Brevet FR2774982A1 — publié le 19990820

La présente invention concerne des améliorations apportées à des compositions à base de ciment et notamment l'utilisation d'un additif dans de telles compositions. L'expression "compositions à base de ciment", comme on l'emploie ici, désigne des compositions qui font prise et durcissent par interaction chimique avec l'eau et qui en sont également capables en présence d'eau. Ces compositions comprennent des enduits de ciment hydrofuges, décoratifs, protecteurs, etc., ainsi que des mélanges avec des granulats et de l'eau tels que le béton, le mortier, le coulis de ciment, et les produits fabriqués à partir de ceux-ci. Dans l'industrie de la construction, et en parti- culier dans la réparation de structures en béton telles que les routes et les murs et plates-formes de construction, et dans le remplissage des vides et trous pour former des étais ou fondations stables pour des machines ou du matériel lourd, on a eu besoin de compositions à base de ciment qui fassent prise en une masse dure ayant suffisamment de résistance initiale pour supporter les contraintes et20 charges appliquées, et qui atteignent cet état en une période de temps abrégée et avec une vitesse accrue de dégagement de chaleur. Il y a eu dans le passé de nombreuses tentatives pour formuler des additifs pour compositions à base de ciment possédant ces caractéristiques, mais ces tentatives n'ont rencontré qu'un succès limité. Les additifs utilisés donnaient souvent des propriétés et effets secon- daires indésirables, par exemple la corrosion de l'acier d'armature incorporé au béton par des additifs contenant du chlorure, un gain insuffisant de résistance initiale et une dégradation de la résistance à long terme. La plupart des additifs élaborés pour les ciments riches en alumine étaient inefficaces dans les ciments Portland, tandis que les additifs produits pour le ciment Portland n'étaient pas satisfaisants pour les ciments riches en alumine.35 Des exemples des tentatives antérieures de produc- tion d'additifs satisfaisants sont décrits par M. Shimizu, T. Tano, K. Uchida et N. Kitaoka "Concrete Additive" - Japon Kokai 79 50528, 20 avril 1979; Chem. Abstr., 91 128011 (1979); et par V.I. Remiznikova, T.I. Astrova, V.P. Schmidt, M.S. Nizamov, V.N. Popko, V.P. Zuey, M.A. Loginov et A.V. Beinarovich "Complex Additive for a Cement-Concrete Mixture" - U.R.S.S. 697 436, 15 novembre 1979; Chem. Abstr., 92 81279 (1980). Ainsi, un but de la présente invention est de fournir une composition à base de ciment comprenant un additif qui, lorsqu'elle est gâchée avec de l'eau, fait prise en une période de temps abrégée en donnant une masse dure dont la résistance initiale est accrue. Un autre but de la présente invention est de fournir une composition à base de ciment comprenant un additif qui, lorsqu'elle est gâchée avec de l'eau, fait prise en une période de temps abrégée en donnant une masse dure dont la résistance initiale est accrue, et qui présente une plus grande vitesse moyenne de dégagement de chaleur. Un autre but de la présente invention est de fournir une composition à base de ciment comprenant un additif qui, lorsqu'elle est gâchée avec l'eau, fait prise en une période de temps abrégée en donnant une masse dure dont la résis- tance initiale est accrue, et qui présente une plus grande vitesse moyenne de dégagement de chaleur et comprend un agent plastifiant (réduisant la teneur en eau) et antimousse. Un autre but encore de la présente invention est de fournir une composition à base de ciment comprenant un additif qui, lorsqu'elle est gâchée avec de l'eau, fait prise en une période de temps abrégée en donnant une masse dure dont la résistance initiale est accrue, et qui présente une plus grande vitesse moyenne de dégagement de chaleur et contient un agent libérant de l'air et/ou générateur de gaz. Un autre but encore de la présente invention est de fournir une composition à base de ciment comprenant un additif qui, lorsqu'elle est gâchée avec de l'eau, fait prise en une période de temps abrégée en donnant une masse dure dont la résistance initiale est accrue, et qui présente une plus grande vitesse moyenne de dégagement de chaleur et contient un agent d'entraînement d'air. Un autre but encore de la présente invention est de fournir une composition à base de ciment comprenant un additif qui, lorsqu'elle est gâchée avec de l'eau, fait prise en une période de temps abrégée en donnant une masse dure dont la résistance initiale est accrue, et qui présente une plus grande vitesse moyenne de dégagement de chaleur et contient un inhibiteur de corrosion. Un autre but encore de la présente invention est de fournir une composition à base de ciment comprenant un additif qui, lorsqu'elle est gâchée avec de l'eau, fait prise en une période de temps abrégée en donnant une masse dure dont la résistance initiale est accrue, et qui présente une plus grande vitesse moyenne de dégagement de chaleur et contient un additif minéral. Les buts ci-dessus sont atteints selon la présente invention par la découverte d'un nouvel additif qui consiste en une association d'oxyde d'aluminium, de bioxyde de silicium et d'oxyde de zirconium dans les proportions spécifiées ci-dessous. En plus de l'additif, la composition à base de ciment contient du sable et de l'eau, du ciment à haute teneur alumine ou du ciment Portland, ou une associa- tion de ciment riche en alumine et de ciment Portland. Des agents plastifiants et antimousse, des agents libérant de l'air et/ou générateurs de gaz, des agents d'entraînement d'air, des inhibiteurs de corrosion et des additifs minéraux peuvent également être utilisés avec les compositions à base de ciment de la présente invention. La proportion d'oxyde d'aluminium utilisé dans l'additif de la présente invention est de 70 à 96 % en poids de l'additif total, la proportion de bioxyde de silicium est de 2 à 15 % en poids de l'additif total et la proportion d'oxyde de zirconium est de 2 à 15 % en poids de l'additif total. