Brevet FR2350313A1 — publié le 19771202

Dans la technique moderne de la construction, où liron utilise de plus en plus des conglomérats cémenteux ou en mortier, pour la fabrication de parties d'édifices, il devient de plus en plus important de pouvoir conférer, aux conglomérats cémenteux, des caractéristiques de légèreté et de non conductibilité de la chaleur, largement supérieures à celles du béton traditionnel. Le problème technique postulé ci-dessus est actuellement résolu en insérant, à ltintérieur du béton ou du mortier de ciment, une pluralité de boulettes ou billes de polystyrol expansé, quipenmHmt obtenir soit son allègementsoit une augmentation de la non conductibilité de la chaleur. Toutefois, les techniques de fabrication des conglomé- rats et des mortiers cémenteux qui englobent des boulettes ou billes de polystyrol expansé, sont, dans ltétat de la technique actuelle, nettement insuffisantes pour obtenir des articles homogènes; en fait, le ciment, les agrégats et lteau présentent une densité bien plus élevée vis à vis de la densité du polystyrol expansé, Le phénomène indiqué ci-dessus fait que si un mélange de mortier cémenteux ou de béton comprend une certaine quantité de polystyrol sous forme de boulettes ou billes, le polystyrol a une forte tendance à se séparer et à affleurer, Un autre inconvénient qui se présente actuellement dans les articles en mortier cémenteux ou en béton allégés est quèn présence de sections très fines ou minces, la rétention d'eau à l'intérieur du mortier ou du béton est insuffisante pendant la prise, ce qui provoque des fissures non souhaitables dans le produit fini, Enfin, pour résoudre les problèmes ci-dessus indiqués, on a toujours cherché à agir sur les caractéristiques des boulettes ou billes en polystyrol, en cherchant à réduire leur imperméabilité et leur propriété de repousser lteau et leur aptitude à glisser, de façon à permettre d'obtenir une dispersion homogène des boulettes ou billes dans la masse du mortier ou du béton0 La présente invention a pour but de procurer un procédé de fabrication d'articles en mortier cémenteux ou en béton, allégés au moyen de boulettes ou billes en polystyrol expansé, et permettant de maintenir constante, pendant longtemps avant la solidification, la distribution homogène des boulettes à l'intérieur de la masse cémenteuse. La présente invention a pour but de procurer un procédé pour la fabrication d'articles en mortier cémenteux ou en béton allégés au moyen de boulettes ou billes en polystyrol, présentant également des coupes ou sections très fines ou minces sans aucune fissure non souhaitable provenant d'une déshydratation excessive pendant le durcissement. Cela est obtenu selon l'invention, en agissant principalement sur la viscosité du mortier ou du béton de façon que ces derniers enveloppent de façon très stable, les boulettes,les empêchant d'émigrer à l'intérieur de la masse et de se séparer de cette dernière. On a trouvé de façon surprenante qu'en introduisant, dans le mélange sec ou pendant le mélange des composants du mortier cémenteux ou du béton, une quantité très modérée d'un produit du type hydroxypropylméthylcellulose ayant une viscosité élevée, par exemple supérieure à 70.000 cps, non seulement cela rend stable la mise en place des boulettes de polystyrol expansé à l'intérieur de la masse de béton, mais cela permet de garantir cette stabilité pendant longtemps en empêchant la migration des boulettes0 En outre, la présence d'un matériau du type hydroxypropylméthylcellulose en une quantité modérée, à l'intérieur de la masse cémenteuse ou du béton, grâce à la meilleure rétention d'eau à l'intérieur de l'article provenant de la présence de ce matériau, évite la perte subite d'eau dans les produits à sections minces, et cela évite donc la présence de fissures non souhaitables dans l'article pendant le processus de solidification0 On a noté de façon surprenante, en outre, que la présence dthydroxypropylméthylcellulose en quantité modérée à l'intérieur de l'article, améliorait fortement l'élasticité du matériau solidifié ainsi que sa résistance à la flexion et à la traction. On prévoit en outre, dans la présente invention, l'utilisation