Brevet FR2773146A1 — publié le 19990702

L'invention concerne une composition de coulis d'injection. De manière générale, les coulis d'injection sont destinés, dans le domaine du génie civil, à améliorer ou restaurer les caractéristiques de divers terrains, que ce soit du point de vue mécanique (résistance, cohésion, module d'élasticité,...), du point de vue hydraulique (perméabilité notamment) ou du point de vue environnemental (rétention de polluants le plus souvent). Ces terrains peuvent être, ou non, en site urbain; il peut s'agir par exemple de massifs rocheux fissurés à renforcer ou étancher, de sols pulvérulents à consolider, d'alluvions à étancher, de maçonneries anciennes à régénérer, de barres ou d'ancrages à scelles, de cavités naturelles ou artificielles à combler, de sols pollués à stabiliser ou de terrains dans lesquels on veut mettre en place des voiles d'étanchéité. Les coulis d'injection ont, par rapport aux techniques traditionnelles de consolidation ou d'étanchement, l'avantage d'utiliser des mélanges relativement économiques et d'avoir une mise en oeuvre souple et rapide. De manière simplifiée, ces mélanges sont envoyés avec une pression appropriée dans le milieu à traiter (éventuellement préparé par forage de trous d'injection). De manière générale, un coulis d'injection contient de l'eau, du ciment et, en fonction des performances souhaitées, de la bentonite et/ou des charges. Il s'agit d'une suspension fluide à base d'eau en principe formée de grains dont la taille ne dépasse pas 0,3 mm environ; elle doit être suffisamment fluide pour s'écouler sous pression jusque dans le volume de destination o elle doit, après durcissement, avoir les propriétés souhaitées. Le ciment est, comme on le sait, un liant minéral à base de calcaire et d'argile comme matières premières principales qui, mélangé avec de l'eau, fait prise (on parle de prise hydraulique); diverses catégories sont connues sous des désignations telles que CLK, ultrafins (sauf aluminium), CPA, etc.... L'apport de cendres volantes a pour effet de conférer au mélange des propriétés pouzzolaniques qui favorisent la prise hydraulique (il y a formation d'hydrates de silicates de calcium et d'aluminates de calcium qui améliorent les propriétés mécaniques notamment). Les charges (matériaux pulvérulents inertes chimiquement) peuvent être classiquement des sables naturels, des cendres volantes (de centrales thermiques le plus souvent), des fillers, des pouzzolanes naturelles, de la sciure de bois, etc... Ce sont elles qui confèrent au coulis ses propriétés particulières, rhéologiques, mécaniques, de durabilité ou de fixation de certains polluants. Il peut y avoir en outre des adjuvants pour améliorer notamment la fluidité du mélange à injecter: ce sont des produits chimiques incorporés en faibles proportions (moins de 5% en pratique) pour améliorer ou compléter les caractéristiques du mélange. A titre d'exemple des lignosulfates, des savons de résine ou des détergents de synthèse améliorent la fluidité (ou diminuent la quantité d'eau nécessaire à l'obtention d'une fluidité donnée), des chlorures de calcium ou de sodium accélèrent la prise hydraulique tandis que des hydrates de carbone ou de l'oxyde de zinc retardent cette prise. La bentonite est un composant minéral de la famille des argiles smectitiques (fortement hydratables) qui présente un gonflement apparent avec de l'eau de 3 à 18 fois le volume initial. Elle existe sous forme naturelle, permutée ou activée. Elle permet la formation d'un mélange colloïdal homogène, permet de supprimer la sédimentation du ciment pendant la mise en oeuvre et augmente le temps de prise et la résistance au délavage. C'est pourquoi la bentonite est généralement considérée comme étant un composant essentiel (à une teneur typiquement supérieure à au moins 3% de l'extrait sec du coulis) de toute suspension pour injection dont on veut qu'elle soit stable (ce qui se caractérise typiquement par un ressuage ( remontée d'eau en surface du coulis) d'au plus 3% en 2 à 3 h). Ainsi, de manière générale, un coulis d'injection a typiquement une composition respectant les dosages suivants: * 50 à 300 kg/m3 de ciment; * 200 à 1200 kg/m3 de charge; * jusqu'à 100 kg/m3 de bentonite; avec un éventuel ajout