Brevet FR2693735A1 — publié le 19940121

L'invention concerne une composition pigmentaire ainsi qu'un procédé de production d'enrobés routiers colorés la mettant en oeuvre. Les enrobés routiers colorés sont utilisés pour revêtir les voies de circulation automobiles en vue de différencier les itinéraires ou les trottoirs, chaussées piétonnières et aires de parkings à des fins esthétiques. Ces enrobés colorés sont fabriqués actuellement sur le chantier même par mélange à chaud, dans un malaxeur, des constituants classiques des enrobés, à savoir un ou des granulats, des fines et un liant (qui peut être un liant de synthèse de couleur claire ou incolore ou un bitume de distillation directe, de couleur noire) auxquels on se contente d'ajouter un pigment minéral ou organique à l'état finement divisé. Ce procédé n'est pas toutefois satisfaisant car il ne permet pas d'obtenir des coloris reproductibles, tout au moins avec les moyens et le temps dont on dispose sur les chantiers. En effet, le mélange du pigment sous forme de poudre aux autres constituants de l'enrobé est une opération à caractère peu reproductible et toute variation de l'état de dispersion du pigment dans les autres constituants entraîne une variation de la nuance finalement obtenue. En outre les pigments en poudre sont sujets sur un chantier à un risque de contamination par des reliquats de fines ou par des poussieres. Les enrobés préparés au cours d'opérations (dites "gâchées") de fabrication successives présentent donc fréquemment des teintes sensiblement différentes, ce qui est esthétiquement indésirable. En outre, le mélange à sec du pigment a pour inconvénient de dégager beaucoup de "poussières" ce qui est peu satisfaisant du point de vue de la santé et de la pollution de l'environnement. I1 serait donc souhaitable de disposer d'un procédé amélioré de fabrication d'enrobés routiers colorés qui soit fiable, reproductible, hygiénique, et non polluant. La présente invention vise à fournir une composition pigmentaire qui facilite l'incorporation du pigment aux autres constituants des enrobés, ainsi qu'un procédé de production d'enrobés routiers colorés mettant en oeuvre cette composition. Plus particulièrement l'invention concerne une composition pigmentaire pour la coloration d'enrobés routiers, caractérisée en ce qu'elle comprend 95 à 5% en poids d'au moins un pigment, minéral ou organique, à l'état finement divisé, dispersé dans 5 à 95% en poids d'une huile compatible avec le liant de l'enrobé routier à colorer, le poids total pigment plus huile représentant 100%. De préférence, la composition comprend, en poids, 75 à 50% de pigment pour 25 à 50% d'huile et se présente sous la forme d'un produit assez visqueux mais coulant, d'une consistance proche de celle du miel, exempte de grumeaux de pigment qui peut aisément être incorporé de façon homogène aux ingrédients de l'enrobé routier. La composition de l'invention est préparée par simple mélange des ingrédients pigment et huile dans un dispositif approprié tel qu'un broyeur à cylindres, un broyeur à billes ou éventuellement un mélangeur à pales. La composition peut être avantageusement conditionnée dès sa fabrication dans des sacs étanches en matière plastique fusible, contenant une quantité appropriée de pigment convenant à la coloration d'une "gâchée" d'enrobés routiers. La préparation des enrobés routiers s'effectuant par mélange à chaud (typiquement vers 150-180 C), il suffit d'ajouter un sac de composition pigmentaire au mélange des constituants de l'enrobé, pour que le sac soit détruit sous l'effet de la chaleur et libère la composition pigmentaire dans la masse en cours de mélange. Une fois ajoutée aux ingrédients de l'enrobé, la composition pigmentaire se mélange très facilement et uniformément avec lesdits ingrédients du fait que le pigment est pré-dispersé dans une huile qui est compatible avec le liant de l'enrobé et exerce un effet plastifiant sur celui-ci qui est favorable au mélange intime des particules de pigment avec le liant. L'huile utilisée dans la composition de l'invention doit être compatible avec le liant présent dans l'enrobé. Ceci signifie qu'il faut choisir une huile dont la nature chimique prédominante (paraffinique ou aromatique) et la polarité (polaire ou non polaire) sont similaires à celles du liant incorporé dans l'enrobé. De nombreux types d'huiles susceptibles de convenir à