Brevet FR2656863A1 — publié le 19910712

La présente invention à pour objet un nouveau mélange hydraulique contenant du charbon actif qui trouve tout particulièrement une utilisation dans la préparation de coulis ou de bétons destinés à empêcher ou à freiner la migration de substances ou matières organiques présentes dans les sols et susceptibles de provenir de diverses origines, en particulier de bassins de décantation d'usines chimiques ou éventuellement à la suite d'une contamination accidentelle du sol. Si lton peut lutter de façon efficace vis-à-vis de certains cations métalliques polluants comme ceci a été proposé dans la demande de brevet français n" 84.11863, aucune solution satisfaisante nra cependant été préconisée pour retenir les matières et substances organiques qui pour certaines d'entres elles peuvent être particulièrement toxiques. Par ailleurs, dans certaines circonstances, il est nécessaire de pouvoir stocker dans les conditions strictes de sécurité des résidus de matières organiques soit dans des réservoirs appropriés soit dans des containers, ceci de façon provisoire ou définitive. I1 convient donc que ceux-ci puissent être particulièrement étanches en vue d'éviter toute contamination de l'environnement extérieure. Après différentes études, on a constaté de façon tout à fait surprenante, qu'en incorporant dans des mélanges hydrauliques classiques une certaine proportion de charbon actif, on obtenait une excellente rétention des matières organiques et plus particulièrement de certains composés aromatiques tels que les phénols et leurs dérivés. La présente invention a donc pour objet un nouveau mélange hydraulique pour la préparation de coulis ou de bétons comprenant pour 1000 parties en poids d'eau - de 50 à 2000 parties en poids de ciment ou de liant hydraulique, - de 0 à 200 parties en poids de bentonite, mais de préférence de 25 à 200 parties en poids et, - au moins 5 parties en poids de charbon actif et de préférence de 5 à 500 parties en poids. Selon l'invention le charbon actif du mélange hydraulique peut se présenter soit sous forme d'une poudre soit sous forme de grains, mais de préférence la granulométrie doit etre inférieure à 80 jjm. Bien que le charbon actif soit connu comme étant un agent absorbant de composés aromatiques et également de composés aliphatiques non saturés, il n'était absolument pas évident, qu'en l'incorporant dans un mélange hydraulique, il puisse néanmoins présenter une bonne efficacité comme absorbeur de composés organiques et en particulier de composés aromatiques. Les études qui ont été réalisées ont permis en effet de mettre en évidence que contrairement à toute attente le taux de rétention des composés organiques était excellent et même supérieur à ce qui était théoriquement prévisible sans que l'on puisse trouver d'explication satisfaisante à ce phénomène. Selon une première forme de réalisation de l'invention, le mélange hydraulique se présente sous forme d'un coulis permettant lrétanchéification d'un volume de stockage de déchets dans le sol, par isolation dudit volume par formation d'une barrière ou écran drétanchéification et de rétention des matières organiques. Ce coulis contient de préférence pour 1000 parties en poids d'eau - de 50 à 200 parties en poids de ciment ou de liant hydraulique, - de 25 à 35 parties en poids de bentonite, et - de 5 à 25 parties en poids de charbon actif. Comme ciments ou liants hydrauliques on peut utiliser les différents types connus par exemple du ciment Portland, ainsi que des ciments comportant par exemple une certaine quantité de laitier de haut-fourneau ou de cendres volantes, comme les ciments commercialisés sous les références CLK (ciment contenant au moins 80% de laitier) et CPJ (ciment contenant de 70 à 80% de clinker). Comme indiqué ci-dessus la quantité de ciment ou de liant peut varier dans de larges proportions car celle-ci est en fait fonction de la résistance mécanique que l'on désire conférer à l'écran d'étanchéité présentant des propriétés de rétention des substances organiques. Bien entendu le coulis tel que défini ci-dessus peut également contenir d'autres adjuvants conventionnels tels que par exemple un accélérateur tel que le chlorure de calcium ou un retardateur de prise tel que le lignosulfite de sodium. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le mélange hydraulique sert à la fabrication de bétons pour la réalisation de cuves ou réservoirs pour le stockage de substances ou matières organiques. Selon cette forme de réalisation le béton comprend pour 1000 parties en poids d'eau - de 1000 à 2000 parties en poids de ciment ou de liant hydraulique, - de 100 à 200 parties en poids de bentonite, - de 20 à 50 parties en poids de charbon actif, et - de 1000 à 1800 parties en poids de sable ou de tout matériau inerte. Selon cette forme de réalisation, le béton peut également contenir les mêmes adjuvants que ceux ci-dessus mentionnés pour les coulis. ETUDES COMPARATIVES En vue de montrer les bonnes qualités d'absorption des substances organiques du mélange hydraulique selon l'invention, on a préparé les coulis suivants Coulis A : Pour 1000 litres d'eau - 32 kilos de bentonite CV15, - 100 kilos de ciment CLK45, - 10 kilos de charbon actif (Akticarbon TK de la Société CECA), Coulis B : Pour 1000 litres d'eau - 32 kilos de bentonite CV15, - 100 kilos de ciment CLK45, - 20 kilos de charbon actif (Akticarbon TK de la Société CECA). Compte tenu de la composition des Coulis A et B, le Coulis A contient 6g de charbon actif et le Coulis B, 11,3g de charbon actif pour 100g de coulis hydraté séché, c'est à dire prenant en compte l'eau de constitution après durcissement. MODE OPERATOIRE Après mélange des constituants respectifs des Coulis A et B, ceux-ci ont été soumis à un durcissement pendant une période de 28 jours. Les coulis ont ensuite été broyés et tamisés (diamètre moyen des particules 80 pm). 5g de chacune des poudres fines obtenues à partir des Coulis A et B, ont alors été mélangés et agités dans 250 ml d'une solution de phénol de concentration croissante. On a prélèvé alors 30 ml de chacune des solutions après atteinte de l'équilibre. Après centrifugation et filtration, le phénol a alors été dosé dans chacune des fractions liquides recueillies. RESULTATS Pour 100g de Coulis A contenant 6g de charbon actif, le dosage a permis de déterminer que le phénol retenu à l'équilibre représentait une masse de 2,2g. Pour 100g de Coulis B contenant 11,3g de charbon actif, on a trouvé que le phénol retenu à l'équilibre représentait une masse de 6g. Etant donné que le Coulis B contenait une teneur en charbon actif double de celle du Coulis A, on aurait donc du normalement s'attendre à ce que le phénol retenu à l'équilibre présente une masse de 4,4g, alors que comme indiqué ci-dessus l'analyse a permis de déterminer que cette masse était de 6g. Par ailleurs en vue de compléter cette étude, 100g de charbon actif pur ont été traités dans les mêmes conditions et l'on a constaté que le phénol retenu à l'équilibre ne représentait qu'une masse de 12g. On a par ailleurs vérifié que le coulis pur hydraté ne contenant pas de charbon actif n'avait aucun effet de rétention du phénol. Il résulte de cette étude comparative que les taux de rétention du phénol sont donc les suivants atériau Taux de rétention g de phénol/g de charbon actif Coulis A 0,37 Coulis B 0,53 Coulis B 0,53 Charbon actif pur 0,12 On va maintenant donner à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif plusieurs exemples des mélanges hydrauliques selon l'invention contenant du charbon actif. EXEMPLE 1 On prépare selon l'invention un coulis d'étanchéificatîon comprenant pour 1000 litres d'eau: - 250 kilos de ciment CLK 45, - 30 kilos de bentonite de CV15, et - 15 kilos de charbon actif (Akticarbon TK de la Société CECA). EXEMPLE 2 On prépare selon l'invention un coulis d'injection comprenant pour 1000 litres d'eau : - 350 kilos de ciment CLK 45, - 30 kilos de bentonite de CV15, et - 20 kilos de charbon actif (Akticarbon TK de la Société CECA). EXEMPLE 3 On prépare selon l'invention un béton pour la réalisation d'un container pour le stockage de substances organiques, comprenant pour 1000 litres d'eau - 1800 kilos de ciment CLK 45, - 150 kilos de bentonite CV15, - 30 kilos de charbon actif, et - 1200 kilos de sable. REVENDICATIONS 1. Mélange hydraulique pour la préparation d'un coulis d'étanchéification ou pour la préparation d'un béton, caractérisé par le fait qu'il comprend pour 1000 parties en poids d'eau - de 50 à 2000 parties en poids de ciment ou de liant hydraulique, - de 0 à 200 parties en poids de bentonite, et - au moins 5 parties en poids de charbon actif. 2. Mélange hydraulique selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le charbon actif est présent en une proportion comprise entre 5 et 500 parties en poids. 3. Mélange hydraulique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que le charbon actif présente une granulométrie inférieure à 80 pm. 4. Mélange hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait qu'il est destiné à la préparation d'un coulis d'étanchéification et comprend pour 1000 parties en poids d'eau - de 50 à 200 parties en poids de ciment ou de liant hydraulique, - de 25 à 35 parties en poids de bentonite, et - de 5 à 25 parties en poids de charbon actif. 5. Mélange hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait qu'il est destiné à la préparation d'un béton et comprend pour 1000 parties en poids d'eau - de 1000 à 2000 parties en poids de ciment ou de liant hydraulique, - de 100 à 200 parties en poids de bentonite, - de 20 à 50 parties en poids de charbon actif, et - de 1000 à 1800 parties en poids de sable ou de tout matériau inerte. 6. Mélange hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il contient en outre au moins un adjuvant conventionnel choisi parmi un accélérateur ou un retardateur de prise.