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PROCEDE.DE FABRICATION D'UNE MATIERE PREMIERE POUR LE BETON POREUX.
La présente invention est relative à l'obtention d'une matière première pour le béton poreux., par cuisson de la chaux avec des combustibles à faire teneur en fossiles.
Dans la fabrication du béton poreux, il s'est développé une tech- nique consistant en ce qu'on utilise la prise sous pression, connue dans la fabrication du grès à la chaux, pour effectuer la liaison de la chaux cuite avec des constituants siliceux et argileux et permettre ainsi l'effet de pouzzolane. Gomme c'est ici le CaO pur qui est efficace, c'est-à-dire qu' on travaille avec un mortier à l'air, pur, il est essentiel qu'il ne se pro- duise pas, au 'préalable', dans la fabrication de la matière première, des réactions de la chaux avec d'autres constituants dans une mesure sensible ou que l'on n'utilise pas des températures tellement élevées que la chaux soit complètement calcinée.
On sait qu'on peut obtenir une charge satisfaisante pour le but en question par cuisson de la pierre à chaux avec des combustibles à faible teneur en fossiles, en particulier des schistes alumineux, la chaleur déga- gée par le combustible provoquant une séparation de l'acide carbonique.
On opère la cuisson en faisant cuire les schistes et la pierre à chaux, disposés par couches, dans des fours de campagne.
Ceci ressemble un peu à la combustion d'une meule charbonnière et l'on peut obtenir ainsi un produit satisfaisant du fait que la combus- tion est plus ou moins incomplète, de sorte que, par opposition par exemple, à la cuisson du ciment, dans laquelle justement on a pour but d'effectuer des réactions entre de la chaux et des silicates, on n'atteint pas des tem- pératures tellement élevées qu'il se produise une calcination complète -ou des réactions nuisibles pour la fabrication ultérieure du béton poreux.
Cependant, cette combustion à la façon d'une meule charbonniers présente de gros inconvénients. La combustion incomplète donne lieu à la
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formation d'une fumée épaisse qui est très gênante et nuisible à la végé- tation. Il n'existe pas de moyen pratique de régler l'entrée d'air et, par suite, l'allure de la combustion. Au point de vue de l'économie de cha- leur, le procédé est mauvais, d'autant que souvent des quantités sensibles de combustible ne sont pas utilisées du fait que le schiste est dosé en cendre de schiste d'après la teneur désirée du produit. L'opération s'ef- fectue lentement car, eu égard au tirage de l'air, on ne peut utiliser que de la matière en morceaux et peu de fines.
La présente invention est relative à un procédé grâce auquel on réussit à cuire, de façon économique et exactement réglable, de la pierre à chaux avec des combustibles à faible teneur en fossiles, pour donner un produit satisfaisant à toutes les conditions exigées d'une matière premiè- re pour la fabrication du béton poreux.
En premier lieu, l'invention consiste en ce que la combustion s'effectue sur une grille avec tirage par dessous en utilisant une charge dans laquelle la quantité de combustible est adaptée à la quantité de pier- re à chaux, de manière à fournir la chaleur nécessaire pour la cuisson de la chaux et, pour obtenir le rapport de mélange désiré dans le produit, on y ajoute des matières qui, sans contenir de quantité importante de com- bustible, sont susceptibles de remplacer dans le produit, après cuisson, une quantité correspondante de cendre'de combustible.
En procédant ainsi, on obtient des avantages très importants.
L'économie de chaleur est améliorée dans une grande mesure car,le pouvoir calorifique du combustible peut être utilisé de faon aussi efficace que le permettent les installations récentes de concrétion à tirage par en des- sous. Alors qu'on utilise de préférence dans le procédé connu une partie de pierre à chaux pour deux ou trois parties de schiste pouvant contenir jusqu'à 2000 calories par kilog, ce qui correspond à environ 5000 calories par kilog pour la pierre à chaux traitée, on peut se contenter, avec le pro- cédé de l'invention de moins de 2000 calories par kilog de pierre à chaux.
Il est donc possible, pour le but en question, d'utiliser des schistes avec une plus faible valeur calorifique que précédemment, par exemple descen- dant jusqu'à environ 700 calories. Du fait que la cuisson se fait sur une grille à tirage par en-dessous, c'est-à-dire avec une dépression sous la grille, on peut abaisser la température de dissociation servant à séparer l'acide carbonique contenu dans la pierre à chaux, de sorte qu'on peut effec- tuer une cuisson complète à une température tellement basse que le danger de réaction gênante est sensiblement réduit.
