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L'invention est relative à des formules et des procédés pour la pré- tion et pour la manufacture de ciments et mortiers, par formation d'hydrogels durs et compacts de mineraux et surtout des oxydes et silicates hydratés de ces minéraux. Contrairement à ce qui survient dans la masse des autres ciments connus, dans nos compositions de ciments et mortrerss, il ne se produisent pas des réac- tions chimiques et des reformations chimiques dérangeant la structure moléculaire et/ou crystalline des masse déjà congelées.
Plusieurs participants ont reporté au Congrès International du Béton (Rillem) de Stockholm (7-6-57), qu'en plusieurs cas ils ont observé que les bétons en ciments Portland ne protègent pas les armatures d'acier qui ont été attaqués dangereusement par une oxydation progressive ap la suite d'infiltration d/humidité et de l'air à travers les pores de ces mortiers. L'oxydation de l'acier est accompagnée par une augmentation de son volume qui exerce d'énormes pressions re- foulante le fortier-béton ce qui amène la rupture de l'adhérence entre mortier et l'armature.
Les ciments magnésiens d'oxychlorure et d'oxysulfate de magnésium (ciments SOREL) qu'on utilise surtout pour parquets magnésiens avec mélange de poudres de bois et/ou liège, ont quelques désavantages très sérieu:.. En dehors du prix élevé des sels utilisés, ceux-ci sont tellement hygroscopiques et solubles dans l'eau, que ces compositions ont une sensibilité très prononcée à l'humidité.
Assez souvent, malgré les précautions prises, les parquets présentent des fissures et des fragmentations. La magnésie caustique utilisée pour les mortiers SOREL, doit avoir un pourcentage très limité (6%) de chaux ce qui exclue l'usage de plusieurs gisements de magnésite.
Les compositions cimenteuses relatives à l'invention:sont composées @ en principe de deux groupes de constituants pulvérisés à une finesse de 0,075 mm et plus fine quand possible. En mélangeant un ou plusieurs constituants d'un même groupe avec un ou plusieurs constituants du second autre groupe et en ajoutant dans ce mélange suivant nos instructions de l'eau ordinaire, on a un ciment dont les particles s'adhèrent vigoureusement entre elles, et si on ajoutent à ce ciment des matières inertes de remplissage comme usuel pour;les autres bétons, on a un mortier dans lequel le ciment précité lié vigoureusement et intimement les matières de remplissage. Ces susdites adhérences sont entièrement mécaniques et nullement le résultat de combinaisons chimiques.
Comme il arrive aussi dans le cas des autres ciments, certains mi- néraux connus comme ayant des propriétés amélioratrices des ciments et mortiers, peuvent être ajoutés dans nos ciments et mortiers décrits dans cette présente,et à titre informatif nous les mentionnons comme "constituants auxiliaires".
PREMIER GROUPE "A" DE CONSTITUANTS.
Comme plus convénables, nous avbns choisi les minéraux suivants comme constituants du Groupe "A", à savoir (a) L'oxyde hydraté de magnésium quand et pendant,..qu'il est sous forme colloïdale (Mg(OH)2.xH2O) sous forme de pâte ou emulsion. (b) les oxydes hydratés d'aluminium ( Al(OH)3) connus dans le commerce comme minérais de bauxites soit monohydratés soit tri-hydratés sans tenir compte des impuretés incluses dans ces minérais, (c) les oxydes hydratés de fer (Fe(OH)3) connus comme ochres jaunes sans considération des impuretés accom- pagnant ces hydroxydes, (d) les silicates hydratés de magnésium contenant plus de 9 % d'eau combinée et comme tels nous dénomons les roches "serpentinites pro- venant directement du métamorphisme dans la nature des roches ignées "peridotites" et "pyroxénites", (c)
les silicates magnésiens de formes fibreuses comme les asbests et amiantes de toute qualité indépendamment des impuretés les accompag- nant..
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DEUXIEME GROUPE DE CONSTITUANTS "B".
