Procédé d'obtention de liants à base d'anhydrite, de bonne résistance à l'eau et mécanique, et liant obtenu par ce procédé L'utilisation de l'anhydrite comme liant est con nue depuis longtemps.
II est également connu que l'ajoute de certains sels, notamment de sulfates solubles dans l'eau, par exemple de sulfate de potassium, de sulfate de zinc, de sulfate de fer, et de chaux hydratée, règle le durcissement et améliore les caractéristiques mé caniques des liants à base d'anhydrite.
De plus, il est connu que du laitier broyé peut servir de base à la fabrication de ciment artificiel, ainsi le ciment de laitier est le produit obtenu par mouture d'un mélange de laitier basique de haut fourneau et de chaux éteinte, la proportion de laitier étant en poids de 70 % au moins. On y ajoute par- fois du sulfate de calcium (anhydrite ou gypse)
de manière que la teneur en SO:; ne dépasse pas 3 % ;
le ciment de haut fourneau est le produit homo gène provenant de la mouture fine d'un mélange de clinker de ciment Portland et de laitier basique de haut fourneau dans les proportions en poids d'au moins 30 % et d'au plus 70 % de laitier. La teneur en SO;
ne dépasse pas 3 % ; le ciment permétallurgique est le produit homo gène provenant de la mouture fine d'un mélange com- posé de plus de 70'% en poids laitier et pour le reste du clinker de ciment Portland.
La teneur en SO_; ne dépasse pas 5 0/0 ; le ciment métallurgique persulfaté est le produit homogène provenant de la mouture fine d'un mé lange composé d'une proportion prépondérante de laitier basique de haut fourneau et d'une proportion de sulfate de calcium telle que la teneur du mélange en anhydride sulfurique soit supérieure à 5 %. Le mélange peut être éventuellement additionné de fai bles proportions de ciment Portland ou de chaux éteinte.
En outre, il est connu que les cendres des cen trales utilisant le charbon pulvérisé (cendres volantes) peuvent servir d'ajoute à du ciment Portland et com muniquent au liant des propriétés intéressantes au point de vue légèreté, isolement thermique et acous tique, et résistance mécanique.
Il existe aussi toute une gamme de produits hydrofuges trouvant leur emploi pour les matériaux les plus divers, tels que béton, briques, pierres natu relles, etc. Ces produits agissent de deux manières diffé rentes a) Comme bouche-pores, tels que les silicates, fluosilicates, phosphates, aluminates, etc., de métaux alcalins par exemple.
b) Comme modificateurs de tension superficielle, tels que les stéarates des métaux par exemple, les silicones, etc. L'anhydrite est un matériau très sensible à l'eau et dont l'utilisation .est interdite dans les sols humi des. L'utilisation est réservée pour les murs en éléva tion, de préférence intérieurs et pour les joints.
La présente invention a pour objet l'obtention de liants à base d'anhydrite, durs et résistant à l'eau.
Suivant l'invention, on utilise pour former le liant de l'anhydrite et des scories basiques dans les proportions relatives d'au moins 65 parties d'anhy- drite pour au plus 35 parties de scories basiques. Lesdites scories sont constituées de préférence de laitier basique. On peut en outre incorporer au liant de la chaux hydratée ou des hydroxydes d'autres métaux alcalino-terreux ; du ciment Portland ; des cendres volantes de centrales génératrices d'énergie ; et éventuellement un ou plusieurs sulfates solubles dans l'eau, comme par exemple les sulfates de potas sium, de fer, de zinc et autres, qui agissent d'une façon connue en soi comme régulateurs de la prise et du durcissement.
Il a été constaté en outre que dans le cas d'utili sation de l'anhydrite synthétique, l'ajoute de sulfa tes solubles n'est pas nécessaire, l'anhydrite synthé tique étant une autre variété allotropique que l'an- hydrite naturelle et étant plus soluble que cette der nière. On peut donc remplacer l'ajoute éventuelle de sulfates solubles en tout ou en partie par une cer taine proportion d'anhydrite synthétique.
Le choix des constituants du liant ajoutés à l'an- hydrite et de leurs proportions, est fait de façon à obtenir un liant présentant les caractéristiques avan tageuses suivantes: a) très bonne résistance mécanique ; b) malgré la forte teneur en sulfate de calcium la propriété surprenante de bien résister à l'eau ; c) retrait faible permettant la préparation de grandes surfaces sans fissurations d) prix de revient très avantageux.
L'anhydrite, ou sulfate de calcium anhydre est utilisée avantageusement à l'état finement broyé, par exemple à une finesse ne laissant pas de refus au tamis de 4900 mailles environ.
