Brevet FR2327971A1 — publié le 19770513

L'invention est relative 8 de la chaux pulvérisée et à un mélange pour béton cellulaire contenant la chaux pulvérisée conforme à l'invention. béton cellulaire" est un nom général pour le béton au gaz, le béton mousse et les briques silico-calcaires. Les chaux pulvérisées sont des chaux vives broyées. D'après la norme DIS tu60, on distingue, entre autres, les chaux blanches pulvérisées ayant une teneur en CaO supérieure à 80 % en poids, et les chaux hydrauliques pulvérisées n'ayant pas les teneurs en CaO exigées, mais ayant une teneur maximale en C02 de 7 % en poids et une résistance à la pression au bout de 28 jours > 10 kg/cm2. Les teneurs en CaO des chaux hydrauliques pulvérisées sont situées en général entre 70 et 85 % en poids.Ces chaux sont utilisées entre autres dans des mélanges aqueux, de préférence avec un composant contenant SiO2, par exemple pour fabriquer des mélanges à couler, notamment pour le béton cellulaire, et elles exigent, pour cela, une quantité d'eau non négligeable qui est combinée chimiquement et par adsorption. Rh outre, il faut une quantité d'eau supplémentaire pour assurer la mise en oeuvre des mélanges. Pour fabriquer par exemple un produit en béton au gaz à prise hydrothermique, l'eau doit être amenée à la température de durcissement. Il faut en outre, de l'énergie thermique qui doit être d'autant plus grande que la teneur en eau des mélanges est élevée. La fabrication de béton cellulaire utilisant des chaux pulvérisées, telle qu'elle est réalisée dans les fours modernes avec des dépenses en énergie calorifique plus favorables, pose un problême particulier. Ces chaux s'éteignent vite et épaississent si vite lors de l'addition de quantités d'eau encore acceptables que la formation des pores gazeux est empêchée. Pour cette raison, les chaux pulvérisées d'usage courant dans l'industrie des briques silico-calcaires et dans la sidérurgie n'ont pas trouvé d'utilisation importante pour fabriquer des produits en béton cellulaire. On utilise en général, dans ce but, une chaux blanche spéciale calcinée, connue sous le nom de "Hartbrand" (tU80 > 10 mn), dont la fabrication exige une dépense d'énergie thermique plus élevée que celle des produits du commerce. C'est, en conséquence, un but de l'invention de réduire le besoin en eau des chaux pulvérisées et de permettre à ces chaux pulvérisées de trouver une utilisation économique dans des mélanges aqueux pouvant être coulés. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par la combinaison d'une chauds pulvérisée avec un acide hydroxycarboxylique (ou hdrocarboxyli J ue iphatiquesauré ayant 3 à 6 atomes de carbone et 1 à 3 groupes carboxyle et hydroxyle, dans laquelle, pour les acides hydrocarboxyliques ayant un groupe carboxyle, chaque autre élément de la channe ént oxapé par un groupe hydroxyle pour les acides hydroxycarboxyliques ayant deux groupes carboxyle au moins la moitié dee autres éléments de la channe ikgt occupé par un groupe hydroxyle, et pour les acides hydroxycarboxyliques ayant trois groupes carboxyle au mins le tiers des autres éléments de la channe étant occupé par un groupe hydroxyle-,et/ou avec des sels alcalins et/ou des lactones de ces acides hydroxyearboxyliques. Dans ce cas, la combinaison de la chaux pulvérisée avec ce groupe de composés peut s'opérer lors de la fabrication de la chaux, aussi bien que lors de la production de chaque mélange aqueux. L'objet de l'invention est, en conséquence, une chaux pulvérisée, contenant un acide hydrocarboxylique aliphatique saturé ayant 3 à 6 atomes de carbone et 1 à 3 groupes carboxyle et hydroxyle,- pour les acides hydrocarboxyliques ayant un groupe carboxyle chaque autre élément de la channe étant occupé par un groupe hydroxyle, pour les