Elaboration et caractérisation d'un ciment géopolymère à base d'aluminosilicates

Abstract

Cette recherche aborde l'élaboration d'un ciment géopolymère formulé à base de métakaolin et de pouzzolane naturelle ; Le métakaolin est obtenu à partir du kaolin calciné extrait de Tamazert d’Elmilia/Jijel, et afin de constituer un mélange binaire, on a également utilisé la pouzzolane naturelle venue du gisement de beni saf comme ajout, ainsi que deux solutions alcalines : l’hydroxyde de sodium NaOH et la solution silicaté pour stimuler la réaction de géopolymérisation. La première partie de l’étude expérimentale démontre la préparation ainsi que la caractérisation des matières premières, d’ou la calcination de kaolin qui est faite à une température de 600C° ; cette partie a pour but d'analyser les phases cristallines par diffraction des rayons X du kaolin, métakaolin et de la pouzzolane. Il a été conclu que la calcination de kaolin à température de 600C° n’a pas été suffisante pour transformer toute la phase kaolinite ; et l’analyse de la pouzzolane naturelle a marqué un taux élevé d'oxyde ferrique ; mais d'après leurs degrés de cristallinité, le MK et la PZ ont une activité pouzzolanique significative et méritent d'être utilisés en tant que précurseur dans la formulation du ciment géopolymères. La deuxième partie du travail porte sur l’étude des pâtes géopolymères synthétisées avec MK/PZ. Des caractérisations physiques et mécaniques ont été fait pour arriver à des conditions optimales de formulation et de durcissement, permettant ainsi à obtenir un mortier géopolymère a hautes performances ; d'où plusieurs mélanges de mortier géopolymères ont été produits avec une consistance normalisée ; Néanmoins on a varié le rapport L/B (1,1.1 et 1.2) et le rapport massique MK/PZ (100/0, 75/25, 50/50) avec l’utilisation de deux solutions alcaline : • L’hydroxyde de sodium (NaOH) avec une concentration de 8 moles. • La solution silicatée avec un rapport de 2.39. Les mélanges sont passés par un durcissement naturel pendant 3,7et 28 jours. Les résultats obtenus montrent que le mortier géopolymère à base 100%MK a donné la meilleure résistance mécanique en comparaison avec les mortiers ayant une substitution de 25% à 50% de la masse de MK par la pouzzolane naturelle ; contrairement au test de maniabilité, l'incorporation de la pouzzolane a diminué considérablement l’ouvrabilité du mélange. Finalement, il est possible de développer cette recherche avec les mêmes précurseurs en faisant intervenir plusieurs paramètres et analyses chimiques.