BE401106A - - Google Patents

Description

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  Liant hydraulique. 



   La présente invention a pour objet un liant hydrau- lique qui se prépare en mélangeant ses constituants à froid,   c'est-à-dire   sans procéder à une calcination, et qui est, par ses qualités, sensiblement supérieur aux liants connus de ce genre. Ainsi, la résistance à la traction et à la compression, ainsi que l'adhérence du nouveau liant sont beaucoup plus élevées. En outre, les corps faits de ce liant résistent tant aux acides qu'à d'autres substances corrosives, dans une mesu- re qui n'a pu être atteinte, avec les liants connus, sans em- ploi de substances protectrices spéciales.

   On sait, en effet, que le béton de ciment est fortement corrodé par des solu- 

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 tions d'acides ou de sels comme, par exemple, des liquides renfermant des sulfates ou de la magnésie, dont l'action prolongée peut complètement détruire   le béton.   



   Le liant bydraulique suivant l'invention se compose essentiellement de matières qui, au broyage, se divisent en plaquettes ou lamelles comme c'est le cas pour des roches ayant une structures analogue à celle des schistes. On peut utiliser de l'argile schisteuse ou du schiste argileux, des roches du groupe des argileux, des porphyroides, du schiste porphyrique et du porphyre veiné, du schiste cristallin, des roches gneissiques, du schiste micacé, du schiste talqueux, du schiste chlorité, du schiste   amphibolique,   du schiste serpentin, et d'autres matières analogues. Avec des silicates solubles dans l'eau, par exemple avec des silicates alcalins, notamment avec le verre soluble, ces matières forment un liant qui atteint rapidement une résistance notable et est insensi- ble à l'attaque d'acides ou de sels corrosifs.

   Ces hautes qualités du liant paraissent provenir surtout de l'état physique dans lequel la matière schisteuse se trouve après le broyage. A la mouture, la matière se divise en raison de sa structure, en très fines paillettes ou lamelles qui, en mélange avec le verre soluble et gâchées à l'eau, forment une masse absolument imperméable et cohérente. 



   On a déjà utilisé le verre soluble pour réunir les substances les plus diverses. On s'en est servi, notamment pour la préparation de masses coulées, pour l'imprégnation, et pour la production de pierres artificielles. Mais l'absence de la connaissance de la coopération des constituants d'un mélange fait, d'une part, des silicates solides, solubles à l'eau et, d'autre part, des substances additionnelles propo- sées conformément à l'invention,n'a pas encore permis d'obte- 

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 nir, à l'aide du verre soluble, un liant susceptible d'attein- dre un degré notable de résistance; il est en effet,   nécessai-   re que des facteurs très divers concourent pour former, avec . le verre soluble et d'autres matières un liant du genre re- vendiqué.

   De même, l'incorporation de matières rocheuses dans du verre soluble fondu ne donne pas un liant hydraulique mais une masse figée ne présentant plus après le durcissement la propriété de pouvoir servir de liant. 



   En pratique, on réalise généralement l'invention en favorisant la prise par l'action d'un acide, les substances additionnelles pouvant être incorporées dans la matière schis- teuse de toute façon voulue. 



   On obtient des résultats particulièrement avanta- geux, en broyant ensemble, dans un broyeur approprié, le schiste concassé et des morceaux de verre soluble. On se sert utilement d'un broyeur à tambour garni de corps broyeurs, dans lequel les constituants du mélange, constamment martelés par les corps broyeurs, se mélangent intimement. L'acide à ajouter peut également s'incorporer à la matière avant ou pendant le broyage. On utilise généralement un acide qui, à la tempéra- ture ordinaire se trouve à l'état solide. Il est particulière- ment avantageux d'utiliser de l'acide humique que l'on peut incorporer dans la matière par exemple à l'état de poussier de lignite, qu'il est désirable de broyer aussi finement que possible. D'autres acides comme par exemple l'acide phtalique donnent également de bons résultats.

