Brevet FR2735767A1 — publié le 19961227

Procédé de préparation de granulats, notamment pour utilisation en génie civil, à partir de laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène L'invention concerne un procédé de préparation de granulats à partir de laitiers de conversion d'acier à l'oxygène. D'une manière générale, on utilise des granulats par exemple pour la préparation de bétons hydrauliques ou pour la préparation de compositions de revêtement, notamment de revêtements routiers. La préparation des granulats, notamment leur granulométrie, dépend de l'application visée. Pour la préparation physique des granulats à la granulométrie requise, on procède généralement par concassage, criblage et séparation en fractions granulométriques, II est connu d'élaborer des granulats à partir de laitiers de hauts fourneaux, tel que décrit par exemple dans le brevet FR 2 668 474. II est possible, par le même procédé, d'élaborer des graves hydrauliques, notamment pour la réalisation de terrassements ou de sous bassements de chaussées. Mais les granulats élaborés selon ce procédé à partir de laitiers de conversion d'acier à l'oxygène ont généralement tendance à gonfler sous l'effet de l'humidité, ce qui les rend impropres à la préparation de béton, d'enrobés ou de graves. Ces laitiers de conversion d'acier à l'oxygène sont généralement désignés sous l'appellation de laitiers L.D. (Linz-Donovitz). Le document FR 2 630 432 décrit cependant une composition de béton hydraulique incorporant du laitier L.D. et ne présentant pas cet inconvénient de gonflement. Ce résultat est atteint en concassant le laitier L.D. à une granulométrie assez fine pour passer à la maille de 2 mm, en limitant fortement sa proportion à 18% au maximum dans la composition de béton, et en dosant soigneusement un additif riche en alumine et pauvre en alcalino-terreux à rajouter à la composition. Mais ces contraintes de préparation du granulat et de composition du béton sont coûteuses et restreignent les débouchés des laitiers L.D. Le document FR 2 481 264 décrit également une composition de revêtement incorporant du laitier L.D. (et très peu de chaux) et ne présentant pas cet inconvénient de gonflement. Mais ce résultat est également atteint au prix de nouvelles contraintes de composition. Pour réduire les risques de gonflement des ouvrages de génie civil réalisés à partir de laitiers L.D., on a également proposé, après concassage, de les stocker à l'air libre pendant des périodes de plusieurs mois. Mais ce stockage prolongé reste une opération coûteuse qui, de surcroît, ne résout qu'imparfaitement le problème du gonflement. L'invention a pour but de maîtriser le risque de gonflement d'un granulat à base de laitier L.D. sans nécessité de stockage prolongé ni contraintes particulières à l'utilisation en génie civil, notamment pour la préparation d'un béton, d'une composition de revêtement ou d'une grave hydraulique. A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de préparation de granulats, notamment pour utilisation en génie civil, à partir de laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène, dans lequel on prépare physiquement ledit laitier pour obtenir la granulométrie requise pour ladite utilisation, notamment par concassage, criblage et séparations en fractions granulométriques, caractérisé en ce que on traite ensuite le laitier ainsi préparé sous une atmosphère enrichie en gaz carbonique. De préférence, la teneur en gaz carbonique de ladite atmosphère est supérieure à 5 %. L'invention a également pour objet une composition de béton hydraulique contenant une proportion de laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène supérieure à 18% en poids. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple. Dans une installation classique de traitement physique, on concasse du laitier L.D., on le crible et on sépare le produit obtenu en différentes fractions granulométriques ; d'une manière connue en elle-même, le traitement physique est adapté aux utilisations visées du laitier comme granulat. A la sortie de l'installation de traitement physique, immédiatement ou en différé, on fait défiler le produit obtenu dans une enceinte confinée de traitement. Ladite enceinte de traitement peut se présenter sous la forme d'un tunnel ventilé et traversé par un tapis roulant de transfert du produit à traiter On fait défiler le produit dans le tunnel tout en le ventilant par un gaz de traitement, qui, selon l'invention, est un gaz enrichi en gaz carbonique, par rapport à la teneur normale de l'air. Selon l'invention, la carbonatation du produit