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PROCEDE DE PRODUCTION DE BETON LEGER.
Il est connu de produire du béton de faible poids en rendant po- reux, au moyen de corps produisant des gaz ou de la mousse, un mélange agité dans l'eau et comprenant un matériau contenant de la chaux, tel que du ciment ou de la chaux calcinée, et un matériau contenant de la silice, tel que du sable, du schiste calciné, de l'argile calcinée, etc... En dehors de ces ma- tériaux, des corps ou substances consistant en matériaux de poids relative- ment faible - tels que laitier de haut-fourneau, pierre ponce, etc... peu- vent également faire partie du mélange. Afin d'atteindre un haut degré de résistance et des propriétés de retrait améliorées, les bétons légers obte- nus de cette manière sont généralement soumis à un durcissement sous vapeur, sous une pression de 8 à 12 kilogrammes.
Quoique, comme il vient d'être dit, on ait déjà utilisé du lai- tier de haut-fourneau comme substance additionnelle et charge pour béton lé- ger, on n'a jamais employé encore de laitier de haut-fourneau comme corps de base ou constituant principal d'un béton'poreux léger. Etant donné que le laitier de haut-fourneau est un résidu ou un produit de déchet que l'on trou- ve en très grandes quantités dans les pays grands producteurs de fer, et qui, par suite de ses applications relativement peu nombreuses, est vendu à un prix très bas, il est clair que cela constituerait un grand progrès de pouvoir utiliser ce matériau pour la production d'un matériau de construction de haute qualité.
La présente invention est particulièrement basée sur l'observa- tion qu'il est possible, au moyen de laitier de haut-fourneau basique fine- ment broyé comme constituant hydrauliquement actif, de produire un béton po- reux léger de haute qualité, tandis que, simultanément, il est possible d'éviter totalement ou partiellement l'emploi, dans le mélange, du ciment et d'autres substances hydrauliques onéreuses.
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Le laitier ordinaire de haut-fourneau se présente sous deux for- mes différentes, à savoir partiellement sous une forme vitreuse obtenue par un refroidissement rapide du laitier fondu, et partiellement sous une forme cristalline obtenue par un refroidissement lent. Des formes intermédiaires telles que des mélanges des deux formes susdites peuvent également se pro- duire dans une seule et même fournée du laitière La forme vitreuse possède des propriétés hydrauliques qui sont souvent latentes, c'est-à-dire qu'elles se manifestent d'abord en présence de quelque substance activante appropriée.
Comme telles substances, on peut employer le gypse ou tels composés suscep- tibles de libérer des ions hydroxyles, des alcalis, de la chaux éteinte ou vive, du ciment, etc..., en solutions aqueuses. Le laitier cristallin n'a d'habitude que des propriétés hydrauliques nulles, ou seulement inapprécia- bleso
Grâce à l'emploi d'un laitier plus ou moins vitreux pour la pro- duction de béton léger, il est ainsi possible d'influer sur la prise et le durcissement du mélange constituant le béton d'une façon extrêmement simple, de sorte que cela se produira au moment voulu.
Ainsi, les substances acti- vantes sont ajoutées au mélange au moment précis où l'on veut que les-pro- priétés hydrauliques du laitier doivent commencer à se manifester. Il est donc possible de soumettre le laitier à un broyage humide avant utilisation, sans annihiler ses propriétés hydrauliques. Cela constitue un fait de gran- de importance économique, car sans cela, la dessiccation du laitier, lequel est généralement refroidi lors de sa sortie du haut-fourneau par étonnement ou granulage dans l'eau, est un procédé relativement onéreux. De plus, il est possible, d'abord de rendre poreux le mélange destiné à la production de béton léger par fermentation ou formation de mousse à son intérieur, èt en- suite d'ajouter les corps prévus pour le durcissement.
L'effet d'accélération sur le durcissement produit par l'addi- tion des substances activantes peut être contre-balancé à un certain degré par l'addition de sucre, de dextrine ou d'autres régulateurs de prise con- nus dans l'industrie chimique des ciments. Cela revêt de l'importance lors- que le laitier ou le mélange contient déjà des composés tels que de la chaux libre ou des sulfates solubles qui activent les propriétés hydrauliques du laitier.
Eu. égard au bas prix du laitier, spécialement dans le cas de lai- tier ayant subi un broyage humide, il est naturellement souhaitable de per- mettre à la plus grande portion possible du mélange destiné à la production de béton léger d'être constituée par du laitier. Des expériences ont montré que du béton léger peut être produit pratiquement avec seulement du laitier.
Cependant, notamment dans le cas de produits durcis à la vapeur, on obtient une augmentation de la résistance, si l'on mélange du laitier des matériaux finement broyés, contenant des silicates, tels que sable, pierre broyée, schiste, schiste calciné, argile calcinée ou non, brique pulvérisée, laitier acide, etc..'., selon une proportion de 10 à 40 % ou davantage, par exemple, du poids total du mélange. Le mélange peut être effectué en broyant les produits avec le laitier, ou en les broyant chacun séparément et les ajou- , tant ensuite en même temps que, ou après que le mélange consistant en lai- tier a été rendu poreux.
Il a été également trouvé avantageux, dans cer-- tains cas, d'ajouter de la chaux éteinte ou vive en proportion plus considé- rable qu'il peut être estimé nécessaire quant au rôle joué par la chaux au titre de substance activente, par exemple 10 à 30 % du poids total du mélange.
