Abstract:
Geopolymeric cements based on aluminosilicate fly ash of class F, which, contrary to the prior art, are harmless to use and harden at ambient temperature, favouring their use in common applications in the construction and civil engineering fields. This harmlessness is achieved thanks to a mixture containing: 10 to 15 parts by weight of a non-corrosive alkali metal silicate solution in which the M 2 O:SiO 2 molar ratio is less than 0.78, preferably less than 0.69, and the SiO 2 :M 2 O ratio is greater than 1.28, preferably greater than 1.45, M denoting Na or K; added to this are 10 to 20 parts by weight of water and 5 to 15 parts by weight of blast-furnace slag having a specific surface area of less than 400 m 2 /kg, preferably less than 380 m 2 /kg and also 50 to 100 parts by weight of class F aluminosilicate fly ash.
Abstract translation:基于F级铝硅酸盐粉煤灰的地质聚合物水泥,与现有技术相反,在环境温度下无害化和硬化,有利于其在建筑和土木工程领域的常见应用。 这种无害化是由于含有10至15重量份的非腐蚀性碱金属硅酸盐溶液的混合物,其中M 2 O 2 SiO 2摩尔比 小于0.78,优选小于0.69,SiO 2 :M 2 O比大于1.28,优选大于1.45,M表示Na或K; 添加了10〜20重量份的水和5〜15重量份比表面积小于400m 2 / kg,优选小于380μm的高炉渣 kg / kg,还有50-100重量份F级硅铝酸盐粉煤灰。
Abstract:
Liant ou ciment géopolymèrique comprenant une matrice vitreuse amorphe constituée par un composé géopolymère de type Poly(sialate-disiloxo), de formule approchée (Na,K,Ca)(-Si-O-AI-O-Si-O-Si-O), ou (Na,K,Ca)-PSDS. Il consiste en un mélange de différentes variétés de polysialates dans lesquels le rapport atomique Si:Al varie entre 2 et 5.5, la moyenne des valeurs du rapport atomique Si:Al telles que mesurées à la microsonde électronique étant proche de 2.8 à 3, les autres constituants dudit liant ou ciment géopolymèrique comme les particules de mellilite, les particules d'alumino-silicates et les particules de quartz, n'entrant pas dans le calcul de ce rapport atomique Si:Al. La structure géopolymèrique de type (K,Ca)-Poly(sialate-disiloxo) (K,Ca)-PSDS est 50% à 60% plus résistante mécaniquement que celle de type (K, Ca)-Poly(sialate-siloxo) (K,Ca)-PSS de l'art antérieur.
Abstract:
Pierre géopolymèrique pour la construction et la décoration, analogue d'aspect à de la pierre naturelle. Elle est constituée de; 65 à 95% en poids de roche résiduelle provenant d'une roche naturellement altérée et/ou de roche détritique provenant de l'érosion ; 5 à 35% en poids de liant géopolymèrique de type poly(sialate), poly(sialate-siloxo) et/ou poly(sialate-disiloxo). Ladite pierre géopolymèrique est par exemple en grès analogue aux roches naturelles appartenant à la classe des grès à ciment siliceux ou des grès à ciment pellitique, ou en calcaire à foraminifères analogue à la roche naturelle appartenant à la classe des calcaires à organismes, ou en granite de type arkose analogue à la roche naturelle appartenant à la classe des arkoses. La pierre géopolymèrique sert de revêtement extérieur et/ou intérieur à une âme en béton de ciment Portland, dense ou expansé (béton cellulaire).
