Brevet FR3130268A1 — publié le 20230616

La présente invention concerne un le procédé de fabrication d’un mortier, le procédé comprenant les étapes de transport de granulats de béton dans une cavité micro-ondes et émission de micro-ondes dans la cavité, broyage des granulats suite à l’étape de transport, de formation d’un ensemble de particules à partir de particules obtenues par le broyage de l’étape de broyage, une majorité des particules de l’ensemble présentant un diamètre strictement inférieur à 2 mm, et de mélange d’au moins une partie de l’ensemble de particules et d’un ciment de sorte à former un mortier. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 PROCEDE DE FABRICATION D’UN MORTIER DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne les matériaux de construction et en particulier la fabrication des mortiers. ETAT DE LA TECHNIQUE Il est connu de fabriquer un mortier en mélangeant un ciment, un sable naturel, des fines (également connues sous le terme « filler » en anglais, qui permettent d’ajuster la granulométrie du mortier) et des additifs (tels que des accélérateurs de prise, des retardateurs de prise, des entraîneurs d’air, des plastifiants, des pigments et/ou des agents de mouture). L’utilisation de sable naturel nécessite de transporter le sable depuis un site de production du sable jusqu’à un site de production du mortier. Toutefois, le transport du sable est polluant et présente une complexité technique et logistique. De plus, les ressources en sable naturel sont limitées. A cet effet, le document Dapena, E. et al. (Dapena, E., Alaejos, P., Lobet, A., & Pérez, D., 2011, Effect of recycled sand content on characteristics of mortars and concretes , Journal of Materials in Civil Engineering, 23(4), 414-422.) décrit un sable recyclé à partir d’agrégats de béton, et un mortier fabriqué à partir du sable recyclé. Toutefois, le mortier fabriqué à partir de sable recyclé, décrit dans ce document, présente une résistance à la compression inférieure à la résistance à la compression d’un mortier fabriqué à partir de sable naturel. Un but de l’invention est de proposer un procédé de fabrication d’un mortier à partir d’un sable recyclé, permettant d’augmenter les propriétés mécaniques du mortier au regard des mortiers fabriqués à partir de sable recyclé existants. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de fabrication d’un mortier, le procédé comprenant les étapes de : a) transport de granulats de béton dans une cavité micro-ondes et émission de micro-ondes dans la cavité, b) broyage des granulats suite à l’étape a), c) formation d’un ensemble de particules à partir de particules obtenues par le broyage de l’étape b), une majorité des particules de l’ensemble présentant un diamètre strictement inférieur à 2 mm, d) mélange d’au moins une partie de l’ensemble de particules et d’un ciment de sorte à former un mortier. La présente invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles : - lors de l’étape c), on sélectionne l’ensemble de particules parmi des particules obtenues lors du broyage de l’étape b), - lors de l’étape a), les granulats de béton présentent un diamètre supérieur à 4 mm, et préférentiellement un diamètre supérieur à 10 mm et inférieur à 40 mm, - le procédé comprend une étape e), préférentiellement ultérieure à l’étape b) et antérieure à l’étape d), dans laquelle on retire un ciment de l’ensemble de particules, préférentiellement par attrition, - lors de l’étape b), la majorité, notamment au moins 90 %, et préférentiellement la totalité des particules de l’ensemble présentent un diamètre strictement supérieur à 90 µm et strictement inférieur à 2 mm, notamment strictement supérieur à 100 µm et strictement inférieur à 2 mm et préférentiellement strictement supérieur à 125 µm et strictement inférieur à 2 mm, - le broyage de l’étape b) est un broyage mécanique, le broyage mécanique étant préférentiellement mis en œuvre par un broyeur à mâchoires, - lors de l’étape a), une densité massique d’énergie est transmise par les micro-ondes aux granulats, une densité massique d’énergie est transmise par les micro-ondes aux granulats, la densité massique d’énergie étant comprise entre 100 J/g et 500 J/g et préférentiellement comprise entre 200 J/g et 300 J/g, - lors de l'étape a), l’émission de micro-ondes est contrôlée de sorte qu’une température maximale des granulats de béton est comprise entre 100°C et 200°C, et préférentiellement comprise entre 110°C et 150°C, - lors de l'étape a), l'émission des micro-ondes est mise en œuvre pendant une durée comprise entre 2 minutes et 20 minutes, et préférentiellement comprise entre 5 minutes et 15 minutes, - le procédé comprend une étape a’) de traitement thermique des granulats de béton par convection gazeuse, l’étape a’) étant antérieure à l’étape b) et préférentiellement ultérieure à l’étape a), - le procédé comprend une étape de démétallisation des granulats