Brevet FR2800063A1 — publié le 20010427

La présente invention concerne le domaine de la construction et du bâtiment. Plus précisément, l'invention concerne un coulis pour la réalisation d'écrans étanches ainsi qu'un procédé mettant en oeuvre ledit coulis. Il est connu que le laitier de haut fourneau broyé se comporte comme un véritable ciment lorsqu'il est additionné d'une base telle que par exemple la soude ou le clinker. On trouve ainsi usuellement dans le commerce des mélanges du type: laitier + clinker dans des proportions bien définies (Ciment CLK CEM II/C, CHF CEM III/A ou B), ou - laitier granulé + chaux, destinés aux travaux routiers. La réalisation d'écrans étanches se fait par perforation directe avec du coulis bentonite ciment comme fluide d'excavation. La perforation est réalisée en continu d'o la nécessité d'avoir un matériau qui ne se rigidifie pas trop vite afin d'éviter les pertes de coulis sur les déblais d'excavation ainsi que l'évacuation de coulis qui aurait durci prématurément. Cette méthode spécifique aux écrans étanches nécessite, avec les matériaux actuellement disponibles, l'utilisation de retardateurs de prise et de rigidification. En effet, lors de la réalisation d'écrans étanches, on recherche surtout une bonne étanchéité. La résistance est en général faible et ne représente pas un critère primordial. On utilise en général des ciments de laitier dont la composition génère des coulis dont la rhéologie est difficilement maîtrisable. L'utilisation d'adjuvants retardateurs est donc nécessaire pour obtenir une maniabilité compatible avec la perforation sous coulis. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Ainsi, l'invention a pour objet des coulis particulièrement adaptés à la réalisation d'écrans étanches, en particulier des coulis qui ne nécessitent pas d'adjonction de retardateurs. Ainsi, l'invention concerne un coulis pour la réalisation d'écrans étanches qui comprend un mélange d'eau, d'une argile naturelle ou modifiée telle que la bentonite, d'un laitier de haut fourneau et d'un agent activant. Conformément à l'invention, ledit laitier comprend des grains dont la taille maximale est comprise entre environ 50 Ulm et environ 100 grm, de préférence égale à environ 80 lim. Bien que la nature du laitier de haut fourneau ne soit pas particulièrement critique, il est préférable que celui-ci soit du type basique et que le rapport pondérai CaO/SiO2 soit compris entre environ 1, 10 et environ 1,35. A titre d'exemple de laitier utilisable dans le cadre de la présente invention, on peut citer un matériau comprenant comme composants principaux (en pourcentage en poids), 33 à 40 % de SiO2, 8 à o0 16 % deAl203,39à44 % deCaO,et4à9%deMgO. Par ailleurs, il est également préférable que le module chimique du laitier (teneur (%) en CaO x teneur (%) en A1203) soit supérieur à environ 500. L'agent activant permet la prise du laitier et est de préférence un agent activant basique tel que la soude, la potasse, le (bi)carbonate de sodium ou de potassium, le gypse, la chaux vive, la chaux éteinte ou un mélange de ces composés. Il est également possible d'utiliser du ciment Portland comme agent activant. Généralement, la quantité d'agent activant est comprise entre environ 1 % et environ 10 % en poids, par rapport au poids du laitier. Une quantité d'agent activant égale à environ 5 % en poids est particulièrement avantageuse. Un tel coulis possède avantageusement un rapport pondérai ciment/eau (C/E) compris entre environ 0,1 et environ 0,25. Dans ces conditions, il est possible d'obtenir un coulis présentant les propriétés suivantes: - résistance plus élevée pour un même rapport eau/ciment, - meilleure perméabilité à teneur en matières sèches équivalente (comme le montre la figure 1 qui représente l'évolution de la perméabilité en fonction du rapport C/E), - évolution de la rigidité très lente bien