Brevet FR2267866A1 — publié le 19751114

La présente invention concerne un procédé de traitement de fragments de roches calcaires, notamment de marbres, amenés à l'état de granulés plus ou moins fins dits parfois "granitons" dans l'industrie du carrelage, lesquels sont incorporés en surface dans des éléments de eonstruction, éventuellement polis tels que dallages, carrelages, parements d'édifices, pierres monumentales, ainsi quenduits etc... pour donner à ces éléments l'aspect d'une roche granitoide, voire d'une brèche lorsque les granulés sont volumineux. Lorsque l'aspect blanc est recherché, la calcite, qui constitue 11 essentiel de telles roches, est très pure et souvent transparente ou au moins translucide, de sorte que la couleur, généralement grisâtre du liant hydraulique qui assemble les frag ments, transparaît à travers eeux-ci. Or, l'expérience montre que, dans les carrières de marbre blanc, telles que celles du Massif des Corbières, la proportion de roche insuffisamment opaque pour constituer les granulés est considérable, ce qui nécessite un tri manuel des blocs extraits et accumule les rebuts. L'invention remédie à cet inconvénient et permet la récupération de ces roches rebutées pour des fins de construction. Selon l'invention, la roche est préalablement concassée et broyée à l'état de granulés de la dimension à utiliser, lesquels sont ensuite chauffés à une température comprise entre 3000 et 45onc pendant un temps inférieur à 20 minutes, la température et/ou la durée de chauffage étant d'autant plus réduites que les granulés sont plus fins De préférence, le temps de chauffage étant toujours compris entre 6 et 12 minutes, par exemple 10 minutes, la température de chauffage est d'autant plus élevée que les dimensions des granulés sont plus grandes. Ainsi, des granulés de dimensions comprises entre 6 et 15 millimètres atteignent l'opacité eonvenable par un chauffage de -10 minutes à 350 C, alors que pour opacifier des granulés dont les dimensions sont comprises entre 30 et 80 millimètres, il est nécessaire de chauffer, pendant la même durée de 10 minutes, à 40000. L'invention s'applique essentiellement, mais non exclusivement, aux calcites presque pures, c'est-à-dire aux calcites naturelles contenant au moins 95 % de carbonate de calcium cris tallisé On notera que les traités de minéralogie enseignent, parmi les propriétés des calcites, que celles-ci peuvent devenir opaques par chauffage, sans plus de précisions sur les conditions de mise en oeuvre de ce chauffage, ni sur les résultats obtenus, en particulier sur la cohésion mécanique qui subsiste dans les calcites chauffées, ni sur les réactions chimiques qui s'y sont produites. Or, la Demanderesse a trouvé qu'il existe une température minimale au-dessous de laquelle l'opacification n'a pas lieu ou nécessite des temps de traitement beaucoup trop longs et incompatibles avec une marche industrielle. Cette température est de 3000C environ. Par contre, il existe une température limite au delà de laquelle la décarbonatation des calcites est telle que le procédé n'est plus acceptable. Il se produit, en effet, une formation trop importante de chaux qui est alors néfaste pour les applications aux carrelages ou aux enduits. Cette température limite est d'environ 4500C. La Demanderesse a aussi trouvé que, pour des granulés de grosseur déterminée, plus la température de traitement est élevée et voisine de la température limite de 4500C, plus la durée de traitement doit être réduite pour tenir compte de ce phénomène de décarbonatation. Il est d'ailleurs possible de suivre la formation de la chaux, à partir de la calcite, en mesurant le pH des granulés ainsi traités et mis en suspension à une concentration de 10% en poids dans l'eau. La mesure de pH effectuée après deux minutes de contact entre l'eau et les granules donne, pour des granulés de 6 à 15 mm, les résultats suivants Durée de chauffage en minutes Temperature x - . 