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Procédé pour améliorer les propriétés mécaniques, en particulier la résistance à la compression, du ciment, du mortier et du béton.
La présente invention a pour objet un procédé pour améliorer les propriétés mécaniques du ciment, du mortier et du béton et, en particulier, pour diminuer le rapport eau : ciment qui est en relation avec l'augmentation de la résistance à la compression.
On a proposé déjà à cet effet diverses substances d'addition, par exemple des produits de dissociation des matières albuminoldes tels que la protalbine, l'acide lysalbinique, la colle d'os, les lessives résiduaires de la fabrication de la cellulose, des sulfa- tes de lignine ou des dérivés de la lignine et du phénol, des substances huminiques, l'urée et ses dérivés, les sels alcalins des divers acides sulfonés, les eaux résiduaires de natures diver- ses, etc., Après une série d'essais, on a constaté qu'on obtient un
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excellent effet en ajoutant, à l'eau de gâchage du ciment, du mortier et du béton, de 0,1 à 2% d'un mélange de lessive résidu- aire de la cellulose au sulfite et d'une aldéhyde soluble dans l'eau,
en particulier de furfurol et (ou) de benzaldéhyde et (ou) d'acétaldéhyde et (ou) de formaldéhyde. Selon l'invention, on peut, dans tous les cas, effectuer également cette addition en mélange avec de faibles quantités d'autres substances connues pour améliorer les propriétés du ciment, du mortier ou du béton. La lessive résiduaire de la cellulose au sulfite peut aussi être em- ployée à l'état de matière sèche.
Il convient de produire une substance d'addition, toute pré- parée, appropriée pour constituer un produit commercial et formée d'un mélange de lessive résiduaire de la cellulose sulfite et d'u- ne aldéhyde soluble dans l'eau, en particulier de furfurol et (ou) de benzaldéhyde et (ou) d'acétaldéhyde et (ou) de formaldéhyde dans une proportion pouvant s'élever jusqu'à 10% de la quantité de lessive résiduaire de la cellulose au sulfite,
On sait que, suivant la loi d'Abram relative à la résistance en fonction du rapport eau : ciment, la résistance du ciment, du mortier et du béton, augmente pour autant qu'on ne descende pas au-dessous de l'humidité normale de la terre, à mesure que le rapport eau :
ciment diminue et que, dans la plupart des bétons aux ciments ordinaires ou de ceux aux ciments de qualité supé- rieure conformes aux normes, à un abaissement déterminé de ce rap- port correspond une augmentation assez constante du taux de la résistance.
Des essais ont montré que, par la substance d'addition selon l'invention, la résistance à la compression du ciment, du mortier et du béton augmente dans des proportions beaucoup plus considé- rables que ce qui correspond à l'abaissement du rapport eau : ciment.
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Les constatations reposent sur les essais suivants, On a fait des essais de résistance à la compression de dés en béton de même composition, mais l'un avec et l'autre sans la substance d'ad- dition objet de l'invention,
1.- Rapport du mélange = 1 : 6; liant = ciment de haut-fourneau; tamis = E; liquide de gâchage = 9,7% d'eau (sans substance d'addition); rapport eau : ciment = 0,68; dimension = 50 cm ; résistance à la compression après 28 jours = 169 kg par cm2.
2.- Rapport du mélange = 1 : 6; liant = ciment de haut-fourneau; tamis = E; liquide de gâchage = 7,.75% d'eau contenant 1% (cal- culé sur l'eau) de la substance d'addition selon l'invention; rapport eau : ciment = 0,54; dimension = 50 cm; résistance à la compression après 28 jours = 297 kg par cm2.
La substance d'addition selon l'invention ajoutée à l'eau de gâchage a eu pour conséquence l'abaissement du rapport eau : ciment de 0.68 à 0,54, Par cet abaissement, la résistance à la compression des bétons examinés n'aurait dû augmenter que de 45% environ, mais tressai pratique montre que, par l'addition selon l'invention, on a obtenu, non pas une augmentation de 45% de la résistance à la compression, mais une augmentation de 128 kg par cm2 c'est-à-di- re de 75% de cette résistance.
Ces essais montrent donc que, par suite de l'addition selon l'invention,, l'augmentation de la résistance à la compression est beaucoup plus élevée que ce qui correspond à la diminution du rapport eau : ciment obtenue par cette addition. La réalisation d'une telle augmentation de la résistance à la compression n'était pas à prévoir et, d'après ce qu'on sait, il ne semble pas qu'on ait produit une telle augmentation en ajoutant d'autres substances d'addition employées jusqu'à présent.
Au regard de ces substan- ces d'addition connues, les essais démontrent que la substance d'addition objet de l'invention non seulement diminue le rapport
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eau : ciment, mais qu'en outre, elle réagit chimiquement dans un sens favorable avec le ciment, ce qu'on doit déduire de l'aug- mentation de la résistance à la compression.