Nous avons inclus dans ce groupe seulement deux minéraux comme con- vénables et ce sont (a) la poudre fine de moins de 0,075 mm de finesse des miné- raux calicinés jusqu'à maximum de température de 950 centigrade de magnésite (MgC03) ou de Brucite (Mg(OH)2) connus dans le commerce comme magnésie calcinée caustique, sans considération des pourcentages d'impuretés accompagnant ces minéraux lors de leur extraction des gisements et, (b) la poudre plus fine que 0,075 mm de dolomite calcinée à environ 1100 - 1150 centigrade contenant après calcination un minimum de 25 % (vingt-cinq %) d'oxydes de magnésium (MgO), sans considération des impuretés l'accompagnant lors de son extraction des carrières.
Dans ces deux constituants sus-mentionnés, sont compris aussi les roches bruci- tiques et dolomitiques contenant après calcination comme ci-haut une teneur supé- rieure de 20 % en oxydes de magnésium (Mg0). Dans les cas où ces dolomites, roches dolomitiques et roches brucitiques contiennent après calcination une quantité moindre de MgO, on peut les utiliser comme constituants convenables en ajoutant dans leurs poudres de la magnésie calciné caustique en poudre jusqu'à un n'impor- te quel pourcentage complétant ou dépassant le total de 25 % en MgO de teneur.
Les meilleurs résultats sont obtenus dans nos compositions autant que les oxydes de magnésium, contenus dans les dolomites et roches dolomitiques utilisées, sont égaux ou dépassent en quantité les oxydes de calcium contenus dans ces minéraux.
TROISIEME GROUPE DE CONSTITUANTS " Auxiliaires ".
Ce troisième groupe comprend des minéraux accessoires, pouvant amélio- rer ou ajouter des nouvelles propriétés à nos compositions comme par exemple in- dicativement avantages dP isolation, d'étanchéité, de coloration, de dureté, de réduction de poids spécifiques ou apparents et d'ailleurs ces minéraux sont utilisés conventionnellement dans d'autres ciments aussi.
Comme plus convenables nous avons choisi et nous dénommons les déchets végétaax de forme fibreuse comme les sciures et fibres de bois ainsi que leurs poudres, les grénailles et poudres de liège, les plastics de provenance industrielle, les matières isolantes et/ou légères et/ou impréalisantes et/ou polissantes tant naturelles qu'artificiel- les, les déchets provenant du traitement industriel des minéraux et des minérais, les scories des hauts-fourneaux, les sables et grains bauxitiues, d'émeri, de corrundum, de carborundum, de barytine, les laves volcaniques et tout autre produit utilisé conventionnellement dans les mortiers des autres ciments.
QUELQUES COMPOSITIONS EXEMPLAIRES DE NOS CIMMENS MELANGES.
No.l Du groupe "A" 50 parties en poids de pâte préparée en boullant pendant en- viron une heure à environ 80 C - 90 C., de la poudre de mag- nésie calcinée caustique d'une finesse plus fine que 0,075 mm, dans dix fois sont poids d'eau. Par ce bouillonne@ent, la plus grande partie du MgO sera converti en Mg(OH)2 x H20 colloïdal.
Du groupe "B" 70 parties en poids de la poudre de magnésie calcinée cau- stique plus fine que 0,075 mm.
No.2 Du groupe "A" 50 parties en poids de pâte de Mg(OH)2xH2O colloïdal préparé exactement comme décrit ci-haut pour la composition No.l.
50 - 70 parties en poids de poudre de dolomite calcinée à
1100 à 1150 C. d'une finesse plus fine que 0,075 mm. Si le mélange se présente trop boueuxt même après évaporation dans une heure de l'eau libre, corriger la consistence en ajoutant de la poudre de magnésie calcinée caustique*
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No. 3 Du groupe "A" 50 parties en poids de la poudre de minérais de bauxites d' une finesse plus fine que 0,075 mm.
Du groupe "B" 50 parties de poudre fine de magnésie calcinée caustique plus fine que 0,075 mm. qui peut être ajoutée et mélangée di- rectemet à sec avec la poudre de bauxite précitée et après ajouter
25 parties d'eau en poids et mélanger bien.