d'un matériau du type hydro xypro pylmé-thylcellulcse avec un réducteur d'eau, par exemple un lignine-sulfonate de calcium-sodium modifié. Cela permet d'obtenir des résis tances mécaniques surprenantes en fonction de la légèreté des articles, qui n'ont jamais pu être obtenues jusqu'à maintenant. Le procédé selon la présente invention, comme on le verra mieux à la lecture de la description qui suit, permet d'obtenir des articles ayant une densité inférieure à 1, particulièrement adaptés à être utilisés comme chapes due planches ayant des caractéristiques élevées de non conductibilité thermique et acoustique. En outre, les articles construits selon le procédé ci-dessus et qui sera mieux décrit ci-après, présentent une stabilité volumique surprenante, empêchant le retrait de l'article avec des fissures conséquentes et/ou des soulèvements pouvant endommager les planchers ou sols de moquette, linoléum, gomme et analogue appliqués ensuite. La stabilité volumique ci-dessus spécifiée est obtenue en ajoutant, en combinaison avec les deux matériaux cidessus spécifiéssun additif ayant des caractéristiques d'expansion du type sulfo-aluminate de calcium, qui réagit avec le ciment en procurant une certaine dilatation pendant les sept à huit premiers jours à la suite du mll2ge,dilatation qui, pendant les deux à trois mois suivants est partiellement compensée par un retrait successif, c'est pour cette raison que l'on peut affirmer que les matériaux construits avec adjonction de l'additif ci-dessus mentionné, peuvent etre considérés comme articles à retrait compensés, La présente invention procure en substance, la fabrication de mortier cémenteux allégé comprenant des boulettes de polystyrol expansé, et de béton allégé comprenant des boulettes de polystyrol expansé, où l'on ajoute de l'hydroxy- propylméthylcellulose ayant une viscosité élevée, supérieure à 70.000 cps, en une quantité comprise entre 1 et 3 /oo sur le poids du ciment, ainsi qu'un lignine-sulfonate modifié à des pourcentages correspondants, compris entre 2 et LiO/oo sur le poids du ciment, et dans le cas où l'on veut obtenir un mortier allégé à dilatation compensée, on ajoute en plus un sulfo-aluminate de calcium à un pourcentage compris entre 7 et 9% sur le poids du ciment. On obtient ainsi un mortier allégé qui donne des articles ayant une densité comprise entre 0,4 et 1,1 kg/l, avec des résistances mécaniques à la rupture par compression comprises entre 30 et 90 kg/cm2 au bout de 28 jours de maturation, ainsi que des bétons obtenus en introduisant un gravier ayant un diamètre de 3 à 20 mm qui ont, pour des densités comprises entre 1,3 et 1,7 kg/l, des résistances mécaniques à la rupture par compression comprises entre 100 et 160 kg/cm2 au bout de 28 jours de maturation0 Selon l'invention, les boulettes de polystyrol expansé doivent avoir une granulométrie indéfinie comprise de préférence entre 1 et 3 mm, les boulettes de polystyrol ayant une bonne stabilité volumique La granulométrie du polystyrol est déterminante surtout en vue de la non conductibilité thermique et acoustique, et selon la présente invention, il est important de se tenir aux intervalles ci-dessus indiqués. Afin de mieux expliquer les caractéristiques opératives et constructives de l'invention, on donnera ci-après des exemples pratiques d'articles obtenus selon l'invention. Exemple 1 Dans un mélangeur de laboratoire, on introduit du sable ayant une granulométrie comprise entre 0 et 2 mm, à une quantité de 6,82 kg correspondant à 48% en poids; ainsi que du ciment du type Portland 425 en une quantité de 6,82 kg, ce qui correspond également à 48% en poids, en tout, on ajoute 10 dm' de polystyrol expansé ayant une granulométrie comprise entre 1 et 3 mm; ensuite, on ajoute de l'hydroxypropylméthylcellulose à viscosité élevée supérieure à 70.oye0 cps, à une quantité égale à 20/00 du poids du ciment; on ajoute ensuite du lignine-sulfonate modifié à une quantité égale à 30/oc du poids du ciment, ainsi que 0,560 kg de sulfo-aluminate de calcium à une quantité égale à 8,2% du poids du ciment Le mélange est effectué avec 4,4 1 d'eau On obtient un mélange fluide et très coulant, lequel donne lieu à un conglomérat ayant