FR2528822A1 - Mouldings for use in building etc. - made from natural earths mixed with geo-polymer binder contg. free sodium oxide or potassium oxide - Google Patents

Mouldings for use in building etc. - made from natural earths mixed with geo-polymer binder contg. free sodium oxide or potassium oxide Download PDF

Info

Publication number
FR2528822A1
FR2528822A1 FR8210863A FR8210863A FR2528822A1 FR 2528822 A1 FR2528822 A1 FR 2528822A1 FR 8210863 A FR8210863 A FR 8210863A FR 8210863 A FR8210863 A FR 8210863A FR 2528822 A1 FR2528822 A1 FR 2528822A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
clay
sep
alkaline
weight
mouldings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8210863A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2528822B3 (en
Inventor
Joseph Davidovits
Claude Boutterin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR8210863A priority Critical patent/FR2528822A1/en
Publication of FR2528822A1 publication Critical patent/FR2528822A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2528822B3 publication Critical patent/FR2528822B3/fr
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

A mixt. is made contg. ferruginous-, lateritic-, mediterranean-, tropical-, and/or equatorial- earths. The mixt. is pressed into an object with a desired shape, e.g. a brick, and is then placed immediately in a non-ventilated chamber, at an ambient temp. below 45 deg.C, for setting or hardening by alkaline geopolymerisation, esp. using min. 2 h at 25 deg.C, or min 1 day at 40 deg.C. The alkaline geopolymerisation is pref. obtd. using a mixt. of clay contg. by wt. either 0.5-5% of free active Na2O, or 0.7-7% of free active K2O. Bricks etc. can be made which set and harden at a low temp. below 45 deg.C.

Description

La présente invention concerne l'utilisation des sols ferrugineux,
låteritiques, ferrallitiques, ou associés rencontrés principalement
dans les regions méditerraneennes, tropicales et équatoriales, et les
régions géologiquement équivalentes du globe terrestre, pour fabri
quer des briques ou autres objets utilisables dans le bâtiment. On
utilise la réaction de consolidation chimique par constitution d'un
liant du type Géopolyrnêre obtenu par réaction entre les différents constituants de ces sols avec au moins un réactif alcalin produisant
MaO ou K20 libre, puis un durcissement à la température ambiante, en
général inferieure à 450C.
The present invention relates to the use of ferruginous soils,
lteritics, ferrallitics, or associates encountered primarily
in the Mediterranean, tropical and equatorial regions, and
geologically equivalent regions of the earth, for man
use bricks or other objects that can be used in the building. We
uses the chemical consolidation reaction by constitution of a
Binder of the Geopolymer type obtained by reaction between the different constituents of these sols with at least one alkaline reagent producing
MaO or K20 free, then a hardening at room temperature, in
less than 450C.

Ces sols qui sont généralement désignés sous le terme très vague de '"latérite sont riches en sesquioxydes de Fer et d'Aluminium tels que goethite, hématite, gibbsite, et boemite. La matrice argileuse est en
général, à base de alumino-silicates hydratés du type SiO2/A1203=2
(type kaolinitique) ou SiO2/A1203=4 (type montmorionnitique) ou plus.
These soils, which are generally referred to as the very "laterite", are rich in iron and aluminum sesquioxides such as goethite, hematite, gibbsite, and boemite.
general, based on hydrated alumino-silicates of the SiO 2 / Al 2 O 3 type = 2
(kaolinitic type) or SiO2 / A1203 = 4 (montmoritic type) or more.

Dans les régions du globe où l'on rencontre ces sols, il est en
général assez difficile de fabriquer des briques par les procédés de
cuisson traditionnels, à haute température vers 9000C-11000C. Le
procede le plus simple consiste simplement à prendre ces sols et à
les secher a- l'air. C'est le technique du pisée, et de la brique
seche au soleil, fortement utilisée dans la majorité des pays
d'Afrique. Un procéde plus élaboré consiste à mélanger ces sols avec
du ciment artificiel du type Portland, et de réaliser des blocs ou
briques par liaison hydraulique. Les résultats commencent à être
satisfaisants pour des quantités de ciment au moins égales à 400-450
kg s par m3, généralement 500kgs par m3.On a propose de faire réagir
les sols "latérites" avec de la chaux Ca(OH2), soit en utilisant la
technique de la réaction silico-calcaire en autoclave, par exemple en
extrapolant le procede decrit dans le brevet français n"1.501.753 et
son certificat d'addition nO 2.092.936 , soit selon la technique de
l'étuve humide à 970C telle que décrite par T. RINGSHOLT et T.C.
In the regions of the globe where these soils are found, it is
general quite difficult to manufacture bricks by the methods of
traditional cooking, at high temperature to 9000C-11000C. The
The simplest method is simply to take these soils and
dry them in the air. This is the technique of the pisé, and the brick
dry in the sun, heavily used in most countries
Africa. A more elaborate process is to mix these soils with
artificial cement of the Portland type, and to make blocks or
bricks by hydraulic connection. The results start to be
satisfactory for quantities of cement not less than 400-450
kg s per m3, usually 500kgs per m3.We proposed to react
"laterite" soils with lime Ca (OH2), either using the
technique of the silico-limestone reaction in an autoclave, for example in
extrapolating the process described in French Patent No. 1,501,753 and
its certificate of addition No 2,092,936, that is to say according to
humid oven at 970C as described by T. RINGSHOLT and TC

