Brevet FR2372125A1 — publié le 19780623

La présente invention concerne des ciments, et plus particulièrement un ciment à haute résistance initiale. On connalt déjà des mélanges de ciments portland et de ciments alumineux qui possèdent une haute résistance initiale. Mais ces mélanges, en comparaison du ciment portland ou du ciment alumineux seul, présentent de manière caractéristique une moins bonne résistance mécanique finale ainsi qu'une tendance, dans de larges limites de composition, à la prise "éclair". On sait également ajouter ajouter du sulfate de calcium à un mélange de ciment portland et de ciment alumineux. Le brevet des E.U.A,O 903 019 indique que l'addition de 1 à 3% de sulfate de calcium à un ciment portland qui contient de l'aluminate de calcium joue le rôle d'un agent régulateur, apparemment en agissant sur la durée de prise. De tels mélanges ont également été utilisés pour former des ciments qui se gonflent à la prise. Par exemple, le brevet des E.U,A,N" 2 465 278 préconise l'addition d'un mélange d'hydrate de calcium CCa(OH)27 , de sulfate de calcium et d'un composé alumineux à un mélange de ciment portland pour lui donner des propriétés de gonflement.Si ces ciments présentent certains avantages pour la coulée de structures renforcées ou pour l'obtention de pré-contraintes, ils ne conviennent pas toujours pour des opérations comme le colmatage, par exemple le colmatage d'une grande route, car leur dilatation risque de provoquer une deformation de la chaussée. En outre, de tels ciments ne sont pas réputés posséder une grande résistance mécanique, et souffrent soit d'une faible résistance initiale soit d'une résistance ultérieure un peu moindre. C'est ainsi, par exemple, que les brevets des E.U.A,N 3 155 526 et 3 251 701 donnent des résultats intéressants sur les caracteristiques de gonflement d'un ciment obtenu selon ces brevets, mais sont pratiquement muets en ce qui concerne la résistance mécanique de ces ciments.H.Lafuma, dans un article intitulé "Expansive Cements", publié dans les comptes-rendus du troisième Symposium international sur la chimie du ciment (1952) indique (page 584) que des associations de ciment alumineux et de sulfate de calcium avec du ciment portland permettent d'obtenir des résistances mécaniques remarquables en peu de temps. Mais Lafuma n'indique pas quel niveau de résistance mécanique est atteint ni au bout de combien de temps, ni quelles proportions d-e constituants il faut utiliser pour parvenir à ces résultats, étant donné qu'il semble préférer l'emploi d'un "clinker" (ciment non broyé) qui contient du silicate de calcium ainsi que de l'aluminate de calcium et du sulfate de calcium. Lafuma mentionne en outre (page 585) que la composition des ciments qui ne se contractent pas est très similaire à celle des ciments expansifs et il donne des résultats montrant quelle est la quantité de S03 et de sulfo-aluminate qui est nécessaire pour obtenir le gonflement qu'il souhaite. Mais Lafuma ne révèle pas comment on peut obtenir un ciment dimensionnellement stable, c'est-à-dire non expansif,qui présente en même temps une grande résistance initiale. On sait également associer du silicate tricalcique (un des ingrédients du ciment portland) à de l'aluminate de calcium et du- sulfate de calcium. Le brevet des E.U.A.N 3 645 750 décrit un tel mélange et indique qu'il possède une bonne résistance mécanique initiale, mais sans quantifier ni le temps ni le degré de résistance mécanique. Par ailleurs , ce brevet américain indique que la composition binaire fondamentale de silicate tricalcique et de ciment alumineux a atteint sa résistance mécanique maximale plus progressivement et a en fait présenté, pendant les 24 premières heures, une résistance mécanique moindre que les ciments alumineux pris à titre de comparaison. On connatt également des