Joseph DAVIDOVITS

Cet article présente les ciments géopolymères obtenus avec différentes matières premières aluminosilicates et silicates alcalins solubles de rapport molaire SiO₂ /M₂O = 1,45 à 1,95. Les matières premières aluminosilicates employées sont des mélanges de laitier de haut-fourneau et argile calcinée MK-750, de laitier et roches ou de laitier et cendres volantes. La chimie de la matrice géopolymère, très différente de celle du ciment Portland, est expliquée à travers la chimie du laitier/MK-750. Les propriétés sont décrites (résistances compression/flexion, retrait, chaleur de réaction, réaction alcali-granulat, résistance aux acides, résistance au feu, besoins énergétiques et émissions de CO₂) ainsi que les applications dans la gestion des déchets miniers radioactifs et métalliques (métaux lourds).

Après avoir défini ce que sont les géopolymères, cet article développe les différentes classes de poly(silicoaluminates) telles que poly(sialate) –Si-O-Al-O-, poly(sialate-siloxo) –Si-O-Al-O-Si-O, et poly(sialate-disiloxo) –Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-. La compréhension des mécanismes chimiques exige une écriture chimique évitant la confusion entre valence chimique et coordinence, par analogie avec la chimie des silicones. L'article met l'accent sur la structure moléculaire de la métakaolinite et sa géopolymérisation en milieu alcalin, en particulier les 2 séquences de géopolymérisation avec le métakaolin MK-750. La caractérisation des géopolymères s'effectue avec la résonance magnétique nucléaire RMN. On présente aussi la méthode de géopolymérisation à l'aide de la technique sol-gel, ainsi que la création de géopolymères hybrides minéral-organique.