"Procédé de fabrication de béton léger"
Le béton léger a été jusqu'ici fabriqué,
en principe, suivant deux procédés différents dans leur concept; le produit peut donc se subdiviser en deux groupes :
1. le béton cellulaire et
2. le béton léger avec adjuvants légers spéciaux.
La caractéristique essentielle qui distingue les deux procédés résulte des modalités de fabrication différentes.
Le béton cellulaire est un produit composé de sable quartzeux fin, de chaux et de poudre d'aluminium, dans des proportions répondant à la densité apparente souhaitée. Par suite de son action expansive, la poudre d'aluminium provoque l'apparition de pores dans le béton. Un béton léger produit de cette façon ne peut toutefois durcir et atteindre sa résistance qu'au moyen d'autoclaves.
En revanche, le béton léger avec adjuvants légers spéciaux est produit en ajoutant des quantités appropriées de pellets d'argile cuits, de laitier de haut fourneau expansé, de gravier enveloppé de mousse, de polystyrène expansé (Styropor) au mélange de béton
<EMI ID=1.1>
types de béton léger cités en premier lieu est déterminée par la granulométrie de l'adjuvant, c'est-à-dire
que l'inclusion d'air désirée est atteinte par une granulométrie déterminée de l'adjuvant léger.
Dans le cas du béton à base de polystyrène expansé (Styropor), les pellets de polystyrène sont ajoutés au mortier de ciment dans une proportion appropriée, selon la densité apparente désirée.
Les procédés cités exigent d'abord, dans chaque cas, la préparation des adjuvants employés dans
des installations spécialement mises au point et érigées dans ce but.
Les inconvénients de ces deux procédés connus de fabrication de béton léger résultent du fait
que ce type de béton léger ne peut se fabriquer que dans un nombre limité de densités apparentes. Par ailleurs,
ce type de béton léger ne peut être produit que dans
des usines spécialement destinées à cette fabrication.
En raison du durcissement en autoclave, la préparation
du béton sur place n'est pas non plus possible.
Un autre important inconvénient des types de béton cellulaires connus jusqu'ici est que l'absorption d'eau par capillarité est considérable. Ces types de béton ne résistent donc pas au gel.
Dans le cas des types de bétons légers à base d'argile expansée ou de matériaux analogues, la
force d'aspiration capillaire n'est pas aussi grande que dans le cas du béton cellulaire, mais toutefois, l'humidité de compensation se situe à un niveau élevé, c'est-à-dire que l'eau absorbée par les pellets d'argile pendant le mélange dans le mortier de ciment n'est rétrocédée que très lentement, de sorte que, même après cinq ans, le béton contient toujours une forte quantité d'humidité résiduelle. La capacité calorifuge d'un tel béton léger est donc fortement compromise.
<EMI ID=2.1>
Comme autre inconvénient des types de bétons légers connus, il faut citer la dimension irrégulière des pores et la structure du gaz inclus dans le béton ainsi que sa distribution verticale non uniforme dans celui-ci.
Le but de la présente invention est, par contre, de proposer un procédé selon lequel on peut fabriquer un béton léger durcissant à l'air et avec lequel on puisse employer comme adjuvant un sable de n'importe quel type. En outre, pour accélérer le processus d'hydratation, un traitement thermique doit être possible. De plus, on doit atteindre une bonne capacité calorifuge par une distribution uniforme des pores.
Selon l'invention, le problème est résolu en ajoutant à un mélange de béton préparé une quantité prédéterminée d'une mousse exempte de chlorures, polyéthérée, préfabriquée, répondant à la densité apparente désirée.
