BE403494A - - Google Patents

Description

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  "Nouveau procédé pour le traitement des bitumes, des brais et des goudrons d'origines diverses et de leurs mélanges". 



   On sait que les bitumes, les brais et les goudrons d'origines diverses et leurs mélanges peu- vent être utilisés comme agglomérants et imperméabili- sants. On connatt également les difficultés de mise en oeuvre de ces produits, difficultés parmi lesquelles on peut citer en particulier celle qui résulte du fait que les produits en question doivent nécessairement être épandus à une température relativement élevée et sur des surfaces préalablement séchées. 



   Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé de mettre les produits en question sous forme d'émulsions aqueuses qui se présentent soit à 

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 l'état liquide à la température ordinaire - lorsque les produits hydrocarbonés constituant les bitumes, les brais et les goudrons précités sont dispersés à l'état de fines particules dans une quantité d'eau de l'ordre de 40 à   50 %   (ou plus) du produit final - (émulsions du type 'huile dans l'eau"), soit sous une forme épaisse -lorsque l'eau est dispersée dans la masse des hydrocarbures - (émulsions du type 'eau dans l'huile"). 



   Le procédé qui fait l'objet de la pré- sente invention permet de disperser les substances telles que les goudrons et brais de houille, de ligni- te, de bois, de schiste, les bitumes, asphaltes et produits analogues, ces divers produits étant utilisés seuls ou à l'état de mélanges, au moyen d'une quanti- té d'eau égale à 10% ou davantage de la masse hydrocar- bonée mise en oeuvre, de manière à obtenir suivant le cas, soit une émulsion fluide et stable du type "huile dans l'eau" comparable à celles qui sont des- tinées aux usages routiers, soit une émulsion con- centrée pouvant être diluée à froid ou à chaud avec une quantité convenable d'eau, de manière à former une émulsion aqueuse stable du type fluide précité.

   Cette émulsion concentrée peut également être mélangée à froid, ou à chaud, avec d'autres substances ou sys- tèmes hydrocarbonés, notamment avec des goudrons, brais et bitumes, de manière à former en particulier des émulsions épaisses du type 'eau dans l'huile". 



   Conformément à l'invention, on procède à la dispersion des brais, goudrons et bitumes pré- cités ou de leurs mélanges en faisant appel à des moyens physico-chimiques consistant essentiellement dans l'utilisation à la fois d'agents émulsionnants agissant sur la tension superficielle des phases en 

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 présence et de substances organiques augmentant la viscosité de l'eau d'émulsion et pouvant agir, en outre, et simultanément comme colloides protecteurs. 



   Les émulsionnants dont il vient d'être parlé sont constitués par des savons qui peuvent être mis en oeuvre, soit sous forme de savons du commerce, soit sous forme de leurs constituants, par exemple les savons obtenus à partir des acides gras, ou naphténiques, des acides résiniques ou des mélanges de ces divers acides et plus généralement les sels et les mélanges des sels organiques alcalins, ou encore les dérivés alcalins des substances possédant une ou plusieurs fonctions phénoliques, ces divers corps pou- vant être utilisés seuls ou en mélange.

   Quant aux substances organiques qui possèdent la propriété d'augmenter la viscosité de l'eau d'émulsion, elles sont constituées, conformément à l'invention, par des corps désignés sous le nom général 'd'hydrates de carbone" dont la composition est désignée par la formule Cm (H20)n et qui comprennent notamment le glycogène, les celluloses, les amidons, les dextrines, les sucres, les gommes, les colles et gélatines vé- gétales, ces divers corps pouvant être utilisés par exemple sous la forme sous laquelle on les obtient par la mouture des substances végétales naturelles qui les contiennent (racines, tiges, grains, etc...), en ayant soin de les solubiliser s'il est nécessaire, par-tous moyens, par exemple par addition d'un alcali. 



   Grâce à l'application des moyens physico-chimiques ci-dessus spécifiés, on peut obte- nir des émulsions très stables du type "huile dans l'eau", alors même qu'on utilise comme matières pre- mières des produits hydrocarbonés ayant une densité 

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 notablement supérieure à celle de l'eau et en par- ticulier des émulsions fluides de goudron, ou de mélanges "goudron-bitume" qui n'avaient encore pu être obtenues jusqu'à présent avec une stabilité suffisante. 



   D'autre part, du fait que la disper- sion est obtenue, conformément à l'invention, par des moyens physico-chimiques, on peut, pour obtenir l'émulsion désirée, ne procéder qu'à un simple malaxage des substances entrant dans la composition de celle-ci. Cependant, on peut également recourir à une agitation mécanique plus intense en faisant appel à des appareils dits "malaxeurs à grande vi- tesse", moulins colloïdaux et appareils analogues qui permettent de réaliser une production indus- trielle continue avec un débit accéléré. 