Les essais d'imperméabilité faits sur les éprouvettes qui ont les constantes précitées ont indiqué que le béton sans substance d'addition laissait déjà passer l'eau sous une pression de 5 at- mosphères, tandis que celui préparé avec la substance d'addition était complètement imperméable à l'eau sous une pression de 10 atmosphères.
On a constaté d'autre part que, dans le cas du mélange pré- cité avec la substance d'addition, il se produisait pour les ci- ments Portland, par suite de leur composition différente, des variations en ce qui concerne les propriétés recherches et que, particulièrement, on n'obtenait pas d'effet aussi favorable en ce qui concerne l'augmentation de la résistance à la compression.
Mais on a pu parer à cet inconvénient en ajoutant du chlore au mélange d'addition précité. Cette mesure est avantageuse pour produire une substance d'addition constituant un produit commer- cial tout préparé. Conformément à l'invention, on ajoute encore dans ce but, à la, substance d'addition, formée d'un mélange de lessive résiduaire de la cellulose au sulfite et d'une aldéhyde, du chlore en quantité qui peut aller jusque 30% en poids de la lessive résiduaire au sulfite employée.
Les constatations au sujet de l'effet de l'addition de chlore sont fondées sur les essais suivants dans lesquels on a organisé une série d'essais avec du ciment de haut-fourneau et unesérie d'essais avec du ciment Portland, Pour les deux espèces de ci- ment, on a examiné des dés de ciment ayant un rapport de 1 : 7, l'un, avec la substance d'addition objet de l'invention et l'au- tre, sans cette substance, et on a comparé leur résistance à la compression.
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Première série d'essais. Ciment de haut-fourneau, tamis E/D' dimension = 50 cm. a) sans substance d'addition. Liquide de gâchage = 8% d'eau; rapport eau : ciment = 0,64; résistance à la compression après 28jours = 168 kg par cm2. b) avec substance d'addition. Liquide de gâchage = 6.9% d'eau contenant ifo (calculé sur l'eau) de substance d'addition selon la présente invention: rapport eauciment = 0,55; résis- tance à la compression après 28 jours = 295 kg par cm2.
Deuxième série dressais, Ciment Portland, tamis E/D; dimension = 50 cm. a) sans substance d'addition, Liquide de gâchage = 8.5% d'eau; rapport eau : ciment = 0,68; résistance à la compression après 28 jours = 320 kg par cm2. b) avec substance d'addition. Liquide de gâchage = 7% d'eau contenant 1% (calculé sur l'eau) de substance d'addition selon la présente invention; rapport eau :ciment = 0,56; résis- tance à la compression après 28 jours = 423 kg par cm2.
Les chiffres de ces essais montrent que, pour le ciment de haut-fourneau, on a atteint un relèvement de 168 à 295 kg par em2 c'est-à-dire de 75% environ de la résistance à la compression et pour le ciment Portland un relèvement de 320 à 423 kg par cm2, c'est-à-dire de 32% environ de la résistance à la compression.
On voit donc que par l'addition de la substance suivant l'inven- tion on obtient, pour le ciment Portland également, une augmenta- tion de la résistance à la compression. Les essais ont démontré en outre que l'addition du chlore gazeux n'a pas d'influence sur le pourcentage d'augmentation de la résistance à la compression dans le cas du ciment de haut-f ourneau.
Il s'ensuit qu'on peut sans crainte employer la nouvelle
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substance d'addition pour différentes espèces de ciment.
Par suite du pouvoir de la substance d'addition d'améliorer considérablement les propriétés et en particulier la résistance du ciment à la compression, de grands avantages économiques sont offerts à la technique de la construction parce que, d'abord, on peut réduire la,teneur en ciment et qu'ensuite, la granulation du matéria,u ajouté peut être moins bonne que d'habitude, sans que cela nuise à la résistance à la compression et à l'imperméabilité de la construction.
Résumé.
1, Procédé pour améliorer les propriétés mécaniques, en particulier la résistance à la compression, du ciment, du mortier et du béton, caractérisé en ce qu'on ajoute à l'eau de gâchage un mélange de lessive résiduaire de la cellulose au sulfite et d'une aldéhyde, en particulier de furfurol et (ou) de benzaldéhyde et (ou) d'acétaldéhyde et (ou) de formaldéhyde.
2. Mode d'exécution du procédé selon 1, en particulier pour le ciment Portland, caractérisé en ce qu'on introduit du chlore gazeux dans le mélange de lessive résiduaire de la cellulose au sulfite et d'aldéhyde.
3. Procédé selon 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ajoute en- core au mélange de lessive résiduaire de la cellulose au sulfite et d'aldéhyde de faibles quantités d'autres substances connues pour améliorer les propriétés, en particulier la résistance à la compression, du ciment, du mortier ou du béton.
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