Brevet FR2535709A1 — publié le 19840511

La présente invention a pour objet un activant pour la prise d'un mélange à base de sables, de laitier granulé de haut fourneau, ou de cendres volantes. On sait que la prise du laitier granulé de haut fourneau ne peut se développer qu'en milieu basique, permettant aux constituants principaux du laitier, en l'espèce la chaux, la silice et l'alumine, de passer en solution, puis de cristalliser en différents types de sel à base de silico-aluminate de calcium et de silicates dé calcium hydratés. On sait aussi que la chaux, éteinte ou vive, a été déjà utilisée comme activant de prise pour de tels mélanges à raison de 1% par rapport aux dits mélanges, et de l'ordre de 5 à 8% par rapport au poids du laitier granuld de haut fourneau sec. Dans le brevet rancais NO 2 191 550 on a proposé pour la prise de mélanges tels que ci-dessus, un activant constitué de soude caustique dispersée dans du gypse finement divisé à raison de 5 à 10% en poids par rapport au gypse. On a remarqué, en pratique, qu'un tel activant donnait lieu à des phénomènes non négligeables de mottage, de sorte que l'incorporation de l'activant aux mélanges, et ce, en quantité dosée, de l'ordre de 1 à 1,2% par rapport à la masse totale des mélanges secs, ne pouvait être obtenue avec suffisamment de précision, ce qui est incompatible avec le résultat final recherché, notamment en ce qui concerne les caractéristiques mécaniques du produit obtenu qui pouvaient varier de manière non négligeable. Dans le brevet français N -2 390 392, il a été proposé un autre activant pour la prise des melanges du genre cidessus, un tel activant étant constitué par une composition de gypse et de chaux, utilisée à raison de-0,3% à 0,6 /c en poic du laitier granulé exprimé en CaO et de 2 à 10% de gypse broya par rapport au poids du laitier granulé. I1 est entendu que la chaux utilisée dans la composition précitée contient de 65% à 75% de CaO si elle est éteinte, et de 85% à 95% de CaO si elle est vive. Quant au gypse utilisé ce peut être soit du phosphogypse purifié et séché provenant de l'industrie des phosphates, soit encore du gypse naturel broyé, qui se présente alors sous la forme d'un sable fin dont la granulométrie est établie et varie de O à lmm; toutefois des gypses broyés moins finement et présentant une granulométrie de O à 2mm, voire O à 3mm, peuvent convenir, une granulométrie plus fine des gypses pouvant modifier le comportement immédiat des mélanges frais par la présence d'éléments ultra-fins. On peut également utiliser avantageusement en lieu et place du gypse, du sulfate de calcium déshydraté sous forme de platre. Dans le brevet français ci-dessus NO 2 390 392, on a aussi prévu d'utiliser le laitier granulé à raison de 20% en poids des mélanges avec des dosages d'activant variant de 0,5% à 1,77% de la masse des mélanges secs, et on remarque que les mélanges donnant les meilleures performances, seuls utilisables en pratique, sont les mélanges comportant comme activant 4,5% de gypse et 0,4% ou 0,5% de CaO par rapport au laitier. Dans les deux cas ci-dessus, le pourcentage d'activant par rapport à la masse du mélange sec est respectivement de 1,014% et 1,042% en considérant que la chaux utilisée comporte 70% de CaO. Or, la tendance est de réduire les dosages de laitier granulé dans les mélanges, et, par exemple on a prévu de ramener ces dosages de 20% à des pourcentages nettement inférieurs de l'ordre de 6 à 15% de la masse des mélanges. On voit donc que l'utilisation du laitier granulé a été réduite dans des proportions notables. Pour de tels dosages de laitier granulé, les dosages d'activant, par rapport à la masse des mélanges seraient de l'ordre de 0,4% pour des mélanges comportant 8% de laitier, et 0,6 k pour des mélanges comportant 12% de laitier, et 0,75% pour des mélanges à 15% de laitier. Or il est, en pratique, quasiment impossible avec les matériels actuels de doser correctement et facilement l'activant dans de telles proportions. On a proposé de prévoir