une densité égale à-0,95 kg/dm3 Les examens de résistance ont donné les résultats suivants - résistance mécanique à la flexion-traction : 13 kg/cm2 au bout de 3 jours, 18 kg/cm2 au bout de 7 jours, 25 kg/cm2 au bout de 28 jours. - résistance mécanique à la rupture par compression 30 kg/cm2 au bout de 3 jours, 60 kg/cm2 au bout de 7 jours et 75 kg/cm2 au bout de 28 jours L'article ainsi obtenu présente une dilatation compensée et est particulièrement apte à la construction de chapes ou soubassements pour planchers. Exemple 2. Dans un mélangeur de laboratoire identique au précédent, on introduit 12 kg de sable ayant une granulométrie comprise entre 0 et 2 mm, 12 kg de gravier naturellement rond ayant une granulométrie comprise entre 7 et 15 'mn, 9dm3 de polystyrol expansé ayant une granulométrie comprise entre 1 et 3 mm, 9 kg de ciment Portland 425, une quantité d'hydroxypropylméthylcellulose à viscosité élevée, supérieure à 70.000 cps correspondant à 20/oc du poids du ciment; du lignine-sulfonate modifié en une quantité correspondant à 30/oc du poids du ciment, 5,25 l d'eau pour obtenir un mélange fluide et très coulant. Ce mélange a donné lieu à un canIomérat ayant une densité égale à 1,56 kg/lo Sur ce conglomérat, on a effectué des essais de résistance mécanique à la rupture par compression qui ont donné les résultats suivants - 60 kg/cm2 au bout de 3 jours; 90 kg/cm2 au bout de 7 jours; 145 kg/cm2 au bout de 28 jours0 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent, REVENDICATIONS 10 Procédé pour la fabrication de mortier cémenteux allégé à retrait (dilatation) compensé, caractérisé en ce qu'on ajoute, dans un mélangeur classique contenant du sable à une granulométrie de O à 2 mm, du ciment Portland et de l'eau, de l'hydroxypropylméthylcelîulose ayant une viscosité supérieure à 700000 cps en des quantités comprises entre 1,5 et 30/oc sur le poids du ciment; du ligninesulfonate de calcium-sodium modifié en quantité comprise entre 2 et 40/oc sur le poids du ciment; du sulfo-aluminate de calcium en quantité comprise entre 7 et 996 sur le poids du ciment; du polystyrol expansé en boulettes ayant une granulométrie de 1 à 3 mm en quantité comprise entre 500 et 950 1/m3 du mélange, l'eau étant présente en quantité comprise entre 200 et 270 1/m3 du mélange0 2. Mortier cémenteux allégé à retrait (dilatation) compensé, fabriqué selon le procédé de la revendication 1, ayant une densité de 0,4 à 1,1 kg/l et une résistance à la compression de 30 à 90 kg/cm2 au bout de 28 jours, caractérisé en ce qu'il a la formule suivante - Sable à une granulométrie de O à 2 mm 150 - 500 kg/m3 - Ciment Portland-425/525 300 - 400 kg/m3 - Hydroxypropylméthylcellulose à une viscosité supérieure à 700000 cps 1,5 - 30/oc du poids du ciment - Lignine-sulfonate de calcium sodium modifié 2 - 40/oc sur le poids du climat - Sulfo-aluminate de calcium 7 - 9% sur le poids du ciment - Polystyrol expansé à une granulométrie de 1 à 3 mm 550 - 950 l/m3 - Eau 200 - 270 l/m3 3o Procédé pour la fabrication de béton allégé, caractérisé en ce qu'on ajoute, dans un mélangeur classique contenant du gravier, du sable, du ciment et de l'eau, de lthydroxypropylméthylcellulose ayant une viscosité supérieure à 70.000 cps en quantité de 1 à 20/oo par rapport au poids du ciment; du lignine-sulfonate de calcium-sodium modifié en quantité de 2 à 40/oo par rapport au poids du ciment; du polystyrol expansé en boulettes à une granulométrie de 1 à 3 mm en quantité de 300 à 500 1/m3 du mélange, l'eau étant présente en quantité de 200 à 250 l/m3 du mélange 4. Béton allégé ayant une densité de 1,3 à 1,7 kg/l et une résistance à la rupture par compression de 100 à 2 160 kg/cm2 au bout de 28 jours, caractérisé en ce qu'il a la formule suivante - Sable à une granulométrie de O à 2 mm 400 - 600 kg/m3 - Gravier à une granulométrie de 3 à 15 mm 400 - 600 kg/m3 - Ciment Portland 425/525 350 - 450 kg/m3 - Hydroxypropylméthylcelîulose à une viscosité supérieure à 700000 cps 1 - 20/oo par rapport au poids du ciment - Lignine-sulfonate de calcium sodium modifié 2 - 40/oo par rapport au poids du ciment - Polystyrol expansé à une granulométrie de 1 à 3 nan 300 - 500 l/m3 - Eau 200 - 250 l/m30