Brevet FR2362091A1 — publié le 19780317

L'invention concerne l'industrie *es matériaux de construction, et plus précisément les mélanges de base pour la fabrication du ciment. On connais un mélange de base pour la fabrication du ciment comprenant les composants calcaires, siliceux, alumineux, ferrugineux et du chlorure de calcium, la proportion de ces composants dans le mélange étant la suivante (% en poids): composant calcaire (calculé en CaO) 52 à 65 composant siliceux (calculé en SiO2) 7,2 à 15,5 composant alumineux (calculé en A1203) 20 à 35 composant ferrugineux (calculé en Fe203) moins de 2 chlorure de calcium 2,6 à 5,2 pertes de cuisson le reste complétant à 100po (voir le brevet anglais nO 1.386.790). Le mélange de base connu présente l'inconvénient consistant en ce que sa cuisson doit se faire aux températures de 1300 à 14000C et, que le ciment obtenu apres la cuisson est peu résistant à l'état durci. Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients. Dans le cadre de l'invention, on s'est proposé d'élaborer une composition du mélange de base pour la fabrication du ciment, comprenant des composants calcaires, siliceux, alumineux et ferrugineux et du chlorure de calcium, et permettant d'effectuer la cuisson de ce mélange à des températures nettement plus basses et d'obtenir apres la cuisson un ciment à haute résistance à l'état durci. Pour atteindre le but visé, le mélange de base pour la fabrication du ciment continent, en plus des composants ci-dessus énumérés, un composant magnésifère, la proportion des composants du mélange de base étant la suivante (r, en poids) composant calcaire (calculé en CaO) 30 à 42,3 composant siliceux (calculé en SiO2) 12,5 à 17,5 composant alumineux (calculé en A1203) 1,6 à 12,4 composant ferrugineux (calculé en Fe203) 0,6 d 4,4 chlorure de calcium 6 à 20 composant magnésifère (calculé en MgO) 1,5 à 8 pertes de cuisson le complément à 100. Le mélange de base selon l'invention permet de diminuer la température de cuisson jusqu'à 1000-11000C et d'obtenir après la cuisson un ciment a haute résistance à l'état durci (par exemple, la résistance à la compression des éprouvettes se composant de 1 partie en poids de ciment, 3 parties en poids de sable quartzeux et 0,5 partie en poids d'eau est de 500 à 650 kgf/cm après 28 jours de durcissement dans l'eau à la température de 20 i 20C. Ces éprouvettes sont fabriquées sous forme de poutrelles de 4 x 4 x 16 cm). Comme le mélange de base contient 6 à 20% en poids de chlorure de calcium, les processus de clinkérisation se déroulent dans un bain de sel fondu et se terminent à une température de 1000 à 11000 C. La présence du composant magnésifère dans le mélange de base permet de stabiliser, sous forme d'une haute activité d'hydratation, le silicate hautement basique formé par la cuisson du mélange de base, Le mélange de base pour la fabrication du ciment selon l'invention est obtenu en moulant ses composants ensemble ou séparément et en les homogénéisant (en cas de mouture séparée). Cette mouture peut se faire aussi bien en présence de l'eau (mouture humide) que sans eau (mouture sèche). En cas de mouture humide, on ajoute de l'eau dans une proportion de 25 à 35% du poids total des composants de départ.Si la mouture des composants de départ est humide, le chlorure de calcium peut 8trie ajouté aussi bien sous forme de produit sec que sous forme de ses solutions aqueuses de concentration voulue Après la mouture sèche le mélange de base fabriqué peut Entre soumis à la granulation en ajoutant 6-9% d'eau, pour obtenir des granules d'un diamètre de 5 à 20 mm. A partir du mélange de base ainsi préparé, on obtientle clinker de ciment, en chargeant le mélange, sous forme de la farine de base de granules ou de boue (mélange de base avec eau) dans un groupe athermique, ot il est cuit à une température de 1000 à 11000 C. Le clinker est ensuite déchargé du groupe thermique et moulu. Pour communiquer au ciment des propriétés spéciales on peut ajouter au clinker des additions appropriées, telles que plâtre, adjuvant minéral actif. Le chlorure de calcium, composant du mélange de base, peut être utilisésous forme pure ou sous forme drun composant contenant du chlore et du calcium. Ce composant peut Entre introduit dans le mélange de base soit dans la phase de mouture des composants soit chargé dans le groupe thermique, séparément le chlorure de calcium et séparément le mélange de tous les autres composants de départ, l'alimentation en chlorure de calcium et en mélange de tous les autres composants se faisant continuellement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris la lecture de la description qui va suivre des exemples de préparation du mélange de base selon l'invention et de fabrication du ciment à partir de ce mélange. Dans tous les exemples, la résistance du ciment durci est caractérisée par sa résistance a la traction par flexion et sa résistance à la compression déterminées pour les éprouvettes de 4 x 4 x 16 cm se composant de 1 partie en poids de ciment,de3parties en poids de sable quartzeux et de 0,5 partie en poids d'eau, après 28 jours de durcissement dans l'eau à la température de 20 +. 