Etude de la dissolution d'un réseau silicaté en présence d'une solution alcaline

par Séka Simplice Kouassi

Thèse de doctorat en Matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Sylvie Rossignol et de Jonas Andji.

Soutenue en 2011

à Limoges en cotutelle avec l'Abidjan , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Water glass
• Solution de silicate de sodium
• Dissolution en milieu basique
• Consolidation des systèmes granulaires
• Verre -- Déchets -- Recyclage
• Verre -- Dissolution

Résumé

L’utilisation des déchets de verre comme renforts ou liant (solution de water glass), pour l’élaboration de nouveaux matériaux, implique une meilleure compréhension de la réactivité des espèces siliceuses en milieu basique. Pour répondre à ces préoccupations, deux types d’études ont été développées : l’attaque basique de verre et la synthèse de matériaux consolidés à base de gel silicatés. Les diverses analyses (suivis gravimétrique et chimique, spectroscopie infrarouge, microscopie électronique à balayage) en fonction des différents paramètres (température, granulométrie du verre, agitation, nature de la base, temps. . ) ont révélé qu’il était possible de maîtriser la dissolution du verre et donc le rapport molaire Si/Na de la solution de water glass. Les études de consolidation des systèmes granulaires (silice-sable-gel) ont permis d’identifier des domaines dépendant de la granulométrie de SiO2. Les mécanismes de consolidation se font par une compétition entre du séchage par capillarité et des réactions de polycondensation entrainant des mécanismes de dissolution / précipitation des composés siliceux.

Titre traduit

Study of the dissolution of a silicate network in the presence of an alkaline solution

Résumé

The use of waste glass as a reinforcement or binder (water glass solution) for the development of new materials requires a better understanding of the reactivity siliceous species in a basic medium. With this aim, two types of studies have been made: the alkaline attack of glass and the synthesis of consolidated materials based on silica gel. Tests (gravimetric and chemical measurements, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy) as a function of various parameters (temperature, glass particle size, stirring, nature of the base, time. . . ) revealed that it was possible to control the glass dissolution and consequently the Si/Na molar ratio of the water glass solution. Studies of the consolidation of the granular systems consolidation (silica-sand-gel) have identified domains depending on the size of SiO2. The mechanisms of consolidation present a challenge between the drying by capillarity and polycondensation reactions due to a dissolution / precipitation mechanism of silica compounds.