Brevet FR2728890A1 — publié le 19960705

MORTIER FLUIDE AUTONIVELANT COMPRENANT DU SULFATE DE CALCIUM ET DE LA CHAUX La présente invention conceme un mortier fluide autonivelant comprenant du sulfate de calcium et de la chaux et des compositions utilisables pour la préparation dudit mortier. Elle est également relative à des utilisations conjointes, dans le but d'influeneer certaines propriétés, de chaux et soit d'une silice et d'un composé contenant de l'alumine, soit d'une pouzzolane dans un mortier fluide autonivelant et'ou dans une chape obtenue à partir d'un mortier fluide autonivelant Elle a trait enfin à une chape obtenue à partir de ce mortier fluide autonivelant On appelle mortier fluide autonivelant un mortier fluide mis en place généralement par pompage, qui permet d'obtenir, aprés application ou coulage sur une surface horizontale, une chape exempte d'irrégularité de surface et parfaitement horizontale sans traitement mécanique de la surface (tel que notamment un lissage) à la suite du coulage dudit mortier. De tels mortiers sont très largement utilisés dans le domaine du bâtiment, en particulier pour rattraper les inégalités de niveau des dalles brutes de construction ou des surfaces horizontales de toute nature sur lesquelles sont disposés ensuite des revétements de finition, tels que plancher collé, plancher supporté par des poutres en bois, dalles en matière plastique, moquette. La surface obtenue devant être rigoureusement plane, un mortier fluide autonivelant est évidemment préférable à cause notamment de sa facilité de mise en oeuvre. Cependant, les mortiers fluides pour chape présentent notamment l'inconvénient d'être très sensibles à l'eau et de voir diminuer nettement leur résistance mécanique lorsqu'ils sont immergés dans l'eau ou simplement mis en contact avec un tel élément. L'invention a notamment pour but de proposer des mortiers fluides autonivelants ne présentant pas l'inconvénient précédemment cité. Dans ce but, il a été trouvé, de manière surprenante, par la Demanderesse, que l'utilisation conjointe de chaux et soit d'une silice et d'un composé contenant de l'alumine, soit d'une pouzzolane, dans un mortier fluide autonivelant comprenant, en outre, du sulfate de calcium, des granulats et de l'eau, permettait en particulier de réduire considérablement la sensibilité à l'eau, c'est-àdire d'augmenter considérablement la tenue à l'eau, d'une chape obtenue à partir dudit mortier, tout en lui procurant, de préférence, une résistance mécanique (à l'air) convenable, en particulier une résistance en traction par flexion (à l'air) très satisfaisante. Ainsi, I'un des objets de l'invention consiste en un mortier fluide autonivelant comprenant du sulfate de calcium, des granulats, de la chaux, de l'eau et soit au moins une silice et au moins un composé contenant de l'alumine, soit au moins une pounolane. Un autre objet de l'invention réside dans des compositions utilisables pour la préparation d'un mortier fluide autonivelant comprenant du sulfate de calcium, des granulats, de la chaux, de l'eau, éventuellement des granulats, et soit au moins une silice et au moins un composé contenant de l'alumine, soit au moins une pouzzolane. L'invention consiste également en l'utilisation à la fois de chaux et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de l'alumine, soit d'au moins une pouzzolane, pour améliorer la résistance mécanique, en particulier la résistance en traction par flexion, et pour réduire la sensibilité à l'eau d'une chape, et en une chape obtenue à partir d'un mortier autonivelant selon l'invention. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre. L'invention est d'abord relative à un mortier fluide autonivelant comprenant du sulfate de calcium, des granulats (ou agrégats), de la chaux, de l'eau et soit au moins une silice et au moins un composé contenant de l'alumine, soit au moins une pouzzolane Le mortier selon l'invention contient donc du sulfate de calcium, d'origine naturelle ou synthétique. On peut ainsi employer un sulfate de calcium anhydre, en particulier de l'anhydrite (notamment de l'anhydrite 11), et/ou un sulfate de calcium partiellement hydraté, en particulier de l'a-hémihydrate (ou semi-hydrate a). II est à remarquer que l'anhydrite, lorsqu'elle est d'origine synthétique, peut être sous forme de fluon > , phospho-, sulfo ou btano-anhydrite. Le mortier fluide selon l'invention comprend, en général, entre 2 et 10 %, de préférence entre 3 et 7 %, en poids de chaux (par exemple de la chaux éteinte Ca(OH)2) par rapport au poids