   Le cas échéant, on peut aussi remplacer l'acide par son anhydride car, lorsque la masse est gâchée avec de l'eau, l'anhydride passe à l'état d'acide et participe ainsi à la prise. Le dosage de l'acide exige une certaine prudence car on a constaté qu'à partir      d'une certaine limite on.obtient un'résultat moins favorable. 

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  En général, une proportion de 1 % est sùffisante. 



   . 



   En dehors des substances mentionnées, on peut utilement ajouter encore jusque   envi;on ,10 %   d'un klinker riche en silice, par exemple du klinker de ciment de scories de haut fourneau ou de minerais de fer. 



   La proportion du verre soluble entrant dans le mélange peut varier dans certaines limites. On a constaté qu'une proportion de 20 % donne déjà de très bons résultats. 



   Les essais ont montré qu'un effet supérieur s'ob- tient par l'emploi de silicates alcalins dont la teneur en silice dépasse celle d'un verre soluble normal. On se propose par conséquent, d'employer un verre soluble sodique, dans lequel la proportion moléculaire du Na2 0 au SiO2 est de 1 à 4. Dans le verre soluble ordinaire la proportion de ces constituants est de 1 à 3,3. La même considération s'applique aux autres silicates alcalins utilisables. 



   L'effet supérieur du verre soluble riche en silice parait s'expliquer par le fait que la teneur réduite en constituants basiques retarde la formation de cristaux et empêche ainsi la dislocation de la structure qui détermine une plus grande porosité. En outre, abstraction faite de l'influence sur la structure physique du produit, les substan- ces basiques facilitent la corrosion par des acides et autres substances corrosives. En utilisant un silicate alcalin riche en silice on obtient donc un liant hydraulique dont non seule- ment les qualités de résistance sont particulièrement élevées, mais qui permet d'obtenir des produits dont l'imperméabilité et la résistance aux acides et à la chaleur sont de loin su- périeures à celles des liants actuellement connus. 

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   En effet, tandis qu'un schiste de la composition suivante: 
Silice 52,98 
Alumine   33,10   
Traces d'oxyde de fer; magnésie 0,55 
Alcalis   (NaO   et K2O) 1,69 
Perte par cuisson 12,08 donne un liant dont la solubilité dans l'acide est pratique- ment nulle, on obtient, avec un schiste composé comme suit: 
Perte par cuisson 8,3 
Silice 51,9 
Alumine 28,6 
Oxyde de fer 2,1 
Magnésie 0,85 
Chaux 4,8 
Alcalis 3,7 un produit qui, soumis à l'action très intense d'acide, pré- sente   1,7%   de constituants solubles dans l'acide. Dans cette partie soluble on trouve   9,1%   de chaux. 



   Une teneur en bitume améliore certaines qualités de la matière. 



   Le liant suivant l'invention est produit de la    façon suivante : substances énumérées sont broyées ensem-   ble, dans un broyeur, jusqu'à un degré de finesse tel que le refus au tamis de 4900 mailles soit de 5 %. Cependant, cette finesse de grain ne constitue pas une condition essen- tielle. On obtient encore de bons résultats sans atteindre ce degré de finesse, mais une finesse de mouture dépassant la limite indiquée améliore cependant les qualités du liant. 



   Il va de soi que les substances que l'on peut in-      corporer au liant-fini pour le   rendre plus   maigre, comme on 

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 le fait dans l'industrie du cimenta doivent toujours être choisies, en ce qui concerne leurs qualités, conformément à l'usage auquel on destine les corps faits du mélange. 



   Pour produire des matières absolument insensibles à l'action d'acides, il est donc indiqué d'utiliser des addi- tions exemptes ou ne contenant que peu de constituants basi- ques. Comme additions de ce genre on peut avantageusement uti- liser le quartz, et il importe que les matières additionnel- les aient une grosseur de grain appropriée pour permettre l'obtention d'un corps très compact. 



   De nombreux essais ont montré que des résultats particulièrement bons s'obtiennent si les matières d'addition se composent de la façon suivante, au point de vue granulo- métrique : 
55 parties d'une grosseur de grain de 5 à 7 mm. 



