EP0732985A1 - Procede et dispositif pour l'incorporation dans les matieres premieres d'un beton d'un melange additionnel tout-venant - Google Patents

Procede et dispositif pour l'incorporation dans les matieres premieres d'un beton d'un melange additionnel tout-venant

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Publication number
EP0732985A1
EP0732985A1 EP95902835A EP95902835A EP0732985A1 EP 0732985 A1 EP0732985 A1 EP 0732985A1 EP 95902835 A EP95902835 A EP 95902835A EP 95902835 A EP95902835 A EP 95902835A EP 0732985 A1 EP0732985 A1 EP 0732985A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixture
additional
water
mixer
concrete
Prior art date
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Ceased
Application number
EP95902835A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Joel Chaillou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bureau Engineering Travaux Publics Betp Sa
Original Assignee
Bureau Engineering Travaux Publics Betp Sa
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Filing date
Publication date
Application filed by Bureau Engineering Travaux Publics Betp Sa filed Critical Bureau Engineering Travaux Publics Betp Sa
Publication of EP0732985A1 publication Critical patent/EP0732985A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/02—Conditioning the material prior to shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C7/00—Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
    • B28C7/04—Supplying or proportioning the ingredients
    • B28C7/0404—Proportioning
    • B28C7/0409—Proportioning taking regard of the moisture content of the solid ingredients; Moisture indicators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0032—Controlling the process of mixing, e.g. adding ingredients in a quantity depending on a measured or desired value
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for incorporating into the raw materials of a concrete, the water content of the final mixture of which must be controlled, of an additional mixture containing wet ashes.
  • Concrete is an artificial product created by the assembly of different constituents: aggregates (sand and gravel), a binder, generally cement, which is itself hydrated with water.
  • aggregates sand and gravel
  • a binder generally cement
  • various additives are added to the concrete before or during its production.
  • these additives are the silico-aluminous ash, which results from the combustion of coal, used as an energy source, in certain thermal power stations.
  • fly ash have a pozzolanic character, that is to say that they can fix lime, and then develop in the presence of water binder hydrates of the same type as cement.
  • fly ash has several advantages for concrete, including:
  • fly ash is available on the market in wet or dry version.
  • these are delivered by trucks, stored in silos and used in the same way as cement.
  • these dry ashes lose much of their interest.
  • wet ashes are generally stored in heaps, in the form of slag heaps, in the open air, and are in the form of a dark colored wet earth whose price is low but whose use is problematic because of the maneuverability of the product.
  • pozzolan is a homogeneous material that can be stored in a silo, which is not the case for wet ashes which cannot be stored in silos and which cannot be handled using conventional handling equipment due of their presentation in the form of a fatty and compact material.
  • the purpose of the method of incorporating the present invention and of the installation allowing its implementation is to allow the use for the manufacture of said concrete of wet ash stored in the open air, generally in the form of a heap, without reducing the throughput of the power plant while obtaining a final mixture whose water content is perfectly controlled and whose qualitative characteristics remain unchanged or even increased.
  • Another object of the invention is to provide an installation for incorporating an inexpensive additional mixture capable of adapting to any configuration of concrete plant.
  • the invention relates to a process for incorporating into the raw materials of a concrete, an additional mixture based on wet ash stored in a heap in the open air, characterized in that one works mechanically on the surface the pile of wet ashes to detach constituent elements of the additional mixture, in that one transforms mechanically, without addition of water, said additional mixture into a homogeneous mixture, in that one measures with each incorporation weight and the water content of said additional mixture, and the quantity of complementary water necessary to obtain a final predetermined water content of said final mixture is injected.
  • said additional mixture mechanically separated from the heap is subjected to a sorting operation such as a screening so as to remove particles with a particle size greater than a predetermined particle size, we emote said additional mixture thus calibrated, we measure the water content and we weigh said mixture, we send said additional mixture directly to a mixer of a concrete plant and we add in this mixer said amount of additional water .
  • a sorting operation such as a screening so as to remove particles with a particle size greater than a predetermined particle size
  • said additional weighed and controlled water content mixture is sent to an intermediate mixer of a concrete plant, part of said quantity of is added to this intermediate mixer additional water, the mixture thus formed is sent to the mixer of the concrete plant and the additional amount of said additional water is added to said mixer.