HANSEN dans la revue "Ceramic Bulletin" Vol. 57, No. 5 (1978), page
150: Lateritic soil as a raw material for Building Blocks. Dans les
brevets français cités, on utilise un matériau contenant moins de 50%
en poids de matrice argileuse, et on ajoute en poids 30% de chaux,
c'est à dire environ 60% en poids par rapport à la matrice argileuse.
HANSEN in the review "Ceramic Bulletin" Vol. 57, No. 5 (1978), page
150: Lateritic soil as a raw material for Building Blocks. In the
cited French patents, a material containing less than 50% is used
in weight of clay matrix, and 30% by weight of lime is added,
that is to say about 60% by weight relative to the clay matrix.

Dans le procédé en étuve à 97"C, pour un sol latérite contenant
environ 30% en poids d'argile kaolinitique, on ajoute 17% en poids de chaux, soit également environ 60% en poids par rapport à la matrice argileuse. Les produits réalisés en autoclave sont des silico-aluminates du type CSH, alors que la cuisson en étuve humide à 970C aboutirait à le formation d'un aluminate tricalcique hydraté du type C3AH6. Les résultats obtenus varient pour la résistance à la compression de 25 Mpa pour le C3AH6, à 90 Mpa pour le CSH.
In the oven oven at 97 ° C., for a laterite soil containing
about 30% by weight of kaolinitic clay is added 17% by weight of lime, also about 60% by weight relative to the clay matrix. The products made in an autoclave are silico-aluminates of the CSH type, while the firing in a humid oven at 970 ° C. would result in the formation of a hydrated tricalcium aluminate of the C3AH6 type. The results obtained vary for compressive strength from 25 MPa for C3AH6 to 90 MPa for CSH.

Au lieu d'utiliser la chaux Ca(OH)2, on peut faire réagir les argiles avec de la soude caustique qui produit Na20 libre. Ainsi le brevet allemand n" 600.327 du 28 Mai 1932, décrit un procédé de fabrication d'objets à partir d'une argile ayant réagi avec de la soude caustique
NaOH, avec cuisson entre 1500C et 500"C. La constitution chimique de cette argile était: perte au feu 8,25 / SiO2 : 51,55 / Fe203 : 8,55 / A1203 :20,60 / MgO : 2,75 / Na2O : 5,20 / K20 : 5,20 / S03
:1,35, c'est à dire une argile du type SiO2/A1203 égale ou supérieure à 4.Les études effectuées par la demanderesse montrent que lorsque le rapport molaire SiO2/Al203 est supérieure 'à 2, le produit de la réaction avec la soude caustique est d'une part un silico-aluminate du type des géopolymères Poly(sialate) dénommé hydroxysodalite (Na20, A1203, 2Si02, 8H20), avec d'autre part formation importante de silicate de sodium. Or ce silicate de sodium migre vers la surface, mobilise une grande partie de Na2O libre disponible pour la réaction de formation du Poly(sialate), si bien que les produits élaborés selon ce système ne sont pas stables à l'eau, dans leur intégralité.
Instead of using lime Ca (OH) 2, the clays can be reacted with caustic soda which produces free Na2O. Thus, German Patent No. 600,327 of May 28, 1932, describes a method of manufacturing objects from a clay reacted with caustic soda.
NaOH, with firing between 1500C and 500 ° C. The chemical constitution of this clay was: loss on ignition 8.25 / SiO 2: 51.55 / Fe 2 O 3: 8.55 / Al 2 O 3: 20.60 / MgO: 2.75 / Na2O: 5.20 / K20: 5.20 / SO3
: 1.35, ie a clay of the SiO 2 / Al 2 O 3 type equal to or greater than 4. The studies carried out by the Applicant show that when the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is greater than 2, the product of the reaction with caustic soda is on the one hand a silico-aluminate of the type of geopolymers Poly (sialate) called hydroxysodalite (Na 2 O, Al 2 O 3, 2SiO 2, 8H 2 O), with on the other hand important formation of sodium silicate. However, this sodium silicate migrates towards the surface, mobilizes a large part of free Na2O available for the poly (sialate) formation reaction, so that the products produced according to this system are not stable to water, in their entirety. .

