Procédé de fabrication d'un ciment hydrofuge. Il est connu que les ouvrages en béton sont loin .de posséder d'une façon satisfai sante les qualités essentielles qui sont l'étan chéité et l'absence de fissurations. Le béton présente rarement une structure absolument; homogène, la répartition et l'ordre de gran deur des vides y sont très irréguliers. Dans le . mortier, l'emploi d'un sable à grains mixtes ,réduit considérablement les vides et un mélange approprié rend le matériau plus compact et en conséquent moins perméable.
On s'est efforcé, pour obtenir une étan chéit6 parfaite, -d'augmenter la compacité du béton soit par un dosage élevé en ciment, soit en employant -des agrégats d'une gra nulométrie parfaite. Pour le mortier et les enduits, on a essayé d'arriver à -ce résultat par un choix judicieux des sables et par un traitement approprié de tous les matériaux mis en oeuvre.
Toutes ces précautions conduisent parfois à des travaux relativement satisfaisants au point de vue imperméabilité et fissuration des enduits; mais dans la majorité des cas, ces précautions n'ont pas .d'effet.
On a essayé .d'incorporer au béton ou au mortier, lors de l'opération -de gâchage, des matières qui, à la cristallisation, remplissent les vides. Ces matières généralement d'ori gine organique ou à base de ,corps gras ont cependant une influence fâcheuse sur la prise, et la stabilité -des produits et des propriétés hydrofuges n'est pas assurée. En plus, ces matières hydrofuges ne sont pas assez adhé sives et par leur transformation, il restera un béton ou un mortier à vides élargis fai sant apparaître plus tard la non-étanchéité d'une façon .dangereuse. Aussi par la fissura tion, ce danger est augmenté :davantage.
Il fallait donc trouver un liant qui, tout en éliminant ces inconvénients, ne donnera plus lieu, après la mise en oeuvre, aux dé fectuosités signalées,ci-dessus et qui provien nent principalement de ce que l'hydrofuge est ajouté .au ciment seulement lors de la mise en oeuvre au chantier de construction.
C'est le cas pour la présente invention, qui a pour objet la fabrication d'un ciment hydrofuge ne donnant pas lieu à une fissu ration ni à un faïençage des mortiers ou des bétons: Le procédé suivant la présente inven tion est .caractérisé par le fait qu'on ajoute à un produit donnant par mouture un ciment hydraulique, constitué, par exemple, par du clinker et du gypse avec ou sans addition de laitier ou pouzzolane, avant la mouture, un mélange d'un savon de chaux et de compo sés calciques insolubles préalablement fabri qué de façon ià être exempt de tout glycéride et glycérinate,
mélange obtenu par extinc tion de chaux vive imprégnée d'acide gras exempt de glycérine et par transformation de l'excès de chaux un sel insoluble d'acide inorganique, le tout étant ensuite soumis à la mouture. De plus, l'ajoute avant la mou ture de cet hydrofuge spécial a pour effet d'augmenter la finesse finale du ciment par une action fluidifiante, qui se manifeste en espèce comme lubrifiant interne du broyeur ayant pour effet une augmentation considé rable de la :capacité de production. Aussi les résistances de ce ciment hydrofuge, au lieu de manifester une chute comme c'est le cas lors -de l'ajoute d'un hydrofuge ordinaire pen dant la fabrication du béton, restent non seulement au niveau des résistances des ci ments ordinaires, mais les dépassent.
Il faut observer que les enduits faits avec ce ciment spécial ne présentent, après plu sieurs années, aucune trace de fissures et faïençages :que l'on observe sur les enduits fa briqués avec les ciments normaux ordinaires. Des panneaux d'essais confectionnés avec ce nouveau liant le confirment.
Par le traitement simultané au broyeur des divers produits donnant par mouture un ciment hydraulique et du produit hydrofuge spécial, il se produit un mélange tellement intime, que chaque particule d'hydrofuge s'attache à une particule de ciment, commu niquant ainsi à celui-ci son pouvoir étanchéi- sant. Lors de la mise en oeuvre des bétons ou mortiers, les vides existant encore, malgré une granulométrie optima. des agrégats, se ferment par l'effet des produits colloïdaux.
Après le durcissement définitif du béton ou mortier, il reste un bloc compact et les en duits et façades faits avec ce ciment hydro fuge, ne présentent plus le faïençage caracté ristique des enduits et façades confectionnés avec les ciments commerciaux usuels.