ciments de sulfo-aluminate, c'est-àdire sans ciment portland. Le brevet des E.U.A.NO 3 147 129 décrit de tels ciments et indique qu'ils ne semblent pas donner de très grandes résistances mécaniques initiales, par rapport au ciment alumineux ordinaire. I1 est proposé dans ce brevet d'ajouter du fluor au ciment de sulfo-aluminate pour obtenir une plus grande résistance mécanique. Mais l'objectif principal de tels mélanges semble être encore d'obtenir une propriété globale de gonflement du ciment. I1 subsiste donc un besoin pour un mélange à base de ciment qui ne se gonfle ou ne se contracte pratiquement pas et qui peut être utilisé pour donner un produit présentant une grande résistance mécanique initiale ainsi qu une résistance mécanique finale suffisante. Un tel produit peut être utilisé, par exemple, pour le colmatage des grandes routes, en particulier des artères principales telles que les routes nationales ou les autoroutes qui ne peuvent être fermées pendant des temps assez longs pour permettre au béton ordinaire d'atteindre une résistance mécanique finale satisfaisante, ce temps pouvant être par exemple de 28 jours.De même, le colmatage des pistes des aéroports nécessite l'emploi d'un matériau à base de ciment qui présente une résistance mécanique initiale assez grande pour que la piste puisse être utilisée peu de temps après son colmatage, sans que cependant la résistance mécanique finale qui peut être obtenue avec les ciments ordinaires soit compromise. Conformément à la présente invention, il a maintenant été découvert que des proportions données de ciment portland, i'alumi- nate de calcium et de sulfate de calcium permettent d'obtenir un matériau à base de ciment qui, soit seul soit en mélange avec des agrégats comme le sable, le gravier, et les produits similaires, permet d'obtenir un ciment qui ne se gonfle ou ne se contracte pratiquement pas et qui présente une grande résistance mécanique initiale, c'est-à-dire une grande résistance mécanique au bout de 2 heures à 1 jour, tout en atteignant également une résistance mécanique finale satisfaisante, c'est-à-dire une résistance mécanique satisfaisante au-bout d'au moins 28 jours de durcissement. Le mélange à base de ciment selon l'invention comprend environ 45 à 70% poids, et de préférence 50 à-602 en poids, de ciment portland,environ 25 à 45% en poids, et de préférence 30 à 40% en poids, d'aluminate de calcium, et environ 5 à 20% en poids, et de préférence 5 à 18% en 'poids, ou encore mieux 7 à 15% en poids, de sulfate de calcium. Conformément à la présente invention, il est fourni un ciment à haute résistance mécanique initiale qui comprend du ciment portland, de l'aluminate de calcium, et du sulfate de calcium dans des proportions prédéterminées, et qui permet d 'obtenir un produit final qui non seulement présente une grande résistance mécanique initiale et une résistance mécanique ultérieure ou finale satisfaisante , mais qui assure en outre une contraction ou un gonflement pratiquement nul du produit à base de ciment. L'expression "haute résistance initiale", telle qu'elle est utilisée dans l'industrie du ciment, désigne une résistance à la compression d'environ 11,7 à 24,2 mégapascals, qui est atteinte par les ciments pôrtland en 24 heures environ, par opposition à leur résistance mécanique finale qui est atteinte au bout de 28 jours. Les essais de détermination de cette résistance initiale sont faits selon la norme ASTM C-109. De tels ciments développent de manière caractéristique une résistance mécanique faible ou nulle (1,4 mégapascal maximum) dans les 6 à 8 premières heures. Par contre, la composition de ciment selon la présente invention atteint une résistance mécanique importante au boùt de 2 heures seulement. L'emploi de l'expression "haute résistance initiale" dans la présente demande de brevet