Procédé pour unir de manière immédiate, fortement adhésive et permanente, un liant hydrocarboné insoluble dans l'eau à des matériaux, et surfaces solides, secs ou mouillés. On sait que l'emploi des matériaux pier reux (pierre cassée ou roulée, gravillons, sa ble), préalablement enrobés à l'aide d'une faible couche de liant hydrocarboné (gou dron, bitumes, brais, leurs mélanges et pro duits similaires) s'est considérablement déve loppé dans la construction et l'entretien des chaussées de toutes natures.
Un tel enrobage peut être actuellement réalisé par de nom breux procédés dans lesquels on forme soit des bitumes-macadams et tarmacadams (ma tériaux minéraux enrobés de bitume, de gou dron de houille plus ou moins enrichi en brais et bitumes, et produits similaires), soit des bétons goudronneux et bitumineux, qui dif fèrent des produits précédents par leur com pacité beaucoup plus grande, due à une gra nulométrie très étudiée.
La mise en oeuvre des procédés précités a lieu tantôt à chaud, en utilisant un matériel important et coûteux, des matériaux pier reux secs, ou préalablement séchés (sinon l'enrobage est très imparfait ou même tout à fait nul), ainsi que des liants hydrocarbonés dont la viscosité est élevée à la température ordinaire, ce qui permet de fixer, si on le dé sire, des quantités importantes de liant sur les matériaux à revêtir, tantôt à froid, par exem ple, à l'aide d'émulsions à@ base de goudron, de bitume ou de leurs mélanges.
Dans ce dernier cas, qui est généralement le plus éco nomique (le matériel nécessaire se réduit à une bétonnière ou à un malaxeur quelconque), les matériaux pierreux à enrober peuvent être humides ou même mouillés, et l'enrobage réa lisé est souvent satisfaisant à condition qu'on se contente d'une couche de revêtement très mince sur lesdits matériaux -et qu'on attende la stabilisation de cette couche sur ces .der niers avant leur mise en oeüvre.
La présente invention a pour objet un procédé pour unir de manière immédiate, for tement adhésive et permanente, un liant hy- drocarboné insoluble dans l'eau à des maté- riaux et surfaces solides, secs ou mouillés;
ce procédé est caractérisé en ce qu'on opère de façon que le contact desdits matériaux et sur faces avec le liant ait .lieu en présence d'une petite quantité d'au moins une combinaison saline d'un acide organique avec un métal des groupes II et III --du système périodique (en particulier: métaux alcalino-terreux, magnésium, zinc, aluminium).
Par matériaux et surfaces mouillés, on doit entendre qu'ils sont imprégnés ou re couverts d'eau.
Les combinaisons salines organiques ci dessus peuvent être formées par réaction de produits phénoliques ou d'autres acides or ganiques, notamment les acides de la sémie aliphatique, .les résines et produits similaires, avec les métaux précités.
Il est à remarquer que certains éléments des combinaisons salines organiques voulues peuvent préexister en totalité ou en partie soit dans le liant lui-même, soit dans les ma tériaux à revêtir, la combinaison se formant lors de la mise en contact.
L'action de ladite combinaison a pour ef- effet ,d'assurer une forte adhérence, immé diate et permanente, du liant aux matériaux solides quelles qu'en soient les conditions de formes, de dimensions, de structure, de siccité ou d'humidité; dans le cas où les matériaux ou surfaces à revêtir sont mouillés, cette ac tion se manifeste de façon surprenante par une élimination instantanée .de l'eau mouillant ces matériaux ou surfaces;
dans tous les cas, ceux-ci se trouvent rendus complètement hy drofuges par suite de la continuité parfaite de la couche de liant et de sa forte adhérence en tous points des surfaces avec lesquels il a été mis en contact.
Ce procédé permet en particulier de réali ser dans une simple bétonnière ou dans tout autre malaxeur, l'enrobage immédiat, complet et adhérent, par tous temps et en toutes sai sons, des matériaux pierreux de toute origine géologique et de toutes dimensions, même très fortement mouillés, granulométrés ou non- granulométrés,
et cela à l'aide des liants hy- drocarbonés les plus divers, à des dosages aussi réduits ou aussi élevés qu'on désire.
Dans ce qui suit, on désignera par sub stances correctrices les combinaisons organi ques salines ou les éléments de ces combinai sons qu'il sera nécessaire d'ajouter au liant pour que se forme, comme indiqué, ladite combinaison.
Parmi ces substances correctrices convien nent plus particulièrement les oxydes anhy dres ou hydratés des métaux spécifiés, leurs sels d'acides gras, savons divers, leurs déri vés sulfonés, leurs résinates et produits simi- laires, tels que les sels que fournissent les colophanes, les acides naphténiques, les acides riciniques et sulforiciniques, les esters sulfu riques et dérivés sulfonés des alcools supé rieurs,
les résines et huiles de résine dites scandinaves telles qu'elles sont fournies par l'industrie de la pâte à papier à partir des bois résineux, lesdites substances pouvant être employées seules ou en mélange entre elles ou avec d'autres ,substances.
Grâce à l'action desdites substances cor- rectrices, l'enrobage de tous matériaux, même très mouillés, est extrêmement rapide et com plet, par malaxage avec les liants hydrocar- bonés les plus divers à base -de goudrons, brais, bitumes, asphaltes, gommes, résines:
colophanes ou de produits similaires, lorsque lesdits matériaux ont été d'abord mis en con tact avec une très faible quantité (souvent 1 millième de leur poids et même moins) de ces substances correctrices.