Comme il est décrit dans la publication "Préparation de sodalite et de neosane à basse température à partir de mineraux phylliteux" Bulletin Groupe Français des Argiles, tome XXII, pages 5-16 (1970), par H.As described in the publication "Preparation of Low Temperature Sodalite and Neosane from Phyllitic Minerals" French Group Bulletin of Clays, Volume XXII, pp. 5-16 (1970), by H.

BESSON, S. CAILLERE, S. HENIN, R.PROST, les matériaux argileux qui réagissent bien avec la soude avec formation de Poly(sialate) hydroxysodalite sont: la kaolinite, l'halloysite, les argiles à SiO2/ A1203=2 de type montmorionnite, pyrophyllite, muscovite, les argiles SiO2/Al203=4 ou supérieur à 4 produisant un silicate de sodium qui doit être éliminé. Les meilleurs sembleraient être obtenus avec la kaolinite, comme on peut le voir dans le brevet soviétique n" 19.3335 du Bulletin des Inventions n" 6.1967 et rapporté dans la publication: "Des Matériaux non cuits à base de kaolin, pour les surfaces apparentes des bâtiments" dans Stroitel'nye materialy ne10, 1970, page 22 par L.G. BERG, B.A. DEMIDENKO et coîl. .Avec un rapport molaire Na2O/A1203 égal & 0,6 soit environ 19% par rapport au poids de la matrice kaolinique on obtient après cuisson à 1500C pendant 4 heures un matériau ayant une résistance à la compression de 100 Mpa. Cette façon de travailler n'est cependant valable que pour de faibles épaisseurs, en effet l'expérience montre que la cuisson à cette température, pour des objets d'épaisseur supérieure à 10 mm, entraine. une migration de Na20 libre de l'intérieur vers l'extérieur de l'objet. Ces objets possèdent un peau, extrèmement dure mais un interieur constitué d'argile qui n'a pas réagi et qui se détruit à l'eau.BESSON, S. CAILLERE, S. HENIN, R.PROST, the clay materials that react well with soda hydroxysodalite Poly (sialate) formation are: kaolinite, halloysite, clays SiO2 / Al203 = 2 type montmorionnite, pyrophyllite, muscovite, SiO2 / Al203 clays = 4 or greater than 4 producing a sodium silicate that must be removed. The best seems to be obtained with kaolinite, as can be seen in the Soviet Patent No. 19.3335 of the Bulletin of Inventions No. 6.1967 and reported in the publication: "uncooked materials based on kaolin, for the apparent surfaces of buildings in Stroitelnye materialy ne10, 1970, page 22 by LG BERG, BA DEMIDENKO et al. With a molar ratio of Na 2 O / Al 2 O 3 equal to 0.6, ie approximately 19% relative to the weight of the kaolin matrix, a material having a compressive strength of 100 MPa is obtained after firing at 1500 ° C. for 4 hours. This way of working is however only valid for small thicknesses, indeed experience shows that cooking at this temperature, for objects thicker than 10 mm, leads. free Na20 migration from the inside to the outside of the object. These objects have skin, extremely hard but an interior made of clay that has not reacted and is destroyed with water.

Le procede selon l'invention est un developpement inattendu du procédé de fabrication d'objets destinés aux bâtiment, demande de brevet français n080.203.86. I1 permet d'obtenir le durcissement des sols et argiles à la température ordinaire ou au plus à une températuré égale à 45"C. Dans les procédés traditionnels de fabrication de briques cuites, la phase la plus délicate de la fabrication est le sechage. En general, ce sechage est effectué à l'air libre, avec une atmosphère bien ventilée pour permettre à l'humidité présente dans le mélange argileux de s'évaporer sans occasionner de fissure.Cette phase de séchage est en général conduite dans un premier temps à temperature en général inférieure à 45"C. Ensuite les briques sont séchées à, plus haute température et mises en cuisson. The method according to the invention is an unexpected development of the method of manufacturing objects for buildings, French Patent Application No. 80.203.86. It makes it possible to obtain the hardening of soils and clays at ordinary temperature or at most at a temperature equal to 45 ° C. In the traditional methods of manufacturing cooked bricks, the most delicate phase of manufacture is drying. Generally, this drying is carried out in the open air, with a well ventilated atmosphere to allow the moisture present in the clay mixture to evaporate without causing any crack. This drying phase is generally carried out at first to temperature generally below 45 ° C. Then the bricks are dried at higher temperature and put in cooking.