équivaut donc à une résistance à la compression d'au moins 6,9 mégapascals ,environ, et de préférence de 10,3 mégapascals environ, atteinte en 2 heures au maximum, selon les essais effectués en accord avec la norme ASTM C-109.Une autre caractéristique du ciment à haute résistance initiale selon 11 invention, dans le sens où cette expression est utilisée ici, est que ce ciment continue à augmenter sa résistance à la compression jusqu'à atteindre, dans les 24 premières heures, une résistance à la compression d'au moins 20,7 mégapascals, ce qui le rend favorablement comparable, au bout de ce temps, aux ciments à haute résistance initiale classigues. C 'est encore une autre caractéristique de la composition de ciment selon L'invention qu'elle atteint également une "résistance mécanique finale'' satisfaisante. La résistance mécanique finale" est conventionnellement une meure de la résistance à la compression d'un ciment au bout de 28 jours. Un ciment portland de type III caractéristique atteint une résistance mécanique finale, en 28 jours, d'environ 41 à 52 mégapascals. Un ciment portland de type I caractéristique atteint une résistance mécanique finale de 38 à 45 mégapascals et, selon les normes ASTM, d'au moins 24 mégapascals.Par conséquent, une résistance mécanique finale suf-fisante ou satisfaisante est définie ici comme une resistance à la compression, au bout de 28 jours, d'au moins environ 28 mégapascals Ainsi qu'on l'a déjà indiqué ci-dessus, l'objectif antérieur de l'addition de sulfate de calcium aux mélanges de ciment alumineux et de ciment portland était de donner des propriétes de gonflement au ciment. Conformément à la présente invention, la composition de ciment qui est decrite et revendiquée ici ne présente pas de propriétés notables de gonflement, mais ne presente pas cependant le retrait que l'on observe normalement avec les ciments portland.L'absence de gonflement ou de retrait est definie ici comme une variation de dimension linéaire de pas plus d'environ 0,05 % à + 0,2 % et, lorsqu'on utilise les intervalles de composition préférés, de pas plus d'environ - 0,05 % à + 0,1 %. Par "ciment portland", on entend ici un matériau à-base de ciment qui contient 28 à 63% en poids de silicate tricalcique, 10 à 49% en poids de silicate dicalcique, 1 à 14 en poids d'aluminate tricalcique, 4 à 15% en poids d'aluminoferrite tricalcique, et pas plus de 2% en poids d'oxyde de calcium libre. Les ciments portland des types I à V qui correspondent aux limites de composition précédentes, se trouvent à la page 160 de l'ouvrage de F.M Lea intitulé "The Chemistry of Cement and Concrete" publié en 1971 par la Chemical Publishing Company, Inc. de New York, et à la page 9 de la dixième Edition de l'ouvrage intitulé "Design and Control of ConcreteMixtures" publié par la Portland Cement Association en 1952.Ces ciments portland contiennent également de petites proportions d'autres ingrédients tels que MgO, TiO2, Na2O, K2O et SO3, mais la présence de ces ingrédients s'est avérée sans aucun effet sur la composition de l'invention pour les quantités que l'on trouve normalement dans ces ciments portland classiques. Ainsi qu'on le décrira plus loin, la quantité totale d'aluminate de calcium qui doit être ajoutée variera quelque peu en fonction de la quantité totale d'aluminate decalcium présente dans le ciment portland faisant partie du mélange. La quantité de ciment portland qui est utilisée représente de 45 à 70% du poids du mélange de ciment portland, d'aluminate de calcium et de sulfate de calcium. Cette quantité est de préférence de 50 à 60% en poids environ. Le ciment portland qui peut être utilise dans l'invention se caractérise en outre par la quantité totale de silicate tricalcique qu'il contient et par les proportions relatives de silicate tricalcique et de silicate dicalcique. Ceci