Le laitier basique .est utilisé avantageusement à l'état granulé à froid et broyé à une finesse sans re fus au tamis de 4900 mailles environ. Les cendres des centrales électriques sont elles-mêmes très fines mais au besoin sont tamisées ou broyées pour passer au tamis de 4900 mailles ou amenées à une finesse encore plus grande.
Le cas échéant on peut faire usage de produits hydrofuges tels que par exemple : les silicates, fluo- silicates, phosphates, aluminates, stéarates des mé taux alcalins ou alcalino-terreux, les silicones et au tres produits hydrofuges de ce genre. La base du mélange permettant d'obtenir les ré sultats voulus est donc la suivante anhydrite synthétique ou naturelle: minimum 65 parties ; scories basiques (de préférence laitier granulé) : maximum 35 parties.
A ce- mélange de base, est ajoutée une teneur variable de cendres fines des centrales électriques en proportion de 5 à 50 parties pour 100 parties de mélange d'anhydrite-scories. On peut ajouter des sulfates solubles et des hydrosulfates comme par exemple ceux repris ci-dessus.
Dans les exemples d'exécution de l'invention don nés ci-dessous, les parties sont en poids. <I>Exemple 1 :</I> _ Sulfate de calcium anhydre<B>------</B> 100 parties Laitier basique . . . . . . . . . . 40 parties Cendres volantes 20 parties Chaux hydratée<B>----------</B> 10 parties Sulfate de potassium<B>.....</B> .. 1 partie Sulfate de fer . . . . . . . . .<B>.....</B> 1 partie <I>Exemple 2</I> Sulfate de calcium<B>.....</B> 100 parties Laitier basique . . . . . . . . . . . . . . . . 40 parties Cendres de centrales . . . . . . . . . . 20 parties Ciment Portland . . . . 10 parties Sulfate de potassium .<B>.....</B> 1 partie Sulfate de fer .<B>......</B> 1 partie <I>Exemple 3:
</I> Anhydrite naturelle . . . . 90 parties Anhydrite synthétique . . . . 10 parties Laitier<B>-----</B> 40 parties Cendres de centrales . . . . 20 parties Chaux hydratée . 10 parties <I>Exemple 4:</I> Anhydrite naturelle<B>---- 100</B> parties Laitier .<B>.... ....</B> 40 parties Cendres de centrales . . . . . . . . . 20 parties Un hydrofuge ....... 2 à 5 p. Sulfate de potassium<B>.... .....</B> 1 partie Chaux hydratée . . . . . . . . . . . . . . . 10 parties Ces mélanges font prise en moins de 12 heures.
Ils accusent, mélangés avec 3 parties de leur poids de sable normal et amenés à la forme de blocs les résistances à l'écrasement suivantes : après 7 jours, plus de 200 kg/cm'-', après 28 jours plus de 300 kg/cm2. Ces blocs, placés dans l'eau courante pen dant 60 jours, ne présentent aucune altération visi ble en surface et donnent des résistances à l'écrase ment, après avoir été 28 jours dans l'eau, puis 48 heures à l'air, du même ordre que celles reprises ci- dessus.
Utilisé de cette manière, le liant à l'anhydrite peut être utilisé dans des endroits humides. Son uti lisation comme matériau pour route (béton de fon dation) peut également être envisagée.
Process for obtaining binders based on anhydrite, having good water and mechanical resistance, and binder obtained by this process The use of anhydrite as a binder has long been known.
It is also known that the addition of certain salts, in particular of water-soluble sulphates, for example potassium sulphate, zinc sulphate, iron sulphate, and hydrated lime, regulates the hardening and improves the characteristics. mechanics of anhydrite-based binders.
In addition, it is known that ground slag can be used as a base for the manufacture of artificial cement, thus slag cement is the product obtained by grinding a mixture of basic blast furnace slag and slaked lime, the proportion of slag being at least 70% by weight. Calcium sulphate (anhydrite or gypsum) is sometimes added to it.
so that the SO content :; does not exceed 3%;
Blast furnace cement is the homogeneous product obtained from the fine grinding of a mixture of Portland cement clinker and basic blast furnace slag in proportions by weight of at least 30% and at most 70% of dairy. The SO content;
does not exceed 3%; Permetallurgical cement is the homogeneous product resulting from the fine grinding of a mixture composed of more than 70% by slag weight and the remainder of Portland cement clinker.
The SO_ content; does not exceed 5%; Persulphated metallurgical cement is the homogeneous product obtained from the fine grinding of a mixture composed of a preponderant proportion of basic blast furnace slag and a proportion of calcium sulphate such that the content of the mixture in sulfur trioxide is greater at 5 %. The mixture may optionally be added with small proportions of Portland cement or slaked lime.