No.4.Du groupe "A" 50 parties en poids de poudre de bauxite plus fine que
0,075 mm., qu'on mélangera d'abord avec
25 parties en poids d'eau-et ensuite ajouter
Du groupe "B" 50 parties en poids de poudre de dolomite calcinée à 1100 C-
1150 C., plus fine que 0,075 mm. et mélanger avec persis- tance.
No.5.Du Groupe "A" 15 à 25 parties en poids de poudre d'oxydes hydratés de fer (Fe(OH)3) connus comme ochre jaune. La variation de '
15-25 parties en poids dépend de la pureté de ces oxydes, le 15 % étant indiqués pour la pureté de 85% en oxydes de fer et le 25 % pour la pureté de jusqu'à 50% en Fe(OH)3 mélanger avec
35 à 50 parties d'eau jusqu'à homogénité.
Du Groupe "B" 70 parties en poids de poudre démagnésie calcinée caustique plus fine que 0,075 mm.
No.6.Du Groupe "A" 15-à 25 parties en poids de poudres d'oxydes hydratés de fer (Fe(OH)3) comme libellé pour la composition précédente
No.5. d'abord mélanger
35-50 parties en poids d'eau et ensuite du Groupe "B" 70 parties en poids de la poudre de dolomite calcinée comme précédemment stipulé, plus fine que 0,075 mm.
No.7.Du Groupe "A" 40 parties en poids de serpentinite contenant au minimum
9% d'eau de composition en poudre plus fine que 0,045 mm. en pâte avec
40 parties en poids d'eau mélangée bien et du Groupe "B" 70 parties en poids de magnésie calcinée caustique d'une finesse de 0,045 mm ou plus fine,à mélanger avec persis- tance dans la pâte.
No.8.Du Groupe "A" 40 parties en poids de la pâte de serpentinite comme décrite ci-haut mélangée avec 40 parties en poids d'eau et dans cette pâte ajouter du Groupe "B" 35 parties en poids de magnésie calcinée caustique en pou- dre plus fine que 0,045 mm et de du groupe "B" 35 parties en poids de dolomite calcinée en poudre plus fine que 0045 mm.
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REMARQUES GENERALES ET INSTRUCTIONS D'USAGE.
Al. Le calcul d'eau à ajouter dans les compositions susmentionnées avec magnésie calcinée caustique a été établi sur base des données que la magnésie calcinée caustique est fournie par le commerce avec une teneur en MgO de 90%. Etant donné que pour la conversion totale de la magnésie caustique en oxydes hydra- tées de magnésium il faudrait 31% d'eau, les 90% nécessiteront environ 28% d'eau. Les pertes pendant l'usage ont été estimés à environ 3% et on peut estimer que pour avoir une certaine plasticité des mélanges, il faudrait a- jouter encore 10% à 11% d'eau. Le total de 41% d'eau à ajouter est considéré comme convenable quoique le total de la magnésie caustique ne se convertit pas en hydroxydes par et dès humectation avec de l'eau à l'air libre sans bouillir.
La quantité d'eau nécessaire dans les compositions avec dolomite calcinée doit être'estimée comme plus élevée étant donné quel'hydratation chimique des oxydes de calcium contenus s'effectue avec un augmentation de température dans la masse se qui stimule l'évaporation de l'eau d'absorption.
Suivant les conditions climatiques, on doit ajouter dans les dits mélanges avec dolomite calcinée, de l'eau et parfois il sera indiqué qu'on attende pendant environ une demie heure pour estimer si on doit ajouter un peu d'eau encore -ou si on doit densifier avec addition de poudre de magnésie calcinée caustique. En ajoutant les matières inertes de remplissage, il est préférable de les avoir humecté au préalable surtout si elles sont par nature absorba- trices d'eau. Etant donné que les matériapx utilisés ont des propriétés très variées puisqu'ils ne sont pas de qualité standarisée, quelques petits essais d'orientation avec les matières et matériaux surtout ceux du Groupe "A" pré- cité, donneront des indications très utiles.
