La présente invention concerne une composition de matériau de construction comprenant une matrice contenant de manière prédominante un composé de silicate d'aluminium, tel qu'un métakaolin, et une solution d'activation alcaline. La composition contient moins de 10% en poids. % de ciment ou de clinker et en ce que le métakaolin est un métakaolin obtenu par calcination éclair. La réaction entre les composants est effectuée à une température inférieure à 30 ° C. Le procédé de fabrication du matériau de construction comprend le mélange de la composition avec divers éléments tels que des granulats, des fibres végétales, de l'argile non cuite et des agents d'expansion. Il est particulièrement utile dans la production d'éléments de revêtement de sol, de mur ou de toiture, d'éléments de construction préfabriqués ou de modules isolants, adhésifs ou de produits d'étanchéité inorganiques.Revendications:
22. Composition pour un matériau de construction comprenant une matrice contenant de manière prédominante un composé de silicate d'aluminium, tel qu'un métakaolin, et une solution d'activation alcaline, dans laquelle elle contient moins de 10% en poids. % de ciment ou de clinker, dans lequel le métakaolin est un métakaolin "flashé" obtenu par calcination éclair d'une argile en poudre à une température comprise entre 600 et 900 ° C pendant quelques secondes, suivie d'un refroidissement rapide, et dans lequel la solution d'activation alcaline comprend une source de silicate de sodium ou de potassium (selon la nomenclature du ciment contenant SiO2 et M2O) et une base alcaline, telle que NaOH et / ou KOH, (notée M2O selon la nomenclature du ciment, M pouvant représenter le sodium ou le potassium), les proportions relatives de la solution d'activation et de la matrice étant telles que la somme totale en moles SiO2 + M2O de la solution d'activation est comprise entre 3,5 et 5,5 mol / kg de matrice.
23. Composition selon la revendication 22, dans laquelle elle contient une proportion pondérale dans le ciment ou le clinker inférieure à 5%, de préférence inférieure à 1%.
24. Composition selon la revendication 22, dans laquelle la source de silicate de la solution d'activation a un rapport molaire SiO2 / M2O supérieur à 1,5, de préférence supérieur à 3.
25. Composition selon la revendication 22, dans laquelle la solution d'activation alcaline a un rapport molaire global SiO2 / M2O compris entre 0,8 et 2,5, de préférence entre 1,0 et 2,0, plus préférentiellement entre 1,20 et 1,80, plus préférentiellement entre 1,25 et 1,65.
26. Composition selon la revendication 23, dans laquelle la base alcaline de la solution d'activation alcaline est une solution aqueuse de soude NaOH.
27. Composition selon la revendication 22, dans laquelle la matrice comprend un (des) mélange (s) avec du métakaolin flashé, un métakaolin non flashé, un ou plusieurs matériaux minéraux pulvérulents (c'est-à-dire ayant une granulométrie avantageusement inférieure à 200 µm) choisi parmi le laitier de haut fourneau, les cendres volantes de classe F, déchets de fabrication de chamotte et / ou de métakaolin, de wollastonite, de poudre de terre cuite, proviennent notamment de déchets de fabrication de briques, de poudres minérales à activité puzzolanique, de poudre de verre recyclé, de calcin, de cendres volantes de classe C ou de chaux éteinte .
28. Composition selon la revendication 27, dans laquelle les concentrations en masse de matières en poudre dans ladite matrice, mélangées à au moins 20% de métakaolin sont les suivantes: inférieure ou égale à 80%, de préférence inférieure à 60% et plus préférentiellement inférieure à 50% pour les scories de haut fourneau, les cendres volantes de classe F, les déchets de fabrication de poudre de chamotte et / ou de métakaolin, de wollastonite et de terre cuite, inférieurs ou égaux à 40%, de préférence inférieurs à 25%, pour les poudres minérales à activité pouzzolanique, recyclées poudre de verre, calcin ou cendres volantes de la classe C, inférieurs ou égaux à 15%, de préférence inférieurs à 10%, de manière davantage préférée inférieurs ou égaux à 5% pour la chaux éteinte.
29. Composition selon la revendication 27, dans laquelle la matrice comprend du métakaolin flashé et du laitier de haut fourneau à une concentration massique en laitier inférieure ou égale à 30% du poids total de la matrice.
