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Les propriétés de la silice
Ce sous-paragraphe va traiter des différentes propriétés de la silice à savoir ses propriétés physiques, chimiques , thermiques et électriques
Propriétés physiques : La silice sous forme de quartz possède une dureté égale à 7 par rapport à l’échelle de Mohs ; il raye facilement le verre et n’est pas rayé par une lame d’acier. Le quartz est très difficile à fondre (température de fusion 1710°C)
Propriétés chimiques : La silice est un composé très stable dont l’énergie de liaison est élevée, de l’ordre de 220 cal/mole ; elle est très insoluble dans l’eau. Elle est très peu réactive et n’est pas attaquée par l’acide à l’exception de l’acide fluorhydrique HF à froid et de l’acide phosphorique au-dessus de 400°C. La silice est aussi attaquée par les oxydes métalliques à l’état fondu par les chlorures, par les oxydes alcalins et alcalino-terreux à chaud ; et par l’aluminium en fusion pur ou allié
Propriétés thermiques : La silice a le plus faible coefficient de dilatation de tous les corps connus ; allongement de 0.55mm/m pour une variation de température de 20 à 1000°C .Elle résiste bien aux choc thermiques , et est de ce fait, supérieure aux autres réfractaires.
Propriété électrique : Le verre est un bon isolant, même à température élevée et en atmosphère humide. Le quartz qui est une variété de silice à l’état naturel, présente le phénomène de la piézoélectricité. Si l’on comprime une lamelle de quartz dans la direction de l’axe binaire, on fait apparaître des charges électriques aux deux extrémités de cet axe. Le phénomène donne lieu à la dilatation ou à la contraction électrique du quartz (2).
Composition chimique et minéralogique des latérites
Plusieurs études ont montré que les latérites sont composées essentiellement d’oxydes de fer , d’oxydes d’aluminium et de minéraux argileux. Les oxydes de fer peuvent se trouver sous forme de goethite FeO(OH) ou d’hematite Fe2O3. L’aluminium se combine à l’oxygène pour former la gibbsite Al(OH)3. La silice qui se trouve sous forme de quartz ou à l’état combiné joue le rôle d’éléments dégraissants et tient une place importante dans le squelette du produit fini. La teneur en alumine influe sur la plasticité du matériau. Le fer présent sous forme d’oxyde contribue à la coloration de la latérite.
LES RESINES
Définition Les résines sont généralement un plastique thermodurcissable. Elles sont des mélanges de polymères linéaires de différentes longueurs de chaîne. Une résine peut résulter de types principaux de réactions :
-polycondensation ;
-polyaddition.
On les distingue en : opolymérisât : résine de polyaddition constituée par un mélange de polymères linéaires ou non de toutes dimensions .opolycondensat : résine de polycondensation constituée par un mélange de polymères linéaires ou non de toutes dimensions. Les polymérisats et les polycondensats peuvent former différentes sortes de réseaux : linéaire, linéaire ramifié, linéaire greffé, linéaire réticulable, multibranches naissantes.
Domaines d’utilisations des résines Les applications les plus importantes des résines sont : les matières plastiques, les adhésifs et les revêtements
Les matières plastiques : Une plastique est une matière à mouler contenant une résine avec ou sans adjuvants. C’est aussi l’objet fabriqué avec cette matière, même s’il n’a quelquefois plus aucune plasticité. On distingue :
-les thermoplastes qui sont des résines indéfiniment plastiques à chaud et rigides à froid ; ils sont constitués par des résines linéaires,
-les thermodurcissables qui sont des résines à réseau multi branches peu développé ,fluidisables puis rigidifiables définitivement au cours du premier chauffage.
Colles et adhésifs : Les colles sont des substances résineuses capables d’assurer, sous certaines conditions, l’adhérence aux surfaces de deux solides. Les adhésifs sont des colles appliquées sur un support.
Les revêtements : Les revêtements sont des couches minces de 5 à 30/100 mm appliquées sur un support dans le but de préserver les surfaces à protéger certaines attaques chimiques et/ou pour des considérations esthétiques.
Polymérisation en émulsion
Le milieu réactionnel d’une polymérisation en émulsion est généralement constitué par l’eau, un ou plusieurs monomères peu solubles dans l’eau , un émulsifiant et un générateur de radicaux Il se passe alors trois formations :
-Formation de l’eau : dans laquelle est dissoute une faible quantité de monomère et d’émulsifiant
-Formation des gouttelettes de monomères dont la taille est de l’ordre de 1μm
-Formation des micelles de monomère et d’agent tensioactif dont le diamètre est de l’ordre de 10nm.