de béton antérieure à l’étape a), - lors de l’étape a), les micro-ondes présentent une longueur comprise entre 800 MHz et 1GHz, notamment entre 900 MHz et 930 MHz, et préférentiellement égale à 915 MHz. Un autre aspect de l’invention est un sable obtenu par un procédé comprenant les étapes de : a) transport de granulats de béton dans une cavité micro-ondes et émission de micro-ondes dans la cavité, b) broyage des granulats suite à l’étape a), c) formation d’un ensemble de particules à partir de particules obtenues par le broyage de l’étape b), une majorité des particules de l’ensemble présentant un diamètre strictement inférieur à 2 mm, le sable présentant un taux d’absorption d’eau inférieur à 15 % et préférentiellement inférieur à 13 %. Un autre aspect de l’invention est un mortier obtenu par un mélange d’un sable selon un mode de réalisation de l’invention et d’un ciment. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la illustre schématiquement un procédé selon un mode de réalisation de l’invention, - la illustre un taux d’absorption d’eau de différents sables, parmi lesquels des sables selon des modes de réalisation de l’invention, - la illustre une perte de masse de granulats de béton lors de l'émission de micro-ondes selon un mode de réalisation de l'invention, - la illustre une perte de masse de granulats de béton lors de l'émission de micro-ondes selon un mode de réalisation de l'invention, - la illustre le débit de broyage de granulats de béton et l’énergie massique des micro-ondes transmises à des granulats de béton selon des modes de réalisation de l’invention, - la illustre un taux de broyage de granulats de béton pour différentes températures d’un prétraitement thermique subi par les granulats de béton. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DEFINITION On entend par « taux d’absorption d’eau W ab » le rapport entre une masse d'eau absorbée par des grains de sable, et entre la masse des grains de sable secs, dénués d’eau. Le taux d’absorption d’eau peut être calculé par la formule suivante : (1) où m h est la masse de sable comprenant de l’eau, et m s est la masse de sable sec, dénué d’eau. On entend par « mortier » une composition comprenant du sable et au moins un liant choisi parmi du ciment, de la chaux, du plâtre ou de la terre crue. On entend par « sable » un ensemble de particules minérales dans lequel la majorité des particules de l’ensemble présente un diamètre strictement inférieur à 2 mm, de préférence dans lequel une majorité des particules de l’ensemble présente un diamètre strictement supérieur à 90 µm et strictement inférieur à 2 mm, notamment strictement supérieur à 100 µm et strictement inférieur à 2 mm et préférentiellement strictement supérieur à 125 µm et strictement inférieur à 2 mm. De préférence, au moins 90 % des particules de l’ensemble présentent un diamètre strictement inférieur à 2 mm. Notamment, au moins 90 % des particules de l’ensemble présentent un diamètre strictement supérieur à 90 µm et strictement inférieur à 2 mm, notamment strictement supérieur à 100 µm et strictement inférieur à 2 mm et préférentiellement strictement supérieur à 125 µm et strictement inférieur à 2 mm. Préférentiellement, la totalité des particules de l’ensemble présente un diamètre strictement inférieur à 2 mm. Préférentiellement, la totalité des particules de l’ensemble présente un diamètre strictement supérieur à 90 µm et strictement inférieur à 2 mm, notamment strictement supérieur à 100 µm et strictement inférieur à 2 mm et préférentiellement strictement supérieur à 125 µm et strictement inférieur à 2 mm. On entend par « ciment » un ciment choisi parmi un ciment Portland, un ciment Portland de mélange, un ciment alumineux, un ciment sulfo-alumineux, un ciment bélitique, un ciments prompt naturel, un ciment magnésien, une pouzzolane, ou une composition comprenant au moins deux des ciments décrits précédemment. Un ciment peut notamment être défini par la norme NF EN 197-1, par la norme EN 14216 (ciments spéciaux à très faible chaleur d’hydratation), par la norme EN 15743 (ciments sursulfatés), par la norme EN 14647 (ciments d’aluminates) ou par la norme EN 413-1 (ciments à maçonner). Le ciment peut être un ciment composé. On entend par « ciment composé » un ciment comprenant des fines (ou « filler »). Les fines peuvent être choisies parmi des cendres, par exemple des cendres volantes siliceuses et/ou calciques, un laitier, par exemple un laitier de haut-fourneau, une pouzzolane naturelle, une pouzzolane synthétique calcinée, une fumée de silice, un filler calcaire, un schiste calciné, des kaolins, des métakaolins, des cendres volcaniques naturelles ou calcinées, des cendres volantes de centrales thermiques, des cendres volantes de biomasse, des fumées de silice, des farines de quartz, des cendres de cosse de riz, des composés totalement amorphes comme des verres sodo-calciques broyés à haute teneur