Brevet FR2590249A1 — publié le 19870522

"Activant destiné à être incorporé à un mélange comportant au moins un sable, et un liant tel que laitier granulé" La présente invention concerne d'une manière générale, les mélanges du genre constitué d'au moins un sable et d'un liant tel que laitier granulé de haut fourneau couramment utilisés dans la construction pour réaliser des ouvrages quelconques, et dans lesquels on incorpore un activant propre à accélérer la prise du liant. On a déjà proposé dans le brevet français No 2 191 550 du 26 Juin 1972, au nom de la demanderesse, un mélange à base de sable et d'un liant tel que laitier granulé de haut fourneau, mélange dans lequel on incorpore un activant servant de catalyseur de prise, ledit activant étant composé de soude caustique dispersé dans du gypse finement divisé à raison de 5 à 10 % par rapport au gypse. Dans le brevet français No 2 428 629 du 12 Juin 1978 éga lement au nom de la demanderesse, on a décrit un procédé de préparation d'un activant, suivant lequel à la place de la soude caustique, on incorpore au gypse finement divisé, 10 à 24 % de sulfate de soude, 3,7 à 9 % de chaux compté au CaO par rapport au gypse. Dans le brevet français No 2 390 392, on a proposé un autre activant pour accélérer la prise du mélange déjà cité, un tel activant étant constitué par une composition du gypse et de chaux utilisée à raison de 6 à 15 % par rapport au gypse. Dans tous ces documents les activants mis au point pour accélérer la prise, donnent lieu à des mélanges hydrauliques dont les caractéristiques de résistances mécaniques, pour une durée de temps équivalente, ne sont pas très éloignées les unes des autres. De plus, dans les mélanges comportant des sables broyés (fines) il est connu que l'incorporation de ceux-ci en quantité appropriée, améliore la stabilité des mélanges (facilité de circulation des véhicules et autres engins) ou leur traficabilité - avant la prise, mals aussi les caractéristiques mécaniques résistances en compression et résistance en traction - après la prise. Toutefois lorsqu'on introduit des fines dans un mélange. On n'est pas absolument certain que l'arran gement des particules de fines, se fasse convenablement ; les éléments les plus fins venant remplier les vides laissés par les éléments les plus grossiers.A partir d'une certaine dimension les particules fines restent agglomérées, de sorte que les amas de fines ne servent plus alors à améliorer la stabilité du mélange (augmentatlon de l'angle de frottement interne et la cohésion) car elles ne peuvent plus s'introduire dans les vides devenus trop petits pour eux. Ces amas de fines sont même néfastes car ils sont plus fragiles que les grains de sable de même dimension. Afin de remédier au caractère aléatoire d'incorporation de fines dans les mélanges on a proposé d'incorporer à ceux-cl des agents défloculants, dispersants, qui sont aptes à détruire ces amas de fines. Ces agents sont des tension-actifs à caractère anionique. Leur polarité négative joue un rôle essentiel dans le phénomène de défloculation et dispersion des amas de fines (répulsion des grains). De plus, ces adjuvants, par leur constitution permettent d'abaisser la tension interfaciale qui règne entre phase liquide et surfaces solides des matérlaux assurant ainsi une mellleure mouillabilité de ceux-ci et notamment du liant. Donc sa "réactivité" (hydratation) est améliorée. Ces proprlétés défloculantes, dispersantes et mouillantes condulsent alnsi à mieux organiser les "vides" du matériau. Ùe plus, celles-cl permettent à la plasticité (viscosité) égale du mélange frais Initial, de diminuer sensiblement (-5 % à -8 %) la quantité d'eau mise en oeuvre, Il est connu que 1' abaissement du rapport eau-liant, augmente les résistances mécaniques du matériau (sachant qu'en tout état de cause, la quantité d'eau mise en oeuvre reste toujours au-delà de la quantité d'eau théorique nécessaire à l'hydratation du liant). Toutes ces propriétés, par synergie, convergent vers 1' amélloratlon des caractéristiques finales du matériau. Poursuivant ces