Brevet FR2012979A1 — publié le 19700327

La présente invention. conc5rns des additifs pour des oos-positions de liants hydrauliques pour bétons et mortiers ayant pour objet d'améliorer 1 ' utilisation, et ténacité du béton st mortier et de régler la teneur en air s'y trouvrant» 5 On sonnait le. procédé antérieur suivant lequel on diminue l'indice eau/ciment dans le béton à l'aide d'additifs» ce qui permet d'obtenir un produit en béton de plus grande ténacité* On connait également 1'utilisation de différents additifs permettant de réaliser un retard dans les mélanges de cimeit. Cer-10 tais de ces additifs tels que la liqueur résiduelle sulfitique-cependant, présentent 1'inconvénient de créer une teneur élevée en air dans les mélanges. Une teneur accrue en air dans le béton n'est souhaitable, cependant5 que dans des circonstances spéciales. L'ordre de grandeur de la teneur en air, qui est 15 fonction en partie de la qualité du ciment et de la nature et composition granulométriqùe us l'aggrégats peut être significatif. Si, par exemple, l'on ajout® Gs4$ en poids, par rapport à la quantité de liant, de liqueur résiduelle sulfitique en poudre 20 à un mélange particulier de béton avec 310 kg de ciment/m3 de béton? on obtient un indice eau/ciment de 0,56 et en même temps une teneur en air de 7,8$ par rapport au volume du béton. Sans l'additif, le même mélange de béton présente un indice ciment/ eau de 0,63 et une teneur en air de 1,9fo seulement. Il est 25 évident ainsi, que la liqueur résiduelle sulfitique» qui est un des additifs les moins coûteux et les plus couramment utilisés pour l'obtention du retard et pour 1'abaissement de l'indice eau/ciment, entraine une augmentation considérable de la quantité d'air que renferme le béton» Le nombre de pores d'air préssn-30 ts dans le béton est, en conséquence, si considérable que la ténacité du béton est fortement abaissée» La présente invention a pour objet de permettre lrutilisation de liqueur résiduelle sulfitique en tant quradditif pour la béton et mortier sans qu^il ne se produise d'augmentation appré-35 ciabLe de la quantité d'air dans ces derniers, Lfinvention permet également d'obtenir une amélioration considérable de l'utilisation, une séparation d'eau fortement réduite et, au moyen d'un effet synergique, une résistance mécanique fortement accrue. En conséquence, l'invention concerne un additif utilisable BAD ORIGINAL 69 23775 2 2012979 avec &U. ?»t sort:lsat àu eiscnt Portlarid eesae Hast prlnaîpaij Les llaaûj îûi&âr&ax qu» l'on peut utiliser selon.. l'invention eomg^ôsmfesit le ciment Portland 3t compositions de ciment . reafemast s par ©xsspïe, du disent Portland, de la .chaux hydra-15 tés ot/eu âs la. pisrre. «sa poudre, et on peut ajouter l'additif à oss agentsa k 1 ' état soc s-u en solution» -ait pendant le broyage Su eisect•au sa eisest fiai? à la - composition de ciment, à 1sa.ggi?ëg&te &n mortier sec fisi ou à l'eau utilisée pour- la préparation du. béton, au QQmgzaé de mortier. Alternativement, on 20 peut ajouter 1'additif de 1*invention lors de l'extinction de la chaux hydraté® (si on en utilisa) ou lors du broyage de la pierre en poudre 9 ou. à un. mélange de scories de ciment et de matériaux comportant âes pierres. -Ls, liqueur résiduelle sulfitique que l'on peut utiliser 25 selon 1*invention peut être privée de son sucre par exemple, complètement fermentée, complètement ou partiellement neutralisée et plus ou moi>as évaporée» On peut également transformer la liqueur résiduelle sulfitique au moyen de méthodes connues de séchage en une poudre, granules ou paillettes. Chimiquement, 30 la liqueur résiduelle sulfitique comprend principalement l'acide 1ignolsuifcnique ou sels de celui-ci et peut également renfermer divers produits différents se trouvant normalement présents dans la liqueur résiduelle» 0n obtient la liqueur résiduelle sulfitique ,, utilisable selon 1?inventions par digestion de différentes 35 qualités de celluloseP suivant la méthode au sulfite, en utilisant des acides de digestion à base de sodium» calcium, magnésium ou ammonium. Selon 1'invention, les polyalkylène glycols que l'on peut utiliser doivent être solubles dans 1'eau ou partiellement solu- 1 BAD ORIGINAL 69 23775 3 2012979 bles dans l'eau et eomprement principalement les polyéthylène glycols répondant à la formule générale : H0CH2CH2(CH2CH20)n CH2CH20H et les polypropylène glycols répondant à la formule