d'adjuvants (fluidifiants le plus souvent). En fait il y a de fortes variations selon les besoins et, par exemple, la notion de coulis de ciment correspond aux plages plus étroites suivantes (avec une quantité négligeable de charges): + 200 à 450 kg/m3 de ciment; + jusqu'à 100 kg/m3 de bentonite; + 600 à 950 I/m3 d'eau; avec 0,12 Si par contre on parle de béton de sable, les dosages typiques sont: 1400 kg de sable, - 350 kg de ciment, - 160 kg de LFC, - 215 kg d'eau. Toutefois, la mise en oeuvre de la bentonite a pour inconvénient de nécessiter deux étapes dans la préparation d'un coulis: tout d'abord la préparation d'une boue-mère par mélange de la bentonite et de l'eau et mûrissement dans un bac primaire voire en silo, puis ajout du ciment et des charges dans un malaxeur couplé au bac de mélange. La phase de mûrissement dans la première étape nécessite de disposer du bac primaire et prend du temps, ce qui a une influence négative évidente sur le coût de l'opération d'injection. L'invention a tout d'abord pour objet de pallier cet inconvénient grâce à une composition de coulis de coût modéré et facile à mettre en oeuvre, donnant une suspension stable sans nécessiter la présence de bentonite ou analogue. Par ailleurs, les divers ingrédients de la masse pulvérulente en suspension dans un coulis d'injection, qu'il s'agisse du ciment ou des charges (notamment les fines de taille typiquement inférieure ou égale à 0,1 mm environ), ont un coût non négligeable qui les rendent trop chers pour certaines applications pour lesquelles on demande des performances modérées. Et il y a un besoin d'un produit de substitution qui soit plus économique tout en pouvant, dans de tels cas, remplacer sans baisse de performances le ciment ou les fines. Enfin et surtout les composants des coulis d'injection ont l'inconvénient, soit de nécessiter pour leur préparation une consommation importante d'électricité (ciment notamment), soit d'impliquer une consommation de produits naturels (exploitation de carrières notamment). Il y a donc également besoin d'un produit de substitution qui puisse remplacer le ciment, le sable ou les fines sans en avoir les inconvénients du point de vue écologie. L'invention a ainsi très généralement pour objet une composition de coulis d'injection ayant un coût de revient modéré grâce à la mise en oeuvre d'un produit pulvérulent pouvant, pour un coût plus faible et/ou sans inconvénient écologique, être substitué sans nuire aux performances requises, à de la bentonite, voire à du ciment et/ou à des fines. Elle propose à cet effet une composition de coulis d'injection contenant: - de l'eau; - du ciment ou plus généralement un liant hydraulique; - au moins 100 kg/m3 de cendres volantes issues de la combustion de houille en lit fluidisé circulant. Une autre manière de définir ces cendres est de dire qu'elles sont formées en moyenne d'au moins 70% en masse d'oxydes d'aluminium, de silicium et/ou de fer, ont une teneur en chaux totale d'au plus 10% en masse et les grains de cendres volantes ont une forme irrégulière. Selon des caractéristiques préférées de l'invention, avantageuse- ment combinées: - la quantité de cendres volantes est d'au moins 270 kg/m3, de préférence au moins égale à 350 kg/m3; - cette composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite; - la quantité de ciment est au plus égale à celle des cendres volantes; - la quantité de cendres volantes est sensiblement comprise entre 350 kg/m3 et 400 kg/m3; la quantité de ciment est au moins approximativement égale à la quantité de cendres volantes; - la quantité de ciment et de cendres volantes est au moins égale à 800 kg/m3; - la quantité d'eau est au moins égale à 700 kg/m3. Un tel coulis a un ressuage modéré, ce qui le rend particulièrement adapté à la réalisation de parois moulées par exemple. Selon d'autres caractéristiques préférées de l'invention, avantageu- sement combinées: - la quantité de ciment est de l'ordre de 2 à 3 fois la quantité de cendres volantes, et la composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite; - la quantité de cendres volantes est au plus égale à de l'ordre de 300 kg/m3; - la quantité de cendres volantes est au moins égale à de l'ordre de 200 kg/m3; - la quantité d'eau est au moins égale à de