Brevet FR2575743A1 — publié le 19860711

La présente invention concerne les liants à base de résines thermoplastiques destinés à agglomérer ou à coller des agrégats ou des corps minéraux, végétaux et/ou synthétiques. Les produits connus destinés à agglomérer les agrégats sont: 1- Le bitume: malgré sa grande utilisation, le bitume présente de nombreux inconvénients: - il nécessite une preparation minutieuse des sols et une multiplicité de travaux de préparation et de mise en oeuvre, - il posséde une faible résistance à la compression, à la traction, à la flexion, au froid, à la chaleur, à l'action des acides, - il manque de souplesse, de dureté et d'étanchéité, - il nécessite un entretien attentif et coûteux. 2- Les bitumes spéciaux: produits très peu répandus et obtenus en rajoutant au bitume, dans des proportions variables, des résines thermoplastiques et des additifs divers pour en accroître les performances. Le produit résultant est cher et ne solutionne qu'une partie des inconvénients précédents. 3- Le ciment: produit très répandu mais qui présente égale- ment des inconvénients: - sa mise en oeuvre nécessite des coffrages et des quantités importantes d'eau, - le phénoméne de retrait et de dilatation, au froid et à la chaleur, nécessite des joints de dilatation, - sa résistance à la traction est moyenne et à la flexion faible. 4- Les résines thermoplastiques: divers essais ont e' été effectués mais à ce jour aucun ne donne des résultats satisfaisants en mouillabilité, accrochage et performances mécaniques. Le liant synthétique objet de la présente invention diminue ou supprime la plupart des inconvénients précédents et présente de très nombreux avantages, à savoir: 1- il peut titre fabriqué à froid ou à chaud et commercialisé en sacs, comme le ciment, sous la forme pulverisée ou granuuse ou autre. I1 est donc facile à stocker, transporter et utiliser puisque il n'est mélangé aux agrégats qu'avant mise en ceuvre et ce au niveau du malaxeur, à une température comprise entre 100 et 2000C. En outre, il utilise le même matériel que celui employé pour la mise en oeuvre des enrobés de bitume; 2- ses qualités exceptionnelles de mouillabilité et d'accrochage permettent son utilisation avec tout type d'agrégat: sables, graviers, pierres, terres, végétaux, etc; 3- le béton de résine obtenu associe les qualités du plastique (souplesse) à celle des agrégats (dureté) ce qui lui permet de subir, sans casser, les malformations du sous-sol. Sa grande résistance à la compression lui permet d'être un revêtement porteur. I1 a des qualités exceptionnelles: - grande résistance'à la compression, à la traction, à la flexion, à la température et à l'action des agents chimiques (acides, hydrocarbures); - bonne isolation phonique, coloration facile. Le liant synthétique (L) objet de la présente invention utilise, comme matière de base, une ou plusieurs résines thermoplastiques (R) : polyéthyléne, polypropyléne, chlorure de polyvinyle (PVC), acétate de vinyle-éthyléne (EVA), etc. Les meilleurs résultats on été obtenus avec de l'EVA dosée à environ 18% d'acétate de vinyle. Compte tenu du fait que les résines thermoplastiques ne présentent aucune caractéristique intéressante de mouillabilité, d'accrochage et de résistance mécanique, il a fallu essayer un certain nombre d'additifs pour améliorer leurs caractéristiques. La mouillabilité des résines thermoplastiques entre 100 et 200"C, a été améliorée par l'utilisation comme additifs: - d'une part du chlorure de sodium NaCl et/ou du carbonate de soude Na2C03 - d'autre part du feldspath par l'action de Na20 et K20 contenus dans celui-ci. D'excellents résultats on été obtenus avec du feldspath sodique provenant des Pyrénées Orientales dont la composition est la suivante: SiO2 (65,5%)-Al203(19,5%)-Fe203(0,35%)-Ti02(0,30%) Ca0(0,8%)-Mg0(0,30%)- K20(4,2%)-Na20(7,8%). La résistance mécanique des résines thermoplastiques (R) a été nettement améliorée par l'utilisation d'un autre additif: un minerai de fer (la sidérite) provenant également des Pyrénées Orientales et dont la composition est la suivante: Fe(36,32%)-SiO2(1,58%)-CaO(7,78%)-Al2O3(0,48%)-MgO(3,87%)- Mn(3X1%)-K(0,07%) Dolomie(46X8%):1a dolomie étant un carbonate double de calcium et de magnésium. L'action de l'alumine contenue dans le feldspath a également son importance dans l'amélioration des performances des résines thermoplastiques. D'excellents resultats ont été obtenus avec la composition suivante: - 500 kgs d'agrégats de granulomètrie 0-10 - 25kgs d'EVA à 18% - 0,175 kg de feldspath - 0,050 kg de sidérite - 0,025 kg de chlorure de sodium autrement dit: - additifs entre-eux: 10% de (Na) + 20% de(Fe) + 70% de (Fd) - additifs par rapport au poids de résine: globalement 1% - liant par rapport au poids des agrégats: 5% Les résultats correspondants sont donnés dans le tableau ciaprès qui effectue en même temps une comparaison avec les bétons à base de bitume et à base de ciment. DESIGNATION BITUME CIMENT RESINE % de liant 6,5 13 5 densité 2,2 2,5 2,3 compression DURIEZ (bars) 80 250 - 250 mini traction indirecte (bars) 10 18 30 mini compression MARSHALL (kg/cm) 1300 - 5000 mini déformation MARSHALL (mm) 1,20 1,00 résistance à -20 C cassure retrait sans effet résistance à +60"C ramolit dilate sans effet résistances aux acides détériore détériore sans effet En fonction de: - la nature et la granulomètrie des agrégats (A) - la nature des résines thermoplastiques (R) - la nature et les proportions des corps entrant dans la composition des additifs (C), les proportions de base précédentes peuvent varier: - pour les additifs par rapport au poids de résine: de 0,3 à 5% - pour les résines par rapport au poids des agrégats: de 2 à 15% Quant aux additifs entre-eux: ils peuvent varier dans de larges proportions, voire disparattre pour (Fe) et/ou (Fd) mais avec des performances moindres pour le ou les produits obtenus. Il est possible: - soit de mélanger (R) (Na) (Fd) et (Fe) entre 100 et 2000C pour donner le liant (L) prêt à l'emploi, - soit de mélanger, au niveau du malaxeur, directement (R) (Na) (Fd) et (Fe) aux agrégats (A) préalablement chauffés entre 100 et 200"C. Des additifs minéraux (M), aux effets connus, par exemple l'oxyde de magnésium pour la dispersion ou la silice pour la liaison, peuvent etre rajoutés au liant sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Du bitume peut éventuellement remplacer, en plus ou moins grande quantité, une partie des résines (R). Le liant ainsi obtenu peut servir à la fabrication d'enrobés, d'agglomérés, de conglomerats et de bétons. Ses applications peuvent être nombreuses: routes, pistes, quais, reve- tements, etc. Le liant synthétique (L) peut également servirez à coller des corps minéraux, végétaux et/ousynthétiques en le chauffant entre 100 et 200"C. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits ci-avant et peut comporter des variantes d'exécution. Le produit selon l'invention est plus particulièrement utilisé dans le b timent et les travaux-publics. REVENDICATIONS 1- Liant synthétique (L), destiné à agglomérer ou à coller des agrégats ou des corps (A) minéraux, végétaux et/ou synthétiques, caractérisé en ce qu'il comporte: - comme matière de base: une ou plusieurs résines thermoplastiques (R), - comme additifs: au moins un corps appartenant au groupe (Na) du sodium et de ses composés ou dérivés. 2- Liant synthétique (L), selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de base (R) est de l'acétate de vinyle-éthyléne (EVA) plus ou moins dosée en acétate de vinyle. 3- Liant synthétique (L), selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'additif, appartenant au groupe (Na), est du chlorure de sodium et/ou du carbonate de soude. 4- Liant synthétique (L), selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un corps, appartenant au groupe (Fd) des feldspaths et de ses composés ou dérivés, est ajouté à (R) et à (Na). 5- Liant synthétique (L), selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un corps, appartenant au groupe (Fe) des minerais de fer, contenant entre-autre de la dolomie, est ajouté à (Fd) et/ou (R) et (Na). 6- Liant synthétique (L), selon lune des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les additifs (Na) et (Fd) et/ou (Fe) sont mélangés à la matière de base (R) dans des proportions comprises entre 0,3 et 5% du poids de résine (R), soit à la température ambiante, soit à une température comprise entre 100 et 2000C. 7- Liant synthétique (L), selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il peut agglomérer des agrégats ( ) minéraux, végétaux et/ou synthétiques, préalablement chauffés dans un malaxeur entre 100 et 2000C, dans des proportions de liant (L) comprises entre 2 et 15 du poids des agrégats (A). 8- Liant synthétique (L), selon la revendication 7, caractérisé en ce que du bitume peut remplacer, en plus ou moins grande quantité, une partie des résines (R) 9- Liant synthétique (L), selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il peut souder des corps (A) minéraux, végétaux et/ou synthétiques, en le chauffant entre 100 et 200"C.