Brevet FR2539125A1 — publié le 19840713

Mélange pour fabriquer des de construction. agrégats légers pour matériaux L'invention concerne un mélange pour fabriquer des agrégats légers pour matériaux de construction. Les agrégats légers servent par exemple à réduire le poids et les quantités dans la fabrication des matériaux de cons- truction, par exemple dans la fabrication de pierres à bâtir, de béton léger, de mortier et l'analogue Mais pour ces agrégats légers, on a besoin d'un pourcentagéd élevé d'au moins 85 % en poids d'argile, qui est une matière première de grande valeur. Le but de l'invention est de réaliser un mélange du type précité permettant de réduire le pourcentage d'argile. Ce but est atteint selon l'invention en ce que le mélange comorte au nmins environ 1 % en poids jusqu'à 5 % en poids maximal d'huile de récupération, environ 10 % en poids jusqu'à envi- ron 80 % en poids d'argile susceptible d'être expansée, le reste étant un additif. Les composants du mélange de l'invention sont transformés en un produit de grande valeur que l'on ne pourrait fabriquer autrement qu'en utilisant des matières premières On peut également utiliser ici comme additifs des substances chargées de produits nocifs, tels que métaux lourds, des impuretés organiques et l'analogue qui, autrement,ne pourraient être stockées que sur des décharges, étant donné que le caractère polluant de ces produits interdit leur utilisation en agri- culture Avec le mélange de l'invention,on peut fabriquer un agrégat léger de grande valeur ayant une faible densité apparente, une résistance élevée à la pression et un bon pouvoir calorifuge L'agrégat léger fabriqué à partir du mélange de l'invention est pour cette raison remarquable pour fabriquer des pierres de construction ayant un bon pou- voir calorifuge, en tant qu'additif pour le béton léger pour la construction et en tant qu'agrégat pour enduit isolant aux fins d'isolation thermique supplémentaire, ou pour du mor- tier isolant L'élimination coûteuse des déchets est compen- sée, selon l'invention, par la ré-incorporation économique des déchets dans le circuit politico-économique des denrées; grâce à la marchandise ainsi produite, on peut économiser des matières premières qu'il aurait fallu transformer. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description détaillée, donnée à titre d'exemple seulement, de formes de réalisation préférées. Dans une première forme de réalisation du mélar ge de l'inven- tion, on utilise environ 10 % en poids à environ 80 % en poids d'argile susceptible d'être expansée, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'huile de récupération, le reste étant des sédiments fluviaux et/ou marins Comme argile s'expan- sant bien, on utilise de l'argile irisée (Dogger a, Jura) ou des marnes supérieures bigarrées (Keuper moyen, km 3) Les Les sédiments fluviaux et/ou marins sont obtenus par décon- tamination des eaux courantes ou stagnantes Les sédiments peuvent être chargés de substances nocives Lors du traite- ment consécutif du mélange, ces substances nocives sont entourées d'une peau de frittage lors du brusque refroidisse- ment, de sorte qu'ils ne peuvent plus exercer leur nocivité. Dans la mesure o les substances nocives passent à l'état gazeux avant que la température d'expansion soit atteinte, le cadmium par exemple, elles sont évacuées et captées dans - des filtres à poussière et l'analogue Pour cette raison, il n'est pas nécessaire de délivrer des substances nocives les sédiments obtenus lors de la décontamination des eaux, ce qui nécessiterait des opérations compliquées et coûteuses. Dans une forme de réalisation préférée, le mélange est com- posé de moins de 30 % environ en poids d'argile, d'environ 68 % en poids à environ 88 % en poids de sédiments fluviaux et/ou marins,et environ 2 % en poids d'huile de récupération. Avec ce mélange, on peut fabriquer un agrégat léger qui a une densité apparente particulièrement faible et une résis- tance élevée Dans ce mélange, on peut utiliser exclusive- ment des sédiments fluviaux ou exclusivement des sédiments marins ou un mélange de sédiments fluviaux et-marins De préférence, on utilise un sédiment fluvial ou marin à grains fins. Dans une autre forme de réalisation, le mélange de l'invention est constitué d'environ 10 % en poids à environ 80 % en poids d'argile susceptible d'être expansée, d'environ 1 % à 5 % en poids d'huile de récupération, le reste étant constitué de cendres et/ou de boues Comme cendres, on utilise par exem- ple des cendres volantes constituées pour l'essentiel de matières minérales-pulvérulentes qui sont produites dans les installations modernes de filtres et de séparateurs des centrales au charbon Comme boues, on peut utiliser par exemple des boues rouges, telles-qu'elles sont produites lors de la fabrication de l'aluminium à partir dé la bauxite. L'agrégat léger fabriqué à partir de ce mélange se caracté- rise par sa faible densité apparente L'addition de cendres volantes accroît surtout notablement la solidité de l'agrégat léger, même par rapport à la première réalisation du-mélange. Dans la seconde forme de réalisation, le mélange peut com- porter