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"Ciment et béton et leur procédé de préparation"
Il est connu, d'utiliser le laitier de haut-fourneau, géné- ralement à l'état granulé, pour la préparation de certains ciments. gaché avec de l'eau
Le laitier seul, sans addition, reste inerte et ne fait pas prise. Il est nécessaire de le mettre en présence de corps appropriés et, suivant la nature de ceux-ci, les ciments actuels à base de laitier se classent en deux catégories : les ciments de laitier proprement dits, et les ciments métallurgiques.
Les premiers s'obtiennent par lélange de laitier pulvé- risé et de chaux éteinte. Leur durcissement est très lent, c'est-à-dire que leur résistance mécanique initiale est très faible.
Les ciments métallurgiques s'obtiennent par le broyage si- multané de laitier et de clinkerde ciment Portland artificiel, avec une petite quantité (2 à 3 %) de gype. L'addition de gypse
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a pour but de régulariser la prise du ciment en empêchant une prise instantanée.
La préparation de cette catégorie de ciments exige les installations complexes nécessaires pour la fabrication du clinker qui entre dans leur composition, et leur durcissement est sensiblement plus lent que celui du ciment portland artificiel pur.
Ces différents inconvénients ont fortement limité les applications du laitier de haut-fourneau comme constituant du ciment.
La présente invention a pour objet un procédé destiné à éliminer les difficultés qui viennent d'être rappelées.
L'inventeur a, en effet, trouvé que la xxxxx soude ou la potasse caustique ajoutée au laitier de haut-fourneau l'active d'une façon beaucoup plus énergique que la chaux ou le clinker de Portland et lui confère les propriétés d'un ciment à durcissement rapide (haute résistance initiale) possédant toutes les qualités des super-ciments.
Normalement, l'on utilisera le laitier à l'état granulé comme pour les ciments actuels.
En pratique également, l'on fera usage de la soude caustique plut8t que de la potasse caustique, en raison du moindre prix de ce produit et des moindres quantités nécessaires pour un même poids de laitier.
Conformément à l'invention, le produit ,dont l'addition est essentielle pour la préparation d'un ciment à haute résistance initiale, à base de laitier de haut-fourneau, est la soude ou la potasse caustique. Il a toutefois été constaté que l'incorporation simultanée de silicate de soude et de fluorure de calcium améliore encore les propriétés du ciment obtenu, mais l'addition de ces corps n'est pas indispensable.
Enfin, le ciment en question se prête comme les ciments courants à l'addition de gypse, en vue de régulariser la prise.
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Il importe d'éviter'la carbonatation de la soude ou de la potasse employée etil est , par conséquent, nécessaire de prendre les précautions voulues dans ce but. L'addition de ces corps au laitier peut se faire de n'importe quelle façon appropriée au moment de la préparation du ciment; cependant, l'inventeur a trouvé que la façon la plus normale et la plus commode de procéder consiste à introduire au préalable les produits d'addition à l'eau de gâchage et à mélanger celle-ci au laitier broyé au moment de la mise en oeuvre du ciment.
Le laitier étant généralement facile à broyer, le procédé, objet de l'invention, présente l'avantage qu'il peut être transporté tel quel, en vrac, pour être pulvérisé ensuite sur place, au fur et à mesure des besoins. On peut ainsi éviter un emballage coûteux.
Cette façon de procéder trouvera particulièrement son application dans la nouvelle industrie du béton préparé d'avan- ce et chaque fois que l'entreprise aura une importance suffisante pour justifier l'installation d'un broyeur sur le chantier.
Comme il a été dit plus haut, le laitier utilisé sera normalement le laitier granulé, la granulation ainsi qu'un certain état physique étant produits par le versement du laitier encore liquide dans l'eau. Le laitier brut, non granulé, c'est-à-dire qui a refroidi naturellement au contact de l'air, reste pratiquement inerte vis-à-vis de la chaux ou du clinker de Portland et ne s'emploie pas dans l'industrie pour la préparation des ciments. On l'utilise néanmoins à l'état concassé (pierrailles et poussier), comme squelette pour béton.
Or, l'inventeur a constaté que, dans cet état, il est loin d'être inerte vis-à-vis des produits d'addition du présent procédé. La réaction est moins intense qu'avec le laitier granulé, mais bien nette.
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Il en résulte que dans un béton, dont le squelette est constitué par du laitier brut concassé, et dont le liant est un ciment préparé, conformément à l'invention, les produits d'addition réagissent, non seulement sur le laitier granulé qui constitue le liant, mais également sur la surface des éléments du squelette, ce qui a pour effet de former un ensemble extraordinairement cohérent et, par conséquent, à résistance mécanique très élevée.