Dans le procédé décrit par la demande de brevet français n 80.203.86 et qui est particulièrement adapté aux matières premieres Provenant des, sols ferrugineux, latéritique, tropicaux, équatoriaux... , le durcissement est effectué à l'aide d'un réactif alcalin.In the process described by the French patent application No. 80.203.86 and which is particularly suitable for raw materials coming from ferruginous, lateritic, tropical or equatorial soils, the hardening is carried out using an alkaline reagent. .

On'procéde tout d'abord en séchant les sols pour éliminer le maximum d'eau et faciliter le broyage. Le réactif alcalin est ajouté à l'état de poudre, généralement accompagné d'un additif minéral permettant de corriger la nature argileuse du sol, et le mélange sol+réactif alcalin est broyé en poudre, par exemple dans un broyeur à marteaux. Ce mélange en poudre peut être stocké pendant une longue période si nécessaire. Il est ensuite humidifie dans un malaxeur, afin d'obtenir une pâte semi-plastique, les quantités d'eau dépendant exclusivement de la nature de chàque sol. Ce mélange semi-plastique est ensuite laisser à maturer pendant au moins 24 heures, de préférence au moins 48 heures à une température inférieure à 450C, dans un endroit clos.  It is first done by drying the soil to eliminate the maximum amount of water and facilitate the grinding. The alkaline reagent is added as a powder, usually accompanied by a mineral additive to correct the clay nature of the soil, and the soil + alkaline reagent mixture is ground to powder, for example in a hammer mill. This powder mixture can be stored for a long time if necessary. It is then moistened in a kneader, in order to obtain a semi-plastic paste, the amounts of water depending exclusively on the nature of each soil. This semi-plastic mixture is then allowed to mature for at least 24 hours, preferably at least 48 hours at a temperature below 450C, in an enclosed area.

Après maturation l'objet est confectionné à la presse, par exemple pour en faire une brique. Cette brique crue est alors plaçee dans une étuve non ventilée, de préférence humidifiée, à une température comprise entre 70" et 95"C, de préference 85"C, pendant au moins une heure, de préférence 2 heures. Cette zone de température correspond à une transformation ou dégradation des alumino-silicates en des gels silico-aluminates de sodium qui sont les précurseurs de la polycondensation des géopolymères Poly(sialate) du type hydroxysodalite.Na20 libre est ainsi fixé et ne migre plus.Les produits obtenus après cet étuvage ont déjà des caractéristiques mécaniques acceptables pour en faire des briques.Lorsque la matrice argileuse est du type
Si/02/A1203= 2, les produits étuvés à 85"C, sont stables à l'eau et peuvent être employés tels quels dans le bâtiment. Les silico-aluminates de sodium étant fixés, on peut alors faire subir aux produits des traitements thermiques postérieures, à des températures plus élevées.
After maturation the object is made to the press, for example to make a brick. This raw brick is then placed in an unventilated oven, preferably humidified, at a temperature of between 70 ° and 95 ° C., preferably 85 ° C., for at least one hour, preferably 2 hours. to a transformation or degradation of the aluminosilicates into sodium silico-aluminate gels which are the precursors of the polycondensation of the Poly (sialate) geopolymers of the hydroxysodalite.Na20 free type is thus fixed and no longer migrates.The products obtained after this parboiling already have acceptable mechanical characteristics to make bricks.When the clay matrix is of the type
If / 02 / A1203 = 2, the products cured at 85 ° C, are water-stable and can be used as they are in the building, the sodium silico-aluminates being fixed, the products can be subjected to posterior thermal, at higher temperatures.

I1 a été cependant remarqué, que l'optimum des caractéristiques était obtenu pour des températures de cuisson comprises entre 370"C et 5000C, pendant au moins une heure, de préférence pendant 2 à 3 heures selon l'épaisseur du produit. It was noted, however, that the optimum of the characteristics was obtained for firing temperatures between 370 ° C. and 5000 ° C., for at least one hour, preferably for 2 to 3 hours, depending on the thickness of the product.

Au lieu de mettre la brique crue, comme décrit précédemment directement dans une étuve non ventilée chauffee à 85"C, celle-ci fut laissée par inadvertance dans cette étuve non ventilée, pendant 3 jours à une température de 25"C. Le matériau avait durci et il fut plongé dans l'eau. Contre toute attente, la brique ne se déforma pas.Instead of placing the raw brick, as previously described directly in an unventilated oven heated to 85 ° C, it was inadvertently left in this unventilated oven for 3 days at a temperature of 25 ° C. The material had hardened and it was immersed in water. Unexpectedly, the brick did not deform.