est dû à l'effet défavorable de la présence de chaux libre, à raison de plus de 2% en poids du ciment portland, dans le mélange de ciment selon l'invention. Une quantité excessive de silicate tricalcique dans le ciment portland peut provoquer une régénération de la chaux libre par hydrolyse. Par ailleurs, le ciment portland à haute teneur en silicate tricalcique contient parfois de la chaux qui n'a pas réagi lors de la formation initiale du silicate tricalcique par le fabricant de ciment.Par conséquent, conformément à l'invention, la quantité de silicate tricalcique contenue dans le ciment portland ne doit de préférence pas dépasser environ 50% du poids du ciment portland, et le rapport stoechiométrique du silicate tricalcique au silicate dicalcique ne doit pas dépasser 2 environ. Si cependant les proportions qui sont indiquées ci-dess us n'étaient pas respectées, on s'est aperçu que l'addition d'un composé qui forme un sel de calcium insoluble s'oppose aux effets défavorables de la chaux libre. Une quantité de 0,2 à 0,9% en poids sera normalement suffisante. On pourra utiliser des quantités plus importantes s'il y a lieu. Des exemples de ces additifs comprennent les carbonates comme le carbonate de potassium, le carbonate de sodium, le bicarbonate de sodium et le carbonate d'ammonium. L'aluminate de calcium qui est ajouté au ciment portland conformément à l'inventiqn comprend CaO(C) et A1203(A) dans un rapport stoechiométrique de 1 partie de C pour 0,58 à 2,5 parties de A. La quantité totale d'aluminate de calcium qui est utilisée pour préparer le ciment à haute résistance initiale selon l'invention est la somme de l'aluminate de calcium ajouté au ciment portland et de la quantité d'aluminate tricalcique qui est présente dans le ciment portland particulier qui est utilisé. Cette quantité totale représente d'environ 35 à 55% du poids du mélange de ciment total (ciment portland, aluminate de calcium et sulfate de calcium). On peut y parvenir d'ordinaire en ajoutant une quantité d'aluminate de calcium égale à environ 25 à 45, et de préférence 30 à 40% , du poids du mélange de ciment total. On préfère une quantité de 30 à 40% car alors il ne sera habituellement pas nécessaire de déterminer au préalable la quantité d'aluminate tricalcique qui est déjà présente dans le ciment portland, étant donné que le total de 55% en poids ne sera pas dépassé. La somme des quantités d'aluminate de calcium et de sulfate de calcium qui sont ajoutées ne doit pas dépasser 55% du poids du mélange total, pour éviter une diminution excessive de la résistance mécanique finale. On a constaté par ailleurs que de petites quantités d'aluminate de calcium peuvent conduire à un produit final non satisfaisant si la quantité de sulfate de calcium est grande. Cet effet n'est pas parfaitement élucidé, mais on pense qu'il résulte d'une vitesse de réaction ou de prise plus lente, permettant un degré inacceptable de gonflement à cause du sulfate de calcium. Par conséquent, pour chaque pour cent dont la quantité d'aluminate de calcium ajoutée est inférieure à 35% en poids, il faut réduire d'autant la quantité de sulfate de calcium, si bien que la teneur admissible maximale résultante du sulfate de calcium sera d'environ 10% dans un mélange qui contient 25% d'aluminate de calcium ajouté .Ceci représente une augmentation du rapport admissible minimal de l'aluminate de calcium au sulfate de calcium, d'environ 1,75 pour 35% d'aluminate de calcium ajouté, à environ 2,5 pour 25 d'aluminate de calcium ajouté La quantité d'aluminate de calcium ajoutée est exprimée par le rapport stoechiométrique de CaO et A1203, mais il faut signaler que l'aluminate de calcium utilisé est un composé brûlé ou ayant réagi qui se caractérise par l'absence de chaux libre rCaO ou Ca (OH) 2' c'est-à-dire par moins de 0,2 % en poids de chaux