Effect of the Al/Si ratio on intumescent Na-based geopolymer
Résumé
This research investigates the fire resistance properties of alkali activated Na-based geopolymers (GP), used as steel protective coatings. The effect of different Al/Si molar ratios (0 to 0.54) is evaluated fire test. When coated on a steel plate, GP having the smaller Al/Si ratio exhibits an intumescent behavior with the highest expansion. When Al/Si=0, the temperature at the backside of the steel plate is 313°C which is decreased by 347 ◦C compared to an uncoated steel plate (660◦C). After fire testing, the GP physico-chemical properties are characterized with optical microscopy, Electron probe micro-analysis, dynamic mechanical analysis. According to stiffness test results, when the temperature approaches 100 ◦C, the GP with a given Al/Si ratio (different from zero) softens and expands (intumescence). The greater the Al/Si ratio in the GP, the more rigid the structure; this phenomenon limits expansion, and hence, lowers the fire protection.
Cette étude porte sur les propriétés de résistance au feu des géopolymères à base de Na activés par les alcalins (GP), utilisés comme revêtements de protection de l'acier. L'effet de différents rapports molaires Al/Si (0 à 0,54) est évalué lors d'essais au feu. Lorsqu'il est appliqué sur une plaque d'acier, le GP ayant le plus petit rapport Al/Si présente un comportement intumescent avec l'expansion la plus élevée. Lorsque Al/Si=0, la température au dos de la plaque d'acier est de 313°C, soit une diminution de 347 ◦C par rapport à une plaque d'acier non revêtue (660◦C). Après l'essai au feu, les propriétés physico-chimiques du GP sont caractérisées par microscopie optique, micro-analyse à sonde électronique, analyse mécanique dynamique. D'après les résultats des tests de rigidité, lorsque la température approche 100 ◦C, le GP avec un rapport Al/Si donné (différent de zéro) se ramollit et se dilate (intumescence). Plus le rapport Al/Si est élevé, plus la structure est rigide ; ce phénomène limite l'expansion et, par conséquent, réduit la protection contre l'incendie.