A2. Les compositions cimenteuses relatives à cette invention ainsi que leurs mor- tiers ne présentent pas dess scontractions ou des expansions ni pendant leur durcissement ni ensuite. Si on utilise pourtant les compositions seules et non pas leurs mortiers, on devra ajouter dans le-mélange une quantité d'en- viron 15 % à 20 % de matériaux en grains de 0,5 mm à 1,5 mm. ceux-ci facili- tant le passage vers la surface , de l'eau libre en excès et de ce fait, les tendances minimes d'ailleurs de contraction, sont totalement neutralisées.
A3. Pour les compositions avec dolomite, on observera que l'effervescence et bouillonnement accompagnant d'ordinaire l'hydratation de la chaux vive ne se produira pas et en lieu et place il y aura une douce augmentation de tempé- rature dans le mélange humide inoffensive et tolérable pour les ouvriers.
C'est un avantage pour travaux pendant l'hiver et pour les régions froides.
A4. Nos compositions cimenteuses ont une plus grande affinité d'adhésion avec les matières inertes ayant des surfaces poreuses et/ou rugeuses qu'avec celles ayant des surfaces vitrées ou lustrées. On obtiendra des résistances bien supérieures avec sables bauxitiques qu'avec sables de silice. Les matériaux du groupe "auxiliaire" sont entre les meilleurs à utiliser avec nos ciments comme inertes.
A5. Prenant les constituants classés dans le groupe "A" précité, on peut utiliser un mélange de ceux-ci ou un mélange de deux ou de trois entre eux au lieu d' un seul et ceci en proportions variantes. Naturellement ces susdits mélanges tiennent la place de constituants du groupe "A" et pour avoir un ciment on doit ajouter la proportion indiquée de constituants du groupe "B". On peut aussi utiliser un mélange de magnésie calcinée caustique et de dolomite cal- cinée au lieu d'un de ces deux constituants du groupe "B". On doit avoir en vue, qu'un excès des hydroxydes de fer si très grand, peut donner des résul- tats très pauvres, car ce matériel se comporte comme inerte si la magnésie caustique n'est pas en quantité suffisante.
A6. Nos compositionsccimenteuses peuvent être utilisées pour l'amélioration des autres ciments et d'autres mortiers. Ainsi en ajoutant 25% de nos compositions
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avec magnésie calcinée caustique dans les mortiers avec chaux vive ou avec dolomite,on peut accélérer les prises et durcissement de ces autres mortiers à prise lente, ou à prise tardive. L'addition, de 25% de nos compositions avec magnésie caustique et bauxites dans les mortiers avec ciments portland, on peut réduire sensiblement leurs tendances de contraction, leur porosité et leur perméabilité. En appliquant un enduit ou une couche protectrice avec nos compositions avec magnésie caustique sur les fers d'armature des bétons, on peut protéger ces fers contre l'humidité d'infiltration et contre l'accès d'air.
Nos compositions dans ce cas, établissent une adhésion vigoureuse avec les hydroxydes recouvrant presque toujours les fers et il en résultera une isolation des barres de l'armature ; on peut ajouter le béton nor- mal sur cet enduit.
PRISE, DURCISSEMENT, PROPRIETES LIANTES.
Dans les mélanges humides de nos compositions, et leurs mortiers, les particules des constituants du Groupe "B" s'attachent aux particules des constituants du groupe "A" pour sucer l'humidité que ceux-ci ont absorbé et retenu. Si on, a le soin de densifier le mortier préparé, par compression, ou par vibration, ou- autrement, l'adhésion précitée entre les particules des deux constituants, devient encore plus intime et plus forte. L'eau absorbée ainsi par les particules de la magnésie calcinée caustique ou de la dolomite calcinée est en partie fixée par ces deux derniers constituants qui se convertissent partiellement en hydroxydes.
