Brevet FR2523572A1 — publié le 19830923

La présente invention a trait au domaine de la technologie des bétons, dont les bétons hydrauliques, réfractaires ou non. Elle concerne plus spécialement une composition pulvérulente apte à etre ajoutée aux granulats ou agrégats classiques pour la confection de bétons de bonnes propriétés mécaniques et pouvant être mis en oeuvre avec de faibles quantités d'eau de gâchage. On a déj8 décrit et suggéré de très nombreuses formulations mettant on oeuvre les ingrédients les plus variés pour la réalisation de bétons. Par exemple, pour l'obtention de bétons réfractaires, on a préconisé l'addition, à des granulats ou agrégats appropriés, de mélanges en poudre comprenant : au moins un liant hydraulique, une charge ou "filler" à l'état finement divisé comme par exemple une silice ultra-fine et/ou, éventuellement, un matériau réfractaire de type argile, kaolin, alumine ultra-fine ou autre et/ou un produit défloculant servant à fluidifier la fraction ultrafine des constituants du mélange pour obtenir une répartition homogène des particules et pour faciliter la mise en oeuvre (voir par exemple, à titre illustratif, les brevets français publiés sous les numéros 1 326 874, 2 062 039, 2 229 662, 2 359 090, 2 390 400, 2 470 104). Il a maintenant éte trouvé que l'on pouvait obtenir un ensemble de résultats optimum pour un béton, en particulier la conjonction d'excellentes propriétés mécaniques et la relative insensibilité du produit final eu égard au dosage en eau de gâchage, grâce à un choix judicieux d'ingrédients ainsi qu'à la sélection, pour chacun de ces ingrédients, de quantités pondérales critiques à mettre en oeuvre. Selon l'invention, la composition pulvérulente servant d'aJout aux agrégats classiques pour béton est caractérisée par une combinaison spécifique : d'un liant ou mélange de liants hydrauliques, d'une charge (ou "filler") constituée par un solide ultra-fin de granulométrie comprise entre 10 et 1.000 Angstroms et d'un agent défloculant. Conformément à la caractéristique essentielle, cette composition renferme des proportions de constituants comprises entre des fourchettes strictement définies, à savoir, pour 100 parties en poids de béton sec : 2 à 5 parties de liant hydraulique, 4 à 15 parties de solide finement divisé, de nature organique ou anorganique et 0,005 à 0,30 partie de produit defloculant ; le complément à 100 parties étant constitué par le granulat ou agrégat conventionnel, Comme indiqué ci-dessus, la quantité de liant mise en oeuvre est faible et nettement moins importante que dans la plupart des bétons connus, ce qui entratne une appréciable diminution de coût par rapport aux mortiers habitues. Comme liant on peut lettre en oeuvre tout ciment ou mélange de ciment hydrauliques type. Portland, laitiers, pouzzolanes, etc. Pour l'obtention de bétons réfractaires, on'utilise préférentiellement des ciments alumineux tels que par exemple ceux connus sous les marques déposées t FONDU, SECAR (séries 50, 70, 80), ALCOA CA (séries 14, 25...), ISTRABRAND, etc, cès ciments étant spécialement riche en mono et/ou dialuminate de calcium conférant une bonne réfractairité. Le solide finement divisé, qui joue essentiellement le rôle de plastifiant dans la compositioa, peut être constitué par divers produits de grande finesse et surface spécifique d'au moins 15 m2/g comme par exemple des argiles, des kaolins, des graphite micronisés, mais avantageusement t de l'alumine micronisée, de la chamotte micronisée ou encore de la silice vitreuse ou amorphe, de l'alumine collotdale, etc. Pour obtenir les résultats visés par l'invention, on met en oeuvre les parties ultra-fines de ces "fillers" dont le diamè- tre moyen des grains est inférieur à IO00angstroms. L'agent défloculant, qui fait partie de la formulation selon l'invention, en quantités très faibles, est choisi dans le groupe des produits connus pour leur action dispersante dans les adjuvants de béton, comme par exemple un silicate ou un carbonate alcalin, un phosphate ou polyphosphate aicalin, un polyacrylate alcalin.. etc. Comme dit ci-dessus la composition pulvérulente de l'invan- tion est ajoutée, pour la confection des bétons, aux granulats ou agrégats habituellement mis en oeuvre. On peut citer à Cet effet, à titre non limitatif des produits tels que : alumine tabulaire, corindon, bauxite calcinée, sillimanite, mullite, cyanite, andaloueite, disthène, diverses chamottes (25 à 50 % d'alumine), silice cristallisée, zircone, zircon, chromite, périclase, dolomie frittée, graphitez carbures-nitrures et oxy@itrures