  • the elements of the additional mixture once prepared in the form of an emulsion, do not have time to separate and redeposit as is the case when extracting the mixture from a huge tank permanent agitation where the mixture is prefabricated in advance. It was found that the strength gains of the final mixture, thanks to this particular implementation, vary between 2 and 4 Mpa.
  • the invention also relates to an installation arranged upstream of the mixer of a concrete plant, and allowing 1'incorporation in the raw materials of concrete, the water content of the final mixture must be controlled, a additional mixture essentially based on wet ash stored in a pile in the open air, characterized in that it comprises means for working on the surface of the pile of ash to detach the elements from it constituting the additional mixture, mechanical means for dry processing the additional mixture into a homogeneous mixture, means for measuring the weight and the water content of said additional mixture to be incorporated in the mixer of the plant, means for incorporation of said additional mixture, means for injecting the additional quantity of water necessary to obtain a final predetermined water content of said final mixture and means for controlling or actuating these said injection means.
  • FIG. 1 represents a block diagram of the whole of the installation arranged upstream of the mixer of the concrete plant
  • FIG. 1 The installation of FIG. 1 of the removal of ashes until the weighing of said ashes;
  • FIG. 3 represents a detailed view of the second part of the installation for weighing the ashes until they are incorporated into the mixer;
  • FIG. 4 represents a front view of the scraping arm
  • FIG. 5 represents a view of the rear of the scraping arm
  • FIG. 6 represents a view along A of the figure
  • the object of the process is the incorporation of wet ashes in the form of a pile 1 in a mixer M of a concrete plant.
  • These ashes can come from various installations 33 such as thermal power stations, power stations, etc.
  • These ashes constitute the additional mixture.
  • Concrete is made from a mixture of raw materials including, for example, gravel, sand, a hydraulic binder based on cement or lime and water.
  • the raw materials constituting the concrete are introduced into the mixer M.
  • To this mixture is added a quantity of wet ashes 1.
  • the raw materials-ashes assembly completed with a variable quantity of water constitutes the final mixture.
  • These wet ashes play the role of fines and their function is to promote the bond of the aggregates between them and to fill the existing interstices.
  • wet ash 1 is carried out discontinuously in the concrete mixer M and requires measuring each time it is incorporated into said mixer the weight and the water content of said additional mixture in order to be able to inject the necessary quantity of additional water. to obtain a predetermined final water content of said final mixture. Such measurements can only be made if the additional mixture is a homogeneous mixture. This is the purpose of the installation shown upstream of the mixer M.
  • the installation therefore comprises means for taking the additional mixture to the heap, means for processing the additional mixture, means for measuring the weight and the content of water from said additional mixture, means for incorporating this mixture into the mixer M of the concrete plant and means for injecting the quantity of additional water necessary to obtain a predetermined final water content of said final mixture, these means of injection being equipped with actuating means which allow regulation of the quantity of water injected.
  • the ashes to be incorporated into the mixer M are stored in the form of a pile 1.
  • the supply of these ashes 1 to mixer M and the incorporation of these ashes into said mixer takes place discontinuously.
  • the ashes 1 must first of all be removed from the pile 1.
  • the device selected to allow this operation to be carried out therefore comprises, on the one hand, means for working on the surface of the pile to detach the elements constituting the mixture and means for evacuating elements detached from the pile constituting the additional mixture. These means are shown in Figures 4 and 5.
  • the recovery in the pile 1 is effected by 1'intermediate at least two harrows 34 arranged substantially horizontally and rotatably mounted inside a frame 35. These harrows 34 make it possible to attack the pile 1 on the surface by destroying the crust formed and gradually detaching the elements from the pile 1.
  • rotary harrows 34 all rotating at the same speed however have a variable speed of rotation depending on the nature, in particular the water content of ash pile 1. So that these harrows 34 are kept in permanent contact with the pile 1 during the reduction of this pile, the frame 35, support of these rotary harrows 34, is articulated on a frame 36. Therefore, the frame 35 can be separated more or less from the chassis 36 by an angle ⁇ shown in Figure 6 by pivoting about a horizontal axis disposed in the lower part of the chassis 36. Thanks to this articulation of the frame 35 on the chassis 36 which allows angular displacement of the frame 35 relative to the frame 36, the harrows 34 adapt to any type of heap 1 regardless of the shape and height of this heap 1.