générale : 5 H0CH2(CHCH3-0-CH2)m CHCH^ . OH dans lesquelles formules n=20-1000 et m= 1-100. On peut également utiliser les monoalkyl éthers des polyalkylène. glycols respectifs à poids moléculaires correspondants, selon la présente invention, ainsi que des mélanges des composés 10 susmentionnés et différents polymères séquencés de l'oxyde d'é-thylène et de l'oxyde de propylène à poids moléculaires correspondants du type de ceux qui sont vendus par la Wyandotte sous le fi fi nom commercial Pluronic et Tetron^c . L'additif de l'invention améliore l'utilisation du béton 15 et du mortier et permet de régler la quantité d'air qui y est contenu, ce qui permet d'augmenter le degré de compression possible du béton ou mortier au cours d'une coulée ou méthode d'application donnée ainsi que d'obtenir une distribution homogène dans le mélange de béton et une séparation réduite au cours du trans-20 port et lors de sa mise en oeuvre. Certaines quantités d'additifs dont l'ordre de grandeur varie en fonction du type de ciment utilisé, ont également pour effet d'augmenter la résistance à la compression et flexion ou pliage du béton ou mortier. Afin d'obtenir une utilisationanéliorée, une distribution uniforme et 25 séparation réduite, il est recommandé que la quantité d'additif mis en oeuvre soit comprise entre 0,01 et 2,0$ en poids de liqueur résiduelle sulfitique sèche, tandis qu'il est recommandé que la quantité de polyalkylène glycol ou dérivé de celui-ci soit comprise entre 0,001 et 10$ en poids par rapport au poids du 30 liant sec, c'est-à-dire, la quantité de ciment Portland, ciment à la chaux et/ou ciment au plâtre. Normalement, on réalise les conditions optima pour l'obtention de l'augmentation de la résistance mécanique susmentionnée dans la gamme de 0,1 - 2,0$ en poids de liqueur résiduelle sulfitique et 0,01 - 1,0$ en poids 35 de polyalkylène glycol. B'autres additifs connus peuvent être inclus dans l'additif de la présente invention, afin de modifier les conditions de liaison du béton et le produit fini. L'invention sera maintenant illustrée par les exemples BAD ORIGINAL 69 23775 4 ,20J 2-979 suivants, dans chacun desquels l'aggrégat et la composition granulométrique de l'aggrégat sont identiques. On a conçu tous les additifs comme étant à l'état sec et leur pourcentage en poids est basé sur la quantité' de liant utilisé. EXEMPLE 1 '• Qualité de ciment Ciment Portland normalisé suédois d'une faible teneur en alcali et faible 10 teneur en C^A. Quantité de cisient 300 kg/cm3 de béton Consistance du ciment Indice WB plastique, envfcai5 0,30$ SI + 0,30$ SL + 0,30$ SL + Additif Non +0,015$ +0,015$ +0,015$ . PEG 1500 PEG 6000 PPG- 1200 15 Indice eau/ciment 0,56 0,49 0,49 0,49 Teneur en air pourcentage 1,1 3^1 3,6 1,6 en volume s . Résistance a la compression, kg/cm2 Après 1 jour 114 158 163 185 Après 7 jours 321 475 473 504 20 Après 28 jours 465 SL = Liqueur résiduelle sulfitique du procédé au Na évaporé de façon à obtenir une poudre PSG 1500 = Polyét&yïLène glycol d'un poids moléculaire de 1500 PEG 6000 = » " " " " 6000 25 PPG 1200 = Polypropylène glycol d'un poids moléculaire de 1200. Les additifs permettent de réaliser une réduction de l'indice eau/ciment de 0,56 à 0,49. Les essais dans cet exemple auxquels a été soumis le béton ont été effectués selon les normes suédoises. 30 EXEMPLE 2 Série_A_; ' - Qualité au ciment Ciment Portland normalisé suédois à faible teneur en alcali et faible teneur en 35 C^A Quantité de ciment 3*10 kg/m3 de béton Consistance du béton : visqueux On obtient les résultats suivants lorsqu'on effectue des essais sans additifs : CQPY 69 23775 5 201297 9 Indice eau/ciment 0,63 Teneur en air, pourcentage en volume t, 4 Résistance à la compression, kg/ea2 Après 7 jours 285 5 Après 28 jours 425 On obtient les résultata suivants par addition de 0,4$ en poids de liqueur résiduelle sulfitique évaporée provenant du procédé au Na : Indice eau/ciment 0,55 10 Teneur en air, en volume 4,8 Résistance à la compression, kg/cin2 Après 7 jours J20 Après 28 jours 420 On obtient les résultats suivants par addition de 0,4$ en 15 poids de liqueur résiduelle sulfitique évaporée provenant du procédé au Na et 0,0006$ en poids de polypropylène glycol d'un poids moléculaire moyen de 1200. Indice eau/ciment 0,55 Teneur en air, pourcentage en volume 3^ 20 Résistance à la compression, kg/cm2 Après 7 jours 385 Après 28 jours 500 On obtient les résultats