0 : : 10 : 20 3500C : 8,55/8,60: 8,70/8,75: 8,80/8,85: 8,90/8,95: 8,95/9 4000C : 8,55/8,60: 8,95/9,00: 9,05/9,10: 9,15/9,20: 9,20/9,25 A 4500C et après 5 minutes de chauffage, on atteint une valeur de pli de 9,25 qu'on peut considérer comme une valeur limite pour les utilisations envisagées. Le changement de texture provoqué par le chauffage entraîne aussi un changement de cohésion mécanique, cest- -dire accroît la fragilite des granulés. Plus la température de chauffage des granulés est croissante, plus leur fragilité augmente et, au delà de 4500C, on peut estimer que cette fragilité est trop importante. La Demanderesse a mis en évidence ce phénomène en déterminant les courbes de broyage des produits traités. A cette fin, les divers échantillons de granulés traités sont successivement concassés dans des conditions opératoires identiques et, sur la fraction de produit broyé inférieure a lmm, on détermine le pourcentage de particules comprises entre 350 microns et 60 microns. On traite ainsi un lot de granulés ayant des dimensions de départ comprises entre 5 et 25 mm, partagé en-quatre parties un témoin et trois autres parties, chauffés a 4000C respectivement pendant 3, 5 et 10 minutes. Les résultats ont été les suivants : % de particules comprises entre Références : 350 microns et 60 microns témoin 29 % après 3 minutes a 4000C : 34 â. après 5 minutes à 400 C - 35 % après 10 minutes a 4000C . 38 % Au bout de 10 minutes de chauffage, on constate que le pourcentage de particules fines est le- plus important, donc que la fragilité a augmenté sensiblement, sans être prohibitive. Pour apprécier le résultat de l'opacification obtenue, on constate dé3 à à la vue que des carrelages fabriqués avec des granulés traités ont un aspect plus blanc et plus opaque que celui obtenu a base de granulés translucides. Pour chiffrer cette opacité, on peut opérer par des méthodes classiques, telles que celles qui sont utilisées dans le domaine des peintures pour mesurer le rapport de contraste sur fond noir ou fond blanc d'un revêtement opaque. A cette fin, on peut opérer sur des échantillons de roches débitées en lames minces, puis traitées a des températures différentes pendant des durées bien choisies. Plus simplement, on peut évaluer l'augmentation de blancheur due au traitement en opérant de la façon suivante : on prend un bloc de marbre translucide (calcite pure) dans lequel on découpe a la scie un parallélépipède dont les trois dimensions sont, par exemple, de 50 x 50 x 30mm. On polit une des deux faces correspondant a la plus grande surface de façon a obtenir une surface parfaitement plane et uniforme ; on mesure alors la blancheur de ce parallélépipède par réflectométrie à l'aide d'un appareil classique, type Elrépho ; on traite ensuite ce parallélépipède de calcite a 4000C pendant 7 minutes et on répète la même mesure que précédemment. Les résultats sont les suivants : Blancheurs Elrh avant : après blancheurs El : traitement traitèrent : Filtre vert : 67,5 % : 71,5 % : Filtre rouge : 69,1 % : 73 % : Filtre bleu : 60,9 % : 64,8 % Ces valeurs sont exprimées en pourcentage par-rapport à l'oxyde de magnésium (MgO) pris comme étalon = 100 %. L'exemple d'application suivant montrera comment l'invention peut être mise en oeuvre. Pour la réalisation d'un carrelage visuellement blanc et opaque, on utilise les composés suivants : ciment blanc 20.0 kg poudre de marbre 200 kg (granulométrie comprise entre 30 et l00V) granulés 2 à 6 mm 100 kg 4 à 10 mm 100 kg 7 à 15 mm 70 kg 12 à 40 mm 220 kg Avant triage, les granulés translucides provenant de la roche broyée avaient été traités au four à 4OQ pendant sept minutes. Les produits de l'invention peuvent etre utilisés dans toutes sortes de compositions à base de ciment permettant la fabrication de dalles, carrelages, parements, enduits, monuments et autres produits en pierre reconstituée, que ces produits restent bruts de fabrication ou bien soient ensuite polis. I REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de granulés de roche calcaire destinés à être incdrporés en surface dans des éléments de construction, caractérisé en ce que la roche est préalablement concassée et broyée à la dimension des granulés désirés, apres quoi ces granulés sont chauffés a une température comprise entre 300 et 4500C pendant un temps inférieur à 20 minutes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps de chauffage étant compris entre 6 et 12 minutes, la température de chauffage est d'autant plus élevée que les granulés sont plus gros. 3. Granulés de marbre obtenus par le procédé selon les revendications 1 et 2. 4. Eléments de construction, et en particulier dallages, obtenus par mélange de granulés selon la revendication 3 avec une pâte de liant hydraulique.