CH405139A - Concrete manufacturing process - Google Patents

Concrete manufacturing process

Info

Publication number
CH405139A
CH405139A CH107460A CH107460A CH405139A CH 405139 A CH405139 A CH 405139A CH 107460 A CH107460 A CH 107460A CH 107460 A CH107460 A CH 107460A CH 405139 A CH405139 A CH 405139A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
concrete
cumene
amine
products
incorporated
Prior art date
Application number
CH107460A
Other languages
French (fr)
Inventor
Gonon Marcel
Original Assignee
Ind Chimiques De Voreppe Socie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Chimiques De Voreppe Socie filed Critical Ind Chimiques De Voreppe Socie
Publication of CH405139A publication Critical patent/CH405139A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16Sulfur-containing compounds
    • C04B24/20Sulfonated aromatic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

  

  Procédé de     fabrication    de béton    La présente invention concerne un procédé de  fabrication de béton avec une résistance au gel et  une plasticité améliorée.  



  On a cherché depuis longtemps à améliorer les  qualités du béton ; plus particulièrement, on a cher  ché à augmenter sa résistance mécanique, sa résis  tance au gel, son imperméabilité et l'efficacité du  liant.  



  La résistance mécanique qui est fonction du  dosage de l'eau augmente quand celui-ci diminue ;  pour l'améliorer on a été amené à utiliser des plasti  fiants dans le béton.  



  La résistance au gel, ainsi que l'imperméabilité,  sont     accrues    d'une manière spectaculaire par l'incor  poration au béton de bulles d'air en faibles quanti  tés ; pour obtenir ce résultat, on a essayé de mettre  au point des entraîneurs d'air permettant d'organiser  les vides à l'intérieur du béton.  



  La meilleure efficacité du liant est assurée par la       défloculation    des grains de ciment par suite du mouil  lage intégral du ciment.  



  Si l'on veut réunir tous ces effets en un seul pro  duit, celui-ci doit répondre aux exigences suivantes  - ne pas altérer la prise du ciment quelles que  soient les conditions (dosage en eau, température,  nature de l'eau et des agrégats),  - ne pas altérer les résistances mécaniques, sur  tout à longue échéance,  - permettre une réduction effective de la quantité  d'eau nécessaire,  - permettre un réglage facile de     l'entrainement    d'air  et réaliser celui-ci sous la forme de bulles très  petites (5 à 50 microns) et très régulièrement       réparties.    De plus, ces bulles doivent rester absor-    bées par les éléments du béton, afin que celui-ci  conserve sa teneur en air entraîné,  - conférer au béton une résistance durable au gel,

    le pourcentage d'air incorporé étant de l'ordre  de 4     %,     - ne pas influer sur le retrait ni sur la     rëssuée,    à  moins de les réduire.  



  Afin d'obtenir un produit qui permette de répon  dre aux conditions signalées ci-dessus, on a cherché  à     utiliser    un détergent ayant de bonnes propriétés  mouillantes, par exemple du type     aryl-alkyl-sulfo-          nate    ; mais lors de nombreux essais comparatifs qui  seront résumés plus loin, on s'est aperçu que pour  avoir un produit donnant de bons résultats, il ne  suffisait pas, contrairement à ce que l'on pouvait  penser, que ce produit ait une texture comparable  aux détergents habituels.

   Il     fallait    également que sa  structure moléculaire lui permette, au moins par des  liaisons opérées par des ions OH, de s'associer aux  silicates et     silico-aluminates    calciques, présents dans  le ciment hydraté et également présents souvent dans  les agrégats.

   Il fallait encore que     l'aryl-alkyl-sulfonate     utilisé ne soit pas un sel d'un métal qui puisse être  gênant dans le béton à l'état libre ou non ; en     effet,     quelle que soit la     forme    sous laquelle le métal est  apporté, lors de la neutralisation de l'acide     aryl-alkyl-          sulfonique,    il reste un excès qui se retrouve en par  tie, par la suite, dans l'adjuvant, ce qui est     particu-          lièrmeent    gênant.  