  • this displacement of the frame 35 relative to the frame 36 can be controlled by at least one cylinder 37.
  • a scraping arm 2 known per se is used.
  • This scraper arm 2 shown in FIG. 4, is a self-propelled machine essentially constituted by an endless chain 39 with scraper cups 2A. These buckets 2A scrape on the ground the wet ashes which have been detached from the pile 1 to bring them into a feed chute 3 which evacuates these ashes to the device for mechanical processing by dry ashes.
  • This scraping arm 2 is available radiating around an axis (XX ') and is in a known manner articulated 38 around this vertical axis (XX') forming a pivot so as to be able to position itself optimally at the base of the pile 1 of ashes .
  • This scraper arm 2 and the surface treatment device 34, 35, 36 of the pile 1 are interconnected to safely allow correct positioning of the scraper buckets 2A relative to the harrows 34.
  • the whole of this device is adaptable to any configuration.
  • the mixture becomes maneuverable in the hopper.
  • the wet ashes are brought by the feed chute 3 to a device for the mechanical treatment of the ashes by dry process to make this additional mixture of ashes homogeneous and therefore usable in any concrete batching plant unit.
  • This ash treatment device comprises, in the example shown in FIG. 1, a vibrating screen 4 ensuring the removal of the materials contained in the additional mixture having a particle size greater than a predetermined particle size.
  • a refusal chute 5 connected to this vibrating screen 4 allows the elimination of material of too large particle size.
  • the mixture thus calibrated is recovered in an intermediate hopper 8 and enters a decompaction device 6 or crumbling.
  • this decompaction device 6 can consist of two parallel shafts fitted with squares forming combs whose teeth interpenetrate during the rotation of said shafts so as to remove the existing clods.
  • the mixture thus calibrated and unpacked or lumped is recovered in a buffer hopper 9.
  • this hopper 9 the water content of the additional mixture is measured by means of measuring devices such as probes 7 and 10.
  • the content of this hopper 9 is subsequently brought by means of a conveyor belt 11 into a skip 13 disposed on a weighing frame 12.
  • This weighing frame can, for example, constitute a means of weighing the additional mixture. Therefore, at the end of this step, we know on the one hand the water content of said additional mixture, on the other hand its weight without ever having added water to treat said ash. It then becomes easy to determine the amount of water to be injected into the mixture.
  • Figure 2 shows the detail of the steps described above.
  • the skip 13 containing the additional mixture is brought via a vertical elevator 14 actuated by means of a geared motor 16 in the vicinity of the mixer M.
  • Vertical rails 15 constitute guide members of this skip 13.
  • the content of the skip is poured into a chute 17.
  • the outlet of this chute is equipped with a bypass 19 controlled by means of a shutter member 18 so as to allow either direct introduction by a conduit 20 additional mixture in the mixer M of the concrete batching plant, either an indirect incorporation by means of an intermediate device 21 called an intermediate mixer or a device for deflocculating the mixture of ash.
  • these means for incorporating the additional mixture into the mixer M may consist solely of this pipe 20 directly connecting the chute 17 and the mixer M and / or an intermediate device 21.
  • the additional mixture will first be treated inside the deflocculation device or intermediate mixer 21 so as to allow the production of a homogeneous mixture in the form of a grout or a mud. Subsequently, this grout or this mud will be introduced by means of a hopper 27 connected to a chute 28 inside the mixer M.
  • the means for injecting the quantity of additional water necessary to obtain a predetermined water content of said final mixture inside the mixer M connected to the mixer of the concrete plant can also be connected to the intermediate device 21 to add to this device 21 a part of said amount of additional water.
  • the means 22, 23, 24 and 25 for injecting a variable quantity of water into the device 21 and / or into the mixer M consist of pipes fitted with valves with adjustable closure. The adjustment of these means for closing said valves to allow control of the quantity injected can be controlled manually or automatically by means of the flow meter 22.
  • the valves combined with the flow meter constitute the means of actuating the injection means. This command is carried out with regard to the results of the measurements carried out by means of the probes 7, 10 and the weighing frame 12.