30. Composition selon la revendication 22, dans laquelle les proportions relatives de la solution d'activation et de la matrice sont telles que la somme totale en moles de SiO2 + M2O de la solution d'activation est comprise entre 4,5 et 5,5 mol / kg de matrice, de préférence entre 4,5 et 5,3. mol / kg de matrice.
31. Composition selon la revendication 22, dans laquelle elle contient un ou plusieurs adjuvants, tels qu'un superplastifiant, un agent hydrofuge, un agent de rétention d'eau ou un agent anti-retrait.
32. Composition selon la revendication 22, dans laquelle elle contient un ou plusieurs additifs minéraux en poudre, choisis parmi le kaolin, l'argile non cuite en poudre, l'oxyde de zinc, le plâtre, le ciment à haute teneur en aluminium, l'oxyde de titane, un liant à base d'ettringite, un fluorosilicate tel que l'hexafluorosilicate de sodium concentration de préférence inférieure à 20 parties en poids, plus préférentiellement entre 0,5 et 10 parties en poids, pour 100 parties en poids de la matrice.
33. Composition selon la revendication 32, dans laquelle l'argile en poudre non cuite comprend principalement de la kaolinite ou de la montmorillonite.
34. Procédé de production d'un matériau de construction comprenant le mélange de constituants de la composition selon la revendication 22 avec des granulats choisis parmi les charges, les poudres, le sable, les gravillons de gravier et / ou de fibres, et éventuellement les pigments.
35. Procédé de production d'un matériau de construction comprenant le mélange de la composition selon la revendication 22 avec de l'argile non cuite, de préférence dans des proportions pouvant aller jusqu'à 70% en poids, de manière davantage préférée jusqu'à 60% en poids du matériau, et une extrusion à froid ou moulage à froid dudit mélange.
36. Procédé de production d'un matériau de construction comprenant le mélange de la composition selon la revendication 22 avec des "granulats" ou des fibres végétales, tels que de la sciure de bois, des copeaux de bois et des fibres, de la paille, du foin, du lin, du liège ou de la perlite.
37. Procédé de production d'un matériau de construction expansé comprenant le mélange de la composition selon la revendication 22 avec un agent d'expansion ou moussant, tel que de la poudre d'aluminium.
38. Eléments de revêtement, en particulier revêtements pour sols, tels que tuiles, dalles, pierres ou arêtes, revêtements pour murs, tels que éléments de façade intérieurs ou extérieurs, plaques de parement, éléments de revêtement ou revêtements pour toits du type de tuiles, pour la fabrication de Modules de construction extrudés ou moulés, tels que des briques, ou pour la production de formes extrudées variées, comprenant la composition selon la revendication 22.
39. Matériaux composites, tels que des panneaux de construction du type à panneaux préfabriqués, de blocs préfabriqués tels que des linteaux de portes ou de fenêtres, des éléments de murs préfabriqués ou tout autre élément de construction préfabriqué, comprenant la composition de la revendication 22.
40. Modules d'isolation, tels que des cloisons de séparation ou des modules de construction isolants légers (d'une densité inférieure à 1,5 kg / L, de préférence inférieure à 1,2 kg / L, de manière davantage préférée inférieure à 1,0 kg / L, mieux encore inférieure à 0,7 kg / L) comprenant la composition de la revendication 22.
41. Procédé de production via une fabrication additive, telle que par le biais d'une imprimante 3D, d'éléments de construction, de bâtiments ou de maisons ou d'objets de décoration, consistant à fournir la composition de la revendication 22 et à appliquer ladite composition à ladite production.
42. Système à deux composants, d’une part les constituants sous forme solide et d’autre part les constituants sous forme liquide, ou les constituants sous forme de deux pâtes, pour la fabrication de mastic, colle ou mortier de scellement, comprenant la composition de la revendication 22.
Inventeur(s) HOFFMANN DAVID [FR] +
Demandeur(s) HOFFMANN JB TECH [FR] +
Numéro de demande US201615561875 20160325
Numéro(s) de priorité: FR20150052615 20150327 ; WO2016FR50689 20160325
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