en silice et des poudres de verre. La norme NF EN 197-1 définit des ciments composés. La composition du mortier peut également comprendre un ou plusieurs additifs. Les additifs peuvent être choisis parmi un agent rhéologique, un rétenteur d'eau, un entraîneur d'air, un épaississant, un dispersant, un pigment, un accélérateur et/ou retardateur, un polymère/résine polymère, un hydrofuge, un floculant, du latex, un liant et un agent tensioactif cationique, ces différents additifs permettant notamment d'adapter le cas échéant le temps de prise ou la rhéologie de la composition de mortier humide, c'est-à-dire après mélange avec de l'eau, afin de répondre aux attentes de l'utilisation prévue et du produit réalisé. La teneur totale en additifs varie généralement de 0% (ou lorsqu'ils sont présents au moins 0,001%) à 10% en poids par rapport au poids total de la composition de mortier sec. Le mortier peut être un mortier technique ou un produit (ou matériau) de construction, tels qu’un mortier adhésif, un mortier ou coulis de jointoiement, une chape, un revêtement de sol, un mortier de façade, un revêtement mural intérieur ou extérieur, un mortier de lissage, une sous-couche, un enduit monocouche, un mortier d'étanchéité, un mortier de maçonnerie, un mortier de resurfaçage. Le mortier peut être obtenu après hydratation et durcissement de la composition de mortier sec précédemment mentionnée. Procédé de fabrication d’un mortier, le procédé comprenant les étapes de : a) transport de granulats de béton dans une cavité micro-ondes et émission de micro-ondes dans la cavité, b) broyage des granulats suite à l’étape a), c) formation d’un ensemble de particules à partir de particules obtenues par le broyage de l’étape b), une majorité des particules de l’ensemble présentant un diamètre strictement inférieur à 2 mm, d) mélange d’au moins une partie de l’ensemble de particules et d’un ciment de sorte à former un mortier. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors de l’étape c), on sélectionne l’ensemble de particules parmi des particules obtenues lors du broyage de l’étape b). Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, lors de l’étape a), les granulats de béton présentent un diamètre supérieur à 4 mm, et préférentiellement un diamètre supérieur à 10 mm et inférieur à 40 mm. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant une étape e), préférentiellement ultérieure à l’étape b) et antérieure à l’étape d), dans laquelle on retire un ciment de l’ensemble de particules, préférentiellement par attrition. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel, lors de l’étape b), la majorité des particules de l’ensemble présente un diamètre strictement supérieur à 90 µm et strictement inférieur à 2 mm. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le broyage de l’étape b) est un broyage mécanique, le broyage mécanique étant préférentiellement mis en œuvre par un broyeur à mâchoires. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel, lors de l’étape a), une densité massique d’énergie est transmise par les micro-ondes aux granulats, la densité massique d’énergie étant comprise entre 100 J/g et 500 J/g et préférentiellement comprise entre 200 J/g et 300 J/g. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel, lors de l'étape a), l’émission de micro-ondes est contrôlée de sorte qu’une température maximale des granulats de béton est comprise entre 100°C et 200°C, et préférentiellement comprise entre 110°C et 150°C. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel lors de l'étape a), l'émission des micro-ondes est mise en œuvre pendant une durée comprise entre 2 minutes et 20 minutes, et préférentiellement comprise entre 5 minutes et 15 minutes. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant une étape a’) de traitement thermique des granulats de béton par convection gazeuse, l’étape a’) étant antérieure à l’étape b) et préférentiellement ultérieure à l’étape a). Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant une étape de démétallisation des granulats de béton antérieure à l’étape a). Procédé selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel, lors de l’étape a), les micro-ondes présentent une longueur d’onde comprise entre 800 MHz et 1GHz, notamment entre 900 MHz et 930 MHz, et préférentiellement égale à 915 MHz. Sable obtenu par un procédé comprenant les étapes de : a) transport de granulats de béton dans une cavité micro-ondes et émission de micro-ondes dans la cavité, b) broyage des granulats suite à l’étape a), c) formation d’un ensemble de particules à partir de particules obtenues par le broyage de l’étape b), une majorité des particules de l’ensemble présentant un diamètre strictement inférieur à 2 mm, le sable présentant un taux d’absorption d’eau inférieur à 15 % et préférentiellement inférieur à 13 %. Mortier obtenu par un mélange d’un sable selon la revendication 13 et d’un ciment.