  • the quantity of water injected is directly linked to the water content of the additional mixture and to the quantity of ashes to be incorporated.
  • the control of these injection means can be carried out by means of a treatment unit 29, 30, 31, 32 connected to the measuring device, said treatment unit including means for calculating the quantity of additional water to be injected.
  • This processing unit is conventionally made up of a computer, an appropriate program and possibly display means such as a printer.
  • the processing unit determines the quantity of water to be injected directly into the mixer M and possibly into the intermediate device 21 according to l 'option chosen.

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Abstract

L'invention a pour objet une installation et un procédé d'incorporation, dans les matières premières d'un béton, dont la teneur en eau du mélange final doit être contrôlée, d'un mélange additionnel de cendres humides. Le procédé est caractérisé en ce qu'on travaille mécaniquement en surface le tas (1) de cendres humides pour en détacher des éléments constitutifs du mélange additionnel, en ce qu'on transforme mécaniquement (4, 6), sans addition d'eau, ledit mélange additionnel en un mélange homogène, en ce qu'on mesure à chaque incorporation le poids et la teneur en eau dudit mélange additionnel, et on injecte la quantité d'eau complémentaire nécessaire pour obtenir une teneur finale en eau prédéterminée dudit mélange final. Applications à la prépration de bétons.

Description

Procédé et dispositif pour l'incorporation dans les matières premières d'un béton 'un mélange additionnel tout-venant.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour 1'incorporation dans les matières premières d'un béton, dont la teneur en eau du mélange final doit être contrôlée, d'un mélange additionnel contenant des cendres humides.
Le béton est un produit artificiel créé par 1'assemblage de différents constituants : des granulats (sable et graviers), un liant, généralement du ciment, qui est lui- même hydraté avec de l'eau. Pour améliorer les qualités du béton et permettre une optimisation des phénomènes physico- chimiques, différents additifs sont apportés au béton avant ou pendant sa réalisation. Parmi ces additifs figurent les cendres silico-alumineuses, qui résultent de la combustion de houille, utilisée comme source d'énergie, dans certaines centrales thermiques. Ces cendres, appelées cendres volantes, ont un caractère pouzzolanique, c'est-à-dire quCelles peuvent fixer la chaux, et alors développer en présence d'eau des hydrates liants de même type que le ciment. L'utilisation des cendres volantes présentent plusieurs avantages pour le béton parmi lesquels on peut citer :
- réduction de la demande en eau du béton pour une même ouvrabilité,
- réduction du ressuage,
- réduction de la ségrégabilité,
- meilleure fluidité et meilleure cohésion donnant une bonne aptitude à la pompabilité, - chaleur d'hydratation dégagée au sein du béton réduite, donc diminution des contraintes thermiques dans les ouvrages de masse, ce qui se traduit par une moindre fissurabilité d'origine thermique,
- meilleure résistance mécanique à long terme, - perméabilité plus faible,
- meilleure résistance aux agressions chimiques, notamment par les sulfates,
- meilleure durabilité.
Les cendres volantes sont disponibles sur le marché en version humide ou en version sèche. Dans le cas de version sèche, celles-ci sont livrées par des camions, stockées dans des silos et utilisées au même titre qu'un ciment. Cependant, en raison du traitement de séchage particulièrement onéreux, ces cendres sèches perdent une grande partie de leur intérêt. A contrario, les cendres humides sont généralement stockées en tas, sous forme de terrils, à l'air libre, et se présentent sous forme d'une terre humide de couleur foncée dont le prix est bas mais dont l'utilisation est problématique de par la manoeuvrabilité du produit.
En effet, ces cendres humides, qui proviennent d'installations telles que des centrales thermiques ou similaires sont aujourd'hui récupérées sur des filtres stockés au sol dans des "parcs à cendres". Les terrils ainsi formés sont régulièrement arrosés entraînant la formation d'une épaisse croûte. En raison des conditions de stockage, la teneur en eau de ces cendres est très irrégulière. En outre, ces cendres, qui forment une matière collante se présentant sous forme de grumeaux, sont quasiment intransportables car on ne sait pas les manipuler mécaniquement. Ces cendres humides nécessitent donc un investissement important pour leur stockage et leur destruction.