  D'autre part, parmi les adjuvants tensioactifs       utilisés    actuellement, les     ligno-sulfonates    obtenus à  partir des résidus     bisulfitiques    de la fabrication de la  pâte à papier ont l'inconvénient d'être souvent impurs  et mal définis et de comprendre des produits tels que      des sucres qui créent des effets secondaires néfastes  sur le béton.  



  On a ainsi été amené à penser qu'un bon adju  vant devait avoir, comparativement aux détergents  habituels utilisés et comprenant le plus souvent une  chaîne     alkyl    en C12, une structure particulière offrant  des affinités pour les silicates ou     silico-aluminates    de  part et d'autre du radical sulfoné.  



  La présente invention concerne donc un procédé  de fabrication de béton avec une résistance au gel  et une plasticité améliorée et lequel procédé est carac  térisé en ce que l'on incorpore dans ce béton un       aryl-alkyl-sulfonate    d'un alcool ou d'une amine dans       une        proportion        comprise        entre        0,2        %o        et    1     %        par     rapport au ciment constituant le béton.  



  Ce produit ayant ainsi, de part et d'autre du  radical     sulfoné,    des fonctions pouvant s'associer au  moins par phénomènes     interfaciaux    avec les consti  tuants du béton.  



  Le nouvel adjuvant qui est incorporé selon le  présent procédé peut être obtenu à     partir    de     sous-          produits    de la fabrication du     cumène    synthétique,  sulfonés et ultérieurement neutralisés à l'aide d'une  amine, telles qu'une     éthanolamine,    une     propanola-          mine    ou une amine cyclique.  



  Les sous-produits de la fabrication synthétique  du     cumène    (mono     iso        propyl    benzène) sont obtenus  conjointement et ils sont constitués par les divers  homologues supérieurs tels que le     di-iso-propyl-          benzène,    le     tri-iso-propyl-benzène,    le     tétra-iso-propyl-          benzène    et le     poly-iso-propyl-benzène.     



  La     sulfonation    de ces homologues supérieurs con  duit aux acides     monosulfoniques    correspondants et  la neutralisation de ces acides donne des     sulfonates     qui sont doués de propriétés tensioactives mouil  lantes, moussantes et dispersantes, remarquables  comparativement aux adjuvants tensioactifs utilisés  actuellement.  



  La présence de ces divers homologues supérieurs  permet de régler les longueurs des chaînes     alkyl    et  du même coup les propriétés tensioactives du sur  factant obtenu. Par exemple, pour     certains    agrégats  du béton, tels que les agrégats micacés et les calcai  res, on a avantage à avoir un adjuvant ayant des  propriétés mouillantes plus accentuées que les pro  priétés moussantes ; on utilisera donc, de préférence,  des mélanges de di et de     tri-iso-propyl-benzène        sul-          fonate    d'amine.

   Par contre, pour d'autres agrégats  tels que les gneiss facilement     mouillables,    il sera pré  férable, pour développer les propriétés moussantes  du produit, d'utiliser principalement les tri et     tétra-          iso-propyl-benzène.    Ainsi, les sous-produits de la       fabrication    du     cumène    permettent d'adapter et de  doser les différents constituants de l'adjuvant par sim  ple mélange de corps voisins pour obtenir le produit  correspondant exactement aux propriétés que l'on  cherche à donner au béton.

