Brevet FR2538374A1 — publié le 19840629

2-38374 "Agent de démolition pour matériaux fragiles". L'invention a pour objet un agent de démolition pour matériaux fragiles tels que roche et structures en bé- ton à basse température. En tant que moyen pour briser par voie statique la roche, le béton et d'autres matériaux similaires, on con- nait dans la technique des agents de démolition qui utilisent la pression produite par la chaux vive lorsqu'elle se dilate par suite de son hydratation Ces agents sont chargés dans des trous forés dans les matériaux fragiles et on les laisse se di- later pour que la pression résultante brise ces matériaux en les réduisant en matériaux de démolition La pression de dila- tation d'un tel agent de démolition dépend naturellement de sa teneur en chaux vive ou Ca O libre: plus cette teneur est éle- vée, plus on obtient rapidement la haute pression désirée Ce- pendant, une teneur en chaux vive plus élevée provoque un déga- gement de chaleur plus élevé lors de l'hydratation qui suit im- médiatement l'addition de l'eau, ce qui entraine une production rapide de vapeur dans les trous chargés avec l'agent de démolition, en augmentant ainsi le risque de jaillissement de cet agent hors des trous. En particulier, lorsqu'on l'utilise à une faible température inférieure à 10 C, à laquelle la réaction de la chau vive et de l'eau est sérieusement contrecarrée dans les trous, on désire que l'agent contienne le plus possible de chaux vive, ou Ca O libre, pour obtenir une pression de dilatation suffisam- ment marquée Cela n'est cependant pas possible en pratique par ce que la teneur accrue en chaux vive augmente si rapidement la température de l'agent de démolition après le mélange avec l'ea que le jaillissement se produit presqu'immédiatement après le chargement de cet agent dans les trous Pour ces raisons, les agents de démolition usuels ont souvent été incapables de brise les matériaux fragiles dans un temps raisonnable aux basses températures ou ils ont nécessité la mise en place de protec- tions contre le jaillissement, par exemple la couverture des -2- trous chargés à leur extrémité ouverte, ou l'introduction de bouchons spéciaux ou éléments similaires dans les trous. L'invention a pour but de créer un agent de démo- lition ne présentant pas les défauts mentionnés précédemment et capable d'assurer la démolition à basse température, dans un temps réduit et sans aucun danger de jaillissement. A cet effet, l'invention concerne un agent de dé- molition du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'il contient de la chaux vive calcinée à fond et réduite en poudre par broyage avec une teneur ne dépassant pas 20 % en poids de Ca O libre sous forme de particules dont la taille est de 10 et au-dessous. L'invention sera mieux comprise à partir de la description détaillée qui suit à titre non limitatif. Après des recherches poussées qui ont été effectuées au sujet du jaillissement, on a constaté que ce phénomène est de principalement à la teneur en Ca O libre sous forme de parti- cules de taille égale ou inférieure à 10 présentes dans l'agent, que ces particules favorisent la réaction d'hydratation, mais contribuent faiblement à l'élévation de la pression de dilata- tion finale et que le jaillissement peut être évité en limi- tant une valeur égale ou inférieure à 20 % en poids, la propor- tion des particules de Ca O libre de 10 g ou plus fines sur la base de ces découvertes, la présente invention a été perfectionnée. Ainsi, la présente invention est caractérisée en ce que l'agent de démolition comprend de la chaux vive calci- née à fond obtenue en calcinant du calcaire ordinaire et en le réduisant en poudre par broyage, cet agent ne contenant pas plus de 20 % en poids de Ca O libre sous forme de particules d'une taille de 10 ou plus fines. La chaux vive destinée à la préparation de l'agent de démolition suivant l'invention est de la chaux vive ordi- naire calcinée à fond Elle est habituellement obtenue en cal- cinant du calcaire ordinaire à 1300 'C à 1600 'C, elle a une ac- tivité de 20 à 40 et contient 80 à 95 % de Ca O libre Le terme -3- "activité" utilisé ici désigne la température en degrés cen- tigrade, atteinte 10 minutes après sa préparation par une bouillie obtenue par un procédé dans lequel on réduit en pou- dre des grains de chaux vive calcinée à fond pour obtenir des particules d'une taille de 300 g et moins dans une chambre maintenue à 20 'C avec une commande thermostatique, on prélève des échantillons de 50 g de chacune des classes de particules plus fines que 150 g et de dimensions comprises entre 150 et 300 g, on mélange les deux échantillons et on place le mélange dans 400 g d'eau à 200 C dans un récipient en-verre (bouteille à vide utilisé dans le procédé de mesure de la chaleur d'hydra- tation du ciment conformément à la Norme Industrielle Japonaise R 5203) et on transforme l'ensemble du mélange en bouillie par