FR2528818A1 - Wall or floor tiles for buildings etc. - made from mixt. contg. minerals and binder consisting of aluminosilicate cpds. which undergo polycondensation - Google Patents

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Abstract

Tiles are made by the agglomeration of minerals (a), and a geopolymer binder (b). Binder (b) is based on potassium polysialates and/or sodium-potassium polysiloxo-sialates resulting from the polycondensn. of a reaction mixt. with the molar ratios:- M2O/SiO2=0.2-0.48:1; SiO2/Al2O3=3.3-4.5:1, H2O/Al2O3=10-25:1; and M2O/Al2O3=0.8-1.6:1; where M is Na and/or K. After polycondensn. and hardening at below 95 deg.C, the tiles are dried at below 95 deg.C, then immersed in water for 1-48 hours, followed by drying in air. Hard, wear-resistant tiles are obtd.

Description

La- présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de de revètements de sol ou de mur obtenus par polycondensation d'un géopolymère minéral silicoaluminate alcalin. Plus précisément, la présente invention décrit des matériaux de revètement à base de Poly (sialate) de potassium (K)PS,- et ou de Poly(sialatesiloxo) de sodium et ou de potassium (Na,K)-PSS tels que décrits dans les demandes de brevet français nO 79.22041 et n0 80.18971. The present invention relates to a process for the manufacture of floor or wall coverings obtained by polycondensation of an inorganic alkaline silicoaluminate geopolymer. More specifically, the present invention describes coating materials based on potassium poly (sialate) (K) PS, and or or poly (sialatesiloxo) sodium and or potassium (Na, K) -PSS as described in French patent applications No. 79.22041 and No. 80.18971.

L'invention utilise une réaction de polycondensation minérale de mélanges réactionnels à base de silico-aluminates alcalins, pour fabriquer , à basse température en principe inférieure à 1200C, des carreaux ou plaques contenant au moins un géopolymère minéral de la famille des silico-aluminates et différentes charges minérales.Elle constitue un perfectionnement des procédés de préparation décrits dans les demandes de brevet français n" 79.22041/80.18970/80.18971.The invention uses an inorganic polycondensation reaction of reaction mixtures based on alkaline silico-aluminates, to manufacture, at low temperature in principle below 1200C, tiles or plates containing at least one inorganic geopolymer of the family of silico-aluminates and different mineral fillers. It constitutes an improvement in the preparation processes described in French patent applications No. 79.22041 / 80.18970 / 80.18971.

La réaction de polycondensation minérale est voisine de celle qui est à l'origine de la synthèse de produits minéraux bien particuliers: les zéolithes synthétiques ou tamis moléculaires. Ces produits ont une structure tri-dimensionnelle très caractéristique, qui est une succession d'assemblage de tétraèdres TO4 (où T = Si, Al, Ga, P,) formant des canaux et cavités de dimensions régulières. Ces dimensions sont équivalentes à celles de la plupart des molécules organiques, ce qui explique l'utilisation de ces structures minérales pour filtrer les particules organiques de différentes dimensions. En plus, ces structures particulières sont utilisées pour leurs propriétés échangeuses d'ions.The mineral polycondensation reaction is close to that which is at the origin of the synthesis of very particular mineral products: synthetic zeolites or molecular sieves. These products have a very characteristic three-dimensional structure, which is a succession of assembly of TO4 tetrahedra (where T = Si, Al, Ga, P,) forming channels and cavities of regular dimensions. These dimensions are equivalent to those of most organic molecules, which explains the use of these mineral structures to filter organic particles of different dimensions. In addition, these particular structures are used for their ion exchange properties.