      <I>Exemple</I>  On a réalisé un béton de gneiss concassé, à  l'anneau de 10     m/m    de granulométrie bien définie,  avec un dosage pauvre de 250 kg de ciment par     m-3.     Le ciment de référence a la composition et les  caractéristiques suivantes  
EMI0002.0046     
  
    Insoluble <SEP> 0,30
<tb>  SiO./O;; <SEP> 24,55
<tb>  Alz0;; <SEP> 2,75
<tb>  Fe.O;; <SEP> 0,95
<tb>  CaO <SEP> 67,15
<tb>  <B>Mg0 <SEP> 1,55</B>
<tb>  SO." <SEP> 1,35
<tb>  CO.. <SEP> 0,60
<tb>  H,,Ô <SEP> 0,80       Ca O libre . . . . . . 1,90  Prise début . . . . . . 4 h 15  Prise fin . . . . . . . 7 h 15  L'agrégat de référence est un gneiss connu des  géologues sous le nom   Gneiss de Belledonne  .

    Le béton a la composition suivante  
EMI0002.0047     
  
    Ciment <SEP> 250
<tb>  Sable <SEP> 800
<tb>  Gravillon <SEP> 1250
<tb>  Rapport <SEP> Eau/Ciment <SEP> 1,50       Ces divers composants sont introduits dans un  malaxer type bétonnière     Richier,    à l'axe incliné et à  vidange par basculement.  



  Après un malaxage de 4 mn (dont 30 sec à sec,  puis 3 mn 30 sec après introduction de la quantité  d'eau) on mesure l'air occlus dans le béton à l'aide  de     l'aéromètre    à béton, type Maurice     Perrier.    On  note après 4 minutes d'agitation un pourcentage d'air  de 1,4 à 1,6 0/0.  



  On sait que pour un béton, la dose d'air occlus  la plus favorable au point de vue maniabilité, et       surtout    résistance au gel, se situe, après mise en       place        du        béton,        entre    4     et    5     %.     



  On recommence donc la préparation d'un même  béton, en introduisant selon la présente invention  0,5     %o    (pour mille) du poids du ciment dans l'eau       de        gâchage,        d'une        préparation        contenant        50        %        d'un          aryl-alkyl-sulfonate    de     polyéthanolamine,    obtenu à  partir des sous-produits de la fabrication du     cumène     de synthèse, sulfonés et ultérieurement neutralisés à  l'aide d'un mélange     d'éthanolamine.     



  L'air occlus est à nouveau mesuré après les  4 mn de malaxage, on note un pourcentage d'air  occlus de 4,6 0/0.  



  On peut, après des essais constater que l'adju  vant est bien un plastifiant ; il diminue le ressuage ;  il améliore l'imperméabilité du ciment, il entraîne de  l'air et augmente les résistances au gel. Les autres  propriétés des bétons sont relativement peu modifiées.



  Method of making concrete The present invention relates to a method of making concrete with frost resistance and improved plasticity.



  We have long sought to improve the qualities of concrete; more particularly, attempts have been made to increase its mechanical strength, its resistance to frost, its impermeability and the effectiveness of the binder.



  The mechanical resistance which depends on the dosage of water increases when the latter decreases; to improve it, plasticizers were used in the concrete.



  Frost resistance, as well as impermeability, are dramatically increased by the incorporation into concrete of air bubbles in small quantities; to obtain this result, attempts have been made to develop air entrainers making it possible to organize the voids inside the concrete.



  The best efficiency of the binder is ensured by the deflocculation of the cement grains following the complete wetting of the cement.



  If all these effects are to be combined in a single product, it must meet the following requirements - do not alter the setting of the cement whatever the conditions (water dosage, temperature, type of water and aggregates), - do not alter the mechanical resistance, over the long term, - allow an effective reduction in the quantity of water required, - allow easy adjustment of the air entrainment and achieve this in the form very small bubbles (5 to 50 microns) and very evenly distributed. In addition, these bubbles must remain absorbed by the concrete elements so that the latter retains its entrained air content, - give the concrete lasting resistance to frost,

    the percentage of air incorporated being of the order of 4%, - do not influence the withdrawal or the resuscitation, unless they are reduced.



