Brevet FR2595348A1 — publié le 19870911

La présente invention a pour objet une composition destinée à améliorer la résistance et l'étanchéité des terres argileuses, et son application. Le traitement de stabilisation des sols argileux a toujours présenté de grandes difficultés, soit que les techniques utilisées soient fiables mais très onéreuses (techniques consistant à mélanger des minéraux au sol) > soit qu'elles soient d'un coût plus abordable, mais ne procurent pas la fiabilité recherchée, en particulier en ce qui concerne les problèmes de résurgence de l'eau et les problèmes d'érosion. On sait que dans le domaine des travaux publics, la stabilisation des sols argileux, de façon à permettre la construction de voieries, de parkings, de pistes d'aéroports et d'ouvrages divers, pose des problèmes difficiles et nécessite l'apport de matériaux pondéreux et coûteux. En outre, dans le domaine de la construction de bâtiments, il serait utile de pouvoir réaliser avec de l'argile et du sable, sans cuisson, des éléments de constitution du gros oeuvre tels que briques, parpaings, panneaux, à l'aide de techniques et de matériels .rudimentaires à la portée des petites entreprises, offrant des qualités de stabilité et de durabilité équivalenres à celles obtenues avec les matériaux traditionnels, dans des condition économiques. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes évoques ci-dessus. Elle permet d'améliorer la résistance et l'étanchéité des sols argileux, ou encore d'obtenir des briques crues présentant une résistance mécanique et une étanchéité intéressantes sans avoir recours à des matériaux lourds et volumineux et en n'exigeant pas un personnel spécialisé. Ce résultat peut être obtenu avec des équipements légers et une main d'oeuvre réduite. La présente invention a pour objet une composition qui, me langée de façon convenable à un sol argileux, en améliore des propriétés d'étanchéité, en supprimant notamment les effets de résurgence de l'eau, tout en accrcissant la résistance du sol. On obtient également des résultats intéressants avec des mélanges d'argile et de sable qdi, agglomérés après traitement avec la composition de l'invention, permettent d'obtenir des éléments modulaires de maçonnerie très résistants. L'invention a donc pour objet l'utilisation, dans un procédé destiné à améliorer la résistance et l'étanchéité d'une terre argileuse ou d'un produit réalisé avec ladite terre, d'un mélange particulaire d'un silicate alcalin et d'une substance hydrophobe solide, telle que la paraffine. On utilise par exemple des mélanges contenant le silicate et la substance hydrophobe dans des proportions pondérales pouvant aller de 1:1,5 à 3:1. Le mélange peut être utilisé avec un véhicule ou diluant solide pulvérulent. La présente invention a donc pour objet une composition destinée à améliorer l'étanchéité et la résistance des terres argileuses ou des produits fabriqués avec lesdites terres-, caractérisée par le fait qu'elle comprend un mélange particulaire d'un silicate alcalin et d'une substance solide hydrophobe. L'invention a en particulier pour objet une composition caractérisée par le fait qu'elle comprend - un mélange d'un silicate alcalin et d'une substance solide hydrophobe dans des proportions pondérales pouvant aller de 1:1,5 à 3:1 ; - et éventuellement un support ou diluant solide, ledit mélange et le support ou diluant étant présents sous la forme de particules ayant un granulométrie inférieure à 250 mesh (environ 60 micromètres). De préférence, le silicate est le silicate de sodium. La substance solide et hydrophobe est par exemple de la paraffine solide. Le support ou diluant, qui peut être une charge pulvérulente quelconque, est principalement destiné à augmenter le volume de la composition de façon à faciliter sa préparation et son application. Le diluant est par exemple de la chaux hydratée, du plâtre ou, de préférence, un ciment tel que du ciment type Portland, qui contribue à renforcer la résistance de la terre traitée. Ce support ou diluant peut être ajouté, en partie, au moment de l'emploi. Le support ou diluant est présent dans des proportions pondérales pouvant aller de 50 à 99,5%, par rapport au poids total de la composition. Dans les compositions prêtes à l'emploi il est généralement présent dans des proportions pouvant aller de 60 à 95%, par rapport au poids total de la composition. La composition de l'invention peut également contenir divers additifs, tels que par exemple des produits connus favorisant la floculation de l'argile. On sait que ces produits connus comportent notamment