uniquement des cendres volantes ou uniquement de la boue, ou un mélange de cendres et de boues Dans une forme de réalisation préférée, on utilise pour le mélange environ % en poids à environ 30 % en poids d'argile, environ 68 % en poids à environ 88 % en poids de cendres et/ou de boues et environ 2 % en poids d'huile de récupération Comme argile susceptible d'expansion, on peut également utiliser l'argile irisée ou des marnes supérieures bigarrées. Dans une troisième forme de réalisation du mélange de l'in- vention, on utilise environ 10 % en poids à environ 80 % en pois d'argile, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'huile de récupération, le reste étant des sédiments flu- viaux et/ou marins et des cendres et/ou des boues, dans tout rapport voulu Une composition préférée de ce mélange est environ 10 % en poids à environ 30 % en poids d'argile, envi- ron 2 % en poids d'huile de récupération et environ 68 % en- poids à 88 % en poids de sédiments fluviaux et/ou marins de granulométrie fine, mélangés dans tous les rapports possibles avec des cendres et/ou des boues Les rapports de mélange des sédiments fluviaux et/ou marins, et des cendres et/ou des boues dépend de la solidité recherchée pour l'agrégat léger Lorsque de grandes résistances sont exigées comme pour le béton léger, on utilise une plus grande proportion de cendres et/ou de boues De façon correspondante, la résistance de l'agrégat léger diminue lorsque la proportion de cendres et/ou de boues diminue. Dans toutes les formes de réalisation, les sédiments, les cendres et les boues sont à grains fins afin d'obtenir un mélange homogène Avec les mélanges décrits, on réduit le pourcentage d'argile, ce qui permet d'économiser cette matière première de grande valeur Dans les mélanges de l'invention, la plus grande partie est constituée par des déchets, qui n'ont donc pas besoin d'être mis à la décharge, mais peuvent être immédiatement utilisés pour la fabrication des agrégats légers. De préférence, chacun des mélanges décrits comportelune pro- 2539125 portion de boues rouges présentes en une concentration d'en- viron 1 % en poids à 10 % en poids dans les mélanges. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, le mélange contient des agents gonflants en tant que consti- tuant additionnel On peut réduire la proportion d'argile dans le mélange en fonction de la quantité d'agent gonflant ajoutée Si on ajoute par exemple à un mélange constitué de 70 % d'additif, par exemple des sédiments, 25 % d'argile et 5 % d'autres-additifs, 3 % d'agent gonflant, le pourcentage d'argile peut être abaissé à 15 % environ et le pourcentage d'additifs être augmenté jusqu'à 77 % environ Avec l'agent gonflant, on obtient une bonne et importante expansion lors de la fabrication d'argile expansée avec le mélange Les différents constituants du mélange sont mélangés avec de l'eau, granulés, puis séchés et préchauffés Après le séchage, le granulé est calciné et ce faisant expansé Pendant cette expansion, chaque granulé prend ses caractéristiques d'agré- gat léger L'expansion est contrôlée de telle sorte que les granulés ont déjà une peau de frittage fermée lorsque l'ex- pansion commence On empêche ainsi que les gaz nécessaires à l'expansion puissent s'échapper Grâce à l'agent gonflant, on obtient, malgré le pourcentage d'argile réduit, une expan- sion particulièrement bonne et élevée de sorte que le granulé expansé a une très faible densité apparente et une résistance très élevée à la pression L'agrégat fabriqué à partir du mélange est remarquable pour la fabrication de pierres de construction ayant un bon pouvoir calorifuge, en tant qu'addi- tif pour faire du béton léger pour la construction et en tant qu'additif pour isolant afin d'améliorer l'isolation thermique, ou pour des mortiers isolants. Pour le mélange, on utilise également en grande partie des déchets de sorte qu'il n'est plus besoin d'éliminer ces déchets de façon coûteuse Cette élimination est remplacée par la réincoroporation des déchets dans le cycle politico- économique des denrées et, grâce à la marchandise ainsi produite, on peut économiser des matières premières qu'autre- ment il aurait fallu transformer. Comme additifs, on peut utiliser des sédiments fluviaux et/ou marins Ces additifs, qu'autrement il aurait fallu éliminer de façon coûteuse, tels que des sédiments de barrages conta- minés par des métaux lourds, peuvent maintenant être traités pour fabriquer un agrégat léger de grande qualité pour maté- riaux de construction Grâce à l'addition d'agent gonflant, on peut également transformer de grandes quantités de ces additifs en un agrégat léger de grande valeur en utilisant une faible quantité de la précieuse matière première argile. A la place de sédiments fluviaux et/ou marins ou en même temps que ceuxci, on peut également traiter des cendres et des boues L'argile expansée a une peau de frittage fermée et lisse, des pores fins uniformément répartis et une grande résistance En utilisant le mélange de l'invention, on peut notablement améliorer la transformation en billes de l'argile expansée. Pour le mélange, on utilise environ 10 % en poids à 80 % en poids d'argile susceptible