  In order to obtain a product which makes it possible to respond to the conditions indicated above, attempts have been made to use a detergent having good wetting properties, for example of the aryl-alkyl-sulfonate type; but during numerous comparative tests which will be summarized later, it was found that to have a product giving good results, it was not enough, contrary to what one might think, that this product had a texture comparable to usual detergents.

   It was also necessary that its molecular structure allow it, at least by bonds operated by OH ions, to associate with calcium silicates and silico-aluminates, present in hydrated cement and also often present in aggregates.

   It was also necessary that the aryl-alkyl-sulfonate used was not a salt of a metal which could be troublesome in the concrete in the free state or not; in fact, whatever the form in which the metal is introduced, during the neutralization of the aryl-alkyl-sulfonic acid, an excess remains which is found in part, subsequently, in the adjuvant, this which is particularly troublesome.



  On the other hand, among the surfactant adjuvants currently used, the lignosulphonates obtained from bisulphite residues from the manufacture of pulp have the drawback of being often impure and poorly defined and of comprising products such as sugars that create bad side effects on concrete.



  We have thus been led to think that a good adjuvant should have, compared with the usual detergents used and most often comprising a C12 alkyl chain, a particular structure offering affinities for silicates or silico-aluminates on both sides. other of the sulfonated radical.



  The present invention therefore relates to a process for manufacturing concrete with improved frost resistance and plasticity and which process is characterized in that an aryl-alkyl-sulfonate of an alcohol or of an alcohol is incorporated into this concrete. amine in a proportion of between 0.2% o and 1% relative to the cement constituting the concrete.



  This product thus having, on either side of the sulfonated radical, functions which can be associated at least by interfacial phenomena with the constituents of the concrete.



  The novel adjuvant which is incorporated according to the present process can be obtained from by-products of the manufacture of synthetic cumene, sulfonated and subsequently neutralized with an amine, such as an ethanolamine, a propanolamine or a cyclic amine.



  The by-products of the synthetic manufacture of cumene (mono iso-propyl-benzene) are obtained together and they are constituted by the various higher homologues such as di-iso-propyl-benzene, tri-iso-propyl-benzene, tetra -iso-propyl-benzene and poly-iso-propyl-benzene.



  The sulfonation of these higher homologs leads to the corresponding monosulfonic acids and the neutralization of these acids gives sulfonates which are endowed with wetting, foaming and dispersing surfactant properties, which are remarkable compared to the surfactant adjuvants currently used.



  The presence of these various higher homologs makes it possible to adjust the lengths of the alkyl chains and at the same time the surfactant properties of the sur factant obtained. For example, for certain concrete aggregates, such as micaceous aggregates and limes, it is advantageous to have an adjuvant having wetting properties that are more pronounced than the foaming properties; mixtures of amine di and tri-iso-propyl-benzene sulphonate will therefore preferably be used.

   On the other hand, for other aggregates such as easily wettable gneisses, it will be preferable, in order to develop the foaming properties of the product, to mainly use the tri and tetra-iso-propyl-benzene. Thus, the by-products of the manufacture of cumene make it possible to adapt and dose the various constituents of the admixture by simply mixing neighboring bodies in order to obtain the product corresponding exactly to the properties which it is sought to give to the concrete.

      <I> Example </I> A crushed gneiss concrete was produced, with the ring of 10 m / m of well-defined particle size, with a poor dosage of 250 kg of cement per m-3. The reference cement has the following composition and characteristics
EMI0002.0046
  
    Insoluble <SEP> 0.30
<tb> SiO./O ;; <SEP> 24.55
<tb> Alz0 ;; <SEP> 2.75
<tb> Fe.O ;; <SEP> 0.95
<tb> CaO <SEP> 67.15
<tb> <B> Mg0 <SEP> 1.55 </B>
<tb> SO. "<SEP> 1.35
<tb> CO .. <SEP> 0.60
<tb> H ,, Ô <SEP> 0.80 Ca O free. . . . . . 1.90 Take early. . . . . . 4:15 Ended. . . . . . . 7:15 am The reference aggregate is a gneiss known to geologists under the name Gneiss de Belledonne.

