Étude de la porosité et de la résistance mécanique d’un ciment phosphocalcique

I. Khairoun, P. Weiss, G. Daculsi, A. Jean, J-M. Bouler

Équipe Mixte INSERM 99-03. Centre de Recherche sur les Matériaux d’intérêt biologique, Faculté de Chirurgie Dentaire. Nantes, France

20èmes journées du CFBD, Bordeaux, Mai 2003

MatériauxCiment phosphocalcique: poudre + liquide

Poudre: 98 % -TCP + 2 % PHA

Liquide: 2.5 % Na2HPO4 en poids

Relation liquide/poudre, L/P: 0.35, 0.40, 0.45, 0.50, 0.55 ml/g

Méthodologie Calcul de porosité: porosimétrie à mercure

Résistance à la compression: (H=12 mm; = 6 mm); Essais après 10 jours en solution de Ringer à 37 °C

Observation des échantillons par MEB

RésultatsL/P % P Dp (m) (MPa)

0.35 41.23 0.017 37.0 (6.5) 0.40 48.51 0.027 31.2 (3.2)

0.45 50.2 0.039 23.5 (3.5) 0.50 52.8 0.058 22.6 (3.2) 0.55 54.9 0.072 16.1 (4.6)

0,35 0,40 0,45 0,50 0,5540

44

48

52

56

Por

osité

(%

)

L/P (ml/g)

20 30 40 50 60 70 800

1020304050607080

= exp(-b.P)

, (

MP

a)

Porosité,P,(%)

40 45 50 550

1

2

3

4

5

6

7

8

Ln

(

(MP

a))

Porosité (%)

Estimation de la résistance idéale

o : résistance idéale pour P = 0 ln = lno bP (1)

Méthode des moindres carrés : ln = 6.014 0.0579 P (2)

(1) et (2) oo = = 409 MPa409 MPa

1,62 1,64 1,66 1,68 1,70 1,72 1,74

20

30

40

50

60

(M

Pa)

log (Porosité (%))

Porosité critique

= Q log Pcr Q log P (1)Pcr: porosité critique pour = 0

Méthode des moindres carrés :

= 197.123 log P 359.739 (2)

(1) et (2) Pcr= 66.82 %

Conclusions

La porosité est étroitement liée au rapport liquide/poudre utilisé

La résistance à la compression du ciment est diminué avec

l’augmentation de la porosité

L’estimation de la valeur de la résistance idéale et de la porosité

critique des ciments contribuent à l’amélioration de leurs propriétés

(compromis entre L/P, P et )