l'ordre de 600 kg/m3. Un tel coulis est tout à fait approprié pour les applications o l'on recherche un coulis de faible densité et de ressuage modéré. Selon d'autres caractéristiques préférées, avantageusement combinées: - la teneur en ciment est inférieure à de l'ordre de 80 kg/m3 et la teneur en cendres volantes est au moins égale à de l'ordre de 600 kg/m3, et la composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite; - la quantité d'eau est supérieure à de l'ordre de 700 kg/m3. On obtient ainsi un coulis de remplissage de faible résistance mécanique. Si l'on recherche par contre un coulis de remplissage de forte résistance mécanique, selon d'autres caractéristiques préférées: - la quantité de ciment et de cendres volantes est supérieure à 750 kg/m3 et la composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite; - la quantité de ciment et de cendres volantes est au moins égale à 1000 kg/m3; - la quantité de cendres volantes est au plus égale à 250 kg/m3, de préférence au plus égale à 150 kg/m3; - la quantité totale de ciment et de cendres est de l'ordre de 1200 à 1300 kg/m3; - la quantité d'eau est au moins égale à 500 kg/m3. Enfin, selon encore d'autres caractéristiques préférées: - la composition de charges contient au moins 1400 kg/m3 de sable; - la quantité de charges vaut entre le double et le triple de la quantité de ciment et de cendres volantes; - la quantité de cendres volantes est au moins égale à de l'ordre de kg/m3; - la quantité d'eau vaut de l'ordre de 200 à 250 kg/m3. On obtient ainsi un béton de sable tout à fait efficace. L'invention découle de la constatation, qui n'avait rien d'évident a priori, de ce que des cendres volantes obtenues par combustion de houille en lit fluidisé circulant peuvent avoir des propriétés chimiques, minéralogiques, morphologiques et pouzzolaniques telles que ces cendres peuvent être substituées efficacement, au sein d'une grande variété des coulis d'injection, à de la bentonite, mais aussi à du ciment et/ou à des fines. De telles cendres ont un coût de revient voisin, sinon inférieur à ceux de la bentonite, du sable et/ou des fines. En outre la cendre de charbon est considérée comme inerte et non dangereuse et sa préparation n'implique aucune structure industrielle spécifique, ni grosse consommation d'énergie, ni appauvrissement de carrières ou sites naturels. Au contraire, l'exploitation des gisements de cendres mises en dépôt contribue à la reconquête des sites. Compte tenu de sa légèreté et de sa densité en place, la cendre de charbon contribue également à des économies de transport. Enfin, apportant de la durabilité dans les ouvrages, elle permet souvent une économie générale dans le temps. De telles cendres volantes sont à distinguer des cendres volantes issues de la combustion de lignite. En fait, on peut distinguer plusieurs types de cendres volantes, selon qu'elles résultent de la combustion de la houille ou du lignite, selon que cette combustion a lieu dans une chaudière (avec chargement d'une masse à brûler, et déchargement de cendres) ou dans un lit fluidisé circulant, et selon qu'à cette combustion est associée (ou non) une élimination des polluants soufrés en amont ou en aval du lieu de combustion. Les chaudières à lit fluidisé circulant (LFC en abrégé) fonctionnent à des températures de l'ordre de 850 C maximum, de sorte que les cendres volantes (souvent sous forme d'illites-micas) ont des formes irrégulières, parfois feuilletées, souvent poreuses, à la différence des cendres volantes de chaudières classiques (qui fonctionnent à bien plus haute température, au-delà de 1000 C, typiquement à de l'ordre de 1350 C, auquel cas les particules de cendre fondent) qui sont généralement vitrifiées et de forme globalement sphériques. Les cendres volantes LFC ont classiquement une surface BET (par exemple supérieure à 10 m2/g) de même qu'une finesse (plus de 10.000 cm2/g) très supérieure à celle des cendres de chaudières classiques (respectivement de l'ordre de 1 à 2 m2/g et de 3000 cm2/g). Il est rappelé ici que la surface BET et la finesse sont des paramètres complémentaires caractérisant respectivement la granulométrie des cendres et la surface cumulée de I'ensemble des grains de cendres. Les chaudières LFC sont en principe combinées