L'effet obtenu est d'ailleurs le même si lesdites substances, au lieu d'être mises en contact avec les maté riaux avant la mise en contact de ceux-ci avec le liant hydrocarboné, sont simplement ajoutées à ce dernier soit avant ou après sa mise en contact avec les matériaux, soit au cours de celle-ci, ou même si elles sont incor porées de toute autre façon, par exemple en ajoutant séparément les constituants de la ou desdites combinaisons.
Quant à l'eau pouvant accompagner les matériaux traités selon l'invention, on a cons taté qu'elle s'élimine brutalement et sponta- nément, d'une façon toute à fait surprenante et pratiquement totale en fin d'opération.
Pour que l'enrobage ait lieu, il convient que la température superficielle des maté riaux à enrober soit suffisante pour qu'à cette température les liants employés aient une fluidité convenable. Un apport de calories ne sera donc nécessaire que dans le cas où le liant hydrocarboné mis en oeuvre présente à froid une viscosité trop élevée; dans ce cas, on chauffera ce liant de manière à lui don ner une fluidité convenable avant de l'em ployer.
Cet apport de calories sera, en règle géné rale, très minime puisqu'il suffit uniquement de réchauffer la surface des matériaux à re vêtir sans qu'il soit nécessaire de la sécher. Lorsqu'un tel réchauffage est nécessaire, le plus simple est de le réaliser dans l'appareil malaxeur lui-même (bétonnière ou autre) en utilisant une source quelconque de calories amenées par voie humide ou sèche. Cet apport de chaleur peut être, par exemple, fourni par un jet de vapeur, par un arrosage d'eau chaude, par des gaz chauds de foyer, par les gaz d'échappement d'un moteur (par exemple les gaz de moteurs assurant l'entrainement des bétonnières).
Il peut être également fourni par un four sécheur, notamment du type uti lisé pour la fabrication des matériaux enro bés à chaud et à sec selon les procédés clas siques, fabrication à laquelle s'adapte immé diatement le procédé objet de l'invention.
Comme il est inutile, dans ledit procédé, de sécher les matériaux, puisqu'il suffit d'en as surer le réchauffage superficiel, il en résulte une économie considérable de combustible et un débit très accru de l'installation, par rap port aux procédés classiques d'obtention de tarmacadams et bétons bitumineux, en même temps que la réalisation d'un enrobage par fait de tous matériaux même les plus mouillés et les plus difficiles à enrober.
L'enrobage peut être effectué à la tempé rature ordinaire, si la fluidité du liant hy- drocarboné est suffisante à cette température pour que .l'enrobage se réalise sans difficulté. La fluidité nécessaire peut d'ailleurs être au besoin donnée au liant hydrocarboné mis en oeuvre par l'addition-d'une quantité ména gée d'un flux approprié (par exemple, huile légère de goudron de houille, de schiste ou de pétrole, kérosène, gas-oils, fuel-oils et pro duits similaires).
Ladite fluidité nécessaire peut être également obtenue par dispersion fine ou grossière, réalisée par un moyen mé canique ou physicochimique du liant hydro-, carboné dans l'eau, cette dispersion pouvant être faite préalablement à l'enrobage ou au moment ,de celui-ci.
Parmi les liants possédant par eux-mêmes une fluidité suffisante à la, température ordinaire, on peut citer le gou dron de houille, les liants à base de goudron et de bitume à faible teneur en ce dernier constituant et des produits similaires, fillé- ris6s ou non-fillérisés, les émulsions et sus pensions aqueuses, fillérisées ou non-filléri- sées,
notamment celles du type désigné com.- mercialement sous la nom de "filo".
Le présent procédé peut être appliqué par exemple: a) à d'enrobage des matériaux de toutes grosseurs depuis les plus gros éléments (cailloux de 60-80 mm, par exemple) jus qu'aux plus fins (fillers), granulométrés ou non-granulométrés, à l'aide d'une pellicule de liant suffisamment fine, quoique continue et parfaitement adhérente, pour que les maté riaux ainsi enrobés ne collent pas ensemble même au bout d'un temps très long, lorsqu'ils sont stockés, ce qui assure leur manipulation très aisée (chargements, déchargements, re prises),
ce collage étant au contraire immédiat sous l'action d'une compression appropriée, par exemple d'un cylindrage; b) à la réalisation de liants fillérisés pour revêtements et enrobages routiers et plus gé néralement pour tous revêtements étanches, liants dans lesquels le contact entre le liant hydrocarboné insoluble dans l'eau (goudrons, bitumes, leurs mélanges -et produits simi laires) et les, grains de filler est immédiat, parfait et définitif, quelle que soit la nature et l'origine de ce dernier.
Les liants obtenus possèdent, grâce à l'action favorable desdites substances correctrices, une homogénéité et, par suite, des qualités mécaniques et de durée non encore réalisées jusqu'à ce jour; ils adhè rent, en outre, d'une façon parfaite et immé diate aux surfaces sous-jacentes sèches ou hu mides, revêtues ou non encore revêtues d'une couche -de liant hydrocarboné, ainsi qu'aux sables et gravillons, même très mouillés, que l'on répand, selon l'usage, sur la surface libre de semblables revêtements.