acides hydrocarboxyliques ayant deux groupes carboxyle au moins la moitié des autres éléments de -la chatne Ebgnt occupée par un groupe hydroxyle, et pour les acides hydrocarboxyliques ayant 3 groupes carboxyle au moins le tiers des autres éldments de la channe étant occupé par un groupe hydroxyle -, et/ou un sel alcalin et/ou une lactone de ces acides hydroxycarboxyliques. On a constaté que l'effet recherché est atteint de façon avantageuse, notamment lorsque la chaux pulvérisée est combinée à ces composés dans des quantités comprises entre 0,05 et 1 % en poids, notamment 0,1 et 0,5 % en poids, rapportées à la chaux pulvérisée. Il est particulièrement avantageux d'utiliser les acides hydrocarboxyliques naturels, les combinaisons avec 1 et 2 groupes carboxyle s'étant entre autres avérées appropriées; à cet égard les acides suivants sont très efficaces : dans le cas d'un groupe carboxyle, l'acide gluconique et l'acide glycérique ; dans le cas de 2 groupes carboxyle, l'acide tartrique, l'acide mésotartrique, l'acide tartronique, l'acide saccharique et l'acide mucique ; et dans le cas de trois groupes carboxyle, l'acide citrique. On a en outre constaté que la teneur en eau peut être fortement réduite lorsqu'on utilise un acide hydrocarboxylique du type défini avec un nombre aussi grand que possible de groupes hydroxyle. Ceci est surprenant dans la mesure où, en général, des composés organiques ayant un grand nombre de groupes hydroxyle, tels que le sucre ou la méthylcellulose agissent de façon défavorable sur le durcissement des liants. Dans la présente composition de l'invention, on n'a pas pu constater un tel effet négatif. 3ien au contraire, on a constaté que le besoin en eau peut être fortement réduit lorsque l'on ajoute de l'acide gluconique, en tant qu'acide hydrocarboxylique, et que l'on peut abaisser le besoin en eau jus- qu'à 30 % en poids lorsqu'on utilise des sels de l'acide gluconique facilement solubles dans l'eau ; dans ce cas, le sel sodique de l'acide gluconique, dont la formule est donnée ci-après, permet une réduction particulibrement importante de la consommation d'eau avec une chaux pulvérisée hydraulique Le faible besoin en eau de la combinaison conforme à l'invention d'une chaux pulvérisée avec les composés décrits ci-dessus est particulièrement avantageux pour la fabrication de bétons cellulaires, notamment de béton au gaz. En conséquence, un autre objet de l'invention est un mélange pour béton cellulaire, notamment pour béton au gaz, constitué, pour l'essentiel, d'au moins un composant contenant CaO, et d'au moins un composant contenant Si02, ainsi que des agents moussants et porogènes et de l'eau, caractérisé en ce que le mélange contient de la chaux pulvérisée en tant que composant BaO avec un acide hydrocarboxylique aliphatique saturé, ayant 3 à 6 atomes de carbone et 1 à 3 groupes carboxyle et hydroxyle,- dans lequel, pour les acides hydroxycarboxyliques ayant un groupe carboxyle chaque autre élément de la chatne est occupé par un groupe hydroxyle, pour les acides hydroxycarboxyliques ayant deux groupes carboxyle au moins la moitié des autres éléments de la channe est occupée par un groupe hydroxyle, et pour les acides hydrocarboxyliques ayant trois groupes carboxyle au moins un tiers des autres éléments de la chatne est occupé par un groupe hydroxyle -, et/ou les sels alcalins et/ou les lactones de ces acides hydroxycarboxyliques. De façon avantageuse, un tel mélange contient 10 à 25 ffi en poids de chaux pulvérisée elle-même contenant 0,05 à I ,' en poids, notamment 0,1 à 0,5 % en poids, par rapport à la chaux pulvérisée, d'un des composés décrits ci-dessus. Un tel mélange peut contenir du ciment, auquel cas le rapport en poids chaux pulvérisée/ciment est compris entre 90/10 et 30/70. Les