BE478562A

BE478562A -

Info

Publication number: BE478562A
Authority: BE

Description

EMI1.1

Procédé de fabrication de matériaux liants,
EMI2.1
------------------------------------------ analoguesau ciment.

--------------------
La présente invention concerne un procédé de fabrication de matériaux liants analogues au ciment à partir de matières premières cuites ou non cuites contenant de la silice, par exemple des roches primaires, du granit, du gneiss, du mica, de la pyrite, du quartz, du grès, des cendres de schiste, des schistes, des déchets de schiste, du sable, de l'argile bleue ou noire, contenant une silice insoluble dans les acides, tels que l'acide chlorhydrique ou des produits de dégradation de ces matières contenant de la silice.

L'invention a pour but de fournir un procédé permettant la fabrication de matériaux liants à froid, c'est à dire sans cuisson ni chauffage de la matière première; ce matériau liant peut remplacer partiellement ou complètement le ciment Portland fritté ou des autres matériaux liants hydrauliques et peut donc être employé par exemple pour la fabrication de pierres de construction.

EMI3.1

Il est connu antérieurement de fabriquer ies maté" ria,wi analogues au citent à froid, à partir de matériaux pierreux lé9:ers, qui sont aptes à, réagir , tels que le strass, de la pierre pence etc. par addition de c2la'ax. cuite , de telle sorte qu'il se forme un matériau liant , qui par rapport au ciment fritte possède un pouvoir lient relativement faible lors de
EMI3.2
l'addition de 1 sa,u Il est connu également qu'une masse analogue à, Il. (.,ie1'l'e peut Bte fabriquée par mélange (le CDa;i1.X et d.e terre d'infusoires et par addition de sable, après quoi le mélange
EMI3.3
est chauffé dans un autoclave au moyen de vapeur a pression élevée. Il est connu en outre de fabriquer du ciment Puzzolane par addition de chaux à une matière première appropriée.

Ce
EMI3.4
procédé présuppose l'emploi de Fuzzolane ayant une teneur en si- lice de 45 à 65 r est aluminium de 10 à en fer de 3 à 15%, de en chaux de 1 à 8%, le reste étant constitué par/la magnésie,du manganèse, des alcalis , etc., et la silice peut 'être dissoute complètement ou pour la plus grande partdans l'acide chlorhy- drique.

D'autre part, il n'a pa,s été possible sans frittage de fabriquer un matériau liant hydraulique, comparable au ciment,
EMI3.5
par mélange de chaux cuite avec des ma.téria,u.# pierreux plus durs peu aptes à réagir tels que legranit, le gneiss, lemica, la pyrite, le quartz, le grès, le sable, etc. ou à des produits de dégradation de ces matériaux pierreux tels que des moraines, des moraines broyées et de l'argile, car lors de l'addition de l'eau à ce liant, l'@rgile n'est pas liée à la matière en question.
EMI3.6

Il a i1=g,2j.tena,it été découvert qu'il est possible de produire un matériau liant analogue au ciment à partir des ma- tières premières mentionnées en dernier lieu également par mé- lange de colles-ci à de la chaux si les -matières premières sont employées à l'état de dispersion très fine.

Le procédé suivait la présente invention est casa- ctérisé essentiellement par le fait que les matières premières sont broyées jusqu'à une finesse extrême et de préférence une finesse telle que 30% au plus @ par exemple 10% restent sur un tamis ayant de 4500 à 5500 mailles, par exemple 4900 mailles, et sont alors mélangés à de la chaux caustique en quan- tité voulue , après quoi de l'eau est ajoutée.

La quantité de . - , chaux peut être de préférence de 2 à 25 parties pour 100 parties de la matière première, mais peut parfois 'être plus grande , par exemple 3D à 50 parties pour 100 parties de la matière première, dans le cas ou cette dernière est très riche en silice, par exem- ple lorsqu'elle consiste en du sable pur ou du quartz. le,procédé suivant la présente invention n'est toutefois pas limité au degré de' finesse de la matière première qui est indique ci-dessus ;

la matière peut évidemment 'être plus fine encore, par exemple au point de passer complètement à travers un tamis ayant par exemple de 6000 à 7000 mailles, mais les fraie pour le broyage de la matière première augmenteront alors évidem- ment et pour cette raison , il est plus économique d'employer des matières premières un peu plus grossières.