Les liants hydrocarbonés et les matériaux auxquels s'applique le présent procédé, peu vent être de toutes origines, par exemple être constitués totalement ou partiellement par des matériaux neufs et des liants hydrocar- bonés définis tels que goudrons, bitumes, brais divers, résines, produits similaires et leurs mélanges, employés tels quels ou à, l'é tat de systèmes fluxés, fillérisés ou non-fillé- risés, ou encore sous forme de suspensions,
d'émulsions ou de mastics (mélanges de ma tériaux minéraux et de liants hydrocarbonés, riches en ces derniers et fabriqués séparé ment, préalablement à leur emploi, par - un procédé quelconque).
Les liants hydrocarbo- nés et matériaux précités peuvent également provenir, totalement ou partiellement, de la réutilisation des revêtements hydrocarbonés et des matériaux minéraux des chaussées an ciennes au moment de leur réfection:
on sait, en effet, qu'au moment de ladite réfection il est facile de récupérer, non seulement les cou ches de "liants hydrocarbonés à base de gou dron, bitume, goudron-bitume, ou de toutes préparations à base de ces substances ou de substances similaires, épandues sur la surface des chaussées pendant plusieurs années suc cessives et contenant souvent, lors de la ré fection, plusieurs kilogs de liants par mètre carré de chaussée, mais encore une quantité importante de matériaux pierreux enchâssés dans le liant (avec lequel elle forme ce que l'on appelle communément "les croûtes")
ou provenant de la chaussée sousjacente (cailloux, gravillons, sables, fillers), liants et matériaux minéraux dont il est aisé de déter miner la nature, la composition; les quantités absolues et les proportions" relatives par des procédés classiques-de chantièrs et de-labora- toire.
Il est à noter que l'enrobage, par les pro cédés antérieurs, non seulement de tôus ma tériaux mouillés ou même simplement hu mides, mais. encore de certains matériaux si liceux secs (quartzites, gneiss, silég, .certains porphyres, ballâtes et granits, etc.) ou lisses (matériaux à gros cristaux, galets fluviaux ou marins, sables roulés) était généralement difficile ou impossible à réaliser, alors que l'expérience montre que l'enrobage obtenu se lon le présent procédé est absolument par fait et indélébile,
quelle que soit la' nature géologique, physique et chimique 'des maté riaux, bien que la @ mise en oeuvre d@e ce pro cédé soit extrêmement- simple.
Dans les diverses applications du procédé selon l'invention, on peut utiliser, # comme fillers, toutes matières qui, par leur finesse, sont ,susceptibles d'être considéréès comme telles:
calcaires ou silicâtes broyés, poudre d'ardoise, séhiste' bitumineux ou non=bitumi- neux broyés ou en poudre fine, charbon pul vérisé, cendres de charbon pulvérisé, . pous sières de carrières, ciments, argile, pigments colorés, déchets industriels ou naturels tels que défécations de sucrerie,, boues et vases de toutes origines, etc., ces diverse fillers étant employés seuls ou en mélange entre eux ou avec d'autres substances.
Il est à signaler que l'emploi,- comme fillers, des ciments en poudre fine et du charbon pul vérisé, seuls. ou en mélange comme il vient d'être dit, est susceptible d'accélérer nota blement la précipitation et la prise des revê tements superficiels ainsi que la vitesse des enrobages réalisés selon le procédé objet de l'invention.
Le procédé objet de l'invention s'applique intégralement à tous les liants hydrocarbonés utilisés en revêtements superfiéiels, étanches et éventuellement antidérapants;
ainsi une addition à ces liants d'une petite quantité d'un sel organique des métaux des groupes II et III du système périodique permet d'assurer, même'par temps de pluie et en toutes saisons, l'adhérence parfaite' et immédiate 'desdits re- vêtements aux matériaux minéraux utilisés pour le gravillonnage ou le sablage de ces derniers (même si ces matériaux sont très mouillés),
ainsi qu'à la surface sous-jacente: pavage en pierre, en briques ou en bois, chaussées macadamisées non encore revêtues ou ayant déjà reçu un revêtement; toitures- terrasses, murs et sols humides, sols et fosses d'usines, .etc. Le liant hydrocarboné mis en couvre peut être (luxé ou non-fluxé, fillérisé ou non-fil.lérisé, épandable à chaud ou à froid: il peut notamment être utilisé sous forme d'émulsion du type "huile dans eau", sous forme d'émulsion "eau dans huile", sous forme de "filos", etc.
L'addition des substances correctrices aux liants hydrocarbonés peut avoir lieu à un moment quelconque.
Le liant additionné de substances correc trices adhère également, d'une façon parfaite, aux surfaces les plus lisses (bétons de ciment, bétons bitumineux, asphalte comprimé, bois, surfaces métalliques, etc.). Le présent pro cédé permet par suite de réaliser très aisé ment ce que l'on désigne communément sous le nom de "couches de collage", c'est-à-dire des revêtements très minces qu'il est néces saire d'appliquer sur les surfaces extrême ment lisses pour permettre de fixer sur celles- ci un revêtement antidérapant ou autre.
Bien entendu, on peut ajouter aux pro duits utilisés comme liants toutes substances ou tous mélanges de substances susceptibles d'améliorer les qualités du produit final qu'on désire obtenir, par exemple des pro duits plastifiants (esters supérieurs de la glycérine, etc.), des gommes et résines natu relles ou artificielles, du latex, du caoutchouc, des substances anti-oxygène ou siccatives (selon que l'on désire obtenir une action très lente eu très rapide de l'air).