Voici un exemple de mise en aeuvre du procédé de fabrication de ciment. hydrofuge, qui a donné des résultats absolument pro bants.
1001Ï kg de chaux grasse non éteinte, 100 kg d'acide oléique exempt de glycérine sont mélangés intimement dans un récipient approprié, de façon que la. chaux soit impré gnée uniformément par l'acide oléique.
Il est à remarquer que l'emploi d'une huile végétale quelconque, donc contenant encore la glycérine, donnerait un produit d'ajoute final ayant le pouvoir de donner lors de l'ajoute au broyage les qualités de lubri fiant intérieur signalées plus haut et commu niquant au ciment la propriété d'éviter toute fissure et faïençage, mais les qualités d'im perméabilité ne seraient pas réalisées avec ce procédé du fait de la présence de glycérine et de composés calciques solubles.
Le mélange de chaux et d'acide oléique est soumis à l'extinction soit dans un tam bour extincteur, soït à l'air, tout en remuant à la. pelle pendant toute l'opération. La fosse d'extinction ne peut être employée, car la chaleur dégagée pourrait carboniser l'acide gras. La transformation en savon de chaux s'opère pendant cette extinction.
En considérant que l'acide gras fixe en viron 10 % de son poids de chaux, pour for mer le savon calcique, on obtient .dans le mélange 110 1i:g de savon de chaux et 9,90 kg de chaux grasse transformée en environ 12'00 kg de chaux éteinte. Une ajoute -de 1 de ce produit donnerait déjà toutes les carac téristiques décrites plus haut (lubrification interne du broyeur et pouvoir d'éviter la fissuration). Mais l'imperméabilité ne serait pas encore réalisée. Pour ce dernier point, il faudra transfor mer la chaux libre en produit calcique inso luble.
Les meilleurs résultats ont été obte nus par la carbonatation 4e l'excès de chaux. Cette carbonatation peut se faire de plusieurs façons: 1.. Le mélange est malaxé avec une quan tité appropriée d'eau et soumis au passage d'un courant d'acide carbonique. Cette mé thode est la plus efficace et la plus rapide. Le carbonate de chaux formé est complète ment insoluble -et son état précipité permet d'obtenir un produit qui, après séchage, peut être ajouté au broyeur pour être soumis si multanément avec le ciment à la mouture.
Toutes les qualités précédemment signalées sont acquises y compris l'imperméabilité complète des bétons, mortiers et enduits, im perméabilité qui se maintient même sous des pressions dépassant 7 atmosphères. Les quan tités à ajouter varient de 1 à 4% suivant les diverses qualités des ciments envisagés.
2. Le mélange peut être carbonaté par voie sèche, par exposition dans un carneau d'évacuation de gaz de four à ciment, gaz -de combustion, etc. Cette méthode moins ra pide :que la précédente donne cependant d'aussi bons résultats, quand le facteur temps n'est pas primordial et quand on ne .dispose pas de source économique pour la production de l'anhydride carbonique.
L'insolubilisation peut être obtenue par d'autre moyen que la carbonatation, par exemple par la,- sulfatation, étant donné que l'ajoute ne -dépasse jamais les quantités nui sibles en S03 .des, divers ciments, soit 4 % au maximum.
A method of manufacturing a water-repellent cement. It is known that concrete structures are far from possessing in a satisfactory manner the essential qualities which are tightness and the absence of cracks. Concrete rarely presents an absolutely structure; homogeneous, the distribution and the order of size of the voids are very irregular. In the . mortar, the use of a mixed-grain sand considerably reduces voids and proper mixing makes the material more compact and therefore less permeable.
Efforts have been made, in order to obtain a perfect tightness, to increase the compactness of the concrete either by a high dosage of cement, or by using aggregates with a perfect grain size. For the mortar and the plasters, attempts have been made to achieve this result by a judicious choice of sands and by an appropriate treatment of all the materials used.
All these precautions sometimes lead to relatively satisfactory work from the point of view of impermeability and cracking of the plasters; but in the majority of cases these precautions have no effect.
Attempts have been made to incorporate into the concrete or the mortar, during the mixing operation, materials which, on crystallization, fill the voids. These materials, generally of organic origin or based on fatty substances, however, have a detrimental influence on the setting, and the stability of the products and of the water-repellent properties is not guaranteed. In addition, these water-repellent materials are not sufficiently adherent and by their transformation, a concrete or a mortar with enlarged voids will remain, causing the non-sealing to appear in a dangerous manner later. Also by cracking this danger is increased: more.
