Brevet FR2325772A1 — publié le 19770422

L'invention a pour objet un produit s'apparentant a un coulis, caractérisé en ce qu'il est essentiellement composé: de craie pure et microporeuse (teneur en CO3Ca supérieure à 95 % en poids et 50 % au moins de la porosité comprise dans un domaine de rayons de pores inférieurs 1 micron) ; de silice fossile, également microporeuse (50 % au moins de la porosite comprise dans un domaine de rayons de pores inférieurs à I micron), et dont la pureté est définie Dar une teneur en SiOX suDerieure àJO t en Doids et d'une Dro r - portion relativement faible de ciment/artificiel du type CPA. De préférence, la craie microporeuse est une craie à micrasters et la silice fossile est une gaize. La craie et la silice sont concassées a sec, ensemble ou séparément et mélangées intimement au ciment Portland. La propriété essentielle de ce mélange est de donner, par gâchage avec de l'eau, une barbotine qui fait prise en quelques heures et adhère fortement aux espèces minéralogiques au contact desquelles elle se trouve placée et développe un durcissement en deux temps, l'un relativement rapide (par exemple de l'ordre d'une journée) l'autre plus lent (par exemple, quelques mois). Les proportions de craie et de gaize dans le melange permettent d'agir sur l'importance respective des modes de durcissement rapide et lent, en fonction du résultat désiré et des conditions de mise en oeuvre. L'invention s'applique notamment a la consolidation des terrains fissures ou des maçonneries. Elle permet d'obtenir une cohésion remarquable qui augmente avec le temps. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple ci-après, donné à titre illustratif. On part d'une craie a micrasters extraite d'une carrière du Sénonien inférieur située à Mézières-en-Vexin (Eure) et dont 1' analyse chimique a donné la composition approximative suivante SiO2 : 0,7 X en poids; A1203 : 0,4 X en poids; Fe203 : 0,09 X en poids; TiO2 : 0,2 % en poids; CaO : 54 à 55 % en poids; MgO : 0,3 X en poids; S03 : 0,09 % en poids; Na2O : 0,05 % en poids; K20 : 0,1 X en poids. Produits insolubles (en particulier silice non combinée): 0,9 % en poids. Perte au feu (essentiellement C02) 43,5 % en poids. L'étude porosimétrique de la craie définie ci-dessus a permis de déterminer la répartition suivante % Rayon de pores du volume porsite total % 0 à 1 c ................. 0 0 1 cu à 10 c ............. 1,76 4 10 cu à 1 .............. 30,0 68 1 u à 10 ............... 0 0 10 u à 100 ............. 8,7 20 Au-dessus de 100 ......... 3,1 8 Total .......... 43,5 100 On lui ajoute 35 X en poids d'une gaize extraite d'un gisement sis à Clermont-en-Argonne répondant aux caractéristiques chimiques suivantes ^ SiO2 Totale 79,68 % en poids Al2O3 5,23 % en poids r Fe2O3 2,53 % en poids CaO 3,16 % en poids Perte au feu 6,00 % en poids L'étude porosimétrique de cette gaize a donné la répartition suivante % % Rayon de pores du volume porosité total 0 à 1 c ............... 0,07 0,15 1 cu à 10b c ............ 2,03 4,47 10 cu à 1 ............ 26,50 58,36 1 u à 10 ............ 0,20 0,44 10 u à 100 ............ 11,21 24,68 Au-dessus de 100 ...... 5,40 11,90 Total ........... 45,41 100,00 On remarque dans cet exemple que la porosité de la craie et celle de la gaize sont relativement voisines, ce qui leur confère des caracteristiques granulométriques similaires, donc des activites chimiques comparables.A ce sujet, des travaux, effectues notamment au microscope électronique a balayage, ont prouvé que la partie la plus fine de la porosité correspond aux cavités de structure des algues constitutives de la craie d'une part, et de la gaize d'autre part. Dans l'exemple présenté, a 1000 Kg.du mélange craiegaize, broye grossièrement pour démotter les micelles constitutives, on ajoute 160 a 180 Kg. de ciment Portland du type CPA 400 défini par la norme AFNOR P 315. Ce ciment, du type "prise