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, ainsi que d'autres, de l'invention se dégageront mieux de sa description détaillée qui suit. Les modes de réalisation suivants sont des modes de réalisation préférés: - la composition de ciment comprend un ciment riche en alumine; - la composition de ciment comprend un ciment Portland; - la composition de ciment comprend un ciment riche en alumine et un ciment Portland; - la composition de ciment comprend en outre un agent plastifiant, réduisant la teneur en eau et antimousse tel que, par exemple, un composé à base de naphtalène- sulfonate, mélamine-sulfonate ou lignosulfonate; - la composition de ciment comprend en outre un agent libérant de l'air et/ou générateur de gaz tel que du coke fluidise; - la composition de ciment comprend en outre un agent générateur de gaz tel que l'azodicarbonamide; - la composition de ciment comprend en outre un agent d'entraînement d'air tel qu'une résine vinsol; - la composition de ciment comprend en outre un inhibiteur de corrosion tel que le nitrite de sodium; - la composition de ciment comprend en outre un additif minéral tel que de la cendre volante. Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé pour abréger le temps de prise, accroître la résistance initiale à la compression et augmenter la vitesse moyenne de dégagement de chaleur d'un système à base30 de ciment, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter au système un additif comprenant de l'oxyde d'aluminium, du bioxyde de silicium et de l'oxyde de zirconium. De manière préférée, l'oxyde d'aluminium ajouté est présent en une proportion de 70 à 96 % en poids de l'additif, le bioxyde de silicium ajouté est présent en une proportion de 2 à 15 % en poids de l'additif et l'oxyde de zirconium ajouté est présent en une proportion de 2 à 15 % en poids de l'additif. Les résines vinsol sont obtenues par neutralisation, à l'aide d'hydroxyde de sodium, des résidus insolubles restant après distillation et extraction de souches de pin. Ces residus sont notamment constitués de dérivés phénoliques et acides carboxyliques. Ces résines qui sont commercialisées sont décrites dans le "Concrete Admixtures Handbook", deuxième édition. L'invention est illustrée plus avant par les expé- riences suivantes et les résultats des expériences présentés dans les Tableaux ci-après. Dans la description qui suit, les pourcentages sont exprimés en poids, sauf mention contraire. Dans chaque échantillon témoin et chaque expé- rience décrit ci-dessous, l'eau est mélangée avec le mélange sec et les résultats sont ensuite notés. Dans tous les échantillons témoins et toutes les expériences, à l'excep- tion des expériences 16 et 17, la teneur en eau de la composition représente 20 % du poids de la matière sèche. Échantillon Témoin pour les Expériences 1, 2 et 3 On utilise le même échantillon témoin pour les Expériences 1, 2 et 3. L'échantillon témoin consiste en un mélange de ciment riche en alumine Secar 51, vendu par Lafarge Calcium Aluminates, Inc., avec du sable et de l'eau. Le mélange sec de l'échantillon témoin contient des parties égales de ciment riche en alumine Secar 51 et de sable. Expérience 1 Dans l'Expérience 1, le pourcentage du ciment riche en alumine Secar 51 est le même que celui de l'échantillon témoin, c'est-àdire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 47,5 % et l'additif est ajouté en une quantité de 2,5 % du mélange total. L'additif comprend de l'oxyde d'aluminium, A1203, en une proportion de 2, 1 % du mélange total; du bioxyde de silicium, SiO2, en une proportion de 0,22 % du mélange total; et de l'oxyde de zirconium, ZrO2, en une proportion de 0,18 % du mélange total. Par rapport à l'additif, l'oxyde d'aluminium cons- titue 84 % de l'additif, le bioxyde de silicium 8,8 % de l'additif et l'oxyde de zirconium 7,2 % de l'additif. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 1, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin, la résistance initiale à la compres- sion (jusqu'à 1 jour) est accrue comparativement à l'échan- tillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés compara- tivement à l'échantillon témoin. Expérience 2 Dans l'Expérience 2, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste à 50 % du mélange sec; cependant, la teneur en sable est abaissée davantage à 45 %. Dans cette expérience, le pourcentage de l'additif est doublé, de 2,5 % à 5 %, et la proportion de chacun des composants de l'additif - oxyde d'aluminium, bioxyde de silicium et oxyde de zirconium - est également doublée (c'est-à-dire que la proportion d'oxyde d'aluminium est portée à 4,2 %, la20 proportion de bioxyde de silicium à 0,44 % et la proportion d'oxyde de zirconium à 0,36 %). En ce qui concerne l'Expé- rience 2, on observe que le plus haut pourcentage d'additif de l'Expérience 2 réduit les temps de prise initial et final comparativement à l'Expérience 1 et à l'échantillon témoin; accroît la résistance initiale à la compression (jusqu'à 1 jour) comparativement à l'Expérience 1 et à l'échantillon témoin; et augmente à la fois le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température comparativement à l'Expérience 1 et à l'échantillon témoin. Expérience 3 Dans l'Expérience 3, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste à 50 % du mélange sec et la teneur en sable du mélange sec est abaissée à 40 %. Le pourcentage d'additif est doublé par rapport à celui de l'Expérience 2, et passe à 10 % du mélange sec, et les proportions d'oxyde d'aluminium, de bioxyde de silicium et d'oxyde de zirconium sont également doublées par rapport à l'Expérience 2 (c'est- à-dire que la proportion d'oxyde d'aluminium est portée à 8,4 %, la proportion de bioxyde de silicium est portée à 0,88 % et la proportion d'oxyde de zirconium est portée à 0,72 %). Le plus haut pourcentage d'additif inclus dans le mélange de l'Expérience 3 réduit encore les temps de prise initial et final comparativement aux expériences précédentes; accroît les résistances initiales à la compression (jusqu'à 1 jour) comparativement aux expériences précédentes; et augmente encore le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température comparativement aux expériences