Institut Géopolymère

Cours principalement en anglais (en français sur demande)

Course # 3-4: Low-energy / Low-CO₂ Cement : Slag/rock/fly ash-based Geopolymer (4 days)

Qui peut participer

Ce cours intensif et pratique est proposé à ceux travaillant dans l’industrie minérale ainsi qu’aux professionnels des laboratoires de recherche internationaux dédiés au Développement Durable, voulant profiter d’une présentation et d’une discussion en profondeur sur les connaissances de base des géopolymères et du développement des ciments géopolymères et autres produits destinés au batiment, à base de sous-produits issus des activités industrielles et minières ainsi que des centrales thermiques au charbon: cendres volantes.

Objectifs de la formation

À la fin de cette formation, vous serez capable de:
- Décrire les principes et les concepts fondamentaux permettant l’utilisation des sous-produits minéraux, terrils et cendres volants, dans la fabrication de ciments géopolymère à faible production en CO₂.
- Expliquer l’identification et l’étude des matières premières et cendres volantes conduisant aux précurseurs géopolymériques avec les méthodes instrumentales de sélection.
- Identifier les meilleures matières premières géopolymériques (kaolin, argile, laitier, silice, roche), cendres volantes, les coûts industriels et les procédés.

First day : Geopolymer Cements, definitions

08:45 Registration

09:00-10:45 Mineral geopolymer concept
- The book Geopolymer Chemistry and Applications
- Polymeric character, terminology, geopolymeric micelle, molecular weight

10:45-11:00 Coffee break

11:00-13:00 Macromolecular structure of natural silicates and aluminosilicates
- Sheet silicates: kaolinite, phillipsite, illite, micas
- Framework silicates: SiO2, feldspars, anorthite, kalsilite,
- Blast-furnace slag : melilite, gehlinite, akermanite, merwinite
- Fly ashes constituents: mullite, glass,

14:15-16:15 Laboratory demonstration
- DAVYA cements, Fly ash cements, room-temperature setting

16:15-16-30 Coffee break

16:30-17:30 Rock-based cements in Antiquity
Roman Cement: pozzolan, harena fosicia, carbunculus, for public buildings and harbors

Second day : MK-750 / slag geopolymer cement chemistry

09:00-10:45 Chemistry of soluble silicates, poly(siloxonates)
- Manufacture of soluble silicates (watergass)
- Macromolecular structures

10:45-11:00 Coffee break

11:00-13:00 Manufacture, chemical, mineral composition of slag
- Iron blast furnace slag glass content
- Chemical reactivity of gehlenite / akermanite

14:15-16:15 MK-750 / slag-based geopolymer
- Chemistry mechanism, alkalination, MAS-NMR spectroscopy
- Ca-based geopolymer matrix : anorthite, tobermorite (CSH), kalsilite, albite, orthoclase

16:15-16-30 Coffee break

16:30-17:30 Rock-based geopolymer
- Alkalination and dissolution of rock forming minerals
- Poly(sialate-multisiloxo) matrix (Na,K,Ca)

Third day : Fly ash geopolymer cement chemistry

09:00-09:45 Different types of fly ashes
- Composition, morphology

09:45-10-45 Alkalination, alkali-activated fly ash (corrosive system)
- Dissolution, production of zeolites

10:45-11:00 Coffee break

11:00-12:00 Geopolymerization in high alkaline milieu (corrosive system)
- With poly(siloxonate) addition, soluble silicate
12:00-13:00 Geopolymerization in low alkaline milieu (1) (user friendly system)
- Slag / fly ash-based geopolymer cement

14:15-16:15 Geopolymerization in low alkaline milieu (2) (user friendly system)
- Chemical mechanism, NMR-spectroscopy

16:15-16-30 Coffee break

16:30-17:30 The GEOASH European Project (2004-2007)
- Geopolymerization of 15 European fly ashes
- Comparison between high alkaline and low alkaline systems

Fourth day : Properties, applications, economics of slag/rock/fly ash geopolymer cements

09:00-10:00 Greenhouse CO₂ mitigation with geopolymer cement
- Examples of low CO₂ mitigation with geopolymer cements
- Carbon tax implication

10:00-10:45: Need for dry mix geopolymer cement
- manufacture of powdered silicates, replacement of (Na,K) soluble silicates
- mass production with synthetic lavas

10:45-11:00 Coffee break

11:00-13:00 Raw-materials
- MK-750,( kaolinitic clays), blast furnace slag, rock-forming minerals
- mine tailings, shales,
- coal-waste tailings,
- fly ashes evolution with high efficient power plants

14:15: General Discussion