International Journal of Progressive Sciences and Technologies

RESUMEActuellement les cimenteries font face à un problème environnemental majeur dû aux émissions de CO2 lors de la production du clinker Portland. Pour minimiser cet impact négatif sur l’environnement, une des solutions est de remplacer  partiellement, ou même totalement, le  ciment standard par une nouvelle génération de liants minéraux connus sous le nom de ciments géopolymères qui possèdent des propriétés similaires aux ciments classiques. Ces liants sont obtenus par l’activation alcaline de matériaux siliceux ou aluminosilicates. Depuis la découverte  des géopolymères, cette nouvelle génération de matériaux  offre des applications dans tous les domaines de l’industrie. En plus de leurs bonnes performances mécaniques, les ciments et mortiers géopolymériques résistent aux hautes températures, ainsi qu’aux agressions chimiques.  L’objet de ce travail est de valoriser les ressources locales tels que le kaolin et la balle de riz et porte sur l’étude du comportement des mortiers géopolymériques en conservant les éprouvettes géopolymères dans des solutions d’acide chlorhydrique et acide sulfurique à 5 et 10 %, pendant une durée de 7 à 14 jours. Certaines propriétés physiques et mécaniques des produits obtenus après ces traitements acides ont été déterminées, et ensuite comparées avec celles des éprouvettes géopolymères conservées à l’air libre : retrait dimensionnel, perte massique, densité apparente, et résistance à la compression simple. En général, les résultats obtenus montrent qu’après le traitement acide, les éprouvettes des mortiers géopolymères conservent leur forme initiale mais présentent une variation de couleur en fonction de la concentration et le temps d’immersion. Après immersion dans des solutions de HCl et H2SO4         de 10 % pendant 14 jours présentent : un retrait volumique (de l’ordre de 11,56 % pour HCl et 19,59% H2SO4) ; une perte massique d’environ 3,23 % pour HCl et 5,58% pour H2SO4 et une résistance à la compression égale à 9,44 MPa (HCl) et 8,71  MPa (H2SO4). Le choix du type de ciment influe considérablement sur la résistance aux acides, les résultats des essais expérimentaux  nous montrent que nos mortiers géopolymériques affichent des performances nettement meilleures aux agressions chimiques que celui à base de ciment classique. ABSTRACTCurrently, cement factories face a major environmental problem due to CO2 emissions during the production of Portland clinker. To minimize this negative impact on the environment, one solution is to partially, or even completely, replace standard cement with a new generation of mineral binders known as geopolymer cements which have properties similar to conventional cements. These binders are obtained by the alkaline activation of siliceous or aluminosilicate materials. Since the discovery of geopolymers, this new generation of materials offers applications in all areas of industry. In addition to their good mechanical performance, geopolymer cements and mortars are resistant to high temperatures, as well as to chemical attack. The object of this work is to develop local resources such as kaolin and rice husk and relates to the study of the behavior of geopolymeric mortars by preserving the geopolymer test pieces in hydrochloric acid and sulfuric acid solutions at 5 and 10%, for a period of 7 to 14 days. Certain physical and mechanical properties of the products obtained after these acid treatments were determined, and then compared with those of geopolymer test pieces kept in the open air: dimensional shrinkage, mass loss, apparent density, and resistance to simple compression. In general, the results obtained show that after the acid treatment, the specimens of the geopolymer mortars retain their initial shape but show a variation in color depending on the concentration and the immersion time. After immersion in 10% HCl and H2SO4 solutions for 14 days present: a volume shrinkage (of the order of 11.56% for HCl and 19.59% H2SO4); a mass loss of approximately 3.23% for HCl and 5.58% for H2SO4 and a compressive strength equal to 9.44 MPa (HCl) and 8.71 MPa (H2SO4). The choice of the type of cement considerably influences the resistance to acids, the results of experimental tests show us that our geopolymeric mortars display significantly better performance against chemical attack than that based on conventional cement. Keywords: metakaolin, rice husk ash, geopolymer, antacid, sodium silicate, rice husk ash 