Comme agents formateurs de mousse, conviennent en principe les matières interfacialement actives, pour autant qu'elles n'influencent pas défavorablement les propriétés du béton. Par rapport aux procédés connus
dans lesquels, après addition d'une substance formatrice de mousse, on introduit des gaz sous la forme de petites bulles d'air, le procédé de l'invention, avec formation séparée de mousse suivie du mélange de cette mousse dans le béton gâché, offre l'avantage que l'on peut employer des matières interfacialement actives qui, comme adjuvant du béton avec mélange subséquent d'un gaz, ne donnent lieu à aucune formation de mousse, ou qu'à une formation insuffisante, mais ont toutefois d'autres caractéristiques avantageuses, comme, par exemple, une longue durée et
une action anticorrosive.
Une substance interfacialement active de ce genre est une solution colloïdale de protection spéciale qui, pour un béton léger d'une densité apparente de 1,1 à 1,8 ne rend pas nécessaire une protection anticorrosive de l'acier de construction.
<EMI ID=3.1>
Comme la mousse préfabriquée employée
dans le procédé de l'invention peut se fabriquer sur
place, simplement et en quantité quelconque, on peut
chaque fois travailler un béton léger fraîchement
mélangé, avec lequel il n'existe pas de risque de ségrégation. En outre, le béton léger fabriqué selon le
procédé de l'invention ne contient qu'une quantité de substance interfacialement active absolument nécessaire
à l'obtention de la densité apparente voulue.
On peut en outre obtenir des densités apparentes du produit final, prédéterminées exactement,
de 0,3 à 1,8 kg/dm<3>, que l'on n'avait pu atteindre jusqu'ici.
Exemples de mélanges
1. Densité apparente 0,4, correspondant à 400 kg/m<3>
300 kg de ciment
120 litres d'eau
820 litres de mousse (formés à partir de 1,8 litre de
Neopor expansé)
2. Densité apparente 1,0, correspondant à 1000 kg/m<3>
564 kg de sable d'une granulométrie de 0-2 mm
350 kg de ciment
120 litres d'eau
575 litres de mousse (formés à partir de 1,2 litre
de Neopor expansé)
3. Densité apparente 1,6 correspondant à 1600 kg/m<3>
1106 kg de sable d'une granulométrie de 0-4 mm
375 kg de ciment
140 litres d'eau
320 litres de mousse (formés à partir de 0,7 litre
de Neopor expansé)
Dans ces compositions de mélanges, il
s'agit de valeurs indicatives qui doivent être légèrement modifiées suivant la densité apparente des grains. Au reste, par suite de l'emploi de mousse préfabriquée, les densités apparentes désirées sont atteintes avec une précision de - 5 %.
<EMI ID=4.1>
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de béton léger d'une densité apparente pouvant être prédéterminée et reproduite avec précision, caractérisé en ce qu'on mélange au béton gâché une quantité déterminée d'une mousse préfabriquée..
"Lightweight concrete manufacturing process"
Lightweight concrete has so far been manufactured,
in principle, following two different processes in their concept; the product can therefore be subdivided into two groups:
1. aerated concrete and
2. lightweight concrete with special lightweight admixtures.
The essential characteristic which distinguishes the two processes results from the different manufacturing methods.
Cellular concrete is a product composed of fine quartz sand, lime and aluminum powder, in proportions corresponding to the desired bulk density. As a result of its expansive action, aluminum powder causes pores to appear in concrete. However, lightweight concrete produced in this way can only harden and achieve strength by means of autoclaves.
In contrast, lightweight concrete with special lightweight admixtures is produced by adding appropriate amounts of fired clay pellets, expanded blast furnace slag, foam wrapped gravel, expanded polystyrene (Styropor) to the concrete mix.
<EMI ID = 1.1>
types of lightweight concrete mentioned first is determined by the grain size of the admixture, i.e.
that the desired inclusion of air is achieved by a determined particle size of the light adjuvant.
In the case of concrete based on expanded polystyrene (Styropor), the polystyrene pellets are added to the cement mortar in an appropriate proportion, according to the desired bulk density.
The processes cited first require, in each case, the preparation of the adjuvants employed in
facilities specially designed and erected for this purpose.
