Brevet FR2515092A1 — publié le 19830429

La présente invention concerne les matériaux de construction comportant notamment du sable, des pierres concassées et du ciment. On connaît le béton généralement formé avec des agrégats traditionnels et du ciment. Ce matériau demande un temps de prise relativement important et de ce fait augmente considérablement le coût de la construction. La lenteur du durcissement entraîne aussi une immobilisation importante des banches et moules. La présente invention a pour but l'obtention d'un nouveau matériau de construction aux caractéristiques techniques équivalentes sur le plan de la résistance à la compression et a la dilatation thermique pour un coût de revient bien inférieur. La densité du béton obtenu est légèrement inférieure à un béton traditionnel de granulats lourds. Des essais ont également révélé une augmentation des performances mécaniques en comparaison des bétons traditionnels. Enfin, sa composition permet une prise plus rapide du béton sans modifier les variations dimensionnelles du matériau. La présente invention emploie les agrégats traditionnels tels que: du sable concassé, du sable naturel, du gravillon naturel, du gravier concassé, de la pouzzolane, etc... Le poids et la nature des agrégats sont différents selon les produits fabriqués. L'invention rèside en ce que le ciment est substitué dans des porportions très importantes par de la silice ultra fine. Cette silice se présente comme une poussière grise, de masse volumique apparente très faible: 0,2 Kg/dm3, extrèmement fine (granulomètrie approximative de 0 à 5 microns), et une surface spécifique de 23 m2/g. Sa composition chimique est la suivante: Symbole chimique | Si O2 | A12 03 | Fe2 03 CaO Mg O Pourcentage 75,4 2,1 2,8 0,2 1,8 Symbole chimique Na2 O K2 O 50 3 Ci perte feu Pourcentage 0,8 6,0 2,0 1,1 7,8 La diffractomètrie montre que la majorité de la silice est sous forme vitreuse, une faible proportion étant engagée dans des cristallités de carbure de silicium; on trouve également dans cette silice des cristaux de chlorure de potassium, sulfate de potassium et, beaucoup plus rarement, du sulfate double de potassium et de sodium. Dans l'eau, la dissolution de la silice est rapide, puisqu'on atteint un palier un jour après la mise en solution, et importante ( de l'ordre de 0,5 g/1). Sa combinaison avec la chaux libérée par le ciment favorise- la formation des silicates de calcium hydratés, stables dans le temps à température ordinaire, responsables du durcissement d'un ciment. Le dosage des filtrats fait également apparaître des teneurs importantes en potassium, ainsi que des ions sulfate et chlorure qui sont des accélérateurs de prise. Des exemples de réalisation ont été effectués sur des mortiers de sable quartzeux concassé à granulomètrie continue 0,08 - 2,5 mm, gaché avec un ciment et de l'eau, dans les rapports pondéraux 3 : 1: 0,5 montrent que la substitution de 30% de ciment en poids par de la silice ultra fine améliore légèrement les résistances mécaniques des éprouvettes quelque soit leur ge. T. jours : temps jours de séchage M Pa : Méga Pascal Silice 30t: proportion de poussière de silice dans le béton objet de l'invention. Témoin : béton traditionnel $.F. : résistance à la flexion R.C. : résistance à la compression Composition du béton témoin: 12% de sable concassé 0/2 21% de sable naturel 2/5,6/3 22% de gravillon roulé 5/8 33% de gravillon concassé 2/6 12% ciment traditionnel 308 T jour I M pa Témoin Silice R.F. 3,7 3,8 2 R.C. 18,9 19,7 R.F. 5,0 5,4 7 R.C. 36,7 37,3 R.F. 0,7 7,2 21 R.C. 38,9 39,9 R.P. 7,1 7,8 R.C. 43,4 58,8 R.F. 7,5 8,0 55 R.C. 56,6 60,2 D'autres exemples d'emploi ont été réalisés pour la fabrication de produits moulés en béton tels que: blocs, entrevous, tuyaux, conduits de fumée, bordures, poteaux, fosses septiques, bacs à graisse, etc... Comportant les agrégats suivants: - sable concassé - 0/2 - sable naturel - 2/5 - 6/3 - gravillon naturel - 5/8 - 5/15 - gravillon concassé - 2/6 ou 6/10 - pouzzolane - ciment - silice ultra fine (15 à 305 du poids de ciment). Le matériau selon l'invention pourra avoir la composition suivante: 12t - sable concassé 0/2 21% - sable naturel 2/5 - 6/3 22t - gravillon naturel 5/8 ou 5/15 338 - gravillon concassé 2/6 ou 6/10 8t - ciment - poudre de silice (15 à 30% du poids du ciment). Selon une autre variante de l'invention, le matériau pourra avoir la composition suivante: 10% - sable concassé 0/2 70% - pouzzolane 15% - ciment - poudre de silice ultra fine (15 à 30b du poids du ciment). Le procédé de fabricaticn du matériau objet de l'invention, pourra être réalisé invariablement dans des malaxeurs à arbres verticaux ou horizontaux. La mise en oeuvre s'effectue selon la démarche ci-dessous pour obtenir un produit de consistance uniforme, dans le moindre temps. - humidification préalable du malaxeur; - introduction dans le malaxeur de l'ensemble des granulats (sables et graviers); - ensuite, est introduit du ciment traditionnel; - et à cela s'ajoute la poudre ultra fine de silice dans la proportion de 15 à 30% du poids du ciment suivant les produits fabriqués; - l'ensemble etant mouillé puis malaxé durant quarante cinq secondes environ. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrit. REVENDICATIONS 1) Procédé pour l'obtention d'un matériau de construction caractérisé en ce qu'on mélange les granulats (sables et graviers) et ciment traditionnel à de la poudre ultra fine de silice, avec mouillage, puis malaxage de quarante cinq secondes. 2) Procédé pour l'obtention d'un matériau de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poudre ultra fine de silice est associée aux autres agrégats dans la proportion de 15 à 30t du poids du ciment suivant produits fabriqués. 3) Matériaude construction, conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut avoir la composition suivante: 12% sable concassé 0/2 21% sable naturel 2/5 - 6t3 22% gravillon naturel 5/8 ou 5/15 33% gravillon concassé 2/6 ou 6/10 8% ciment poudre de silice ultra fine(15 à 30t du poids du ciment). 4) Matériau de construction, conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut avoir la composition suivante: 108 sable concassé 0/2 70% pouzzolane 15% ciment poudre de silice ultra fine (15 à 30t du poids du ciment). 5) Procédé pour l'obtention d'un matériau de construction, conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il peut être réalisé avec des mortiers de sable quartzeux concassé à granulomètrie continue 0,08-2,5mm, du ciment et de leau.