Brevet FR2366921A1 — publié le 19780505

La présente invention concerne le domaine des matériaux de construction et, plus exactement, la procédé d'élaboration du gravillon en argile expansée utilisé pour la production du béton léger de toutes sortes. Il est connu un procédé d'élaboration du gravillon en argile expansée dans les fours tournants, qui comprend le traitement de l'argile jusqu'à obtenir une masse argileuse, la granulation, le séchage des granules en argile expansée obtenus à la température comprise entre 100 et 1500C, le traitement thermique des granules séchés à la température comprise entre 200 et - 5000C, leur chauffage de 200-5000C à ll00-12000C durant 15 à 20 mn, le grillage à la température de 1100 à 12000C durant 10 à 20 mn et le refroidissement jusqu'à la température de 50au, (C.P. Optasky "Production du gravillon en argile expansée"). Le chauffage prolongé depuis la température de 200-5000C à ll00-12000C et la limitation du régime thermique du grillage des granules par la limite supérieure de l'intervalle de température d'expansion (dans le cas contraire a lieu la fusion superficielle du gravillon en argile expansée) déterminent la masse volumique élevée du gravillon meuble. Le procédé mentionné ne permet pas d'obtenir le gravillon en argile expansée avec la croate dure à l'aspect de clinker, à l'épaisseur différente assurant l'st7gmentation de sa résistance et la diminution de l'absorption d'eau. Le procédé sus-indiqué ne prévoit pas le réglage précis de la température et de temps du grillage des granules en argile expansée crus en limitant ainsi la nomenclature du gravillon obtenu en masse volumique du gravillon meuble et en résistance. I1 est connu un procédé d'élaboration du gravillon en argile expansée à faible poids qui utilise en tant que produits de départ les produits du traitement des eaux résiduelleset de l'argile. Les granules fabriqués à partir de cette masse subissent le grillage à la température comprise entre 1000 et 12000C suivant la technologie classique (voir la référence bibliographique citée ci-dessus). Le procédé sus-indiqué ne permet pas non plus d'obtenir, en raison des causes mentionnées plus haut, le gravillon en argile expansée avec les qualités améliorées. On a aussi mis au point un procédé d'élaboration à circulation du gravillon en argile expansée dans la couche jaillissante. Ce procédé comprend le séchage partiel, le broyage de l'argile, la granulation de la masse argileuse dans les granulateurs à plateau, le séchage des granules en argile expansée obtenus la température de 2000C, le grillage par le choc thermique à la température comprise entre 1100 et 12000C durant 45 s dans la couche jaillissante suivi du refroidissement. Le gravillon en argile expansée obtenu est caractérisé par une eaveloppf fine, dure et résistante et par la masse volumique du gravillon meubla égale à 500 kg/m (voir la référence citée ci-dessus). L'inconvénient du procédé décrit ci-dessus réside dans le fait qu'il ne permet pas d'obtenir le gravillon en argile expansée ayant le noyau gonflé et la croûte dure résistante à l'aspect de cliver et à l'épaisseur différente. Le gravillon en argile expansée obtenu par ce procédé depuis la même argile dans la mdme installation thermique a une nomenclature limitée tant en masse volumique du gravillon meuble qu'en sa résistance. Le but de l'invention est d'éviter les incoirnients mentionnés ci-dessus. L'invention cherche à résoudre le problème de réunir dans le procédé d'élaboration du gravillon en argile expansée des conditions de grillage qui permettraient d'obtenir le gravillon caractérisé tant par la résistance augmentée que par la diminution de la masse volumique du gravillon meuble. On arrive à résoudre'ce problème par le fait que, dans le procédé d'élaboration du gravillon en argile expansée comprenant le traitement de l'argile jusqu'à l'obtention de la masse argileuse suivi de sa gra nutation, du séchage des granules à la température comprise entre 100 et 150 C, du traitement thermique des granules séchés à la température comprise entre 200 et 5000C, de leur grillage et refroidissement du gravillon obtenu, selon l'invention, le grillage est réalisé en deux stades : à la température de 800 à 11500C pendant 0,5 à 10 mn au premier stade et à la température de S50 à 12500C pendant 1 à 5 mn au second stade. L'invention proposée est mise en oeuvre de la façon ci-après. L'argile venuede la carrière est amenée à la machine à ameublir. Ensuite, l'argile arrive vers l'alimenteur 9 à caisses et, ensuite, sur le convoyeur à bande. Le convoyeur à bande envoie l'argile vers les cylindres de séparation des cailloux oùont lieu la séparation des inclusions pierreuses et son traitement préalable. A la sortie du broyage, l'argile est amenée au malaxeur