Liant ou résine géopolymère (18)
Il y a différents types de liant géopolymère mais nous avons cité dans notre travail le K-PSS (K polysialate –siloxo) de formule chimique [1.3 K2O][Al2O3 ;4.55SiO2] et le Na,K-PSS ( Na,K polysialate – siloxo) de formule chimique [0.6Na2O,0.65K2O][Al2O3 ;4.6SiO2] Les liants géopolymères sont préparés en mélangeant divers silico-aluminates pré condensés avec un durcisseur. Ils doivent être durcit dans une étuve pour de meilleurs résultats. Si le matériau est à l’air libre , il doit être couvert d’un film pour permettre une prise stable , afin d’empêcher une évaporation d’eau. La géopolymerisation est exothermique. La polycondensation de résine K-PSS ou Na,K-PSS se fait à température ambiante ou entre 20°C et 85°C
Spectrométrie Infra-rouge ou SIR
La spectrométrie infra-rouge et la diffraction des rayons X sont complémentaires pour les études des matériaux. Les mesures sont en général réalisées par transmission. Quels que soient leurs arrangements, les atomes, les ions et les électrons peuvent vibrer autour de leur position d’équilibre. Ils deviennent ainsi de véritables oscillateurs dont les fréquences propres sont variables selon la nature des types de liaison. Irradiés, ces oscillateurs sont excités et lorsque la fréquence de rayonnement est égale à l’une des fréquences propres du système, il y a absorption d’énergie électromagnétisme. Les spectres d’absorption IR constituent de véritables « empreintes digitales »de la matière et permettent de déterminer le type de liaison des atomes, ions ou groupements fonctionnels. La SIR renseigne sur les informations suivantes :
-identification des liaisons, notamment dans les mélanges à plusieurs constituants ;
-altération des structures soumises à un traitement thermique ou chimique ;
-étude des différentes formes d’eau ;
-état de cristallinité.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : GENERALITES SUR LES SILICATES
1 .1. NOTION SUR LA SILICE
1. 2. LES SILICATES (4)
1.3. CONCLUSION
Chapitre II : LES ARGILES
2.1. DEFINITION
2. 2. STRUCTURES ET CLASSIFICATIONS
2.3. LE KAOLIN
2. 4. LES LATERITES
2.5. CONCLUSION
Chapitre III : LES POLYMERES
3.1. DEFINITION
3.2. MONOMERE
3.3. STRUCTURE DES POLYMERES
3.4. LES RESINES
3.5. POLYMERISATION
3.6. CONCLUSION
Chapitre IV : NOTIONS SUR LES GEOPOLYMERES
4.1. GENERALITES
4.2. DEFINITIONS
4.3. STRUCTURES ET PROPRIETES DES GEOPOLYMERES (16) ;(17)
4.4. DIFFERENTS PRODUITS GEOPOLYMERES
4.5. CONCLUSION
Chapitre V : RAPPEL SUR LES METHODES DE PREPARATION DES SILICATES SOLUBLES
5.1. METHODE PAR VOIE HUMIDE
5.2. METHODE PAR VOIE SECHE OU FUSION ALCALINE
Chapitre VI : CARACTERISATIONS DES MATIERES PREMIERES
6.1. LES MATIERES PREMIERES POUR LA FABRICATION DE NOS PRODUITS
6.2. LES METHODES DE CARACTERISATION
6.3. CARACTERISATIONS DES MATIERE PREMIERES
6.4. PRE TRAITEMENTS DES MATIERES PREMIERES
Chapitre VII : ESSAIS DE FABRICATION DE RESINE MINERALE
7.1. PARAMETRES INFLUENÇANT LA PREPARATION DE NOTRE PRODUIT
7.2. PRINCIPE DE LA FABRICATION
7.3. MODES OPERATOIRES
7.4. ESSAIS DE FABRICATION
7. 5. CARACTERISATION DU PRODUIT FINIS
7.6. CONCLUSION
Chapitre VIII : APPLICATIONS AUX MATERIAUX DE CONSTRUCTION
8.1. LES AGGLOMERES A BASE DE SABLE
8. 2. APPLICATION A LA STABILISATION DES BRIQUES DE LATERITE
8.3. AGGLOMERES A BASE DE SCIURE DE BOIS
8.4. AUTRES APPLICATIONS
CONCLUSION GENERALE
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