The disadvantages of these two known methods of manufacturing lightweight concrete result from the fact
that this type of lightweight concrete can only be manufactured in a limited number of apparent densities. Otherwise,
this type of lightweight concrete can only be produced in
factories specially designed for this production.
Due to autoclaving, the preparation
concrete on site is also not possible.
Another important drawback of the cellular concrete types known heretofore is that the water absorption by capillary action is considerable. These types of concrete are therefore not frost resistant.
In the case of types of lightweight concrete based on expanded clay or similar materials, the
capillary suction force is not as great as in the case of aerated concrete, but however, the compensating humidity is at a high level, i.e. the water absorbed by the pellets d The clay during mixing in the cement mortar is only retroceded very slowly, so that even after five years the concrete still contains a high amount of residual moisture. The heat insulating capacity of such a lightweight concrete is therefore greatly compromised.
<EMI ID = 2.1>
As another drawback of the known types of lightweight concrete, mention should be made of the irregular size of the pores and the structure of the gas included in the concrete as well as its non-uniform vertical distribution in the latter.
The object of the present invention is, on the other hand, to provide a process according to which a lightweight concrete hardening in air can be produced and with which a sand of any type can be used as adjuvant. In addition, to speed up the hydration process, heat treatment should be possible. In addition, a good heat-insulating capacity must be achieved by uniform distribution of the pores.
According to the invention, the problem is solved by adding to a prepared concrete mixture a predetermined quantity of a prefabricated, polyetheric, chloride-free foam corresponding to the desired bulk density.
Interfacially active substances are in principle suitable as foam-forming agents, provided that they do not adversely affect the properties of the concrete. Compared to known methods
in which, after addition of a foam-forming substance, gases are introduced in the form of small air bubbles, the process of the invention, with separate formation of foam followed by mixing of this foam in the mixed concrete, offers the advantage that interfacially active materials can be employed which, as a concrete admixture with subsequent mixing of a gas, do not give rise to any foaming, or to insufficient formation, but nevertheless have other advantageous features, such as, for example, long life and
anticorrosive action.
One such interfacially active substance is a special protective colloidal solution which for lightweight concrete with a bulk density of 1.1 to 1.8 does not require corrosion protection of structural steel.
<EMI ID = 3.1>
Like the prefabricated foam used
in the method of the invention can be manufactured on
place, simply and in any quantity, we can
each time work with freshly light concrete
mixed, with which there is no risk of segregation. In addition, lightweight concrete manufactured according to
method of the invention contains only an absolutely necessary quantity of interfacially active substance
to obtaining the desired bulk density.
It is also possible to obtain apparent densities of the final product, which are exactly predetermined,
from 0.3 to 1.8 kg / dm <3>, which had not been possible until now.
Examples of mixtures
1. Apparent density 0.4, corresponding to 400 kg / m <3>
300 kg of cement
120 liters of water
820 liters of foam (formed from 1.8 liters of
Expanded Neopor)
2. Apparent density 1.0, corresponding to 1000 kg / m <3>
564 kg of sand with a grain size of 0-2 mm
350 kg of cement
120 liters of water
575 liters of foam (formed from 1.2 liters
of expanded Neopor)
3. Apparent density 1.6 corresponding to 1600 kg / m <3>
1106 kg of sand with a grain size of 0-4 mm
375 kg of cement
140 liters of water
320 liters of foam (formed from 0.7 liters
of expanded Neopor)
In these compositions of mixtures, it
these are indicative values which must be slightly modified according to the apparent density of the grains. Moreover, as a result of the use of prefabricated foam, the desired bulk densities are achieved with an accuracy of -5%.
<EMI ID = 4.1>
CLAIMS
1. A method of manufacturing lightweight concrete with an apparent density that can be predetermined and reproduced with precision, characterized in that mixed with the mixed concrete a determined quantity of a prefabricated foam.