Ce fait est d'autant surprenant que couramment les mélanges semi-plastiques en poudre non-pressés qui ont séjournés (maturés) environ 3 à 4 jours dans un sac plastique, à température ambiante de l'ordre de 25"C, ces mélanges semi-plastique peuvent être comprimés pour en faire une brique, mais cette brique n'est pas stable à l'eau juste après pressage.Il semble donc que la phase de maturation à température ambiante ait une action totalement différente sur la cinétique de géopolymérisation'des matériaux argileux, selon que les argiles aient été comprimées ou pas.Une explication de ce phénomène pourrait être le changement de concentration en alcali, de l'eau intermicèllaire dans l'argile, c'est à dire d'un phénomène identique ou voisin de celui rencontré pendant l'étuvage. Dans la phase non-comprimee, le réactif alcalin vient migrer et occuper certains groupements fonctionnels A1/OH3 libre situé sur la surface extérieure du crystallite argileux avec une quantité importante d'eau intermicellaire.La compression fait se rapprocher les crystallites, chassent une partie de l'eau íntermicellaire qui se trouve libre et vient se loger dans les macropores. On assiste alors à la possibilité de réaction de géopo lyxerisation selon le schéma suivant::

Figure img00050001
This fact is all the more surprising since, as a rule, un-pressed semi-plastic powder mixtures which have been left (matured) for about 3 to 4 days in a plastic bag, at an ambient temperature of about 25 ° C., these semi-solid mixtures -plastic can be compressed to make a brick, but this brick is not stable with water just after pressing.It seems therefore that the phase of maturation at room temperature has a totally different action on the kinetics of geopolymerisation'des argillaceous materials, depending on whether the clays were compressed or not.An explanation of this phenomenon could be the change in alkali concentration, intermiclllll water in the clay, that is to say an identical phenomenon or close to During the unconfined phase, the alkaline reagent migrates and occupies certain free A1 / OH3 functional groups located on the outer surface of the clay a large quantity of intermicellar water. The compression brings the crystallites closer together, expels part of the free-cellular water which is free and is lodged in the macropores. We then witness the possibility of geopo-lyxerization reaction according to the following scheme ::
Figure img00050001

Argile <SEP> (OH)3 <SEP> Na+ <SEP> OH"
<tb> <SEP> ~~~~~~~~~~~~ <SEP> Argile <SEP> (OH) <SEP> 4
<tb> <SEP> K <SEP> OH <SEP> (Na+)
<tb> <SEP> (K+)
<tb> Argile <SEP> (OH) <SEP> 4 <SEP> + <SEP> q(OH) <SEP> Argile <SEP> - <SEP> Argile-O-Argile <SEP> + <SEP> H20
<tb> <SEP> (Na*) <SEP> (Na+) <SEP> (Na+) <SEP> (Na+
<tb> <SEP> (K+) <SEP> (K+) <SEP> (K+) <SEP> (K+)
<tb>
Les exemples qui suivent permettent de mieux comprendre l'inven
tion et illustrent les différentes possibilités de fabrication. Le
matériau argileux utilisé dans ces exemples appartient à la catégorie
des argiles latéritiques kaollniques. Il est connu sous le nom de
"Flint d'OlliAre", situé dans le sud de la France, en Provence près
des gisements de bauxite.Ce matériau contient entre 20 et 40% en
poids de kaolinite, pour 5 à 15% de goethite, 5 à 15% de gibbsite et
20 a 40% de quartz et autre matériaux rocheux. IL correspond à la
classification des argiles de type "latérite".
Clay <SEP> (OH) 3 <SEP> Na + <SEP> OH "
<tb><SEP> ~~~~~~~~~~~~ <SEP> Clay <SEP> (OH) <SEP> 4
<tb><SEP> K <SEP> OH <SEP> (Na +)
<tb><SEP> (K +)
<tb> Clay <SEP> (OH) <SEP> 4 <SEP> + <SEP> q (OH) <SEP> Clay <SEP> - <SEP> Clay-O-Clay <SEP> + <SEP> H20
<tb><SEP> (Na +) <SEP> (Na +) <SEP> (Na +) <SEP> (Na +)
<tb><SEP> (K +) <SEP> (K +) <SEP> (K +) <SEP> (K +)
<Tb>
The following examples help to better understand the inventi
and illustrate the different manufacturing possibilities. The
clay material used in these examples belongs to the category
kaollnic lateritic clays. He is known as
"Flint d'OlliAre", located in the south of France, near Provence
deposits of bauxite.This material contains between 20 and 40%
weight of kaolinite, for 5 to 15% of goethite, 5 to 15% of gibbsite and
20 to 40% quartz and other rock materials. IT corresponds to the
classification of clays of "laterite" type.