Du fait que ces cendres humides posent, d'une part, des problèmes de manipulation en raison de leur caractère hydrophile très développé, d'autre part, des problèmes d'incorporation dans une centrale à béton en raison de la méconnaissance de leur composition et d'une grande variation d'un mélange à un autre, elles sont jusqu'à aujourd'hui rarement réutilisées. Toutefois quelques procédés de traitement de ces cendres ont été développés. Ces procédés s'apparentent tous à un traitement que nous appellerons traitement par voie humide. En effet, ces procédés tels que ceux décrits dans le brevet FR-A- 2.633.921 ou dans la demande internationale W0-A-92.03388, nécessitent tous 1'incorporation d'eau en quantité importante lors du prétraitement des cendres pour obtenir une matière coulable. De ce fait, le prétraitement inclut des opérations unitaires coûteuses qui nécessitent un matériel performant donc onéreux. D'autres procédés tels que celui décrit dans le brevet FR-A-2.659.594 ne peuvent être comparés au procédé de 1'invention car la composition du mélange additionnel est d'une autre nature et ne présente absolument pas les mêmes difficultés de manipulation ou d'analyse. En effet, le pouzzolane est une matière homogène stockable dans un silo, ce qui n'est pas le cas des cendres humides qui ne peuvent pas être stockées dans des silos et qui ne sont pas manipulables au moyen d'engins de manutention classiques en raison de leur présentation sous forme d'un matériau gras et compact.
Enfin, les dispositifs d'incorporation des cendres humides connus à ce jour nécessitent de diminuer de manière importante le débit de la centrale à béton dans les étapes de fabrication du béton réalisées en aval de cette étape d'incorporation desdites cendres en raison de 1'excès d'eau. En outre, ces procédés d'incorporation, en raison de leur nature, ne sont pas adaptables à toute centrale à béton.
Le but du procédé d'incorporation de la présente invention et de 1'installation permettant sa mise en oeuvre est de permettre 1'utilisation pour la fabrication dudit béton de cendres humides stockées à l'air libre, généralement sous forme d'un tas, sans diminuer le débit de la centrale tout en obtenant un mélange final dont le teneur en eau est parfaitement contrôlée et dont les caractéristiques qualitatives demeurent inchangées voire augmentées.
Un autre but de 1'invention est de proposer une installation d'incorporation d'un mélange additionnel bon marché et susceptible de s'adapter à n'importe quelle configuration de centrale à béton.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'incorporation dans les matières premières d'un béton, d'un mélange additionnel à base de cendres humides stockées en tas à l'air libre, caractérisé en ce qu'on travaille mécaniquement en surface le tas de cendres humides pour en détacher des éléments constitutifs du mélange additionnel, en ce qu'on transforme mécaniquement, sans addition d'eau, ledit mélange additionnel en un mélange homogène, en ce qu'on mesure à chaque incorporation le poids et la teneur en eau dudit mélange additionnel, et on injecte la quantité d'eau complémentaire nécessaire pour obtenir une teneur finale en eau prédéterminée dudit mélange final.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on soumet ledit mélange additionnel séparé mécaniquement du tas à une opération de tri tel qu'un criblage de manière à éliminer les particules de granulométrie supérieure à une granulométrie prédéterminée, on émotte ledit mélange additionnel ainsi calibré, on mesure la teneur en eau et on pèse ledit mélange, on envoie ledit mélange additionnel directement à un malaxeur d'une centrale à béton et on ajoute dans ce malaxeur ladite quantité d'eau complémentaire.
Selon une variante de ce mode de réalisation préféré de l'invention, on envoie ledit mélange additionnel pesé et contrôlé en teneur en eau à un malaxeur intermédiaire d'une centrale à béton, on ajoute dans ce malaxeur intermédiaire une partie de ladite quantité d'eau complémentaire, on envoie le mélange ainsi formé au malaxeur de la centrale à béton et on ajoute audit malaxeur le complément de ladite quantité d'eau complémentaire. On a constaté que la préparation dans un malaxeur intermédiaire d'un mélange formé du mélange additionnel pesé et contrôlé en teneur eau et d'eau en quantité contrôlée permet une insertion optimale de ce mélange dans le malaxeur de la centrale à béton en raison d'une fabrication au coup à coup gâchée par gâchée de manière instantanée, cette méthode étant inhérente au procédé retenu. De ce fait, les éléments du mélange additionnel, une fois préparés sous forme d'émulsion, n'ont pas le temps de se séparer et de se redéposer comme c'est le cas lorsqu'on extrait le mélange d'une immense cuve à agitation permanente où le mélange est préfabriqué à 1'avance. On a constaté que les gains de résistance du mélange final, grâce à cette mise en oeuvre particulière, varient entre 2 et 4 Mpa.