Elles ont une action catalytique certaine sur de nombreuses polymérisations organiques. Un grand nombre de brevets de synthèse de ces zéolithes ou tamis moléculaires décrivent les processus de fabrication de ces minéraux particuliers. Une documentation générale est constituée par l'ouvrage de D.W.Breck: "Zeolite Molecular Sieves" (Interscience Publishers John Wiley & Sons, New York 1974). Il s'agit en général d'une synthèse hydrothermale à partir d'un gel de silico-aluminate en présence de bases fortes en concentrations élevées. La réaction s'effectue en vase clos, à pression et température constantes, en présence d'un très large excès d'eau.En général, les conditions ghoisies sont la pression atmosphérique et des températures comprises entre 25cC. et 1250C , et les temps de réaction sont de plusieurs dizai nes d'heures. La formule chimique brute de ces zéolithes synthétiques et tamis moléculaires est:
M y/n Al Si O , wH 0 y/n 2(x+y)' 2
M étant un cation de valence n. De nombreux produits cristallins ont été obtenus par divers procédés utilisant cette synthèse hydrothermale. L'objectif de tenus ces procédés est l'obtention de produits généralement en poudre, cette poudre cristalline pouvant être ensuite agglomérée par un liant..
They have a certain catalytic action on many organic polymerizations. A large number of patents for the synthesis of these zeolites or molecular sieves describe the manufacturing processes for these particular minerals. A general documentation is constituted by the work of DWBreck: "Zeolite Molecular Sieves" (Interscience Publishers John Wiley & Sons, New York 1974). It is generally a hydrothermal synthesis from a silico-aluminate gel in the presence of strong bases in high concentrations. The reaction is carried out in a closed vessel, at constant pressure and temperature, in the presence of a very large excess of water. In general, the ghois conditions are atmospheric pressure and temperatures between 25cC. and 1250C, and the reaction times are several tens of hours. The raw chemical formula of these synthetic zeolites and molecular sieves is:
M y / n Al Si O, wH 0 y / n 2 (x + y) '2
M being a cation of valence n. Many crystalline products have been obtained by various processes using this hydrothermal synthesis. The objective of these procedures is to obtain products generally in powder form, this crystalline powder possibly being then agglomerated by a binder.

Un objet de cette invention est de décrire l'utilisation de cette synthèse hydrothermale, plus précisément de cette polycondensation miné- rale de géopolymère, afin d'obtenir des matériaux de revêtement relativement durs pouvant être utilisés dans le butinent comme revètement
de sol ou de mur.
An object of this invention is to describe the use of this hydrothermal synthesis, more precisely of this mineral polycondensation of geopolymer, in order to obtain relatively hard coating materials which can be used in foraging as a coating.
floor or wall.

La terminologie utilisée pour ces géopolymères minéraux de structure tridimensionnelle, a été décrite dans les publications scientifiques suivantes: IUPAC International Symposium on Macromolecules, Stokholm 1976, Topic 111, Applied Polymer Symposia; PACTEC IV, 1979, Society of Plastic Engineers, USA, Preprint page 151. Ces polymères minéraux appartiennent à la classe des polysialates de formule générale M n - ( SiO2) -AIO2- ) , wH2O dans laquelle "z" peut être égal à 1,2 ou 3, "M" est un cation monovalent,"n" est le degré de polymérisation.Un procédé de fabrication d'un géopolymère minéral correspondant à "z"=1, soit la formule générale
Mn(-Si-O-Al-O-)n,wH2O
O O est décrit dans la demande de brevet français n08O.18971, sous la forme d'un Poly(sialate) de potassium K(PS) en solution solide dans un composé polymérique de potassium, dont la composition chimique exprimée en terme des oxydes est:
yK2O:A12O3: xSiO2:wH2O dans la forme hydratée de laquelle "w" est au plus égal à 4,"x" est une valeur comprise entre 3,3 et 4,5 environ, "y" est une valeur com prise entre 0,9 él 1,6 environ. Le (K)-PS obtenu possède un diagram me' aux Rayons X voisin de celui d'un minéral naturel ,la Kaliophilite KAISiO4.
The terminology used for these mineral geopolymers of three-dimensional structure has been described in the following scientific publications: IUPAC International Symposium on Macromolecules, Stokholm 1976, Topic 111, Applied Polymer Symposia; PACTEC IV, 1979, Society of Plastic Engineers, USA, Preprint page 151. These mineral polymers belong to the class of polysialates of general formula M n - (SiO2) -AIO2-), wH2O in which "z" can be equal to 1 , 2 or 3, "M" is a monovalent cation, "n" is the degree of polymerization. A process for manufacturing a mineral geopolymer corresponding to "z" = 1, ie the general formula
Mn (-Si-O-Al-O-) n, wH2O
OO is described in French patent application n08O.18971, in the form of a potassium K (PS) poly (sialate) in solid solution in a polymeric potassium compound, whose chemical composition expressed in terms of oxides is:
yK2O: A12O3: xSiO2: wH2O in the hydrated form of which "w" is at most equal to 4, "x" is a value between approximately 3.3 and 4.5, "y" is a value taken between 0 , 9 el 1.6 approximately. The (K) -PS obtained has an X-ray diagram close to that of a natural mineral, Kaliophilite KAISiO4.