L'eau qui restera libre, sera chassée vers la surface d'où elles évaporisera à l'air libre. L'adhésion ainsi obtenue dans la masse des mortiers restera in- alterée après dessication complète en permanence. Apres une première dessication comme susmentionné, il est nécessaire très souvent, qu'on procède à une nouvelle humectation du mortier jusqu'à ce qu'il soit encore une fois trempé, avec eau, et après la dessication naturelle qui .suivra, on aura les résistances normales de nos compositions cimenteuses en premier stage, étant donné qu'ultérieurement et progressivement il y aura à s'attendre à une augmentation de ces résistances au fur et à mesure qu'il y aura conversion en hydroxydes de la magnésie calcinée caustique et/ou de la dolomite calcinée, restées encore inconverties.
Le durcissement et le commencement de la prise de ces ciments et mor- tiers, commencent avec le dessèchement naturel à l'air libre et ils se développent avec le progrès de ce déssechement-dessication. Normalement, les épprouvettes peuvent être retirées de leurs moules dans les 36 heures pour être exposées au dessèchement naturel. A la température nbrmale de 20 C. le dessèchement sera assez avancé en cinq jours pour permettre un premier essai de résistances et on peut estimer qu'en 12 jours environ le dessèchement sera d'environ 85% permettant un nouveau essai de résistances. Les épprouvettes à essayer en 21 jours, pourront être placées le 12e jour sous sable humide pour trois jours et ensuite rétirées pour dessication finale, et essais définitifs.
Dans des cas très rares, il a été remarqué qu'une troisième humectation de trois jours avec nouveau dessèchement donne une augmentation des résistances. Les humectations précitées et les des- sechements ne prpduisent pas des tendances de contraction ou d'expansion dans nos mortiers. Nous reppellons que les roches en général, quand trempées d'humi- dité, présentent 1/9 environ de leurs résistances mécaniques quand elles sont à l'état sec. La fixation chimiquement de l'eau d'absorption par la magnésie calcinée caustique et par la dolomite calcinée, par sa solidification dans les pores, constitue une imperméalisation progressive de nos mortiers devenant à la fin une masse-monobloc.
L'adhésion de nos ciments avec les matériaux inertes de remplissage est de même très vigoureuse et elle reste inderangêe en permanence ce qui a comme résultat un avantage incomparable, celui de donner aux mortiers non pas les résistances mécaniques de nos ciments mais celles des matériaux de remplissage. On peut ainsi utiliser des matériaux extra durs comme l'émeri, le carborundum, les grains de bauxites et de fer, pour avoir des résistances impossi-
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bles à obtenir avec d'autres ciments.
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The invention relates to formulas and processes for the preparation and for the manufacture of cements and mortars, by forming hard and compact hydrogels of minerals and especially of hydrated oxides and silicates of these minerals. Contrary to what occurs in the mass of other known cements, in our cement and mortar compositions, chemical reactions and chemical reformations do not occur which disturb the molecular and / or crystalline structure of the already frozen masses.
Several participants reported to the International Concrete Congress (Rillem) in Stockholm (7-6-57), that in several cases they observed that Portland cement concretes do not protect steel reinforcements which have been dangerously attacked by a progressive oxidation following the infiltration of moisture and air through the pores of these mortars. The oxidation of the steel is accompanied by an increase in its volume which exerts enormous pressures repressing the concrete block which causes the rupture of the adhesion between the mortar and the reinforcement.
Magnesium oxychloride and magnesium oxysulphate magnesium cements (SOREL cements), which are used mainly for magnesian floors with a mixture of wood and / or cork powders, have some very serious disadvantages: .. Apart from the high price of salts used, these are so hygroscopic and soluble in water, that these compositions have a very pronounced sensitivity to humidity.
Quite often, despite the precautions taken, the floors show cracks and fragments. The caustic magnesia used for SOREL mortars must have a very limited percentage (6%) of lime which excludes the use of several magnesite deposits.
The cementitious compositions relating to the invention: are composed in principle of two groups of constituents sprayed to a fineness of 0.075 mm and finer when possible. By mixing one or more constituents of the same group with one or more constituents of the second other group and adding to this mixture according to our instructions ordinary water, we have a cement whose particles adhere vigorously to each other, and if inert filling materials are added to this cement as usual for other concretes, we have a mortar in which the aforementioned cement vigorously and intimately binds the filling materials. These aforementioned adhesions are entirely mechanical and in no way the result of chemical combinations.