libre. Cette absence quasi totale de chaux libre, comme on l'a déjà indique , s'est avérée nécessaire pour parvenir au résultat voulu selon l'invention. L'aluminate de calcium doit être sous la forme de particules broyées assez fin pour que 80% d'entre elles aient moins de 44 microns. Ces particules doivent avoir une grosseur médiane de particules, déterminée à l'aide d'un compteur Coulter, de 10 à 20 microns environ. L'emploi de l'aluminate de calcium sous cette forme permet d'obtenir un meilleur tassement des particules, une moindre porosité et une moindre teneur en eau, et donc une plus grande résistance mécanique pour le ciment résultant.On a constaté que les particules très fines provoquent une prise "éclair" du ciment, tandis que l'emploi de grosses particules risque de provoquer un gonflement excessif. I1 est possible d'éviter ces problèmes dans une certaine mesure (tout en utilisant des particules plus petites ou plus grosses que celles indiquées cidessus), en utilisant un retardateur de prise, mais l'addition d'une quantité excessive de retardateur risque d'avoir pour résultat une résistance mécanique finale moindre, et il faut donc éviter ou réduire au minimum l'emploi des retardateurs. Le troisième constituant, le sulfate de calcium, peut être utilisé soit sous la forme de l'anhydrite, soit sous la forme de l'hemi-hydrate, soit sous la forme du dihydrate. De préférence, le sulfate de calcium est broyé assez fin pour que au moins 99 des particules aient moins de 149 microns. La quantité de sulfate de calcium qui est utilisée (exprimée en CaSO4, 1/2H2O) doit être au moins égale à 5% environ, ou mieux au moins égale à 79 en poids du mélange à trois constituants, pour donner une résistance mécanique initiale suffisante, mais ne doit pas excéder 20% et de préférence 18%, ou encore mieux 15%, de façon à empêcher un gonflement excessif du mélange de ciment.Pour des raisons qui ne sont pas parfaitement élucidées, les proportions comprises entre 18 et 20% peuvent être ou ne pas être utilisables, apparemment selon la composition chimique du ciment portland ou de l'aluminate de calcium. I1 est évident que cet intervalle variera légèrement lorsqu'on utilisera la forme anhydrite ou dihydrate. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on peut mélanger les trois ingrédients principaux, ainsi qu'un quatrième ingrédient supplémentaire qui assure un certain ralentissement de la prise du ciment. L'emploi d'un tel additif empêche la prise "éclair" lorsque la grosseur des particules des autres ingrédients est très petite. Cependant, ainsi qu'on l'a déjà dit ci-dessus, l'emploi de ce quatrième ingrédient doit être limité à cause de la diminution excessive de la résistance mécanique finale lorsqu'on utilise des quantités excessives de retardateur. Autrement dit, ce quatrième ingrédient ne peut être utilisé pour éviter d'avoir à régler la grosseur des particules, mais doit plutôt être utilisé judicieusement en complément du réglage de la grosseur des particules. La quantité de retardateur utilisée doit donc être comprise entre environ 0,2 et 1t0% du poids total du mélange de ciment. Des retardateurs utiles types sont des produits comme le citrate de sodium ou les autres sels solubles d'acides organiques comme les sels de sodium des acides aryl alkyl sulfoniques. Des exemples de tels produits sont les agents dispersants "DAXAD" commercialisés par la société W.R. Grace & Co. On peut utiliser le mélange de ciment soit sous la forme d'une pâte de ciment pur soit en association avec des agrégats ordinaires comme le sable ou les mélanges sable-gravier,. à raison de jusqu'à 1 partie de ciment pour 9 parties d'agrégat . Il est préférable cependant que le rapport du ciment à l'agrégat de sable (mortier) soit d'environ 1:l,5à 1:4,0 et encore mieux d'environ 1:2,3 à 1:4,0, et que le