Un procédé' de fabrication correspondant à "z"=2, soit la formule généra le
M (-Si-O-Al-O-Si-O-) , O
n n 2
O O O est décrit par la demande de brevet français n079.22041 et relatif la synthèse de polymères minéraux (Na,K)Poly(sialatesilixo) ou
(Na,K)-PSS de formule générale
(Na,K)n(-Si-O-Al-O-Si-O-)n,wH2O
O O O 'Les rapports molaires des réactifs utilisés dans la synthèse du (Na,K)-PSS sont exprimés dans le Tableau A::
TABLEAU A
(Na2O,K20)/SiO2 0,20 à 0,28
SiO2/A1203 3,5 à 4,5
H2O/A1203 15 à 17,5
(Na2O,K20)/A12O3 0,8 à 1,20
Les (Na,K)-PSS obtenus ont un diagramme aux Rayons X voisin de celui des minéraux Analcime,Gismondine ,Gmelinite, Phillipsite, comme décrit dans le Certificat d'addition n 80.18970.
A manufacturing process corresponding to "z" = 2, ie the general formula
M (-Si-O-Al-O-Si-O-), O
nn 2
OOO is described by French patent application n079.22041 and relating to the synthesis of mineral polymers (Na, K) Poly (sialatesilixo) or
(Na, K) -PSS of general formula
(Na, K) n (-Si-O-Al-O-Si-O-) n, wH2O
OOO 'The molar ratios of the reagents used in the synthesis of (Na, K) -PSS are expressed in Table A:
TABLE A
(Na2O, K20) / SiO2 0.20 to 0.28
SiO2 / A1203 3.5 to 4.5
H2O / A1203 15 to 17.5
(Na2O, K20) / A12O3 0.8 to 1.20
The (Na, K) -PSS obtained have an X-ray diagram close to that of the minerals Analcime, Gismondine, Gmelinite, Phillipsite, as described in Certificate of Addition No. 80.18970.

Pour préparer le K-Polysialate ou (K)-PS, on utilise un mélange réactionnel acqueux de silico-aluminate de potassium, tel que la composition du mélange réactionnel exprimé par le rapport des oxydes, corresponde aux valeurs indiquées dans le Tableau B. La valeur expérimentale H20 est égale à l'eau présente en tant que solvant dans le mélange, ajoutée de l'eau de constitution chimique des composés.To prepare the K-Polysialate or (K) -PS, an aqueous reaction mixture of potassium silico-aluminate is used, such that the composition of the reaction mixture expressed by the ratio of the oxides, corresponds to the values indicated in Table B. The experimental value H20 is equal to the water present as a solvent in the mixture, added to the water of chemical composition of the compounds.

TABLEAU B K2O/SiO2. .0,25 à 0,48
SiO2/A12O3 .. 3,3 à 4,5
H2O/A1203 ... 10 à 25
K2O/A1203 ... 0,9 à 1,6
La méthode ordinaire de préparation des (Na,K)Poly(sialatesiloxo)
(Na,K)-PSS et du K-Polysialate,(K)-PS consiste à mélanger un oxyde alumino-silicate dans une solution acqueuse de polysilicate alcalin, avec de la potasse KOH ou /et de la soude NaOH. Cet oxyde aluminosilicate (Si205,Al202)n est préparé à partir d'un polyhydroxy-aluminosilicate (Si205,Al2(OH)4)n dans lequel de cation aluminium se trouve en position octaèdrique et est hexacoordonne.
TABLE B K2O / SiO2. 0.25 to 0.48
SiO2 / A12O3 .. 3.3 to 4.5
H2O / A1203 ... 10 to 25
K2O / A1203 ... 0.9 to 1.6
The ordinary method of preparing (Na, K) Poly (sialatesiloxo)
(Na, K) -PSS and K-Polysialate, (K) -PS consists in mixing an alumino-silicate oxide in an aqueous solution of alkaline polysilicate, with KOH potash or / and NaOH soda. This aluminosilicate oxide (Si205, Al202) n is prepared from a polyhydroxy-aluminosilicate (Si205, Al2 (OH) 4) n in which the aluminum cation is in the octahedral position and is hexacoordinated.

