Brevet FR2781392A1 — publié le 20000128

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour l'ajout d'un ou plusieurs additifs à un matériau comprenant un liquide, ce liquide entrant dans ce matériau au stade de la fabrication de ce matériau, en vue de la mise en oeuvre de ce dernier. L'invention est en particulier applicable à l'ajout d'un additif fortement abrasif, tel qu'un oxyde de fer liquide qui constitue généralement un produit colorant, à de l'eau entrant dans la composition d'un matériau de type mortier, béton, plâtre ou enduit, utilisable dans le domaine du bâtiment ou des travaux publics. Il est connu de colorer en usine un matériau tel que précité, cette coloration étant réalisée par mélange d'un produit colorant sous forme de poudre aux autres constituants du matériau à l'état sec, en particulier pour les enduits prêts à l'emploi. Ce matériau est commercialisé sous des références différentes suivant l'apport et la formulation des oxydes ajoutés, et donc suivant les différentes couleurs et teintes de ce matériau. Ce procédé de coloration pose toutefois un certain nombre de problèmes pratiques essentiels. La commande d'une quantité de matériau d'une certaine teinte peut excéder les besoins de l'utilisateur en ce matériau. La quantité excédentaire est alors inutilisée, ce qui se traduit par une perte. A l'inverse, la quantité commandée a pu être sous-estimée, ce qui conduit à un arrêt du chantier pendant un délai pouvant être relativement long compte tenu des délais de fourniture. En pratique, la mise en oeuvre d'enduits extérieurs par exemple peut être réalisée par l'une ou l'autre des méthodes suivantes: - mélange du produit coloré sec préparé en usine à la quantité d'eau prescrite par le fabricant, ce qui pose les problèmes indiqués ci-dessus, que l'on utilise ou non des machines à projeter l'enduit; - utilisation d'un silo contenant du matériau en vrac, ce silo étant équipé d'une machine malaxant ce matériau et, pour certains modèles, d'une machine à projeter; dans ce cas, lorsque différentes teintes sont nécessaires sur un même chantier, il serait nécessaire de disposer d'un silo pour chaque teinte, ce qui est économiquement impossible. Un autre procédé de coloration pourrait être mis en oeuvre, consistant à ajouter une dose prédéterminée de produit colorant à l'eau de gâchage puis à gâcher un mortier de couleur blanche à la base avec cette eau colorée. Selon ce procédé, la quantité de produit colorant est calculée en procédant au rapport entre la masse de liant (ciment, chaux, plâtre) que comprend le matériau et la quantité d'eau nécessaire à son mélange. La quantité de produit colorant, en particulier de l'oxyde de fer, est déterminée par pesage. D'autres additifs (adjuvant divers, accélérateurs, antigels, plastifiant, retardateurs...) peuvent être ajoutés, en calculant la quantité de ces additifs de la même manière. Ce procédé pose des problèmes d'imprécisions de la quantité d'additif déterminée par pesage, de dépôt de l'adjuvant dans l'eau de gâchage qui se trouve en attente d'emploi, et d'imprécision de la quantité d'eau colorée lors de son introduction pour le mélange de la poudre (liant). Des conséquences dommageables peuvent en résulter, notamment en ce qui concerne, dans le cas d'un produit colorant, la nuance de teinte obtenue. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients pratiques essentiels. À cet effet, le procédé qu'elle concerne comprend les opérations consistant à: - déterminer la quantité de liquide entrant dans la composition de la quantité de matériau à utiliser; - déterminer la quantité d'additif à ajouter à ce liquide pour obtenir le résultat escompté de cet ajout, en particulier la quantité de produit colorant permettant d'obtenir la teinte désirée du matériau; - à utiliser un dispositif de dosage permettant de doser ladite quantité d'additif et de la mélanger de manière homogène au liquide; à procéder à ce dosage et à ce mélange, et - à mélanger le liquide ainsi additionné de l'additif aux autres composants du matériau. Selon ce procédé, c'est le liquide qui reçoit lui-même l'additif et qui sert de véhicule pour le mélange de cet additif aux autres composants du matériau. Ce procédé permet ainsi d'éliminer le pesage de l'additif et permet d'obtenir, dans le cas d'un produit colorant, une teinte précise de matériau. L'invention concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet appareil comprend - un premier dispositif de dosage d'un additif en fonction d'une quantité de liquide, ce dispositif étant prévu pour opérer ce dosage selon une plage de proportions d'additif relativement large, allant par exemple de 2 à 10%; - un second dispositif de dosage d'un additif en fonction d'une quantité de liquide, ce dispositif étant prévu pour opérer ce dosage selon une plage de proportions d'additif relativement étroite, incluant des proportions représentant une fraction de pourcentage de l'additif, allant par exemple de 0,2 à 1,9 %, les deux appareils précités étant montés en série; - des moyens pour mélanger au liquide la dose d'additif déterminée par un ou par les deux dispositifs, ce mélange intervenant en aval du dispositif situé le plus en aval, et - des moyens pour mélanger le liquide ainsi additionné d'additif aux autres constituants du matériau. Les deux dispositifs permettent de déterminer une quantité précise d'additif en fonction de la quantité d'eau à ajouter aux autres constituants pour former le matériau à obtenir. En cas de proportion d'additif restant dans la plage permise par ledit second dispositif, seul ce deuxième dispositif est mis en fonctionnement, tandis qu'en cas de proportion d'additif dépassant cette même plage, le premier