constituants Si02 sont, de préférence, des substances finement moulues ou à grains fins, contenant de l'acide silicique, et les porogènes sont des agents moussants tels que la poudre d'aluminium ou des 'tEensid" moussants. Les mélanges conformes à l'invention sont durcis de façon connue dans de la vapeur sous tension ; ils peuvent en outre contenir des accélérateurs de durcis- sement connus en soi pour la partie ciment, et dans le cas où c'est nécessaire, des retardateurs connus d'extinction de la chaux. L'effet positif inattendu dé la combinaison conforme à l'invent ion des chaux pulvérisées avec des composés du type décrit cidessus eet encore complété, de façon surprenante, par le fait que la vitesse d'extinction des chaux est favorablement retardée, ce qui constitue, pour les mélanges pour béton au gaz conformes à l'invention, un avantage connu. il est en outre avantageux que le durcissement d'un mélange de liants aqueux ne soit pas compromis, mais qu'au contraire la combinaison conforme à l'invention ait une influence favorable sur la faculté du mélange à être travaillé avec une faible addition d'eau. La combinaison des composés décrits avec la chaux pulvérisée s'opère de façon simple, notamment lors du broyage des morceaux de chaux calcinée pour les transformer en chaux pulvérisée.On obtient une trèe bonne répartition des composés dans le mélange pour béton cellulaire et, de ce fait, d'excellents effets de la combinaison en ajoutant les composée à l'eau de délayage des mélanges. Naturellement, on peut également les mélanger avec un bon résultat avec le mélange sec. L'invention sera bien comprise à la lecture des exemples ci après, donnés à titre nullement limitatif. Les exemples 1 et 2 décrivent la réduction de la consommation d'eau, et l'exemple 3 l'utilisation avantageuse des chaux pulvérisées conformément à l'invention dans des mélanges pour béton au gaz. Exemple 1. Pour caractériser la fluidité d'un mélange aqueux de chaux pulvérisée, on a utilisé une chaux blanche pulvérisée, une chaux blanche "Hartbrand", ainsi qu'une chaux hydraulique pulvérisée ayant les compositions indiquées sur le tableau 1. Chaux blanche Tableau 1 Chaux hydrauli- Chaux blanche pulvérisée que pulvérisée pulvérisée rt brand" % Sels insolubles 0,1 0,05 0,2 % Si 2 8,0 0,6 0,8 % Al2O3 3,6 0,2 0,7 % Fe203 1,3 0,4 0,3 ffi OaO 85,0 97,6 96,0 % M0 0,8 0,8 1,4 % SO3 0,1 0,1 0,4 % Na20 0,05 0,02 0,02 %x::20 0,45 0,03 0,04 Reste 0,62 % 0,20 0,14 % % CO2 2,4 3,2 1,2 Pour ces chaux, la courbe d'extinction par 11 eau a été calculée d'après la feuille 1 des cathodes d'essai de l'Association Fédérale de l'industrie allemande de la chaux, édition Janvier 1971, et le temps d'écoulement d'une pâte de chaux a été calculé en s'appuyant sur les normes DIN 53211, édition Avril 1974. Pour mesurer le temps d'écoulement, on a préparé une pâte de chaux en ajoutant 100 g de chaux à 195 g d'eau dans le récipient de malaxage utilisé pour la courbe d'extinction par l'eau (vitesse de malaxage 250 tours/minute). Après un temps de malaxage de 30 secondes, la ptte de chaux est introduite dans un godet à l'essai d'écoulement selon DIN 53211 ayant une ouverture de buse de 4 mm, dont l'ouverture de buse a été dégagée dans le malaxeur 2,5 minutes après l'addition de la chaux. Les résultats sont portés sur le tableau 2. tu80 (Courbe Tableau 2 Temps d'écoulement d'extinction par (DIN 53211) sec. l'eau) min. Chaux hydraulique pulvérisée 16,8 4,9 2. Chaux hydraulique pulvé risée + 0,2 % du sel sodique de l'acide gluconique 10,5 7,7 3. Chaux hydraulique pulvé risée + 0,4 % d'acide tartrique 10,1 8,4 4* Chaux pulvérisée blanche 2,8 5. Chaux pulvérisée blanche + 0,2 % du sel sodique de l'acide gluconique 10,4 23,0 6. Chaux blanche pulvérisée + 0,2 ffi d'acide tartrique 9,9 