la production des compositions de l'invention sont disponibles dans le commerce, notamment auprès des sociétés pétrolières. Le pigment présent dans la composition de l'invention peut être minéral ou organique. Des exemples non limitatifs de pigments convenables sont le blanc de titane, le bleu de phtalocyanine, le jaune de chrome, le rouge de fer, etc... La matière pigmentaire doit être finement divisée comme cela est usuel dans le domaine des pigments. Une grosseur de particules de l'ordre de 0,1 à 2 micromètres est habituellement satisfaisante. L'invention concerne aussi un procédé de production d'un enrobé routier coloré par mélange d'au moins un granulat, de fines, d'un liant et d'un pigment à une température supérieure au point de fusion du liant mais inférieur aux points d'éclair des matières organiques, caractérisé en ce que le pigment est mélangé aux autres constituant de l'enrobé sous forme d'une composition pigmentaire telle que définie ci-dessus. La proportion de composition pigmentaire à ajouter doit être déterminée en fonction de sa teneur en huile et du type de liant utilisé. En effet, l'huile de la composition exerce une action plastifiante sur le liant dont il faut donc tenir compte. Une des propriétés caractéristiques des liants pour enrobés routiers est leur valeur de pénétration à 25"C telle que mesurée par la norme AFNOR NF T 66-004. La pénétration est exprimée en mm/10 et il est habituellement souhaitable, tout au moins dans les conditions climatiques françaises, que la pénétration du mélange liant + huile soit compris entre 100 et 110 mm/10 pour que celle du mélange liant + huile + pigment soit comprise dans la gamme de 80 à 100 mm/10 environ, ceci pour des raisons de maniabilité de l'enrobé et de cohésion de l'enrobé.Selon donc que l'on part d'un liant plus ou moins dur, on pourra ajouter plus ou moins d'huile pour aboutir à l'intervalle de pénétration désiré. Par exemple, dans le cas d'un liant ayant une valeur de pénétration propre de 40-50 mm/10, on pourra habituellement ajouter un pourcentage d'huile compatible de l'ordre de 5,5 à 6,5% par rapport au poids du mélange liant + huile pour aboutir à une valeur de pénétration de ce mélange de 100-110 mm/10 environ. Bien entendu, si on partait d'un liant plus mou, on ne pourrait ajouter que moins d'huile. Des courbes donnant la valeur de pénétration en fonction du pourcentage d'huile ajouté peuvent être facilement dressées pour un liant et une huile donnés. Connaissant, par ailleurs, la proportion de liant à incorporer dans l'enrobé et la composition de la composition pigmentaire, on peut aisément calculer le pourcentage en poids de composition pigmentaire à incorporer dans la formulation de l'enrobé, par la formule: a 100 bx x 100 - a c où a est le % en poids de liant dans l'enrobé b est le % en poids d'huile à ajouter par rapport au poids total liant + huile, et c est le % en poids d'huile contenue dans la composition pigmentaire. Bien entendu les indications précédentes relatives à la proportion d'huile compatible à incorporer dans le liant pour obtenir certaines valeurs de pénétration sont susceptibles de devoir être modifiées en raison de circonstances particulières (par exemple des conditions climatiques différentes) ou de l'évolution de la technologie des liants, et ne doivent donc être considérées que comme ayant valeur indicative, non restrictive. Pour introduire le plus de pigment sans ramollir excessivement le liant, on voit qu'il y a intérêt à disposer d'une composition pigmentaire à haute teneur en pigment. Le liant utilisé pour la préparation de l'enrobé peut être un liant de synthèse (de couleur blanche ou claire) ou un bitume de distillation directe (de couleur noire). On préfère les liants de synthèse en particulier pour la production d'enrobés de couleur claire. Les liants de synthèse sont disponibles dans le commerce auprès de nombreux fabricants et il ne paraît pas nécessaire de les décrire davantage ici. De même, il n'est pas nécessaire de décrire ici les granulats et fines utilisés dans la fabrication des enrobés, pas plus que les proportions à respecter pour les divers ingrédients, qui sont tous classiques et bien connus de l'homme du métier. L'emploi de la composition pigmentaire de l'invention dans la production d'enrobés routiers colorés permet d'éviter la formation de grumeaux de pigment, d'obtenir une dispersion rapide du pigment dans la masse de l'enrobé et un meilleur enrobage des particules et grains minéraux, d' où une coloration beaucoup plus homogène et uniforme à chaque gâchée. On peut aussi obtenir des colorations spéciales par mélange de deux ou plusieurs pigments. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés dans le but d'illustrer l'invention. EXEMPLE 1 On a préparé une composition pigmentaire bleu en mélangeant les ingrédients suivants dans les proportions pondérales indiquées bioxyde de titane 46,4% bleu de phtalocyanine 7,2% Flexont R ) 46,4% Flexont R ) 876 est une huile paraffinique vendue par la Société ESSO. Cette huile est normalement destinée à l'industrie du caoutchouc. Elle a un point d'éclair de 2600C. EXEMPLE 2 On a préparé une composition pigmentaire ocre en mélangeant les ingrédients suivants dans les proportions pondérales indiquées bioxyde de titane 31,7% jaune de chrome 31,7% rouge de fer 1,6% Flexon(R > 876 35,0% EXEMPLE 3 On a préparé une gâchée (2 tonnes environ) d'enrobé routier coloré en bleu dans une centrale de production d'enrobés, à partir des ingrédients suivants pris dans les proportions pondérales indiquées sable (0-2 mm) obtenu par concassage 43 parties gravillons gris (2-4 mm) 50 parties fines d'apport calcaires 7 parties composition pigmentaire bleue de l'exemple 1 0,8 partie liant clair de synthèse EXBC 04, grade 40/50* 6,3 parties * le liant EXBC 04, grade 40/50 est commercialisé par la Société ESSO et a un point de ramollissement de 66"C et un point d'éclair de 230 C. Les ingrédients ont été malaxés dans la centrale à une température de 1800C pendant 45 secondes. On a répété à 72 reprises la fabrication de cet enrobé et on a obtenu à chaque fois la même nuance de bleu. EXEMPLE 4 On a préparé une gâchée d'enrobé routier ocre par le même mode opératoire qu'à l'exemple 3, si ce n'est qu'on a remplacé les gravillons gris par la même proportion de gravillons roses et qu'on a remplacé la composition pigmentaire bleue par 1,1 partie de la composition pigmentaire ocre de l'exemple 2. On a répété à 44 reprises la fabrication de cet enrobé et on a à chaque fois obtenu la même nuance d'ocre. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et que l'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. EXEMPLE 5 On a préparé une composition pigmentaire rouge en mélangeant les ingrédients suivants dans les proportions pondérales indiquées bioxyde de titane 18,4% rouge de fer 52,6% Exarol(R > 19,0% Exarol(R)41 est une huile aromatique vendue par la Société TOTAL. Exemple 6 On a préparé une gâchée d'enrobé routier rouge par le même mode opératoire qu'à l'exemple 4, si ce n'est qu'on a remplacé la composition pigmentaire ocre par 2,5 parties de la composition pigmentaire rouge de l'exemple 5 et le liant clair de synthèse EXBC 04, grade 40/50 par un bitume de distillation directe, grade 40/50 tel que défini par la norme AFNOR NF T 65-001. REVENDICATIONS 1. Composition pigmentaire pour la coloration d'enrobés routiers, caractérisée en ce qu'elle comprend 95 à 5% en poids d'au moins un pigment, minéral ou organique, à l'état finement divisé, dispersé dans 5 à 95% en poids d'une huile compatible avec le liant de l'enrobé routier à colorer, le poids total pigment plus huile représentant 100%. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, en poids, 75 à 50% de pigment et 25 à 50* d'huile. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est emballée, en quantité déterminée, dans un sac en plastique thermofusible. 4. Procédé de production d'un enrobé routier coloré par mélange d'au moins un granulat, de fines, d'un liant et d'un pigment à une température supérieure au point de fusion du liant mais inférieur aux points d'éclair des matières organiques, caractérisé en ce que le pigment est mélangé aux autres constituant de l'enrobé sous forme d'une composition pigmentaire telle que définie à la revendication 1, 2 ou 3. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la quantité d'huile apportée par la composition pigmentaire plastifie le liant à un degré tel que la valeur de pénétration du liant plastifié, mesurée selon la norme NF T 66-004, soit comprise entre 100 et 110 mm/lO. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le liant est un liant de synthèse, de couleur claire ou incolore. 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le liant est un bitume de couleur noir.