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"CIMENT HYDRAULIQUE ET SON PROCEDE DE. FABRICATION"
L'objet de cette invention est de réaliser un ciment hydraulique ayant approximativement le même: temps. de prise que le ciment. portland normal mais qui durcisse plus rapidement une fois que le durcissement a commencé Des efforts longs et confinas, de la. part du demandeur.
pour arriérer à ce résultat$, en évitant des défectuosités dans le ciment.), qui sont dues à la présence de quelque élément, en particulier de l'oxyde de calcium à l'état libre ou imparfaitement combinée ont montré que le ré- sultat peut être obtenu comme on va. l'expliquer ci-après en détail par une détermination soigneuse du module hy-
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draulique, c'est-à-dire du rapport entre les corps basiques et les corps acides, du module de silice, c'est-à-dire du rapport de la silice à l'oxyde d'aluminium et à l'oxyde ferrique, et par une réduction de la matière à un degré de finesse, inaccoutumé dans le ciment portland normal,
et tel que l'on réalise une combinaison complète de tous les éléments. Il peut être nécessaire aussi de prendre en considération le rapport entre l'oxyde d'aluminium et l'oxyde ferrique.
Il n'est pas nécessaire de comparer le ciment selon l'invention avec le ciment romain et le ciment alumineux, car le ciment'selon l'invention, aussi bien que le ciment portland normal, est à haute teneur en oxyde de calcium, tandis que le ciment romain, et le ciment alumineux également, sont à faible teneur en oxyde de calcium. A cause, toutefois, de la plus grande res- semblance entre le ciment selon l'invention et le ciment portland normal au point de vue de la teneur en oxyde de calcium, il est bon de faire une comparaison plus serrée entre le ciment selon 1'invention et le ciment portland normal.
Pour cette comparaison, il est nécessaire d'exa- miner brièvement quelques-unes des caractéristiques connues des ciments hydrauliques
On sait que l'élément basique principal dans ces ciments est 1oxyde de calcium et que les éléments acides principaux sont la silice et l'alumine, 11-oxyde de fer étant aussi compté généralement comme un élément acide.
L'élément basique se trouve en excès, de sorte que les ciments hydrauliques ont une réaction basique et peuvent être appelés des sels basiques. Quand les matières pre- mières du ciment sont cuites jusqu'à concrétion leur ap- titude à durcir ou leurs propriétés hydrauliques dépendent
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largement du degré d'excès de la base. Plus ily a de base (oxyde de calcium). plus vite ces matières réagissent avec
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l'eair et durcissent, à cause de la grande affinité de l'oxy- de. de calcium pour l"eau. D'un autre côté; plus il y aura drôlement acide plus la base sera.plus effectivement main- tenue en combinaison, et plus le ciment sera plus lentement. attaqué par l'eau et durcira plus lentement.
On comprend, pour cette raison que le rapport entre les éléments basiques et acides, appelé module hydraulique, est
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d "importance: capitale pour déterminer la rapidité de dur- cissement du ciment par 1"ea1% :. plue la: rapport est élevé plus le durcissement est rapide* Cependant,, le module- hydraulique seul n'est pas un indice suffisant de l'aptitude au durcissement du ciment.
Il est également nécessaire de prendre en con- sidération les relations, entre les éléments acides,
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tels que. le silicate l'alumine et l'oxyde ferrique car il y a. une différence considérable dans l'aptitude de ces
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éléments à fixer la. base (oxyde de calcium) eus a se combiner avec elle.. c *est¯-à-dire à effectuer la combinai- son complète avec la;; base,. sans qu'il reste aucun élément de libre. Un pourcentage -donné de silice peut se com-
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biner à plus d* oxyde de calcium ou-le fixer qu'un pour- centag,e égal d'oxyde d g3:uminlu.
Pour un total-fixe. de ces éléments acides, l'aptitude à fixer la. base, ou à se combiner avec elle., dépend en. conséquences de. la. pro-
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portion entre la silice et,l*alumine D*une,fa.con géné- rale 1*oxyde ferrique peut être regardé comme un équivalent, sous ce reporte d "un pourcentage analogue d'alamine. XI est donc habituel de considérer- le rapport. de la. silice à la somme de l'alumine, et de l'-o%;1de ferrique comme étant le module en silice ou rapport en silice. Plus ce module ou rapport est élevée plus la base es-t effectivement main..
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tenue en combinaison.
De deux cimenta ayant le même module hydraulique. celui qui a le module en silice le plus élevé sera le plus lent à durcir, toutes choses égales d'ailleurs. Le module hydraulique doit donc être considéré en même temps que le module en silice, un module en silice élevé, exigeant un module hydraulique élevé, afin que le ciment puisse avoir un degré normal de 'basicité.
Il est préférable de conserver le pourcentage d'oxyde ferrique plutôt bas, car son accroissement a ten- dance à retarder le durcissement, et également à retarder la prise. D'autre part les alcalis, ont tendance à accélérer la. prise du ciment et peuvent. être employés, si on le trouve dés irable.