Ledit présent procédé est applicable à la confection de tous agglomérés comprenant, d'une part, des liants hydrocarbonés quel conques insolubles dans l'eau et, d'autre part, non seulement des matières minérales de toute nature et de toutes dimensions (maté riaux acides, basiques ou neutres, charbons et produits similaires pour briques, dallages, mortier et béton .de toute nature, pavés arti ficiels, briquettes combustibles, etc.), mais encore toutes autres matières susceptibles d'être agglomérées, par exemple du bois (fibres et copeaux, sciures), du liège, des étoffes ou tissus divers, etc.,
permettant de confectionner tous produits thermiquement, acoustiquement ou électriquement isolants, d'une qualité, d'une résistance et d'une durée exceptionnelles.
Le présent procédé permet, en particu lier, de réaliser des enrobages ou des revête ments dont l'insensibilité aux variations de température est pratiquement totale (sup pression du ramollissement, du ressuage, de l'écaillage), grâce à l'action des composés mé talliques mis en oeuvre, en liaison avec des fillers ajoutés spécialement à cet effet, lors que ces composés sont solubles dans les sub stances organiques utilisées comme liants hy- drocarbonés (par exemple, les oléates et rési- nates des métaux précités),
sans que la tem- pérature d'enrobage se trouve élevée de ce fait: on obtient ce résultat très simplement en mettant en contact avec les surfaces à re vêtir les constituants d'un liant complexe en commençant par le plus fluide, ainsi que les constituants des correcteurs dont la présence provoque l'adhérence immédiate et indélébile du liant aux matériaux et surfaces mouillés.
Les exemples numériques suivants se rap portent à quelques cas particuliers de mise en oeuvre du procédé selon l'invention: Exemple <I>1:</I> Dans une bétonnière ou dans un appareil similaire, on introduit à froid 500 kg de petit macadam fortement mouillé par la pluie, puis 0,5 kg de chaux en poudre et 18 kg de filler calcaire très fin (passant au tamis de 300). On malaxe quelques instants, puis on introduit dans l'appareil 9 kg de gou dron de houille froid.
Après un très court malaxage, au cours duquel le goudron se ré partit très régulièrement sur les matériaux minéraux humides chaulés, on chauffe rapi dement la surface desdits matériaux ainsi re vêtus, à l'aide d'un jet de vapeur vive, et l'on ajoute, sans arrêter le malaxage, 9 kg de bitume fondu à 110-120' C.
Le bitume re couvre immédiatement et régulièrement les surfaces déjà revêtues par le goudron auquel il s'incorpore très rapidement, tandis que l'eau ruisselle brutalement et se trouve com plètement éliminée. Aussitôt" l'enrobage ter- miné, les matériaux enrobés peuvent être répandus sur la chaussée, où un cylindrage normal permet de les mettre en place sans difficulté.
<I>Exemple 2:</I> Celui-ci est une variante de l'exemple 1 où le goudron mis en aeuvre con tient 3 % de résine (colophane) en solution: il y a formation immédiate de résinate de chaux lorsque le goudron .est mis au contact des matériaux humides; l'enrobage au gou dron -est immédiat, et la suite des opérations est conduite comme il est dit dans l'exemple 1.
<I>Exemple 3:</I> Il consiste en une variante de l'exemple 2, où les 500 kg de petit macadam sont remplacés par 400 kg de matériaux pierreux granulométrés et où le bitume fondu est remplacé par le double de son poids d'é mulsion de bitume à 50 % d'eau.
<I>Exemple</I> 4-: Dans une bétonnière conte nant 500 kg de gravillon fin, mouillé, dont la surface a été préalablement chauffée à <B>50'</B> environ à l'aide des gaz d'échappement d'un moteur, on introduit successivement, en agitant, 15 kg d'un mélange à poids égaux de goudron de houille et de bitume de pétrole chauffé à 60 C et contenant 1 % d'oléate de magnésie, puis 10 kg de bitume préalable ment chauffé à 110-120' C et enfin 20 kg de ciment ou encore de filler charbonneux ou argileux.
On obtient, après un malaxage très court, un gravillon complètement enrobé dont les qualités "collantes" permettent son em ploi, dans d'excellentes conditions, pour les réparations locales de chaussées usées.
<I>Exemple 5:</I> A 500 kg de gravillon de cou leur claire (calcaire, quartzite, etc.), placés dans une bétonnière, on ajoute d'abord 25 kg de filler calcaire coloré en rouge par 5 à 10 de son poids d'ocre lévigée, ou tout autre pig ment minéral, et 0,5 kg de magnésie.
Après malaxage et réchauffage à la vapeur, on in- troduit dans la bétonnière un mélange de 10 kg de road-oil et de 10 kg de colophane préalablement additionnée de 5 % d'huile d'anthracène et de 311o de plastifiant (esters supérieurs de la glycérine, résines synthé tiques, etc.). Le mélange obtenu, coloré en rose vif, permet,de réaliser à peu de frais des trottoirs de luxe, des courts de tennis ou au tres surfaces du même ordre, qui présentent une coloration très vive et très franche.
Exemple <I>6:</I> A 300 kg de matériaux pier reux, granulométrés, placés dans une béton nière ou dans un autre malaxeur, on ajoute d'abord à froid 40 kg de file contenant lui même 40 % de son poids -d'un mélange à vo lumes égaux de goudron de houille et de bi tume, ledit mélange ayant été préalablement additionné d'une substance correctrice selon l'invention, par exemple de 5 % d'acide oléique et de 0,5/"0" de chaux ou de magnésie, puis 2 % 'd'un flux constitué, par exemple, par de l'huile légère -de houille.
L'enrobage com plet des matériaux est pratiquement immé diat. On peut évidemment arriver au même résultat, par exemple en ajoutant le flux dans le file, soit au .moment de la fabrication, soit au moment de son emploi.