recherches dans le0domaine en cause, (activant pour mélanges à base de sables, laitier ou autres maté riaux pouzzolanlque) la demanderesse a mis au point un nouvel activant pour acclérer la prise des mélanges, qui améllore de façon notable les caractéristiques mécaniques des mélanges en cause comparativement aux mélanges du genre de ceux décrits dans les brevets précités. L'activant pour accélérer la prise d'un mélange à base de sable et d'un liant tel que laitier granulékle haut fourneau ou autre matériau pouzzolanique, ledit activant étant du genre comprenant un mélange de gypse, éventuellement additionné, de sulfate de soude, de chaux, se caractérise par le fait qu'on ajoute à celui-ci un produit défloculant lui-même constitué d'au moins un, mais de préférence deux agents dispersants, mouillants, de type connu en sot. Avantageusement, le produit défloculant ajouté à l'acti~ vant comprend deux agents dispersants, mouillants connus sous les dénominations commerciales DEFLOPAN NO 55 et DEFLOPAN NO 56 à raison de 2 à 6 % en poids par rapport à l'activant. On note que les agents dispersants, mouillants, sont intimement mélangés dans des proportions qui seront indiquées plus loin dans l'activant gypse sulfate de soude et chaux, avant l'incorporation de celui-cl dans les mélanges sable + laitier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple, non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 montre une série de courbes illustrant les caractéristiques mécaniques de résistance à la traction d'un mélange dans lequel on a incorporé un activant selon l'invention, chaque courbe ayant trait à une composition particulière d'un activant ; la figure 2 est une vue analogue à la précédente, mals dans laquelle les courbes donnent une résistance à la compression d'un mélange comportant un activant selon l'invention. On précise que le produit défloculant comprendde préférence, deux agents dispersant, mouillant, tels que précités, choisis parmi les produits suivants utilisés seuls ou en mélange. 1. Llgnosulfonates : sels solubles de sodium, calcium, ammonium, lithium, éthanolamines, etc... des acides lignosul fongiques résultant de l'attaque à chaud en milieu acide, des bols à l'aide de bisulfite. Ces a-gents sont des mélanges de lignosulfonates qui répondent à la formule générale suivante: 2. Polynaphtalènes sulfonates : sous forme de sels solubles de sodium, calcium, ammonium, lithium, éthanolamine, etc. répondant à la formule générale suivante Autres polymères sulfonates tels que polymélamine formol sulfonate, ou encore polystyrène indène sulfonate ou poly coumarone Indène sulfonate, etc. Il est entendu que l'agent NO 55 correspond à un lignosulfonate, sel de calcium d'un poids moléculaire moyen de 6.000 qui se présente sous forme de poudre anhydre qui est doué de proprlétés défloculantes et dispersantes remarquables. De même, l'agent NO 56 correspond à un polynaphtalène sulfonate, sous forme de sel de sodium (n = nombre de motifs de base comprls entre 5 et 10), c'est un tensio-actif anlonique polymère sulfonate doué de propriétés défloculantes, dispersantes et fluidifiantes. Le produit défloculant (mélange des deux agents NO 55 et NO 56 précites? Inséré dans l'activant pour accélérer la prise des mélanges, à l'aspect d'une poudre facile à manipuler, en sorte que l'insertion dans l'activant est alsément réalisée. Le produit défloculant résultant du mélange des deux agents précités (NO 55 + N 56) est avantageusement utillsé à raison de 2 à 6 % du poids de l'activant, qui est lui-même utilisé à un dosage compris sensiblement entre 0,5 et 1,5 % du poids total du mélange sable + laitier + activant. De préférence, le produit défloculant inséré dans le nouvel activant suivant l'invention est constitué de 3/4 d'agent N 55 et de 1/4 d'agent N 56, et le produit ainsi obtenu est Inséré à raison de 2 % à 6 % dans 94 à 98 % d'un quelconque activant cité plus avant. De préférence, le produit défloculant obtenu est utilisé à raison de 2 % dans 98 % d'un quelconque activant pour former ainsi un nouvel activant pour accélérer la