précédentes. Expérience 4 Un autre échantillon témoin, similaire à l'échan- tillon témoin précédent des Expériences 1 à 3, est préparé pour l'Expérience 4. Dans cet autre échantillon témoin, le ciment riche en alumine Fondu, vendu par Lafarge Calcium Aluminates, Inc., remplace le ciment riche en alumine Secar 51. A tous les autres égards, l'échantillon témoin de l'Expérience 4 est identique à l'échantillon témoin des Experiences 1, 2 et 3. Dans l'Expérience 4, le pourcentage du ciment riche en alumine Fondu reste à 50 % du mélange sec, mais la teneur en sable est abaissée de 50 %, comme dans l'échantillon témoin, à 40 %. On ajoute le même additif25 que pour l'Expérience 3, à savoir 8, 4 % d'oxyde d'aluminium, 0,88 % de bioxyde de silicium et 0,72 % d'oxyde de zirconium. En ce qui concerne l'Experience 4, les temps de prise initial et final sont tous deux réduits comparativement à son échantillon témoin correspondant; la résistance initiale à la compression (jusqu'à 1 jour) est accrue comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. On observe que la résistance à la compression à 6 heures est la même pour35 l'Expérience 4 et l'échantillon témoin. Une explication possible est que l'effet accélérateur de l'additif s'exerce plus t6t sur le ciment riche en alumine (CRA) Fondu que sur les autres ciments. Il est également possible que les résultats d'essais entrent dans la marge d'erreur experi- mentale de 10 % usuelle pour les matières à base de ciment. Expérience 5 Un autre échantillon témoin, analogue aux échan- tillons témoins précédents, est préparé pour l'Expérience 5. Dans cette expérience, un ciment riche en alumine Lumnite, vendu par Lehigh Portland Cement Company, est substitué au ciment riche en alumine Secar 51 et au ciment riche en alumine Fondu de l'échantillon témoin précédent. L'échan- tillon témoin pour l'Expérience 5 est le même que les échantillons témoins précédents à tous les autres égards. Dans l'Expérience 5, le pourcentage de ciment riche en alumine Lumnite reste à 50 % du mélange sec, mais la teneur en sable est abaissée de 50 %, comme dans l'échan- tillon témoin, à 40 %. On ajoute le même additif que dans les Expériences 3 et 4, à savoir 8,4 % d'oxyde d'aluminium, 0,88 % de bioxyde de silicium et 0,72 % d'oxyde de zirconium. En ce qui concerne l'Expérience 5, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à son échan- tillon témoin correspondant; la résistance initiale à la compression (jusqu'à 1 jour) est accrue comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Le Tableau 1 suivant contient les résultats quanti- tatifs des Expériences 1 à 5. "CRA" signifie "ciment riche en alumine". TABLEAU 1 Expérience N0 TÉMOIN| 1 2 | 3 |TÉMOIN| 4 |TÉMOIN| 5 INGRÉDIENTS, % CRA Secar 51 50,0 50,0 50,0 50o,0 - - - CRA Fondu - - - - 50,0 50,0 - - CRA Lumnite - - - - - - 50, 0 50o,o Additif ASZ, total - 2,5 5,0 10,0 - 10, 0 - 10,0 incluant: A1203 - 2,1 4,2 8,4 - 8, 4 - 8,4 SiO2 - 0,22 0,44 0,88 - 0,88 - 0,88 1 0 ZrO2 - 0,18 0,36 0,72 - 0,72 - 0,72 Sable 50,0 47,5 45,0 40,0 50,0 40,0 50,0 40,0 Eau de gâchage, 20 % POUR TOUS LES MELANGES % en poids du mélange sec PROPRIÉTÉS Temps de prise, min Initial 279 221 166 128 193 145 330 159 Final 336 260 180 150 235 170 375 194 Résistance à la compression, MPa (psi) 3 h - _ 1,38 20,68 - - - - (200) (3000) 4 h - - 9,31 40,51 - 26,89 - 19, 65 (1350) (5875) (3900) (2850) h - 16,5533,10 41,89 28,27 32,75 - 29,65 (2400) (4800) (6075) (4100) (4750) (4300) 6 h 4,48 39,9941,71 42,58 36,89 36,89 - 31, 37 (650) (5800) (6050) (6175) (5350) (5350) (4550) 1 jour 56,3659,71 60,05 62,47 47,40 49,64 48,95 50, 85 (8175) (8660) (8710) (9060) (6875) (7200) (7100) (7375) Pic exothermique Température, C ( F) 103,3 111,1 115,6 119,4 105 116,1 98,3 101,1 (218) (232) (240) (247) (221) (241) (209) (214) Temps, min 462 362 314 223 310 215 469 338 Vitesse moyenne d'éléva- tion de la température, 0,172 0,244 0,300 0,433 0,266 0,439 0,161 0,233 C/min ( F/min) (0,31) (0,44) (0,54) (0,78) (0, 48) (0,79) (0,29) (0,42) Expérience 6 L'échantillon témoin pour l'Expérience 6 est similaire aux échantillons témoins précédents, mais du ciment Portland gris, type II, vendu par Lehigh Portland Cement Company, est substitué aux ciments des échantillons témoins précédents. Le ciment Portland gris constitue 50 % du mélange sec et le sable constitue 50 % du mélange sec. L'expression "ciment Portland", comme on l'entend ici, inclut 5 les ciments normalement appelés des "ciments Portland" dans la technologie, comme décrit dans la référence ASTM C 150. Dans l'Expérience 6, le pourcentage de ciment Portland, type II, reste le même à 50 % du mélange sec, mais la teneur en sable est abaissée à 40 % du mélange sec. On ajoute l'additif constituant 10 % du mélange sec. La formulation de l'additif est la même que dans les Expériences 3, 4 et 5, à savoir de l'oxyde d'aluminium en une proportion de 8,4 % du mélange total, du bioxyde de silicium en une proportion de 0,88 % du mélange total, de l'oxyde de zirconium en une proportion de 0,72 % du mélange total. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 6, les temps de prise initial et final sont réduits comparati- vement à l'échantillon témoin, la résistance à la compression (jusqu'à 1 jour) est accrue comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés compara- tivement à l'échantillon témoin. Expérience 7 L'échantillon témoin de l'Expérience 7 est identique à l'échantillon témoin de l'Expérience 6 et l'Expérience 7 est identique à l'Expérience 6, excepté que, dans l'échan- tillon témoin et l'Expérience 7, du ciment Portland, type III, vendu par Lehigh Portland Cement Company, remplace le ciment Portland, type II, de l'Expérience 6. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 7, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échan- tillon témoin, la résistance à la compression à 5, 6, 7 et 8 heures est accrue, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Le Tableau 2 suivant contient les résultats quanti- tatifs des Expériences 6 et 7. TABLEAU 2 Expérience N TÉMOIN 6 TÉMOIN 7 INGRÉDIENTS, % Ciment Portland T-II (Lehigh, gris) 50,0 50,0 - Ciment Portland T-III (Lehigh, blanc) 50,0 50,0 Additif ASZ, total - 10,0 - 10,0 incluant: A1203 - 8,4 - 8,4 SiO2 - 0,88 - 0,88 ZrO2 - 0,72 - 0,72 Sable 50,0 40,0 50, O 40, 0 Eau de gâchage, 20 2 POUR TOUS LES MÉELANGES % en poids du mélange sec PROPRIÉTÉS Temps de prise, min Initial 205 191 147 120 Final 355 271 202 175 Résistance à la compression, MPa (psi) h - - - 2,24 (325) 6 h - 1,21 1,55 4,31 (175) (225) (625) 7 h 0,69-0,86 1,90 3,45 7,76 (100-125) (275) (500) (1125) 8 h 1,38 2,93 5,00 13,44 (200) (425) (725) (1950) 1 jour 24,13 27,58 31,37 39,65 (3500) (4000) (4550) (5750) Pic exothermique Température, C ( F) 45 54,4 66,1 73,3 (113) (130) (151) (164) Temps, min 570 480 438 346 Vitesse moyenne d'élévation de la température, C/min ( F/min) 0, 039 0,066 0,01 0,155 (0,07) (0,12) (0,18) (0,28) Expérience 8 L'échantillon témoin de l'Expérience 8 est préparé en mélangeant le ciment riche en alumine Secar 51 en une proportion de 37,5 % du mélange sec, le ciment gris Portland, type II, en une proportion de 12,5 % du mélange sec et du sable en une proportion de 50 % du mélange sec. Dans l'Expérience 8, le pourcentage du ciment riche en alumine Secar 51 et celui du ciment Portland, type II, restent les mêmes que pour l'échantillon témoin, mais la teneur en sable 5 est abaissée à 45 % et complétée par l'additif dans les mêmes pourcentages que pour l'Expérience 2, à savoir l'oxyde d'aluminium en une proportion de 4,2 % du mélange sec, le bioxyde de silicium en une proportion de 0,44 % du mélange sec et l'oxyde de zirconium en une proportion de 0,36 % du10 mélange sec. En ce qui concerne les résultats de l'Expé- rience 8, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin, la résistance à la compression à 2, 3 et 6 heures est accrue comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Expérience 9 L'échantillon témoin de l'Expérience 9 est le même que l'échantillon témoin de l'Expérience 8. Dans l'Expé- rience 9, le pourcentage du ciment riche en alumine Secar 51 et celui du ciment Portland, type II, restent les mêmes que pour l'échantillon témoin, mais la teneur en sable est abaissée à 40 % et complétée par l'additif constitué par l'oxyde d'aluminium en une proportion de 8,4 % du mélange sec, le bioxyde de silicium en une proportion de 0,88 % du mélange sec et l'oxyde de zirconium en une proportion de 0,72 % du mélange sec. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 9, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin, la résis-30 tance à la compression à 2, 3 et 6 heures est accrue compa- rativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Le Tableau 3 suivant contient les résultats quanti- tatifs des Experiences 8 et 9. TABLEAU 3 Expérience N TÉMOIN 8 9 INGRÉDIENTS, % CRA Secar 51 37,5 37, 5 37,5 Portland T-II 12,5 12,5 12,5 Additif ASZ, total - 5,0 10,0 incluant: A1203 - 4,2 8,4 SiO2 - 0, 44 0,88 ZrO2 - 0,36 0,72 Sable 50,0 45,0 40,0 Eau de gâchage, 20 % POUR TOUS LES MELANGES % en poids du mélange sec PROPRIETÉS Temps de prise, min Initial 127 82 71 Final 150 87 81 Résistance à la compression, MPa (psi) 2 h - 6,55 11,38 (950) (1650) 3 h 5,52 26,89 27,58 (800) (3900) (4000) 6 h 31,37 32,23 35,51 (4550) (4675) (5150) Pic exothermique Température, C ( F) 104,4 105 106, 1 (220) (221) (223) Temps, min 230 164 171 Vitesse moyenne d'élévation de la température, C/min ( F/min) 0,355 0,505 0,489 (0,64) (0,91) (0,88) Expériences 10 à 15 Généralités Les Expériences 10 à 15 ont été conçues pour déterminer les limites de chacun des composés utilisés dans l'additif. Ainsi, l'oxyde d'aluminium, le bioxyde de silicium et l'oxyde de zirconium ont été examinés chacun séparément dans une composition à base de ciment comprenant du ciment riche en alumine Secar 51, du sable et de l'eau. Le même échantillon témoin est utilisé pour les Expériences à 15. L'échantillon témoin consiste en un mélange de ciment riche en alumine Secar 51 avec du sable. Le mélange sec de l'échantillon témoin comprend des parts égales5 de ciment riche en alumine Secar 51 et de sable. La teneur en eau de la composition est de 20 % du poids de la matière sèche. Expérience 10 Dans l'Expérience 10, le pourcentage du ciment riche en alumine Secar 51 reste identique à celui de l'échantillon témoin, c'està-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 46,5 % et de l'oxyde d'aluminium est ajouté en une proportion de 3,5 % du mélange total. La proportion d'oxyde d'aluminium, 3,5 % du mélange total, est choisie en admettant que l'additif total (contenant l'oxyde d'aluminium, le bioxyde de silicium et l'oxyde de zirconium) constitue % du mélange sec total, et que la proportion d'oxyde d'aluminium dans l'additif est de 70 %. Ainsi, l'oxyde d'aluminium représente 70 % des 5 % d'additif sec total, soit 3,5 %. On n'ajoute pas de bioxyde de silicium ni d'oxyde de zirconium au mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 10, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin, les résistances à la compression initiale (jusqu'à 1 jour) et à 7 jours sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés compara- tivement à l'échantillon témoin. Expérience 11 Dans l'Expérience 11, le pourcentage du ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 40,4 % et de l'oxyde d'aluminium est ajouté en une proportion de 9,6 % du mélange total. La proportion d'oxyde d'aluminium, 9,6 % du mélange total, est choisie en admettant que l'additif total (contenant l'oxyde d'aluminium, le bioxyde de silicium et l'oxyde de zirconium) constitue % du mélange sec total et que la proportion d'oxyde d'aluminium dans l'additif est de 96 %. Ainsi, l'oxyde d'aluminium représente 9,6 % du mélange sec total. On n'ajoute pas de bioxyde de silicium ni d'oxyde de zirconium au mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expé- rience 11, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 10, les résistances à la compression initiale (jusqu'a 1 jour) et à 7 jours sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés compa- rativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 10. La résistance à la compression de