A titre d'exemple, un béton de ce genre, constitué par 1200 litres de laitier brut concassé (850 litres de plaquettes 5/15 mm., 350 litres de poussier 0/2 mm.) pour 400 kg de laitier granulé pulvérisé, soumis à l'essai de compression 24 heures après confection , a résisté jusqu'à une charge de 405 kg par cm2. Un béton témoin, identique au premier, sauf que le liant était un ciment Portland à durcissement rapide de première qualité, confectionné et essayé dans les mêmes conditions, a cédé aux taux de 230 kg par cm2.
Enfin, les mêmes produits d'addition peuvent être employés pour augmenter la résistance initiale et pour améliorer tous les ciments courants à base de laitier. Il suffit de les ajouter à ceux-ci en faible quantité, par l'intermédiaire de l'eau de gâchage,
Les ciments à. base de laitier, préparés conformément à l'invention, se caractérisent par un durcissement rapide et une parfaite stabilité. Des essais poursuivis sur plus d'une année mettent en évidence leur haute résistance mécanique initiale, ainsi que 1'accroissement régulier de leur dureté avec le temps, Ils se caractérisent également par leur susceptibilité de former des bétons d'une très grande imperméabilité et d'une résistance particulière à l'eau, même très pure ou gressive vis-à-vis des bétons courants.
Cette dernière propriété résulte du fait que la quantité de chaux mise en liberté
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au contact de l'eau est très réduite par rapport aux ciments courants. Finalement, ces , ciments étant sans action sur le fer, se prêtent tout aussi bien que les autres à la fabrication du béton armé.
Afin de mieux fixer les idées et de mettre en évidence les traits caractéristiques de l'invention, celle-ci sera décrite plus en détail dans l'exemple ci-après donné, à titre purement illustratif et non limitatif.
Suivant cet exemple, un béton à base de ciment de laitier, conforme à l'invention, sera préparé comme suit .
Du laitier granulé, pulvérisé à. un degré de finesse du même ordre que pour les ciments courants, et additionné au besoin de 2 à 3% de gypse, est introduit dans la bétonnière avec les quantités voulues de pierrailles et de sable. Le mélange est ensuite malaxé avec une eau de gâchage contenant les produits d'addition, nécessaires pour conférer au laitier les propriétés indiquées ci-dessus. Par exemple, l'eau de gâchage contiendra environ : a) 5 à 8% de son poids de soude caustique, ou bien
7 à 11% de son poids de potasse caustique. b) 0,5 à 0,8% de son poids de silicate de soude. c) 0,1% de son poids de fluorure de calcium.
Comme il a été dit, seul le premier de ces produits est indispensable, les autres n'ayant pour objet que d'améliorer les qualités du ciment obtenu.
Ces produits d'addition peuvent être ajoutés à l'eau de gâchage à l'état on ils se trouvent dans le commerce, ou bien ils peuvent être mis, au préalable, sous la forme d'un produit d'addition liquide, mélangé dans les proportions voulues à l'ea de gâchage au moment de son emploi.
Cette dernière modalité constitue un moyen commode de mettre la soude
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ou la potasse caustique à l'abri de l'air jusqu'au moment de son utilisation et d'en prévenir ainsi la carbonatation, car la solution concentrée prote pourra être conservée en récipients hermétiques jusqu'au moment de la préparation du ciment. les diagrammes annexés représentent également, à titre d'exemple, les résultats d'essais systématiques effectués sur des ciments préparés conformément à l'invention.
Ils montrent, par la mesure de la résistance à la traction,(fig.l,) et à la compression, (fig.2 )la marche de durcissement avec le temps, comparativement au durcissement des ciments Portland usuels. les désignations laitier A et laitier B des graphiques se rapportent à des laitiers ayant respectivement les compositions centésimales suivantes, auxquelles les produits d'addi- tion ont été ajoutés, conformément aux indications données ci-dessus :
EMI6.1
<tb>
<tb> A <SEP> : <SEP> B
<tb> Silice......................,........:28,8 <SEP> : <SEP> Si,7
<tb>
EMI6.2
Alumine.............................. lé,9 11 ,Z :
EMI6.3
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> fer <SEP> 2,8 <SEP> : <SEP> 3,3;
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> manganèse...................:
<SEP> 1,0 <SEP> 1,4:
<tb> Chaux................................ <SEP> 4:6,3 <SEP> 48,1
<tb> Magnésie............................. <SEP> 4,5 <SEP> 1,1:
<tb> Anhydride <SEP> sulfurique.................: <SEP> 0,2 <SEP> 1,2
<tb> Soufre <SEP> des <SEP> sulfures........,.........: <SEP> 1,2 <SEP> : <SEP> 1,7:
<tb>
Il estbien entendu que les proportions indiquées en exemple ci-dessus ne sont pas exclusives et qu'elles pourront varier suivant les cas d'application et les propriétés à donner aux ciments obtenus.