prise des liants hydrauliques, et ce nouvel activant est lui-même avantageusement utilisé à raison de 0,8 à 1,2 % dans des mélanges à base de sables et d'un liant tel que laitier, pouzzolanes artificiel les ou naturelles. A l'examen des graphiques Illustrés à la figure 1, consignant les essais effectués en laboratolre, relatifs à la résistance à la traction, on observe que les caractéristiques mécaniques des mélanges comprenant un activant avec produit défloculant sont nettement supérieures tant en ce qui concerne la résistance à la compression, et la résistance à la traction que celles mentlonnées par la courbe de référence indiquée par A étant entendu que les mélanges sable-laitier granulé de haut fourneau, sont analogues à ceux décrits dans le brevet français No 2 535 709 au nom de la demanderesse le mélange comprenant par exemple 12 % de laitier granulé de haut fourneau. A la figure 2 les courbes B, C, D et E indiquent respectivement l'évolution des caractéristiques de résistance mécaniques à la compression d'un mélanga jusqu'à 180 jours, avec un activant dans lequel on a incorporé un mélange des deux agents NO 55 et NO 56 à raison de : 6 % pour la courbe B, 4 % pour la courbe D, 6 % pour la courbe E. Pour la courbe B le mélange des agents NO 55 et NO 56 a été effectué à raison de 1/3 pour le NO 56 et 2/3 pour le NO 55.Pour la courbe C le mélange des agents a été effectué à raison de 1/3 pour 1' agent NO 56 et 2/3 pour l'agent NO 55 ; en ce qui concerne la courbe D le mélange des agents a été effectué à raison de 1/4 pour le NO 56 et 3/4 pour le NO 55 ; et, enfin, pour ce qui concerne la courbe E le mélange des agents NO 55 et NO 56 a été effectué à raison de 1/4 pour le NO 56 et de 3/4 pour le NO 55. Les courbes montrées à la figure 2 indiquent les caractéristiques de résistance mécanique, avec bien entendu des compositions de mélange identiques à celles indiquées cidessus, qu'il s'agisse des mélanges sables-laitier granulé activant de prise selon l'invention, la courbe A étant comme dans la figure 1 la courbe de référence. Ici aussi, on constate que les caractéristiques de réaistance mécanique à la compression sont nettement améllorées comparativement à la courbe de référence A. Il va de sol que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites, mais est au contralre, susceptible de variante, sans pour autant sortir du cadre de la présente Inventlon. 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 autre matériau pouzzolanique, pour accélérer la prise du liant, un tel activant étant à base de gypse additionné éventuellement de sulfate de soude, de chaux, caractérisé par le fait d'incorporer audit activant un produit défloculant lui-même avantageusement constitué par au moins deux agents ayant des propriétés dispersantes et mouillantes de typesconnus en sol. 2. Activant selon la revendicatlon 1, caractérisé par le fait que le produit défloculant qu'il comporte est incorporé suivant une fourchette de 2 à 6 %. 3. Activant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit défloculant est incorporé de préférence à raison de 2 à 6 % du poids de 1' activant et à raison de 0,8 à 1,2 % du poids total du mélange. 4. Activant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le défloculant est choisi par les produits sulvants utilisés seuls ou en mélange. - Llgnosulfonates sels solubles de sodium, calcium am monlum, lithium, éthanolamine, etc. - Polynaphtalènes sulfonates sels solubles de sodium, calcium, ammonlum, lithium, éthanolamines, etc... - Autres polymères de synthèse tels que polymélamine formol sulfonate, polystyrène indène sulfonate ou poly coumarone Indène sulfonate. 5. Activant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent défloculant est constitué de deux adjuvants connus en sol sous les dénominations commerclales DEFLOPAN NO 55 et DEFLOPAN NO 56. 6. Liant hydraulique du type comportant au moins un sable, et du laitier granulé de haut fourneau, ou autres pouzzolanes, caractérisé en ce qu'il comprend un activant obtenu suivant l'une quelconque des revendications précédentes.