Par déshydroxylation à une température comprise entre 5500C et 8000C ,le polyhydroxy-aluminosilicate se transforme en un oxyde aluminosilicate extrêmement réactif (Si205,Al202)n dans lequel le cation aluminium est tétracoordonné. Les polyhydroxy-aluminosilicates pouvant servir de matière première sont les minéraux répondant à la classe dés minéraux argileux à 7 Angstroms, et possèdant au moins un cation aluminium dans la couche octaèdrique sousjascente à la couche tétraèdrique du cation silicium, comme par exemple les minéraux naturels: alushité, carnat, china clay, lithomarge, néokaolin, parakaolinite, pholénite, endellite glossecollite, halloysite, milanite, berthiérine, fraigonite, grovénite amésite, chamoisite.By dehydroxylation at a temperature between 5500C and 8000C, the polyhydroxy-aluminosilicate is transformed into an extremely reactive aluminosilicate oxide (Si205, Al202) n in which the aluminum cation is tetra-coordinated. The polyhydroxy-aluminosilicates which can serve as raw material are the minerals corresponding to the class of clay minerals at 7 Angstroms, and possessing at least one aluminum cation in the octahedral layer subjacent to the tetrahedral layer of the silicon cation, such as for example the natural minerals: alushité, carnat, china clay, lithomarge, néokaolin, parakaolinite, pholénite, endellite glossecollite, halloysite, milanite, berthiérine, fraigonite, grovenite amesite, chamoisite.

Les mélanges réactionnels, correspondant aux Tableaux A et B, sont fluides et se comportent comme une résine minérale ayant des propriétés rhéologiques intéressantes lorsque on le laisse maturer pendant environ au moins 1 heure à une température ambiante, par exemple 250C. Après cette maturation, cette résine minérale est utilisée en tant que liant ou ciment de produits minéraux de toutes granulométries. La masse qui en résulte est alors introduite dans un moule,puis l'ensemble est durci, soit à la température ambiante, soit à une température au plus égale à 1200C, de préférence comprise entre 400C et 950C.The reaction mixtures, corresponding to Tables A and B, are fluid and behave like a mineral resin having advantageous rheological properties when it is left to mature for approximately at least 1 hour at room temperature, for example 250C. After this maturation, this mineral resin is used as a binder or cement for mineral products of all particle sizes. The resulting mass is then introduced into a mold, then the assembly is hardened, either at room temperature, or at a temperature at most equal to 1200C, preferably between 400C and 950C.

Les géopolymères utilisés dans l'invention pour agglomérer des matières minérales sont à base de silico-aluminates de type K-Poly(sia- late) K(PS) et (Na,K)-Poly(sialatesiloxo) (Na,K)-PSS obtenu par moussage (expansion) et polycondensation d'un mélange réactionnel dont le rapport molaires des oxydes correspond aux valeurs indiquées dans le Tableau C:
TABLEAU C
M2O/SiO2 0,20 à 0,48
SiO2/Al203 3,3 à 4,5
H2O/Al203 1O à 25
M2O/Al203 0,8 à 1,6 dans lequel M2O représente soit Na2O, soit K2O, soit le mélange (.Na20, K20 ) .
The geopolymers used in the invention for agglomerating mineral materials are based on K-Poly (sialate) K (PS) and (Na, K) -Poly (sialatesiloxo) (Na, K) type silico-aluminates. PSS obtained by foaming (expansion) and polycondensation of a reaction mixture whose molar ratio of oxides corresponds to the values indicated in Table C:
TABLE C
M2O / SiO2 0.20 to 0.48
SiO2 / Al203 3.3 to 4.5
H2O / Al203 1O to 25
M2O / Al203 0.8 to 1.6 in which M2O represents either Na2O, or K2O, or the mixture (.Na20, K20).

