BE570426A - - Google Patents

Description

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   La présente invention est relative à un procédé pour accélérer la prise de liants hydrauliques et à l'application de ce procédé en relation avec la fabrication de produits en ciment et en béton tels que des éléments destinés au bâtiment et analogues. 



   En vue de beaucoup de buts il est intéressant d'accélérer la prise et le durcissement de liants hydrauliques. C'est par exemple le cas dans la fabrication en série de corps en béton par moulage de béton dans des moules lors- que l'on désire utiliser les moules pour plusieurs opérations successives de moulage avec une perte de temps aussi faible que possible. Un autre exemple est la fabrication de béton cellulaire lorsque l'on désire stabiliser la structure poreuse et rendre la masse adaptée pour être tranchée aussi rapidement que pos- sible et en conséquence abréger le processus de fabrication.

   En particulier, dans le cas d'utilisation de liants hydrauliques ayant un faible pouvoir hydraulique, tels que scorie de haut-fourneau basique, chaux hydraulique, cendre de schiste et analogues, avec lesquels les réactions de durcissement procèdent très lente- ment, il est souvent important d'accélérer lesdites réactions et de raccourcir ainsi le délai requis pour le durcissement. 



   Il est généralement connu que la prise et par conséquent le durcis- sement de ciment et de liants hydrauliques similaires peuvent être accélérés au moyen de l'addition de petites quantités de différents produits chimiques. 



  Les mieux connus et les plus souvent utilisés à cet effet sont des additions de sulfates plus ou moins solubles tels que gypse, chlorures métalliques, spé- cialement chlorure de calcium et de sodium, mais également chlorure d'aluminium et chlorure ferrique, en outre hydroxydes alcalins, silicate de sodium, carbona- tes ou phosphates alcalins. Cependant, ces additions entraînent souvent de con- sidérables inconvénients. Ainsi, par exemple, les chlorures tendent souvent à provoquer la corrosion et les sels alcalins et les sulfates augmentent la teneur en sels solubles dans l'eau dans le produit, ce qui augmente le risque d'efflo- rescence. De plus, les sulfates peuvent avoir un effet nuisible par suite de la formation de   sulfo-alumirates.   



   Selon la présente invention, il a été maintenant trouvé de façon surprenante que le processus de prise de liants hydrauliques peut être considé- rablement accéléré sans aucun des désavantages ou inconvénients susmentionnés, si l'on ajoute au liant une petite quantité d'un carbonate basique de magnésium finement divisé. 



   Basé sur cette découverte , le processus de la présente invention comprend le fait d'ajouter au liant un carbonate basique de magnésium finement divisé, en une quantité d'environ 0,1 à 5 %, basée sur le poids du liant. 



   Il a été prouvé que de cette façon le délai requis pour que la prise du liant hydraulique commence, peut être diminué ou abrégé jusqu'à seulement la moitié ou le tiers ou le cinquième ou encore moins de celui requis lorsqu'il n'y a pas d'addition ou carbonate basique de magnésium. Cependant, une condition essentielle pour obtenir ce résultat favorable est que le carbonate basique de magnésium soit dans un état de division extrêmement fine ou, en d'autres termes, qu'il offre une très grande surface. 



   En accord avec cela, le carbonate basique de magnésium est de préfé-   rence   ajouté sous la forme du produit connu dans le commerce sous la dénomina- tion de    'carbonate   basique de magnésium léger", dit également "magnésie blanche" lorsqu'on l'utilise à des fins pharmaceutiques, dont la "densité apparente" est inférieure à 0,3. La composition de ce produit n'est pas exactement connue mais on suppose qu'il correspond à la formule 3 Mg C03. Mg   (OH)2.   3 H20 ou à la for- mule 4   Mg   C03.

   Mg (OH)2. 4 H20 ( Abegg : Handtüch der anorganischen Chemie, Zweiter Band, Zweiter Abteilung, Leipzig 1905), ou à la formule 5 MgO. 4 C02 x H20 dans laquelle le nombre entier x peut être 6 ou 5, selon le procédé de prépara- tion du composé (cf.   Kirk-Othmer :   Encyclopedia of Chemical Technology, Volume   8, 1952,   page 596). 

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   Comme exemples de l'effet obtenu par l'addition de carbonate basique de magnésium aux liants hydrauliques selon l'invention, on peut mentionner les va- leurs suivantes, qui ont été obtenues par la détermination du   temps 63   prise selon la méthode de   Vicat   (DIN 1164 µ 24 b ) :

   
 EMI2.1 
 
<tb> Liant <SEP> Addition <SEP> de <SEP> car- <SEP> la <SEP> prise <SEP> commence
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  5
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Ainsi qu'il ressort de ce tableau, le processus de prise est accé- léré jusqu'à un très grand degré par l'addition du carbonate basique de magné- sium. Cet effet est particulier et hautement surprenant, étant donné que ni le carbonate de magnésium neutre ni l'hydroxyde de magnésium n'ont été trouvés posséder quelque effet appréciable.