malaxage pendant 3 minutes L'expression "Ca O libre" utilisée dans la présente invention désigne la teneur de l'agent en Ca O non combinée Elle est mesurée en déduisant la teneur en Ca(OH)2 déterminée par l'analyse thermique différentielle à partir de la somme des teneurs en Ca O et Ca(OH> 2 déterminées en effectuant l'analyse par le procédé glycérine-alcool, pro- cédé habituellement agréé pourl'analyse quantitative de la chaux vive. Le pourcentage en poids de Ca O libre sous forme de particules d'une taille de 10 g et plus fines dans l'agent de démolition, peut conformément à l'invention, être déterminée à partir du pourcentage de Ca O libre dans les particules obte- nues en faisant passer l'agent à travers un tamis à soufflage (ouverture 10) dont l'utilisation est spécifiée dans le pro- cédé d'essai standard de la "CEMENT ASSOCIATION of JAPAN" (Association Japonaise du Ciment) /CATS K-03-1982. On désire que la teneur en Ca O libre, sous forme de particules de 10 g et plus fines, dans l'agent de démoli- tion soit minimale, l'idéal étant une valeur nulle ou 0 %. Cependant, la réalisation pratique d'une telle teneur exigerait trop de temps et d'efforts pour être justifiée au point de vue commercial En pratique, on réduit donc le pourcentage en poids _ 4 _ de Ca O libre sous forme de particules de 10 Ai et plus fines par simple tamisage des matériaux pulvérisés, par réduction en poudre avec un broyeur muni d'un séparateur ou de préférence en ajoutant sous forme finement divisée de la roche, des sco- ries, du ciment ou d'autres matières minérales en tant que diluant, à la chaux vive en poudre dont la teneur en Ca O libre et l'activité sont suffisantes pour produire une pression de dilatation plus élevée que la pression nécessaire. Avec un pourcentage limité de très fines parti- cules de chaux vive, l'agent de démolition suivant l'invention peut aisément être chargé dans des trous perforés dans les ma- tériaux fragiles Il peut aisément être emballé dans des em- ballages en papier sous forme de capsules adaptées à la manu- tention ou il peut être mélangé au préalable avec de l'eau pour être utilisé sous forme de bouillie Dans ce dernier cas, un agent de réduction d'eau pour béton peut être ajouté en propor- tion appropriée pour diminuer la proportion d'eau dans la bouil- lie et obtenir ainsi une pression de dilatation accrue L'agent de démolition suivant l'invention, qui présente une faible vi- tesse de montée initiale en température malgré sa teneur élevée en chaux vive, peut contenir une substance activant l'hydrada- tion, par exemple le chlorure d'aluminium, pour accélérer le développement de la pression de dilatation aux basses tempé- ratures. Conformément à la présente invention, -on obtient à basse température une pression de dilatation suffisamment éle- vée plus rapidement qu'avec les agents de démolition classiques. On peut ainsi effectuer la-démolition de matériaux fragiles en une demijournée seulement En outre, il n'est pas nécessaire de recouvrir les trous chargés, ni de les protéger avec des bouchons ou des garnitures quelconques, parce que le jaillis- sement de l'agent de démolition hors du trou est parfaitement évité Il en résulte que l'opération de démolition est simpli- fiée. -5- L'invention est illustrée dans la suite par des exemples Exemples 1 à 3 et exemples comparatifs 1 et 2. On a calciné du calcaire dans un four vertical chauffé au coke Les grains de chaux vive calcinée à fond ainsi obtenus, présentant une activité de 30, ont été réduits dans un broyeur à boulets en chaux vive pulvérulente dont les particules avaient une taille ne dépassant pas 0,6 mm Cette chaux vive pulvérulente a été triée en deux parties dans un séparateur de particules à air au micron Ces parties compre- naient les fines particules de taille supérieure à 10 et les particules plus fines de 10 g et au-dessous. Les particules triées ont été mélangées dans des proportions diverses pour préparer, à titre d'exemples, des agents indiqués dans le tableau 1 pour des essais de jaillisse- ment La teneur en Ca O libre de la chaux vive la-plus fine étai égale à 95 %. Le déroulement des essais de jaillissement est indiqué ci-après Chaque mélange de chaux vive a été emballé dans un récipient cylindrique en papier se présentant sous for- me d'une capsule (dimension transversale 30 mm, longueur 250 mm) La capsule a été plongée dans de l'eau à 10 'C pendant 2 minutes pour absorber de l'eau Elle a été ensuite chargée dans un trou (dimension transversale 36 mm, profondeur 250 mm) perforé au centre d'une éprouvette en béton ayant un diamètre de 300 mm et une hauteur de 300 mm (présentant une résistance à la com- pression de 500 bars) pour voir si le jaillissement se produi- rait. Les résultats d'essai sont donnés dans le ta- bleau 1. Ce tableau montre que, pour éviter le jaillisse- ment à une température inférieure à 100 C, il est souhaitable de limiter à 20 % en poids ou moins la teneur de l'agent de démolition en Ca O libre sous forme de particules de 10 ou plus fines. 