Exemple 1)
On prépare 860 grammes d'un mélange contenant: HjO: 17,33 moles/K2O: 1,630 moles/SiO2:4,46 moles/A1203: 1,081 moles.
Example 1)
860 grams of a mixture containing: HjO: 17.33 moles / K2O: 1.630 moles / SiO2: 4.46 moles / A1203: 1.081 moles are prepared.

A1203 provient de l'oxyde alumino-silicate (Si205,Al202)n obtenu par déshydroxylation d'un polyhydroxy-aluminosilicate naturel et SiO2 provient également de cet oxyde alumino-silicate et d'une solution de silicate de potassium. K2O provient du silicate de potassium et de
KOH anhydre.
A1203 comes from the alumino-silicate oxide (Si205, Al202) n obtained by dehydroxylation of a natural polyhydroxy-aluminosilicate and SiO2 also comes from this alumino-silicate oxide and a potassium silicate solution. K2O comes from potassium silicate and
KOH anhydrous.

On laisse maturer le mélange réactionnel pendant environ 1 heure à la température ambiante de 250C et on' y ajoute 400 grammes d'un silico-aluminate naturel de granulométrie 0 à 200 microns, et 1.200 grammes de sable de zircon de granulométrie 0,5/1 mm. Le mélange est iniroduit dans une forme à carreau de 200x200 mm, l'étalement se faisant avec l'aide d'une table vibrante. On laisse ensuite durcir le mélange.The reaction mixture is left to mature for approximately 1 hour at room temperature of 250 ° C. and 400 grams of a natural silico-aluminate with a particle size of 0 to 200 microns are added thereto, and 1,200 grams of zircon sand with a particle size of 0.5 / 1 mm. The mixture is produced in a 200x200 mm tile form, spreading using a vibrating table. The mixture is then allowed to harden.

Après polycondensation, le carreau est sorti du moule ou de l'empreinte puis séché à une température inférieure à 100"C. Les temps de durcissement ou de polycondensation sont évidemment fonction de la température et de la technique de chauffage. A la température ambiante de 25 C, le temps de durcissement est de 8 heures environ; à 500C de 2 heures; à 850C de Oh45min. On peut utiliser également d'autres modes de chauffage, comme la haute fréquence, les micro-ondes, I'effet
Joule, la résistance électrique noyée. Les mélanges réactionnels étant des polyélectrolytes, dans ces conditions les temps de polycondensation seront plus rapides.
After polycondensation, the tile is removed from the mold or the impression and then dried at a temperature below 100 "C. The hardening or polycondensation times are obviously a function of the temperature and the heating technique. 25 C, the hardening time is approximately 8 hours; at 500 C 2 hours; at 850 C Oh45 min. Other heating modes can also be used, such as high frequency, microwaves, effect
Joule, the electrical resistance drowned. The reaction mixtures being polyelectrolytes, under these conditions the polycondensation times will be faster.