Il en est de même de l'addition du produit ou mélange correc teur: si le système correcteur est un sel, par exemple le résinate de chaux ou d'alumine, on pourra, de même, soit dissoudre ledit sel dans le liant hydrocarboné avant son intro duction dans le malaxeur, soit dissoudre seu lement la résine dans le liant hydrocarboné du file au moment de la fabrication de ce der nier et ajouter la chaux ou l'alumine dans le. file avant l'enrobage (ou dans la bétonnière, au moment de celui-ci), soit introduire la; résine (par exemple sous forme de solution dans le goudron ou dans le flux) dans le file.
à un moment quelconque précédant son intro duction dans l'appareil d'enrobage (ladite so lution s'incorpore parfaitement au fila) ou encore dans ce dernier appareil au cours de l'enrobage, la chaux ou l'alumine étant intro duite dans ledit appareil à n'importe quel moment -de .l'opération, de manière à y for mer la combinaison saline correctrice qui est, dans le présent exemple, le résinate de chaux ou d'alumine.
<I>Exemple 7:</I> Pour réaliser un revêtement très mince parfaitement adhérent sur surface lisse selon la présente invention et permet tant d'appliquer ensuite sur lui tout autre revêtement désiré, on arrose d'abord la sur face à revêtir avec une solution ou une sus pension diluée de la substance correctrice, cette solution ou suspension pouvant être fil- lérisée ou non-fillérisée (par exemple un lait de chaux fillérisé);
on épand ensuite une -émulsion bitumineuse à 5051ô' d'eau et conte nant une faible proportion d'oléine, de coïo- phane ou de résines similaires; enfin, pour assurer un contact satisfaisant avec la surface sous-jacente, on gravillonne avec des maté riaux pierreux très fins et on cylindre légè rement. On obtient ainsi une surface ru gueuse qui est parfaitement adhérente à la surface lisse sous-jacente et sur laquelle on pourra fixer n'importe quel revêtement, par exemple des matériaux pierreux granulomé- trés et enrobés selon l'invention.
Exemple <I>8:</I> Un revêtement mince parfai tement adhérent sur surface lisse est constitué par un mortier d'émulsion ou par un filo ap plicable à froid ou encore par une émulsion inverse du type "eau dans huile", notamment par une émulsion inverse obtenue selon le brevet suisse no , 193068, déposé par la de manderesse le 14 août 1936, ces divers liants hydrocarbonés étant, bien entendu, corrigés selon la présente invention ainsi qu'il a déjà été indiqué ci-dessus.
La préparation des mortiers, filos et émulsions précités peut avoir lieu, notamment, selon les procédés décrits dans les brevets français no 742161 du 5 dé cembre 1931, no 769728 du 6 mars 1934, no 774533 du 14 juin 1934, no 805948 du 27 juillet 1935 et leurs additions.
Exemple <I>9:</I> Les mortiers préparés suivant la technique rappelée dans l'exemple 8 ci- dessus, sont, dans le présent exemple, mis sous une forme suffisamment fluide pour consti tuer un "mortier de pénétration" qui remplira tous les interstices d'une chaussée en maca dam ordinaire ou en macadam enrobé;
un lé- ger cylindrage ou une vibration assure la pré cipitation du mortier, ce qui entraîne l'agglo mération de tous ses constituants en une masse plastique et continue qui sertit d'une manière parfaite toutes les pierres du ma cadam auxquelles ladite masse adhère très fortement.
A method of immediately, strongly adhesive and permanently bonding a water insoluble hydrocarbon binder to solid, dry or wet materials and surfaces. We know that the use of stony materials (broken or rolled stone, gravel, sand), previously coated with a thin layer of hydrocarbon binder (tar, bitumens, pitches, their mixtures and similar products ) has grown considerably in the construction and maintenance of roadways of all kinds.
Such a coating can currently be carried out by numerous processes in which either bitumens-macadams and tarmacadams (mineral materials coated with bitumen, coal tar more or less enriched in pitches and bitumens, and similar products) are formed, or tar and bituminous concretes, which differ from the previous products by their much greater compactness, due to a very studied grain size.
The implementation of the aforementioned processes sometimes takes place hot, using large and expensive equipment, dry stony materials, or previously dried (otherwise the coating is very imperfect or even completely zero), as well as binders. hydrocarbons, the viscosity of which is high at ordinary temperature, which makes it possible to fix, if desired, large quantities of binder on the materials to be coated, sometimes cold, for example, using emulsions with @ based on tar, bitumen or mixtures thereof.
In the latter case, which is generally the most economical (the necessary equipment is reduced to a concrete mixer or any mixer), the stony material to be coated may be damp or even wet, and the coating carried out is often satisfactory. condition that one is satisfied with a very thin coating layer on said materials -and that one awaits the stabilization of this layer on these .der deniers before their implementation.
The present invention relates to a process for immediately, strongly adhesive and permanently joining a water-insoluble hydrocarbon binder to solid, dry or wet materials and surfaces;
this process is characterized in that one operates so that the contact of said materials and on faces with the binder takes place in the presence of a small amount of at least a salt combination of an organic acid with a metal of the groups II and III - of the periodic system (in particular: alkaline earth metals, magnesium, zinc, aluminum).
By wet materials and surfaces is meant that they are impregnated or covered with water.
The above organic salt combinations can be formed by reaction of phenolics or other organic acids, in particular the acids of aliphatic semia, resins and the like, with the aforementioned metals.