Abstract:
The method of the invention gives a geopolymer binder used for the ultra rapid treatment of materials, soils or mining discharge containing toxic waste materials. Said geopolymer binder has a setting time equal to or longer than 30 minutes at a temperature of 30 °C and a hardening speed allowing compression resistances (Ac) equal or higher than 15 MPa to be obtained after only 4 hours at 20 °C, when they are tested according the standard applied to mortars of hydraulic binders with a binder/sand ratio equal to 0,38 and a water/binder ratio between 0,22 and 0,27. The preparation method includes the three following reagents: a) an alumino-silicate oxyde (Si2O5, AL2O2) having the Al cation in (IV-V) coordination; b) an alcaline disilicate of sodium and/or potassium, (Na2,K2)(H3SiO4)2; c) a calcium silicate. The molar ratios between the three reagents are equal or between (Na2,K2)(H3SiO4)2/(Si2O5,Al2O2) = 0,40 and 0,60, Ca++/(Si2O5,Al2O2) = 0,60 and 0,40, so that (Na2,K2)(H3SiO4)2 + Ca++/(Si2O5,Al2O2) = 1,0, with Ca++ designating the calcium ion belonging to a weakly basic calcium silicate whose atomic ratio Ca/Si is smaller than 1.
Abstract:
Liant ou ciment géopolymère de type poly(ferro-silico-aluminate) ou poly(ferro- sialate) [-Fe-O-Si-O-AI-O-], qui, après durcissement, est constitué d'un composé géopolymèrique dans lequel une partie des atomes d'AI est substitué par des atomes de Fe le tout ré ondant à la formule brute dans laquelle "x" est une valeur inférieure ou égale à 0,5, "y" est une valeur comprise entre 0 et 25. Ce liant ou ciment géopolymère est le résultat de la géopolymérisation de type Ca-géopolymèrique avec des éléments géologiques riches en oxydes de fer et en ferro-kaolinite, provenant de l'altération des roches acides telles que le granité ou le gneiss, ou de roches basiques (mafiques) comme le basalte et le gabbro. Le procédé de fabrication de ce liant ou ciment géopolymère consiste à traiter lesdits éléments géologiques à une température de 600 à 850°C. Au cours de ce traitement thermique, tous les oxydes de fer [goethite FeO(OH) + magnétite Fe 3 O 4 ] sont transformés en hématite Fe 2 O 3 et la ferro-kaolinite devient du ferro-métakaolin de type Fe-MK-750; puis on les fait réagir avec un milieu réactionnel de type Ca- géopolymèrique.
Abstract:
Résiné géopolymèrique liquide prête à l'emploi de type sailate (xSiO 2 , A1O 2 ), dans lequel "x" est une valeur comprise entre ou égale à 1.75 et 50. Le mélange géopolymèrique est tout d'abord congelé puis maintenu à une température inférieure à -10 °C, de préférence inférieure à -18 °C, pendant au moins 24 heures, la dite résine congelée restant ainsi stable et fluide à -18 °C pendant une période comprise entre 3 semaines et au moins 8 semaines. Ladite résine décongelée à la température ambiante se transforme en une résine géopolymèrique liquide prête à l'emploi, juste avant son utilisation. Les résines liquides géopolymèriques polycondensent à une température inférieure à 100 °C, de préférence à la température ambiante, par l'addition d'agents de réticulation sélectionnés parmi les phosphates métalliques, par exemple le phosphate d'aluminium, le phosphate de fer, la phosphate de cuivre, le phosphate de zinc, ou un mélange des dits phosphates métalliques.
Abstract:
A geopolymeric cement prepared by means of a geopolymeric reaction between two reactive elements, i.e. an aluminosilicate oxide of formula (I): [Si2O5,Al2O2]9[Si2O5,Al2(OH)3], and a hydrated alkaline oligo(sialate-siloxo) compound of formula (II): (SiO2AlO2)(SiO3)2-3(OH)2-3(Ca,Na,K)1-3, having cation Al in IV co-ordination at 70+/-8 ppm as determined by the nuclear magnetic resonance analysis spectrum MASNMR for Al. Said hydrated alkaline oligo(sialate-siloxo) compound is produced in situ by alkaline activation of an alkali glass of formula (III): (NauKv)1-2(Alw,Six,MgyFezO6-7)(CaO)1-2, wherein u+v=1; w+x+y+z=2.5-5; and x >/= 1.5. The two ingredients, namely the aluminosilicate oxide and the alkali glass, are produced in the same industrial facility. Said aluminosilicate oxide is produced by calcination at a temperature below 1000 DEG C using the residual hot gases from the process of vitrifying said alkali glass at 1000-1350 DEG C.