2538374 i 6 - TABLEAU 1 ESSAIS DE JAILLISSEMENT A 100 C. TENEUR DE L'AGENT DE DEMOLITION EXEMPLE _ EN Ca O libre del Ou ou moins 1 5 NON 2 8 " 3 20 " Comparatif No 1 26 OUI si il N 02 31 lu EXEMPLES 4 à 7 et EXEMPLES COMPARATIFS 3 et 4 De la chaux vive ayant une activité de 30 a été réduite en poudre avec une finesse (valeur Blaine) de 2000 cm 2/g et les matières en poudre ont été triées par un séparateur pour obtenir une poudre de chaux vive contenant 20 % de Ca O libre sous forme de particules de 10 g ou plus fines On a formé un échantillon à titre d'exemple contenant la poudre et un agent de réduction d'eau portant la marque "Mighty"* (condensat d'acide naphtalène-sulfonique et de formaline fabriqué par la Socié- té Kao Soap Co). Pour avoir d'autres exemples, on a formé des mé- langes comportant des proportions diverses de ciment Portland ordinaire et de chlorure d'aluminium (hydraté) en tant que subs- tances activant l'hydratation Ces produits ont été mélangés avec 30 % d'eau pour préparer des bouillies Chaque bouillie d'essai a été versée dans un tube en acier ( 38,4 mm de diamè- tre intérieur et 5,1 mm d'épaisseur de paroi) chaque tube étant muni extérieurement d'un extensomètre Les tubes ont été main- tenus verticalement dans des réservoirs d'eau placés dans des chambres à températures commandées thermostatiquement à 00 C ou 'C Ces pressions de dilatation ont été enregistrées Des agents de démolition du commerce convenant pour une utilisation à ces températures d'essai ont été essayés de la même manière en ce qui concerne leurs pressions de dilatation Le tableau 2 résume les résusltats. TABLEAU 2 Ex chaux vive Ciment Portland Al Cl 3 6 H 20 "Mighty" Pression de dilatation Temps d'essai (parties) ordinaire (teneur active) (en poudre) {bars) (Oc) (parties) (parties) (parties) 6 h 12 h 24 h 4 100 O O 1,0 167 245 304 O 99 1 2,0 1,0 104 200 296 O Ccumpar N 3agent du comlerce (pour -5 C à 5 C) 59 120 184 O 6 100 O O 1,0 216 304 373 10 7 97 3 1,0 1,0 245 314 346 10 Coepar N 04 agent dru comierce (pour O C à 10 C) 112 186 246 10 L 1 I LYI l l 2538374 i _ 8 - Ces résultats montrent que les agents de démoli- tion préparés conformément à l'invention produisent à basse température des pressions de dilatation plus élevées en des temps plus courts que les agents équivalents disponibles dans le commerce. EXEMPLES 8 à 11 et EXEMPLES COMPARATIFS 5 et 6 Un trou de 38 mm de diamètre et de 450 mm de pro- fondeur a été perforé au centre d'éprouvettes en béton ayant chacune un diamètre de 500 mm et une hauteur de 500 mnm (chaque éprouvette présentant une résistance à la compression de 373 bars et une résistance à la traction de 37,3 bars Les éprouvettes ont été maintenues à température constante dans une chambre à température commandée thermostatiquement à O C ou 10 C Des es- sais de démolition ont été effectués avec de telles éprouvettes en utilisant les agents de démolition des exemples 4 à 7 et des exemples comparatifs 3 et 4 Les résultats sont indiqués dans le tableau 3 Ces résultats montrent clairement que les agents de démolition préparés conformément à l'invention peuvent bri- ser à basse température des matériaux fragiles plus rapidement que les agents courants du commerce. TABLEAU 3 Agent de Tmpérature Temps de démolition Exemple démolition d'essai ( C) (H) 8 Le mrme que dans l'ex 4 O 14 9 "i " 5 O 18 C Oaratif N 5E " ex Comp N 3 O Pas de démolition Le mmoe que dans l'ex-6 10 10 11 " " " 7 10 8 Onaaratif N 6 " " ex Comp N 4 10 24 2538374 i' -9- REVENDICATIONS 1 ) Agent de démolition pour matériaux fragiles caractérisé en ce qu'il contient de la chaux vive calcinée à fond et réduite en une poudre par broyage avec une teneur ne dépassant pas 20 % en poids de Ca O libre sous forme de particules dont la taille est de 10 g et au-dessous. ) Agent de démolition selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaux vive calcinée à fond est obtenue en calcinant du calcaire à 1 300 'C à 1 6000 C, à une activité de 20 à 40 et contient de 80 à 95 % de Ca O libre. ) Agent de démolition selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en Ca O libre est une valeur ob- tenue en analysant la chaux vive broyée par le procédé glycérine- alcool, et en déduisant de la teneur en Ca O libre et Ca(OH)2 dé- terminée dans la chaux vive, la quantité de Ca(OH)2 déterminée pai analyse thermique différentielle de la chaux vive. ) Agent de démolition suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour limiter ladite teneur en Ca O libre à une valeur ne dépassant pas 20 % en poids, on ajoute en tant que diluant une matière minérale finement divisée, telle que de la roche, des scories ou du ciment. ) Agent de démolition selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut contenir un agent de réduction de l'eau et/ou une substance activant l'hydratation pour le béton.