In addition, it is known that the ash from power plants using pulverized coal (fly ash) can serve as an additive to Portland cement and impart to the binder interesting properties from the point of view of lightness, thermal and acoustic insulation, and mechanical resistance.
There is also a whole range of water repellent products which can be used for the most diverse materials, such as concrete, bricks, natural stones, etc. These products act in two different ways a) As pore filler, such as silicates, fluosilicates, phosphates, aluminates, etc., of alkali metals for example.
b) As surface tension modifiers, such as metal stearates, for example, silicones, etc. Anhydrite is a material very sensitive to water and the use of which is prohibited in moist soils. The use is reserved for walls in elevation, preferably interior and for joints.
The object of the present invention is to obtain binders based on anhydrite, which are hard and resistant to water.
According to the invention, anhydrite and basic slag are used to form the binder in the relative proportions of at least 65 parts of anhydrite to at most 35 parts of basic slag. Said slag preferably consists of basic slag. It is also possible to incorporate hydrated lime or hydroxides of other alkaline earth metals into the binder; Portland cement; fly ash from power stations; and optionally one or more water-soluble sulphates, such as for example potassium, iron, zinc and other sulphates, which act in a manner known per se as regulators of setting and hardening.
It was further found that in the case of the use of synthetic anhydrite, the addition of soluble sulfates is not necessary, synthetic anhydrite being another allotropic variety than natural anhydrite. and being more soluble than the latter. It is therefore possible to replace the possible addition of soluble sulphates in whole or in part by a certain proportion of synthetic anhydrite.
The choice of the constituents of the binder added to the anhydrite and of their proportions is made so as to obtain a binder having the following advantageous characteristics: a) very good mechanical strength; b) despite the high content of calcium sulfate, the surprising property of being resistant to water; c) low shrinkage allowing the preparation of large surfaces without cracking d) very advantageous cost price.
The anhydrite, or anhydrous calcium sulphate, is advantageously used in the finely ground state, for example at a fineness which leaves no residue on the sieve of approximately 4900 meshes.
The basic slag is advantageously used in the cold granulated state and ground to a fineness without re-fusing through a sieve of approximately 4900 mesh. The ash from the power stations is itself very fine but if necessary is sifted or crushed to pass through a 4900 mesh sieve or brought to an even greater fineness.
Where appropriate, use can be made of water-repellent products such as, for example: silicates, fluosilicates, phosphates, aluminates, stearates of alkaline or alkaline-earth metals, silicones and other water-repellent products of this kind. The basis of the mixture making it possible to obtain the desired results is therefore the following synthetic or natural anhydrite: minimum 65 parts; basic slag (preferably granulated slag): maximum 35 parts.
To this base mixture is added a variable content of fine power plant ash in the proportion of 5 to 50 parts per 100 parts of anhydrite-slag mixture. It is possible to add soluble sulphates and hydrosulphates such as, for example, those mentioned above.
In the exemplary embodiments of the invention given below, the parts are by weight. <I> Example 1: </I> _ Anhydrous calcium sulphate <B> ------ </B> 100 parts Basic slag. . . . . . . . . . 40 parts Fly ash 20 parts Hydrated lime <B> ---------- </B> 10 parts Potassium sulphate <B> ..... </B> .. 1 part Iron sulphate. . . . . . . . . <B> ..... </B> 1 part <I> Example 2 </I> Calcium sulphate <B> ..... </B> 100 parts Basic slag. . . . . . . . . . . . . . . . 40 parts Ash from power plants. . . . . . . . . . 20 parts Portland cement. . . . 10 parts Potassium sulphate. <B> ..... </B> 1 part Iron sulphate. <B> ...... </B> 1 part <I> Example 3:
</I> Natural anhydrite. . . . 90 parts Synthetic anhydrite. . . . 10 parts Slag <B> ----- </B> 40 parts Plant ash. . . . 20 parts Hydrated lime. 10 parts <I> Example 4: </I> Natural anhydrite <B> ---- 100 </B> parts Dairy. <B> .... .... </B> 40 parts Plant ash. . . . . . . . . 20 parts A water repellent ....... 2 to 5 p. Potassium sulphate <B> .... ..... </B> 1 part Hydrated lime. . . . . . . . . . . . . . . 10 parts These mixtures set in less than 12 hours.
They show, mixed with 3 parts of their normal sand weight and brought to the form of blocks, the following crushing resistances: after 7 days, more than 200 kg / cm'- ', after 28 days more than 300 kg / cm2. These blocks, placed in running water for 60 days, show no visible alteration on the surface and give resistance to crushing, after having been 28 days in water, then 48 hours in air, of the same order as those mentioned above.
Used in this way, the anhydrite binder can be used in damp places. Its use as a road material (foundation concrete) can also be considered.