Brevet FR2014469A1 — publié le 19700417

L'invention a pour objet un procédé permettant de préparer des matériaux de construction, contenant des ciments, ayant des caractéristiques ameliorées. Il est connu d'utiliser l'acide gluconique, l'acide glucoheptonique et les sels de ces composés comme additifs pour les matériaux de construction contenant des ciments. Il a également été constaté que l'on peut utiliser aux mêmes fins des mélanges constitués d'acide glucoheptonique et d'acide fructoheptonique, ou des sels de ces composés. La présente invention a pour objet un procédé permettant d'obtenir des matériaux de construction contenant des cimentis, présentant des caractéristiques améliorées grâce l'addition d'acides heptoniques ou de sels de ces acides, caractérisé en ce que l'additif est contitué d'un mélange d'acides heptoniques ou de sels hydrosolubles de ces composés qui a été obtenu, paludes procédés connus, à partir du sucre inverti. L'invention concerne également des matériaux de construction contenant des ciments, comportant comme additif un tel mélange d'acides heptoniques ou de sels de ces composés. On envisage, de préférence, des mélanges diacides heptoniques obtenus à partir du sucre inverti par réaction de celui-ci avec l'acide cyanhydrique ou des sels de cet acide. Ces mélanges sont très peu croûteux, en particulier quand on les obtient à partir du saccharose. Les mélanges de ce genre conviennent également très bier., et sont particulièrement bon marché, lorsqu'on en a séparé une partie de l'acide cc -glucoheptonique, tel quel ou sous forme d'un de ses sels. L'acide a-glucoheptonique est un produit qui trouve son utilisation, par exemple, dans l'in- dustrie pharmaceutique.On peut le séparer du mélange indiqué plus haut, sous forme du sel de sodium cristallin et l'utiliser comme additif pour les matériaux de construction contenant des ciments dans les cas où l'on préfère des additifs pulvérulents, aux additifs liquides. Le mélange restant, qui ne contient plus, comme constituants principaux, que les acides a et P-fructoheptoniques et l'acide ss -glucoheptonique, ou les sels de ces acides, peut alors servir d'additif liquide, peu coûteux, pour les matériaux de construction contenant des ciments. Les mélanges contenant les quatre acides heptoniques, ou les trois cités en dernier lieu, ainsi que les sels de ces composés avec les métaux alcalins ou alcalino-terreux, sont des additifs particulièrement intéressants pour le béton,par par exemple pour les mélanges de matériaux de construction à quatre composantes, constitués d'un liant hydraulique, comme le ciment, en particulier du type Portland, d'additirs, comme le sablejles pierres broyées, la pouzzolane, le silex, des argiles gonflées, etc..., d'eau et de 1 additif indiqué plus haut. On met en jeu ces additifs en une proportion (rapportée au poids du liant) comprise, de préférence, entre 0,01 et 2 % (pourcentage rapporté à la substance sèche. Comme les mélanges d'acides heptoniques ou d'heptonates utilisables conformément à l'invention présentent également une bonne activité d'inhibition de la corrosion, on peut ajouter comme accélérateur, par exemple, le chlorure de calcium. De cette manière, il est possible de supprimer à volonté l'allongement souvent marqué du temps de prise qu'entraene l'utilisation des additifs conformes à l'invention, par addition d'accélérateurs tels que le chlorure de calcium, la lessive de soude et l'aluminate de sodium. Comme autresexemples, on peut citer les mélanges pour matériaux de construction à cinq composantes, constitués des quatre composantes indiquées plus haut et, en plus, d'un additif engendrant des pores d'air, en vue de la fabrication d'un matériau de construction poreux, comme le mortier poreux ou le béton poreux. L'utilisation des additifs conformes à l'invention permet d'améliorer l'aptitude à la -mise en oeuvre ou la plasticité des mélanges pour matériaux de construction indiqués. En outre, la réduction de la proportion d'eau dans les mélanges pour matériaux de construction a pour effet l'amélioration des caractéristiques mécaniques des éléments de construction, sans que cela nuise à leur aptitude à être mis en oeuvre. L'utilisation des mélanges d'acides heptoniques, ou de leurs sels avec des métaux alcalins ou alcalino-terreux, permet, grâce à la réduction de la proportion d'eau, de réduire la proportion de ciment dans les mélanges pour matériaux de construction, sans que