As also happens in the case of other cements, certain minerals known to have cement and mortar improving properties can be added to our cements and mortars described herein, and for information we mention them as "auxiliary constituents. ".
FIRST "A" GROUP OF CONSTITUENTS.
As more suitable, we have chosen the following minerals as constituents of Group "A", namely (a) Hydrous oxide of magnesium when and during, .. that it is in colloidal form (Mg (OH) 2.xH2O ) as a paste or emulsion. (b) hydrated aluminum oxides (Al (OH) 3) known commercially as bauxite ores either monohydrate or trihydrate without taking into account the impurities included in these ores, (c) hydrated iron oxides (Fe (OH) 3) known as yellow ochres regardless of the impurities accompanying these hydroxides, (d) hydrated magnesium silicates containing more than 9% combined water and as such we denominate rocks "serpentinites coming directly from metamorphism in nature of igneous rocks "peridotites" and "pyroxenites", (c)
magnesian silicates in fibrous forms such as asbestos and asbestos of any quality regardless of the accompanying impurities.
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SECOND GROUP OF "B" CONSTITUENTS.
We have included in this group only two minerals as suitable and these are (a) the fine powder of less than 0.075 mm fineness of calicinated minerals up to a maximum temperature of 950 centigrade of magnesite (MgCO3) or Brucite (Mg (OH) 2) known commercially as caustic calcined magnesia, regardless of the percentages of impurities accompanying these minerals during their extraction from the deposits and, (b) the powder finer than 0.075 mm of calcined dolomite at approximately 1100 - 1150 centigrade containing after calcination a minimum of 25% (twenty-five%) of magnesium oxides (MgO), without considering the impurities accompanying it during its extraction from the quarries.
These two aforementioned constituents also include brucitic and dolomitic rocks containing, after calcination as above, a content greater than 20% of magnesium oxides (Mg0). In cases where these dolomites, dolomitic rocks and brucitic rocks contain after calcination a lesser amount of MgO, they can be used as suitable constituents by adding in their powders caustic calcined magnesia powder to any extent. percentage supplementing or exceeding the total of 25% in MgO content.
The best results are obtained in our compositions as much as the magnesium oxides, contained in the dolomites and dolomitic rocks used, are equal to or exceed in quantity the calcium oxides contained in these minerals.
THIRD GROUP OF "Auxiliary" CONSTITUENTS.
This third group includes accessory minerals, which can improve or add new properties to our compositions such as, for example, the advantages of insulation, sealing, coloring, hardness, reduction in specific or apparent weight and elsewhere these minerals are conventionally used in other cements as well.
As more suitable we have chosen and we denote vegetal waste in fibrous form such as sawdust and wood fibers as well as their powders, granules and cork powders, plastics of industrial origin, insulating and / or light materials and / or impregnating and / or polishing both natural and artificial, wastes from industrial processing of minerals and ores, slag from blast furnaces, sands and bauxite grains, emery, corrundum, carborundum, barite , volcanic lava and any other product conventionally used in mortars for other cements.
SOME EXEMPLARY COMPOSITIONS OF OUR MIXED CIMMENS.
No. 1 From group "A" 50 parts by weight of dough prepared by rolling for about one hour at about 80 C - 90 C., caustic calcined magnesia powder of fineness finer than 0.075 mm , in ten times are weight of water. By this bubbling, most of the MgO will be converted into colloidal Mg (OH) 2 x H20.
From group "B" 70 parts by weight of the calcined magnesia powder finer than 0.075 mm.
No. 2 From group "A" 50 parts by weight of colloidal Mg (OH) 2xH2O paste prepared exactly as described above for composition No. 1.
50 - 70 parts by weight of calcined dolomite powder
1100 to 1150 C. with a fineness finer than 0.075 mm. If the mixture is too muddy even after evaporating in one hour of free water, correct the consistency by adding caustic calcined magnesia powder *
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No. 3 From group "A" 50 parts by weight of bauxite ore powder of fineness finer than 0.075 mm.
