Brevet FR2476661A1 — publié le 19810828

La présente invention a pour objet un liant de synthèse, ainsi qu'un béton comprenant ce liant de synthèse, et un procédé pour la fabrication de ce béton. Ce liant et ce béton dans la composition duquel entre le liant peuvent être utilisés pour la réalisation de revêtements très divers : revêtements routiers, sols industriels, revêtements spéciaux, ainsi que des éléments préfabriqués de toutes formes et de toutes dimensions pavés, dalles, plaques , panneaux. Au cours des années écoulées, on a tenté de divers côtés de mettre au point des revêtements ou éléments préfabriqués présentant des qualités et performances techniques accrues par rapport auxproduitsantérieurs connu. Cependant, ces recherches ne semblent pas avoir apporté des solutions réellement satisfaisantes. Les produits obtenus restent d'un emploi malaisé, et ne répondent pas suffisarnment par exemple, aux impératifs créés par la progression constante des besoins routiers corrélatifs à l'accroissement du nombre, de la vitesse et du poids des véhicules routiers lourds. En particulier, les revêtements routiers mis au point jusqu'à présent n'ont pas apporté les améliorations attendues dans le domaine des résistances à la compression, à la traction ou à la flexion, et présentent toujours une certaine fragilité à la chaleur ou au froid, ainsi qu'à l'action corrosive des acides. De plus, les revêtements connus nécessitent un entretien souvent onéreux. L'invention a donc pour but de remédier à tous ces inconvénients en réalisant un béton pouvant entrer dans la fabrication de revêtements de types très divers, notamment routiers, ainsi que d'éléments préfabriqués, qui possèdent les qualités recherchées et permettent ltobten- tion d'excellentes performances techniques. Le liant de synthèse, destiné à la fabrication d'agglomérés, de conglomérats, de béton et d'éléments préfabriqués, comporte, conformément à l'invention. - une résine thermoplastique, constituée par du polyéthylène sous forme noble, ou de déchets ou de récupération, broyé ou pulvérisé, - et les additifs suivants, broyés ou pulvérisés, qui jouent le rôle d'agents catalyseurs d'oxydation alumine, feldspath, kaolin, perlite, silice, ces additifs étant en pourcentage compris entre 0,5 et 3 r du poids de résine thermoplastique et notamment 1 %, le broyage ou la pulvérisation permettant un enrobage ou un accrochage des matériaux précités à des températures de l'ordre de 150 à 2000C. Par rapport aux liants existants tels que le bitume, qui est d'un emploi malaisé et manque de résistance à la compression, à la traction, à la flexion, à la chaleur et au froid, ainsi que de souplesse, de dureté et d'étanchéité, le liant selon l'invention possède des caractéristiques techniques nettement supérieures. te béton également prévu par l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - des matériaux tels que pierres, graviers, ou sables, minéraux ou végétaux, - et un liant de synthèse présentant les caractéristiques du liant ci-dessus, présent dans le béton à raison de 3 à 10 % environ du poids des matériaux précités utilisés. le béton ainsi obtenu permet la réalisation de revêtements divers, notamment routiers et de sols industriels, ainsi que d'éléments préfabriqués de toutes sortes, qui présentent des caractéristiques techniques largement supérieures aux caractéristiques des revêtements connus jusqu'à présent, comme on le verra ci-après. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Pour fabriquer tout d'abord le liant de synthèse visé par l'invention, on procède commue suit On choisit une résine thermoplastique, à savoir le polyéthylène, qu'on introduit brute dans un densificateur, puis on broie ou on pulvérise cette résine dans un broyeur s la sortie duquel on ajoute et on mélange avec la résine thermoplastique différents additifs constituant des agents catalyseurs d'oxydation, et ce dans une vis sans fin ou dans un mélangeur. On emploie les additifs suivants : alumine, feldspath, kaolin, perlite, silice, qu'on ajoute dans un pourcentage