20C. EXEMPLE 1 On prépare le mélange de base de la composition-suivante en en poids) calcite (calculée en CaO) 30 sable quartzeux (calculé en SiO2) 16 alumine industrielle (calculée en A1203) 2,4 hématite (calculée en Fe203) 0,6 chlorure de calcium (chimiquement pur) 18,8 magnésite (calculée en MgO) 8 pertes a la cuisson 24,2. Ces composants sont moulus à sec ensemble. Le produit de la mouture se caractérise par un résidu de tamisage de 10% en poids maximal sur un tamis a mailles de 80 microns. Le mélange de base ainsi préparé est granulé, le diamètre des granules est de 10 à 15 mm. Le mélange de base granulé est chargé dans un four et cuit la température de llO0C jusqu'S la fin du processus de clinkérisation. Pour fabriquer le ciment, le clinker est défourné et moulu en ajoutant du platre dihydraté (3% du poids du clinker, calculé en S03). La finesse de mouture est caractérisée par un résidu de tamisage de 15% en poids maximal sur un tamis b mailles de 80 microns. Le ciment durci a les caractéristiques suivantes résistance a la traction par flexion kgf/cm2 59 résistance à la compression, kgf/cm2 442. EXEMPLE 2 On prépare le mélange de base de la composition suivante en en poids) calcaire marmorisé (calculé en CaO) 33,26 diatomite (calculée en SiO2) 13,84 argile kaolinitique (calculée en A1203) 6,99 résidus des fours a pyrite (calculés en Fe2O3) 2,99 chlorure de calcium industriel (calculé en CaC12) 10 magndsite (calculée en MgO) 4 pertes à la cuisson 28,92. La mouture de ces composants, la granulation du mélange de base, sa cuisson et la mouture du clinker obtenu sont effectuées comme dans l'exemple 1. Le ciment durci a les caractéristiques suivantes résistance à la traction par flexion, kgf/cm2 72 résistance à la compression, kgf/cm2 573. EXEMPLE 3 On prépare le mélange de base de la composition suivante en en poids) craie (calculée en CaO) 42,3 sable quartzeux (calculé en SiO2) 12,5 argile kaolinitique (calculée en A1203) 12 > 4 scorie très ferrugineuse de cuivrerie (calculée en Fe203) 4,4 chlorure de calcium industriel (calculé en CaC12) 6 périclase (MgO) 1,5 pertes à la cuisson 20,9. Ces composants sont soumis à la mouture humide, le chlorure de calcium étant introduit dans la phase de mouture sous forme de solution aqueuse d 20%. Le produit de la mouture est chargé dans un four rotatif, pour y cotre cuit à la température de 10000C pendant 1 heure. Le clinker obtenu est défourné et moulu. Le ciment fabriqué a les caractéristiques suivantes résistance a la traction par flexion, kgf/cm2 72 résistance à la compression, kgf/cmZ 612. Le ciment obtenu a partir du même mélange de base et suivant le même schéma technologique, mais sans addition de périclase, a les caractéristiques suivantes résistance a la traction par flexion, kgE/cm2 27 2 résistance à la compression, kgf/cm 312. EXEMPLE 4 On prépare le mélange de base de la composition suivante (% en poids): calcaire magnésien (calculé en CaO) 30,5 calcaire magnésien (calculé en MgO) 3,6 Loess argileux (calculé en SiO2) 17,5 Loess argileux calculé en A1203) 4,1 Loess argileux (calcule en Fe203) 1,6 chlorure de calcium industriel (calculé en CaCl2) 20 pertes à la cuisson 22,7. La mouture de ces composants, la granulation du mélange de base, sa cuisson et la mouture du clinker obtenue sont effectuées comme dans l'exemple 1. Le ciment durci a les caractéristiques suivantes résistance 8 la traction par flexion kgf/cm2 69 résistance à la compression, kgf/cm 517. RE VENI) I CATION Mélange de base pour la fabrication du ciment, contenant des composants calcaires, siliceux, alumineux et ferrugineux et le chlorure de calcium, caractérisé par le fait qu'il contient également un composant magné sifère, la proportion de ces composants dans le mélange de base étant la suivante (% en poids) composant calcaire (calculé en CaO) 30 à 42,3 composant siliceux (calculé en SiO2) 12,5 b 17,5 composant alumineux (calculé en A1203) 1,6 a 12,4 composant ferrugineux (calculé en Fe203) 0,6 à 4,4 chlorure de calcium 6 d 20 composant magnésifère (calculé en MgO) 1,5 à 8 pertes à la cuisson le complément à 100.