IDENTIFICATION DES MATERIAUX DE BASE ET DU MELANGE

Identification du mélange

Pendant vingt-cinq ans, la science des géopolyméres n’était étudiée que dans un nombre restreint de laboratoires ; ce n’est que durant ces dix dernières années que la recherche mondiale sur les géopolyméres s’est développée de façon significative. Cette nouvelle situation fut présentée par le Professeur Davidovits dans sa conférence plénière sur les géopolyméres en 2010. Le terme géopolyméres désigne des polymères minéraux synthétiques à structure tridimensionnelle de la famille des aluminosilicates. Les géopolyméres présentent une grande résistance mécanique, au feu, à la chaleur en milieu acide. Les géopolyméres sont formés par la réaction d’un aluminosilicate avec une solution alcaline sodique ou potassique et ils sont définis comme étant des chaînes ou des réseaux de molécules minérales liés par des structures covalentes dont les charges négatives sont balancées par les cations alcalins présents dans la solution.

Selon Davidovits (2010) le fondateur de la géopolymérisation, l’ajout de la solution alcaline sur les silicates d’alumine entraîne un processus de polymérisation par liaison des oligomères qui aboutit à des polymères inorganiques similaires aux zéolites et pouvant résister aux conditions climatiques les plus défavorables. En effet, certains chercheurs leur attribuent le terme de liants alcalins du fait de leur résistance mais aussi de leur capacité adhésive. Les matériaux de bases utilisés pour la synthèse de ces géopolyméres étaient d’abord les métakaolins, puis ils se sont élargis à toutes les sortes de source d’aluminosilicates, que ce soient des sous-produits industriels ou bien des matériaux pouzzolaniques comme les cendres, les laves volcaniques….

Structure, processus de formation et domaines d’application

On détermine la masse d’hydroxyde de sodium dans une quantité d’eau distillée donnée. Pour ce faire, nous avons utilisé un volume d’eau distillé de 10l pour chaque concentration, ce qui nous a permis d’opérer le calcul suivant : Cependant, la soude qu’on a utilisée pour notre expérience peut causer des brûlures. D’où la nécessité de prendre beaucoup de précautions lors de sa manipulation, à savoir le port des gants, des masques, des lunettes et une blouse. La réaction est très exothermique, c’est pourquoi il importe de mettre la bouteille dans un bassin rempli d’eau pour éviter tout réchauffement.

Les essais de laboratoire

Les essais de laboratoires sont extrêmement importants dans la mesure où ils permettent une bonne identification des matériaux et leur caractérisation. Les résultats de ces essais nous permettent de bien évaluer les performances des inserts céramiques. La granularité est la réparation en poids des grains d’un matériau suivant leurs dimensions. L’analyse granulométrique permet de définir la répartition des grains constitutifs d’un échantillon par classes de tailles. Elle comprend trois étapes principales: l’échantillonnage, le lavage et le tamisage. le diamètre des tamis et en ordonnée le poids cumulé ou passant cumulé. Les résultats de notre essai sont consignés sur la feuille d’essai (analyse granulométrique, voir annexe). La courbe granulométrique est caractérisée par le coefficient d’uniformité Cu de Hazen et le coefficient de courbure Cc. L’échantillon de matériau est bien gradué lorsque Cu supérieure à 4 Cc compris entre 1 et 3.

La sédimentométrie est employée pour définir la répartition des particules fines. Elle complète l’analyse par tamisage. La sédimentation qui est la décantation par gravité des grains d’un échantillon mis en suspension dans un liquide visqueux se réalise à des vitesses différentes selon le diamètre des grains. La loi de Navier-Stokes exprime la relation qui existe entre la vitesse de décantation et le diamètre des particules sphériques. L’essai consiste à mesurer après un temps de décantation donné, la densité de la suspension à une profondeur. Cette opération est répétée plusieurs fois afin de connaître le pourcentage des particules de différents diamètres.

On recueille le passant du tamis 0,08 mm, on l’étuve jusqu’à dessiccation complète. On prélève 20g de ce matériau et on l’imbibe pendant 24 h dans de l’eau qui constitue le liquide de suspension auquel on ajoute 1g d’héxamétaphosphate de sodium qui joue le rôle de défloculant. Enfin la suspension est placée pendant 3 min dans un agitateur mécanique. On verse dans une éprouvette de 2 litres la suspension ainsi préparée et le volume est complété par addition d’eau distillée. Puis l’ensemble est soumis à un agitateur manuel. En fin d’agitation, on relève la température de la suspension et on déclenche le chronomètre, ce qui définit le début de la sédimentation. On mesure ensuite la densité aux temps suivants: 15 s, 30 s, 1 min, 2 min, 5 min, 10 min, 20 min ,40 min, 80 min, 120 min, 24 h et 48 h.