de silicium... etc.Ces agrégats peuvent avoir une courbe granulométrique adaptée à une compacité maximale (comme par exemple la répartition bien connue de Fuller Bolomey) ou toute autre répartition de diamètres de grains, continue ou discontinue, selon les valeurs de résistance mecanique que l'on recherche. Bien entendu, on peut ajouter aux compositions précitées ou au moment du gâchage les divers adjuvants connus tels que accélérateurs ou retardeurs de prise, entraineurs d'sir, agents hydrofuges, produits anti-gels... etc. La quantité d'eau de gâchage est généralement comprise entre 2 Z et 10 Z du poids total de composition, suivant la nature des agrégats ou granulats. Plusieurs compositions non limitatives conformes à l'invention et ayant trait à la confection de bétons réfractaires sont illustrées dans les exemples qui suivent ou les quantités indiquées correspondent à des parties ou pourcentages en poids. Exemples I à 3 On a préparé des bétons réfractaires en mélangeant intåme- ment des agrégats et des compositions pulvérulentes selon l'invention puis, après gâchage à l'eau, en effectuant la mise en place par coulage-vibration. On a ensuite mesuré diverses caractéristiques des bétons obtenus, après étuvage et cuisson. L'ensemble des résultats obtenus est résumé dans le tableau 1 général ci-après Tableau 1 COMPOSITIONS (% poids) N 1 N 2 N 3 (A) (B) Chamotte Bauxite (A) (A) (B) 42-45 Z A1203 granulométrie (A ou B > 2-5 mm 30 29 30 1-2 mm 16 17 16 0,5-1 mm 10 10 10 0,2-0,5 ai O 7 l 0-0,2 mi t 3 6 3,5 imp@l@able 18 18 19 Cyanite (gra@@ @ @.@ mm) 10 0 8 Silice (particules 9 9 8 Ciment type ALCOA CA 14 3,5 3 3,5 type SECAR 51 0,5 1 1 Tripolyphosphate de sodium 0,08 0,1 0,08 Carbonate de lithium 0,015 0,04 0,02 (accélérateur de prise) Eau de gâchage 5,8 6,8 4,6 EROPRIETES - Après étuvage à 110 C Densité 2,30 2,25 2,90 Résistance à la compression daN/cm2 (décaNewton/cm2) 900 850 1000 - Après cuisson à 1250 C Dansité 2,28 2,23 2,85 Résistance à la compression (daN/cm2) 950 900 1200 Les compositions selon l'invention peuvent être mises en oeuvre par les techniques habituelles de coulage, coulage-vibration, tringlage, projection et autres. REVENDICATIONS l. Composition pulvérulente destinée à atre mélangée à des granulats ou agrégats et'de l'eau pour l'obtention d'un béton apte à être moulé par coulage, coulage-vibration, tringlage ou projection, caractérises en ce qu'elle est constituée par la comble taison epEcifique de : a) 2 à 5 parties on poids d'un liant ou mélange de liants hydrauliques ; b) 4 à 15 parties en poids d'un solide ultra-fin organique ou anorganique, de@granulométrie comprisse entre 10 et 1000 Angatrois ; et c) 0,005 à 0,30 partie en poids d'un agent ou mélange d'agents défloculants ; le complément à 100 parties en poids de béton final sec étant constitué par des granulats ou agrégats de même nature ou de nature différente. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le liant est un ciment naturel ou artificiel, un ciment alumineux riche en mono et/ou dialuminate de calcium, ou des mélan gos de ces ciments. 3. Composition selon l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisée en ce que le solide divisé (ou "filler") est choisi dans le groupe des argiles, kaolins, graphites micronisés, chamotte micronisée, silice vitreuse ou amorphe, alumine colloïdale, 4. Composition selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisée en ce que l'agent défloculant ou dispersant est un sel alcalin des types s carbonate, silicate, phosphate, polyphosphate ou polyacrylate. 5. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le granulat ou agrégat est du groupe alumine tabulaire, corindon, bauxite calcinée, sillimanite, mullite, cyanite, andalousite, disthène, diverses chamottes (25 à 50 Z d'alumine), ailice cristallisée, zincone, zircon, chromite, périclase, dolomie fritté, graphite, carbures-nitrures et oxy@i@rures de silicium, ou des mélanges de ces produits ; les fourchettes granulométriques de ces produits pouvant être continues ou discontinues ; et en ce que l'eau de gâchage pour la mise en oeuvre est de 2 à 10 parties (en poids) pour 100 parties de béton sec final. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend, pour 100 parties en poids 4 parties de ciment, 8 parties de silice micronisée, 0,08 partie de tripolyphosphate alcalin et, en tant qu'agréga ou granulat : 77 parties de chamotte (42-45 X dAl2O3) ou bauxite et 8 parties de cyanite, de granulométries s'étalant entre 0 et 5 mm ; l'eau de gâchage ajoutée ensuite pouvant varier entre 4,6 et 6,8 parties en poids.