L'invention a également pour objet une installation disposée en amont du malaxeur d'une centrale à béton, et permettant 1'incorporation dans les matières premières d'un béton, dont la teneur en eau du mélange final doit être contrôlée, d'un mélange additionnel à base essentiellement de cendres humides stockées en tas à l'air libre, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de travail en surface du tas de cendres pour en détacher les éléments constitutifs du mélange additionnel, des moyens mécaniques de transformation par voie sèche du mélange additionnel en un mélange homogène, des moyens de mesure du poids et de la teneur en eau dudit mélange additionnel devant être incorporé dans le malaxeur de la centrale, des moyens d'incorporation dudit mélange additionnel, des moyens d'injection de la quantité d'eau complémentaire nécessaire pour obtenir une teneur finale en eau prédéterminée dudit mélange final et des moyens de commande ou d'actionnement de ces dits moyens d'injection.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente un synoptique de 1'ensemble de 1'installation disposée en amont du malaxeur de la centrale à béton ;
la figure 2 représente le détail d'une partie de
1'installation de la figure 1 du prélèvement de cendres jusqu'à la pesée desdites cendres ;
la figure 3 représente une vue détaillée de la deuxième partie de l'installation de la pesée des cendres jusqu'à leur incorporation dans le malaxeur;
la figure 4 représente une vue de face du bras raclant ;
la figure 5 représente une vue de 1'arrière du bras raclant et
la figure 6 représente une vue selon A de la figure
5. Conformément à l'invention, le procédé a pour objet 1'incorporation de cendres humides se présentant sous forme d'un tas 1 dans un malaxeur M d'une centrale à béton. Ces cendres peuvent provenir d'installations 33 diverses telles que des centrales thermiques, des centrales électriques, etc. Ces cendres constituent le mélange additionnel. Le béton est fabriqué à partir d'un mélange de matières premières comprenant par exemple des graviers, du sable, un liant hydraulique à base de ciment ou de chaux et de l'eau. Les matières premières constitutives du béton sont introduites dans le malaxeur M. A ce mélange est ajoutée une quantité de cendres humides 1. L'ensemble matières premières-cendres complété d'une quantité d'eau variable constitue le mélange final. Ces cendres humides jouent le rôle de fines et ont pour fonction de favoriser la liaison des agrégats entre eux et de combler les interstices existants. L'incorporation de cendres humides 1 s'effectue de manière discontinue dans le malaxeur à béton M et nécessite de mesurer à chaque incorporation dans ledit malaxeur le poids et la teneur en eau dudit mélange additionnel afin de pouvoir injecter la quantité d'eau complémentaire nécessaire pour obtenir une teneur finale en eau prédéterminée dudit mélange final. De telles mesures ne peuvent être effectuées que si le mélange additionnel est un mélange homogène. Tel est l'objet de l'installation représentée en amont du malaxeur M. L'installation comporte donc des moyens de reprise au tas du mélange additionnel, des moyens de traitement du mélange additionnel, des moyens de mesure du poids et de la teneur en eau dudit mélange additionnel, des moyens d'incorporation de ce mélange dans le malaxeur M de la centrale à béton et des moyens d'injection de la quantité d'eau complémentaire nécessaire pour obtenir une teneur finale en eau prédéterminée dudit mélange final, ces moyens d'injection étant équipés de moyens d'actionnement qui permettent une régulation de la quantité d'eau injectée. Comme le montrent les figures 1, 5 et 6, les cendres devant être incorporées au malaxeur M sont stockées sous forme d'un tas 1. L'amenée de ces cendres 1 au malaxeur M et 1 'incorporation de ces cendres dans ledit malaxeur s'effectuent de manière discontinue. Les cendres 1 doivent tout d'abord être prélevées à partir du tas 1. Cette opération ne peut pas être réalisée au moyen d'engins mécaniques classiques en raison de la nature collante