    Concrete has the following composition
EMI0002.0047
  
    Cement <SEP> 250
<tb> Sand <SEP> 800
<tb> Gravel <SEP> 1250
<tb> Ratio <SEP> Water / Cement <SEP> 1.50 These various components are introduced into a mixer type Richier concrete mixer, with an inclined axis and tilting emptying.



  After mixing for 4 minutes (including 30 sec dry, then 3 min 30 sec after introducing the quantity of water) the air occluded in the concrete is measured using the concrete aerometer, Maurice Perrier type . An air percentage of 1.4 to 1.6% is noted after 4 minutes of stirring.



  It is known that for concrete, the most favorable dose of occluded air from the point of view of workability, and above all resistance to frost, is situated, after placing the concrete, between 4 and 5%.



  The preparation of the same concrete is therefore started again, by introducing, according to the present invention, 0.5% o (per thousand) of the weight of the cement in the mixing water, of a preparation containing 50% of an aryl-alkyl -polyethanolamine sulfonate, obtained from the by-products of the manufacture of synthetic cumene, sulfonated and subsequently neutralized with a mixture of ethanolamine.



  The occluded air is measured again after 4 minutes of mixing, a percentage of occluded air is noted of 4.6%.



  It can be seen, after tests, that the adjuvant is indeed a plasticizer; it reduces bleeding; it improves the impermeability of the cement, it entrains air and increases resistance to frost. The other properties of concrete are relatively unmodified.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication de béton avec une résis tance au gel et une plasticité améliorée, caractérisé en ce que l'on incorpore dans ce béton un aryl-alkyl- sulfonate d'un alcool ou d'une amine dans une pro portion comprise entre 0,2 o0 et 1 % par rapport au ciment constituant le béton. II. Béton obtenu par le procédé selon la reven dication I ayant des propriétés de résistance au gel et de plasticités améliorées. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on incorpore des sous-produits de la fabrication du cumène synthétique sulfonés et ulté rieurement neutralisés à l'aide d'une amine. 2. CLAIMS I. A method of manufacturing concrete with frost resistance and improved plasticity, characterized in that an aryl-alkyl-sulfonate of an alcohol or of an amine is incorporated in this concrete in a proportion included between 0.2 o0 and 1% with respect to the cement constituting the concrete. II. Concrete obtained by the process according to claim I having properties of frost resistance and improved plasticities. SUB-CLAIMS 1. Method according to claim I, characterized in that the by-products of the manufacture of synthetic cumene sulfonated and subsequently neutralized using an amine are incorporated. 2. Procédé selon la sous-revendication 1, carac térisé en ce que l'on incorpore les sous-produits de la fabrication synthétique du cumène obtenus con jointement et constitués par les divers homologues supérieurs du cumène, ces sous-produits étant sulfo- nés et ultérieurement neutralisés à l'aide d'une amine. 3. Process according to sub-claim 1, characterized in that the by-products of the synthetic manufacture of cumene obtained jointly and consisting of the various higher homologues of cumene are incorporated, these by-products being sulphonated and subsequently neutralized with an amine. 3. Procédé selon les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on incorpore des sous-pro duits de la fabrication du cumène synthétique sul- fonés et ultérieurement neutralisés à l'aide d'une amine choisie parmi l'éthanolamine, la propanola- mine et une amine cyclique. 4. Process according to sub-claims 1 and 2, characterized in that the by-products of the manufacture of synthetic cumene sulphonated and subsequently neutralized using an amine chosen from ethanolamine, la propanolamine and a cyclic amine. 4. Procédé selon les sous-revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'on incorpore un mélange des divers homologues supérieurs du cumène sulfonés et neutralisés, ce mélange étant dosé de manière à avoir des propriétés mouillantes plus accentuées ou des propriétés moussantes plus accentuées, en augmen- tant ou en diminuant la proportion des homologues inférieurs par rapport aux homologues supérieurs. Process according to sub-claims 2 and 3, characterized in that a mixture of the various higher homologs of sulfonated and neutralized cumene is incorporated, this mixture being dosed so as to have more accentuated wetting properties or more accentuated foaming properties, in increasing or decreasing the proportion of lower homologs to higher homologs.
CH107460A 1959-02-04 1960-02-01 Concrete manufacturing process CH405139A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR785734A FR1226497A (en) 1959-02-04 1959-02-04 New concrete admixtures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH405139A true CH405139A (en) 1965-12-31