à une dépollution amont (c'est cela qui conditionne le niveau modéré de température), et ce par filler calcaire qui deviendra chaux en partie lors de la combustion. Toutefois, les cendres LFC obtenues par combustion de la houille contiennent moins de chaux que les cendres LFC obtenues par combustion de lignite puisque le lignite contient déjà du calcaire. A l'inverse les cendres LFC provenant de la houille contiennent plus d'alumine, d'oxydes de fer et de silice que les cendres LFC provenant du lignite. C'est pourquoi on peut définir les cendres volantes obtenues par combustion de houille en lit fluidisé circulant par les conditions suivantes: * teneur en alumine, silice et oxydes de fer d'au moins 70% (de préférence d'au moins 75%); * forme irrégulière; * teneur en chaux totale inférieure à 10% (en pratique il y a moins de 4% en chaux libre, de préférence de l'ordre d'un pourcent). Divers essais de compositions de coulis d'injection ont été réalisés en utilisant, à titre d'exemple, des cendres volantes LFC de houille obtenues à la Centrale EMILE HUCHET IV de Carling en Moselle et caractérisées comme suit: 25. Si02 44,5%; A1203 22,6%; Fe203 8,3%; CaO 5,9% dont 1,3% de chaux libre; MgO 3,4%; 30. Na20 0,4%; K20 4,0%; MnO 0,1%; TiO2 0,9%; P205 0,1%; Cr203 SO3 3,9%; Perte au feu 6,0; grains sous forme de plaquettes, illites pour la plupart; finesse 0/315 microns dont 80% passent par une maille de 45 microns; 10. masse volumique absolue: 2,5; surface spécifique BET (mesure par Krypton) 12,4 m2/g; indice d'activité: 83 à 92% à 28 jours, 92 à 98% à 90 jours. Les divers essais ont été réalisés en laboratoire sur divers échantillons préparés selon la norme NF-P18-357: 15. mesure de densité par pesage d'un volume connu de coulis; mesure de l'exsudation ou ressuage selon la norme NF-P18-359, à l'aide d'une éprouvette graduée de 200 ml; le ressuage correspond au rapport de la hauteur d'eau surnageant sur la hauteur totale du coulis dans l'éprouvette; 20. mesure de fluidité selon la norme NF-P18-358, par mesure du temps d'écoulement au cône de MARSCH (ajutage de 4,75 mm ou 10 mm selon les cas) d'un volume de coulis donné; mesure de DPU (dans certains cas), c'est-à-dire mesure de la durée pratique d'utilisation; 25. mesure du temps de fin de prise selon la norme NF-P18-356; il correspond à l'instant à partir duquel l'aiguille de mesure s'enfonce de 0,5 mm maximum dans le coulis; mesure de résistances mécaniques en flexion, ou en compression selon la norme NF-P18-360 (avec des prismes 4 x 4 x 16 cm) après conservation dans l'eau pendant 7, 28 ou 90 jours; mesure de résistance aux milieux sulfatés (dans certains cas) selon la norme NF-P18-837; mesure de retrait à 28 jours (dans certains cas) selon la norme NF-P1 8-433. EXEMPLE N 1: Des échantillons de coulis pour parois moulées ont été préparés sous les références T1, T2, A2 à A4, A8 et M. Le tableau 1 en présente les compositions, le tableau 2 en montre des propriétés diverses de comportement et le tableau 3 en montre les performances de résistance mécanique. Les coulis T1 et T2 sont des coulis-témoins avec bentonite mais sans cendres LFC. Aucun adjuvant n'était nécessaire pour atteindre une fluidité satisfaisante. Les coulis A2 à A4 et A8 sont des coulis sans bentonite mais avec des cendres LFC. Et le coulis M est un coulis "mixte" contenant de la bentonite et des cendres. Les rapports E/C et E/L représentent les rapports entre EAU/ciment et eau/liant. La quantité de cendre LFC dans les coulis A2 à A4 et A8 est très supérieure (dans un rapport de l'ordre de 10 à 1) à la quantité de bentonite dans les coulis-témoins T1 et T2. Pour ces divers coulis, contenant de 150 à 370 kg/m3 de ciment, la procédure de préparation a été la suivante: * préparation et hydratation de la boue de bentonite (si nécessaire); * incorporation de l'eau (et de l'adjuvant s'il y a lieu); * incorporation des matériaux secs; * homogénéisation pendant 4 minutes; * confection des éprouvettes et mesure des propriétés du coulis frais. On observe que la densité des coulis A2 à A4, A8 et M est supérieure à celle des coulis T1 et T2, ce qui s'explique par le fait que la bentonite a été remplacée par de plus grandes quantités de cendres bien que la quantité d'eau ait diminué. Le ressuage des