dispositif est mis également en fonctionnement, ces deux dispositifs agissant alors conjointement pour doser la quantité d'additif précisément requise. Cette quantité d'additif dosée par l'un ou les deux dispositifs n'est pas mélangée au liquide dans l'un et/ou l'autre des dispositifs mais est mélangée au liquide en aval du dispositif situé le plus en aval. Ainsi, le liquide chargé d'additif ne traverse pas les dispositifs, ce qui, en cas d'additifs très abrasifs comme les oxydes de fer constituant généralement les produits colorants utilisés pour colorer des matériaux tels que précités, empêche tout endommagement de ces dispositifs, en particulier de leurs systèmes de pompage. Ledit premier dispositif est de préférence celui vendu par la société DOSATRON INTERNATIONAL sous la référence "D1210" et le deuxième est celui vendu par cette même société sous la référence "DI16", la plage de proportions d'additif permise par ce deuxième dispositif ayant été augmentée pour passer de 1,6 à 1,9 %. Ces deux dispositifs subissent donc des transformations nécessaires pour la mise en oeuvre d'adjuvants abrasifs ou non, notamment tels que précités. Ces transformations sont les suivantes: - une éjection de la quantité dosée par chaque dispositif non pas dans le liquide circulant dans le dispositif mais dans une conduite débouchant, en aval des deux dispositifs, en amont d'un appareil homogénéisant le liquide et l'additif avant l'incorporation de l'ensemble aux autres constituants du matériau; un clapet anti-retour à la partie basse de chaque dispositif prévu pour résister à l'abrasion, en particulier constitué par une bille en céramique ou en acier inoxydable; - pour le modèle D116, comme indiqué ci-dessus, un élargissement de la plage de dosage, le D116 standard s'arrêtant à 1,6 %; le fait d'étendre cette plage à 1,9 % comble la plage existant entre celle permise par le D116 et celle permise par le D1210, cette dernière commençant seulement à 2 %. Ces dispositifs ont été sélectionnés pour leur fonctionnement sans électricité et le dosage proportionnellement volumétrique qu'ils permettent (dose/quantité d'eau). Le procédé selon l'invention peut toutefois être mis en oeuvre au moyen de tout autre dispositif volumétrique similaire, à condition de procéder aux modifications indiquées ci-dessus. Le procédé peut également être mis en oeuvre par des doseurs volumétriques électriques ou autres, pourvu que ceux-ci réalisent un dosage proportionnel à une arrivée de liquide prédéterminée. On peut adjoindre des dispositifs supplémentaires si nécessaire pour obtenir le pourcentage souhaité, par exemple au-delà d'une proportion de 11,9 %, tout en restant dans les normes d'application habituelles. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'ajout d'un ou plusieurs additifs dans un matériau comprenant un liquide dans sa composition, notamment pour l'ajout d'un additif fortement abrasif, tel qu'un oxyde de fer qui constitue généralement un produit colorant, à de l'eau entrant dans la composition d'un matériau de type mortier, béton, plâtre ou enduit utilisable dans le domaine du bâtiment ou des travaux publics, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: - déterminer la quantité de liquide entrant dans la composition de la quantité de matériau à utiliser; - déterminer la quantité d'additif à ajouter à ce liquide pour obtenir le résultat escompté de cet ajout, en particulier la quantité de produit colorant permettant d'obtenir la teinte désirée du matériau; - à utiliser un dispositif de dosage permettant de doser ladite quantité d'additif et de la mélanger de manière homogène au liquide; à procéder à ce dosage et à ce mélange, et - à mélanger le liquide ainsi additionné de l'additif aux autres composants du matériau. 2 -Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier dispositif de dosage d'un additif en fonction d'une quantité de liquide, ce dispositif étant prévu pour opérer ce dosage selon une plage de proportions d'additif relativement large, allant par exemple de 2 à 10%; - un second dispositif de dosage d'un additif en fonction d'une quantité de liquide, ce dispositif étant prévu pour opérer ce dosage selon une plage de proportions d'additif relativement étroite, incluant des proportions représentant une fraction de pourcentage de l'additif, allant par exemple de 0,2 à 2 %, les deux appareils précités étant montés en série; - des moyens pour mélanger au liquide la dose d'additif déterminée par un ou par les deux dispositifs, ce mélange intervenant en aval du dispositif situé le plus en aval, et - des moyens pour mélanger le liquide ainsi additionné d'additif aux autres constituants du matériau. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier dispositif est celui vendu par la société DOSATRON INTERNATIONAL sous la référence "DI210" tandis que ledit deuxième dispositif est celui vendu par cette même société sous la référence "DI16", la plage de proportions d'additif permise par ce deuxième dispositif ayant été augmentée pour passer de 1,6 à 1,9 %. 4- Appareil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil d'homogénéisation du liquide à l'additif avant l'incorporation de l'ensemble aux autres constituants du matériau. - Appareil selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet anti-retour situé à la partie basse des dispositifs D116 ou D1210 est constitué par une bille en un matériau résistant à l'abrasion de l'additif, en particulier une bille en céramique ou en acier inoxydable. 6 - Appareil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif tel que précité supplémentaire pour élargir la plage de proportion permise ou pour l'introduction d'autres additifs ou adjuvants.