Family

ID=8710815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH107460A CH405139A (en) 1959-02-04 1960-02-01 Concrete manufacturing process

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH405139A (en)
FR (1) FR1226497A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FR1226497A (en) 1960-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0711259B1 (en) Setting and hardening accelerating agent for siliceous hydraulic binders
FR2537127A1 (en) CONCRETE ADDITIVE COMPRISING A MIXTURE WITH MULTIPLE COMPONENTS CONTAINING MICROSILICE, PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME, AND CONCRETE MADE WITH THIS ADDITIVE
FR2814459A1 (en) SURFACTANT COMPOSITION FOR PLASTERBOARDS
EP0605318B1 (en) Composition improving the rheological properties of products based on cement
FR2731699A1 (en) CEMENT SPRAYING ADDITIVE
CH633502A5 (en) LIGHT COLLOIDAL CONCRETE COMPRISING PORTLAND CEMENT, LIME, SAND, COLLOID AND AN AIR TRAINING COMPOUND, METHOD OF PREPARATION AND USE.
FR2821838A1 (en) PLASTER PLATE LIGHTENING PROCESS
FI77220C (en) HYDRAULISK CEMENTBLANDNING OCH FOERFARANDE FOER INNESLUTNING AV ETT STABILT LUFTRUMSYSTEM I HYDRAULISKA CEMENTBLANDNINGAR.
FR2723582A1 (en) NEW AIR TRAINING AGENT.
EP3018109B1 (en) Hydraulic mixture comprising aggregates of plant origin and method for preparing concrete or mortar from said mixture
CH405139A (en) Concrete manufacturing process
EP0457634B1 (en) Lightweight granules for lightweight concrete, process for their production.
EP0406072A2 (en) Chemical ingredient for hydraulic cement mixtures
FR2684096A1 (en) CEMENT COMPOSITIONS CONTAINING FLY ASH.
CH638166A5 (en) PROCESS FOR MAKING MORTARS AND CONCRETE WITH HYDRAULIC BINDERS.
FR3065455B1 (en) USE OF AIR CONDITIONING AGENT TO REDUCE THE DRYING TIME OF A CALCIUM SULPHATE-BASED FIRE
FR2774681A1 (en) ADDITIVES FOR MINERAL BINDERS, BASED ON HYDROGEN DISACCHARIDE, ADJUVANT MINERAL BINDERS AND PROCESS FOR PREPARING THEM
FR3055133A1 (en) BINDER COMPOSITION FOR LOW DENSITY CONCRETE, SUCH AS HEMP CONCRETE, AND CORRESPONDING CONCRETE
RU2209792C1 (en) Additive for concrete mixture
BE1025982B1 (en) NON-CARRIER CONCRETE TYPE CONSTRUCTION MATERIAL COMPRISING LIME-LINKED LINEN ANAS AND A SLEEVE ACCELERATOR
JPS63319235A (en) Admixture for mortar or concrete
FR2705336A1 (en) Process for the manufacture of a composite material of reduced weight and materials obtained
RU2017699C1 (en) Composition gypsum material
RU2100305C1 (en) Complex addition for concrete mixture
SU1183478A1 (en) Complex additive for concrete mixture