coulis A2, A3 et A8 de l'ordre de 2 à 4% est bien plus faible que celui des échantillons témoins (8%). De même, le temps de prise de ces échantillons est moins élevé que celui des échantillons témoins (de l'ordre de 60 h). L'échantillon A4, peu chargé en cendres LFC, a par contre un ressuage élevé (10%) et un temps de prise important (48 h). Enfin, l'échantillon M a un ressuage très faible et un temps de prise très modéré. On en déduit que, pour obtenir un faible ressuage (typiquement inférieur à 5%), il faut un minimum d'environ 350 kg/m3 de cendres LFC (avec éventuellement une quantité modérée de bentonite - voir les coulis T2 et M). Le ressuage est alors bien meilleur qu'avec de la bentonite seule. Dans les coulis précités, on peut noter que la quantité de cendres LFC est au moins de l'ordre de la quantité de ciment (elle peut aller jusqu'à au moins un rapport 3/1). Le temps de prise est plus court que les quantités intermédiaires de cendres LFC; I'optimum est constaté pour A3 et M. Il semble, pour ce paramètre, préférable que la quantité de cendres LFC soit de l'ordre de 350 à 400 kg/m3 (de préférence égale à celle du ciment), ou des quantités supérieures de cendres LFC sous réserve d'abaisser deux fois plus la quantité de ciment (le total étant de l'ordre de 600 kg/m3). Du point de vue de la résistance mécanique, la présence de cendres LFC en l'absence de bentonite, conduit à une augmentation sensible dès une quantité d'environ 270 kg/m3. L'optimum est atteint avec le coulis A3, suivi par le coulis A8, ce qui conduit à conclure que des quantités voisines de cendres LFC et de ciment, au-delà de 350 kg/m3, ainsi qu'une quantité totale supérieure à 800 kg/m3 sont favorables à l'obtention de très bonnes performances mécaniques. La facilité (cône de MARSCH avec ajutage de 4,75 mm sauf pour A8 (ajutage de 10 mm)) est meilleure lorsque la quantité de cendres LFC est comprise entre 450 et 500 kg/m3. EXEMPLE N 2: Divers échantillons de coulis allégés ont été préparés (par exemple destinés à la cimentation de tubages pétroliers) sous les références B2 à B5. Le tableau 4 en donne les compositions en kg/m3, le tableau 5 en donne des propriétés diverses (fluidité mesurée avec ajutage de 10 mm pour B2, B3, B4, et de 4,75 mm pour B5) et le tableau 6 en donne des propriétés mécaniques. Le ciment utilisé était de type CPA; par rapport au ciment CLK, le ciment CPA se caractérise par le fait qu'il est constitué d'au moins 95 % de clinker broyé et ne contient pas de laitier. Le coulis B2 est un coulis-témoin contenant une charge formée à 80% de cendres volantes classiques du type silico alumineuses de centrales thermiques brûlant de la houille et à 20% de diatomées (celles-ci sont couramment utilisées pour abaisser la densité du coulis). Les coulis B3, B4 et B5 contiennent de plus en plus d'eau, de moins en moins de ciment et de cendres LFC et ont des densités de plus en plus faibles. Le coulis B3 a une quantité de cendres LFC égale à la quantité de cendres volantes et de diatomées du coulis B2. L'augmentation de la quantité d'eau induit une baisse de densité et une augmentation du ressuage et du temps de prise. On peut noter que la quantité de ciment vaut entre 2 et 3 fois la quantité de cendres LFC, laquelle est au plus égale à de l'ordre de 300 kg/m3. Les caractéristiques mécaniques du coulis B3 sont du même ordre que celles du coulis-témoin; elles baissent naturellement lorsque baissent les quantités de ciment et de cendres LFC. Les cendres LFC remplacent donc efficacement les cendres volantes et des diatomées dans des coulis allégés. EXEMPLE N 3: Des échantillons de coulis de remplissage à faible résistance mécanique (typiquement utilisables pour remplir de grosses cavités) ont été préparés sous les références C1 à C3. Le tableau 7 en donne les formulations en kg/m3, le tableau 8 en donne des propriétés diverses et le tableau 9 en montre le retrait après 28 jours. Ces coulis contiennent de très faibles quantités de ciment (inférieures à 80 kg/m3) mais des quantités importantes de cendres LFC (plus de 600 kg/m3), approximativement de l'ordre de la quantité d'eau à moins de % près (cette quantité d'eau est en pratique de l'ordre de 700 à 750 kg/m3). La fluidité a été mesurée avec un ajutage de 10 mm. Le ressuage