Il est d'impor- tance pricipale que la matière première soit dispersée à une finesse telle, qu'elle soit capable de réagir avec la chaux caustique ajoutée , lors d'addition d'eau. On peut mentionner à à ce sujet que la matière de silice ayant une dimension granulaire inférieure à 40 se lie plus rapidement à la chaux et a pour résultai un matériau de construction deux .fois aussi solide qu'un matériau de. silice ayant des dimensions de granule plus grandes que 60
Comme on l'a dit précédemment l'addition de chaux calcul lée sur la matière première finement dispersée peut varier de préférence entre 2 et 25%, mais 'habituellement une addition de axiaux comprise dans des limites plus étroites , telles que 10 à 20%,par exemple 1510, peut 'être employée.

En vue d'augmenter la capacité de la chaux caustique à réagir avec la matière première finement dispersée lors de l'addition d'eau, des oxydes, des hydroxydes ou des carbonates, des métaux alcalins ou. a.lcalino-terreux peuvent 'être ajoutés avec de bons résultats de préférence en quantité d'environ 1/2 à 8% calculs sur la chaux ajoutée. Cette addition de com'oosés de ce genre peut toutefois 'être moindre, par exemple 2 à 5%.

Outre les hydroxydes, les oxydes et les carbonates desmétaux alcalins ou alcalino-terreux, ou à 1place de ces métaux, on peut ajouter de l'acide fluorhydrique pour augmenter la réaction le l'oxyde de calcium avec des matières premières lors de l'addition d'eau. L'addition de composés fluorés peut se faire de préférence en quantité de 0,1 à 20, soit 0,5 à 5 , par exemple 2 à 5 gro par kgr de la masse fine- ment dispersée , mélangée à la chaux.

-Les fluorures peuvent être ajoutés sous la forme de fluorure simple, de fluorure al- calin. Dans certaines cas il est avantageux d'employer des fluo- rures composites, comme par exemple le ferrifluorure de potas- sium ou du silicofluorure. On peut mentionner en outre que les fluorures peuvent parfois'être remplaces partiellement ou totalement par d'autres sels, tels que des suif.îles et des chlorures.

Dans le cas où la matière brute et la chaux ajoutée contiennent des quantités trop petites d'oxydes des métaux tels que les métaux terreux ( par exemple l'oxyde d'aluminium ou l'oxyde de fer) qui se présentent habituellement dans la matière de pierres naturelles, ces composés peuvent 'être ajou- tés avantageusement sous la forme d'oxyde ou de sel, cette addition étant de préférence de l'ordre de 0,05 à 1,5%, soit de 0,1 à 0,5%, par exemple 0,3% calculés sur la quantité de chaux ajoutée. -L'addition d'oxyde de fer ou d'oxyde d'alumi- nium peut dans certains cas 'être remplacée partiellement ou totalement par une addition d'autres composés métalliques,

telsque des composés de manganèse ou de cuivre.

Tous ces composés métalliques, qui peuvent être employés avec\les fluo- rures ou peuvent parfois les remplacer, peuvent souvent s'ajouter sous la forme de sulfate ou de chlorure.

Les additions mentionnées ci-dessus seront généralement réglées par rapport à la matière première pesée , de telle manière que la masse obtenue représente approximativement la combinaison suivant e:
EMI6.1
0a = 2C à=60µl ?egÇz + àl203 = ;?.1 à 6 ou 7 E j¯ Nai3"= C. 2 . 6 Nazi = 6.62 à Ù.5
Si O2 le reste.

