Brevet FR2634193A1 — publié le 19900119

Produit à base de ciment contenant du métakaolin La présente invention concerne un produit à base de ciment comprenant, en plus, du sable, des graviers, de l'eau et du métakaolin. Il trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine des bétons et mortiers utilisés à des fins de décoration du fait de la couleur rose, blanche, grise ou pierre dans la masse qui est obtenue. On connais déjà des produits à base de ciment dans lesquels on ajoute du métakaplin. Mais les métakaolins ne sont pas tous identiques, en particulier, la composition chimique d'un métakaolin en Si02, AL203, CaO, Na20, Fe203 et MgO peut différer assez considérablement d'un métakaolin à l'autre et entrains par expérience un produit de caractéristiques physico-chimiques très différentes. La présente invention propose un produit à base de ciment répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet une élimination quasi totale des efflorescences apparaissant sur le produit après vieillissement et en ce qu'il permet par attaque chimique de la chaux contenue dans le ciment par un métakaolin, une stabilisation de la coloration dans la masse du produit dans lequel ledit métakaolin est incorporé, et ce avec une parfaite reproductibilité. En particulier, dans le cas où un métakaolin selon l'invention de couleur blanche est ajouté à un ciment gris, on obtient un produit de couleur grise dans le cas où il est ajouté à un ciment blanc, on obtient un produit de couleur blanche dans la masse ; on peut ensuite obtenir des couleurs plus ou moins grises avec l'ajout de microsilice par exemple dans un rapport de l % à 5 % par rapport au ciment et un ton "pierre" par mélange de ciment blanc et de métakaolin crème ou écru ou de couleur "pierre" ; enfin, dans le cas où on ajoute un métakaolin rose selon l'invention à du ciment de couleur blanche, on obtient un produit de couleur rose saumon, le rose pouvant 'être nuancé en combinant du métakaolin rose et du métakaolin blanc.L'attaque chimique par consommation de chaux du ciment, par le métakaolin, encore une fois, permet une stabilisation de la coloration, dans la masse, avec une excellente reproductibilité. Dans ce but, l'invention propose notamment un produit à base de ciment contenant, en plus, du sable, des agrégats, de l'eau et du métakaolin, caractérisé en ce que le métakaolin comprend, en pourcentage en poids, de l'ordre de,: SiO2 50 à 60 % AL203 38 à 46 % CaO inférieur à 1 % Na20 inférieur à 1 % FeO3 0,6 à 2,5 % MgO 0,1 à 0,2 % la somme des différents pourcentages étant inférieure à 100 %.On a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions : le métakaolin ajouté est de couleur rose et permet une attaque chimique de la chaux communiquant ladite couleur rose au produit dans la masse dudit produit ; le métakaolin est de couleur blanche et permet une stabilisation de la coloration par attaque chimique de la chaux du ciment dans la masse du produit obtenu en blanc (ou gris si le ciment est gris). L'invention sera mieux comprise à la lecture des explications qui suivent. D'une façon générale, tous les bétons fabriqués à partir de ciment classique CPA contiennent de la chaux ; cette chaux est soluble et migre vers l'extérieur lors des variations d'humidité relative ambiante. La chaux en surface se carbonate, ce qui se traduit par des efflorescences de CaC03. Il est très difficile de lutter contre ces efflorescences. Grâce au métakaolin utilisé dans l'invention, il n'est plus nécessaire de nettoyer et d'appliquer une lasure pour obtenir un béton propre sans efflorescence. On sait également que la coloration du béton se fait de façon classique par ajout de pigment naturel ou de synthèse. Leur pouvoir de coloration est souvent très élevé, il faut donc en ajouter très peu. La couleur est difficile à obtenir, et en particulier la couleur rose. Il était donc impossible antérieurement de fabriquer des pièces de cette couleur présentant une couleur véritablement uniforme, sans marbrures (hétérogénéité de couleur) et avec une bonne reproductibilité, du fait des erreurs de dosage du pigment quasi inévitables. Grâce à l'attaque chimique du métakaolin qui se fait dans la masse du béton, la coloration issue de ce métakaolin steffectue dans la masse avec une parfaite reproductibilité et un ton que l'on peut doser de façon précise. La préparation du béton permettant l'obtention du produit s'effectue de façon classique dans une centrale à béton ou dans un malaxeur. On mélange le ciment, le sable, les agrégats, le métakaolin, l'veau et éventuellement les adjuvants. La mise en place des produits s'effectue par exemple par remplissage (coulé vibré) de moule. Il est donné ci-après --voir Tableau-- deux compositions de métakaolins selon l'invention. Le métakaolin n 1 donne une coloration rose avec du ciment blanc aux produits finis obtenus et le métakaolin n 2 donne une couleur blanche ou grise (suivant la couleur du ciment) aux produits finis obtenus. Les produits à base de ciment + métakaolins selon l'invention sont avantageusement réalisés à partir d'un mortier mouillé dont la composition est la suivante, pour 100 parties de ciment CPA 55 : de l'ordre de 100 Sable siliceux (0-0,6 mm de granulométrie) : de l'ordre de 50 Métakaolin : de l'ordre de 22,5 Eau : de l'ordre de 40 à 46 Fluidifiant : de l'ordre dé 1,5 à 3 De tels produits, après un mûrissement de 24 heures sous bâche polyéthylène puis démoulage, et mûrissement 27 jours à 20"C sous 98 % d'humidité relative, ne présentent sensiblement aucune efflorescence. De façon avantageuse, on emploiera un taux de métakaolin compris entre 5 et 30 parties en poids pour 100 parties de ciment, et de préférence entre 10 et 20 parties en poids pour 100 parties de ciment. Le ciment est du type ciment Portland classique CPA, mais d'autres types de ciment sont possibles, répondant aux normes françaises NF P 15-301 (définition, classification et spécification des ciments Ed. 1981). T A B L E A U SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O Perte au feu % % % % % % % % % Métakaolin n 1 59,65 36,08 1,93 0,25 0,29 0,15 0,41 0,02 1.37 Métakaolin n 2 55,47 39,65 0,62 0,02 0.07 0,23 2,87 0,07 0,88 REVENDICATIONS 1. Produit à base de ciment contenant, en plus, -du sable, des graviers, de l'eau et du métakaolin, ca caractérisé en ce que le métakaolin comprend en pourcentage en poids, de l'ordre de SiO2 50 à 60 % AL203 38 à 46 % CaO inférieur å 1 Na20 inférieur à 1 % Fe03 0,6 à 2,5 % MgO 0,1 à 0,2 t la somme des différents pourcentages étant inférieure à 100 %. 2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une composition chimique telle que, par attaque chimique due à la consommation de la chaux du ciment par le métakaolin, le produit présente une stabilité de coloration rose dans la masse, sans efflorescences après vieillissement. 3. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une composition chimique telle que, par attaque chimique due à la consommation de la chaux du ciment par le métakaolin, le produit présente une stabilité de coloration blanche dans la masse, sans efflorescences après vieillissement. 4. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une composition chimique telle que par attaque chimique due à la consommation de la chaux du ciment par le métakaolin, le produit présente une stabilité de coloration grise dans la masse, sans efflorescences après vieillissement. 5. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une composition chimique telle que par attaque chimique due * la consommation de la chaux du ciment par le mAtakaolin, le produit présente une stabilité couleur pierre dans la masse, sans efflorescences après vieillissement. 6. Produit à base de ciment selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte pour cent parties en poids de ciment, de l'ordre de 5 à 30 parties en poids de métakaolin et de préférence 10 à 20 parties.