Abstract translation:通过两个反应性元素(即式(I)的硅铝酸盐氧化物:[Si 2 O 5,Al 2 O 2] 9 [Si 2 O 5,Al 2(OH)3]和水合碱性低聚物(唾液酸酯 - 硅氧烷)的地质聚合反应制备的地质聚合物水泥 )式(II)化合物:(SiO 2 AlO 2)(SiO 3)2-3(OH)2-3(Ca,Na,K)1-3,在70 +/- 8ppm的IV配位中具有阳离子Al 由核磁共振分析光谱MASNMR确定为<27> Al。 通过碱式活化式(Ⅲ)碱性玻璃(NauKv)1-2(Alw,Six,MgyFezO6-7)(CaO)1-2,原位制备所述水合碱性低聚物(唾液酸酯 - 硅氧烷)化合物,其中 U + v = 1; W + X + Y + Z = 2.5-5; x> = = 1.5。 两种成分,即硅铝酸盐氧化物和碱玻璃,都是在相同的工业设施中生产的。 所述硅铝酸盐氧化物是通过在1000-1350℃玻璃化玻璃化过程中的残余热气体在低于1000℃的温度下煅烧来制备的。
Abstract:
The geopolymeric alumino silicates have been grouped in three families depending on the atomic ratio Si/Al which may be 1, 2 or 3. With the most commonly used simplified notation, a distinction is made between poly(sialate) Mn(-Si-O-Al-O-)n or (M)-PS; poly(sialate-siloxo) Mn(-Si-O-Al-O-Si-O-)n or (M)-PSS; and poly(sialate-disiloxo) Mn(-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-)n or (M)-PSDS. The object of the invention is to describe a process for obtaining a geopolymer of the alkaline poly(sialate-disiloxo) family (M)-PSDS with the ratio Si/Al=3. It consists in reacting a geopolymeric resin obtained from a reactional mixture containing: a) an aqueous solution of alkaline silicate with a molar ratio SiO2:MnO between or equal to SiO2:M2O 4.0:1 and 6.5:1 the concentration of which is over 60 % wt and where the initial viscosity at 20 DEG C is 200 centipoises, then increases not to exceed 500 centipoises before 5 hours at 20 DEG C; b) an alumino silicate oxide (Si2O5,Al2O2) in which the Al cation is in coordination (IV-V) as determined by the MAS-NMR spectrum for Al, said oxide being in such a quantity that the molar ratio Al2O3:SiO2 is between or equal to 1:5.5 and 1:6.5, and then letting said geopolymeric resin cure. As against the prior art, the fact that there is no need to add fillers to prevent the geopolymeric matrix from cracking makes it possible to keep a very low viscosity in the geopolymeric resin and develop its film-forming property, which is a distinct advantage when fibres or other granular materials are to be impregnated.