   12 " " " " 1 à 2 mm. 



   33   "   n " " 0,1 à   0,2   mm. 



   L'addition de silicate de plomb qui, le cas échéant peut remplacer l'acide donne également de bons résultats. 



   EXEMPLE D'EXECUTION ------------------- 
On broie, dans un broyeur à boulets, une matière première exempte de chaux ou pauvre en chaux, avec 15% de verre soluble sodique solide riche en silice, dans lequel le rapport moléculaire Na2O: SiO2 est de 1 à 4, et avec du li- gnite finement divisé, en quantité telle que le mélange con- tienne environ 1% d'acide humique; le broyage est poursuivi jusqu'à ce que le refus sur le tamis de 5000 mailles par cm2 soit de 5%. Le lignite est broyé, avant l'incorporation au mélange, au point de ne laisser, sur le tamis de 16000 mailles, qu'un refus de 1%. 

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   On mélange le liant hydraulique ainsi préparé, dans la proportion de 1 à 3, à une charge de quartz de la grosseur de grain indiquée ci-dessus; il accuse une résistance à la compression de 650 kg/Cm2, ainsi qu'une résistance à la trac-   tion   de 75 kg/cm2 déjà après dix jours de séjour à l'air. 



   Tandis que les meilleurs liants hydrauliques ne sont rendus absolument imperméables que par des enduits spéciaux ou par l'incorporation de substances imperméabilisantes, les corps fabriqués à l'aide du mélange revendiqué sont extraor- dinairement imperméables et résistants à l'action d'acides. 



   Grâce à ces qualités, cette matière se prête particulière- ment aux usages où l'emploi d'autres substances susceptibles de faire prise n'est pas possible. Ainsi, le liant décrit peut servir à la fabrication d'ardoises artificielles pour toitures, dont la qualité est notablement supérieure à celle des ardoises en chaux et asbeste (éternit) et qui présente,, en outre, l'avantage de résister aux acides. En même temps, le nouveau liant ne change pas de volume. 



   Il est encore à remarquer que, contrairement à la plupart des liants de bonne qualité, la nouvelle matière ré- siste à l'action des eaux sulfatées. On n'a pas à craindre non plus la corrosion par des sels à teneur de magnésie qui attaquent d'autres liants, car la matière ne contient prati- quement pas de chaux qui pourrait entrer en réaction pour se substituer au magnésium. 



   La matière est également particulièrement incombusti- ble. En outre, il est possible de l'utiliser en des endroits où la température est plus élevée, car celle-ci ne provoque pas une prise trop rapide comme celà arrive avec d'autres liants. 



   Enfin, on a constate que le processus de la prise est influencé par.l'acide carbonique du liant car, sous l'ac- 

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 tion de l'acide incorporé,sur la matiére à teneur en acide carbonique celui-ci est libéré et exerce à l'état gazeux, au sein même de la masse une action très .uniforme sur la matière riche en silice et favorise ainsi la prise. Or, les diffé- rentes matières premières ont des teneurs différentes en aci- de carbonique. Lorsque cette teneur est faible, il peut donc être utile d'ajouter au mélange des quantités appropriées de substances renfermant de l'acide carbonique et de les traiter, le cas échéant, dès le début, dans le broyeur, avec le mélange. 



   Lorsqu'on ajoute du carbonate de chaux, la résistance à l'ac- tion d'acides s'en trouve diminuée. Cependant, le produit est encore parfaitement utilisable dans les cas où la corrosion par des acides n'est pas à prévoir. 