adaptée à la perforation directe sous coulis. La faible réactivité du système permet de s'affranchir totalement de retardateurs. La suppression de tels adjuvants permet de respecter les nappes phréatiques en éliminant les rejets de polluants organiques. Ce coulis peut être utilisé pour les travaux souterrains au contact de la nappe phréatique du fait de son caractère non polluant, ainsi que pour les travaux d'injection et la réalisation d'écrans étanches en béton plastique. Le coulis est préparé sur le site de forage, par mélange des constituants définis ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples ci-après, donnés à titre purement illustratif. Dans ces exemples, les constituants suivants sont utilisés: boue de bentonite: mélange de 1000 I d'eau et 45 kg de bentonite sodique laitier: laitier de haut fourneau basique ayant un rapport pondéral CaO/SiO2 égal à 1,19 et un module chimique égale à 515 activant: CPA CEM I retardateur: lignosulfate mixte calcium/ammonium accélérateur: silicate de sodium 35/37 B Exemple I1: Influence de la taille de grains maximale du laitier sur le temps de maniabilité du coulis Coulis Laitier 40 gm Laitier 80 gm Laitier gm Temps de 5 heures 5 heures 5 heures maniabilité Boue de bentonite 941 1 941 1 941 1 Laitier 166,25kg 166,25 kg 166,25kg Activant 8,75 kg 8,75 kg 8,75 kg Retardateur 3 1 0 0 accélérateur 0 0 4 1 Exemple 2: formulations pour paroi d'étanchéité invention comparatif Boue de bentonite 941 1 941 1 Laitier' 166 kg Activant ( CPA CEM I) 9 kg CLK 175 kg Retardateur 2 1 Temps de maniabilité 5 h 5 h Résistance 28 j 1,2 MPa 1 MPa Perméabilité 5 10-1 m/s 4 0I9O m/s le laitier a une granulométrie continue qui s'étale de 0 à 80 jim et une surface spécifique Blaine égale à 4500 Le coulis conforme à l'invention, sans retardateur, possède un temps de maniabilité identique au coulis conventionnel comprenant du clinker (CLK) et un retardateur, ainsi qu'une meilleure résistance et une meilleure perméabilité que le coulis conventionnel. REVENDICATIONS 1. Coulis pour écrans étanches, qui consiste en un mélange comprenant de l'eau, une argile naturelle ou modifiée, un laitier de haut fourneau possédant une taille de grains maximale comprise entre environ 50 jim et environ 100 Hm, et un agent activant. 2. Coulis selon la revendication 1, dans lequel le laitier a une taille de grains maximale égale à environ 80 gm. 3. Coulis selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le laitier possède un rapport pondérai CaO/SiO2 compris entre environ 1,10 et environ 1,35. 4. Coulis selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le laitier possède un module chimique supérieur à environ 500. 5. Coulis selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'argile modifiée est la bentonite. 6. Coulis selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'agent activant est un composé choisi parmi la soude, la potasse, le (bi) carbonate de sodium ou de potassium, le gypse, la chaux vive, la chaux éteinte, un mélange de ces composés, ou du ciment Portland. 7. Coulis selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le mélange comprend de environ 1 % à environ 10 % en poids d'agent activant par rapport au poids du laitier de haut fourneau. 8. Coulis selon l'une des revendications 1 à 7, qui possède un rapport pondérai ciment/eau compris entre environ 0,1 et environ 0,25. 10. Procédé pour réaliser un écran étanche dans lequel la perforation est réalisée à l'aide du coulis tel que défini dans l'une des revendications 1 à 9. il1. Utilisation d'un laitier de haut fourneau ayant une taille de grains maximale comprise entre environ 50 jim et environ 100 jim pour la préparation d'un coulis destiné à la réalisation d'écrans étanches. 12. Utilisation selon la revendication 11, dans laquelle le laitier de l0 o haut fourneau est tel que défini dans l'une des revendications 2 à 4.