It was therefore necessary to find a binder which, while eliminating these drawbacks, will no longer give rise, after implementation, to the faults indicated above and which mainly result from the fact that the water repellent is added to the cement only. during implementation at the construction site.
This is the case for the present invention, which relates to the manufacture of a water-repellent cement which does not give rise to cracking or to cracking of mortars or concretes: The process according to the present invention is characterized by. the fact that one adds to a product giving by grinding a hydraulic cement, constituted, for example, by clinker and gypsum with or without addition of slag or pozzolan, before grinding, a mixture of a lime soap and insoluble calcium compounds previously manufactured so as to be free of any glyceride and glycerinate,
mixture obtained by slaking quicklime impregnated with fatty acid free from glycerin and by converting the excess lime into an insoluble salt of inorganic acid, the whole then being subjected to grinding. In addition, the addition of this special water repellent before grinding has the effect of increasing the final fineness of the cement by a fluidifying action, which manifests itself in this case as an internal lubricant of the grinder having the effect of a considerable increase in: production capacity. Also the strengths of this water-repellent cement, instead of showing a drop as is the case with the addition of an ordinary water-repellent during the manufacture of concrete, not only remain at the level of the strengths of ordinary cements, but exceed them.
It should be noted that the plasters made with this special cement do not show, after several years, any trace of cracks and crazing: that we observe on the plasters made with ordinary normal cements. Test panels made with this new binder confirm this.
By the simultaneous treatment in the grinder of the various products giving by grinding a hydraulic cement and of the special water repellent, a mixture is produced so intimate, that each particle of water repellent attaches to a particle of cement, thus communicating to it. here its sealing power. During the implementation of concretes or mortars, the voids still exist, despite an optimum particle size. aggregates, are closed by the effect of colloidal products.
After the concrete or mortar has definitively hardened, a compact block remains and the units and facades made with this hydro-fuge cement no longer exhibit the characteristic cracking of the plasters and facades made with the usual commercial cements.
Here is an example of the implementation of the cement manufacturing process. water repellent, which has given absolutely convincing results.
1001Ï kg of non-slaked fatty lime, 100 kg of oleic acid free of glycerin are mixed thoroughly in a suitable container, so that the. lime is uniformly impregnated with oleic acid.
It should be noted that the use of any vegetable oil, therefore still containing glycerin, would give a final additive product having the power to give, when added to grinding, the qualities of internal lubricant indicated above and imparting to the cement the property of avoiding any cracking and crazing, but the qualities of impermeability would not be achieved with this process due to the presence of glycerin and soluble calcium compounds.
The mixture of lime and oleic acid is subjected to quenching either in an extinguisher drum, or in air, while stirring with. shovel throughout the operation. The fire extinguisher cannot be used, as the heat given off could carbonize the fatty acid. The transformation into lime soap takes place during this slaking.
Considering that the fatty acid fixes in about 10% of its weight of lime, to form the calcium soap, one obtains. In the mixture 110 1i: g of lime soap and 9.90 kg of fatty lime transformed into approximately 12'00 kg of slaked lime. An addition of 1 of this product would already give all the characteristics described above (internal lubrication of the crusher and power to prevent cracking). But impermeability would not yet be achieved. For this last point, it will be necessary to transform the free lime into insoluble calcium product.
The best results have been obtained by carbonating the excess lime. This carbonation can be done in several ways: 1. The mixture is kneaded with a suitable quantity of water and subjected to the passage of a stream of carbonic acid. This method is the most efficient and the fastest. The lime carbonate formed is completely insoluble - and its precipitated state makes it possible to obtain a product which, after drying, can be added to the mill to be subjected so simultaneously with the cement to the grinding.
All the qualities mentioned above have been acquired, including the complete impermeability of concrete, mortars and plasters, impermeability which is maintained even under pressures exceeding 7 atmospheres. The quantities to be added vary from 1 to 4% depending on the various qualities of the cements envisaged.
2. The mixture can be carbonated by the dry process, by exposure in a flue of cement kiln gas, combustion gas, etc. This less rapid method than the preceding one, however, gives equally good results, when the time factor is not essential and when there is no economic source for the production of carbon dioxide.
Insolubilization can be obtained by other means than carbonation, for example by sulphation, given that the addition never exceeds the harmful amounts of SO 3. Of various cements, ie 4% at most. .