L'ordre d'introduction des différents réactifs dans les mélanges réac ttonn,els selon le Tableau C est important, surtout si l'on veut donner à la résine minérale une durée de vie en pot (potlife) très longue, par exemple 2 à 4 heures dans un atelier. Les applications industrielles de l'invention s'en trouvent grandement facilitées. Il est pour cela nécessaire d'éviter le contact direct de la potasse concentrée KOH ou la soude concentrée NaOH avec l'oxyde aluminosilicate (Si205,Al202)n, Pour obtenir l'objet de l'invention, il est nécessaire de masquer soit l'oxyde aluminosilicate, soit KOH ou NaOH . Le masquage de KOH ou NaOH a lieu par la préparation d'une solution fortement alcaline du polysilicate de potassium et/ou de sodium.On ajoute ensuite dans cette solution l'oxyde aluminosilicate qui s'y trouve ainsi dissout. Une autre méthode de l'invention consiste au contraire à masquer l'oxyde aluminosilicate par une solution de polysilicate alcalin, puis à mélanger ce mélange avec la solution concentrée de KOH ou NaOH. Cette dernière méthode possède l'avantage de pouvoir réaliser l'objet de l'invention à partir de deux mélanges stables dans le temps, permettant le stockage et les facilités de manipulation.A la résine minérale obtenue en laissant maturer le mélange réactionnel pendant environ au moins 1 heure à température ambiante (250C), on ajoucarreau ainsi obtenu est doté de propriétés physiques et mécaniques très intéressantes.En particulier, la définition ultra fine de la surface de l'objet obtenu permet la reproduction fidèle extrèmement précise de tous les détails, même les plus fins, de l'empreinte et du moule. Cette précision de reproduction est comparable en qualité à celle obtenue avec des résines organiques utilisées couramment dans la reproduction et le moulage, comme les résines époxy et polyuréthanes.The order of introduction of the various reagents into the reactive mixtures, according to Table C is important, especially if one wants to give the mineral resin a very long pot life, for example 2 to 4 hours in a workshop. The industrial applications of the invention are thereby greatly facilitated. For this it is necessary to avoid direct contact of the concentrated potassium hydroxide KOH or the concentrated sodium hydroxide NaOH with the aluminosilicate oxide (Si205, Al202) n, To obtain the object of the invention, it is necessary to mask either l aluminosilicate oxide, either KOH or NaOH. The masking of KOH or NaOH takes place by the preparation of a strongly alkaline solution of potassium and / or sodium polysilicate. The aluminosilicate oxide which is thus dissolved therein is then added to this solution. Another method of the invention consists, on the contrary, in masking the aluminosilicate oxide with an alkaline polysilicate solution, then in mixing this mixture with the concentrated solution of KOH or NaOH. The latter method has the advantage of being able to achieve the object of the invention from two mixtures which are stable over time, allowing storage and easy handling. With the mineral resin obtained by allowing the reaction mixture to mature for approximately at least 1 hour at room temperature (250C), the resulting water is softened and has very interesting physical and mechanical properties. even the finest, imprint and mold. This reproduction precision is comparable in quality to that obtained with organic resins commonly used in reproduction and molding, such as epoxy and polyurethane resins.

La qualité des carreaux destinés au revètement de sol est mesurée essentiellement par le test de perméabilité et la résistance à l'usure. The quality of the tiles intended for floor covering is mainly measured by the permeability test and the resistance to wear.

Dans ce qui suit , les valeurs des mesures se réfèrent aux tests suivants:
Perméabilité à l'eau:On place sur le carreau un réservoir d'eau, cylindrique, en PVC de diamètre intérieur 195mm et de hauteur 75mm. La partie supérieure de ce bac est fermée hermétiquement par un couvercle en PVC, soudé, qui est muni verticalement d'un tube de verre gradué de diamètre 24mm et de 600 mm de hauteur. L'étanchéité carreauréservoir a été assuré par un joint de mastic silicone. Au départ de l'essai, le dispositif est rempli d'eau jusqu'à 10 cm de la partie supérieure du tube de verre. Le principe de la méthode consiste à mesurer la baisse de niveau d'eau en fonction du temps. La diminution du volume d'eau observée est considérée comme la quantité d'eau absorbée par le carreau.
In the following, the measurement values refer to the following tests:
Water permeability: A cylindrical PVC water tank with an internal diameter of 195mm and a height of 75mm is placed on the tile. The upper part of this tank is hermetically closed by a welded PVC cover, which is fitted vertically with a graduated glass tube with a diameter of 24mm and 600mm in height. The tightness of the tank was ensured by a silicone sealant seal. At the start of the test, the device is filled with water up to 10 cm from the top of the glass tube. The principle of the method consists in measuring the drop in water level as a function of time. The decrease in the volume of water observed is considered to be the amount of water absorbed by the tile.

Résistance à l'usure: on utilise un abrasimètre TABER modèle 503 meu le H22, sous une charge de lkg. Le carreau est fixé sur une plaque tournante. La résistance à l'usure correspond à la perte de poids enregistrée en fonction du nombre de tours.Wear resistance: a TABER model 503 abrasimeter is used, the H22, under a load of 1 kg. The tile is fixed on a turntable. The resistance to wear corresponds to the weight loss recorded as a function of the number of turns.

