Pâte géopolymère

[polymerus]

Bonjour, n'étant ni chimiste ni matheux, je souhaiterai vivement demander conseil à la communauté de ce forum. J'aimerai connaître le dosage en grammes des différents composants pour l'obtention d'une pâte géopolymère, ainsi que le rapport entre solides et liquides. Je n'ai pour source que les données d'une thèse qui sont incompréhensibles pour moi :

La solution alcaline consiste en un mélange de solution aqueuse de sodium hydroxyde et de sodium silicate. La solution de sodium hydroxyde de molarité 12 M est obtenue par dissolution dans l‘eau distillée de paillettes de soude caustique ayant une pureté de 99 %. Le sodium silicate a une composition massique de 28,7 % SiO2, 8,9 % Na2O et 62,4 % H2O et une masse volumique de 1,364 g/cm3. La solution de sodium silicate et de sodium hydroxyde sont mélangées dans le rapport molaire SiO2/Na2O (Ms) égale à 0,7. La concentration de la solution de soude (12 M) et le rapport molaire SiO2/Na2O (Ms= 0,7) ont été choisis conformément aux résultats des travaux antérieure (Hardjito et al., 2004; Allahverdi et al., 2008 ;Al Bakri et al., 2011) qui stipulent que les géopolymères obtenus dans ces conditions donnent des mesures de résistances à la compression élevées

Les formulations solides sont obtenues par ajouts aux scories volcaniques des quantités précises de poudre de bauxite et/ou de coquille d‘huitre (tableaux II). La pâte géopolymère est obtenue par ajout à ces mélanges solides, la solution alcaline dans un rapport massique constant liquide/solide (L/S) de 0,40 et eau/solide (E/C) de 0,20, les rapports molaires SiO2/Al2O3 , SiO2/Na2O, Na2O/Al2O3 et H2O/ Na2O dans les géopolymères ainsi élaborés sont donnés dans le tableau III.

t2.jpg

t3.jpg

Je dispose pour la solution alcaline:
- d'eau déminéralisée
- de paillettes de sodium hydroxyde 99%
- de sodium silicate liquide (Na2O : 7.3-8.3%, SiO2 : 24.7-26.7%, H2O : le reste)
Est-il possible de savoir la proportion à utiliser pour 1000g de solides par exemple?

Merci par avance, bien à vous
-----

[moco]

Bonsoir,

Ta solution de silicate de sodium ressemble furieusement à celle utilisée par la référence.
Le problème, c'est qu'il n'y a pas une réponse unique. Les deux tableaux que tu cites mentionnent la possibilité de préparer 12 formulations différentes avec des quantités variables de bauxite et de coquille d'huitre. Vu d'ici, je n'ai pas la moindre idée sur le mélange le plus favorable. A moins qu'il s'agisse d'en faire un au hasard, mais lequel ?

[polymerus]

Bonjour, merci pour la réponse.

Disons que si mon mélange de solides est :
scories volcaniques = 70%
bauxite =20 %
coquilles d’huîtres = 10%
total = 1000 grammes

Quelle serait en grammes ou litres la quantité de solution alcaline nécessaire? Mais surtout, combien de paillettes de soude caustique (en grammes) dois-je mélanger à l'eau distillée (en litres) puis à mon silicate de sodium (en litres) pour constituer ma solution alcaline?
Car dans la thèse ils parlent bien d'un rapport solide/liquide mais aussi d'un rapport eau/solide donc je ne comprends pas bien.

Le plus important est le dosage de la solution alcaline, car il suffirait de bien tremper les solides avec cette solution alcaline et de laisser évaporer jusqu'à une consistance pâteuse, les solides étant tamisés au tamis 80, puis couler cette pâte dans des moules et laisser durcir. Mais c'est quand même mieux de connaitre l'exacte quantité de solution alcaline avec son correct rapport avec le total des solides.


Voilà j'espère avoir été plus clair, merci pour votre aide

[moco]

Bonsoir,

Je ne suis pas sûr d'avoir parfaitement compris les indications du texte. Mais je me suis surtout basé sur les deux tableaux annexés, plus que sur le texte de ton message, car ces tableaux sont plus précis.
Pour me simplifier les calculs, j'ai fait les calculs en utilisant des scories seules, donc sans bauxite ni coquilles d'huîtres. C'est plus facile à calculer. Voici le résultat.
Il faut d'abord préparer une solution 12 M de NaOH en dissolvant 380 g. de NaOH solide dans 1 litre d'eau. Cette opération chauffe passablement. Tu obtiendras une solution dont le volume est d'à peu près 1 litre. Pour faire ta pâte tu commences par mélanger 0.5 litre de ta solution de silicate de sodium avec 0.7 litre de la solution de NaOH qu'on vient de préparer. Après quoi, tu pèses 1.31 kg de scories, que tu broies et incorpore au mélange précédent. Tu devrais obtenir avec cela ta pâte géopolymère.

[A voir en vidéo sur Futura]

[polymerus]

Bonsoir, c'est exactement ce que je voulais savoir !

Je vais donc essayer avec ces mesures , un grand merci à vous.