des centrales de chantier aptes, par une technique dite de double malaxage exposée plus loin, à délivrer avec une précision convenable, un activant dosé à moins de 1% par rapport au poids total des mélanges secs. On voit donc que la réduction sensible du pourcentage des laitiers dans les mélanges pose des problèmes au niveau des dosages de l'activant. En d'autres termes, et de manière plus succincte,'les activants actuellement connus sont sujets a certaines limitations et inconvénients, tels que phénomènes de mottage, et/ou difficultés d'obtention de dosages précis, étant donné les faibles pourcentages d'activant à incorporer dans les mélanges à pourcentage de laitier réduit. La présente invention a pour objet d'une manière générale un activant dont les caractéristiques permettent de résoudre les problèmes jusqu'ici posés, qu'il s'agisse de sa mise en oeuvre, de l'amélioration des caractéristiques mécaniques des produits obtenus, et. des diverses possibilités d'utilisation. Suivant la présente invention, l'activant destiné à être incorporé à des mélanges comportant au moins un-sahle, et un liant tel que laitier granulé de haut fourneau, cendres vo lantes; ou autre matériau pouzzolanique, se earactérise en ce qu'il est constitué par moitié de gypse et par moitié de chaux. L'activant selon l'invention, facile à préparer en usine, .permet pour des dosages faibles de liant, d'obtenir un produit dont les caractéristiques mécaniques sont au moins égales à celles obtenues avec un activant constitué de gypse et de soude ainsi qu'indiqué ci-dessus sans présenter les inconvénients de ce dernier. Un avantage important de ce nouvel activant est qu'il peut être directement acheminé sur un chantier en vue d'incorporation à des mélanges sables-liant, une telle incorporation ne nécessitant pas de matériels spéciaux, étant donné notamment les pourcentages mis en oeuvre ainsi qu'il apparait a.u -tableau ci-dessous, sur lequel on peut constater, à la suite d'essais effectués en laboratoire, que l'activant selon l'invention peut être avantageusement utilisé non pas à des dosages très fàibles générateurs d'imprécision mais à des dosages d'au moins 1% par rapport à la masse globale de certains mélanges. : par : par rapport au Résistances aux différents rapport laitier ou à la âges PORMULES Activant au condre volante mélange Gypse GaO Na OH 7 14 28 60 180 .87@ de sable Activant 2 7,70 5,40 - 23 25 28 33 40 .15% de cendres selon volantes l'inven .87% de sable tion 3 11.50 8 - 4.5 9.8 14 15 32 .13% de cendres volantes .87% de sable Chaux 2 - 15.40 - 4 9 13 16 18 .13% de cendres grasse volantes .87% de sable Brevet France N 1 7.10 - 0.50 2 4 6 10 22 .13% de laitier 2191.550 Activant. .87% de sable seion 1 1,20 4,60 3,20 - 11 15 20 32 45 .13% de laitier invention On précise que dans le tableau ci-dessus le sable utilisé est du sable de schistes houiller àyant une granulométrie d'environ 0,6 mm On constate aussi que l'activant selon l'invention incorporé à raison de 2% à un mélange comprenant-87 /c de sable et 13% de cendres volantes, conduit à l'obtention d'un produit dont les caractéristiques de résistance mécanique sont sensiblement équivalentes à celles obtenues avec un mélange constitué de 87% des sable et 13% de laitier granulé auquel on a incorporé 1,20% de l'activant suivant l'invention. Ainsi qu'il apparaît du.tableau ci-dessus le nouvel activant mis au point peut donc être utilisé pour des mélanges à base de sables et de laitier granulé, ou avantageusement avec des mélanges comportant des sables et cendres volantes seules, ou encore avec des schistes rouges provenant d'extractions minières, et d'une manière plus générale, avec des matériaux présentant des réactions pouzzolaniques. On observera que les matériaux ci-dessus -pouzzolanes au sens général du. terme-' sont aptes, à la température ordinaire, et en présence d'eau, de fixer l'hydroxyde de chaux pour donner naissance à des composés stables ayant des propriétés hydrauliques. A titre comparatif, le tableau ci-dessous