   Le procédé qui fait l'objet de l'inven- tion trouve également son application dans le cas de systèmes hydrocarbonés contenant, outre les pro- duits ou les mélanges hydrocarbonés ci-dessus spéci- fiés, des matières minéralisées réduites en poudre, telles que des roches asphaltiques, des schistes bitumineux, des matières carbonées, ou encore des farines minérales, telles que calcaires, argiles, schistes, ardoises pulvérisées, ciment, résidus pulvérulents du concassage et du   brovage   des ma- tériaux pierreux et substances analogues. 



   L'invention a également pour objet l'utilisation simultanée avec les hydrates de carbone précités, de certaines matières azotées dont on s'est déjà servi pour la préparation et la sta- bilisation des émulsions et telles que les substances 

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 albuminoîdes, la caséine lactique, le gluten et corps analogues. 



   Dans ces conditions, il n'est pas nécessaire de séparer les substances azotées (gluten, etc...), qui accompagnent souvent les hydrates de carbone dans les produits naturels, avant la mise en oeuvre desdits hydrates. 



   A l'aide de la combinaison de moyens qui vieht d'être décrite, on peut : 
1.- Soit produire directement l'émulsion sous la forme même dans laquelle elle sera utilisée, c'est-à-dire avec une teneur en eau suffisante pour permettre l'épandage à froid de l'émulsion (soit au minimum une teneur de 30 à 35%), ladite émulsion pouvant être additionnée de substances minérales ou minéralisées;

   
2.- Soit procéder à la dispersion récipro- que des produits hydrocarbonés (goudrons, brais, bitumes etc..., ou leurs mélanges) additionnés ou non de substances minérales ou minéralisées -et d'une quantité limitée d'eau, de manière à Obtenir un produit susceptible de couler soit à la tempé- rature ordinaire, soit à la suite d'un réchauffage modéré, ledit produit pouvant être ultérieurement dilué à froid ou à chaud avec de l'eau, de façon à former une émulsion de type connu, ou à être mélangé à froid, ou à chaud, avec des produits hydrocarbonés ou leurs mélanges, ou avec d'autres matières telles que les roches asphaltiques, les matières minérales et végétales convenablement divisées ou avec les mélanges de ces diverses substances. 



   Dans les lignes suivantes, le deman- deur donne, à titre indicatif et non limitatif, un certain nombre d'exemples de mise en oeuvre du procé- dé qui vient d'être exposé. 

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  Exemple 1 
1 kilogramme de farine du commerce non panifiable est mis en suspension dans 20 ki- logrammes d'eau à froid ou à chaud, puis on ajoute, en agitant, 200 grammes de soude caustique dissoute dans   la.   quantité d'eau strictement nécessaire pour sa dissolution. A ce système on ajoute ensuite 1 ki- logramme de savon mou de potasse du commerce préa- lablement dissous dans 3 kilogrammes d'eau. 



   Le mélange émulsionnant ainsi consti- tué est ensuite versé, en agitant, dans 10U kilos de brai de pétrole mou (bitume du commerce), préalable- ment fondu à une température de l'ordre de 90  à 100  centigrades. Un obtient ainsi un produit qui, après refroidissement, présente l'aspect d'une pâte molle de couleur marron clair, d'une stabilité indéfinie. Parmi les applications de cette pâte, mentionnées à titre indicatif et non limitatif, le demandeur signale notamment l'utilisation comme   hy-   drofuge et imperméabilisant ainsi que pour la fa- brication d'émulsions fluides du type 'huile dans l'eau", épandables à froid après dilution avec la quantité d'eau convenable, de même que pour la pré-   partion   d'émulsions de goudron-bitume du type "eau dans l'huile" par simple dilution avec la quantité de goudron désirée.

   Le demandeur signale à ce dernier propos qu'il a obtenu d'excellents résultats en ajoutant 100 kilogrammes de l'émulsion concentrée de bitume précitée à 200 kilogrammes de goudron de houille en agitant lentement, l'opération ayant lieu à froid ou à chaud, suivant la consistance du goudron de houille mise en oeuvre. 

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   Dans l'un ou l'autre cas, on obtiendra d'une façon particulièrement simple, des produits qui peuvent être couramment utilisés pour la cons- truction, le revêtement et l'entretien des chaussées de divers types. 



   Exemple II 
On préparera d'abord un empois d'amidon contenant 800 grammes d'amidon de pomme de terre pour 20 kilogrammes d'eau. A cet empois, on ajoutera une solution de savon obtenue en dissolvant dans 4 ki- logrammes d'eau, 3 kilogrammes de savon de résine, obtenu par neutralisation, par la soude, d'une quan- tité convenable de résine liquide provenant de la fabrication des pâtes à papier de bois. 