d'argile à deux arbres et se trouve envoyée vers les cylindres à traiter percés de trous ou vers la pressa à bande où à base de la masse argileuse obtenue on forme les granules.Ces derniers sont envoyés dans le tambour de séchage où ils sont séchés à la tempéra- ture comprise entre 100 et 1500C et, ensuite, subissent le traitement thermique dans le préchauffeur de Ia couche à la température comprise entre 200 et 500OC en fonction des propriétés de l'argile. Le préchauffeur est réchauffé par les gaz d'échappement du four de grillage. Ensuite, les granules arrivent sur la surface de la sole tournante (autour de son axe) du four annulaire à carrousel de grillage pour 4trie envoyés dans la zone de grillage. Dans ce cas, les granules séjournent dans le four pendant 0,5 à 10 mn, la température du premier stade étant maintenue entre 800 et 11500C. Lors du second stade, les granules séjournent dans le four pendant I à 5 mn, la température étant maintenue entre 1150 et 12500C. Par exemple, pour obtenir à base de l'argile ayant la composition suivante, en x en poids : 73,88 de SiO2, 14,50 de A1203, 4,74 de Fe203+ FeO, 2,68 de CaO, 0,69 de MgO, 2,36 de K20+Na20, le gravillon 3 en argile expansée avec la masse volumique 8gale à 540 kg/m et la résistance égale à37,1 kgf/cm2, la température du grillage pendant le premier stade est égale à 10000C pour le temps de séjour de 2 mn, tandis que la température du second stade est égale à 122O0C pour le temps de séjour de 5 mn. Le grillage du premier stade à la température comprise entre 800 et 11500C pendant 0,5- à 10 mn assure l'élimination des produits dégageant les gaz des couches superficielles des granules et la formation dans le granule de la zone extérieure oxydée dont 'épaisseur est fonction de la durée de chauffage. Le grillage du second stade à la température comprise entre 1150 et 12500C pendant 1 à 5 mn fait transformer la zone oxyd8e des granules en une croûte dure l'aspect de clinker très résistante et fait gonfler le noyau. Le gravillon est réfroidi au réfrigérater, par exemple dans le réfrigérateur de la couche en soufflant l'air à travers la couche du gravillon jusqu'8 obtenir la température de 500C. Le procédé en question permet d'élargir la nomenclature du gravillon en argile expansée à base d'une mdme argile et dans une mEme installation thermique et d'obtenir - le gravillon en argile expansée léger ayant la masse volumique du gravillon meuble comprise entre 100 kg/m et 400 kg/m , ce qui est deux fois inférieur à la masse volumique du gravillon meuble élaboré dans les fours tournants. La résistance du gravillon se voit augmentée jusqu'a 1,1 fois; - le gravillon en argile expanaée à haute résistance ayant la masse volumique du gravillon meuble égale à 550 à 1100 kg/m et la résistance à llécrasement dans le vérin d'essai comprise entre 37 et 200 kgf/cm. la résistance du gravillon se voit augmentée jusqu'à 1,8 fois. Pour l'élaboration du gravillon en argile expansée selon le procédé proposé, on peut utiliser les argiles ayant la composition suivante, % en poids : 24-11 de A1203 + Ti02; 46-75 de SiO2; 10-5 de Fe2O3 + FeO; 10-1 de CaO; 5-1 de MgO; 5-2 de K2O + Na20. La présente invention sera mieux comprise à la lecture des exemples non limitatifs d'élaboration du gravillon en argile expansée qui vont suivre. EXEMPLE 1 Pour élaborer le gravillon en argile expansée, on utilise l'argile de la composition suivante, -Z en poids : 73,88 de SiO2; 14,50 de A1202; 4 > 74 de Fe203 + FeO; 2,68 de CaO; 0,69 de MgO; 2,36 de K20 + Na2O. L'argile de la composition citée ci-dessus, venue de la carrière, est amenée à la machine à ameublir. Ensuite, l'argile arrive vers l'alimenteur à caisses et, ensuite, sur le convoyeur bande. Le convoyeur à bande envoie l'argile vers les cylindres de séparation des cailloux où a lieu la séparation des inclusions pierreuses et son broyage préalable. A la sortie du broyage, l'argile est amenée au malaxeur d'argile à deux arbres et se trouve envoyée vers les cylindres de traitement percés de trous ou vers la presse à bande où l'on forme les granules à partir de la masse argileuse obtenue.Ces derniers sont envoyés dans le tambour de séchage où ils sont séchés à la température égale à l200C- et, ensuite, subissent le traitement thermique dans le préchauffeur de la couche la température de 300 C. Le préchauffeur est réchauffé par les gaz d'échappement. Ensuite, les granules arrivent sur la surface de la sole tournante (autour de son axe) du four annulaire à carrousel de grillage pour titre envoyés dans ia zone de grillage. La température, lors du premier stade du grillage, est égale à 10000C; le temps.de séjour des granules à cette température est égal a 2 lan. Ensuite, les granules subissent le second stade du grillage à la température de 12200C, le