It should be noted that certain elements of the desired organic salt combinations may pre-exist in whole or in part either in the binder itself or in the materials to be coated, the combination being formed during contacting.
The action of said combination has the effect of ensuring a strong adhesion, immediate and permanent, of the binder to solid materials whatever the conditions of shape, size, structure, dryness or humidity; in the case where the materials or surfaces to be coated are wet, this action is surprisingly manifested by an instantaneous elimination of the water wetting these materials or surfaces;
in all cases, these are rendered completely hydrofuge as a result of the perfect continuity of the binder layer and its strong adhesion at all points of the surfaces with which it has been placed in contact.
This process makes it possible in particular to achieve in a simple concrete mixer or in any other mixer, the immediate, complete and adherent coating, in all weather and in all seasons, of stony materials of any geological origin and of all dimensions, even very heavily wetted, grained or non-grained,
and this using the most diverse hydrocarbon binders, in dosages as low or as high as desired.
In what follows, the term corrective substances will denote the organic salt combinations or the elements of these combinations which it will be necessary to add to the binder so that said combination is formed, as indicated.
Among these corrective substances more particularly suitable are the anhydrous or hydrated oxides of the specified metals, their salts of fatty acids, various soaps, their sulphonated derivatives, their resinates and similar products, such as the salts supplied by rosins, naphthenic acids, ricinic and sulforicinic acids, sulfur esters and sulfonated derivatives of higher alcohols,
so-called Scandinavian resins and resin oils as supplied by the pulp industry from softwoods, said substances possibly being used alone or as a mixture with one another or with other substances.
Thanks to the action of said corrective substances, the coating of all materials, even very wet ones, is extremely rapid and complete, by mixing with the most diverse hydrocarbon binders based on tars, pitches, bitumens, asphalts, gums, resins:
rosins or similar products, when said materials have first been brought into contact with a very small quantity (often 1 thousandth of their weight and even less) of these corrective substances.
The effect obtained is moreover the same if said substances, instead of being brought into contact with the materials before they are brought into contact with the hydrocarbon binder, are simply added to the latter either before or after. bringing it into contact with the materials, either during the latter, or even if they are incorporated in any other way, for example by separately adding the constituents of said combination or combinations.
As for the water which may accompany the materials treated according to the invention, it has been observed that it is eliminated suddenly and spontaneously, in a completely surprising and practically complete manner at the end of the operation.
In order for the coating to take place, the surface temperature of the materials to be coated should be sufficient so that, at this temperature, the binders employed have a suitable fluidity. A supply of calories will therefore only be necessary in the case where the hydrocarbon binder used has too high a viscosity when cold; in this case, this binder will be heated so as to give it a suitable fluidity before employing it.
This calorie intake will, as a general rule, be very minimal since it only suffices to heat the surface of the materials to be coated without it being necessary to dry it. When such reheating is necessary, the easiest way is to carry it out in the mixer itself (concrete mixer or other) using any source of calories supplied by the wet or dry route. This heat input can be, for example, provided by a steam jet, by a sprinkling of hot water, by hot gases from the hearth, by the exhaust gases of an engine (for example the gases of engines ensuring the drive of concrete mixers).
It can also be supplied by a drying oven, in particular of the type used for the manufacture of hot and dry coated materials according to conventional methods, a manufacture to which the method which is the subject of the invention is immediately adapted.
As it is unnecessary, in said process, to dry the materials, since it is sufficient to ensure the surface heating of them, this results in a considerable saving of fuel and a very increased throughput of the installation, compared to the processes. classic methods of obtaining tarmacadams and bituminous concrete, at the same time as the realization of a coating made of all materials, even the wettest and most difficult to coat.
The coating can be carried out at ordinary temperature, if the fluidity of the hydrocarbon binder is sufficient at this temperature for the coating to take place without difficulty. The necessary fluidity can, moreover, if necessary be given to the hydrocarbon binder used by the addition of a quantity spared an appropriate flow (for example, light coal tar, shale or petroleum tar oil, kerosene, gas oils, fuel oils and similar products).
Said necessary fluidity can also be obtained by fine or coarse dispersion, produced by mechanical or physicochemical means of the hydro- carbonaceous binder in water, this dispersion being able to be made prior to coating or at the time thereof. .
Among the binders possessing sufficient fluidity in themselves at room temperature, mention may be made of coal tar, binders based on tar and bitumen with a low content of the latter constituent and similar products, filleries. or non-fillerized, aqueous, fillerized or non-fillered emulsions and suspensions,
in particular those of the type referred to commercially under the name of "filo".
The present process can be applied for example: a) to coating materials of all sizes from the largest elements (pebbles of 60-80 mm, for example) to the finest (fillers), granulometric or not. particle size, using a film of binder thin enough, although continuous and perfectly adherent, so that the materials thus coated do not stick together even after a very long time, when they are stored, which ensures their very easy handling (loading, unloading, re-taking),
this bonding being on the contrary immediate under the action of an appropriate compression, for example of a rolling; b) the production of fillers for road coverings and coatings and more generally for all waterproof coverings, binders in which the contact between the water-insoluble hydrocarbon binder (tars, bitumens, their mixtures and similar products) and the grains of filler is immediate, perfect and definitive, whatever the nature and origin of the latter.
The binders obtained have, thanks to the favorable action of said corrective substances, a homogeneity and, consequently, mechanical qualities and duration not yet achieved to date; they adhere, moreover, in a perfect and immediate way to the dry or wet underlying surfaces, coated or not yet coated with a layer of hydrocarbon binder, as well as to sands and chippings, even very wet , which is spread, according to use, on the free surface of similar coatings.