Ls carreaux réalises selon l'exemple 1) ont obtenu les valeurs suivan ie:perméabilité:. 220 cm3 d'eau après 30 heures
abrasion: 4X de perte en poids après 1000 tours.
The tiles produced according to Example 1) obtained the following values: permeability :. 220 cm3 of water after 30 hours
abrasion: 4X weight loss after 1000 turns.

Exemple 2):
Ces valeurs sont sensiblement améliorées lorsque on applique sur la surface des carreaux de l'Exemple 1), des produits d'imperméabilisation comme une solution de Méthyl-siliconate de sodium appliquée au pinceau:
perméabilité: après 24h 48h 8 jours
15cm3 110cm3
abrasion: perte en poids après 500 tours 1,6%
1000 tours 2,0%
Le procédé selon l'invention améliore d'une manière encore bien plus significative les résultats de perméabilité et d'abrasion.
Example 2):
These values are appreciably improved when applying to the surface of the tiles of Example 1), waterproofing products such as a solution of sodium Methyl-siliconate applied with a brush:
permeability: after 24h 48h 8 days
15cm3 110cm3
abrasion: weight loss after 500 turns 1.6%
1000 turns 2.0%
The process according to the invention improves the permeability and abrasion results even more significantly.

Cette amélioration est le résultat d'une découverte fortuite et d'un traitement dont le but avait été, à l'origine, entièrement différent.This improvement is the result of a fortuitous discovery and a treatment whose purpose had originally been entirely different.

Les carreaux de l'Exemple 1) montrent, après le test de perméabilité la présence d'une efflorescence blanche qui est du bicarbonate de potassium. Cette efflorescence est déjà moins importante dans les carreaux de l'Exemple 2) traités-au Méthyl-siliconate. L'élimination de cet excès de cation potassium dans le liant peut sNe faire par lavage à l'eau. C'est en effectuant cette opération de trempage dans l'eau que l'on a fait la découverte surprenante de l'amélioration de la perméabilité et de l'abrasion.The tiles of Example 1) show, after the permeability test, the presence of a white efflorescence which is potassium bicarbonate. This efflorescence is already less significant in the tiles of Example 2) treated with Methyl-siliconate. The removal of this excess potassium cation in the binder can be done by washing with water. It was by carrying out this soaking operation in water that we made the surprising discovery of the improvement in permeability and abrasion.

Exemple 3):
Les carreaux, de l'Exemple 1) sont trempés pendant 1 journée dans de l'eau, puis' sèchés à l'air à la température ambiante. On effectue les tests de perméabilité et d'abrasion dont les résultats sont regroupés dans le tableau D, avec ceux des Exemples 1) et 2).
Example 3):
The tiles, of Example 1) are soaked for 1 day in water, then 'air-dried at room temperature. The permeability and abrasion tests are carried out, the results of which are collated in Table D, with those of Examples 1) and 2).

Tableau D
Perméabilité après 24h 30h 48h 8jours
Exemple 1 220cm
2 5cm3 15cm3 110cm3
3 5cm3 10cm3 120cm3
Abrasion: % perte en poids après 500 tours 1000 tours
Exemple 1 4 %
2 1,6% 2 %
3 0,35% 0,48%
Les valeurs pour la perméablité sont équivalentes à celles obtenues dans l'exemple 2), et en outre les valeurs de l'abrasion sont 10 fois supérieures à celles de 1'Exemple 1) et 5 fois supérieures à celles de l'Exemple 2). Le traitement à l'eau apporte donc une amélioration très importante des caractéristiques physiques du matériau.
Table D
Permeability after 24h 30h 48h 8days
Example 1 220cm
2 5cm3 15cm3 110cm3
3 5cm3 10cm3 120cm3
Abrasion:% weight loss after 500 turns 1000 turns
Example 1 4%
2 1.6% 2%
3 0.35% 0.48%
The values for the permeability are equivalent to those obtained in Example 2), and in addition the values of abrasion are 10 times greater than those of Example 1) and 5 times greater than those of Example 2) . Water treatment therefore provides a very significant improvement in the physical characteristics of the material.

Le temps d'immersion, c'est à dire de réhumidification complète de tout le matériau géopolymère, est évidemment fonction de la granulométrie de la charge minérale, de la quantité de liant géopolymère, de la densification ( compacité), et de la présence de microbulles d'air.The immersion time, i.e. complete rewetting of all the geopolymer material, is obviously a function of the particle size of the mineral filler, the amount of geopolymer binder, the densification (compactness), and the presence of air microbubbles.