est faible (moins de 2%) de même que le temps de prise (12 heures). La résistance mécanique en compression est faible (1 à 2 Mpa) sensiblement proportionnelle à la quantité de ciment. La résistance mécanique en flexion a été inférieure au seuil de précision de l'appareil de mesure utilisé (0,35 Mpa). Le retrait après conservation pendant 28 jours dans une pièce à 20 C et 50% + 5%% d'humidité relative a été d'autant plus important que la quantité de ciment augmentait et que celle de cendres LFC diminuait. EXEMPLE N 4: Des échantillons de coulis de remplissage à forte résistance mécanique (en principe au moins égale à 40 MPa) ont été préparés sous les références D1 à D5. Le tableau 10 en précise les compositions, le tableau 11 en montre des propriétés diverses, le tableau 12 en montre des performances mécaniques et le tableau 13 en présente les variations dimensionnelles en milieu sulfaté (en microns par mètre). Un adjuvant (1 à 2% du poids de ciment et de cendres) a été ajouté dans les coulis D3 à D5. Ces coulis ont un rapport de E/C de 0,5; le coulis-témoin D1 contient 1280 kg/m3 de ciment, et les coulis D2 à D5 contiennent de plus en plus de cendres LFC et de moins en moins de ciment, avec un total liant (ciment + cendres) baissant légèrement de 1280 à 1075 kg/m3. La quantité de cendres varie entre 10% (voir D2) et 65% (voir D5) de la quantité de ciment; en d'autres termes, les quantités de cendres LFC dans D2, D3, D4 et D5 représentent 10%, 20%, 30% et 40% de la quantité de ciment dans D1. Le ressuage est fortement diminué tandis que la fluidité (avec ajutage de 10 mm) est augmenté. Par contre, le temps de prise est modéré (20 h). La durée pratique d'utilisation diminue lorsque la quantité de cendres LFC augmente mais reste encore acceptable pour D2 et D3 (40 mm et 30 mm). Les performances mécaniques baissent de même lorsque la quantité de cendres augmente, mais cette baisse est très modérée avec D2. Il faut noter que cette baisse de performances mécaniques est en partie explicable par la baisse de la quantité totale de liant. Pour mesurer la tenue à l'eau à haute teneur en sulfates, des éprouvettes 4 x 4 x 16 cm ont été plongées dans une solution à 50 g/I de sulfate de magnésium (MgS04). Les échantillons D2 et D3 ont présenté un gonflement inférieur à celui de D1; par contre, le gonflement de D4 a été très important. Par ailleurs, les faces externes (4 x 4 cm) d'éprouvettes similaires ont été soumises pendant un mois à la pénétration d'une solution saline (NaCI) à 150 g/I dans le cas des coulis D1 et D2. Des dosages en chlorures libres et totaux ont ensuite été effectués à différentes profondeurs. Cela a permis d'apprécier la capacité du coulis à lier les chlorures. La profondeur de pénétration des ions chlore a été la même pour D1 et D2 (de l'ordre de 12,5 mm et ce bien que D2 ait eu une moins bonne tenue mécanique et une porosité plus élevée: il y a donc dans D2 une meilleure capacité à lier les chlorures; il a même été constaté que la quantité qui peut être liée par D2 est environ le double de celle qui peut être liée par D1. En résumé, les cendres LFC peuvent efficacement remplacer de l'ordre de 10% (voire 20%) de la quantité de ciment d'un coulis de remplissage à forte résistance. En d'autres termes, un tel coulis contient avantageusement jusqu'à 150 voire 250 kg/m3 de cendres LFC en combinaison avec du ciment, avec un total de ciment et de cendres LFC de l'ordre de 1200 à 1300 kg/m3. Enfin, il est établi que la présence de cendres à au moins 100 kg/m3 environ permet un accroissement très sensible de la capacité à lier les chlorures. EXEMPLE N 5: Des échantillons de coulis ont été préparés sous les références E1 à E3. Le tableau 14 en donne les formulations tandis que le tableau 15 en montre des propriétés diverses. On peut noter que le coulis E1 est identique à D1, le coulis E2 est similaires à D3 (remplacement de 20% du ciment par des cendres LFC) mais le coulis E3 correspond à un liant total de près de 750 kg/m3 formé à plus de 90% de cendres LFC (voir coulis C2). La présence de cendres LFC conduit à un ressuage très faible et une forte proportion de cendres LFC conduit à un temps de prise modéré, mais par contre à des propriétés mécaniques très faibles. EXEMPLE N 6: Deux échantillons