The hydrocarbon binders and the materials to which the present process applies can be of any origin, for example be constituted totally or partially by new materials and defined hydrocarbon binders such as tars, bitumens, various pitches, resins, etc. similar products and mixtures thereof, used as such or in the state of fluxed, filled or uncreased systems, or in the form of suspensions,
emulsions or mastics (mixtures of mineral materials and hydrocarbon binders, rich in the latter and produced separately, prior to their use, by any process).
The aforementioned hydrocarbon binders and materials can also come, totally or partially, from the reuse of hydrocarbon-based coatings and mineral materials from old pavements at the time of their repair:
it is known, in fact, that at the time of said repair it is easy to recover, not only the layers of "hydrocarbon binders based on tar, bitumen, tar-bitumen, or any preparations based on these substances or of similar substances, spread on the surface of the pavements for several successive years and often containing, during the rehabilitation, several kilogs of binders per square meter of pavement, but still a significant amount of stony material embedded in the binder (with which it forms what is commonly called "scabs")
or from the underlying roadway (pebbles, gravel, sands, fillers), binders and mineral materials of which it is easy to determine the nature, the composition; absolute quantities and "relative proportions" by conventional construction and laboratory methods.
It should be noted that the coating, by the prior processes, not only of all wet or even simply wet materials, but. still some materials so licent dry (quartzites, gneiss, silég, some porphyries, ballates and granites, etc.) or smooth (materials with large crystals, river or sea pebbles, rolled sands) was generally difficult or impossible to achieve, so that experience shows that the coating obtained by the present process is absolutely in fact and indelible,
whatever the 'geological, physical and chemical nature' of the materials, although the implementation of this process is extremely simple.
In the various applications of the process according to the invention, it is possible to use, # as fillers, all materials which, by their fineness, are capable of being considered as such:
crushed limestones or silicas, slate powder, bituminous or non-bituminous earthquake = bituminous crushed or in fine powder, pulverized coal, pulverized coal ash,. dust from quarries, cements, clay, colored pigments, industrial or natural wastes such as sugar defecations, sludge and mud of all origins, etc., these various fillers being used alone or in a mixture with one another or with other substances .
It should be noted that the use, - as fillers, of fine powder cements and pulverized charcoal, alone. or as a mixture as has just been said, is capable of appreciably accelerating the precipitation and setting of the surface coatings as well as the speed of the coatings produced according to the process which is the subject of the invention.
The process that is the subject of the invention applies in full to all the hydrocarbon binders used in surface, waterproof and optionally non-slip coatings;
thus an addition to these binders of a small quantity of an organic salt of the metals of groups II and III of the periodic system makes it possible to ensure, even 'in rainy weather and in all seasons, perfect' and immediate 'adhesion. said coatings with mineral materials used for chipping or sanding them (even if these materials are very wet),
as well as on the underlying surface: stone, brick or wood paving, macadamized pavements not yet coated or having already received a coating; roof terraces, damp walls and floors, factory floors and pits, .etc. The covered hydrocarbon binder can be (luxated or non-fluxed, fillerized or non-filerized, hot or cold spreadable: it can in particular be used in the form of an emulsion of the "oil in water" type "water-in-oil" emulsion, in the form of "filos", etc .;
The addition of the corrective substances to the hydrocarbon binders can take place at any time.
The binder with the addition of corrective substances also adheres perfectly to the smoothest surfaces (cement concrete, bituminous concrete, compressed asphalt, wood, metal surfaces, etc.). The present process therefore makes it possible very easily to achieve what is commonly referred to as "bonding layers", that is to say very thin coatings which it is necessary to apply to extremely smooth surfaces to allow a non-slip coating or the like to be attached to them.
Of course, it is possible to add to the products used as binders any substances or any mixtures of substances capable of improving the qualities of the final product which it is desired to obtain, for example plasticizing products (higher esters of glycerin, etc.) , natural or artificial gums and resins, latex, rubber, anti-oxygen or drying substances (depending on whether one wishes to obtain a very slow or very rapid action of the air).
Said present process is applicable to the preparation of all agglomerates comprising, on the one hand, hydrocarbon binders which are insoluble in water and, on the other hand, not only mineral materials of all kinds and of all sizes (materials acids, basic or neutral, coals and similar products for bricks, paving, mortar and concrete of all kinds, artificial paving stones, combustible briquettes, etc.), but also any other materials liable to be agglomerated, for example wood ( fibers and shavings, sawdust), cork, various fabrics or fabrics, etc.,
making it possible to manufacture all thermally, acoustically or electrically insulating products of exceptional quality, resistance and duration.
The present process makes it possible, in particular, to produce coatings or coatings whose insensitivity to temperature variations is practically total (suppressing softening, bleeding, peeling), thanks to the action of the compounds. metals used, in conjunction with fillers added especially for this purpose, when these compounds are soluble in the organic substances used as hydrocarbon binders (for example, the oleates and resinates of the aforementioned metals),
without the coating temperature being raised as a result: this result is obtained very simply by bringing the constituents of a complex binder into contact with the surfaces to be coated, starting with the most fluid, as well as the constituents correctors, the presence of which causes the binder to adhere immediately and indelibly to wet materials and surfaces.
The following numerical examples relate to a few particular cases of implementation of the method according to the invention: Example <I> 1: </I> In a concrete mixer or in a similar device, 500 kg of small macadam are introduced cold heavily wet with rain, then 0.5 kg of powdered lime and 18 kg of very fine limestone filler (passing through a 300 sieve). The mixture is mixed for a few moments, then 9 kg of cold coal tar is introduced into the apparatus.