La quantité de CaO peut' toutefois , dans certains cas, descendre jusqu'à 8% et s'élever parfois jusqu'à 50%. En outre
EMI6.2
la quantité de Pee3 + ..1.(33 peut également 'être plus grande, spécialement lorsque la matière première riche en silice est @
EMI6.3
riche en composés de ces métaux. La quantité de .1203 + Fe,2 3 peut S'élever à 2010. Comme exemple d'è..oomposition d'une matière première riche en silice susceptible d'emploi, on peut ment ion- ner la composition suivante ,qui se rapporte à une matière , sableuse:
EMI6.4

EMI6.5
Yg 0 ' J.1 à fil.5%
EMI6.6

<tb> Na <SEP> F <SEP> traces
<tb>
<tb> Si <SEP> 02 <SEP> le <SEP> reste.
<tb>

Le matériau liant obtenu suivant la présenteinvention peut tre mélangé, pour la dilution, à du sable à gros grains,- par exemple du sable usuel de mortier ainsi qu'à d'autres matières à gros grains, par exemple des schistes grossiers, ce mélange se faisant avant l'addition d'eau, ce qui donne une masse qui peut-être moulée en pierres de construction durcissant un peu plus lentement que le béton.

Le matériau liant peut @

également s'employer pour la production de ce qu'on appelé le béton léger, le matériau liant étant mélangé, éventuellement après addition d'une plus grande quantité de chaux, à une matière poreuse , par exemple la poudre d'aluminium , de l'eau et éven- tuellement un diluant tel que le sable ou la cendre de schiste étant alors ajoutés, après quoi le matériau est moulé.

De plus, des substances organiques telles que la tourbe, la sciure de bois, etc. peuvent être ajoutées comme diluants. Ce qui est étrange, c'est que la tourbe ne semble pas influencer es- sentiellement la réaction de la, chaux avec 'la matière ce silice comme c'est le cas, ainsi qu'on le sait, pour le ciment Portland.

La tourbe ne nécessite aucun traitement préalable et peut. s'air- ployer en grandes quantités de façon qu'on obtienne une matière poreuse.

On peut en outre ajouter au matériau liant ces graisses, des huiles ou d'autres substances repoussant l'eau.

Exemple 1.

20 parties de cendres de schiste fines obtenues sous la forme non frittée, par exemple par extraction à l'huile, ou à l'état fritte, par exemple dans la cuisson de la chaux, sont broyés à un degré de finesse tel que 90% de la masse passe à tra- vers un tamis DIN N 4900 et sont alors mélangés à 8 parties de chaux cuite, et à 62 parties de cendres d'ardoise plus grossières obtenue par extraction à l'huile et ayant une dimension de granule de 0,5 à. 2 mm. Au mélange ainsi obtenu on ajoute alors 500 gr. de carbonate de sodium par tonne et 500 gr. d'un mélange de parties approximativement égales de sulfate defer, de sulfatede magné- sium , de sulfate d'aluminium et de fluorure de sodium.

Exemple 2.

850 parties de sable finement broyé ayant une dimen- sion de granules telle que 10%seulement restent sur un tamis de 4900 mailles, sont mélangés à 150 parties de chaux brute non

éteinte et à 0,75 partie d'un mélange de parties égales de car- bonate de sodium , de fluorure, de sulfate de fer et de sulfate d'aluminium. Si à ce mélange on ajoute 2000 parties' de sable grossier et ensuite une petite quantité d'eau, il est possible de fabriquer au moyen de ce mélange des corps moulas, qui, en peu de semaines, ont une résistance à la compression d'environ 300 à 400 kg par cm2.

Exemple 3.

75 kg. de sable ,finement broyé, ayant le degré de fi- nesse indiqué à l'exemple 2, sont mélangés à 85 kg de ciment Portland, 'et 10 kg. de chaux non éteinte, et en outre 0,2 kg. d'un fluorure approprié. Le mélange ainsi obtenu est alors mélangé intimement à 2000 kg. de sable de mortier et est agité avec une petite, quantité d'eau et est mis sous la forme de corpsmoulés appropriés.

Exemple 4.

Une tonne de ciment Portland est mélangée à une tome de sable finement broyé, de granit et de feldspath, de gneiss ou de matières analogues, ayant un degré de finesse stipulé à l'exem- ple précédent , après quoi 250 kg, de chaux et 500 grs. de fluorure sont ajoutés au mélange. Le mélange ainsi obtenu la même puissan- ce de liage lors de l'addition deau, que 2 à 3 tonnes de ciment normal. Il résulte de ceci qu'il est possible d'obtenir à partir de ce mélange un béton très solide si 200 kg. du matériau liant en question sont mélangés à 2000 kg. de sable.