l'Expérience 11, comparée à l'Expérience 10, est plus élevée au bout de 4 et 6 heures, mais plus basse au bout de 5, 7 et 8 heures et de 1 et 7 jours. Expérience 12 Dans l'Expérience 12, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-àdire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 49,9 % et du bioxyde de silicium est ajouté en une proportion de 0,1 % du mélange total. La proportion de bioxyde de silicium, 0,1 % du mélange total, est choisie en admettant que l'additif total (contenant l'oxyde d'alumi- nium, le bioxyde de silicium et l'oxyde de zirconium) constitue 5 % du mélange sec total et que la proportion bioxyde de silicium dans l'additif est de 2 %. Ainsi, le bioxyde de silicium représente 2 % des 5 % du mélange sec30 total, soit 0,1 %. On n'ajoute pas d'oxyde d'aluminium ni d'oxyde de zirconium au mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 12,les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin mais sont augmentés comparativement aux Expériences 10 et 11,35 les résistances A la compression initiale (jusqu'à 1 jour) et à 7 jours sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, mais sont réduites comparativement aux Expériences et 11, et le pic exothermique est réduit comparativement à l'échantillon témoin et aux Expériences 10 et 11. La vitesse moyenne d'élévation de température est augmentée comparativement à l'échantillon témoin, mais diminuée comparativement aux Expériences 10 et 11. Expérience 13 Dans l'Expérience 13, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-àdire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 48,5 % et du bioxyde de silicium est ajouté en une proportion de 1,5 % du mélange total. La proportion de bioxyde de silicium, 1,5 % du mélange total, est choisie en admettant que l'additif total (contenant l'oxyde d'alu- minium, le bioxyde de silicium et l'oxyde de zirconium) constitue 10 % du mélange sec total, et que la proportion de bioxyde de silicium dans l'additif est de 15 %. Ainsi, le bioxyde de silicium représente 15 % des 10 % du mélange sec total, soit 1,5 %. On n'ajoute pas d'oxyde d'aluminium ni d'oxyde de zirconium au mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 13, le temps de prise initial est réduit comparativement à l'échantillon témoin et comparativement aux Expériences 10 à 12. Le temps de prise final est diminué comparativement à l'échantillon témoin et aux Expériences 10 et 12, mais augmenté comparativement à l'Expérience 11. La résistance à la compression à 4 heures est accrue comparativement aux Experiences 10 et 11; à 5 heures, elle est accrue comparativement aux Expériences et 11; à 7 heures, elle est accrue comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12, mais réduite comparativement aux Expériences 10 et 11; à 8 heures, elle est accrue comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12, mais réduite comparativement aux Expé- riences 10 et 11; à 1 jour, elle est accrue comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12, mais réduite comparativement aux Experiences 10 et 11; et à 7 jours, elle est accrue comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12, mais réduite comparativement aux Expériences et 11. Le pic exothermique est augmenté comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12 et diminué comparativement aux Expériences 10 et 11. La vitesse moyenne d'élévation de température est augmentée comparativement à l'échantillon témoin et aux Expériences 10 à 12. Expérience 14 Dans l'Expérience 14, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-àdire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 49,9 % et de l'oxyde de zirconium est ajouté en une proportion de 0,1 % du mélange total. La proportion d'oxyde de zirconium, 0,1 % du mélange total, est choisie en admettant que l'additif total (contenant l'oxyde d'aluminium, le bioxyde de silicium et l'oxyde de zirconium) constitue % du mélange sec total et que la proportion d'oxyde de zirconium dans l'additif est de 2 %. Ainsi, l'oxyde de zirconium représente 2 % des 5 % du mélange sec total, soit 0,1 %. On n'ajoute pas d'oxyde d'aluminium ni de bioxyde de silicium au mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 14, le temps de prise initial est le meme que pour l'échantillon témoin et le temps de prise final est pratiquement le même que pour l'échantillon témoin. Les résistances à la compression initiales (jusqu'à 1 jour) sont accrues comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12, mais sont réduites comparativement aux Expériences 10, 11 et 13. La résistance à la compression à 7 jours est accrue comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12, mais est réduite comparativement aux Experiences 10, 11 et 13. La température de pic exothermique est augmentée comparativement à l'échantillon témoin et à l'Experience 12, mais diminuee comparativement aux Expériences 10, 11 et 13. La vitesse moyenne d'élévation de température est augmentée comparativement à l'échantillon témoin, reste la même comparativement à l'Expérience 12, et est diminuée comparativement aux Expériences 10, 11 et 13. Expérience 15 Dans l'Expérience 15, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-àdire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 48,5 % et de l'oxyde de zirconium est ajouté en une proportion de 1,5 % du mélange total. La proportion d'oxyde de zirconium, 1,5 % du mélange total, est choisie en admettant que l'additif total (contenant l'oxyde d'aluminium, le bioxyde de silicium et l'oxyde de zirconium) constitue 10 % du mélange sec total et que la proportion oxyde de zirconium dans l'additif est de 1,5 %. Ainsi, l'oxyde de zirconium représente 15 % des 10 % du mélange sec total, soit 1,5 %. On n'ajoute pas d'oxyde d'aluminium ni de bioxyde de silicium au mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 15, le temps de prise initial est inférieur à ceux de l'échantillon témoin et de l'Expérience 14, mais supérieur à ceux des Expériences 10 à 13. Le temps de prise final est inférieur à ceux de l'échantillon témoin et de l'Expérience 14, mais supérieur à ceux des Expériences 