RESUME

Actuellement les cimenteries font faceà un problème environnemental majeur dû aux émissions de CO₂ lors de la production du clinker Portland. Pour minimiser cet impact négatif sur l’environnement, une des solutions est de remplacer  partiellement, ou même totalement, le  ciment standard par une nouvelle génération de liants minéraux connus sous le nom de ciments géopolymères qui possèdent des propriétés similaires aux ciments classiques. Ces liants sont obtenus par l’activation alcaline de matériaux siliceux ou aluminosilicates. Depuis la découverte  des géopolymères, cette nouvelle génération de matériaux  offre des applications dans tous les domaines de l’industrie. En plus de leurs bonnes performances mécaniques, les ciments et mortiers géopolymériques résistent aux hautes températures, ainsi qu’aux agressions chimiques.  L’objet de ce travail est de valoriser les ressources locales tels que le kaolin et la balle de riz et porte sur l’étude du comportement des mortiers géopolymériques en conservant les éprouvettes géopolymères dans des solutions d’acide chlorhydrique et acide sulfurique à 5 et 10 %, pendant une durée de 7 à 14 jours. Certaines propriétés physiques et mécaniques des produits obtenus après ces traitements acides ont été déterminées, et ensuite comparées avec celles des éprouvettes géopolymères conservées à l’air libre : retrait dimensionnel, perte massique, densité apparente, et résistance à la compression simple. En général, les résultats obtenus montrent qu’après le traitement acide, les éprouvettes des mortiers géopolymères conservent leur forme initiale mais présentent une variation de couleur en fonction de la concentration et le temps d’immersion. Après immersion dans des solutions de HCl et H₂SO₄         de 10 % pendant 14 jours présentent : un retrait volumique (de l’ordre de 11,56 % pour HCl et 19,59% H₂SO₄) ; une perte massique d’environ 3,23 % pour HCl et 5,58% pour H₂SO₄ et une résistance à la compression égale à 9,44 MPa (HCl) et 8,71  MPa (H₂SO₄).Le choix du type de ciment influe considérablement sur la résistance aux acides, les résultats des essais expérimentaux  nous montrent que nos mortiers géopolymériques affichent des performances nettement meilleures aux agressions chimiques que celui à base de ciment classique.

Mots clés : métakaolin, cendres balle de riz, géopolymère, anti-acide, silicate de soude, cendre de balles de riz

 

ABSTRACT

                    Currently, cement factories face a major environmental problem due to CO₂ emissions during the production of Portland clinker. To minimize this negative impact on the environment, one solution is to partially, or even completely, replace standard cement with a new generation of mineral binders known as geopolymer cements which have properties similar to conventional cements. These binders are obtained by the alkaline activation of siliceous or aluminosilicate materials. Since the discovery of geopolymers, this new generation of materials offers applications in all areas of industry. In addition to their good mechanical performance, geopolymer cements and mortars are resistant to high temperatures, as well as to chemical attack. The object of this work is to develop local resources such as kaolin and rice husk and relates to the study of the behavior of geopolymeric mortars by preserving the geopolymer test pieces in hydrochloric acid and sulfuric acid solutions at 5 and 10%, for a period of 7 to 14 days. Certain physical and mechanical properties of the products obtained after these acid treatments were determined, and then compared with those of geopolymer test pieces kept in the open air: dimensional shrinkage, mass loss, apparent density, and resistance to simple compression. In general, the results obtained show that after the acid treatment, the specimens of the geopolymer mortars retain their initial shape but show a variation in color depending on the concentration and the immersion time. After immersion in 10% HCl and H₂SO₄ solutions for 14 days present: a volume shrinkage (of the order of 11.56% for HCl and 19.59% H₂SO₄); a mass loss of approximately 3.23% for HCl and 5.58% for H₂SO₄ and a compressive strength equal to 9.44 MPa (HCl) and 8.71 MPa (H₂SO₄). The choice of the type of cement considerably influences the resistance to acids, the results of experimental tests show us that our geopolymeric mortars display significantly better performance against chemical attack than that based on conventional cement. Keywords: metakaolin, rice husk ash, geopolymer, antacid, sodium silicate, rice husk ash

métakaolin, cendres balle de riz, géopolymère, anti-acide, silicate de soude, cendre de balles de riz

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