Brevet FR2654425A1 — publié le 19910517

La présente invention a pour objet des mortiers et microbétons à prise rapide et susceptibles d'être appliqués par projection Elle se rapporte en outre aux mortiers et microbétons ainsi obtenus. On sait que la Société Lafarge Coppée au groupe de laquelle la présente demanderesse appartient a effectué de nombreuses recherches et développements relatifs à l'obtention de tels mortiers et microbétons, recherches qui entre autres ont conduit au brevet français N O 76 34 248 déposé le NOVEMBRE 1976. Les mortiers et microbétons décrits dans ce brevet français 76 34 248 présentent des temps de prise courts pratiquement analogues à ceux du liant de départ, et par ailleurs, ils sont parfaitement adaptés à la projection mécanique en pâte humide aussi bien qu'à l'application à la truelle sur de fortes épaisseurs, sans précautions particu- lières, en une seule passe, aussi bien sur des supports inclinés que sur des supports verticaux. Ces mortiers et microbétons ont été avec avantage employés pour la réalisation de voiles minces par projection mécanique en une seule passe et c'est là un avantage inattendu, parfaitement imprévisible et de grand intérêt; en effet, ces mortiers et microbétons permettent la réalisation de systèmes de construction rapide permettant une grande simplicité de montage et une grande économie de moyens, et entraînant donc un important gain de main d'oeuvre et de temps par rapport aux techniques traditionnelles Ces types de produits non seulement sont en soi d'un grand intérêt technique et économique, mais encore, la technique de projection en pâte humide à laquelle ils se prêtent est plus aisée à mettre en oeuvre que ne le sont les techniques de projection sèche (gunitage) classique- ment employées. Une des caractéristiques les plus intéressantes des mortiers et microbétons connus de ce brevet français 76 34 248 réside dans la possibilité d'appliquer des couches épaisses en une seule passe aussi bien sur des supports inclinés que sur des supports verticaux Ainsi, sur supports verticaux, des épaisseurs de 3 à 5 cm sont aisément obtenues et sur des supports horizontaux (plafonds par exemple), on peut obtenir par projection des couches de 2 cm d'épaisseur On peut, par projection mécanique en une seule passe, réaliser à partir de ces bétons ou mortiers des voiles minces de 3 à 6 cm d'épais- seur. En fait, l'avantage des mortiers et microbétons selon ce brevet français 76 34 248 est de permettre la mise en oeuvre de techniques de projection en une seule passe qui conduit à des systèmes de construction en des temps très courts se contentant de montages simples (treillis) et d'une main d'oeuvre économique, conduisant à des économies de temps, de main d'oeuvre et de moyens. La présente invention se rapporte à un mortier ou à un microbéton encore amélioré par rapport aux mortiers et micro- bétons décrits dans le brevet français 76 34 248 dans la mesure o leur thixotropie est encore améliorée de sorte que les mortiers et microbétons selon l'invention puissent être appliqués manuellement ou mécaniquement, en une seule passe, par couches d'épaisseur pouvant aller jusqu'à 15 cm. En fait, la présente invention a pour objet des mortiers ou microbétons dans la composition desquels entrent notamment les constituants suivants exprimés en proportions pondérales: 17 à 25 % de ciment, 60 à 70 % de sables siliceux de granulomé- trie comprise entre 0,1 et 2,0 mm, 1 à 3 % de vermiculite expansée dont 95 % en volume des particules ont un diamètre inférieur à 1,0 mm, O à 0,4 % d'argile, de préférence de type bentonite, et 0,06 à 0,30 % de divers agents organiques. Selon une forme d'exécution desdits mortiers en micro- bétons selon l'invention, les agents organiques consistent en 0,01 à 0,05 % d'éther cellulosique De préférence cet éther cellulosique présente une basse viscosité et consiste plus particulièrement en l'un des éthers vendus sous les dénomi- nations commerciales de Tylose MH 2000 xp commercialisé par la Société Hoeschst ou Methocel 228 commercialisé par la Société Dow Chemical. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, les agents organiques consistent en outre en alcools polyvinyli- ques à taux d'hydrolyse inférieur à 90 % et de viscosité inférieure à 20 m Pa s De préférence, ces alcools sont ceux vendus sous la marque MOWIOL 18 88 commercialisée par la Société Hoechst. En fait, les éthers cellulosique conjointement avec les alcools polyvinyliques et, dans le cas o ces mortiers doivent être transportés dans les longs tuyaux de la machine à proje- ter, l'argile du type bentonite, facilitent l'écoulement du produit en diminuant sensiblement la pression d'application. Ces composant contribuent également à améliorer la thixotropie des produits. Selon une autre forme encore d'exécution de l'invention, entrent également dans la composition desdits mortiers ou microbétons des composés minéraux tels que fillers calcaires, chaux aérienne, stéarate de magnésie et autres en une propor- tion totale comprise entre 7,6 % et 11,1 %. La présente invention a également pour objet un procédé de préparation desdits mortiers ou microbétons qui consiste à mélanger dans un broyeur ou malaxeur l'ensemble des constituants de formation desdits mortiers ou microbétons et à poursuivre le broyage pendant une durée suffisante pour que la vermiculite dont la granulométrie avant malaxage est telle que 95 % en volume des particules aient un diamètre inférieur à x, ladite granulométrie après malaxage étant telle que 95 % en volume des particules de vermiculite ont un diamètre inférieur à 1 mm. La vermiculite comme constituant de mortiers, d'enduits ou microbétons est classiquement utilisée pour alléger lesdits produits En fait, l'allégement étant fonction des dimensions des particules de vermiculite, la vermiculite n'est dans les procédés connus introduite dans le mélangeur qu'en fin de mélange des différents constituants de ces mortiers ou micro- bétons pour éviter au maximum le broyage de la vermiculite, car lorsqu'elle est broyée, est supprimé l'avantage de l'allège- ment recherché d'une part, et sont d'autre part obtenus des produits qui ne passent qu'avec difficulté dans les tuyaux de la machine à projeter et s'arrachent à l'arasage (ou "dressage") réalisé en général avec une règle, à moins que des proportions relativement importantes d'agents organiques ne soient ajoutées. Par le fait du broyage de la vermiculite dans la prépa- ration des mortiers, leur passage dans les tuyaux de la machine à projeter est facile d'une part et permet de réduire la proportion d'agents organiques que requièrent habituelle- ment les mortiers contenant de la vermiculite non broyée Dans les essais réalisés avec une machine à projeter à piston, type P 13 DMR avec pompe KA de la société Putzmeister, le produit de la qualité applicable jusqu'à 15 cm d'épaisseur a pu passer sans problème dans 93,3 m linéaires de tuyaux (constitués de 80 m linéaires de tuyau de 50 mm de diamètre et 13,3 m linéaires de 35 de diamètre) Le redémarrage de l'appli- cation n'a pas posé de problèmes après 30 mn d'arrêt de l'appli- cation. De plus, et également de façon surprenante les mortiers ou microbétons obtenus présentent des propriétés mécaniques, telles dureté, extrêmement appréciable. D'autres buts et avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des exemples donnés à titre non limitatif. Exemples 1 à 3 On prépare trois mortiers A, B, C à partir des consti- tuants indiqués dans le tableau I ci-dessous, la vermiculite employée ayant avant malaxage une granulométrie telle que le diamètre de 95 % en volume des particules soit inférieure à 1,6 mm. T A B L E A U I :: PRODUIT: :COMPOSANTS: A: B: C: :: Kg : %: Kg: %: Kg: %: : CPA 55: 300 : 20,040:300:19,960: 325: 21,580: : chaux aérienne: 45: 3,006: 45: 2,994: 45: 2,988: : fillers calcaires: 100: 6,680: 100: 6,653: 100: 6,640: : sable siliceux 0,1 à 2 mn: 1030: 68, 805: 1030:68,530: 990: 65,738: : vermiculite SF: 18: 1,202: 18: 1,198: 36: 2,390: : Mowiol 18 88: 2,0 : 0,134: 2,0: 0,133: 2,0: 0,133: : Tylose TH 2000 xp: 0,5: 0,033: 0,5: 0,033: 0,5: 0,033: : Clarsol FB-6-H:: : 6,0: 0,399: 6,0: 0,398: : stéarate de magnésie: 1,5: 0,100: 1,5: 0,100: 1,5: 0, 100: : : :: ::: :: À :: ::: :TOTAL:1497 : :1503: : 1506:: Ces composants dans les proportions indiquées ci-dessus, sont introduits dans un malaxeur à arbre horizontal doté de pales et, éventuellement, de couteaux latéraux. Le temps de malaxage, avec action des couteaux latéraux, dans un malaxeur Lodige type FKM 2000 D, pour les trois produits, est de 2 minutes 30 secondes pour obtenir la thixo- tropie permettant l'application des épaisseurs indiquées ci-après, dans le tableau II. T A B L E A U II :: PRODUIT: :CARACTERIST I QUES: A : B: C: : À: : Taux de gâchage, 1 d'eau/sac de 25 kg: 4 4,25: 4,5 4,75: 5,0 5,5: :::: : Epaisseur d'application, manuelle ou:::: : mécanique, sur support non lisse, en cm: 5: 8: 15: :: : :: : Densité du produit en poudre: 1,23 + 0,04: 1,23 + 0,04: 1,25 + 0,03: :: : :: : Densité du produit appliqué séché,:::: : mesurée sur applications::::: : manuelles: 1,63 à 1,70: : mécaniques: 1,66 à 1,76: :: : :: : Module d'élasticité des produits da N/cm 2:89 000 à 103 000: :: : :: : Résistances sur produits appliques:::: : traction par flexion da N/cm 2: 21 + 2: : compression da N/cm 2: 73 + 6: :: : :: : Résistances sur éprouvettes 4 x 4 x 16 cm:::: : traction par flexion: 31 + 5: : compression 91 + 5 Le broyage ou malaxage est effectué sur l'ensemble du mélange pendant un temps suffisant pour que la granulométrie de la vermiculite (initialement pour 95 % en volume inférieur à 1,6 mm) soit après ce broyage ou malaxage pour 95 % en volume inférieur à 1,0 mm. En fait, les mortiers ou microbétons ainsi préparés permettent par application manuelle ou mécanique, les travaux suivants: un dressage rapide des supports à renouveler, qui demande l'application du mortier en épaisseur fortement variable. Ce dressage, sur les supports composés de matériaux divers (brique pleine ou creuse, béton, parpaings, plâtre, torchis etc) peut être effectué sur une grille métallique, fixée de façon suffisamment solide sur la surface à appliquer. tous les types de moulures à réaliser directement sur chantier: par le façonnage direct (calibre adapté appliqué sur le produit frais d'épaisseur et forme initiales adéquates) par la découpe dans le produit raidi moyennant des ciseaux ou un calibre coupant Les produits sont aptes à ce type d'opération entre 1 et 2 heures après application (selon les conditions atmosphé- riques>. Les moulures peuvent être réalisées en plein ou en évidé Dans ce dernier cas, l'application a lieu sur un support en grille métallique formée de façon adaptée et fixée d'avance. les rochers artificiels avec la facilité de formation en dimensions et en relief, le support étant une grille métallique, par exemple: lattis 0 18 fabriqué par la Société le Métal Déployé S A, fixée sur une structure porteuse (métallique, en bois ou autres). La thixotropie est fondamentalement fonction des propor- tions de vermiculite, d'agents organiques employés et d'argile de type bentonite et l'homme de l'art saura en fonction de ses connaissances passer sur leurs proportions requises pour obtenir la thixotropie la plus adéquate aux conditions d'emploi. REVENDICATIONS 1. Mortiers ou microbétons, caractérisés en ce que dans leur composition entrent notamment les constituants suivants: 17 à 25 % de ciment, 60 à 70 % de sables siliceux de granulomé- trie comprise entre 0,1 et 2,Omm, 1 à 3 % de vermiculite expansée dont 95 % en volume des particules ont un diamètre inférieur à 1,0 mm, O à 0,4 % d'argile, de préférence de type bentonite, et 0,06 à 0,30 % de divers agents organiques. 2. Mortiers ou microbétons selon la revendication 1, caractérisés en ce que les agents organiques consistent en 0,01 à 0,05 % d'éther cellulosique. 3. Mortiers ou microbétons selon la revendication 2, caractérisés en ce que cet éther cellulosique présente une basse viscosité et consiste plus particulièrement en l'un des éthers vendus sous les dénominations commerciales de Tylose MH 2000 xp commercialisé par la Société Hoeschst ou Methocel 228 commercialisé par la Société Dow Chemical. 4. Mortiers ou microbétons selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que les agents organiques consistent en outre en alcools polyvinyliques à taux d'hydrolyse inférieur à 90 % et de viscosité inférieure à 2 Om Pa s. 5. Mortiers ou microbétons selon la revendication 4, caractérisés en ce que ces alcools sont ceux vendus sous la marque MOWIOL 18 88 commercialisée par la Société Hoechst. 6. Mortiers ou microbétons selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisés en ce qu'entrent également dans la composition desdits mortiers ou microbétons des composés minéraux tels que fillers calcaires, chaux aérienne, stéarate de magnésie et autres en une proportion totale comprise entre 7,6 % et 11,1 %. 7. Procédé de préparation desdits mortiers ou micro- bétons selon une quelconque des revendications 1 à 6, carac- térisé en ce qu'il consiste à mélanger dans un broyeur ou malaxeur l'ensemble des constituants de formation desdits mortiers ou microbétons et à poursuivre le broyage pendant une durée suffisante pour que la vermiculite dont la granulométrie avant malaxage est telle que 95 % en volume des particules aient un diamètre inférieur à 1,6 mm, ladite granulométrie après malaxage étant telle que 95 % en volume des particules de vermiculite ont un diamètre inférieur à 1,0 mm.