Ce temps sera au moins de 1 heure pour un matériau relativement po
reux, et au plus de 48 heures pour un matériau très compact.
This time will be at least 1 hour for a relatively po material.
red, and at most 48 hours for a very compact material.

Claims (1)

REVENDICATION UNIQUESINGLE CLAIM Procédé de fabrication de carreaux de revètement de sol ou de mur, à usage du bâtiment, obtenus par agglomération de matières minérales et d'un liant géopolymère à base de silico-aluminates de typeMethod for manufacturing floor or wall covering tiles, for building use, obtained by agglomeration of mineral materials and a geopolymer binder based on silico-aluminate type K-Poly(sialate) K-PS et/ou (Na,K)-Poly(sialatesiloxo) (Na,K)-PSS, résultat de la polycondensation d'un mélange réactionnel dont le rapporl molaire des oxydes correspond aux valeurs suivantes: :K-Poly (sialate) K-PS and / or (Na, K) -Poly (sialatesiloxo) (Na, K) -PSS, result of the polycondensation of a reaction mixture whose molar ratio of oxides corresponds to the following values: : M2O/S-iO2 0,20 à 0,48 M2O / S-iO2 0.20 to 0.48 SiO2/A1203 3,3 à 4,5 SiO2 / A1203 3.3 to 4.5 H20/A1203 10 à 25 H20 / A1203 10 to 25 M20/A12O3 0,8 à 1,6 avec M2O représentant soit Na 20, soit K2O, soit le mélange (Na2O,K2O), caractérisé en ce que après la polycondensation et le durcissement 9 une température inférieure à 95"C, et le premier sèchage à une température inférieure à 950C, on immerge ces dits carreaux dans de l'eau pendant au moins 1 heure, au plus 48 heures puis on sèche à l'air.  M20 / A12O3 0.8 to 1.6 with M2O representing either Na 20, or K2O, or the mixture (Na2O, K2O), characterized in that after the polycondensation and hardening 9 a temperature below 95 "C, and the first drying at a temperature below 950C, these so-called tiles are immersed in water for at least 1 hour, at most 48 hours, then air-dried.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2831882A1 (en) 2001-11-08 2003-05-09 Davidovits Joseph Geopolymer stone for construction and decoration comprises rock residues and a poly(sialate), poly(sialate-siloxo) and/or poly(sialate-disiloxo) geopolymer binder
WO2003040054A1 (en) * 2001-11-08 2003-05-15 Cordi-Geopolymere Sa Geopolymer stone for building and decoration and method for obtaining same
FR2839970A1 (en) 2002-05-27 2003-11-28 Joseph Davidovits Geopolymer cement useful for building comprises mellilite, aluminosilicate and quartz particles in an amorphous vitreous matrix comprising a poly(sialate-disiloxo) geopolymer
US7691198B2 (en) 2006-03-29 2010-04-06 Zeobond Research Pty Ltd Dry mix cement composition, methods and systems involving same
WO2011003918A1 (en) 2009-07-06 2011-01-13 Banah Uk Ltd. Geopolymeric structural building units and methods of manufacture thereof
WO2019182513A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Agency For Science, Technology And Research A waterproofing formulation
US10544060B2 (en) 2015-03-27 2020-01-28 Hoffmann Green Cement Technologies Composition for metakaolin construction material, related method for manufacturing said composition, and use for producing construction elements

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2831882A1 (en) 2001-11-08 2003-05-09 Davidovits Joseph Geopolymer stone for construction and decoration comprises rock residues and a poly(sialate), poly(sialate-siloxo) and/or poly(sialate-disiloxo) geopolymer binder
WO2003040054A1 (en) * 2001-11-08 2003-05-15 Cordi-Geopolymere Sa Geopolymer stone for building and decoration and method for obtaining same
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US10544060B2 (en) 2015-03-27 2020-01-28 Hoffmann Green Cement Technologies Composition for metakaolin construction material, related method for manufacturing said composition, and use for producing construction elements
WO2019182513A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Agency For Science, Technology And Research A waterproofing formulation

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