On aait qu'il y a. des variations considérables. dans le module en silice de divers types de ciment portland, de même que dans le module hydraulique, le premier allant d'environ 1,50 à environ 4,50 et le deuxième d'environ 1,80 à environ- 2,25,le module hydraulique moyen étant bien inférieur à 2,15 avec un module en silice correspon- dant qui varie de 1,8 à 3,4. Pour autant qu'on le sache, il n'y a cependant paa de ciment qui ait un module hydrau- lique plus que 2,20 et en même temps un module en silice inférieur à 3,4.
Dans la mise en pratique de. la-présente invention on a trouvé qu'une caractéristique désirable idu ciment se- lon l'invention consiste en ce que le module hydraulique est d'environ 2,20 ou plus, tandis que le module en silice est inférieur à 3,4. Dans un exemple typique, le module hydraulique est 2,40 et le module en silice est 2,37. Un mo- dule hydraulique élevé associa à un module en silice normal donne au ciment un degré élevé de basicité et on fait en conséquence un ciment à durcissement très rapide.
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Si on le compare avec un ciment. portland normal, de module 2,0 environ, on voit qu'il y a. une différence très; considéra*- ble avec le ciment, selon l'invention, de module hydraulique 2,40. Il serait impossible de fabriquer un. ciment selon l'invention ayant cette caractéristique par le procédé habituel de fabrication, du ciment portland normal pour cette raison que. s'il était fabriqué ains.i., le ciment serait excessivement défectueux, car- la. combinaison complè- te de l'oxyde de calcium avec les éléments, acides ne serait pas effectuée; il en résulterait qu'une fraction de la chaux existerait à l'état doxyde de calcium, libre ,et qu'un bé- ton fait avec un tel ciment se dilaterait.et craquerait quand il serait soumise à Inaction, de l'eau.
Un ciment portland. doit être complètement sain pour répondre aux spé- cifications types, et en conséquence il ne peut contenir' au maximum qu'une fraction de 1 % d'oxyde de. calcium libre.
Donc, dans la fabrication de ciment portland normale le module hydraulique" doit être maintenu à 2,0 environ, tandis que dans le ciment selon l'invention. ,le. module hydraulique devrait dépasser 2,20.
Le problème consistant à augmenter le module. hydraulique- .sans amener de défectuosités dans. le ciment est résolu en augmentant la finesse de la matière. Dans la pratique- du ciment portland normal., ie mélange de. pierre a chaux et d'argile dana la proportion de un a. trois en- viron,,. est broyé à une finesse telle que de 80 à 90 % passe au tamis de 4900 mailles, au centimètre carré et il est alors cuit jusqu'à, concrétion. Le produit cuit à concrétion est alors broyé au même degré de finesse en- viron ,après addition d'une quantité suffisante de sulfate de calcium pour que 1 'anhydride sulfurique ne dépasse pas 3 % dans le ciment final..
Dans la fabrication du ciment conforme à l'invention. les. matières premières, soit séparément, soit
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mélangées, suivant que leur nature l'exige sont broyées à un degré de finesse tel que; pour un module hydraulique de 2,40, * de 98-99 % passeront à travers un tamis de 4900 mail- les au centimètre carré. Grâce à cette seconde caractéris- tique du ciment selon l'invention les particules de pier- re à chaux et d'argile sont amenées à un contact plus. in- time et la combinaison complète des deux éléments durant, la cuisson est rendue possible.
L'élévation de la finesse de 80-90 %, employée communément pour le ciment portland normal, à celle de 98-99 % pour le ciment selon l'inven- tion, exige une augmentation de 60 à 85 % dans la puissance nécessaire au broyage. Le broyage d'une substance équivaut. à augmenter la surface totale de ses particules, et la grande augmentation de la puissance nécessaire au broyage exigée pour la fabrication du ciment conforme à l'invention est un indice assez exact de l'augmentation de la surface de contact des particules, nécessaire dans la fabrication d'un ciment sain avec un module hydraulique de 2,40.
On peut noter qu'un ciment d*un module hydraulique de 2,40 environ par exemple,. exige une température de: cuisson plus élevée que celle employée dans..la fabrication d'un ciment portland ordinaire, dépassant le maximum de.
1500 centigrade, communément employé dans la fabrication du ciment portland normal.
Le broyage des matièrea premières du ciment à une finesse telle que 98-99 % passe au tamis de 4900 mailles au centimètre carré, comme il a été indiqué plus haut , avant la cuisson,. est essentiel pour la fabrication du ciment en question. Le clinker résultant peut être broyé à n'importe quelle finesse voulue mais il est bon de broyer le clinker à un degré de finesse .élevé afin de produire un ciment a durcissement rapide. Il est possible de la broyer- à une finesse de: 99 % ou davantage sans avoir
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