From group "B" 50 parts of fine powder of calcined caustic magnesia finer than 0.075 mm. which can be added and mixed directly to dryness with the aforementioned bauxite powder and then add
25 parts water by weight and mix well.
No.4. Of group "A" 50 parts by weight of bauxite powder finer than
0.075 mm., Which will first be mixed with
25 parts by weight of water - and then add
From group "B" 50 parts by weight of dolomite powder calcined at 1100 C-
1150 C., finer than 0.075 mm. and mix persistently.
No. 5. From Group "A" 15 to 25 parts by weight of powder of hydrated oxides of iron (Fe (OH) 3) known as yellow ocher. The variation of '
15-25 parts by weight depends on the purity of these oxides, the 15% being indicated for the purity of 85% in iron oxides and the 25% for the purity of up to 50% in Fe (OH) 3 mix with
35 to 50 parts of water until homogeneous.
From Group "B" 70 parts by weight of caustic calcined demagnesium powder finer than 0.075 mm.
No. 6. From Group "A" 15-25 parts by weight of powders of hydrated iron oxides (Fe (OH) 3) as wording for the previous composition
No.5. first mix
35-50 parts by weight of water and then from Group "B" 70 parts by weight of the calcined dolomite powder as previously stipulated, finer than 0.075 mm.
No. 7. Of Group "A" 40 parts by weight of serpentinite containing at least
9% water of powder composition finer than 0.045 mm. in paste with
40 parts by weight of water mixed well and Group "B" 70 parts by weight of caustic calcined magnesia of a fineness of 0.045 mm or finer, to be mixed persistently into the paste.
No. 8. Of Group "A" 40 parts by weight of the serpentinite paste as described above mixed with 40 parts by weight of water and in this paste add of Group "B" 35 parts by weight of caustic calcined magnesia in powder finer than 0.045 mm and of group "B" 35 parts by weight of calcined dolomite in powder finer than 0045 mm.
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GENERAL NOTES AND INSTRUCTIONS FOR USE.
Al. The calculation of water to be added in the above-mentioned compositions with caustic calcined magnesia was established on the basis of data that the caustic calcined magnesia is commercially available with an MgO content of 90%. Since the total conversion of the caustic magnesia to the hydrated oxides of magnesium would require 31% water, the 90% would require about 28% water. The losses during use have been estimated at about 3% and it can be estimated that in order to have a certain plasticity of the mixtures, another 10% to 11% of water should be added. The total of 41% water to be added is considered adequate although the total of the caustic magnesia does not convert to hydroxides by and upon wetting with water in the open air without boiling.
The quantity of water required in the compositions with calcined dolomite should be estimated as higher since the chemical hydration of the calcium oxides contained takes place with an increase in temperature in the mass which stimulates the evaporation of the water. absorption water.
Depending on the climatic conditions, we must add in the said mixtures with calcined dolomite, water and sometimes it will be indicated that we wait for about half an hour to estimate whether we should add a little more water - or if we must densify with the addition of caustic calcined magnesia powder. When adding inert filler materials, it is preferable to have them moistened beforehand, especially if they are inherently water absorbent. Since the materials used have very varied properties since they are not of standardized quality, a few small orientation tests with the materials and materials, especially those of Group "A" mentioned above, will give very useful indications.
A2. The cementitious compositions relating to this invention as well as their mortars do not show contractions or expansions neither during their curing nor afterwards. If, however, the compositions are used alone and not their mortars, an amount of about 15% to 20% of material in grains of 0.5 mm to 1.5 mm should be added to the mixture. these facilitate the passage towards the surface, of the free water in excess and thus, the minimal tendencies of contraction, are completely neutralized.
A3. For compositions with dolomite, it will be observed that the effervescence and bubbling usually accompanying the hydration of quicklime will not occur and instead there will be a gentle increase in temperature in the harmless and humid mixture. tolerable for workers.
This is an advantage for work during winter and for cold regions.
