Brevet FR2703677A1 — publié le 19941014

" Matériau granulaire destiné à la fabrication de bétons de qualité ainsi que béton fabriqué à partir d'un tel matériau granulaire " La présente invention se rapporte à un matériau granulaire destiné à la fabrication de bétons de qualité. Le béton qui est, essentiellement, constitué par un agglomérat artificiel de cailloux, de graviers et de sable réunis entre-eux au moyen d'un liant hydraulique constitue, depuis déjà de nombreuses décennies, le matériau de construction le plus universellement employé. La proportion ainsi que la nature des différents constituants des bétons varient en fonction de leur destination (bâtiments, techniques routières, ponts, tunnels, ouvrages portuaires, barrages ...) le rôle de ces constituants est essentiellement le suivant - le ciment est l'élément actif du mélange ; il forme avec l'eau, au moment du malaxage, une pâte qui enrobe les granulats et donne, au béton, sa plasticité ; l'veau joue un rôle prépondérant sur la résistance finale du béton, et il est pour cette raison nécessaire de surveiller sa teneur en matières en suspension et en sels dissous, - les granulats donnent au béton sa densité ; ils se présentent toujours sous forme d'éléments fins en faible quantité, de sable, de gravillons ou graviers et de cailloux. Il est bien connu des spécialistes que, si l'on mélange sans prendre de précaution certains matériaux ou sables calcaires avec des ciments de type ordinaire, on obtient des bétons qui subissent, à moyen terme, une dégradation due à des réactions internes dites "alcali-granulat". C'est le "pourrissement" du béton. Ce phénomène est bien connu des spécialistes qui travaillent sur des chantiers situés dans la région du Nord de la France (métro de Lille, TGV ...) où l'on a l'habitude de fabriquer les bétons à partir de matériaux localement disponibles tels que du sable alluvionnaire en provenance de la baie de Somme, ou des granulats calcaires de type givésien ou tournaisien. Les matériaux susmentionnés présentent toutefois l'inconvénient de provoquer la réaction susmentionnée dite "alcali-granulat" si on les combine à des ciments ordinaires. Pour cette raison, les spécialistes ont pris l'habitude d'utiliser, pour la fabrication des bétons, des ciments de meilleures qualités dits "low alcali" qui permettent de contrecarrer cette réaction mais augmentent dans une large mesure le prix de revient des bétons. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un matériau granulaire destiné être combiné à des granulats, notamment des cailloux et des graviers calcaires ainsi qu'à un liant hydraulique à base de ciment de type ordinaire de façon à permettre la fabrication de bétons de qualité insensibles à la réaction "alcaligranulat". Selon l'invention, ce matériau granulaire est caractérisé en ce qu'il est constitué, pour au moins 90 % en poids, par un sable calcaire pur essentiellement exempt de silice notamment de type viséen dont la granulométrie d/D, dans laquelle d correspond aux particules de plus petit diamètre et D aux particules de diamètre supérieur, satisfait aux relations 0 Conformément à l'invention, on s'est rendu compte, de manière surprenante, que l'on pouvait éviter la dégradation à moyen terme des bétons en utilisant des ciments ordinaires, mais en remplaçant le sable alluvionnaire de type baie de Somme couramment utilisé, par un sable calcaire de type viséen, c' est-à-dire un sable provenant de l'époque quaternaire se distinguant par sa pureté, son absence de silice ou éventuellement sa présence à l'état de traces et une répartition particulière des éléments chimiques entrant dans sa composition et une perte au feu de l'ordre de 44 à 46 %. Ainsi, la composition pondérale du sable viséen est la suivante CaO 31 à 49 % MgO 4 à 18 Fe2O3 0 à 0,3 % AI2O3 0 à 0,3 % K2O 0 à 0,03 % 2 0 à 0,01 % SiO2 0 à 0,3 % A titre d'exemple, on a pu avantageusement mettre en oeuvre un sable provenant des Carrières de Godin dans le Nord de la France. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau granulaire non réactif contient entre 2 et 10 % en poids, de préférence environ 5 % en poids, de cendres volantes. A titre d'exemple, conformément à l'invention, on a utilisé en tant que cendres volantes des cendres provenant de la Centrale thermique EDF de Pont sur Sambre. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau granulaire est constitué, pour environ 95 % en poids, par un sable calcaire de type viséen de granulométrie 0/6,3 mm. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau granulaire est constitué, pour 65 à 75 % en poids, par un sable calcaire de type viséen de granulométrie 0/3,0 mm et, pour 20 à 30 % en poids, par des granulats calcaires de type viséen de granulométrie 3,0/6,3 mm. A titre d'exemple, on a pu mettre en oeuvre, conformément à l'invention, un matériau granulaire présentant la composition pondérale suivante - 70 % de granalats calcaires de type viséen de granulométrie 0/3,0 mm, - 25 % de sable calcaire de type viséen de granulomé trie 3,0/6,3 mm, - 5 % de cendres volantes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau granulaire est recomposé en centrale de malaxage par automates programmables avec incorporation d'un liant correcteur de maniabilité et éventuellement de fibres de polypropylène. L'invention se rapporte également à un béton caractérisé en ce qu'il renferme entre 30 et 45 % en poids du matériau granulaire défini ci-dessus. A titre d'exemple, on a obtenu des résultats avantageux en fabriquant un béton destiné à la technique routière présentant la composition pondérale suivante - matériau granulaire conforme à l'invention 780 kg - granulats calcaires de type viséen de granulométrie 10/20 mm 670 kg - granulats calcaires de type viséen de granulométrie 6/10 mm 370 kg - ciment CPA 55 (marque déposée) 350 kg - eau 205 litres - super plastifiant réducteur d'eau 0,4 % du poids de ciment Selon une autre caractéristique de l'invention, le béton renferme des fibres notamment de polypropylène incorporées lors de la fabrication propre du béton en centrale. REVENDICATIONS 1") Matériau granulaire destiné etre combiné à des granulats, notamment des cailloux et des graviers calcaires ainsi qu a un liant hydraulique à base de ciment de type ordinaire de façon à permettre la fabrication de bétons de qualité, matériau granulaire caractérisé en ce qu'il est constitué, pour au moins 90 % en poids, par un sable calcaire pur essentiellement exempt de silice, notamment de type viséen dont la granulométrie d/D, dans laquelle d correspond aux particules de plus petit diamètre et D aux particules de diamètre supérieur, satisfait aux relations 0 2") Matériau granulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué, pour environ 95 % en poids1 par un sable calcaire de type viséen de granulométrie 0/6,3 mm. 3") Matériau granulaire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il contient entre 2 et 10 % en poids, de préférence environ 5 % en poids, de cendres volantes. 4") Matériau granulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est constitué, pour 65 à 75 % en poids, par un sable calcaire de type viséen de granulométrie 0/3 mm et, pour 20 à 30 % en poids, par des granulats calcaires de type viséen de granulométrie 3,0/6,3 mm. 5") Matériau granulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il présente la composition pondérale suivante - 70 % de granalats calcaires de type viséen de granulométrie 0/3,0 mm, - 25 % de sable calcaire de type viséen de granulomé trie 3,0/6,3 mm, - 5 % de cendres volantes. 6") Matériau granulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est recomposé en centrale de malaxage par automates programmables avec incorporation d'un liant correcteur de maniabilité. 7") Béton caractérisé en ce qu'il renferme entre 30 et 45 % en poids de matériau granulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 8") Béton selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il présente la composition pondérale suivante - matériau granulaire conforme à l'invention 780 kg - granulats calcaires de type viséen de granulométrie 10/20 mm 670 kg - granulats calcaires de type viséen de granulométrie 6/10 mm 370 kg - ciment CPA 55 (marque déposée) 350 kg - eau 205 litres - super plastifiant réducteur d'eau 0,4 % du poids de ciment 9") Béton selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il renferme des fibres notamment de polypropylène incorporées lors de la fabrication propre du béton en centrale.