entraîne la formation d'une croûte d'imperméabilisation à la surface des grains. On veillera donc à ne pas re-broyer les granulats après le traitement de carbonatation de façon à ne pas rompre la croûte de protection. De préférence, la teneur en gaz carbonique du gaz de traitement est supérieure à 5 %. On détermine la durée minimale de traitement sous atmosphère enrichie en gaz carbonique, par exemple par une étude préalable en laboratoire sur des échantillons de produit issu du traitement physique. L'étude préalable en laboratoire peut notamment se baser sur des tests de gonflement. On considère par exemple que la durée minimale de traitement sous atmosphère enrichie en gaz carbonique est atteinte lorsque la porosité ouverte des échantillons à la vapeur d'eau est inférieure à un seuil prédéterminé. On détermine le seuil de porosité maximum admissible par des tests de gonflement adaptés à l'utilisation prévue des granulats. Avantageusement, le gaz de traitement est un gaz de combustion, récupéré à la sortie d'installations de brûlage ou de chaudières proches de l'enceinte de traitement. Avantageusement, le gaz de traitement est chaud et/ou contient également de la vapeur d'eau. Sans se départir de l'invention, d'autres installations classiques peuvent être envisagées pour traiter le produit sous une atmosphère enrichie en gaz carbonique. Selon une variante de l'invention, une partie de l'installation de traitement physique du laitier est confinée dans une enceinte où l'on fait circuler ledit gaz de traitement ; de préférence, cette partie confinée est située en aval dans l'installation de traitement. Selon cette variante, il n'est plus nécessaire de traiter le produit à la sortie de l'installation de traitement physique. Ainsi, grâce au procédé de préparation de granulats selon l'invention qui comporte un confinement sous une atmosphère enrichie en gaz carbonique, et contenant de préférence de la vapeur d'eau, on stabilise les granulats et on maîtrise le risque de gonflement des matériaux incorporant ces granulats, alors que pourtant ils proviennent de laitiers L.D. Par rapport aux solutions de l'art antérieur pour limiter ces risques de gonflement, I'invention apporte une solution économique et plus efficace contre le risque de gonflement. Selon l'invention, il n'y pas de limite supérieure, d'une part à la taille du granulat à base de laitier L.D., d'autre part à sa proportion dans la composition de béton. On sait en effet que dans le cas de granulats préparés à partir de laitiers L.D. et des matériaux qui les intègrent, c'est l'hydratation lente de la chaux interne aux granulats qui provoque le gonflement des matériaux, sous l'effet de la vapeur d'eau qui y pénètre par des pores ouverts en surface. Grâce au procédé selon l'invention, on obtient un granulat à base de laitier L.D. formé de particules dont la surface présente une imperméabilité élevée à la vapeur d'eau, ce qui permet de maîtriser le risque de gonflement quelle que soit la taille des grains. Contrairement aux granulats à base de laitiers L.D. de l'art antérieur, il devient alors possible selon l'invention de préparer des granulats de laitier L.D. de grosse granulométrie, qui présentent de bonnes caractéristiques de stabilité dimensionnelle (maîtrise du gonflement) alors même qu'ils ne passeraient pas à la maille de 2 mm. Grâce au procédé selon l'invention, on peut aussi préparer des compositions de bétons contenant une proportion pondérale de laitier L.D. supérieure à 18% sans risque de gonflement. L'invention ouvre donc de nouveaux débouchés aux laitiers de conversion d'acier à l'oxygène dans le domaine du génie civil et contribue à une amélioration de l'environnement en diminuant les stocks, voire les décharges, de ce type de laitiers. REVENDICATIONS 1.- Procédé de préparation de granulats, notamment pour utilisation en génie civil, à partir de laitier d'aciérie de conversion à l'oxygène, dans lequel on prépare physiquement ledit laitier pour obtenir la granulométrie requise pour ladite utilisation, notamment par concassage, criblage et séparation en fractions granulométriques, caractérisé en ce que on traite ensuite le laitier ainsi préparé sous une atmosphère enrichie en gaz carbonique. 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la teneur en gaz carbonique de ladite atmosphère est supérieure à 5 %. 3.- Composition de béton hydraulique contenant un granulat de laitier de conversion d'acier à l'oxygène obtenu par un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la proportion pondérale dudit laitier dans ladite composition est supérieure à 18%.