   En réalité, les sels de magnésium sont considérés comme étant des retardateurs de la prise de ciment   ("Proceeding   of the Symposium on the Chemistry of Cements", Stockholm 1938, published by Ingen- jörsvetenskapsakademien, Stockholm 1939, page 299). 



   Le procédé selon l'invention peut être avantageusement appliqué pour accélérer le processus de prise de liants hydrauliques de différents genres. 



  En général, le terme ou expression "liant hydraulique" utilisé dans la présen- te demande doit être entendu comme comprenant des liants inorganiques contenant du silicate de calcium et/ou de l'aluminate de calcium comme constituants hy- drauliques. Comme exemples de cela, on peut mentionner le ciment de Portland, le ciment naturel, la scorie hydraulique ou le ciment de scorie, le ciment d'aluminate de calcium, également la chaux hydraulique ou les mélanges de chaux et de matériaux du genre pouzzolane ou de produits de   déchet,.   tels que cendre de schiste, cendre légère, cendre de coke et analogues. 



   L'addition du carbonate basique de magnésium au liant hydraulique peut avoir lieu de différentes façons, par exemple en mélangeant les consti- tuants finement divisés à l'état sec ou en les broyant ensemble par broyage sec   ou   humide. En pratique, en général, on a trouvé appropriées des quantités allant environ de 0,5 à   2 %   en poids, basées sur le liant hydraulique . L'addition du carbonate basique de magnésium peut naturellement être combinée avec l'addition d'autres régulateurs de prise connus en eux-mêmes comprenant ceux auxquels on s' est référé ci-dessus, sous la supposition que cela a lieu seulement en si peti- tes quantités qu'il n'en résultera pas d'effets désavantageux.

   En outre, spécia- lement lorsque les constituants sont mélangés à l'état humide, on peut ajouter un agent   tensio-actif   pour faciliter la dispersion du carbonate basique de magné- sium dans le liant hydraulique. Comme exemples de cela, on peut mentionner la triéthanolamine, qui peut être ajoutée en une quantité de 0,01 à 0,1 %, basée sur 

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 le poids du liant hydraulique. 



   Comme exemples d'application du procédé selon l'invention en relation avec la fabrication de ciment et de béton et de produits faits avec eux, on peut mentionner spécialement la fabrication de ciment de scorie et la production d'éléments en béton cellulaire destinés au bâtiment. A cet effet, le liant hydrau- lique est mélangé avec le carbonate basique de magnésium dans les proportions indiquées ci-dessus et avec d'autres constituants classiques de telles composi- tions en des proportions appropriées pour former la composition désirée de ci- ment de scorie ou de béton cellulaire. Grâce à l'addition du carbonate basique de magnésium, la prise de la masse de ciment ou de béton se produit dans un temps ou délai considérablement plus court que ce n'est autrement le cas.

   A d'autres points de vue, la fabrication est mise en oeuvre et procède comme il est connu en soi et, en conséquence, le délai total requis pour la fabrication est abrégé, de façon correspondante. 



   La façon de mettre l'invention en oeuvre dans la pratique est décri- te plus en détail dans les exemples suivants. 



   EXEMPLE 1 
Un ciment de scorie est produit en broyant ensemble les constituants suivants : Scorie basique de haut-fourneau en grains ....... 25-65 parties en poids Clinker de ciment de Portland 35-75 idem Carbonate basique de magnésium léger ......... 0,5-2 idem 
Grâce à l'addition du carbonate basique de magnésium, le délai requis avant que ne commence la prise est abrégé depuis plus de 5 heures jusqu'à 1-2 heures. 



   EXEMPLE 2 
Un ciment de scorie est préparé en broyant ensemble 100 parties en poids de scorie de haut-fourneau en grains et   0,5-2   parties en poids de carbo- nate basique de magnésium léger. Ce ciment de scorie peut être alors mélangé avec du gravier et de l'eau de façon à former un mélange pour béton. 



   Il est également possible de soumettre séparément la scorie à un broyage humide et d'ajouter alors le carbonate basique de magnésium simultané- ment avec le gravier à la boue de scorie obtenue par le broyage. 



   Le ciment de scorie ou le béton de scorie, respectivement, produit de cette   façon ,   est spécialement approprié pour la construction de barrages. 



   EXEMPLE 3 
Pour la fabrication de béton cellulaire, de la scorie et du sable sont broyés séparément ou ensemble jusqu'à l'état de poudre fine. Ces poudres sont alors mélangées avec de l'eau de façon à former une bouillie, et l'on peut y ajouter du ciment de Portland ou du clinker de ciment broyé afin d'obte- nir un mélange contenant les constituants solides dans les proportions suivantes :

   Sable......................... 20-50 parties en poids Scorie basique de haut-fourneau en grains .......   10-70   " Ciment de Portland ou clinker de ciment jusqu'à .... 30 " Carbonate basique de magnésium léger ......... 0,1-3 " 
On ajoute alors à cette bouillie un agent donnant naissance à un gaz, par exemple 0,01 - 0,5 partie en poids de poudre d'aluminium, ou une mousse y est mécaniquement incorporée afin de produire de la porosité dans la masse et l'expansion de celle-ci. Lorsque cela a eu lieu, il est désiré d'obtenir que la masse soit dans une condition de prise suffisante pour être tranchée aussitôt que possible et, par suite de l'addition du carbonate basique de magnésium, le délai requis pour cela est abrégé depuis plus de 24 heures jusqu'à seulement 

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 4 à 10 heures.