des agents agissant sur la tension interfaciale. De tels agents augmentent l'adhésion mutuelle entre particules solides et/ou diminuent l'adhésion des particules solides aux liquides, de sorte que leur addition à des particules en suspension fait que les particules tendent à se réunir et à s'agglomérer. De tels additifs sont présents dans des compositions du commerce. L'invention a également pour objet un procédé d'amélioration de l a résistance et de llétanchéité d'une terre argileuse ou d'un produit réalisé avec ladite terre, caractérisé par le fait que l'on ajoute à ladite terre argileuse, humidifiée si nécessaire pour lui donner une compacité suffisante, et éventuellement additionnée d'une charge, une composition telle que définie précédemment, de façon à introduire de 5 à 80 kg , et de préférence de 10 à 40kg du mélange silicate-paraffine par m3, puis que l'on homogénéise la terre argileuse ainsi traitée et qu'on la soumet à un compactage selon les méthodes connues. L'humidification éventuelle est effectuée selon les méthodes usuelles, par addition de la quantité d'eau juste suffisante pour assurer une compacité maximum, ou une compacité proche du maximum. Par exemple, pour améliorer la résistance et l'étanchéité d'un sol argileux, on procède à une scarification du sol sur une profondeur pouvant aller de 10 à 50cm ou davantage, avec un engin approprié, en particulier avec un engin du type rotavator. On épand ensuite la composition puis l'on procède à une homogénéisation, par exemple avec le même engin. On procède ensuite au compactage du sol avec un engin approprié tel qu'un pied de mouton. Bien entendu on peut procéder en plusieurs étapes et par couches successives. Par exemple, on peut traiter d'abord le sol sur une profondeur de 50cm environ et faire ensuite un traitement de renforcement, avec une nouvelle addition de la composition sur la couche superficielle, sur une épaisseur de 10 à 25 cm. Pour le compactage, on opère de préférence sur des épaisseurs de 15-25 cm environ, par couches successives si nécessaire. Pour fabriquer des éléments modulaires de maçonnerie tels que briques, parpaings, panneaux, etc..., on peut procéder au mélange de la terre, éventuellement additionnée d'une charge pulvérulente ou particulaire telle que sable, copeaux, etc... dans un mélangeur approprié. La terre ainsi traitée est ensuite compactée dans des moules de forme convenable, selon les méthodes usuelles. Dans ces éléments, la proportion de la charge est par exemple de 10 à 20%. Il faut noter que le sable marin peut être utilisé sans inconvénient. L'invention a également pour objet des éléments modulaires de maçonnerie obtenus par ce procédé. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. EXEMPLE 1 : Composition On mélange 35kg de silicate de sodium et 25kg de paraffine concassée. On effectue un prébroyage dans un broyeur à boulets. On ajoute ensuite 40kg de ciment type Portland et broie le mélange jusqu'à obtention d'une granulométrie inférieure à 250mesh. Par ailleurs, on mélange 5kg de produit commercial Solidry avec 135kg de ciment. On procède alors à l'homogénéisation des 100kg de mélange silicate de sodium + paraffine + ciment et des 140kg du mélange Solidry + ciment. Le mélange final a approximativement la composition suivante (% en poids) - Silicate de sodium............................ sodium 14,5% - Paraffine............................... Paraffine 10,5% - Solidry ............................. 2,1% - Ciment.................................. Ciment 72,9% EXEMPLE 2 : Composition On mélange 4kg de silicate de sodium et 6kg de paraffine concassée. On effectue un prébroyage dans un broyeur à boulets puis on ajoute 90kg de ciment et broie le mélange obtenu jusqu'à obtention d'une granulométrie inférieure à 250mesh. I.e mélange obtenu a la composition suivante (% en poids) - Silicate de sodium............................ sodium 4% - Paraffine............................... Paraffine 6% - Ciment.................................. Ciment 90% EXEMPLE 3 : Composition On mélange 15kg de silicate de sodium et 5kg de paraffine et on procède à un prébroyage. On ajoute à ce mélange 20kg de ciment et on continue le broyage jusqu'à obtention d'une granulométrie inférieure à 250mesh. Le mélange obtenu a la composition suivante (% en poids) - Silicate de sodium............................ sodium 37,5% - Paraffine............................... Paraffine 12,5% - Ciment.................................. Ciment 50% EXEMPLE 4 : Composition De façon analogue, on a préparé un mélange ayant la composition suivante - Silicate de sodium............................ sodium 3% - Paraffine............................... Paraffine 2% - Ciment 95% EXEMPLE 5 : Essais de consolidation- d'un sol argileux. On scarifie le sol convenablement humidifié sur une profondeur de 25cm par traitement au rotavator. On épand 0,2 litre/m2 d'un agent de floculation (produit commercial Consolid C444) et on homogénéise la terre ainsi traitée. On la compacte ensuite à l'aide d'un pied de mouton. On- épand la composition de l'exemple 1 à raison de 8 kg/m2 et homogénéise sur une profondeur de 10cm par traitement au rotavator. On compacte ensuite le sol de façon normalisée avec un rouleau vibrant. On procède ensuite à une mesure de résistance du sol selon la norme CBR (Californian Bearing Ratio). On trouve : CBR = 66%. Sur une parcelle témoin humidifiée, scarifiée sur 25cm puis compactée. On trouve CBR = 12%. Sur une autre parcelle du même terrain on a effectué uniquement le traitement avec le produit Consolid sur une profondeur de 25cm. On trouve : CBR = 21,6%. On laisse sécher pendant une semaine la même parcelle traitée uniquement avec le produit Consolid. On trouve alors : CBR = 22,9Z. Sur la parcelle ainsi séchée, on épand 8 kg/m2 de ciment et procede à une homogénéisation sur une profondeur de 10cm, puis à un compactage. On trouve alors : CBR = 24,2%. EXEMPLE 6 : Essais sur échantillon de sol argileux. On humidifie un échantillon de sol et le dispose en le compactant par couches successives dans un moule normalisé CBR. On trouve : CBR = 12,5%. On traite un échantillon du même sol avec le produit Consolid C444 dilué 50 fois, en utilisant le produit dilué à raison de 20 litres/m3. On trouve, après compactage dans le moule normalisé, un CER de 16,9%. Un échantillon du même sol est mélangé avec la composition de l'exemple 1 à raison de 80 kg/m3. On trouve, après compactage dans le moule normalisé, un CBR de 92,9%. REVENDICATIONS 1. Utilisation, dans un procédé destiné à améliorer la résistance et l'étanchéité d'une terre argileuse ou d'un produit réalisé avec ladite terre, d'un mélange particulaire d'un silicate alcalin et d'une substance hydrophobe solide. 2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite substance hydrophobe est la paraffine. 3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que ledit mélange contient le silicate et la substance hydrophobe dans des proportion pondérales pouvant aller de 1:1,5 à 3:1. 4. Composition destinée à améliorer l'étanchéité et la résistance des terres argileuses ou des produits fabriqués avec lesdites terres caractérisée par le fait qu'elle comprend un mélange particulaire d'un silicate alcalin et d'une substance solide hydrophobe. 5. Composition selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend - un mélange d'un silicate alcalin et d'une substance solide -hydrophobe dans des proportions pondérales pouvant aller de 1:1,5 à 3:1 - et éventuellement un support ou diluant solide, ledit mélange et le support ou diluant étant présents sous la forme de particules ayant une granulométrie inférieure à 250 mesh (environ 60 micromètres) 6. Composition selon la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que ladite substance solide hydrophobe est de la paraffine. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que ledit silicate est le silicate de sodium. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit support ou diluant est présent dans des proportions pondérales de 50 à 99,5%, par rapport au poids total de la composition. 9. Composition selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit support ou diluant est présent en proportions pondérales pouvant aller de 60 à 95% par rapport au poids total de la composition. 10. Composition selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre un agent de floculation de l'argile. 11. Procédé d'amélioration de la résistance et de l'étanchéité d'une terre argileuse ou d'un produit réalisé avec ladite terre, caractérisé par le fait que l'on ajoute à ladite terre argileuse, humidifiée si nécessaire pour lui donner une compacité suffisante, et éventuellement additionnée d'une charge, une composition telle que définie dans l'une quelconque des revendications 4 à 10, de façon à introduire de 5 à 80 kg du mélange silicate-paraffine par m3, puis que l'on homogénéise la terre argileuse ainsi traitée et qu'on la soumet à un compactage selon les méthodes connues. 12. Eléments modulaires de maçonnerie tels que briques, parpaings, panneaux, caractérisés par le fait qu'il sont obtenus avec une terre traitée selon le procédé de la revendication 11.