compris entre 0,5 et 3 r du poids de résines thermoplastique utilisée et notamment 1 %. Cette fabrication de liant se réalise à froid, et peut s'effectuer avec le matériel usuel existant, couramment employé par les entreprises de recyclage (densificateur, broyeur, mélangeur), et sa livraison à l'utilisateur peut être faite sous forme de poudre en sac ou en vrac. Le polyéthylène utilisé est de préférence sous forme noble, mais peut aussi bien être sous forme de déchets ou de récupération. D'autre part, il est important de noter que, dans le cas où le polyéthylène est sous forme de déchets, le liant peut comprendre d'autres résines mélangées en faible quantité avec le polyéthylène, par exemple du chlorure de polyvinyle (PVC). La proportion préférentielle de 1 % du poids des résines thermoplastiques pour les additifs peut se décomposer de la manière suivante : par exemple pour 1 kg d'additifs, il faut 250 g d'alumine, soit 25 %, 150 g de feldspath soit 15 , 15C g de kaolin, s & t 15 , ,C g de perlite soit 15 % et 300 g de silice soit 30 $. les rénines thermoplastiques et les acditf employé scn broyés ou pulvérisés afin de permettre un enrobage et un accrochage des matériaux employés, à des températures de l'ordre de 150 à 2000 C qui ne iétéricrcnt pas le plastifiant des résines. Par ailleurs, pour certaines utilisations spécia- les qui peuvent exiger du liant des qualités particulières, il convient d'observer que le poureentage des auditifs peut varier entre 0,5 et 3 % du poids des résines thermo- plastiques. En variante, le liant peut comporter un pourcentage de bitume broyé, à savoir de l'ordre de 12 à 16 % du poids de résine thermoplastique, afin de faciliter éventuellement dans certains cas l'utilisation particulière prévue pour le liant. Il en est ainsi lorsque les réalisations prévues n'exigeant pas de grandes qualités techniques, l'addition de bitume permettant uniquement une manutention plus fluide. le liant intéresse tout particulièrement les entreprises de recyclage pour sa fabrication, et les entreprises de Travaux Publics, du Bâtiment ou de la Construction pour son utilisation. L'invention a également pour objet un béton dans la composition duquel entre le liant décrit ci-dessus. Le béton selon l'invention comprend - des matériaux, tels que pierres, graviers, ou sables, minéraux ou végétaux, - et un liant de synthèse fabriqué comme décrit précédemment, ce liant étant présent dans le béton à raison de 3 à 10 % environ du poids des matériaux précités utilisés. Pour fabriquer ce béton à liant de synthèse, l'invention prévoit un procédé qui s'exécute de la manière suivante On chauffe les matériaux ci-dessus (pierres, sables, graviers etc...) à 1800 C environ dans un tambour malaxeur, on incorpore le pourcentage choisi de liant froid dans le malaxeur, puis on vide le mélange obtenu dans un réceptacle de stockage ou de transport du béton, par exemple un silo ou un véhicule, et ce suivant le même processus que celui employé pour le bitume jusqu'à la mise en place. Il convient de noter que ce béton est d'un moulage très facile, peut être employé en éléments préfabriqués (dalles, pavés, panneaux, plaques) et que sa vitesse de refroidissement permet une utilisation rapide. Parmi les matériaux pouvant être utilisés, on donnera la liste suivante : pierres, graviers, minéraux ou végétaux, concassés ou non : basaltes, calcaires, porphyre, dolomies, laitiers, déchets de marbre, sables de mers, sables de rivières, sables de déserts, pouzzolanes, argile expansé, perlite, vermiculite, liège, déchets de gommes. Pour les matériaux utilisés d'un poids inférieur à 1500 kg au m3, le calcul du pourcentage du liant de synthèse (3 à 10 %) nécessaire à ces matériaux légers, doit être basé sur 2000 kg/m3 quels que soient les matériaux légers employés. Le béton selon l'invention présente les caractéristiques techniques suivantes - résistance à la compression : 250 bars (en 5 cm d'épaisseur, granulométrie de 0/10). - résistance à la chaleur, test Marshall 600 10 000 kg. - résistance au froid : aucune cassure pour