Brevet FR2872156A1 — publié le 20051230

L'industrie et la transformation du granit engendrent et conduit a des boues résiduelles qui constituent une source de déchets et de pollution dont il est difficile et coûteux de se débarrasser. La présente invention concerne l'exploitation et le recyclage des boues crues brutes humides ou sèches, résiduelles de l'industrie et de la transformation du granit en un matériau adjuvant et /ou fillers* a grandes propriétés réfractaires pour ciments, chaux, bétons, mortier et les matériaux ainsi obtenus. Le produit ainsi obtenu a plusieurs utilisations dans le domaine de la construction en maçonnerie ou la fabrication de pièces ou moules réfractaires de très bonne qualité. *Filler: roche finement broyée maxi 2 mm de diamètre et répondant aux normes de granulométrie et de composition en vigueur pour l'adjonction a des bétons, mortiers. L'objet de la présente invention est de fournir un procédé simple pour l'élaboration d'un matériau de très bonne qualité issue d'un déchet revalorisé, très peut coûteux, en effet il est tout a fais possible de se faire rémunérer pour effectuer l'enlèvement dans les ateliers générateurs de boues de granit, très facile a produire et a mettre en oeuvre et d'une très grande utilité tant sur le plan écologique que sur le plan économique et de création d'emploi. La présente invention est innovante dans le fait quelle est adapter a tous type de ciment, mortiers ou bétons couramment utilises en maçonnerie et n'engendre aucun changement notable pour la fabrication et la mise en oeuvre par rapport aux mortiers ou bétons traditionnels et très facilement réalisables par un homme de métier même très peut expérimenté. Il n'est pas du tout indispensable /obligatoire de travailler avec des liants pour réfractaires ou/et du type fondu. Diverses utilisations ont été propose pour le recyclage de ces boues 30 résiduelles: Ainsi, la demande de brevet français 2 635 772 décrit des procèdes pour transformer les boues en matériaux a structure cellulaire en les mélangeant avec divers additifs et en les façonnant sous forme de blocs qui sont ensuite soumis, soit a un procédé de carbonatation par injection de CO2 Sous pression dans une chambre hermétique ou sont stockes les blocs préchauffes. Soit a un procédé d'hydratation en autoclave sous l'effet de vapeur d'eau sous pression. La demande de brevet européen 0 451 815 décrit la transformation des boues de granit en granules de 0.1 a 20 mm de diamètre pouvant être utilisées comme matière inerte dans les bétons et mortiers. Ces granules sont obtenus par séchage des boues sous forme de petites sphères et par cuisson de ces sphères dans un four rotatif. L'objet de la présente invention est de fournir un procédé a la fois très simple a produire et a mettre en oeuvre et d'un très grand intérêt sur le plan commercial. Suivant les dosages on obtient:Un accroissement de la résistance du béton en 15 augmentant la densité par l'adjonction de boues de granit criblées ou non. Un aspect esthétique du mortier ou béton de très lisse a poli. Un ciment liant, béton ou mortier réfractaire de très haute qualité. Il est toutefois recommander de cribler les boues de granit pour éviter que des éléments tel que des bouts ou éclats de granit, des écrous, boulons... ou des grumeaux viennent éventuellement fragiliser l'ouvrage ou les pièces coulées et obtenir un matériaux répondant aux normes des mortier et bétons. Toutes les boues résiduelles de l'industrie et de la transformation du granit conviennent pour l'élaboration de l'invention et on sensiblement la même composition. La composition sur matière sèche pour les boues du MASSIF DU SIDOBRE département du TARN est d'approximativement de: + /- 15% Silice totale SiO2 73,22 % Oxyde d'aluminium AI203 13,25 0/0 Oxyde de fer Fe 2, 17 % Oxyde de calcium CaO 1,70 % Oxyde de magnésium MgO 2,12 0/0 Anhydride sulfurique S03 0,06 % Oxyde de potassium K20 1,95 % Oxyde de sodium Na2O 2,57 % Oxyde de strotium SrO 0,07 % Oxyde de titane TiO2 0,38 % Oxyde de phosphore P205 0,04 % Oxyde de manganèse Mn203 0,08 % Teneur en soufre total suivant la norme P 18-582 exprimée en S % S = 0,025 % La teneur en soufre total est de 0,062 % Cette teneur est inférieure a la teneur maximale exigée par la norme NF P 18-501 soit 1 % Teneur en Chlorure, suivant la norme p 18-583 0,005 La teneur en ions de chlorure (NF EN 196-21) est de 0,005 %. Cette teneur est inférieure a la teneur maximale exigée par la norme NF P 18-501 soit 15 0,1% En effet, d'après la norme les fillers peuvent contenir de faibles quantités de sulfure, sous réserve que la teneur en soufre total ne dépasse pas 1 % Indice d'activité du tiller: L'exigence requise pour l'indice d'activité a 28 jours est dans le cadre d'un fluer siliceux, inférieure a la valeur spécifiée fixée a 0,70 (NF P 18-509). Suivant la norme NF P 18-501 de Mars 1992 sur les additions pour béton hydraulique, traitant des fillers et la norme NF P 18-509 sur les additions siliceuses les boues de granit analysées ci dessus sont adaptées a une utilisation en tant que fillers a condition quelles répondent aux normes de granulométrie en vigueur. Procédé de fabrication: Les boues séchés sont utilisées telles quelles ou criblées /tamisées pour obtenir un produit répondant ou non aux