10 à 13. La résistance à la compression à 7 et 8 heures est accrue comparativement à l'échantillon témoin et à l'Exemple 14, mais réduite comparativement aux Expériences à 13. La résistance à la compression à 1 jour est accrue comparativement à l'échantillon témoin et aux Expériences 12 et 14, mais reduite comparativement aux Experiences 10, 11 et 13. La résistance à la compression à 7 jours est accrue comparativement à l'échantillon témoin et à l'Expérience 12, est la même que pour l'Exemple 14 et réduite comparativement aux Experiences 10, 11 et 13. La température de pic exo- thermique est augmentée comparativement à l'échantillon témoin et aux Expériences 12 et 14, et diminuée comparati- vement aux Expériences 10, 11 et 13. La vitesse moyenne d'élévation de température est augmentée comparativement à l'échantillon témoin et aux Expériences 12 et 14, et diminuée comparativement aux Expériences 10, 11 et 13. Le Tableau 4 suivant donne les résultats des Expériences 10 à 15. Lorsque la proportion d'additif est inférieure à celle des Expériences 10 à 15, l'effet accélé- rateur est insignifiant ou nul. Aux proportions supérieures d'additif, il se manifeste d'autres propriétés inacceptables (par exemple la matière est trop rigide pour être convena- blement compactée). TABLEAU 4 Expérience No TÉMOIN 10 i 1 12 132 13 14 15 INGRÉDIENTS, % CRA (Secar 51) 50,0 50,0 50 o,o 50,050,0 50,0 50,0 A1203 - 3,5 9,6 - - - - SiO2 - - - 0,1 1,5 - - ZrO2 - - - - - 0,1 1,5 Sable 50,0 46,5 40,4 49,9 48,5 49,9 48,5 Eau de gâchage, 20 2 POUR TOUS LES MELANGES % en poids du mélange sec PROPRIETÉS Temps de prise, min Initial 312 169 144 277 141 312 285 Final 357 192 169 320 173 356 332 Résistance à la compression, MPa (psi) 3 h - _ 2,41 - - - - (350) 4 h - 5,69 13,44 - 24,13 - - (825) (1950) (3500) h - 39,47 38,96 - 44,13 - - (5725) (5650) (6400) 6 h - 51,88 52,23 - 45,51 - - (7525) (7575) (6600) 7 h 0,86 55,50 54,47 9,31 48,95 1,21 5,52 (125) (8050) (7900) (1350) (7100) (175) (800) 8 h 7,58 56,02 55,85 34,54 49,30 8,27 33,44 (1100) (8125) (8100) (5010) (7150) (1200) (4850) 1 jour 43,61 58,43 56,88 46,88 55,16 47,23 48,61 (6325) (8475) (8250) (6800) (8000) (6850) (7050) * 7 j ours 57,57 73,43 72,74 58,26 67,57 58,95 58,95 (8350) (10650) (10550) (8450) (9800) (8550) (8550) Pic exothermique Température, C ( F) 103,3 116,1 117,2 100,6 111,1 105,6 107,8 (218) (241) (243) (213) (232) (222) (226) Temps, min 513 339 371 463 293 486 450 Vitesse moyenne d'élévation de la température, 0, 161 0,278 0,261 0,172 0,305 0,172 0,194 C/min ( F/min) (0,29) (0,50) (0,47) (0,31) (0,55) (0,31) (0,35) Expériences 16 et 17 Généralités Les Expériences 16 et 17 ont été conçues pour déterminer l'effet de certains agents plastifiants sur la composition à base de ciment. Les agents plastifiants sont Lomar DF, qui contient un agent antimousse et qui est vendu par Henkel Corp., et MCG SC9, qui est vendu par Morristown Chemical Group. Les agents plastifiants peuvent comprendre des composés à base de naphtalène- sulfonate, des composés10 à base de mélamine-sulfonate et des composés à base de lignosulfonate. Expérience 16 L'échantillon témoin comprend un mélange de ciment riche en alumine Secar 51 avec du sable. Le mélange sec de l'échantillon témoin contient 50 % de ciment riche en alumine Secar 51, 49,9 % de sable et 0,1 % de MCG-SC9. La teneur en eau de la composition est de 16,5 % du poids de la matière sèche. Dans l'Expérience 16, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 44,9 %, et MCG-SC9 est ajouté en une propor- tion de 0,1 % du mélange total. La proportion d'eau est élevée à 18,75 % du poids de la matière sèche. Un additif consistant en 4,15 % d'oxyde d'aluminium, 0,425 % de bioxyde de silicium et 0,425 % d'oxyde de zirconium est inclus dans le mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 16, le temps de prise final est réduit comparativement à l'échantillon témoin (à cause de l'effet30 retardateur précédemment observé de l'agent plastifiant, le temps de prise initial n'a pas été mesuré, non plus que la résistance à la compression à 6 ou 8 heures). Les résis- tances à la compression à 1 jour et 7 jours sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exother-35 mique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Expérience 17 L'échantillon témoin contient un mélange de ciment Portland, type II, vendu par Lehigh Portland Cement Company, avec du sable. Le mélange sec de l'échantillon témoin contient 50 % de ce ciment, 49,8 % de sable et 0,2 % de Lomar DF. La teneur en eau de la composition est de 18,25 % du poids de la matière sèche. Dans l'Expérience 17, le pourcentage du ciment Lehigh type II reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 44,8 %, et Lomar DF est ajouté en une proportion de 0,2 % du mélange total. Un additif consistant en 4,15 % d'oxyde d'aluminium, 0,425 % de bioxyde de silicium et 0,425 % d'oxyde de zirconium est inclus dans le mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 17, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin. Les résistances à la compression à 8 heures, 1 jour et 7 jours sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Les résultats des Expériences 16 et 17 sont présentés au Tableau 5. TABLEAU 5 Expérience N TEMOIN 16 | TÉMIN 17 INGRÉDIENTS, % CRA (Secar 51) 50,0 50,0 Portland (Lehigh T-II) - - 50,0 50,0 Additif ASZ, total - 5,0 - 5,0 incluant: A1203 - 4,15 - 4,15 SiO2 - 0,425 - 0,425 ZrO2 - 0,425 - 0, 425 1 0 Agents réduisant la teneur en eau Lomar DF - - 0,2 0,2 MCG-SC9 0,1 0,1 - - Sable 49,9 44,9 49,8 44,8 Eau de gâchage 16,5 18,75 18,25 18,75 i 5 PROPRIÉTÉS Temps de prise, min Initial - - 247 204 Final 887 819 367 340 Résistance à la compression, MPa (psi) 6 h. . 