Cet effet est le même que si on utilisait 2000 kg. de sable et 250 kg. de ciment A, mélange qui est approximativement à la limite inférieure d'un mé- lange de béton. le produit obtenu suivant le présent exemple con- tient donc seulement'': environ 80 kg. de ciment Portland, ce qui implique donc une économie considérable de ciment, qui correspond à une économiede200 kg* de charbon.

Bien que l'invention ne doive pas 'être considérée comme

limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus, elle peut avidement 'êtremodifiée de différentes manières dans le cadre in- diqué par les revendications annexées. On peut, mentionner par exemple que l'invention peut s'appliquer à tous les matériaux contenant de la silice insoluble, mais la quantité de chaux ajoutée et d'autres produits chimiques doivent évidemment être appropriées à la teneur en silice de la matière première.

Si par exemple on emploie comme matière première une matière contenant de la silice , mais contenant moins de .Silice que les matières stipulées ci-dessus, par exemple seulement environ 40% de silice ou encore moins, l'addition de chaux doit évidemment être réglée proportionnellement.

Claims

RESUME 1. Un procédé de fabrication de matériaux liants analogues à du ciment à, partir de matières premières cuites ou non-cuites con- tenant de la silice, par exemple des roches primaires, du granit ou du gneiss, du mica, des pyrites, du quartz, du sable, du grès, des cendres d 'ardoises, de l' argile bleue ou noire qui contiennent une silice insoluble dans les acides tels que l'acide chlorhydrique ou consistent complètement en une semblable silice, ou à partir de produitsde dégradation de ces matériaux contenant lasilice, cara- ctérisé par le fait que la matière première est broyée jusqu'à une finesse extrême, de préférence une finesse telle qu'au plus 301,

par exemple10% restent sur un tamis d'environ 4500 à 5500 mailles ,par exemple 4900 mailles, et est :;.lors mélangée à la quotité nécessaire de chaux caustique, après quoi de l'eau est ajoutée.

2. Un procédé suivant 1, caractérisé par le fait que la chaux caustique est employée dans la proportion de 0,02 à 0,25 parties de chaux pour 1 partie de la matière première finement broyée.

3. Un procédésuivant 1, caractérisé par le fait que des oxydes, ces hydroxydes ou des sels de fer ou d'aluminium ou de magné- sium ou éventuellement de manganèse ou de cuivre sont également ajoutés au mélange dans le cas, où la matière première ou la chaux ne contiendrait pas une quantité suffisamment grande d'oxyde d'alu- <Desc/Clms Page number 10> minium ou d' oxyde de fer.

4. Un procédé suivant 1 ou 2, caractérise par le fait que les oxydes, les hydroxydes, les carbonates ou des sels des métaux alcalins ou alcalino-terreux , capables de former avec la chaux des composés plus solides que les sels de départ, sont ajoutés au mélange, de préférence en quantité d'environ 1/2 à 6%, calculé sur la chaux ajoutée.

5. Un procédé suivant: 1, 2 ou 3,caractérisé par le fait que de l'acide fluorhydrique ou des sels de celui-ci, par exemple le flourure de sodium ou le ferri-fluorure de potassium sont également ajoutés au mélange.

6. Un procédé suivant 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le mélange est ajouté à du ciment obtenu par frittage, par exemple à, du ciment Portland en vue de diluer celui-ci.

7. Un procédé suivant 5, caractérisé par le fait que le ciment fritté, dans le cas ou' il contient une quantité suffisam- ment grande de chaux, reçoit seulement l'addition de la matière première cont enant la silice , finement broyée avec ou sans addi- tion de selsd'aluminium et de fer, et de sels alcalins ou alca- lino-terreux ou de sels fluorés respectivement.

8. Un procédé suivant: l'un quelconque des points précé- dents, caractérisé pa.r le fait que du sable usuel à gros grains est ajouté au mélange, après quoi le mélange est traité par de l'eau.

9. Un procédé suivant l'un quelconque des points 1 à 6, caca- ractérisé par le fait que de la tourbe ou d'autres charges organi- ques sont ajoutées au mélange.