d'être expansée, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'agent gonflant, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'huile de récupération, le reste étant des sédiments fluviaux et/ou marins (environ % en poids à environ 88 % en poids) Les sédiments fluviaux et/ou marins sont obtenus lors de la décontamination d'eaux courantes ou stagnantes et ils peuvent être chargés de substances nocives Ces substances nocives sont enfermées dans la peau de frittage lors de la fabrication de l'argile expansée, de sorte qu'elles ne peuvent plus exercer leur nocivité Pour autant que ces substances nocives passent à l'état gazeux avant que soit atteinte la température d'expan- sion, comme le cadmium par exemple, elles sont évacuées et captées dans des filtres à poussières ou l'analogue Pour cette raison, il n'est pas nécessaire de libérer des substances nocives les sédiments résultant de la décontamination des eaux, ce qui exigerait des opérations compliquées et coûteuses. Pour un autre mélange, on utilise environ 10 % à environ 80 % en poids d'argile, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'agent gonflant, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'huile de récupération, le reste étant des cendres et des boues (environ 10 % en poids à environ 88 % en poids) Comme cendres, on peut utiliser par exemple des cendres volantes constituées essentiellement de substances minérales pulvéru- lentes,,qui sont produites dans les installations modernes de filtres et de séparateurs de centrales à charbon Comme boues, on peut utiliser les boues des eaux usées communales ou des boues industrielles, de type métallique ou organique. L'agrégat léger fabriqué à partir de ce mélange se caracté- rise par une faible densité apparente L'addition de cendres volantes accroit surtout notablement la résistance de l'agré- gat léger Le mélange peut ne contenir que des cendres ou que des boues, ou un mélange de cendres et de boues. Dans une autre forme de réalisation du mélange, on utilise environ 10 % en poids à environ 80 % en poids d'argile suscep- tible d'être expansée, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'agent gonflant, environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'huile de récupération, le reste étant des sédiments fluviaux et/ou marins, et des cendres et/ou des boues (envi- ron 10 % en poids à 88 % en poids) Les sédiments fluviaux et/ou marins peuvent être mélangés avec des cendres et/ou des boues dans tous les rapports possibles Les rapports de mélange dépendent de la résistance recherchée pour l'agré- gat léger Si des résistances élevées sont exigées, comme par exemple pour le béton léger, on utilise une plus grande proportion de cendres et/ou de boues De façon correspondante, le pourcentage de cendres et/ou dé boues est plus faible si la résistance de l'agrégat léger doit être plus faible. Dans toutes les formes de réalisation, les sédiments, cendres et boues sont à grains fins, pour obtenir un mélange homogène. Comme agent gonflant, on utilise de préférence un liant alca- lin qui permet d'assembler solidement les constituants du mélange De préférence, on utilise comme agent gonflant des ciments, par exemple du ciment de Portland. Revendications. 1 Mélange pour fabriquer des agrégats légers pour matériaux de construction, caractérisé en ce que le mélange comporte au moins 1 % en poids jusqu'à environ 5 % en poids maximum d'huile de récupération, environ 10 % en poids à environ 80 % en poids d'argile susceptible d'être expansée, le reste étant un additif. 2 Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte moins d'environ 30 % en poids d'argile, environ 68 % à environ 88 % en poids d'additif et environ 2 % d'huile de récupération. 3 Mélange selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme argile l'argile irisée (Dogger a, Jura): 4 Mélange selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme argile des marnes bigarrées (Keuper moyen, km 3). Mélange selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme additifs des cendres et des boues mélangéés. 6 Mélange selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme additifs des sédiments fluviaux et/ou marins. 7 Mélange selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mélange comporte des sédiments fluviaux et/ou marins et des cendres et/ou des boues dans n'importe quel rapport voulu. 8 Mélange selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des boues rouges dans une 2539125 concentration d'environ 1 % en poids à environ 10 % en poids. 9 Mélange pour fabriquer des agrégats légers pour des maté- riaux de construction, notamment selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange comporte environ 1 % en poids à environ 5 % en poids d'agent gonflant. Mélange selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'agent gonflant est un liant alcalin. 11 Mélange selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que l'agent gonflant est du ciment. 12 Mélange selon l'une quelconque des revendications 9 à il, caractérisé en ce que le mélange contient des agents gon- flants dans une plage comprise entre environ 2 % en poids et environ 4 % en poids.