified mortars are cementitious materials that integrate polymers from 5 to 20 wt.%. Those materials are widely used for protecting and/or repairing concrete surfaces among which building facades, civil engineering structures, or sewage networks. In this context, polymer-modified mortars are applied into thin layers of about 1–3 cm. However, previous studies performed regarding such materials were carried out on massive pieces and did not consider the interactions between polymer-modified mortars and microorganisms. Nevertheless, such interactions can lead to undesired aesthetical or structural modifications of those materials. As a result, the main objective of this paper is to evaluate the resistance to biocolonisation of polymer-modified mortars applied into thin layers in environmental conditions that are representative of the on-site applications. Two formulations of polymer-modified mortars and a polymer-free mortar are characterised in the hardened state. Then, the resistance of those mortars to biocolonisation is tested by means of two laboratory accelerated tests. The first experiment is performed in order to recreate biofouling at the surface of the specimens, while the second one exposes the materials to biodeterioration. The results and analyses show that in the presence of polymer, both porosity and capillary absorption of mortars are reduced, but this does not allow preventing or slowing down biocolonisation. In addition, this study suggests that the nature of the polymer has an influence on bioreceptivity of polymer-modified mortars. Finally, our results suggest that in the presence of polymer, the global material may have an improved inner cohesion. Les composites mortier-polymère sont des matériaux cimentaires incorporant des polymères dans des proportions allant de 5 à 20 % en masse, par rapport à la masse de ciment. Ces matériaux sont de plus en plus utilisés pour des applications de protection et/ou de réparation des surfaces en béton telles que des façades, des ouvrages d’art ou encore des canalisations de réseaux d’assainissement. Pour de telles applications, il est à noter que les composites mortier-polymère sont appliqués en couche mince, de l’ordre de quelques centimètres. Toutefois, les études menées sur de tels matériaux sont réalisées sur des pièces massives, et ne traitent pas de leurs interactions avec les micro-organismes. Or, de telles interactions peuvent conduire à la modification non désirée des propriétés de ces matériaux, entraînant des modifications esthétiques ou structurelles. Ainsi, l’objectif principal de cette étude est d’évaluer la résistance des composites mortier-polymère face à la biocolonisation lorsque ceux-ci sont appliqués en couche mince et exposés à des conditions proches de celles rencontrées in situ. Deux composites mortier-polymère et un mortier exempt de polymère sont donc caractérisés à l’état durci. Ces mortiers sont ensuite exposés à des conditions représentatives d’une application en mortier de réparation via deux essais accélérés, le premier visant à conduire à la bioaltération des matériaux, le second visant à leur biodétérioration. Les résultats et analyses de ces travaux montrent que la présence de polymère conduit à une diminution de la porosité accessible à l’eau et de l’absorption capillaire des mortiers, mais ne permet pas d’empêcher ni de ralentir leur biocolonisation. De plus, il a pu être constaté que la nature du polymère influe sur la bioréceptivité des composites mortier-polymère. Enfin, les résultats suggèrent que la présence de polymère permettrait au mortier d’avoir une meilleure cohésion interne.

In this work, the properties of re-assembled graphene nanoplatelets were studied as an effective anticorrosion coating for aluminum (Al) substrate in 0.5 M sodium chloride (NaCl) solutions at room temperature (30°C). Scanning and transmission electron microscopy, as well as Raman spectroscopy, reveal the high-quality multilayer graphene nanoplatelets. The modifications of the corrosion resistance characteristic were investigated by open-circuit potential, followed by electrochemical tests such as potentiodynamic polarization (Tafel curves) and electrochemical impedance spectroscopy. The electrochemical results showed that the graphene nanoplatelets provided effective resistance against the corrosive medium during the two weeks of immersion in the saline medium. Scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, and energy dispersive x-ray studies performed after immersion in the corrosive medium confirmed that a graphene-coated aluminum surface was well protected compared to an uncoated substrate.