de bétons de sable ont été préparés sous les références F1 et F2. Le tableau 16 en donne les compositions tandis que le tableau 17 en donne des propriétés mécaniques. Le coulis F2 se distingue du coulis-témoin F1 par une quantité de kg/m3 de cendres LFC remplaçant une quantité égale de fines calcaires; le total de liant est de l'ordre de 500 kg/m3 tandis que le sable représente une charge de 1400 kg/m3, soit entre le double et le triple de la quantité de liant. Le coulis F2 présente une résistance mécanique bien meilleure que celle du coulis Fl. 16 2773146 TI1 T2 A2 A3 A4 A8 M :::i:Eau::'''900 930 704 740 810 719 800 :Ciment CLK: 270 150 235 370 270 244 150 :Bentonite.: 30 40 22 LFC - 470 370 270 657 450 ::Adjuvant -::- 2 2 - - : ' '::EE/C:i:::: 3.00 6.25 3.00 2.00 3.00 2.95 5.33 E/L 3.00 6.25 1 1 1.5 0.80 1.30 Tableau 1 ' Ti.'' "'T2 ''A3 A4 Densité 1.20 1.20 1.41 1. 48 1.35 1.62 1.42 Ressuage..à.... Ressuageà 8% 9% 3% 4% 10% 2% 1% 24h F,',-::Fuidité'',',',; 38 s 43 s 53 s 45 s 37 s 18s 56 s :TTemps, de fi.n.:: Tempsdefin Tableau 2 TI T2 A2 A3 A4 A8 ' M ......., 1,I I, I......., I I'"l........DTD: Résistance en flexion (MPa) RM:à7j::j 0.35 0.05 0.82 1.52 0.95 1.17 0.35 RM à 28j 0.59 0.05 1.17 1.84 1.40 1.52 0.47 RM à 90j 0.62 0.05 1.19 1.86 1.46 1.60 0.50 Résistance en compression (MPa) RMà 7 j:: 0.9 0.1 2.1 5.5 1.7 3.3 0.6 RM à 28j 2.0 0.2 3.0 7. 9 3.1 4.7 1.1 :'RM à90ji 2.9 0.2 3.1 8.2 3.4 6.4 1.2 Tableau 3 17 2773146 ::i..C.........S,,..., 7...::...... 82 83 -4 B5 ::::::Ea u:::610 645 680 780 :- Ciment CPA!: 820 830 730 450 CV (80%)+ 305 Diatomée (20%) :.ii:: L:::FC;: ',i:i- 305 270 225 ::::.::E/L.,:0.54 0.57 0.68 1.16 Tableau 4 ..:.:.,.,..,..................DTD: Densité,:: 1.74 1.78 1.68 1.42 Ressuage à 24h 3% 2% 4% 10% :i Fluidité 9s 11 ls 7s 41 s !i:TEe ps:!de:ifînie:: Tempsdefinde 22 h 20 h 24 h Tableau 5 :::... | B2 |... 3 B4 |. Résistance en flexion (MPa) RM à 7 j 5.38 3.86 3.74 1.52 :::RMiaà28!:j:7.14 6.32 5. 97 1.93 ::RM:à 90,j ?: 8.19 6.32 5.97 2.34 Résistance en compression (MPa) RM à 7 j 25.0 22.5 15.5 5.5 RM à 28: 33.9 35.4 25.8 9.0 RM à 90j 37.5 35.4 27.1 10.2 Tableau 6 18 2773146 CI C2 C3n ::Eau 725 725 745 ::::iCiment:: CPA i::::::::40 55 75 :::..::..7: '-"'::::.. -;.:..:: -:':. -..:.:.::...... FC 765 680 620 _L. 0.90 0.98 1.07 Tableau 7 :;: Densité::;::::! i:::1.53 4.46 1.44 !! ii!Ressuage:a:24;;::i h0.5% 0.5% 2% Fluidité:' 16 s 14 s 13 s Tempsode;ifin:ide;prise. 12 h 12 h 12 h Mà 7j 0.9 1.2 1.2 RMà.28j 1.0 1.4 1.7 RMIà 90:j 1.0 1.4 1.7 Tableau 8 Cl.. C2 C3: :.i!iRetrait:!; 28 jours: 1150!tm/m 1200 Fim/m 1980 j m/m Tableau 9 19 2773146 D1 D2 D3 D4 D5 :::::::Eau;:;;.!:,?,,i640 615 595 580 545 ::::Ciment CPA::1280 1105 955 810 645 LFC 0 125 240 350 430 :'.:::Adjuvant:, - 12 20 21 :::i.,,.E::: ':.!'::'::. 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Dosage en :tiant en kg/m3:!1280 1230 1195 1160 1075 (ciment.+ LFC):: Tableau 10 :..,DlD2 D3 D4 D5 ..:...... Densité 1.92 1.84 1.80 1.76 1.63 :Ressuage: â:.'24h:;4% 1% 0.5% 0.5% 0.5% Fiuidité::: 17 s45 s 23 s 26 s 52 s DPU 45 min 40 min 30 min 25 min 15 min Tem...s...e.prise '..20 h 20 h 20 h 20 h 20 h :de: fin: ::: ::;:::::.::-....,.....,, Tableau 11 -......... t....,,,,,....,,,.-........ I,,,,,,.............. ---:o1 '';' D2".'::.::'''''D3' ': "D4 D5 Résistance en flexion (MPa) : RM:à::7j:-:.:::: 9.138.19 5.38 4.50 3.98 :':..,......::..... RM à 28 j 9.24 9.83 6.08 5.86 5.50 :,',M.à::90: j::,':.''.9.24 9.83 7.72 7.21 5.91 Résistance en compression (MPa) RMà 7 j 50.3 47.1 39.2 29.9 25.1 : RM là 28 j::.:: 60.7 57.2 51.3 38.4 35.8 RM.à 9 j:::64.5 57.8 53.5 45.5 35.8 Tableau 12 2773146 ::.:..,:::!.:::,...:.:::::::::::::D 2: ::.::::::.::D 3: D 4:.::: 1 semaine 95 10 10 35 :2 sernaines 100 45 10 80 :::mois::1/2::::180 115 75 280 2 mois 1/2 240 195 100 1100 Tableau 13 ?: ::.:.::::::.?..:., ,......:: i:.:::;;!; i;::;E i ".'i?::::':!;:;,i:; ::::::: i? ?:,:':! :,'? ':::::::i::::i i::i; i::E 2;:::. !i: ':::i::: :,; : ; i'?: ?:;:,':,?,;;i:'!::. ?, ,::: ? E 3 7:?:;;;:::::::, i:i;::...... :::1Ciment 280 955 55 Eau 640 600 + adj 725 i;;iC edrsLFC::;::: :Cendres. LFC.0 240 680 Tableau 14 E1 E2 E3 RMIàa28 jours: 60 MPa 51 MPa 1,4MPa Ressuage: 4% 0,5% 0,5% Densité 1,9 1,8 1,45 Fin... F:.deprise. :'": 20 h 20 h 12 h Tableau 15 21 2773146 21. :.:.:.:::.:::. F1 F2 :.:.:.::....