Les additions contribuent en ce cas à maintenir basse la température, ces additions agissant comme masse inerte comme celà est le cas avec le mélange connu de résidus qu'on utilise dans différents procédés de concrétion à tirage par en-dessous lorsque le combustible a une valeur calorifique trop élevée.
Comme masse inerte de ce genre, on peut utiliser des matières dont les propriétés sont améliorées par la cuisson pour le but final envi- sagé. Comme exemple, on peut citer le sable, le grès, des pierres à chaux à faible teneur, des schistes argileux et matières analogues, dans les- quels, par cuisson, on peut obtenir une modification de la surface cristal- line ou une expulsion d'eau d'hydratation, ce qui fait que le pouvoir de réaction des matières est amélioré en ce qui concerne l'hydrate de chaux.
Grâce au choix de la matière inerte, il est possible d'améliorer les pro- priétés du produit du fait que celui-ci peut ainsi donner lieu à des com- binaisons qui réagissent mieux et, par suite, peuvent avoir un effet avan- tageux lors de l'hydratation.
On peut ainsi, par exemple rempla cer dans le procédé de cuis- son connu une charge consistant en une partie de pierre à chaux pour 2,5 parties de schiste par :
1 partie de pierre à chaux
1 partie de schiste alumineux
0,5 à 1,5 " de sable de quartz, d'argile ou autres matières ap-
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propriées. la quantité de matière de remplacement pouvant être fixée d'après la com- position chimique, en particulier la teneur en acide silicique.
Dans la cuisson, la charge doit de préférence, comme celà est courant dans une combustion sur une grille à tirage par en-dessous, être intimement mélangée et sous forme de petits nodules,de manière à obtenir une combustion rapide et efficace. En même temps, il faut cependant avoir soin qu'elle ne soit pas à grains tellement fins qu'aux températures at- teintes il puisse se produire des réactions nuisibles entre la chaux et l'acide silicique. Il est préférable, en général, d'avoir une grosseur des grains de 3 à4 mm. La rapidité de la combustion doit être adaptée à la grosseur du grain de façon qu'elle ne soit pas rapide au point de calciner complètement la matière.
Avec la grosseur de grain indiquée, la vitesse de combustion peut être de l'ordre de 1 cm./min. Le refroidissement peut, de façon avantageuse, se faire rapidement de manière à obtenir une régénéra- tion aussi faible que possible des surfaces cristallines des constituants en acide silicique. Dans une cuisson adaptée de façon correcte de cette ma- nière, on peut obtenir un produit qui peut se broyer facilement, en ce qui concerne également les constituants en acide silicique.
De préférence, la cuisson peut se faire dans une installation du genre décrit dans le brevet belge 495506 dans laquelle les grilles passent en circuit fermé, en maintenant un empilage d'au moins trois grilles parmi lesquelles une grille brûle entre deux grilles plus froides, en évitant ain- si une calcination complète lors de l'allumage et, dans le cas de combustible contenant des matières volatiles, on peut utiliser ces matières volatiles pour l'allumage car elles se précipitent, pour une grande partie, sur la surface de la charge fraîche à allumer.
Pour faire du béton poreux à partir du produit ci-dessus, on peut procéder à la façon habituelle : la matière est finement moulue et on ajoute de l'eau et un agent de formation des pores, par exemples de la poudre d'aluminium, et, après que les pores se sont formés, on conforme la matière et on lui fait faire prise en autoclave où elle se lie' sous l'action de la pression et de la chaleur du fait que l'hydrate de chaux et les constituants en acide silicique réagissent l'un avec l'autre pour former des silicates de chaux.
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PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF A RAW MATERIAL FOR POROUS CONCRETE.
The present invention relates to obtaining a raw material for porous concrete, by firing lime with fuels containing a fossil content.
In the manufacture of porous concrete, a technique has developed which consists in using the pressure setting, known in the manufacture of lime stoneware, to effect the bonding of the baked lime with siliceous constituents. and clay and thus allow the pozzolan effect. Since it is here the pure CaO which is effective, that is to say that we work with a mortar in pure air, it is essential that it does not occur, beforehand. , in the manufacture of the raw material, reactions of lime with other constituents to a substantial extent or that temperatures so high that the lime is completely calcined are not used.
It is known that a satisfactory charge for the purpose in question can be obtained by firing limestone with low fossil fuels, especially alumina shale, the heat given off by the fuel causing separation of the fuel. 'carbonic acid.
The firing is carried out by firing the schists and limestone, arranged in layers, in country ovens.
