Brevet FR2354298A1 — publié le 19780106

L'objet de la présente invention est un procédé de fluidification des portiers de ciment, des bétons et des mélanges utilisés dans la construction. Tout particulièrement, la présente invention se réfère à un procédé pour rendre plus fluides, et réduire donc le cas échéant la quantité d'eau nécessaire à la préparation de la gSchée, les mortiers de ciment, les bétons et les mélanges utilisés dans la construction, moyennant 1'addition d'agents fluidifiants appropriés. La préparation des pates, des portiers, des bétons, s'effectue par malaxage des ingrédients additionnés d'eau en quantité suffisante pour que la masse soit ass-ez fluide pour pouvoir être transportée, déplacée et pompée à l'aide des engins mécaniques appropriés actuellement employés ; la quantité d'eau cependant devrait pouvoir rester comprise dans certaines limites, pour ne pas prolonger le temps de prise des ciments utilisés, et pour ne pas réduire la compacité, la résistance mécanique, la stabilité volumique, etc. Pour pouvoir remplir ces conditions de tanière satisfaisante, il a été proposé d'aJouter au ciment des agents fluidifiants, susceptibles de conférer une certaine fluidité aux mélanges, et de réduire la quantité d'ean nécessaire au gtcha- ge, tout en sauvegardant en aSxe temps les caractéristiques mécaniques des matériaux. A cet effet ont été proposées des substances diverses, additionnées en proportions parfois très faibles, peraettant d'obtenir des résultats satisfaisants. Parmi les fluidifiants possibles, il a été proposé des produits de condensation de l'acide méthylènedinaphtylsulfo- nique ou ses sels sodiques, en combinaison avec des produits de poids moléculaire élevé, comme par exemple la lignine, la polyvinylpyrrolidone, etc. Or, on s'est aperçu récemment que le sel disodique de l'acide méthylènedinaphtylsulfonique additioné de polyéthers hydroxyles (ou polyglycoléthers ou glycolpolyéthers), de poids moléculaire élevé, développe une bonne action fluidifiante sans altérer les caractéristiques mécaniques des matériaux auxquels on l'ajoute, mais au contraire en les améliorant d'une certaine façon Ni le dinaphtylsulfonate de sodium seul, ni les polyéthers hydroxylEs seuls ne se sont avérés posséder les caractéristiques désirées On a découvert que les combinaisons appropriées des deux ingrédients proposés sont constituées de 0,1 à 1 % en poids de sulfonate (poids sec par rapport au poids du ciment sec) , de préférence de 0,15 à 0,6,', et de 2 à 20 % en poids de polyéther hydroxylé, par rapport à la quantité de sulfonate, de préférence de 5 à 15 %. Les polyétheri hydroxylés les plus efficaces se sont avérés être les produits d'addition d'un polyéthylèneglycol de poids moléculaire compris entre 180 et 600 avec un polypropy lènoglycol de poids moléculaire compris entre 150 et 2.000 (de préférence entre 1.200 et 2.000) dans les proportions de 10 et 90 ,' respectivement, ayant la formule générale suivante: 10 % 90 s où m est un nombre entier compris entre 180 et 600 et où n est un nombre entier compris entre-1.200 et 2.000. Dans le but d'illustrer l'invention sans toutefois la limiter, la demanderesse indique ci-après les résultats obtenus à la suite de l'adJonction aux mélanges de ciment des produits susmentionnés, dont on a évalué l'effet sur les temps de prise et sur les caractéristiques mécaniques des matériaux auxquels ils ont été additionnés conformément aux prescriptions des normes provisoires UNI (7102-72) en la matière. Les additifs utilisés étaient constitués par une solution à 23 % de méthylènedinaphtylsulfonate de sodium dans l'eau avec 10 % (en poids par rapport au sulfonate) de polyétherglycol. On a préparé des pâtes de ciment et des mortiers plastiques normalisés en utilisant du ciment de type 425 à haute résistance et des gâchées de béton en utilisant aussi des ciments de type 425 et des granulats dont la distribution granulométrique correspond à la courbe de Füller, ayant une dimension maximum de 15 cm Les résultats des essais exécutés apparaissent dans les tableaux qui suivent, en meme temps que ceux qui ont été obtenus sur des matériaux sans adjuvants.Des essais ont été effectués en vue de déterminer le temps de prise de la pSte normale, la consistance des mortiers de ciment avec une table à secousses, selon la norme UNI 7044-72, la résistance à la flexion et à la