Comme exemples de composition du mélange, -en dehors de l'eau, des moyens de fermentation ou de tous régulateurs de prise, on peut mentionner les suivants :
1) 500 kilogrammes de laitier basique hydraulique de haut-four- neau broyé
150 " de ciment de Portland
350 " de sable fin.
2) 400 " de laitier basique hydraulique de haut-four- neau broyé
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200 " de laitier à l'état granulé
100 " de chaux éteinte
300 " de sable fin.
3) 400 " de laitier basique hydraulique de haut-four- neau broyé
100 " de ciment de laitier, contenant 70 % de lai- tier
100 " de chaux vive
400 " de sable fin,
4) 700 " de laitier basique hydraulique de haut-four- neau broyé
290 " de schiste calciné broyé
10 " de gypse.
En plus des matériaux susmentionnés, des substances supplémentai- res telles que du laitier non broyé, de la pierre ponce,ou analogues peuvent également être ajoutées au mélange. La viscosité du mélange peut être égale- ment contrôlée d'une fagon connue en elle-même par l'addition decorps ou substances à propriétés tenso-actives.
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LIGHT CONCRETE PRODUCTION PROCESS.
It is known to produce low weight concrete by making porous, by means of gas or foam producing bodies, a mixture stirred in water and comprising a material containing lime, such as cement or carbon. calcined lime, and a material containing silica, such as sand, calcined shale, calcined clay, etc. Apart from these materials, bodies or substances consisting of materials of relative weight- weak - such as blast furnace slag, pumice stone, etc. may also be part of the mixture. In order to achieve a high degree of strength and improved shrinkage properties, lightweight concretes obtained in this way are generally subjected to steam curing at a pressure of 8 to 12 kilograms.
Although, as has just been said, blast furnace slag has already been used as an additional substance and filler for light concrete, blast furnace slag has never been used as a basic body. or main constituent of a lightweight porous concrete. Since blast furnace slag is a residue or waste product which is found in very large quantities in large iron-producing countries, and which, due to its relatively few applications, is sold at a very low price, it is clear that it would be a great progress to be able to use this material for the production of a high-quality building material.
The present invention is particularly based on the observation that it is possible, by using finely ground basic blast furnace slag as the hydraulically active component, to produce high quality lightweight porous concrete, while at the same time, it is possible to totally or partially avoid the use, in the mixture, of cement and other expensive hydraulic substances.
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Ordinary blast furnace slag comes in two different forms, namely partially in a glassy form obtained by rapid cooling of molten slag, and partially in crystalline form obtained by slow cooling. Intermediate forms such as mixtures of the above two forms can also be produced in one and the same batch of milk. The glassy form has hydraulic properties which are often latent, that is, they manifest themselves in the same way. 'first in the presence of some suitable activating substance.
As such substances, gypsum or such compounds capable of liberating hydroxyl ions, alkalis, slaked or quicklime, cement, etc., in aqueous solutions, can be used. Crystalline slag usually has only zero hydraulic properties, or only unappreciable.
Thanks to the use of a more or less vitreous slag for the production of lightweight concrete, it is thus possible to influence the setting and hardening of the mixture constituting the concrete in an extremely simple manner, so that it will happen at the right time.
Thus, the activating substances are added to the mixture at the precise moment when the hydraulic properties of the slag are to begin to be manifested. It is therefore possible to subject the slag to wet grinding before use, without destroying its hydraulic properties. This is of great economic importance, since without it the drying of the slag, which is generally cooled on leaving the blast furnace by surprise or granulation in water, is a relatively expensive process. In addition, it is possible, first of all to make the mixture intended for the production of lightweight concrete porous by fermentation or foaming therein, and then to add the bodies intended for hardening.
The accelerating effect on curing produced by the addition of the activating substances can be counterbalanced to some degree by the addition of sugar, dextrin or other known setting regulators in the drug. chemical cement industry. This is important when the slag or mixture already contains compounds such as free lime or soluble sulphates which activate the hydraulic properties of the slag.
In view of the low price of slag, especially in the case of slag which has undergone wet milling, it is of course desirable to allow as much of the mix as possible for the production of lightweight concrete to be made. by slag. Experiments have shown that lightweight concrete can be produced practically with only slag.
However, especially in the case of steam-hardened products, an increase in strength is obtained if the slag is mixed with finely ground materials containing silicates, such as sand, crushed stone, shale, calcined shale, clay. calcined or not, pulverized brick, acidic slag, etc., in an amount of 10 to 40% or more, for example, of the total weight of the mixture. The mixing can be effected by grinding the products with the slag, or by grinding each separately and adding them, both then at the same time as or after the slag mixture has been made porous.
It has also been found advantageous, in certain cases, to add slaked or quicklime in a greater proportion than can be considered necessary as regards the role played by lime as an activating substance, for example example 10 to 30% of the total weight of the mixture.
As examples of the composition of the mixture, apart from water, fermentation means or any setting regulators, the following may be mentioned:
1) 500 kilograms of ground hydraulic basic slag from the blast furnace
150 "Portland cement
350 "of fine sand.
2) 400 "of ground hydraulic basic slag from the blast furnace
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200 "of granulated slag
100 "of slaked lime
300 "of fine sand.
3) 400 "of ground hydraulic basic slag from the blast furnace
100 "slag cement, containing 70% slag
100 "quicklime
400 "of fine sand,
4) 700 "of ground hydraulic basic slag from the blast furnace
290 "of crushed calcined shale
10 "of gypsum.
In addition to the aforementioned materials, additional substances such as unground slag, pumice stone, or the like can also be added to the mixture. The viscosity of the mixture can also be controlled in a manner known per se by the addition of substances or substances with surfactant properties.