rapport du ciment à l'agrégat sable-gravier (béton) soit d'environ 1:4 à 1:5. Les proportions ciment-eau utilisées avec le mélange varieront d'environ 2 à 3 parties en poids de ciment pur pour partie en poids d'eau. Conformément à l'invention, le mélange de ciment portland, d'aluminate de calcium, et de sulfate de calcium, mélange à de l'eau et à un agrégat dans les proportions indiquées, fournit un ciment hydraulique qui prend en 2 heures environ avec une résistance à la compression d'au moins environ 6,9 mégapascals, et de préférence d'environ 10,3 mégapascals, et une résistance mécanique d'au moins environ 20,1-mégapascals au bout de 24 heures. Exemple I Pour mieux illustrer la mise en pratique de l'invention, on a mélangé avec 0,75% en poids d'un agent dispersant 'DAXAD", un mélange de 55% en poids de ciment portland type III, de 35% en poids de ciment non broyé d'aluminate de calcium, et d'environ 10% en poids de plâtre (CaSO4,1/2H2O). On a mélangé ce ciment, en diverses proportions respectivement avec du sable et avec un mélange de sable et de gravier (voir tableau ci-dessous), puis on a mélangé le tout avec de l'eau et on a laissé durcir. On a mesuré la résistance moyenne à la compression, en mégapascals, au bout d' 1. heure, de 2 heures, de 24 heures et de 28 jours. Dans chaque cas, on faisait durcir le ciment à 230C pendant les 24 premières heures à 95% d'humidité relative, puis on le faisait durcir pendant les 27 jours suivants dans l'eau à 230C. Les résultats sont donnés dans le tableau I ci-dessous. TABLEAU I Rapport Rapport Résistance moyenne à la compression, en mégapascals ciment/ ean/ au bout de agrégat type d'agrégat ciment 1 h. 2 h. 24 h. 28 jours Ottawa 1:2,75 Sable/ASTM C109 0,450 2,7 14,5 21,9 33,1 Ottawa 2:3 Sable/ASTM C109 0,350 3,9 20,9 38,9 56,3 1:2,75 Sable et gravier 0,375 3,0 19,9 33,7 47,8 On a également mesuré la contraction et le gonflement, et on a constaté qu'on avait entre 0,05 % de contraction et 0,10% de gonflement. Exemple II Pour montrer qu'il est nécessaire qu'au moins environ 302 du ciment soit constitué par une association d'aluminate de calcium et de sulfate de calcium ajoutés pour donner une résistance initiale suffisante, c'est-à-dire que la proportion de ciment portland ne doit pas excéder environ 70%, on a préparé deux mélanges-de ciments ayant la composition pondérale suivante Ciment portland Aluminate de Plâtre (type I ) calcium (CaSO4, 1/2 H2O) A 75 19Si/2 5-1/2 B 65 27 8 On a ajouté respectivement aux échantillons A et B 0,2 et 0,3%, par rapport au poids total, de citrate de sodium comme retardateur de prise.On a ensuite mélangé chaque échantillon avec de l'eau et du sable à raison de (en parties en poids) 26 parties de ciment, 74 parties de sable, et 11 parties d'eau. On a ensuite laissé prendre les échantillons et on a mesuré la résistance à la compression. Les résultats sont donnés dans le tableau ci-dessous .TABLEAU II Résistance à la compression (en mégapascals) au bout de 2 h. 24 h. 28 jours Echantillon A 0,55 2,16 31,7 Echantillon B 12,3 23,1 30,5 Ces résultats révèlent que l'échantillon A (ne contenant au total que 25% en poids d'aluminate de calcium et de sulfate de calcium) n'a atteint qu'une très faible résistance mécanique initiale, (au bout de 2 heures), tandis que l'échantillon B (contenant au total 35% en poids d'aluminate de calcium et de sulfate de calcium) a atteint une résistance à la compression tres satisfaisante dans le même temps. Exemple III Pour montrer lue caractère primordial de la quantité de sulfate de calcium (plâtre) utilisée, on a procédé à des essais comparatifs en utilisant respectivement 3 en poids, plus de 20% en poids, et un pourcentage compris entre 5 et 20%. A chaque mélange échantillon, on ajouté 0,4% de citrate de sodium comme retardateur de prise. On a ensuite mélangé 1 partie en