Etude du comportement mécanique et rhéologique des géopolymères à base de mélange pouzzolane-métakaolin algériens

Abstract

En raison des changements climatiques récents, en partie causés par la production de ciment Portland (CP), qui émet de grandes quantités de gaz toxiques responsables du réchauffement climatique, il devient essentiel de rechercher des alternatives. La présente étude porte sur l’utilisation de la pouzzolane naturelle de Béni-Saf (PNB) et du métakaolin (MK) algériens activés par des alcalins pour produire des liants géopolymères (GP), en tant qu’alternative écologique au CP. L’étude examine la caractérisation physico-chimique et minéralogique des matériaux, ainsi que l’effet de divers paramètres sur les propriétés mécaniques (résistance à la compression et à la flexion à 3, 7, 28 et 90 jours) et rhéologiques des mortiers et des pâtes GP, ainsi que sur leur microstructure (analyses DRX, MEB-EDX et FTIR). Les résultats montrent que l'augmentation des rapports molaires SiO2/Al2O3 et SiO2/Na2O améliore les propriétés rhéologiques, tandis que le rapport Sable/PNB et la teneur en MK ont un effet négatif. Une résistance optimale de 40 MPa a été obtenue avec un rapport Sable/PNB de 3, des rapports SiO2/Al2O3 et SiO2/Na2O de 6,1 et 2, une teneur en MK de 10 %, et une température de durcissement de 80°C. L’étude conclut également à l’existence d'interactions entre ces facteurs influençant les propriétés des GP. Enfin, les analyses par MEB-EDX confirment la formation du gel N-A-S-H, et les diffractogrammes DRX indiquent que certaines phases cristallines participent à la géopolymérisation sans changer significativement la composition minéralogique du PNB.