After a very short mixing, during which the tar is distributed very regularly on the limed wet mineral materials, the surface of the said materials thus coated is quickly heated, using a jet of live steam, and the 9 kg of bitumen melted at 110-120 ° C. are added without stopping the mixing.
The bitumen immediately and regularly covers the surfaces already coated with the tar, into which it is incorporated very quickly, while the water runs off suddenly and is completely eliminated. As soon as the coating is finished, the coated materials can be spread on the road, where normal rolling enables them to be placed without difficulty.
<I> Example 2: </I> This is a variant of Example 1 where the tar used contains 3% resin (rosin) in solution: there is immediate formation of lime resinate when the tar comes into contact with wet materials; the coating with the gou dron -is immediate, and the rest of the operations is carried out as described in Example 1.
<I> Example 3: </I> It consists of a variant of Example 2, where the 500 kg of small macadamia are replaced by 400 kg of grained stony material and where the molten bitumen is replaced by double its weight 50% water bitumen emulsion.
<I> Example </I> 4-: In a concrete mixer containing 500 kg of fine, wet gravel, the surface of which has been previously heated to approximately <B> 50 '</B> using gas from exhaust from an engine, 15 kg of a mixture of equal weight coal tar and petroleum bitumen heated to 60 ° C. and containing 1% of magnesia oleate, then 10 kg of bitumen are introduced successively, while stirring previously heated to 110-120 ° C and finally 20 kg of cement or of carbonaceous or clayey filler.
After very short mixing, a completely coated gravel is obtained, the "sticky" qualities of which allow it to be used, under excellent conditions, for local repairs to worn pavements.
<I> Example 5: </I> To 500 kg of clear-colored gravel (limestone, quartzite, etc.), placed in a concrete mixer, we first add 25 kg of limestone filler colored red by 5 to 10 of its weight of levigé ocher, or any other mineral pigment, and 0.5 kg of magnesia.
After mixing and reheating with steam, a mixture of 10 kg of road oil and 10 kg of rosin previously added with 5% anthracene oil and 311% plasticizer (higher esters of glycerin, synthetic resins, etc.). The mixture obtained, colored in bright pink, allows, inexpensively to realize luxury sidewalks, tennis courts or very similar surfaces, which have a very bright and very frank coloring.
Example <I> 6: </I> To 300 kg of stony material, granulometric, placed in a concrete or in another mixer, one first adds cold 40 kg of row containing itself 40% of its weight -a mixture of equal volumes of coal tar and bitumen, said mixture having been previously added with a corrective substance according to the invention, for example 5% oleic acid and 0.5 / " 0 "of lime or magnesia, then 2% 'of a flux consisting, for example, of light coal oil.
The complete embedding of materials is practically immediate. The same result can obviously be achieved, for example by adding the flow in the queue, either at the time of manufacture or at the time of its use.
The same applies to the addition of the corrective product or mixture: if the corrective system is a salt, for example lime or alumina resinate, it is possible, in the same way, to either dissolve said salt in the hydrocarbon binder before its intro duction in the mixer, or dissolve only the resin in the hydrocarbon binder of the file at the time of manufacture of the latter and add lime or alumina in the. line before coating (or in the concrete mixer, at the time of this), or introduce the; resin (eg as a solution in the tar or in the stream) in the queue.
at any time preceding its introduction into the coating apparatus (said solution is perfectly incorporated into the fila) or again in the latter apparatus during coating, the lime or alumina being introduced into said apparatus at any time of the operation, so as to form therein the corrective salt combination which is, in the present example, the lime or alumina resinate.
<I> Example 7: </I> To achieve a very thin coating that adheres perfectly to a smooth surface according to the present invention and allows then to apply any other desired coating on it, the surface to be coated is first sprayed with a diluted solution or suspension of the corrective substance, this solution or suspension possibly being filtered or non-filled (for example a fillerized milk of lime);
a bituminous emulsion is then applied to 5051% of water and containing a small proportion of olein, coiophane or similar resins; finally, to ensure satisfactory contact with the underlying surface, gravel is carried out with very fine stony materials and lightly rolled. A rough surface is thus obtained which is perfectly adherent to the underlying smooth surface and to which any coating can be fixed, for example granulometric stony materials and coated according to the invention.
Example <I> 8: </I> A thin coating that adheres perfectly to a smooth surface is formed by an emulsion mortar or by a film which can be applied cold or else by an inverse emulsion of the "water in oil" type, in particular by an inverse emulsion obtained according to Swiss patent no. 193068, filed by the de manderesse on August 14, 1936, these various hydrocarbon binders being, of course, corrected according to the present invention as has already been indicated above.
The preparation of the aforementioned mortars, filos and emulsions can take place, in particular, according to the processes described in French patents no 742161 of December 5, 1931, no 769728 of March 6, 1934, no 774533 of June 14, 1934, no 805948 of July 27. 1935 and their additions.
Example <I> 9: </I> The mortars prepared according to the technique recalled in Example 8 above are, in the present example, placed in a sufficiently fluid form to constitute a "penetration mortar" which will fill all the interstices of a roadway in ordinary macadam or coated macadam;
a slight rolling or a vibration ensures the precipitation of the mortar, which brings about the agglomeration of all its constituents in a continuous plastic mass which perfectly crimps all the stones of the ma cadam to which the said mass adheres very strongly.