poids de ciment avec 2,75 parties en poids de sable et 0,45partie en poids d'eau. On a ensuite laissé prendre les échantillons et on a mesuré la résistance à la compression. Les constituants et les résultats des essais pour chaque échantillon sont donnés dans le tableau ci-dessous. TABLEAU III Résistance à la compression gonflement en ciment Aluminate de Sulfate de en mégapascals 24 heures portland calcium calcium 2 h. 24 h. 28 jours Echantillon C 4,48 14,5 23,4 0.06 62 35 3 Echantillon D 4,83 9,57 # 1,27 40 35 25 Echantillon E 13,2 24,6 33,8 0,03 55 35 10 # La résistance mécanique au bout de 28 jours n'a pas été mesurée car cet échantillon s'est désintégré sous l'effet d'un gonflement excessif. Ces résultats révèlent que la résistance initiale, la résistance finale et les propriétés de gonflement-retrait du ciment préparé avec les proportions de constituants selon l'invention, sont meilleures. Exemple IV Pourmontrer les effets de la chaux libre Ca(OH)21et des quantités excessives de silicate tricalcique dans la composition, ainsi que l'effet du carbonate de sodium, on a préparé une série d'échantillons en utilisant 55% en poids de ciment portland, 35% en poids d'aluminate de calcium, 10t en poids de sulfate de calcium et 0,4%, par rapport au ciment pur total,de citrate de sodium. On a ensuite mélangé cette composition avec du sable et de l'eau à raison de 1 partie de ciment pour 2,75 parties de sable et 0,48 partie d'eau, à 230C.Les quantités de silicate de calcium, de chaux libre, de carbonate de sodium et les résultats des essais, sont donnés dans le tableau IV ci-dessous TABLEAU IV Echantillon teneur en Rapport C3S/ Na2CO3 CaO (% Résistance à la compression C3S * C2S ** (* en poids) en poids) (en mégapascals) au bout de : (% en poids) 2 h 1 jour 28 jours F 41,8 1,34 -- -- 9,65 23,1 30,6 G 52,3 2,25 -- -- 0,90 19,8 30,9 H 41,8 1,34 0,2 -- 9,05 22,8 29,4 I 52,3 2,25 0,2 -- 23,3 20,9 29,5 J 41,8 1,34 -- 3,5 0,43 14,9 24,8 * C3S = silicate tricalcique ** C2S = silicate dicalcique Ces résultats révèlent les effets défavorables d'un excès de silicate tricalcique ou de chaux libre sur la résistance mécanique initiale des ciments, ainsi que l'effet bénéfique du carbonate de sodium sur une composition qui renferme une proportion excessive de silicate tricalcique.On a obtenu les mêmes résultats en utilisant du carbonate de sodium en présence de chaux libre ajoutée (échantillon J). Exemple v Pour illustrer l'emploi de ciment portland à la place du silicate tricalcique dans la composition selon l'invention, on a préparé deux échantillons en utilisant dans chaque cas 35% en poids d'aluminate de calcium et 10% en.poids de sulfate de calcium hémihydraté. L'un des échantillons contenait 55% en poids de ciment portland Atlas type III tandis que l'autre échantillon contenait 55% en poids d'un silicate tricalcique à plus de 90% renfermant 1,2% de chaux libre. On a prépare ce silicate tricalcique en cuisant une pierre à chaux Rangaire de bonne qualité avec un silex à poterie très pur , pendant 5 heures à 15000C, de façon à obtenir une bonne transformation de la chaux libre et du silicate tricalcique. On a ensuite mélangé à du sable les mélanges respectifs à raison de 1 partie en poids de mélange de ciment pour 2,75 parties de sable, puis on leur a ajouté de l'eau jusqu'à obtenir la même consistance, et on les a laissés durcir. On a mesuré la résistance à la compression de ces échantillons au bout de 2 heures, de 6 heures, et de 24 heures de durcissement. Les résultats sont les suivants TABLEAU V Echantillon contenant du ciment portland Résistance à la compression (en mégapascals) 2 h. 6 h. 24 h. 7,6 14,75 22,69 Echantillon contenant du silicate tricalcique Résistance à la compression (en mégapascals) 2 h. 6 h. 24 h. 0,52 1,30 9,49 (l'échantillon s'est fendillé) Ces résultats révèlent