compression du mortier normal après 3, 7 et 28 jours de séchage, selon les normes italiennes D.M. 3/6/68, et la consistance et la résistance à la compression sur une gâchée de béton selon les normes UNI 6128-72 et suivantes. Les références suivantes ont été adoptées pour les mélanges avec adjuvants et sans adjuvantes 1 - essai en blanc - ciment sans adjuvants 2 - ciment additionné de méthylènedinaphtylsulfonate de sodium seul 3 - ciment additionné de méthylènedinaphtylsulfonate de sodium avec polyétherglycol A. Essais sur pâte normale : détermination des temps de début et de fin de prise, Mélange g additif eau normale Prise % en cc. début fin 1 0 131 6 h 30 9 h 10 2 0,30 128 6 h 55 10 h 25 3 0,30 118 7 h 20 10 h 50 -=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-= La réduction d'eau normale qui, selon les normes, ne doit pas etre inférieure à 3 % est pour 11 échantillon 2 de 3,8 % et pour l'échantillon 3 de 10 , tandis que les temps de prise ne paraissent pas sensiblement influencés0 B. Essais sur mortier normal : consistance déterminée avec la table à secousses (norme UNI 7044-72). Mélange Eau g0 additif Consistance essaye en GC % réelle par rapport à 1 en% 1 225 0 72 2 225 0,15 69 2 225 0,30 91 26,4 2 225 0,60 107 48,6 3 225 0,15 80 11,1 3 225 0,30 105 45,8 --=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-= Le mortier avec additif, quantité égale d'eau de gâchage,doit présenter une consistance supérieure d'au moins 15 % à celle du mortier témoin. C. Essais sur mortier normal : résistance à la flexion (Rf) et à la compression (RC) en kg/er2 -=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-= Mélange Eau totale g. addi- Résistance après essayé en cc tif, % 3 jours 7 jours 28 jours Rf Rc Rf RC Rf RC 1 225 0 41 231 55 327 79,4 498 2 225 0,3 36 180 48 280 70 420 3 225 0,3 38 220 53 310 74 470 Selon les normes en vigueur, il peut être toléré au maximum une réduction de résistance de 5 % pour les périodes de séchage supérieures à 24 heures, par rapport à l'essai de référence D. Essais sur béton : ouvrabilité (affissement sous le cône d'Abrams pour un rapport déterminé eau/ciment); réduction d'eau de séchage et résistance à la con pression. Mélange E/C(1) Quant. Slump(2) Réd. eau Résistance à la compression Essayé addi- en cm de gâchage tif ,% % à 3 j. à 7 j. 1 0,65 0 8 - 102.5 166,6 2 0,60 0,3 7,6 7,7 131,1 224,8 3 0,58 0,3 8 11,5 140,4 245,6 (1) Rapport eau/ciment (2) Affaissement cône d'Abrams A consistance égale, il est exigé une réduction de l'eau de gâchage d'au moins 5 % après 3 jours de séchage et de 10 % après 7 jours REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fluidification des bétons, des mortiers et des putes de ciment à usage de construction, ca- ractérisé par le fait qu'il consiste à additionner les ciments employés dans ces mélanges de méthylènedinaphtylsulfonate de sodium et de poîyétherglycol. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le méthylènedinaphtylsulfonate de sodium est ajouté dans des proportions comprises entre 0,1 et 1 % en poids par rapport au ciment. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le méthyîènedinaphtyîsuîfonate de sodium est ajouté de préférence dans des proportions comprises entre 0,15 et 0,6,' en poids par rapport au ciment. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le polySther- glycol est choisi dans la classe constituée par les produits d'addition d'un polyéthylèneglycol de poids moléculaire con- pris entre 180 et 600 avec un polypropylèneglycol de poids moléculaire compris entre 150 et 2.000 dans un rapport de 10 et 90 % respectivement. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le polyétherglycol est choisi de préférence dans la classe des produits d'addition d'un polyéthylèneglycol de poids moléculaire compris entre 180 et 600 avec un polypropylèneglycol de poids moléculaire compris entre 1.200 et 2.000. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le polyétberglycol est ajouté dans des proportions comprises entre 2 et 20 % en poids par rapport au néthylènedinaphtylsulfonate de sodium. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le polyétherglycol est ajouté de préférence dans des proportions comprises entre 5 et 15 % en poids par rapport au méthylènedinaphtylsulfonate de sodium. 8. Matériaux obtenus selon le procédé décrit dans l'une quelconque des revendications précédentes0