Abstract translation:根据Si / Al的原子比可能是1,2或3,地质聚合硅酸铝已经分成三个族。以最常用的简化符号,区分了聚(唾液酸酯)Mn(-Si-O -Al-O-)n或(M)-PS; 聚(唾液酸酯 - 硅氧烷)Mn(-Si-O-Al-O-Si-O-)n或(M)-PSS; 和聚(唾液酸酯 - 二硅氧烷)Mn(-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-)n或(M)-PSDS。 本发明的目的是描述以Si / Al = 3的比例获得碱性聚(唾液酸酯 - 二硫代)(M)-PSDS的地质聚合物的方法。 它包括将由反应混合物获得的地质聚合物树脂反应,所述反应混合物包含:a)碱性硅酸盐的水溶液,SiO 2 :MnO摩尔比等于SiO 2 :M 2 O 4.0:1和6.5:1,其浓度超过60 %wt,20℃时的初始粘度为200厘泊,在20℃下5小时之前增加不超过500厘泊; b)通过MAS-NMR光谱测定的AlAl阳离子配位(IV-V)的铝硅酸盐氧化物(Si 2 O 5,Al 2 O 2),所述氧化物的量为Al 2 O 3的摩尔比 :SiO2为1:5.5和1:6.5之间,然后使所述地质聚合物树脂固化。 与现有技术相比,不需要添加填料以防止地质聚合物基质破裂的事实使得可以在地质聚合物树脂中保持非常低的粘度并显现其成膜性,这是显着的优点,当 纤维或其他颗粒材料被浸渍。
Abstract:
This invention relates to a method for solidifying and storing waste material in order to provide the waste material with a very long stability through time, comparable to certain archeological materials, more particularly it also allows the solidification and storage of waste materials which are dangerous or potentially toxic for human beings and natural environment. The stabilization, solidification and storage method of waste material comprises: a) the preparation and mixture of waste with an alkaline silico-aluminate geopolymer binder in proportions such that a mixture is obtained containing in situ a geopolymer matrix of the type poly(sialate) (-Si-O-Al-O) and/or poly(sialate-siloxo) (-Si-O-Al-O-Si-O) and/or poly(sialate-disiloxo) (-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O), said geopolymer matrix providing both for the stabilization of toxic elements and the solidification into a solid and durable material; b) treatment of said mixture by conventional engineering means in order to obtain a storable material having a stability through time at least equivalent to that of archeological materials. In this geopolymer matrix, the molar ratio of oxides Al2O3:Na2O+K2O is comprised between 1.5 and 4.0, these values allowing to impart a very long stability through time to the waste materials.
Abstract translation:本发明涉及一种用于固化和储存废料的方法,以便提供与某些考古材料相当的时间的非常长的稳定性的废料,更具体地说,它还允许固化和储存危险或潜在的废料 对人类和自然环境有毒。 废料的稳定化,固化和储存方法包括:a)将废料与碱性硅铝酸盐地质聚合物粘合剂的制备和混合物按比例使得获得的混合物原位含有聚(唾液酸酯)型地质聚合物基质 -Si-O-Al-O)和/或聚(唾液酸酯-Siloxo)(-Si-O-Al-O-Si-O)和/或聚(唾液酸酯 - 二硅氧烷)(-Si-O-Al-O -Si-O-Si-O),所述地质聚合物基质提供有毒元素的稳定化和固化成固体和耐久材料; b)通过常规工程手段处理所述混合物,以获得具有至少等同于考古材料的时间的稳定性的可储存材料。 在该地质聚合物基质中,氧化物Al 2 O 3 :Na 2 O + K 2 O的摩尔比在1.5至4.0之间,这些值允许通过时间给予废物非常长的稳定性。
Abstract:
Ciments géopolymériques à base de cendres volantes silico-alumineuses de classe F qui, contrairement à l'art antérieur, sont dotés d'une grande innocuité d'emploi et d'un durcissement à la température ambiante, favorisant leur utilisation dans les applications communes du bâtiment et des travaux publics. Cette qualité d'innocuité est obtenue grâce à un mélange contenant : 10 à 15 parties en poids de solution de silicate alcalin non corrosive, dans laquelle le rapport molaire M 2 Oi:SiO 2 est inférieur à 0,78, de préférence inférieur à 0,69, et le rapport SiO 2 :M 2 O supérieur à 1,28, de préférence supérieur à 1,45, M désignant Na ou K; on y ajoute 10 à 20 parties en poids d'eau et 5 à 15 parties en poids de laitier de haut fourneau de surface spécifique inférieure à 400 m 2 /kg, de préférence inférieure à 380 m 2 /kg et aussi 50 à 100 parties en poids de cendres volantes silico-alumineuses de classe F.