Exemple I:
On réalise le mélange suivant: 'A lkg de Flint d'filière contenant 5% d'humidité, on ajoute 10% en poids de réactif Geopoly KA et 7% en poids d'eau.Le réactif Geopoly
KA comnercialise par la société CORDI SA/France,contient 30% en poids
de K20 libre, actif à basse température, c'est à dire que le mélange
ainsi réalise contient 2,9 % de K20 libre actif. On verse la melange
dans un sac en plastique, étanche et on laisse mûrir pendant 24
heures, à température ambiante 25"C. Ce mélange est alors testé de la
manière suivante: on façonne de petits anneaux à l'aide d'un moule,
connu dans la profession céramique, pour fabriquer les anneaux de
fusion des céramiques cuites à haute température.Ces anneaux pèsent
10 grammes, et peuvent donner d'excellentes indications sur les
propriétés physiques et mécaniques. On réalise 1 anneau de 10 grammes avec le mélange mûri pendant 24 heures et on le trempe dans l'eau immédiatement. L'anneau se délite instantanément. On réalise plusieurs anneaux de 10 grammes, avec ce même mélange, mûri pendant 24 heures, et on les conserve dans une pochette étanche en plastique à température ambiante. Toutes les 24 heures on placera un anneau dans de l'eau pour noter le moment ou il ne se délitera plus.Parallèlement, le mélange toujours conservé dans son sac étanche, sera lui aussi testé, par la confection d'un anneau.
Example I:
The following mixture is produced: To 1 kg of flint containing 5% of moisture, 10% by weight of Geopoly KA reagent and 7% by weight of water are added. Geopoly reagent
KA commercialized by the company CORDI SA / France, contains 30% by weight
K20 free, active at low temperature, ie the mixture
thus achieved contains 2.9% of active free K20. We pour the mixture
in a waterproof plastic bag and let it ripen for 24
hours, at room temperature 25 ° C. This mixture is then tested for
following way: we shape small rings using a mold,
known in the ceramic profession, to make the rings of
fusion of ceramics cooked at high temperature.These rings weigh
10 grams, and can give excellent indications on the
physical and mechanical properties. One ring of 10 grams is made with the matured mixture for 24 hours and quenched in water immediately. The ring disintegrates instantly. Several rings of 10 grams are made with the same mixture, matured for 24 hours, and stored in a sealed plastic bag at room temperature. Every 24 hours a ring will be placed in water to note the moment when it will not disintegrate any more. In parallel, the mixture always kept in its waterproof bag, will also be tested, by the making of a ring.

Avec le réactif Geopoly KA de cet exemple I, l'anneau devient stable à l'eau au bout de 48 heures,alors que le mélange resté dans le sac, se délite,meme après un mois de stockage.With the reagent Geopoly KA of this Example I, the ring becomes stable with water after 48 hours, while the mixture remained in the bag, disintegrates, even after one month of storage.

Exemple I1:
Selon la technique décrite dans l'exemple I, on réalise un nouveau mélange comprenant 6% en poids de réactif Geopoly NA de la Société
CORDI SA/France. Le réactif Geopoly NA contient 33XO de Na2O actif libre, soit 2% en poids de Na20 actif libre,dans le mélange. Apres une maturation de 24 heures on répète l'opération de confection d'anneaux telle que décrite dans l'exemple I. L'anneau devient stable à l'eau également au bout de 48 heures, alors que le melange resté dans le sac,se délite,même après un mois de stockage.
Example I1:
According to the technique described in Example I, a new mixture comprising 6% by weight of Geopoly NA reagent of the Company is produced.
CORDI SA / France. Geopoly NA reagent contains 33XO of free active Na2O, ie 2% by weight of free active Na2O, in the mixture. After a 24-hour maturation, the ring-making operation is repeated as described in Example I. The ring becomes stable with water also after 48 hours, while the mixture remains in the bag, disintegrates, even after a month of storage.

On mesure alors la progression dans le temps des résistances mécaniques des échantillons réalisés selon les exemples I et II,les anneaux restant dans un sachet plastique étanche:on mesure la résistance à la compression. The progression in time of the mechanical strengths of the samples made according to examples I and II is then measured, the rings remaining in a sealed plastic bag: the compressive strength is measured.

Résistance à la compression
Geopoly KA Geopoly NA au bout de 3 jours 4,1 MPa 4,8 MPa au bout de 15 jours 7,9 MPa 8,5 MPa au bout de 45 jours 7,7 MPa 8,4 MPa
Les anneaux obtenus avec les mélanges des exemples I et II, sont placés à différentes températures, pour déterminer la cinétique du durcissement et de polycondensation du Poly(sialate) stable à l'eau.
Compressive strength
Geopoly KA Geopoly NA after 3 days 4.1 MPa 4.8 MPa after 15 days 7.9 MPa 8.5 MPa after 45 days 7.7 MPa 8.4 MPa
The rings obtained with the mixtures of Examples I and II are placed at different temperatures to determine the kinetics of the curing and polycondensation of the water-stable poly (sialate).