de sulfate de calcium. II comprend également au moins une pounolane ou, à la fois au moins une silice et au moins un composé contenant de l'alumine. On entend ici par pouzzolane (ou matériau pou=olanique) un matériau siliceux et alumineux, n'ayant aucune propriété liante en lui-meme, mais qui, sous certains étas de cristallinité et de structure, peut réagir en présence de chaux et d'eau pour donner un ciment On peut citer, à titre d'exemples de pouzzolane utilisable, le méta-kaolin, les cendres volantes, les boues calcinées (notamment les boues rouges de fabrication d'aluminium, les boues de papeterie) De préférence, on emploie dans la présente invention le méta-kaolin comme pou=olane. Le mortier selon l'invention peut comprendre entre 2 et 10 %, de préférence entre 3 et 7 %, en poids de pouzzolane par rapport au poids de sulfate de calcium. On utilise à titre de silice généralement une silice très fine. On peut ainsi employer une silice de précipitation ou de la fumée de silice. L'alumine contenue dans le composé utilisé en association avec la silice doit être réactive. Comme composé contenant de l'alumine, on peut employer de alumine, des cendres volantes alumineuses ou silico-alumineuses, un ciment (contenant de l'alumine), notamment un ciment alumineux (par exemple du type Secar) ou du Ciment Portland (en particulier du Ciment Portland Artificiel (CPA)). Le mortier selon l'invention peut comprendre entre 2 et 10 %, de préférence entre 3 et 7 %, en poids de l'ensemble silice + composé contenant de l'alumine par rapport au poids de sulfate de calcium. Cependant, dans le cas ou on utilise, comme composé contenant de l'alumine, un ciment à haute teneur en alumine, par exemple un ciment alumineux, ce composé doit être présent dans le mortier selon l'invention de préférence à une teneur en poids d'au plus 5 % par rapport au poids de sulfate de calcium, notamment pour éviter une expansion incontrôlée de la chape qui sera obtenue à partir dudit mortier. II est à noter qu'un mortier fluide comprenant à la fois au moins une pounolane, au moins urne silice et au moins un composé contenant de l'alumine (et les autres composés décrits dans le présent exposé) reste dans le cadre de la présente invention, même s'il n'en constitue pas une variante très préférée. Le mortier fluide selon l'invention présente en général un rapport en poids granulatslsulfate de calcium compris entre 1 et 6, par exemple entre environ 1,2 et 2,0. II contient préférentiellement du sable, par exemple du sable siliceux, à titre de granulats. La quantité d'eau (dite eau de gachage) présente dans le mortier fluide selon l'invention est habituellement comprise entre 30 et 60 %, par exemple entre 35 et 50 %, en poids par rapport au poids de sulfate de calcium. Le mortier fluide selon l'invention peut comprendre en outre au moins un accélérateur de prise. La quantité dudit accélérateur de prise dans ledit mortier est alors en général comprise entre 0,5 et 5 %, de préférence entre 1 et 2,5 %, en poids par rapport au poids de sulfate de calcium. On peut utiliser, comme accélérateur de prise, du sulfate de potassium. Lorsque ledit mortier contient de l'anhydrite comme sulfate de calcium, il peut comprendre, à titre d'accélérateur de prise, de l'a-hémihydrate, de préférence en une quantité comprise entre 0,5 et 5 %, de préférence entre 1 et 2,5 % en poids par rapport au poids d'anhydrite. Le mortier fluide selon l'invention peut contenir en outre au moins un fluidifiant, généralement entre 0,1 et 2,0 %, en particulier entre 0,1 et 1,0 %, en poids par rapport au poids de sulfate de calcium. On peut citer, à titre d'exemples de fluidifiants, les mélamines, les polymélamines, les polynaphtalènes (notamment le polynaphtaléne sulfonate de sodium), les polyacrylates (notamment le polyacrylate de sodium), les lignosulfonates. Le mortier fluide selon l'invention est en général préparé par malaxage des produits entrant dans sa constitution (opération de gâchage) ; l'ordre d'introduction desdits produits dans le malaxeur peut être quelconque. On peut préalablement mélanger intimement, à sec, la chaux, soit la silice et le composé contenant de l'alumine soit la pouzzolane (soit, éventuellement, ces trois composés), et les éventuels accélérateur de prise et/ou fluidifiant, avec le sulfate de calcium ; on obtient alors, et ceci constitue un objet de l'invention, une composition utilisable (en particulier sur le chantier) pour la préparation d'un mortier fluide autonivelant, composition qui présente la même formulation (ou constitution) que