A4. Our cementitious compositions have a greater adhesion affinity with inert materials having porous and / or rough surfaces than with those having glazed or glossy surfaces. Much higher strengths will be obtained with bauxite sands than with silica sands. The materials of the "auxiliary" group are among the best to use with our cements as inert.
AT 5. Taking the constituents classified in the aforementioned group "A", it is possible to use a mixture of these or a mixture of two or three of them instead of one and this in varying proportions. Of course these aforementioned mixtures take the place of constituents of group "A" and to have a cement, the indicated proportion of constituents of group "B" must be added. A mixture of caustic calcined magnesia and calcined dolomite can also be used instead of one of these two Group "B" constituents. It must be borne in mind that such a very large excess of iron hydroxides can give very poor results, since this material behaves as inert if the caustic magnesia is not in sufficient quantity.
A6. Our cementing compositions can be used for the improvement of other cements and other mortars. Thus by adding 25% of our compositions
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with caustic calcined magnesia in mortars with quicklime or with dolomite, it is possible to accelerate the setting and hardening of these other slow setting or late setting mortars. The addition of 25% of our compositions with caustic magnesia and bauxites in mortars with portland cements, we can significantly reduce their contraction tendencies, their porosity and their permeability. By applying a coating or a protective layer with our compositions with caustic magnesia on the reinforcing bars of concrete, we can protect these bars against infiltration moisture and against air access.
Our compositions in this case establish a vigorous adhesion with the hydroxides almost always covering the irons and this will result in insulation of the bars of the reinforcement; normal concrete can be added to this plaster.
SETTING, CURING, BINDING PROPERTIES.
In the wet mixtures of our compositions, and their mortars, the particles of the constituents of Group "B" attach themselves to the particles of the constituents of the "A" group to suck the moisture which these have absorbed and retained. If care is taken to densify the prepared mortar, by compression, or by vibration, or otherwise, the aforementioned adhesion between the particles of the two constituents becomes even more intimate and stronger. The water thus absorbed by the particles of the caustic calcined magnesia or of the calcined dolomite is partly fixed by these last two constituents which are partially converted into hydroxides.
The water that will remain free will be driven to the surface from where they will evaporate in the open air. The adhesion thus obtained in the mass of the mortars will remain unchanged after permanent complete desiccation. After a first drying as mentioned above, it is very often necessary that we proceed to a new wetting of the mortar until it is once again soaked, with water, and after the natural desiccation which will follow, we will have the normal strengths of our first-stage cementitious compositions, given that subsequently and gradually there will be an increase in these strengths as there is conversion into hydroxides of the caustic calcined magnesia and / or calcined dolomite, still unconverted.
The hardening and the beginning of the setting of these cements and mortars begin with the natural drying out in the open air and they develop with the progress of this drying-desiccation. Normally, specimens can be removed from their molds within 36 hours to be exposed to natural drying out. At the nbrmale temperature of 20 ° C., the drying out will be sufficiently advanced in five days to allow a first resistance test and it can be estimated that in about 12 days the drying out will be about 85% allowing a new resistance test. The test tubes to be tested in 21 days can be placed on the 12th day in wet sand for three days and then removed for final drying and final tests.
In very rare cases, it has been observed that a third wetting of three days with further drying gives an increase in resistance. The aforementioned wetting and drying out do not cause contraction or expansion tendencies in our mortars. We recall that rocks in general, when wet with humidity, exhibit about 1/9 of their mechanical strength when they are in the dry state. The chemical fixation of the water of absorption by the caustic calcined magnesia and by the calcined dolomite, by its solidification in the pores, constitutes a progressive impermeability of our mortars becoming at the end a single-piece mass.
The adhesion of our cements with the inert filling materials is likewise very vigorous and it remains permanently undisturbed which results in an incomparable advantage, that of giving the mortars not the mechanical strengths of our cements but those of the construction materials. filling. It is thus possible to use extra hard materials such as emery, carborundum, bauxite and iron grains, in order to have impossible resistances.
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bles to be obtained with other cements.