14,0 7. Chaux blanche pulvérisée "IIartbrsnd" 10,1 18,6 8.Chaux blanche pulvérisée + 0,2 % d'acide citrique 10,1 10,3 Les valeurs du tableau 2 montrent que le temps d'écoulement des chaux pulvérisées à comparer peut être notablement réduit par de faibles additions des composés, et que la chaux blanche pulvérisée ne peut être rendue apte à l'écoulement qu'en combinaison avec les composés décrits. Sn même temps, le tableau 2 montre l'effet synergétique selon lequel, avec les chaux pulvérisées conformes à l'invention, le ralentissement de la vitesse d'extinction va de pair avec l'amélioration de la fluidité. BSemple 2. L'effet favorable de la combinaison de chaux pulvérisée conforme à l'invention sur la faculté à être travaillé d'un mélange contenant de la silice a été constaté avec la table vibrante, en se référant autdegrett'd'étalement ou dtexpansion selon DIN 1060. Dans ce but, on a mélange dans un malaxeur à mortier selon DIN 1164 170 g de chaux, 50 g de ciment de Portland 350 F et 800 g de sable fin (DIN 1060). le résultat est montré sur la figure, sur laquelle le degré d'expansion a été porté en fonction de l'addition d'eau. On voit sur cette figure l'effet considérable des chaux pulvérisées conformes à l'invention sur la consommation d'eau d'un mélange, pour la même faculté à être travaillé (degré d'expansion). Pour la chaux hydraulique pulvérisée, la consommation d'eau a pu être réduite en moyenne d'environ 30,'. exemple 3. Danse une fabrique de briques silico-calcaires, on a préparé selon les procédés usuels les mélanges pour béton au gaz suivants, on les a coulés dans des moules, on les a coupés aux dimensions et formes d'une brique 49 x 24 x 24, puis on les a durcis par procédé hydrothermique. Chaux hy draulique Chaux Chaux +0,2% du Chaux hy- blanche Chaux blanche Tableau 3 sel sodi- draulique pulvé- blanche pulvérisée que de pulvé- risée pulvé- +0,2,' l'acide Hartbrand risée d'acide gluconique citrique Chaux kg 200 200 165 165 165 Ciment de Portland kg 60 60 60 60 60 Sable kg 640 640 640 640 640 Boue kg 500 500 500 500 500 R20 kg 270 270 220 230 220 Poudre de AI g 715 715 635 650 635 Poids de la boue g/l 1430 1430 1420 1420 1420 Température max. Oc 78 80 80 80 80 Hauteur de coulée atteinte cm 55 44 ! 55 40 ! 56 Temps de pose jusqu'au mis découpage au (minutes) 110 104 94 rebut 100 Résistances DIN 4165 kg/cm2 53,1 81,7 47,7 - 52,2 Densité apparente kg/dm 0,658 0,820 0,643 - 0,651 Avec la chaux hydraulique pulvérisée et la chaux blanche pulvérisée, telles qu'elles sont d'usage courant dans l'industrie des briques silico-calcaires et dans la sidérurgie, on n'a pu obtenir une fluidité suffisante du mélange malgré des teneurs en eau plus élevées. Les mélanges épaississaient trop vite et trop fortement. il n'était pas possible d'ajouter une quantité d'eau plus élevée, car on risquait que le mélange expansé ne retombe. Le tableau 3 montre que les mélanges conformes à l'invention permettent d'obtenir avec de très bonnes conditions de travail du mélange des produits finis en béton au gaz, dont les propriétés sont au moins égales à celles des produits connus, en ce qui concerne la solidité. vEND1CÂTi0NS Chaux pulvérisée contenant un acide hydrocarboxylique aliphatique saturé ayant 3 à 6 atomes de carbone et 1 à 3 groupes carboxyle et hydroxyle,- pour les acides hydroxycarboxyliques ayant un groupe carboxyle chaque autre élément de la channe t occupé par un groupe hydroxyle, pour les acides hydrocarboxyliques ayant deux groupes carboxyle au moins la moitié des autres éléments de la channe étt occupéepar un groupe hydroxyle, et pour les acides hydroxycarboxyliques ayant trois groupes carboxyle au moins le tiers des autres éléments de la chatne étant occupé par un groupe hydroxyle -, et/ou un sel alcalin, et/ou une lactone de ces acides hydroxyearboxyliques. 