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Effect of aging and alkali activator on the porous structure of a geopolymer

Authors :
Jacques Jestin
Prune Steins
Sylvie Rossignol
David Lambertin
Arnaud Poulesquen
Fabien Frizon
Olivier Diat
Jérémy Causse
Département d'études du Traitement et du Conditionnement des Déchets (DTCD)
CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Groupe d'Etudes des Matériaux Hétérogènes (GEMH)
Université de Limoges (UNILIM)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM)
Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)
Laboratoire d'Etudes de l'Enrobage des Déchets (L2ED)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Commissariat à l'energie Atomique et aux Energies Alternatives
Ions aux Interfaces Actives (L2IA)
Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Léon Brillouin (LLB - UMR 12)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay
Nanomatériaux pour l'Energie et le Recyclage (LNER)
Axe 3 : organisation structurale multiéchelle des matériaux (SPCTS-AXE3)
Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (SPCTS)
Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM)
Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM)
Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM)
Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM)
Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Applied Crystallography, Journal of Applied Crystallography, International Union of Crystallography, 2014, 47 (1), pp.316-324. ⟨10.1107/S160057671303197X⟩, Journal of Applied Crystallography, 2014, 47 (1), pp.316-324. ⟨10.1107/S160057671303197X⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
International Union of Crystallography (IUCr), 2014.

Abstract

International audience; Nitrogen sorption and small- and wide-angle X-ray and neutron scattering techniques were used to study the porous structure of geopolymers, inorganic polymers synthesized by reaction of a strongly alkaline solution and an aluminosilicate source (metakaolin). The effects of aging and the use of alkali activators (Na+, K+) of different sizes were investigated at room temperature. The influence of aging time on the microstructure of both geopolymer matrixes was verified in terms of pore volume and specific surface area. The results suggested a refinement of the porosity and therefore a reduction in the pore volume over time. Regardless of the age considered, some characteristics of the porous network such as pore size, shape and distribution depend on the alkali activator used. Whatever the technique considered, the potassium geopolymer has a greater specific surface area than the sodium geopolymer. According to the scattering results, the refinement of the porosity can be associated with, first, a densification of the solid network and, secondly, a partial closure of the porosity at the nanometre scale. The kinetics are much slower for the sodium geopolymer than for the potassium geopolymer in the six months of observation. © 2014 International Union of Crystallography.

Details

ISSN :
16005767 and 00218898
Volume :
47
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Applied Crystallography
Accession number :
edsair.doi.dedup.....db64f7b9a2874225cd6bfe44dc535da6
Full Text :
https://doi.org/10.1107/s160057671303197x