normes en vigueur et pouvant servir d'adjuvant a un ou plusieurs de ces ingrédients utiliser seul ou mélanges entre eux: Des ciments, chaux, mortiers, bétons ou argile. Selon une caractéristique l'invention fournit un procédé de fabrication pour l'obtention d'un mortier / béton de densité supérieure a la densité d'un béton donné et en accroître ainsi la résistance et l' étanchéité . les rapports d'adjonction de boues de granit sont d'environ de 5%a200% du volume.il est tout a fais possible d'aller au-delà de ces données il faut cependant se préoccuper de la composition et des résistances et/ou contraintes a l'écrasement /étirement du matériaux souhaité et /ou ainsi obtenu. Exemple: béton dose a 300 kg /m3 de granulat 1/ 3 sable quartzeux ou siliceux de granulométrie: 0/2mm 2/3 gravier quartzeux ou siliceux de granulométrie: 5/15 mm 300 kg de liant hydraulique: ciment gris cpj 32.5 10% du volume granulat en boues de granit sèches soit environ 100litres 190 litres d eau environ eau nécessaire a la mise en oeuvre Le béton ainsi obtenu n'a pas un volume supérieur mais une densité 15 supérieure d'environ 120 kg/m3. Selon une autre caractéristique préférée de l'invention pour la fabrication de matériaux réfractaires et matériaux ainsi obtenus: Mortiers, bétons, ciments ou chaux sont additionnes /amalgamés aux boues de granit dans des proportions allant d'environ: 5% en boues de granit jusqu'à 200% du volume, 1 volume de boues de granit +lvolume de ciment gris,fondu ou réfractaire donne un liant réfractaire de très bonne qualité et pouvant avec +/- 20% d'eau être mis en oeuvre sans adjonction de granulat ou d'additif. 2 volumes de sable +2 volumes de boues de granit+1 volume de ciment +/20% d'eau donnent 2.5 volumes de mortier réfractaire de très haute qualité. Un volume de sable siliceux +un volume de boues de granit +1 volume de ciment gris +/-20% d'eau environ donne un mortier réfractaire qui après séchage et durcissement résiste a une flamme vive de lampe a souder. La teneur en eau totale du mélange n'est pas critique et est principalement dictée par la consistance que l'on veut donner au mélange avant la mise en forme. Toutefois les mélanges dit a la boule ne sont pas conseiller mais restent toutes fois possibles. La quantité d'eau ajoutée au mélange dépendra de la teneur en eau des boues et des granulats. Les proportions en eau totale seront aisément déterminées par les gens de métier dans le domaine des mortiers, bétons et maçonnerie. Avec des boue de granit sèches l'eau de mouillage et de mise en oeuvre est d'environ +/- 20%. Selon une caractéristique préférée de l'invention le mélange de boues de granit, de liant, avec ou sans granulat peut être utilise sous forme de chape, d'enduit ou façonné sous forme de pièces coulées,préfabriquées, ou moulées. Pour la fabrication du matériau réfractaire il n'est pas nécessaire de chauffer le mélange ou les ingrédients. La chaleur dégagée par la réaction des ingrédients suffit, en particulier avec un ciment de type fondu. On peut donc travailler a chaleur ambiante; Rien ne s'oppose toutefois, a ce que l'on chauffe a l'air ou /et étuve le produit, jusqu'a environ 450 . Selon une caractéristique de l'invention un mélange de boues de granit et d'argile dans des proportions allant d'environ de 5% a70% du volume en boues de granit permet de faire baisser la température de cuisson du matériaux ainsi obtenu par rapport a l'argile seule d'environ 15% . Selon une caractéristique complémentaire de l'invention il est tout a fait possible de remplacer les granulats par: - Après concassage par des meules abrasives reliquat de l'industrie et de la transformation du granit ce qui augmente la chaîne du recyclage. - l'un ou mélanges entre eux les additif suivants: La chamotte, tuiles ou/et briques concassées, des fibres organiques ou /et synthétiques, , le carbure de silicium. 6 Revendications 1. Procédé de fabrication de mortier sec,de mortier, de béton ou de matériau réfractaire caractérisé a ce que l'on ajoute au mortier sec, mortier, béton,argile: des boues de granit sèches ou humides dans des proportions allant de 5% a 200% du volume. 2. Procédé de fabrication de matériaux réfractaires a base de boues de granit selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on ajoute +/-20% d'eau si l'on veut que le mélange ainsi obtenu soit façonné sous forme de chape, d'enduit, mortier, béton, de pièces coulées ou /et préfabriquées et/ou moulées. 3.Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2 d'un mélange de boue de granit et d'argile dans des proportions de préférence allant d'environ de 5% a 70% du volume en vue de baisser la température de cuisson par rapport a l'argile seule d'environ + /-15% et/ou en augmenter les propriétés réfractaires. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le 15 mélange de boues de granit et de liant et/ou d'argile soit additionner d'au moins un additif choisi parmi: Des meules abrasives concassées déchet reliquat de l'industrie et la transformation du granit, la chamotte, tuiles ou/et briques pilées ou concassées, des fibres organiques et /ou synthétiques, carbure de silicium. 5. Matériaux a basse de boues de granit caractérisé par le fait qu'il est obtenu par un procédé selon une ou l'autre des revendications précédentes.