A 40"C, les anneaux contenant soit Geopoly NA, soit le Geopoly KA, sont stables à l'eau au bout de 24 heures,alors qu'à 50"C,la réaction devient très rapide, puisque cette stabilité est déjà aquise au bout de 2h 30 mn. Le seuil critique semble donc être situé autour de 45"C. At 40 ° C, the rings containing either Geopoly NA or Geopoly KA are water-stable after 24 hours, whereas at 50 ° C the reaction becomes very fast, since this stability is already acquired at 2 hours 30 minutes. The critical threshold seems to be around 45 ° C.

L'invention permet donc de fabriquer, à la température ambiante, inférieure à 450C, des objets, briques ou matériaux similaires, stables à l'eau, à partir de sols ou matériaux argileux appartenant aux catégories des sols ferrugineux, latéritiques, ferralitiques, ou associés. The invention therefore makes it possible to manufacture, at room temperature, less than 450 ° C., objects, bricks or similar materials, stable with water, from soils or clay materials belonging to the categories ferruginous, lateritic, ferralitic soils, or associates.

On utilise la réaction de géopolymérisation de la matière argileuse de préference, kaolinitique, avec des réactifs alcalins caustiques.The geopolymerization reaction of the preferred kaolinitic argillaceous material is used with alkaline caustic reagents.

a quantité de réactif alcalin nécessaire à l'obtention d'une brique stable à l'eau dépend de la nature minéralogique des sols et matériaux argileux, l'expérience montre que l'on obtient de bons résultats, pour des mélanges contenant entre 0,5% et 5 % en poids, de préférence entre 1,0% et 3,5 % en poids de Na20, ou entre 0,7% et 7% en poids de préférence entre 1,5% et 4,5% en poids de K20. the amount of alkaline reagent required to obtain a water-stable brick depends on the mineralogical nature of the soils and clay materials. Experience shows that good results are obtained for mixtures containing between 0, 5% and 5% by weight, preferably between 1.0% and 3.5% by weight of Na 2 O, or between 0.7% and 7% by weight, preferably between 1.5% and 4.5% by weight of K20.

Le sac plastique étanche dans lequel étaient plaçés les anneaux dans les exemples 1 et 2, correspond en réalité à une enceinte non ventilee, dans laquelle il n'y a pas de séchage. Cette enceinte pourra avoir toutes les dimensions, étant entendu, qu'un contrôle de l'humudité ambiante, devra être nécessaire, pour assurer le déroulement de la géopotymérisation alcaline. The sealed plastic bag in which were placed the rings in Examples 1 and 2, is actually a non-ventilated enclosure, in which there is no drying. This enclosure can have all dimensions, it being understood, that a control of the ambient humudity, will be necessary, to ensure the progress of the alkaline geopotymérisation.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de métier au procédé et aux compositions qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemple, sans sortir du cadre de l'invention.  Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the process and compositions which have just been described by way of example, without departing from the scope of the invention.

Claims (6)

Revendications:claims: 1) Procédé de fabrication d'objets destinés au bâtiment à l'aide de sols ferrugineux, latéritiques, ferrallitiques, méditerranéens, tropicaux, équatoriaux, par géopolymérisation alcaline, caractérisé en ce que l'on fabrique par pressage l'objet puis on le place immédiatement dans une enceinte non ventilée, à la température ambiante, inférieure, à 45 C.  1) Method of manufacturing objects for the building using ferruginous, lateritic, ferrallitic, Mediterranean, tropical, equatorial soils, by alkaline geopolymerization, characterized in that the object is manufactured by pressing and then placed immediately in an unventilated chamber, at room temperature, lower, at 45 ° C. 2) Procédé selon 1 caractérisé en ce que l'objet obtenu par pressage est plaçé immédiatement , pendant au moins 2 jours, dans une enceinte non ventilée, à la température ambiante de 25"C. 2) Process according to 1 characterized in that the object obtained by pressing is placed immediately, for at least 2 days, in a non-ventilated enclosure, at room temperature of 25 "C. 3) Procédé selon 1 , caractérisé en ce que l'objet obtenu par pressage est placé immédiatement, pendant au moins 1 jour dans une enceinte non ventilée, à la température ambiante de 40"C. 3) Method according to 1, characterized in that the object obtained by pressing is placed immediately, for at least 1 day in a non-ventilated enclosure, at room temperature of 40 "C. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la dite géopolymérisation alcaline est obtenue avec un mélange de sol argileux contenant-entre 0,5 % et 5 % en poids de Na2O actif libre.4) Process according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that said alkaline geopolymerization is obtained with a mixture of clay soil containing between 0.5% and 5% by weight of free active Na2O. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la dite géopolymérisation alcaline est obtenue avec un mélange argileux contenant entre 0,7 % et 7 % en poids de K20 actif libre.5) Process according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that said alkaline geopolymerization is obtained with a clay mixture containing between 0.7% and 7% by weight of free active K20. 6) Produit sous toutes formes et en toute dimensions obtenues selon l'un quelconque des revendications 1,2, 3, 4 ou 5. 6) Product in all forms and in any dimensions obtained according to any one of claims 1, 2, 3, 4 or 5.
FR8210863A 1982-06-22 1982-06-22 Mouldings for use in building etc. - made from natural earths mixed with geo-polymer binder contg. free sodium oxide or potassium oxide Granted FR2528822A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8210863A FR2528822A1 (en) 1982-06-22 1982-06-22 Mouldings for use in building etc. - made from natural earths mixed with geo-polymer binder contg. free sodium oxide or potassium oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8210863A FR2528822A1 (en) 1982-06-22 1982-06-22 Mouldings for use in building etc. - made from natural earths mixed with geo-polymer binder contg. free sodium oxide or potassium oxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2528822A1 true FR2528822A1 (en) 1983-12-23
FR2528822B3 FR2528822B3 (en) 1985-05-10

