Brevet FR2688251A1 — publié le 19930910

BÉTONS AUTOCOULABLES PROJETABLES ET PROCèDES D'APPLICATION La présente invention a pour objet des bétons autocoulables projetables, ainsi que des procédés d'application. L'invention concerne en particulier l'utilisation de béton à faible teneur de ciment pour l'isolation interne des enceintes thermiques industrielles telles que four d'unité siderurgique ou petrochimique, four d'incinération, cheminée, chaudiere ou carneau. Un garnissage interne d'enceinte thermique se compose d'une sous-couche isolante, dont le but est de limiter les deperditions thermiques, recouverte d'une couche plus dense dont le but est de résister aux agressions mécaniques ou chimiques, aux chocs, frottements, changements rapides de température, attaque par des acides ou des bases, impacts de flammes, gaz à grande vitesse, etc. Les sous-couches isolantes sont de diverses natures: betons isolants, briques isolantes, fibres céramiques, isolants cellulaires, etc. Elles sont toutes compatibles avec le procedé objet de l'invention. Les couches denses sont de diverse nature, brique, beton, masses plastiques ou pises. Les briques presentent une bonne pureté chimique (absence de CaO, c'est-à-dire de chaux) et une bonne résistance mecanique du fait qu'elles sont précuites. Elles ont l'inconvénient d'etre tres longues et très coûteuses à installer. Elles ont souvent une porosité faible qui ralentit les attaques chimiques. Elles sont également longues à fabriquer (plus d'un mois), ce qui nécessite d'avoir des stocks importants pour faire face aux imprévus. Les masses plastiques et pisés présentent une bonne pureté chimique (absence de CaO) et étant des produits non-façonnés, ils épousent toutes les formes que l'on désire puisqu'ils sont mis en place manuellement par damage. Cependant leur resistance mécanique est généralement médiocre (voire nulle avant cuisson), et ils sont assez poreux. Les bétons présentent les avantages des nonfaçonnés. Ils peuvent être coulés, truellés ou projetés. Ils ont l'inconvénient de contenir du ciment, donc du CaO, ce qui les rend impropres aux utilisations où il y a agression chimique (chlore, etc), qui sont nombreuses, notamment en incinération. C'est la raison pour laquelle, depuis une dizaine d'années, les fabricants du monde entier ont développé des nouvelles gammes de bétons dits à "basse teneur en ciment", et plus récemment à "ultra-basse teneur en ciment", qui ont une pureté chimique et une porosité voisines de celles des briques. Ces produits, de par leur consistance assez sèche et peu collante sont impossibles à mettre en oeuvre par projection sur une paroi et doivent obligatoirement être mis en place par coulage-vibration dans des coffrages, ce qui rend leur utilisation assez coûteuse en main-d'oeuvre et en matériel. Les fabricants ont vainement cherché à élaborer des formules permettant de mettre en place ces produits par projection, technique beaucoup plus économique et infiniment plus rapide que le coulagevibration La projection des bétons réfractaires traditionnels est une technique bien connue de longue date, elle s'effectue par voie sèche, c'est-à-dire que le produit est transporte par voie pneumatique sous forme de poudre sèche dans des tuyaux jusqu'à une buse de sortie où il est humidifié. La technique de projection par voie humide, largement utilisée dans le bâtiment, ne convient pas en raison de la grande rapidité de prise qui amènerait un colmatage des tuyaux. Aucune de ces deux techniques ne peut s'appliquer aux betons à "basse et ultra-basse teneur en ciment". Tout l'effort de recherche des fabricants s'est donc porté sur des techniques de coulage simplifiées. Pour cela, depuis quelques années, des gammes de béton basse et ultra basse teneur dits "autocoulables" ont vu le jour. Dérivés du principe des chapes "auto glissantes" du bâtiment, ils ont la propriété de couler tous seuls, sans vibration et de s'étaler comme une nappe d'huile sur l'eau, remplissant les moindres anfractuosités sans intervention humaine. Du fait qu'ils sont fluides, ces bétons sont encore moins projetables que les autres. La présente invention a pour but de remédier à cet état de chose. En effet, elle rend possible la mise en oeuvre par projection de ces betons "autocoulables" à "basse et ulta-basse teneur en ciment. Cette invention est remarquable en ce qu'elle permet de vaincre l'interdit de la projection de ce type de produits de la part des fabricants qui l'estiment impossible. Elle est également remarquable parce qu'elle permettra de réaliser des garnissages réfractaires denses ayant les mêmes qualités intrinsèques que les briques avec une vitesse et un coût de pose très bas. Elle est remarquable enfin parce qu'elle utilise pour la projection des mélanges