mer" ne contient ni laitier, ni chlorure, ni pouzzolanes et sa teneur en aluminate tricalcique est inférieure à 8 en poids. Ces différents constituants ont en effet tendance à consommer de la chaux sans en liberer, ce qui est nuisible aux propriétés du produit final. Les trois constituants (craie, ciment et gaize) sont mélangés a sec pour des questions de commodité.La poudre ainsi obtenue est gâchée avec la quantité d'veau juste nécessaire pour réaliser une pâte liquide pompable qui est mise en oeuvre par injection sous pression dans leberrain ou la maçonnerie à consolider. Le résultat obtenu est un colmatage des fissures, qui développe dans le matériau traité une resistance de collage supérieure à 20 bars au bout de 24 heures et qui peut s'élever jusqu'à 50 bars au bout de trois mois. Par surcroît, en raison de la stabilité dimensionnelle du produit l'étanchéité a l'eau du matériau traité est totale, même si l'une des faces de la construction est soumise à une pression hydrostatique de plusieurs bars. Des propriétes mécaniques aussi élevées sont d'autant plus surprenantes que la craie, comme la gaize, sont des matériaux tendres, ne présentant, ni une résistance intrinseque importante, ni des propriétés colmatantes. On peut en conclure que leur association exhflte les propriétés hydrauliques du ciment, vis à vis duquel elles jouent tour à tour le role d'une charge active, en mobilisant l'une après l'autre la chaux naissante libérée par l'hy- dratation du clinker. Vraisemblablement la chaux naissante cristallise d'abord par épigénie épitaxique sur les microaistaux de calcite constitutifs de la craie, créant ainsi des ponts de portlandite qui soudent les grains de calcite orientés dans tous les sens, ce qui explique le premier mode de durcissement. Dans un second temps, la silice fossile entre en réaction avec la chaux et, surtout, avec les autres produits d'hydratation du ciment, pour consolider la texture déja formée par l'épigénie epitaxique antérieure. Dans les applications courantes, où l'accent est mis sur l'obtention d'un colmatage immédiat, l'action de la craie est prépondérante, et l'on mélangera par exemple 350 Kg. de gaize a 650 Kg de craie. Toutefois, pour certaines- applications, dans lesquelles un effet de consolidation de longue durée est plus spécialement recherche, le mélange de craie et de silice fossile pourra comprendre jusqu'à 60 % en poids de silice fossile. Pour réduire les teneurs en eau nécessaire a la pompabilité du coulis, l'on ajoutera, si nécessaire, certains adjuvants connus. Il a éte vérifié que ceux couramment utilisés à cet effet avec d'autres produits d'injection ne présentent aucune incompati bilié avec le produit de l'invention. REVENDICATIONS I. Produit pour injection s'apparentant a un coulis, caractérisé en ce qu'il est essentiellement composé : de craie pure et microporeuse (teneur en C03Ca superieure a 95 % en poids et po rosité telle qu'au moins 50 X de celle-ci soit comprise dans un domaine de rayons de pores inférieurs a 1 micron2; de silice fossile également microporeuse (porosité supérieure a 50 c; dans un domaine de rayons de pores inférieurs à 1 micron) et dont la teneur en silice totale est supérieure a 70 X en poids et d'une proportion relativement faible de ciment portland artificiel du type CPA. 2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ciment ne contient ni laitier, ni chlorure, ni pouzzolanes et a une teneur en aluminate tricalcique inférieure a 8 X en poids. 3. Produit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la silice fossile est une gaize. 4. Produit selon la revendication 1, 2 ou3 dans lequel la teneur en silice fossile est comprise entre 35 et 60 X du poids du mélange de craie et de silice fossile. 5. Produit selon la revendication 4, dans lequel la teneur en ciment est comprise entre 16 et 18 % du poids du mélange de craie et de silice fossile.