Family

ID=9275252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8210863A Granted FR2528822A1 (en) 1982-06-22 1982-06-22 Mouldings for use in building etc. - made from natural earths mixed with geo-polymer binder contg. free sodium oxide or potassium oxide

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2528822A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0489667A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-10 PECHINEY RECHERCHE (Groupement d'Intérêt Economique régi par l'Ordonnance du 23 Septembre 1967) Immeuble Balzac Process for producing refractory materials and their use for casting corrosive alloys
EP3906220B1 (en) 2018-12-31 2022-09-07 Materr'up New formulation for a low-carbon construction binder, method of production, and construction materials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0489667A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-10 PECHINEY RECHERCHE (Groupement d'Intérêt Economique régi par l'Ordonnance du 23 Septembre 1967) Immeuble Balzac Process for producing refractory materials and their use for casting corrosive alloys
EP3906220B1 (en) 2018-12-31 2022-09-07 Materr'up New formulation for a low-carbon construction binder, method of production, and construction materials

Also Published As

Publication number Publication date
FR2528822B3 (en) 1985-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0066571A1 (en) Synthetic mineral polymer compound of the silicoaluminates family and preparation process; molded articles containing such polymer compound and production process thereof.
JP2009518276A (en) MULTIFUNCTIONAL COMPOSITION FOR COAGABLE COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING THE COMPOSITION
WO1998031644A1 (en) Methods for making geopolymeric cements and cements resulting from these methods
Ojewumi et al. Pozzolanic properties of Waste Agricultural Biomass-African Locust Bean Pod Waste Modupe Elizabeth Ojewumi1, Adesanmi Adedoyin Ayomide1, Oyinlola Mopelola Obanla1, Olugbenga Olufemi Awolu2, Emmanuel Omotayo Ojewumi2
WO2009146470A1 (en) The method of manufacturing building brick
FR2669918A1 (en) Process for obtaining a geopolymer cement without emission of carbon dioxide CO2 and products obtained by this process
FR2528822A1 (en) Mouldings for use in building etc. - made from natural earths mixed with geo-polymer binder contg. free sodium oxide or potassium oxide
CA1058475A (en) Method for making lime-silica insulation from perlite
KR100603885B1 (en) Yellow soil composition for forming articles and process for preparing the same
WO1995013995A1 (en) Geopolymeric cement and methods for preparing same
FR2490626A1 (en) Building prods. mfr. from natural clay soils - by drying, adjusting silica alumina ratio and reacting with alkali to give mouldable material
RU2197446C2 (en) Ceramic mass for manufacture of ceramic brick
FR2666328A1 (en) Process for obtaining a geopolymer matrix with rapid curing for impregnating composite materials and products obtained
JPS5939393B2 (en) Manufacturing method of building materials
RU2041182C1 (en) Charge for ceramic article making
RU2220928C1 (en) Raw meal and a method for manufacturing granulated heat-insulation material
SU1629276A1 (en) Composition for manufacturing heat insulating products
JP7041918B2 (en) Geopolymer cured product with high bending performance and its manufacturing method
RU2380339C1 (en) Ceramic mixture for making tiles using single firing method
RU1787983C (en) Method of producing porous ceramic products
SU1416475A1 (en) Composition for producing heat-insulating articles
SU1414831A1 (en) Raw mixture for manufacturing lime-and-sand brick
SU1765138A1 (en) Mass for production of wall articles
SU1401030A1 (en) Composition for making asbestos-concrete articles
SU1645258A1 (en) Raw mixture for producing heat-insulating/structural elements

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse