Brevet FR2568243A1 — publié le 19860131

La présente invention concerne l'utilisation de scories d'acié- ries de densité élevée employées seules ou en association avec d'autres agrégats. Ces scories, généralement dénommées "SCORIES LD" sont utili- sées dans l'invention, soit en blocs, soit en gravillons, soit en sable, soit en poudre, soit en mélange de granulométries, suivant les caracté- ristiques recherchées dans les bétons et dans les lests. Pour être em- ployées comme agrégats denses dans les bétons ces scories doivent subir un certain nombre de traitements ayant pour but l'élimination complète des particules de chaux libre. Un exemple de procédé mais qui n'est pas limitatif: les sco- ries sont préalablement concassées et stockées à l'air libre pendant six mois à un an. Les pluies, pendant cette période de stockage, favo- risent l'hydratation de la chaux qui, en gonflant, fragmente ces maté- riaux. Après cette période de 6 à 12 mois ces scories sont éventuelle- ment soumises à nouveau à un concassage énergique, recriblées et mieux relavées. Un procédé de comminution très intéressant pour cette fabri- cation est le concassage à percution. Les granulats ainsi obtenus présentent les caractéristiques suivantes: Los Angelès: 12 à 16 Poids spécifique: 3.5 à 3.6 L'analyse chimique est plus ou moins variable mais cela n'est pas significatif pour la présente invention. CaO.... 46.5 à 48.7 % MgO.... 3.9 à 7.3 % R205... 1.5 à 2.3 % SiO2... 11.0 à 14.2 % Fe..... 14.0 à 16.7 % Mn..... 3.0 à 7.0 % A1203.. 1.2 à 1.6 % Jusqu'à présent les bétons denses étaient obtenus avec de la barytine pour les densités voisines de 3.5, avec des oxydes de fer pour les densités jusqu'à 4 environ, avec des ferro-silicium pour des den- sités supérieures. Restaient les bétons de la gamme de 2.5 à 3. Les plus grands débouchés, pour de telles densités de béton sont: les ouvrages à la mer, cuirasses de digues, o la formule de Hudson privilège la densité blocs de formes diverses, tétrapodes, acropodes, etc... Un autre grand débouché se trouve être les embases de plateformes, embases de colonnes articulées, lestage de corps-morts, etc... Du fait des grands tonnages mis en jeu la notion de coût est déterminante. En raison du prix élevé des agrégats denses habituels, barytine ou oxydes de fer, les solution béton dense, pour de tels ouvrages, étaient rarement retenues. Il fallait donc trouver des agrégats permettant d'alourdir le béton, ayant des caractéristiques mécaniques élevées, tout en conservant des prix de revient voisins de ceux des bétons obtenus avec des agrégats traditionnels. Exemples d'utilisation de bétons réalisés avec les agrégats selon l'invention: contrepoids de machines à laver, béton dense de revêtement de pipelines, cuirasses de digues, embases de plateformes et de colonnes articulées, lestage de corps-morts. Selon l'invention les agrégats denses obtenus à partir de ces scories d'aciéries peuvent être utilisés seuls ou en mélange avec d'autres agrégats qui peuvent être, soit de densité et de prix équivalents, soit moins denses et plus économiques, soit plus denses pour doper un béton au niveau de la densité. Exemples: N i - Un béton constitué uniquement par des agrégats selon l'invention au m3 de béton - Scories LD 6/lOmm... 647 kgs Scories LD 2/6mm.... 764 kgs Scories LD O/lmm.... 1.010 kgs Ciment.............. 420 kgs Eau....... ........ 160 litres Réducteur d'eau..... 0,9% du poids de ciment Densité humide...... 3.004 N 2 - Un béton constitué par les agrégats selon l'invention, en mélange avec des scories de plomb ou de zinc granulées: au m3 de béton - Scories LD 6/10mm... 647 kgs Scories LD 2/6mm...DTD: . 764 Kgs Scories zinc 0/800 u 1.050 Kgs Ciment.............. 420 kgs Eau................. 160 litres Réducteur d'eau..... 0,9% du poids de ciment Densité humide...... 3.038 Résultat flexion à 28 jours...... 8.55 MPa Résultat compression à 28 jours.. 74.8 MPa N 3 - Un béton constitué par les agrégats selon l'invention, en mélange avec du minerai de fer: au m3 de béton - Scories LD 10/15mm.. 1.000 kgs Scories LD 6/10mm... 245 kgs Hématite SI 96 O/lOmm 1.700 kgs Ciment.............. 350 kgs Eau............DTD: ..... 180 litres Réducteur d'eau..... 0,9 % du poids de ciment Densité humide...... 3.449 Résultat flexion à 28 jours...... 8.67 MPa Résultat compression à 28 jours.. 61.22 MPa Les agrégats selon l'invention trouvent un débouché tout indiqué chaque fois qu'on recherche des qualités mécaniques exceptionnelles, des..DTD: densités élevées mais des prix voisins de ceux des agrégats tradition- nels. De tels agrégats denses peuvent être utilisés avec d'autres liants que le ciment, par exemple des bitumes ou des liants plastiques, tout en restant dans le cadre de la présente invention. Ils peuvent être également utilisés sans liant pour obtenir des lests qui trouvent leur application en off-shore: lestage de plate- formes gravitaires, embases de colonnes, ets..; que ce soit comme agré- gats dans les bétons ou comme agrégats dans les lests, les agrégats selon l'invention sont parfaitement. compatibles avec les autres bétons, les armatures métalliques, et sont donc, de ce fait, tout indiqués pour les emplois en off-shore. En recherchant les meilleurs arrangements granulométriques, la densité des lests obtenus avec les agrégats selon l'invention dépasse toujours celle qu'on obtiendrait avec des agrégats ordinaires: granit, basalt, olivine. Grace à leur densité élevée les agrégats selon l'invention représentent le compromis densité/prix le plus satisfaisant, et dans les lests sans liant, le traitement préconisé pour l'élimination de la chaux libre n'est pas indispensable. Comme pour les bétons, les agrégats selon l'invention peuvent être utilisés dans des lests, soit seuls, soit en mélange avec d'autres agrégats soit plus denses soit moins denses. Pour des lests genre coulis sans ciment on peut remplacer, en volume, le ciment par cette même scorie d'aciérie broyée. Le poids spé- cifique de la scorie LD broyée est de 3.5/3.6, comparée à celle du ciment qui est de 3.05 à 3.1. Les 350 Kgs de ciment d'une formule béton devien- nent donc sensiblement 400 kgs de Scorie LD broyée, soit un gain de kgs/m3 environ. Il est également possible d'obtenir des coulis denses d'injection, soit avec la Scorie LD seule, soit en mélange avec d'autres agrégats. Exemples: N 1 - Coulis dense réalisé avec la Scorie LD seule: au m3 de coulis Scorie LD 1/5mm... 2.034 kgs Scorie LD broyée-.. 700 kgs Eau.............. 230 litres -Réducteur d'eau... 1% du poids de Scorie LD broyée Densité...DTD: ......... 2.964..DTD: N4 2 - Coulis dense réalisé avec la Scorie LD en mélange avec de l'Héma- tite: au m3 de coulis - Hématite 0,1/3mm 2.865 kgs Scorie LD broyée... 700 kgs Eau................ 230 litres Réducteur d'eau.... 1% du poids de Scorie LD broyée Densité............ 3.795 La scorie LD broyée peut être remplacée, dans les coulis, par de la Bentonite, de la sépiolite, de la cendre volante ou des oxydes de fer colloïdaux, ou tout autre filler, tout en restant dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Utilisation de ces scories, généralement dénommées Scories LD, pour la constitution de lests de densités supérieures à celles que l'on peut obtenir avec les agrégats traditionnels, ainsi que pour la constitution de bétons lourds et de coulis denses. Les scories selon l'invention sont carac- térisées en ce que leur arrangement granulométrique permet d'obtenir une densité apparente jusqu'à 2.5 pour un poids spécifique de 3.5. 2. Lests préparés à partir des scories selon la revendication 1, caractérisés par le fait qu'ils sont d'une densité plus élevée que les lests préparés avec des agrégats traditionnels, et qu'ils sont surtoututilisables en atmosphère marine et en off-shore, n'entraînant pas de corrosion des armatures et pas de risque de corrosion des enveloppes métalliques. 3. Bétons denses élaborés à partir des scories selon la revendica- tion 1, dont la densité peut être ajustée, soit par l'arrangement granulo- métrique des scories selon l'invention, soit en remplaçant tout ou partie d'une fraction granulométrique par des agrégats plus denses ou moins denses, suivant le cas. Ces bétons sont caractérisés par le fait qu'ils sont d'une densité supérieure à celle des bétons traditionnels et qu'ils sont utilisa- bles en atmosphère marine et en off-shore; pas de corrosion des enveloppes ou armatures métalliques et pas de risque de couplage électrogalvanique entre armatures de bétons de nature différente. 4. Coulis élaborés à partir des scories selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils sont constitués en totalité par ces scories, autant pour la partie agrégat que pour la partie Filler résultant du broyage des scories selon l'invention, à la finesse nécessaire; tout ou partie des agrégats peut être remplacée par d'autres agrégats plus denses ou moins denses, toujours liés par cette scorie broyée. 5. Coulis denses selon la revendication 4 caractérisés par le fait que la scorie LD broyée peut être mélangée avec de la Bentonite, de la Sépiolite, de la cendre volante ou des oxydes de fer colloïdaux, ou tout autre filler.