-. ...:..J:.::.i, Sable ''::1400 1400 :::.:im.:::Cient::.::,:'::.':,::',-::: 350 350 *::.. :Finescalcaires:.::...:..,:,::..:. 160 O Cendres LFC 0 160 Eau:,:::215 215 : Adjuvant..::...,:..,1% 1,4%..DTD: Tableau 16 ::':'RMà7.j.'':.'':'.'.'.34 Mpa 44 MPa RM à 28j 41 Mpa 49 MPa Tableau 17 REVENDICATIONS 1. Composition de coulis d'injection contenant: - de l'eau; - un liant hydraulique tel que du ciment; - au moins 100 kg/m3 de cendres volantes issues de la combustion de houille en lit fluidisé circulant. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les cendres volantes sont formées à au moins 70% en masse d'oxydes d'aluminium, de silicium et/ou de fer, ont une teneur en chaux totale d'au plus % en masse et les grains de cendres volantes ont une forme irrégulière non- sphérique. 3. Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est d'au moins 270 kg/m3. 4. Composition selon la revendication 3, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est au moins égale à 350 kg/m3. 5. Composition selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que cette composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la quantité de ciment est au plus égale à celle des cendres volantes. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est sensiblement comprise entre 350 kg/m3 et 400 kg/m3. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que la quantité de ciment est au moins approximativement égale à la quantité de cendres volantes. 9. Composition selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que la quantité de ciment et de cendres volantes est au moins égale à 800 kg/m3. 10. Composition selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisée en que la quantité d'eau est au moins égale à 700 kg/m3. 11. Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la quantité de ciment est de l'ordre de 2 à 3 fois la quantité de cendres volantes, et la composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite. 12. Composition selon la revendication 11, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est au plus égale à de l'ordre de 300 kg/m3. 13. Composition selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est au moins égale à de l'ordre de 200 kg/m3. 14. Composition selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que la quantité d'eau est au moins égale à de l'ordre de 600 kg/m3. 15. Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la teneur en ciment est inférieure à de l'ordre de 80 kg/m3 et la teneur en cendres volantes est au moins égale à de l'ordre de 600 kg/m3, et la composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite. 16. Composition selon la revendication 15, caractérisée en ce que la quantité d'eau est supérieure à de l'ordre de 700 kg/m3. 17. Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la quantité de ciment et de cendres volantes est supérieure à 750 kg/m3 et la composition contient une quantité sensiblement nulle de bentonite. 18. Composition selon la revendication 17, caractérisée en ce que la quantité de ciment et de cendres volantes est au moins égale à 1000 kg/m3. 19. Composition selon la revendication 17 ou la revendication 18, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est au plus égale à 250 kg/m3. 20. Composition selon les revendications 17 à 19, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est au plus égale à 150 kg/m3. 21. Composition selon les revendications 17 à 20, caractérisée en ce que la quantité totale de ciment et de cendres est de l'ordre de 1200 à 1300 kg/m3. 22. Composition selon les revendications 17 à 21, caractérisée en ce que la quantité d'eau est au moins égale à 500 kg/m3. 23. Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la composition de charges contient au moins 1400 kg/m3 de sable. 24. Composition selon la revendication 22 ou la revendication 23, caractérisée en ce que la quantité de charges vaut entre le double et le triple de la quantité de ciment et de cendres volantes. 25. Composition selon les revendications 22 à 24, caractérisée en ce que la quantité de cendres volantes est au moins égale à de l'ordre de kg/m3. 26. Composition selon les revendications 22 à 25, caractérisée en ce que la quantité d'eau vaut de l'ordre de 200 à 250 kg/m3.