   La suite des opérations sera conduite comme il est indiqué ci-dessus pour l'exemple 1. Toutefois, il est précisé ici que,   @   comme dans l'exemple 1, il est possible sans autre, grâce à l'emploi simultané de savon (ou plus généralement de sels organiques alcalins ou de dérivés alcalins de corps possédant une ou plusieurs fonctions phénoliques) et d'hydra- tes de carbone, de substituer au bitume un poids égal ou même supérieur d'un mélange de goudron de houille (ou de brai) et de bitume en proportions quelconques compatibles avec la solubilité réciproque des substan- ces mises en oeuvre ou même des goudrons ou brais de houille, de lignite, ou de schistes, sans intervention de bitume;

  -on obtient ainsi, par le procédé objet de l'invention, des émulsions fluides de gnudrons-bi- tumes (et même de goudrons ou de brais) indéfiniment stables, malgré la différence des densités du milieu dispersant   et* du   milieu dispersé. 

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  Exemple III 
Le mélange, préparéconformément aux indications de l'exemple I, est additionné d'une solution sodique de 200 grammes de caséine lactique dans 5 kilogrammes d'eau. Le système obtenh est additionné de 70 kilogrammes d'eau, puis versé à la température de 60  C., avec agitation, dans   100   kilo- grammes de bitume, de goudron ou d'un mélange goudron- bitume préalablement chauffé à 90-100 . On obtient, immédiatemment une émulsion fluide du type "huile dans eau", très stable et d'une excellente qualité, no- tamment pour le revêtement superficiel, ou profond, des chaussées, ou encore comme agglomérant de divers matériaux. 



   Exemple IV 
Le mélange émulsionnant, préparé d'après les indications contenues dans l'exemple II, est por- té à la température de   70 ,   puis mélangé, sous agitation, avec 125 kg. d'un mélange contenant 50% de goudron de houille distillé pour routes et de 50% de bitume, préalablement chauffé à   80  ,     On   obtient une émulsion fluide du type "huile dans l'eau" d'un très bon emploi pour l'enduisage superficiel des chaussées. 



     Exemple   V 
Dans 60 kilogrammes de groudron de cornues continues ou de goudron de gazogène (riches en phénols), on dissout à la température convenable (60-80  C.) 6U kilogrammes de bitume. Au mélange   obtenu,   on ajoute ensuite 1 kilogramme de soude caustique dissoute dans une quantité relativement faible d'eau, puis 600 grammes de farine préalablement solubilisée par la soude, comme il est indiqué ci- dessus, dans l'exemple I.

   Le système ainsi obtenu 

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 a) des émulsions aqueuses (du type "huile dans l'eau") des mélanges goudrons-bitume, notamment des mélanges très riches en goudrons, ces émulsions étant d'une stabilité pratiquement indéfinie ; b) des systèmes hydrocarbonés concentrés suscepti- bles d'être dilués ultérieurement soit avec de l'eau pour former une émulsion analogue à celles déjà utilisées, soit avec d'autres substances telles que des goudrons et produits analogues, des roches asphaltiques ou encore des matières minérales ou végétales convenablement divisées.

Claims (1)

1. RESUME SUCCINCT Incorporation,aux émulsions aqueuses - stables à base de bitumes, de brais, de goudrons d'origines diverses et de leurs mélanges,à titre de colloides protecteurs, d'hydrates de carbone(et en particulier les celluloses, les amidons, les dex- trines, les sucres) ces hydrates de carbone pouvant être privés des produits azotés @ qui les accom- pagnent dans la nature, @ ou bien additionnas de matières azotées, telles que la caséine lactique et corps analogues. <Desc/Clms Page number 10> EMI10.1 <Desc/Clms Page number 11> est mélangé avec de l'eau préalablement chauffée à 50-600 C., jusqu'à ce que la quantité d'eau totale ajoutée soit de 120 kilogrammes (égale au poids total de goudron et de bitume mis en oeuvre).

   On obtient ainsi une émulsion fluide, du type "huile dans l'eau" très stable et d'un usage très aisé.

   Il est bien entendu que les opéra- tions décrites dans les exemples ci-dessus spécifiés peuvent être groupées d'une façon différente sans que l'on sorte pour celà du cadre de l'invention.

   On peut également ajouter, tant aux produits finaux qu'aux produits intermédiaires obtenus au cours de la fabrication, des matières minéralisées (asphaltes, schistes, etc...) grossièrement concassées ou finement broyées suivant le but qu'on cherche à atteindre.

   On peut, enfin, introduire dans ces produits des corps combustibles (tels que charbons, schlamms, lignites, cokes divers, en fragments ou en poudre, déchets et sciures de bois, de liège, etc...).

   Les produits obtenus conformément au procédé qui vient d'être exposé peuvent trouver leur application dans les travaux routiers, dans tous les travaux d'étanchéisation, dans la construction des bâtiments et ouvrages d'art. Ils peuvent être utili- sés également pour l'imperméabilisation et le revê- tement de toutes surfaces, de même que pour l'agglo- mération de tous matériaux.

   - R É S U M É - L'invention a pour objet un nouveau procédé de traitement des bitumes, des brais, des goudrons d'origines diverses et de leurs mélanges, en vue de la préparation d'émulsions aqueuses stables