un test à -400 C. - résistance à la flexion : 120 bars. - résistance à la traction en Brésilien : 42 bars - résistance moyenne à la traction-flexion 60 à 80 bars donnant au béton les qualités de souplesse voulues. - le béton résiste de façon tout à fait satisfaisante aux attaques par les acides, huiles, kérosène, gas-oil, eau de mer.... - le béton présente une facilité de coloration dans la masse. La fabrication de ce béton ne nécessite que l'utilisation d'un matériel usuel, couramment employé pour le bitume de la centrale au rouleau. Le tableau de la page suivante est donné à titre d'exemple numérique des caractéristiques techniques du béton selon l'invention comparées à celles des produits connus. -Le béton selon l'invention peut être utilisé par toutes les entreprises de travaux publies en revêtements de tous genres : revêtements routiers, sols industriels, revêtements spéciaux, aérodromes, parkings, stations service, terrains de sports, canaux et bordures de canaux, chaussées et bordures de chaussées, travaux portuaires, et par les industries du batiment ou de la construction en éléments préfabriqués ou non : pavés, plaques, dalles, éléments d'étanchéité, panneaux. Ces exemples d'applications possibles du béton selon l'invention ne sont pas limitatifs. L'invention n'est pas limitée augmode6de réalisation décrits et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi, il est possible de chauffer le liant dans une fourchette de température de l'ordre de 150 à 200 C pour fabriquer les enrobés, agglomérés, conglomérats, béton visés par l'invention. De même, la liste des matériaux pouvant entrer dans la composition du béton donnée ci-dessus, n'est pas limitative. Bitume Béton hydraulique Granulométrie 0/10 0/10 0/30 % du liant par m 110 : 300 500 Compression (bars) 75 250 450 Traction (bars) : 10 : 18 25 Résistance au froid casse . retrait (-20 C) Résistance à la chaleur (+60 0Ct : (+60 C) . dilatation Résistance aux détérioré . détérioré ou acides ou détruit détruit Béton à liant de synthèse selon l'invention Granulométrie 0/10 m du liant par m3 : 110 Compression (bars) : 300 Traction (bars) : 40 Résistance au froid : aucun effet (-20 C) Résistance à la aucun effet chaleur (+600 C) Résistance aux acides : aucun effet REVElBICATIOVS 1 - Liant de synthèse, destiné à la fabrication d'agglomérés, de conglomérats, de béton et d'éléments préfabriqués, caractérisé en ce qu'il comportè - une résine thermoplastique, constituée par du polyéthylène, sous forme noble, ou de déchets, ou de récupération, broyé ou pulvérisé. - et les additifs suivaiits, broyés ou pulvérisés, qui jouent le rôle d'agents catalyseurs d'oxydation alumine, feldspath, kaolin, perlite, silice, ces additifs étant en pourcentage compris entre 0,5 et 3 ffi du poids de résine thermoplastique et notamment 1 %, le broyage ou la pulvérisation permettant un enrobage et un accrochage des matériaux précités à des températures de l'ordre de 150 à 2000C. 2 - Liant selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas où le polyéthylène est sous forme de déchets, le liant comprend d'autres résines mélangées en faible quantité au polyéthylène, par exemple le chlorure de polyvinyle. 3 - Liant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre du -bitume broyé dans un pourcentage compris entre 12 et 16 % environ du poids de résine (s) thermoplastique (s). 4 - Béton pour la réalisation de revêtements divers, notamment routiers ou d'éléments préfabriqués, caractérisé en ce qu'il comprend - des matériaux tels que pierres, graviers, ou sables, minéraux ou végétaux, - et un liant de synthèse conforme à l'une des revendications 1 à 3, présent dans le béton à raison de 3 à 10 % environ du poids des matériaux précités utilisés. 5 - Procédé pour la fabrication du béton selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on chauffe les matériaux à 1800 C environ dans un tambour malaxeur, on incorpore le pourcentage voulu de liant froid dans le malaxeur, puis on vide le mélange obtenu dans un réceptacle de stockage ou de transport du béton.