   La masse est alors tranchée ou sciée en dalles ou blocs plus petits qu'on laisse arriver jusqu'au durcissement final afin d'obtenir leur résistance maximum. En général,, ce durcissement est provoqué en soumettant le béton à un traitement à la vapeur dans des autoclaves sous une pression de 5 - 15   kg/cm2   pendant par exemple 5 - 20 heures. 



   Si le durcissement final est effectué par traitement à la vapeur, il est essentiel que le sable contienne du quartz ou d'autres minéraux siliceux ayant une teneur élevée en silice. Le sable peut également être remplacé totalement ou partiellement par de la cendre légère, de la cendre de schiste ou analogues. 



   Il a été trouvé que par l'addition du carbonate basique de magnésium non seulement la prise du béton est accélérée, mais également en plus de cela, que les propriétés de résistance des corps en béton sont considérablement plus élevées que dans le'cas où l'on utilise le même mélange sans addition du car- bonate basique de magnésium. Ainsi, les corps en béton produits dans cet exemple ayant une densité apparente de 0,5 ont été trouvés avoir une résistance mécani- que de 40 kg/cm2, tandis que des corps en béton produits à partir du même mé- lange pour béton sans addition de carbonate basique de magnésium et de la même densité ne possèdent qu'une résistance de 30 kg/cm2. 



     EXEMPLE   4 
Un béton cellulaire est préparé à partir des constituants suivants : Sable ........................ 50-80 parties en poids Clinker de ciment de Portland broyé jusqu'à la 50-80 parties poids finesse de ciment ................ 20-50 Carbonate basique de magnésium léger ........ 0,2-2,5 " Potasse .......................   0,1-2,0   
A la différence de l'exemple   3,   dans ce cas on n'ajoute pas de scorie de haut-fourneau comme constituant hydraulique du mélange et, en outre, 'le carbonate basique de magnésium est utilisé en combinaison avec de la potasse comme régulateur de temps de prise. A d'autres points de vue la fabrication est mise en oeuvre de la même façon que dans l'exemple 3. 



   REVENDICATIONS 
1. Procédé pour accélérer la prise de liants hydrauliques, caracté- risé par l'addition au liant hydraulique d'un carbonate basique de magnésium fi- nement divisé en une quantité d'environ 0,1 à 5 %, de préférence 0,5 - 2 %, basée sur le poids du liant. 



   2. Le procédé selon 1, dans lequel le carbonate basique de magnésium est ajouté sous la forme de carbonate basique de magnésium est ajouté sous la for- me de carbonate basique de magnésium léger (magnésie blanche). 



   3. Le procédé selon 1, ou 2, dans lequel une substance tensio-active telle que la triéthanolamine est ajoutée pour faciliter la dispersion du carbo- nate basique de magnésium dans le liant hydraulique. 



   4. Le procédé selon 1, 2 ou 3, appliqué à la fabrication de ciment de scorie. 



   5. Le procédé selon 4, dans lequel 25-65 parties en poids de scorie basique de haut-fourneau et 35-75 parties en poids'de clinker de ciment de Portland sont finement broyées et mélangées avec 0,5-2 parties en poids de carbo- nate basique de magnésium léger. 



   6. Le procédé selon 1, 2 ou 3, appliqué à la fabrication de béton cellulaire. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1. Le procédé selon 6, dans lequel 20-50 parties en poids de sable, 10-70 parties en poids de scorie basique de haut-fourneau, jusqu'à 30 % en poids <Desc/Clms Page number 5> de ciment ou de clinker de ciment broyé et 0,1 - 3 parties en poids de carbo- nate basique de magnésium léger sont intimement mélangés et mis en suspension dans l'eau de façon à former une bouillie, après quoi la masse est rendue poreu- se grâce à l'addition d'un agent donnant naissance à un gaz ou d'une mousse et on la laisse alors faire prise, la prise étant accélérée grâce à l'addition du- dit carbonate basique de magnésium.

   8. Le procédé selon 6, dans lequel 50-80 parties en poids de sable ou autre minéral siliceux ayant une teneur élevée en silice, 20-50 parties en poids de clinker de ciment de Portland finement broyé, 0,2 - 2,5 parties en poids de carbonate basique de magnésium léger et 0,1 - 2,0 parties en poids de potasse sont intimement mélangées et mises en suspension dans l'eau afin de former une bouillie, après quoi la masse est rendue poreuse par addition de poudre d'aluminium et on la laisse alors faire prise,- la prise étant accélérée par l'addition dudit carbonate basique de magnésium.

   9. Le procédé selon 7 et 8, dans lequel le mélange pour béton est soumis à un durcissement à la vapeur sous une pression de 5 - 15 kg/cm2.