   Le liant préparé conformément à l'invention est uti- lisable dans tous les cas où l'on emploie actuellement les liants hydrauliques connus. Tel quel, ou en mélange avec d'au- tres matières,il peut servir à la fabrication de blocs de construction les plus divers, ainsi qu'au revêtement de la surface de corps faits d'autres matières. Une couche de   0,5mm.   d'épaisseur peut déjà servir à revêtir la surface de fer, de bois et d'autres matières. Il peut également servir,seul ou en mélange avec des substances le rendant plus maigre, comme      matériau de construction avec armature en fer,cet usage étant particulièrement indiqué en raison de la bonne adhérence de ce liant. Le liant se laisse travailler de la façon usuelle. Il peut remplacer tout autre liant hydraulique, quelle que soit .- sa destination. 



   Enfin, on peut encore mentionner que le damage de la masse gâchée à l'eau, comme on le fait couramment dans la technique du ciment, accroît encore l'efficacité du tra- vail car, en raison de la structure de la matière première,   \ on   obtient une disposition favorable des particules ce qui 

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 donne à la masse une plus grande résistance. 



   REVENDICATIONS --------------------------- 
1) Liant hydraulique, fait d'un mélange de silicates solides solubles à l'eau, par exemple le verre soluble, et de substances présentant une structure analogue à celle du schiste ou se divisant, au broyage, en lamelles, par exemple l'argile schisteuse, le schiste argileux, les roches du groupe des argileux, les prophyroides, le schiste porphyrique, le porphy- re veiné, le schiste cristallin, les roches gneissiques, le schiste micacé, le schiste talqueux, le schiste chlorité, le schiste amphibolique, le schiste serpentin, etc..

Claims (1)

1. 2) Liant hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé par l'emploi d'un silicate alcalin dont la teneur en silice dépasse celle du verre soluble usuel.

   3) Liant hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé par l'emploi d'un verre soluble sodique dont les teneurs en NaO et en SiO sont dans le rapport moléculaire de 1 à 4.

   4) Liant hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé par l'emploi de matières exemptes de chaux ou pauvres en chaux qui présentent une structure analogue à celle du schiste ou se divisent, au broyage, en plaquettes ou la- melles.

   5) Liant hydraulique suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par l'addition d'un acide, particulièrement l'acide humique.

   6) Liant hydraulique suivant les revendications 1 à 5, caractérisé par l'addition de lignite finement divi- , <Desc/Clms Page number 10> 7) Liant hydraulique suivant les revendications 1 à 6, caractérisé par l'addition de poussier de lignite dont le refus sur le tamis de 16000 mailles.ne dépasse pas 1%.

   8) Liant hydraulique suivant les revendications 1 à 7, caractérisé par l'addition d'un klinker riche en silice, en quantités allant jusqu'à environ 10%.

   9) Liant hydraulique suivant les revendications 1 à 8, caractérisé par l'addition d'une matière à teneur en acide carbonique.

   10) Liant hydraulique suivant les revendications 1 à 9, caractérisé par l'addition de silicate de plomb.

   11) Liant hydraulique suivant les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les constituants sont broyés, en- tièrement ou par.tiellement, dans un broyeur rotatif à boulets.

   12) Procédé de préparation d'un liant hydraulique suivant les revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les constituants solides sont broyés assez fin pour ne laisser, sur le tamis de 4900 mailles, qu'un refus de 5% au maximum.

   13) Application du liant hydraulique suivant les revendications 1 à 12 à la production de blocs de construction résistant à l'action d'acides.

   14) Traitement du liant hydraulique suivant les revendications 1 à 13, caraçtérisé en ce qu'on prépare le liant avec des-substances susceptibles de le rendre plus mai- gre,exemptes de chaux ou pauvres en chaux, par exemple le quartz 15) Traitement du liant hydraulique suivant les revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la substance susceptible de rendre le liant plus maigre, présente la gra- EMI10.1 u.lométrie suivante: <Desc/Clms Page number 11> 55 parties d'une grosseur de grain de 5 à 7 mm.

   12 " " " " de l à 2 mm.

   33 " " " " de 0,1 à 0,2 mm.

   16) Application du liant hydraulique suivant les re- vendications 1 à 15 à la préparation de revêtements desti- nés par exemple à recouvrir différents matériaux de construc- tion comme le bois, le fer etc..