qui ont eté spécialement mis au point pour le coulage. Elle est constituee par un béton à "basse ou ultra-basse teneur en ciment" de type autocoulable, rendu projetable par l'ajout, en usine ou sur chantier, d'un épaississant dit "gelifiant" constitué de préférence de 0,5 à 1% en poids de matière sèche de gomme polysaccharide (gomme xantane) soluble dans l'eau, mais pouvant être à base d'autres gelifiants organiques ou minéraux, par exemple cellulosiques, la projection du produit obtenu se faisant par voie humide, ou manuellement à la truelle. La description détaillée ci-après se rapporte à des exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention, qui porte sur la préparation puis la mise en oeuvre d'un béton projetable à basse ou ultrabasse teneur en ciment. Cette préparation se fait sous forme d'ajout d'un épaississant dit "gélifiant" formé de gomme polysaccharide (gomme xantane) soluble dans l'eau, connu sous le nom commercial de "KELZAN" et utilisé notamment comme épaississant dans les sauces pour salade et mayonnaises, et dans l'industrie comme gélifiant pour la projection des fibres de roche et fibres céramiques. Cet ajout dans le béton est effectue, soit en usine, soit sur le chantier pendant le malaxage, à un pourcentage de 0,5 à 1% en poids de matière sèche. Cet additif transforme la masse de béton qui est assez fluide en un gel très homogène qui adhére fortement sur n'importe quelle surface, ce qui permet de l'appliquer aussi bien sur une sous-couche isolante, que directement sur l'enveloppe (le plus souvent métallique) de l'enceinte thermique. Il peut être mis à l'épaisseur requise par talochage et lissé si l'on souhaite un aspect de surface parfait. Du fait qu'il s'agit d'un gel qui fige les différents composants du béton, on élimine le risque de ségrégation lors du lissage qui a amené à interdire cette pratique pour les bétons traditionnels à faible teneur en ciment. D'autres gélifiants organiques ou minéraux peuvent également convenir, cellulosiques, etc. La projection du mélange ainsi obtenu se fait par voie humide suivant une technique connue bien éprouvée dans le bâtiment (enduits de façades). La projection peut également être manuelle et être réalisée à la truelle, ce qui, pour les petits chantiers, évite de déplacer des machines. Le procédé peut être appliqué avec d'autres types de béton. Par exemple certains produits spéciaux, notamment les bétons anti-erosion pour couches minces (19 ou 25 mm), utilises très largement en pétrochimie dans les cracking, ne sont pas forcément "à basse ou ultra-basse teneur de ciment". Pour pouvoir les projeter aisément, par voie humide, il suffit de réaliser une version autocoulable et de lui ajouter le gélifiant. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas eté, à ce jour, obtenus par des procédés similaires. REVENDICATIONS 1". Béton autocoulable projetable destiné à l'isolation des enceintes thermiques industrielles telles que four d'unite sidérurgique ou pétrochimique, four d'incinération, cheminée, chaudière ou carneau, caractérisé par le fait que le béton projetable est obtenu à partir d'un beton fluide de type autocoulable conçu pour être utilisé avec des coffrages, auquel on ajoute un épaississant apte à en figer les composants et à le transformer en un gel très homogène, adhérant fortement sur n'importe quelle surface, et projetable par voie humide. 2". Béton projetable selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'épaississant, ou l'gélifiant", est forme de gomme polysaccharide (gomme xantane) soluble dans l'eau, mélangé au beton à basse ou ultra-basse teneur en ciment" en usine ou sur chantier, à un pourcentage de 0,5 à 1% en poids de matière sèche. 30 Béton projetable selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le béton autocoulable est de type à basse ou à très basse teneur en ciment. 4 . Procédé d'isolation d'une enceinte thermique industrielle telle que four d'unite sidérurgique ou pétrochimique, four d'incinération, cheminée, chaudière ou carneau, utilisant le béton projetable selon la revendication 3, se caracterisant par le fait que le béton à basse ou ultra-basse teneur en ciment est projette en face chaude de ladite enceinte thermique. 5". Procédé selon la revendication 4, se caractérisant par le fait que le béton à basse ou ultrabasse teneur en ciment est projetté sur une sous couche isolante. 6". Procédé selon la revendication 4, se caractérisant par le fait que le béton à basse ou ultrabasse teneur en ciment est projette directement sur l'enveloppe, métallique ou non, de l'enceinte thermique. 7". Procedé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, se caracterisant par le fait que le béton "à basse ou ultra-basse teneur en ciment" est projete par voie humide.