clairement la meilleure résistance mécanique initiale de .la composition selon l'invention, qui contient du ciment portland, par rapport à celle quicontient du silicate tricalcique. La raison de cette différence n'est pas bien élucidée, mais il est possible que l'emploi du silicate tricalcique ait pour résultat la régénération d'une quantité excessive de chaux libre, ce qui s'est avéré défavorable dans le mélange ternaire selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Mélange à base de ciment pouvant durcir en prenant une grande résistance mécanique initiale et une bonne résistance mécanique finale, caractérisé en ce qu'il renferme les constituants essentiels suivants 45 à 70 % en poids de ciment portland 25 à 45 % en poids d'aluminate de calcium 5 à 20 % en poids de sulfate de calcium et en ce que sa stabilite dimensionnelle au durcissement est telle qu'il ne se contracte pas plus de 0,05 % et qu'il ne se gonfle pas de plus de 0, 2 %. 2. Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité totale d'aluminate de calcium et de sulfate de calcium représente de 30 à 55 % du poids des trois constituants. 3. Mélange selon la;revendication 2, caractérisé en ce que l'aluminate de calcium comporte un rapport stoechiométrique de 1 partie de CaO pour 0;58 à 2,5 parties de A1203, et ne contient pratiquement pas de chaux libre. 4. Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce que son association avec 1,5 à 4 parties d'agrégat par partie de ciment et 0,33 à 0,5 partie d'eau donne une résistance à la compression initiale (au bout de 2 heures) d'au moins 6,9 mégapascals, et une résistance à la compression finale (au bout de 28 jours) d'au moins 28 mégapascals. 5. Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient en outre de 0,2 à 0,9 % d'un composé capable de réagir avec la chaux libre en formant un sel de calcium insoluble. 6. Mélange selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit composé est un carbonate soluble. 7. Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce-qu'il contient en outre de 0,2 à 1,0 % d'un agent qui retarde la prise du ciment. 8. Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l'aluminate de calcium au sulfate de calcium est suffisamment supérieur à 1,75:1, lorsque la quantité totale d'aluminate de calcium est inférieure à 35 %, pour empêcher un gonflement excessif. 9. Mélange selon la revendication 8 caractérisé en ce que toute diminution de la quantité de l'aluminate de calcium en-deça de 35 %, s'accompagne d'une diminution égale de la quantité de sulfate de calcium en-deça de 20 %. 10. Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est capable de durcir en prenant une qrande résistance mécanique initiale d'au moins environ 6,9 mégapascals en 2 heures, et en ce qu'il possède une résistance mécanique finale d'au moins 28 mégapascals au bout de 28 jours, avec une stabilité dimensionnelle telle qu'il ne se contracte pas plus de 0,05 % environ et qu'il ne se dilate pas de plus de 0, 2 % environ, et en ce qu'il contient comme constituants essentiels : 50 à 60 % en poids d'un ciment portland qui contient lui-même 28 à 63 % en poids de silicate tricalcique, 10 à 49 % en Poids de silicate dicalcique, 1 à 14 % d'aluminate tricalcique, 4 à 15 % en poids en poids/d'aluminoferrite tetracalcique, et pas plus de 2 % en poids d'oxyde de calcium libre ; 30 à 4O % en poids d'aluminate de calcium ;-7 à 15 % en poids de sulfate de calcium et 0,2 à 1,0 % en poids d'un retardateur de prise qui est choisi parmi les sels solubles des acides organiques. 11. Mélange selon la revendication 10, caractérisé en ce que le silicate tricalcique contenu dans ledit ciment portland ne représente pas plus de 50 % du poids du ciment portland, et en ce que le rapport stoechiométrique du silicate tricalcique au silicate dicalcique ne dépasse pas 2.