2. Chaux pulvérisée selon la revendication 1, caractérisée en ce quelle contient les composés précédemment décrits dans la revendication 1, en quantités comprises entre 0,05 et I % en poids, notamment 0,1 et 0,5 en poids, par rapport à la chaux pulvérisée. 3. Chaux pulvérisée selon la revendicationlet la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient, en tant qu'acide hydroxycarboxylique, de l'acide gluconique et/ou ses lactones. 4. Chaux pulvérisée selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient un sel de l'acide gluconique facilement soluble dans l'eau. 5. Chaux pulvérisée selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle contient un sel alcalin de l'acide gluconique. 6. Chaux pulvérisée selon la revendication 5, caractérisée en ce quelle contient le sel sodique de l'acide gluconique. 7. Chaux pulvérisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la chaux pulvérisée est une chaux hydraulique pulvérisée et qu'elle contient un sel alcalin de 1' acide gluconique. 8. Chaux pulvérisée selon la revendication 7, caractérisée en ce que la chaux pulvérisée est une chaux pulvérisée hydraulique et qu'elle contient le sel sodique de 1' acide gluconique. 9. Mélange pour béton cellulaire, notamment pour béton au gaz, constitué pour l'essentiel par au moins un constituant conte nant CaO et au moins un constituant contenant Si02, ainsi que des agents moussants ou porogènes et de l'eau, caractérisé en ce que le mélange contient de la chaux pulvérisée en tant que constituant CaO, en combinaison avec un acide hydroxycarboxylique aliphatique saturé ayant 3 à 6 atomes de carbone et t à 9 groupes carboxyle et hydroxyle,- pour les acides hydroxycarboxyliques ayant un groupe carboxyle chaque autre élément de la channe étant occupé par un groupe hydroxyle pour les acides hydroxycarboxyliques ayant deux groupes carboxyle, au moins la moitié des autres éléments de la haine éttoccupée par un groupe hydroxyle, et pour les acides hydroxycarboxyliques ayant trois groupes carboxyle au moins le tiers des autres éléments de la channe étant occupé par un groupe hydroxyle -, et/ou les sels alcalins et/ou les lactones de ces acides hydroxycarboxyliques. 10. Mélange selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mélange contient 10 à 25 % en poids de chaux pulvérisée contenant 0,05 à 1 % en poids, notamment 0,1 à 0,5 % en poids, par rapport à la chaux pulvérisée, d'un des composés décrit dans la revendication 9. 11. Mélange selon la revendication 9 et la revendication 10, caractérisé en ce qu'il contient de la chaux pulvérisée en combinaison avec l'acide gluconique et/ou ses lactones. 12. Mélange selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il contient de la chaux pulvérisée en combinaison avec un sel soluble dans l'eau de l'acide gluconique. 13. Mélange selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il contient de la chaux pulvérisée en combinaison avec un sel alcalin de l'acide gluconique. 14. Mélange selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il contient de la chaux pulvérisée en combinaison avec le sel sodique de l'acide gluconique. 15. Mélange selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu'il contient de la chaux hydraulique pulvérisée en combinaison avec un sel alcalin de acide gluconique. 16. Mélange selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il contient de la chaux hydraulique pulvérisée en combinaison avec le sél sodique de l'acide gluconique. 17. Mélange selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce qu'il contient du ciment. 18. Mélange selon l'une quelconque des revendications 9 à 17, caractérisé en ce que le rapport en poids chaux pulvérisée/ciment est compris entre 90/10 et 30/70.