temps de séjour des granules au-second stade est égal à 5 mn. Le gravillon en argile expansée obtenu est, ensuite, refroidi jusqu-'à la température de 50 C. Ce gravillon a une masse volumique du gravillon meuble égale à 540 kg/m , une résistance à l'écrasement dans le vérin d'essai égale à 37,1 kgf/cm2 et une absorption d'eau égale à 11,7% en poids. EXEMPLE 2 Pour l'élaboration du gravillon en argile expansée, on utilise l'argile ayant la même composition que celle citée pour l'exemple 1. L'argile subit le traitement analogue à celui décrit dans l'exemple 1, mais la température au premier stade du grillage étant égale à 900 C, le temps de s8jour, a 5 mn. La température au second stade du grillage est égale a 1170 C pour le temps de séjour des granules fabriqués égal à 5 mn Le gravillon élaboré a la masse volumique du gravillon meuble égale 830 kg/m , la résistance à 86,7 kgf/cm et l'absorption-d'eau à 5,357, en poids. EXEMPLE 3 Pour l'élaboration du gravillon en argile expansée, on utilise l'argile ayant la même composition que celle citée pour l'exemple 1. L'argile subit le traitement analogue celui décrit dans l'exemple 1, mais la température au premier stade du grillage est égale å 8000C pour le temps de séjour des granules fabriqués égal8 10 mn,- tandis que la température au second stade du grillage est égale 1250 C pour un temps de séjour égal à 1 mn. Le gravillon élaboré a la masse volumique du gravillon meuble égale à 1100 kg/m , la résistance à 200 kgf/cm et l'absorption d'eau à l,8Z en poids. EXEMPLE 4 Pour l'élaboration du gravillon en argile expansée, on utilise l'argile ayant la momie composition que celle citée pour l'exemple 1. L'argile subit le traitement analogue à celui décrit dans l'exemple 1, mais la température au premier stade du grillage étant égale à 1150 C pour le temps de séjour des granules fabriqués égal à 0,5 mn, tandis que la temps rature au second stade du grillage est égale à 1225 C pour un temps de séjour de 5 mn. Le gravillon élaboré a la masse volumique du gravillon meuble comprise entre 280 et 300 kg/m-3, la résistance comprise entre 10 et 11 kgf/cm et l'absorption d'eau égale à 16 à 18Z en poids. EXEMPLE 5 Pour l'élaboraion du gravillon en argile expansée, on utilise l'argile ayant la composition suivante, % en poids : 56,64 de Si02; 19,84 de Al203; 8,53 de Fe203 + FeO; 3,36 de CaO, 3,75 de Mg; 4,96 de K20 + Na20. L'argile subit le traitement par le procédé analogue à celui décrit dans l'exemple 1, mais la température au premier stade du grillage étant égale à 1000 C et le temps de séjour à cette température à i mn. La température du second stade du grillage est égale à 1200 C peur un temps de séjour à cette température égal à 3 mn. Le gravillon obtenu a la masse volumique du gravillon meuble égale à 145 kg/m , la résistance à l'écrasement dans le vérin d'essai égale à 3,5 kgf/cm et l'absorption d'eau à 22% en poids. EXEMPLE 6 Pour l'élaboration du gravillon en argile expassEt, on utilise l'argile de la même composition que celle citée dans l'exemple 5 L'argile subit le traitement analogue à celui décrit dans l'exemple 1, mais la température au premier stade du grillage étant égale a 9000C et le temps de séjour à cette température à 5 mn. La température au second stade du grillage est égale à llSO C pour le temps de séjour à cette température égal à 3 mn. Le gravillon obtenu a la masse volumique du gravillon meuble égale à 250 kg/m , la résistance égale à 8 kgf/cm et l'absorption d'eau à 18% en poids. EXEMPLE 7 Pour l'élaboration du gravillon en argile expansée on utilise l'argile ayant la composition suivante, % en poids : 51,27 de SiO2; 20,57 de Al2O3; 8,08 de Fe2O3 + FeO; 2,35 de CaO; 2,95 de MgO; 2,87 de K20 + Na2O. L'argile subit le traitement analogue à celui décrit dans l'exemple 1, mais la température au premier stade du grillage étant égale -à 10000C et le temps de séjour à cette température à 2 mn. La température au second stade du grillage est égale à 12300C pour le temps de séjour à cette température égal à 3,5 mn. Le gravillon obtenu a la masse volumique du gravillon meuble égale à 100 kg/m a la résistance égale à 3 kgf/cm et l'absorption d'eau à 32% en poids. R E V E N D I C A T I O N Procédé de l'élaboration du gravillon en argile expansée comprenant le traitement de l'argile jusqu'a l'obtention de la masse argileuse suivi de sa granulation, du séchage des granules à la température comprise entre 100 et 150 C, du traitement thermique-des granules séchés à la température comprise entre 200 et 5000, de leur grillage et refroidissement du gravillon obtenu, caractérisé en ce que le grillage est réalisé en deux stades à la température de 800 à ll5O0C pendant 0,5 à 10 mn au premier stade et à la température de 1150 à 12500C pendant 1 å 5 mn au second stade.