le mortier fluide, selon l'invention, décrit précédemment, excepté que ladite composition ne comprend ni eau ni granulats ; cette composition est ensuite introduite dans l'eau de gâchage ; on malaxe ensuite l'ensemble obtenu, en général à petite vitesse (par exemple entre 50 et 70 tours/min) ; enfin, on ajoute progressivement les granulats et on poursuit le malaxage à grande vitesse (par exemple entre 100 et 140 tours/min). On peut aussi préalablement mélanger intimement, à sec, la chaux, soit la silice et le composé contenant de l'alumine soit la pouzzolane (soit, éventuellement, ces trois composés), et les éventuels accélérateur de prise et/ou fluidifiant, avec les granulats et le sulfate de calcium ; on obtient alors, et ceci constitue un autre objet de l'invention, une composition utilisable (en particulier sur le chantier) pour la préparation d'un mortier fluide autonivelant, composition qui présente la méme formulation (ou constitution) que le mortier fluide, selon l'invention, décrit précédemment, excepté que ladite composition ne comprend pas d'eau ; il suffit ensuite d'introduire cette composition dans reau de gachage et de malaxer l'ensemble obtenu, en général à grande vitesse. La présence conjointe de chaux et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de l'alumine, soit d'au moins une pounolane, dans le mortier selon l'invention permet d'augmenter (dans l'air) la résistance mécanique, en particulier surtout la résistance en traction par flexion, de la chape obtenue à partir dudit mortier. Cette chape présente ainsi un rapport résistance en traction par tiexionirésistance en compression simple assez élevé (par exemple d'au moins 30 %) et, de préférence, plus élevé que celui des chapes traditionnelles (rapport de rordre de 15 à 20 % en général), ce qui est favorable notamment dans le cas des ouvrages essentiellement soumis à des chargements engendrant des contraintes du type traction par flexion. La résistance en traction par flexion d'une éprouvette correspond en général à la charge nécessaire pour casser une éprouvette placée sur une tête à 3 points. La résistance en compression simple d'une éprouvette correspond habituellement à la pression nécessaire pour faire éclater une éprouvette que ron compresse entre deux machoires. L'invention conceme ainsi également l'utilisation, pour augmenter la résistance mécanique, en particulier la résistance en traction par flexion, de manière conjointe de chaux et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de alumine, soit d'au moins une pouzzolane, dans une chape obtenue à partir d'un mortier fluide autonivelant comprenant, en outre, du sulfate de calcium, des granulats et de l'eau. De plus, et ceci est le plus remarquable, la présence conjointe de chaux et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de alumine, soit d'au moins une pousolane, dans le mortier selon l'invention permet de réduire nettement la sensibilité à l'eau (c'est-à-dire d'augmenter nettement la tenue à l'eau) de la chape obtenue à partir dudit mortier. Cette chape conserve ainsi après immersion dans l'eau (ou simplement mis en contact avec un tel élément) une résistance mécanique tout à fait convenable. En particulier, après immersion dans l'eau: - d'une part, elle perd seulement un peu de sa résistance en traction par flexion, par rapport à celle obtenue après conservation à l'air (par exemple, pour des cycles d'immersion (5 jours) / séchage (1 jour à 50 "C), elle peut ne perdre (par rapport à sa résistance en traction par flexion après conservation à l'air) qu'aux environs de 10 % à une échéance de 28 jours), contrairement aux chapes traditionnelles (pour lesquelles généralement la perte (par rapport à leur résistance en traction par flexion après conservation à l'air) est alors d'environ 40 % ou plus à une échéance de 28 jours); ; - d'autre part, elle gagne sensiblement en résistance en compression simple, par rapport à celle obtenue après conservation à l'air (par exemple, pour des cycles d'immersion (5 jours) / séchage (1 jour à 50 "C), gain possible (par rapport à sa résistance en compression simple après conservation à l'air) d'au moins 20 % à une échéance de 28 jours), contrairement aux chapes traditionnelles, pour lesquelles il y a une perte en résistance en compression simple par rapport à celle obtenue après conservation à l'air (par exemple perte en général de plus de 10 % à une échéance de 28 jours). Ainsi, l'invention est aussi relative à l'utilisation, pour réduire la sensibilité à reau, de manière conjointe de