l'aptitude de ceux-ci à être travaillés, ou les caractéristiques mécaniques des éléments finis, aient à en souffrir. Enfin, l'application des additifs utilisables conformément à l'invention, allonge le temps de prise des mélanges pour matériaux de construction et améliore leurs propriétés d'inhibiteurs de corrosion à l'égard du fer formant l'armature. Les avantages des additifs pour mélanges pour matériaux de construction conformes à l'invention, par rapport aux produits connus ressortent des tableaux qui illustrent les exemples donnés ci-dessous. EXEMPLE 1 Comparaison de la fluidification d'un mortier normalisé selon DIN NO 1164 (mesure de l'étalement) avec divers additifs. Sable normalisé : Möriken, Wildegg. Ciment : Portland Concentration de l'additif : 3,5 g/kg de ciment. Dans le tableau : A = étalement ; AO = étalement du produit exempt d'additif. TABLEAU I Additif Etalement A A cm (A-A o) cm Aucun (A o) 12,4 0 Gluconate de sodium i5,6 3,2 -glucoheptonate de sodium 15,7 3,3 Heptonate de sodium obtenu à partir du sucre 16,6 4,2 EXEMPLE 2 On moule en prismes de 4 x 4 x 16 cm et on vibre un mortier P. 400, constitué de-ciment PCS 5, marque "Holderbank", de sable de construction ayant une granularité de O à 5 mm et de différentes quantités d'eau. A un certain nombre d'éprouvettes on ajoute, soit du gluconate de sodium, soit une solution d'heptonates obtenue à partir du sucre, dans une proportion, ramenée au produit sec, de 0,3 PI par rapport au ciment. Au bout de 28 jours de stockage dans des conditions humides, on mesure la résistance à la flexion sous traction et la résistance à la pression de chaque éprouvette. Ainsi qu'il ressort du tableau II ci-dessous, le mélange d'heptonates donne une amélioration considérable de ces propriétés mécaniques. T A B L E A U II Additif Aucun Gluconate Mélange (0,3 % par rapport au ciment Aucun de sodium d'heptona tes Eau de gâchage, en % 9,25 8,24 8,24 Etalement, en mm (selon GraS) 112 108 109 Résistance à la flexion sous traction, en kg/cm (au bout de 28 jours) 89 88 94 Résistance à la pression, en kg/cm2 (au bout de 28 jours) 422 454 500 EXEMPLE 3 On ajoute le gluconate et les heptonates définis a l'exemple 2, à un mortier constitué de 22,5 % de ciment, 67,6 % de sable et 9,9 % d'eau.Ajoutés au ciment dans une proportion allant de 0,6 % à 1,5 ffi par rapport à celui-ci, les heptonates donnent une plastification, mesurée selon la norme DIN N 1764, qui est de 7 à 30 ss supérieure à celle donnée par le gluconate de sodium utilisé dans les mêmes proportions. EXEMPLE 4 Dans un évaporateur on concentre une solution d'heptonates obtenue à partir de sucre, puis on la laisse séjourner à la température ambiante. On sépare par centrifugation l'a -. glucoheptonate de sodium qui a cristallisé, on le lave et on le sèche. Ce sel peut trouver des applications dans divers domaines. On dilue 1,9 g (produit sec) de la solution restante avec 396 ml d'eau, puis on mélange avec 900 g de ciment Portland et 2700 g de sable normalise. On moule ce mortier en prismes de 4 x 4 x 16 cm et on stocke pendant 28 jours dans des conditions humides (humidité : 90 ). Au bout de 28 jours, la résistance à la flexion sous traction, mesurée selon la norme DIN N 1164, est de 85 kg/cm2. Dans des conditions identiques l'addition de gluconate de sodium, aux mêmes concentrations, ne donne qu'une résistance à la flexion sous traction ayant une valeur moyenne de 74 kg/cm2. Dans les exemples, c'est le sucre qui est indiqué comme matière de départ pour la préparation des heptonates. Préalablement à la réaction avec l'acide, cyanhydrique ou avec un sel de celui-ci, on transforme le sucre en question, de la manière habituelle, c'est-à-dire par hydrolyse acide, en sucre inverti. Ce n'est qu'après cette transformation qu il est apte à réagir avec l'acide cyanhydrique ou un sel de cet acide. REVENDICATIONS 1.- Un proeédé permettant d'obtenir des matériaux de construction contenant des ciments, présentant des caractéristiques améliorées grâce à l'addition d'acides heptoniques ou de sels hydrosolubles de ces acides, caractérisé en ce que l'additif est constitué d'un mélange d'acides heptoniques, ou de sels hydrosolubles de ces acides, obtenu, selon des procédés connus, à partir de sucre inverti. 2.- Un mélange pour matériaux de construction contenant du ciment, comportant, par rapport à la quantité de ciment, de 0,01 à 2 %, pourcentage évalué en matière sèche, du mélange spécifié à la revendication 1.