suivants par addition de'0,4$ en poids de liqueur résiduelle sulfitique évaporée provenant du pro-25 cédé au Na et 0,02$ en poids de polypropylène glycol d'un poids moléculaire moyen de 1200. Indice eau/ciment 0,54 Teneur en air, pourcentage en volume 2,7 Résistance à la compression, kg/cm2 30 Après 7 jours 405 Après 28 jours 1 505 Série_B Qualité du ciment Ciment Portland normalisé sué dois d'une teneur élevée en 35 alcali et teneur élevée en C^A Quantité de ciment 310 kg/m3 Consistance du béton : visqueux On obtient les résultats suivants lorsqu'on effectue les essais sans additif : COPY 69 23775 6 2012979 Iniiee sso/oisent 0 63 • f'jfasur Sésistance !•?, oppression. Jm,/em2 Après 7 ;]ou;ï'e- 275 ' Après 26 Jours 345 On obviant l^s risaltatc suivants lorsqu'on ajoute. 0,4$ ea poîas de liçacES? s^fsidaells sulfitique complètement fermenté© provsaaat â« ^'jcêùê au 2fa 2. :...!■ I." .i.1 .. . ■: i. ; :.:. J.. ': ~ .^.... "v O-.ii. -.îïï' J j.i C à ^ ' Z V o tïCi 255 335 • 0» obtient les résultats suivants par addition de 0,4# en polôs (t© litucus* résiduelle sulfitique complètement fermenté© provenant du proeédé au Sa st 0,006$'en poids de•polypropylène gljrssl fi'us poids moléculaire moyen de 1200. Indice eau/ciment 0,58 Teneur sa air, pourcentage en volume 55 Résistance à la aorapression, îcg/cm2 Après 7 jours • 33Q Après 28 joure 425 les résultats suivante sont ceux que l'on obtient- par addition de G34?5 en poids de liqueur résiduelle sulfitique complètement fermenté© provenant du procédé au Ha et 0,02# en poids de polypropylène glyeol d'ua poids moléculaire moyen de 1200. laâiee sau/ciasat " 0,58 xsnaur 32 airs pcur-eentage %a volume gg7 lësistanse à la ccHS2r$33ioa, %g/eia2 Après 7 jours ' 325 Lp~ès 28 jours 42O X^aggrégat utilisé ssas las essais réalisés selon cet sxsuisis a t^ndasc-s k relater dss por®s d'air. Série A Qualité àïî eiœsnt Ciment Portland normalisé suédois à faible teneur en alcali et faible teneu en C^A. BAD ORIGINAL 69 23776 7 2012979 Quantité de ciment 300 kg/m^ Consistance du béton Plastique On obtient les résultats suivants dans des essais sans aucun additif. 5 Indice eau/ciment 0,56 Teneur en air, pourcentage en volume 1,1 Résistance à la compression, kg/cm2 Après 7 jours 320 Après -28 jours 45P 10 On obtient les résultats suivants par addition de 0,4$ en poids de liqueur résiduelle sulfitique complètement fermentée provenant du procédé au Na et 0,02$ en poids de polypropylène d'un poids moléculaire moyen de 1200. Indice eau/ciment 0,#9 15 Teneur en air, pourcentage en volume 1,9 Résistance à la compression, kg/cm2 Après 7 jours 499 Après 28 jours 620 Série_B 20 Qualité du ciment Ciment Portland normalisé suédois à teneur élevée en alcali et teneur élevée en C,A. — ? ^ Quantité de ciment 300 kg/m Consistance du ciment * Plastique 25 On obtient les résultats suivants dans des essais sans au cun additif : Indice eau/ciment 0,58 Teneur en air, pourcentage en volume 1,7 Résistance à la compression, kg/cm2 30 Après 7 jours 360 Après 28 jours 450 On obtient les résultats suivants par addition de 0,6$ en poids de liqueur résiduelle sulfitique complètement fermentée provenant du procédé au Na et 0,03$ en poids de polypropylène 35 glycol d'un poids moléculaire moyen de 1200. Indice eau/ciment 0,50 Teneur en air, pourcentage en volume 1}4 Résistance à la compression, kg/cm2 Après 7 jours 47O 40 Après 28 jours BAD ORIGNAL 69 23775 8 2012979 REVENDICATIONS 1 - Additif pour "béton et mortier renfermant du ciment Portland comme liant principal caractérisé en ce qu'il contient de la liqueur résiduelle sulfitique en combinaison avec des po-5 lyalkylène glycols ou dérivés de ces derniers d'un poids moléculaire entre 1000 à I0.000, et de polypropylène glycol ayant un poids moléculaire compris entre 134- et 5*800 et qui, dans une solution aqueuse à 1#, donne une tension superficielle supérieure à 50 dynes/cm à 25°C. 10 2 - Additif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient 0,01 à 2.000 parties en poids de liqueur résiduelle sulfitique. par partie en poids de polyalkylène glyool. 3 - Additif selon les revendications 1 et -2, caractérisé en ce que le polyalkylène gLycol employé a un poids moléculaire 15 de 200 à 2.000. 4 - Additif selon n'importe lesquelles des revendications précédentes caractérisé en ce que la liqueur résiduelle sulfitique est présente sous forme de poudre obtenue par évaporation. BAD ORIGINAL