indique les résistances- obtenues- avec l'activant selon l'invention, et celles obtenues avec d'autres activants connus, pour la composition suivante - sable fin @ 53% - sable calcaire :35% - laitier granulé:12% w : par z par ranport au Resistances aux différents Activant rapport laitier âges en jours Gypse CaO Na OH 7 14 28 60 180 Chaux I O 6 - 215 4 8 16 20 Gypse - soude Brevet n 2.191.550 1 7,75 - 0,60 2 4 10 26 48 Gypse - chaux 0.6 4.50 0.50 - 3 6 11 25 43 Brevet n 2.390.392 0,6 4,50 O, 3 6 il 25 43 Nouveau catalyseur 1 4,20 3 - 3,5 7 14 28 56 Ainsi qu'on le voit, à long terme 60, et 180 jours, les résistances mécaniques du produit obtenu exprimées en bars sont supérieures à celles relevées jusqu'ici avec d'autres activants et ce, pour une même composition. En outre les composants de l'activant (chaux grasse et gypse) étant livrés mélangés, donc sous forme d'un produit directement utilisable, ceci facilite de façon notable l'utilisation, tandis que le pourcentage minimal à 1% de l'activant incorporé au mélange autorise des dosages précis, donc évite les risques jusqu'ici remarqués avec des pourcentages inférieurs. Le dosage de l'activant peut être grandement facilité par la technique du double malaxage qui permet de réduire la dispersion et, partant, d'augmenter la précision du dosage. Une telle technique consiste à fabriquer un mortier c'est-à-dire un mélange primaire laitier-activant avec éventuellement une fraction d'un sable, puis dans un deuxième temps d'incorporer à ce mélange primaire les autres composants du mélange. Le mélange primaire représente environ 30Yc du mélange final et dans ce premier mélange l'activant est incorporé en quantité facile doser de l'ordre de 3%, de sorte que la précision du dosage de l'activant dans le mélange final peut être facilement obtenue. REVENDICATIONS 1. Activant destiné à être incorporé à un mélange comportant au moins un sable, et un liant tel que laitier granulé de haut fourneau ou matériau pouzzolanique, pour activer la prise du liant, caractérisé en ce qu'il est constitué par moitié de gypse et par moitié de chaux éteinte ou vive. 2. Activant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est incorporé à raison de l,20 > v dans un mélange sec constitué de 87% d'au moins un sable tel que schiste houiller et 13 y de laitier granulé de haut fourneau, le gypse étant représenté à raison de 4,60% par rapport au. laitier précité, et la chaux libre à raison de 3,20% 3. Activant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est incorporé à raison de 2% dans un mélange sec constitué de 87% d'au moins un sable tel que schiste houiller et 13% de cendres volantes ou autre matériau pouzzolanique, le gypse étant représenté à raison de 7,70% par rapport au matériau pouzzolanique et la chaux libre à raison de 5,40%. 4. Activant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est incorporé à raison de 3% dans un mélange sec constitué de 87% d'au moins un sable tel que schiste houiller et 13 S de cendres volantes ou autre matériau pouzzolanique, le gypse étant représenté à raison de 11,50% par rapport au matériau pouzzolanique et la chaux libre à raison de 8%. 5. Activant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est incorporé à raison de 1% dans un mélange de sables tel qu'un mélange comprenant 53% de sable fin, et 35 S de sable calcaire, 12% d'un liant tel que laitier granulé de haut fourneau, le gypse étant représenté à raison de 4,20% par rapport au laitier granulé, et la chaux libre à raison de 3%. 6. Procédé pour incorporer un activant-selon l'une quelconque des revendications précédentes, à un mélange final, caractérisé en ce que on prépare dans un premier temps un mélange primaire comprenant la totalité de l'activant, et le laitier ou cendres volantes, avec éventuellement une fraction d'un sable, puis dans un second temps, on incorpore ce mélange primaire aux autres composants. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mélange primaire représente environ 30% du mélange final.