8 h - - 1,72 4,14 (250) (600) 1 jour 20,68 74,46 31,03 33,96 (3000) (10800) (4500) (4925) 7 jours 47,75 87,56 48,95 53,26 (6925) (12700) (7100) (7725) Pic exothermique Température, C ( F) 53,3 67,2 48,9 55,0 (128) (153) (120) (131) Temps, min 3175 1495 520 417 Vitesse moyenne d'élévation de la température, C/min ( F/min) 0,011 0, 033 0,050 0,078 (0,02) (0,06) (0,09) (0,14) Expériences 18 et 19 Généralités Les Experiences 18 et 19 ont été conçues pour déterminer l'effet, sur la composition à base de ciment, de la présence de certains agents libérant de l'air et/ou générateurs de gaz. L'agent libérant de l'air est du coke fluidisé vendu par Five Star Products, Inc. sous la marque commerciale "PLA" (ci-après "PLA") et l'agent générateur de gaz est l'azodicarbonamide vendu par Uniroyal Chemical sous la marque commerciale "AZ-130" (ci-après "AZ-130"). La teneur en eau pour les Expériences 18 et 19, ainsi que leur échantillons témoins respectifs, est de 20 % du poids du mélange sec. Expérience 18 L'échantillon témoin comprend un mélange de ciment riche en alumine Secar 51 avec du sable. Le mélange sec de l'échantillon témoin comprend 50 % de ciment riche en alumine Secar 51, 47 % de sable et 3 % de PLA. Dans l'Expérience 18, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 42 %, et PLA est inclus en une proportion de 3 % du mélange total. Un additif consistant en 4,15 % d'oxyde d'aluminium, 0,425 % de bioxyde de silicium et 0,425 % d'oxyde de zirconium est inclus dans le mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 18, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin. A l'état plastique, la variation de volume de la composition est inférieure à la variation de volume de l'échantillon témoin. Les résistances à la compression à 7 heures, 8 heures et 1 jour sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exother- mique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Expérience 19 L'échantillon témoin comprend un mélange de ciment riche en alumine Secar 51 avec du sable. Le mélange sec de l'échantillon témoin comprend 50 % de ciment riche en alumine Secar 51, 49,99 % de sable et 0,01 % de AZ-130. Dans l'Expérience 19, le pourcentage du ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 44,99 % et AZ-130 est inclus en une propor- tion de 0,01 % du mélange total. Un additif consistant en 4,15 % d'oxyde d'aluminium, 0,425 % de bioxyde de silicium et 0,425 % d'oxyde de zirconium est inclus dans le mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 19, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin. A l'état plastique, la variation de volume de la composition est inférieure à la variation de volume de l'échantillon témoin. Les résistances à la compression à 1 jour sont accrues comparativement à l'échan- tillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés compara- tivement à l'échantillon témoin. Le Tableau 6 suivant donne les résultats des Expériences 18 et 19. *1 1I1 (917'0) (ú,O) (Lb 0) (úú,0) SSZ'O úBL'O L9'0 E8eL'O (Utw/.jo) UTwU/Do 'a:nqeadwaq el ap Oc UOT;AealB,p auuazow assea. s8ú 08V 89ú 99b Uiw ' sdwal (8bZ) (oúZ) (9bz) (sZZ) O'02L O'OLL 6'8Ll Z'OL (2L o) Do 'laiqE.Iladwl enbTw:iaqoxa DTd (SLe08) (0099) (SLSL) (OSZ9) 89'SS LS'Stb0 'tS 60 '8b:no. l (00ES) (s299) (002zs) - tS'9E 899S7 s'sú 8 (00s) (SzZ9)(000s) s8'sE - Z6'2 Lt b'ú L (osZZ) (oots) LS'SL - cZ'Lú - 9 (OOS) (00Lt,) Sb'E - LZ'8Z - M (SZb) _- _ 6'Z _ M OZ (Tsd) edN 'uoissaldwoD el e BDueslSap SZO'O+ ú0'0+ S9' L+ L' L+ % 'enbITseld q,I . awnIoA ap suoITeJeA 9LE ZZb OZZ 69ú TEU t 09Z E9ú L6L 92E TILTUI S L ulTW 'asTid ap sdwai S3'NV13W S31 snoli YOdO % 0%abeqOEb ap nes 66'tbb66'6t 0'Z b O'L qEs L0'0 LO'O - - Oú L-zv 0 L _ - 0 'ú o0'ú Vid SZtb'O - SZt'O - ZO'Z sZb0 - 9_t'0 - _O!S SL' - S L ' - úOZIV: quenlioDU 0's - 0o's - ileo 'ZS ;TTPP S 0os 0'09 0O's 0'0s ( LS eD9aS) VU % 'SLNSICSIEDNI 6L NIO3.i | L NIOW31I oN oDUBT.sddX 9 nV3S19Vi Expérience 20 L'Expérience 20 est conçue pour déterminer l'effet, sur la composition à base de ciment, d'un agent d'entraîne- ment d'air, une résine vinsol (ci-après "NVX"). L'échantillon témoin comprend un mélange de ciment riche en alumine Secar 51 avec du sable. Le mélange sec de l'échantillon témoin comprend 50 % de ciment riche en alumine Secar, 49,99 % de sable et 0,01 % de NVX. La teneur en eau de l'Expérience 20 est de 20 % du poids du mélange sec. Dans l'Expérience 20, le pourcentage de ciment riche en alumine Secar 51 reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 44,99 % et NVX est inclus en une proportion de 0,01 % du mélange total. Un additif consistant en 4,15 % d'oxyde d'aluminium, 0,425 % de bioxyde de silicium et 0,425 % d'oxyde de zirconium est inclus dans le mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 20, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin. Les résistances à la compression à 7 heures, 8 heures et 1 jour sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, le pic exothermique reste le même que pour l'échantillon témoin et la vitesse moyenne d'élévation de température est augmentée comparativement à l'échantillon témoin. Les résultats de l'Expérience 20 sont présentés au Tableau 7. TABLEAU 7 Expérience No TEMOIN 20 INGRÉDIENTS, % CRA (Secar 51) 50,0 50,0 Additif ASZ, total - 5,0 incluant: A1203 - 4,15 SiO2 - 0, 425 ZrO2 - 0,425 NVX 0,01 0,01 Sable 49,99 44,99 Eau de gâchage, % 20,0 PROPRIÉTÉS Temps de prise, min Initial 290 211 Final 345 241 Résistance à la compression, MPa (psi) 4 h h - 13,62 (1975) 6 h 2,07 25,17 (300) (3650) 7 h 19,99 34,65 (2900) (5025) 8 h 29,99 36,37 (4350) (5275) 1 jour 41,20 46,88 (5975) (6800) Pic exothermique Température, C (OF) 105,6 105,6 (222) (222) Temps, min 636 443 Vitesse moyenne d'élévation de la température, C/min ( F/min) 0,133 0,183 (0,24) (0,33) Expérience 21 L'Expérience 21 est conçue pour déterminer l'effet d'un inhibiteur de corrosion, NaNO2, sur la composition à base de ciment. L'échantillon témoin comprend un mélange de ciment Portland, type II, avec du sable. Le mélange sec de l'échan- tillon témoin comprend 50 % de ce ciment, 49,0 % de sable et 1 % de NaNO2. La teneur en eau de l'Expérience 21 est de 5 20 % du poids du mélange sec. Dans l'Expérience 21, le pourcentage du ciment Portland, type II, reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 50 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 44 % et NaNO2 est inclus en une proportion de 1 % du mélange total. Un additif consistant en 4,15 % d'oxyde d'aluminium, 0,425 % de bioxyde de silicium et 0,425 % d'oxyde de zirconium est inclus dans le mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 21, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement15 à l'échantillon témoin. Les résistances à la compression à 6 heures, 7 heures, 8 heures et 1 jour sont accrues compara- tivement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Les résultats de l'Expérience 21 sont présentés au Tableau 8. TABLEAU 8 Expérience No TEMOIN 21 INGREDIENTS, % Portland, T-II 50,0 50,0 Additif ASZ, total - 5,0 incluant: A1203 - 4,15 SiO2 - 0,425 ZrO2 - 0,425 NaNO2 1,0 1,0 Sable 49,0 44,0 Eau de gâchage, % 20,0 PROPRIETES Temps de prise, min Initial 228 224 Final 324 303 Résistance à la compression, MPa (psi) 6 h 0,86 0, 86 (125) (125) 7 h 1,72 1,90 (250) (275) 8 h 2,76 3,45 (400) (500) 1 jour 23,10 27,58 (3350) (4000) Pic exothermique Température, C ( F) 47,8 50,0 (118) (122) Temps, min 533 503 Vitesse moyenne d'élévation de la température, C/min ( F/min) 0,044 0. 055 (0,08) (0,1) Expérience 22 L'Expérience 22 est conçue pour déterminer l'effet, sur la composition à base de ciment, de la présence d'un additif minéral, une cendre volante de classe C. L'échantillon témoin comprend un mélange de ciment Portland, type II, avec du sable. Le mélange sec de l'échan- tillon témoin contient 40 % de ciment, 50 % de sable et % de cendre volante de Classe C. La teneur en eau de l'échantillon témoin et de l'Expérience 22 est de 20 % du poids de la matière sèche. Dans l'Expérience 22, le pourcentage du ciment Portland, type II, reste le même que pour l'échantillon témoin, c'est-à-dire 40 %; cependant, la teneur en sable est abaissée à 40 % et la cendre volante, Classe C, est ajoutée en une proportion de 10 % du mélange total. Un additif consistant en 8,3 % d'oxyde d'aluminium, 0,85 % de bioxyde de silicium et 0,85 % d'oxyde de zirconium est inclus dans le mélange. En ce qui concerne les résultats de l'Expérience 22, les temps de prise initial et final sont réduits comparativement à l'échantillon témoin. Les résistances à la compression à 8 heures, 12 heures et 1 jour sont accrues comparativement à l'échantillon témoin, et le pic exothermique et la vitesse moyenne d'élévation de température sont tous deux augmentés comparativement à l'échantillon témoin. Les résultats de l'Expérience 22 sont présentés au Tableau 9. TABLEAU 9 Expérience N TEMOIN 22 INGRÉDIENTS, % Portland T-II 40,0 40,0 Cendre volante de Classe C 10,0 10,0 Additif ASZ, total - 10,0 incluant: A1203 - 8, 3 SiO2 - 0,85 ZrO2 - 0,85 1 0 Sable 50,0 40,0 Eau de gâchage, % 20,0 PROPRIÉTÉS Temps de prise, min Initial 334 235 Final 432 325 Résistance à la compression, MPa (psi) 6h 8 h 0,34 1,21 (50) (175) 12 h 3,45 6,89 (500) (1000) 1 jour 16,03 19,65 (2325) (2850) Pic exothermique Température, C ( F) 42,2 42,8 (108) (109) Temps, min 720 588 Vitesse moyenne d'élévation de la température, C/min ( F/min) 0,028 0, 033 (0,05) (0,06) Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ici et que l'homme de l'art peut en réaliser diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Composition à base de ciment, comprenant un additif constitué d'oxyde d'aluminium, de bioxyde de silicium et d'oxyde de zirconium, de telle sorte que la composition, lorsqu'elle est gâchée avec de l'eau, est capable de faire prise en une masse dure avec des temps de prise initial et final abrégés et avec une plus grande vitesse moyenne de dégagement de chaleur comparativement à la même composition ne contenant pas l'additif. 2. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que l'oxyde d'aluminium est présent en une proportion de 70 à 96 % en poids de l'additif, le bioxyde de sodium est présent en une propor- tion de 2 à 15 % en poids de l'additif et l'oxyde de zirconium est présent en une proportion de 2 à 15 % en poids de l'additif. 3. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un ciment riche en alumine. 4. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un ciment Portland. 5. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un ciment riche en alumine et un ciment Portland. 6. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un agent plastifiant, réduisant la teneur en eau et antimousse. 7. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 6, caractérisée en ce que l'agent plastifiant, réduisant la teneur en eau et antimousse est un composé à base de naphtalène-sulfonate, mélamine-sulfonate ou ligno- sulfonate. 8. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un agent libérant de l'air et/ou générateur de gaz. 9. Composition de ciment selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'agent libérant de l'air et/ou générateur de gaz est du coke fluidisé et l'agent générateur de gaz est de l'azodicarbonamide. 10. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un agent d'entraînement d'air. 11. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 10, caractérisée en ce que l'agent d'entraînement d'air est une résine vinsol. 12. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle contient de plus un inhibiteur de corrosion. 13. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 12, caractérisée en ce que l'inhibiteur de corrosion est le nitrite de sodium. 14. Composition à base de ciment selon le revendi- cation 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un additif minéral. 15. Composition à base de ciment selon la revendi- cation 14, caractérisée en ce que l'additif minéral est de la cendre volante. 16. Procédé pour abréger le temps de prise, accroître la résistance initiale à la compression et augmenter la vitesse moyenne de dégagement de chaleur d'un système à base de ciment, caractérise en ce qu'il consiste à ajouter au système un additif comprenant de l'oxyde d'aluminium, du bioxyde de silicium et de l'oxyde de zirconium. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'oxyde d'aluminium ajouté est présent en une proportion de 70 à 96 % en poids de l'additif, le bioxyde de silicium ajouté est présent en une proportion de 2 à 15 % en poids de l'additif et l'oxyde de zirconium ajouté est présent en une proportion de 2 à 15 % en poids de l'additif.