This somewhat resembles the combustion of a coal stone and thus a satisfactory product can be obtained because the combustion is more or less incomplete, so that, as opposed, for example, to the firing of cement, in which precisely the aim is to carry out reactions between lime and silicates, temperatures so high that they do not reach such high temperatures that complete calcination takes place - or reactions harmful to the subsequent manufacture of concrete porous.
However, this combustion in the manner of a coal grinding wheel has major drawbacks. Incomplete combustion gives rise to
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formation of a thick smoke which is very annoying and harmful to vegetation. There is no practical way to control the air intake and hence the rate of combustion. From the point of view of saving heat, the process is poor, the more so as often appreciable quantities of fuel are not used because the shale is dosed in shale ash according to the desired content of the shale. product. The operation is carried out slowly because, in view of the air draft, only lumpy material and few fines can be used.
The present invention relates to a process by which it is possible to cook, in an economical and precisely adjustable manner, limestone with low fossil fuels, to give a product satisfying all the requirements of a material. first for the manufacture of porous concrete.
In the first place, the invention consists in that the combustion takes place on a grate with draft from below using a charge in which the quantity of fuel is adapted to the quantity of limestone, so as to provide the heat necessary for cooking the lime and, in order to obtain the desired mixing ratio in the product, materials are added thereto which, without containing a large quantity of fuel, are capable of replacing in the product, after cooking, a corresponding amount of fuel ash.
By doing so, very important advantages are obtained.
Heat economy is improved to a great extent because the calorific value of the fuel can be utilized as efficiently as recent bottom draft concretion installations permit. Whereas in the known process one part of limestone is preferably used for two or three parts of shale which may contain up to 2000 calories per kilog, which corresponds to about 5000 calories per kilog for the treated limestone, one can be satisfied, with the process of the invention, of less than 2000 calories per kilog of limestone.
It is therefore possible, for the purpose in question, to use shales with a lower calorific value than previously, for example down to about 700 calories. Due to the fact that the cooking is done on a draft grid from below, that is to say with a depression under the grid, the dissociation temperature used to separate the carbonic acid contained in the stone can be lowered. lime, so that a complete cooking can be carried out at such a low temperature that the danger of an annoying reaction is appreciably reduced.
The additions help in this case to keep the temperature low, these additions acting as an inert mass as is the case with the known mixture of residues which is used in various processes of concretion by drawing down from below when the fuel has a value. calorific too high.
As such inert mass, materials can be used whose properties are improved by baking for the intended end purpose. Examples include sand, sandstone, low-grade limestone, shale and the like, in which, by firing, a modification of the crystal surface or expulsion of crystalline surface can be obtained. water of hydration, so that the reactive power of the materials is improved with regard to the hydrate of lime.
By the choice of the inert material, it is possible to improve the properties of the product, since the latter can thus give rise to combinations which react better and, therefore, can have an advantageous effect. during hydration.
Thus, for example, in the known firing process, it is possible to replace a charge consisting of one part limestone to 2.5 parts shale by:
1 part limestone
1 part of aluminous shale
0.5 to 1.5 "of quartz sand, clay or other related material
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properties. the amount of replacement material can be fixed according to the chemical composition, in particular the content of silicic acid.
In baking, the charge should preferably, as is common in combustion on a bottom draft grate, be thoroughly mixed and in the form of small nodules, so as to achieve rapid and efficient combustion. At the same time, however, care must be taken that it is not so fine-grained that at the temperatures reached there may be harmful reactions between lime and silicic acid. It is generally preferable to have a grain size of 3-4 mm. The speed of combustion must be adapted to the size of the grain so that it is not so rapid as to completely calcine the material.
With the grain size indicated, the burning rate can be of the order of 1 cm./min. The cooling can advantageously be carried out rapidly so as to obtain as little regeneration as possible of the crystalline surfaces of the silicic acid constituents. By properly cooking in this way, a product can be obtained which can be easily ground, also with regard to the silicic acid constituents.
Preferably, the cooking can be done in an installation of the type described in Belgian patent 495506 in which the grids pass in a closed circuit, while maintaining a stack of at least three grids among which one grate burns between two colder grids, in thus avoiding complete calcination during ignition and, in the case of fuel containing volatiles, these volatiles can be used for ignition as they precipitate, for the most part, on the surface of the charge cool to light.
To make porous concrete from the above product, you can proceed in the usual way: the material is finely ground and water and a pore-forming agent, for example aluminum powder, are added. and, after the pores have formed, the material is shaped and made to set in an autoclave where it binds together under the action of pressure and heat because the hydrate of lime and its constituents silicic acid react with each other to form lime silicates.