chaux et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de l'alumine, soit d'au moins une pouzzolane, dans une chape obtenue à partir d'un mortier fluide autonivelant comprenant, en outre, du sulfate de calcium, des granulats et de l'eau. Dans toutes ces utilisations, le mortier fluide est tel que défini plus haut La chape obtenue à partir du mortier fluide selon l'invention, notamment par coulage de celuiì sur une surface horizontale, constitue un autre objet de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Mortier fluide autonivelant caractérisé en ce qu'il comprend du sulfate de calcium, des granulats, de la chaux, de l'eau et soit au moins une silice et au moins un composé contenant de l'alumine, soit au moins une pouzzolane. 2/ Mortier fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend entre 2 et 10 %, de préférence entre 3 et 7 %, en poids de chaux par rapport au pools de sulfate de calcium. 3/ Mortier selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composé contenant de l'alumine et au moins une silice, de préférence une silice précipitée ou de la fumée de silice. 4/ Mortier fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend entre 2 et 10 %, de préférence entre 3 et 7 %, en poids de l'ensemble siiice + composé contenant de l'alumine par rapport au poids de sulfate de calcium. 5/ Mortier selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pousolane. 6/ Mortier fluide selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend entre 2 et 10 %, de préférence entre 3 et 7 %, en poids de pouzzolane par rapport au poids de sulfate de calcium. 71 Mortier fluide selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend entre 30 et 60 %, de préférence entre 35 et 50 %, en poids d'eau par rapport au poids de sulfate de calcium. 8/ Mortier fluide selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente un rapport en poids granulats/anhydrite compris entre 1 et 6, de préférence entre environ 1,2 et 2,0. 9/ Mortier fluide selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend du sable comme granulats. 10/ Mortier selon rune des revendications i à 9, caractérisé en ce qu'il comprend, comme sulfate de calcium, du sulfate de calcium anhydre, tel que de l'anhydrite, ou du sulfate de calcium partiellement hydraté, tel que de ra-hémihydfate Mortier fluide selon l'une des revendications I à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un accélérateur de prise. 12/ Mortier fluide selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend entre 0,5 et 5 %, de préférence entre 1 et 2,5 %, en poids d'accélérateur de prise par rapport au poids de sulfate de calcium. 13/ Mortier fluide selon l'une des revendications Il et 12, caractérisé en ce qu'il comprend de l'anhydrite comme sulfate de calcium et de l'a-hemihydrate comme accélérateur de prise. 14/ Mortier fluide selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un fluidifiant 16/ Composition utilisable pour la préparation d'un mortier fluide autonivelant, caractérisée en ce qu'elle présente la même formulation que le mortier fluide selon l'une des revendications I à 15, excepté que ladite composition ne comprend ni eau ni granulats. 17/ Composition utilisable pour la préparation d'un mortier fluide autonivelant, caractérisée en ce qu'elle présente la même formulation que le mortier fluide selon l'une des revendications 1 à 15, excepté que ladite composition ne comprend pas d'eau. 18/ Utilisation, pour augmenter la résistance mécanique, en particulier la résistance en traction par flexion, à la fois de chaux et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de l'alumine, soit d'au moins une pouzzolane dans une chape obtenue à partir d'un mortier fluide autonivelant comprenant, en outre, du sulfate de calcium, des granulats et de l'eau. 19/ Utilisation, pour réduire la sensibilité à l'eau, à la fois de chaux et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de l'alumine, soit d'au moins une pouzzolane dans une chape obtenue à partir d'un mortier fluide autonivelant comprenant, en outre, du sulfate de calcium, des granulats et de reau et de reau. 20/ Utilisation selon l'une des revendications 18 et 19, à la fois de chaux, d'au moins un accélérateur de prise et soit d'au moins une silice et d'au moins un composé contenant de l'alumine, soit d'au moins une pousolane. 21/ Utilisation selon l'une des revendications 18 à 20, ledit mortier fluide étant défini selon l'une des revendications 1 à 15. 22/ Chape obtenue à partir d'un mortier fluide selon l'une des revendications 1 à 15.