de ces cendres qui s'agglomèrent entre elles. En outre, le tas 1 est souvent revêtu d'une croûte qu'il va falloir rompre. Le dispositif retenu pour permettre la réalisation de cette opération comporte donc d'une part des moyens de travail en surface du tas pour détacher les éléments constitutifs du mélange et des moyens d'évacuation des éléments détachés du tas constitutifs du mélange additionnel. Ces moyens sont représentés dans les figures 4 et 5. La reprise au tas 1 s'effectue par 1'intermédiaire d'au moins deux herses 34 disposées sensiblement horizontalement et montées à rotation à l'intérieur d'un bâti 35. Ces herses 34 permettent d'attaquer en surface le tas 1 en détruisant la croûte formée et en détachant progressivement les éléments du tas 1. Ces herses rotatives 34 tournant toutes à la même vitesse présentent toutefois une vitesse de rotation variable fonction de la nature, en particulier de la teneur en eau du tas 1 de cendres. Pour que ces herses 34 soient maintenues en contact permanent avec le tas 1 au cours de l'amenuisement de ce tas, le bâti 35, support de ces herses 34 rotatives, est articulé sur un châssis 36. De ce fait, le bâti 35 peut être écarté plus ou moins du châssis 36 d'un angle α représenté à la figure 6 par pivotement autour d'un axe horizontal disposé en partie basse du châssis 36. Grâce à cette articulation du bâti 35 sur le châssis 36 qui permet un déplacement angulaire du bâti 35 par rapport au châssis 36, les herses 34 s'adaptent à tout type de tas 1 indépendamment de la forme et de la hauteur de ce tas 1. Il est à noter que ce déplacement du bâti 35 par rapport au châssis 36 peut être commandé par au moins un vérin 37. Une fois les cendres humides séparées du reste du tas 1, il convient de les récupérer et de les évacuer vers le reste de l'installation. Pour réaliser cette opération, on utilise un bras raclant 2 en soi connu. Ce bras raclant 2, représenté à la figure 4, est un engin automoteur constitué essentiellement par une chaîne sans fin 39 à godets racleurs 2A. Ces godets 2A raclent sur le sol les cendres humides qui ont été détachées du tas 1 pour les amener dans une goulotte d'alimentation 3 qui évacue ces cendres vers le dispositif de traitement mécanique par voie sèche des cendres. Ce bras raclant 2 est à disposition rayonnante autour d'un axe (XX' ) et est de manière connue articulé 38 autour de cet axe vertical (XX' ) formant pivot pour pouvoir se positionner de manière optimale à la base du tas 1 de cendres. Ce bras raclant 2 et le dispositif de traitement en surface 34, 35, 36 du tas 1 sont reliés entre eux pour permettre de manière sûre un positionnement correct des godets racleurs 2A par rapport aux herses 34. En outre, grâce au pivotement du bras raclant 2 autour d'un axe vertical (X, X') et à l'inclinaison du bâti 35 support de herses 34, l'ensemble de ce dispositif est adaptable à toute configuration. En outre, grâce à cette première opération, le mélange devient manoeuvrable en trémie. Les cendres humides sont amenées par la goulotte d'alimentation 3 à un dispositif de traitement mécanique des cendres par voie sèche pour rendre ce mélange additionnel de cendres homogène et donc utilisable dans une unité de centrale à béton quelconque.
Ce dispositif de traitement des cendres comprend, dans 1'exemple représenté à la figure 1, un crible vibrant 4 assurant 1'élimination des matières contenues dans le mélange additionnel présentant une granulométrie supérieure à une granulométrie prédéterminée. Une goulotte de refus 5 reliée à ce crible vibrant 4 permet l'élimination des matières de granulométrie trop importante. Le mélange ainsi calibré est récupéré dans une trémie intermédiaire 8 et pénètre dans un dispositif de décompactage 6 ou d'émottage. A titre d'exemple, ce dispositif de décompactage 6 peut être constitué de deux arbres parallèles équipés de carrés formant des peignes dont les dents s'interpénètrent au cours de la rotation desdits arbres de manière à supprimer les mottes existantes. Le mélange ainsi calibré et décompacté ou émotté est récupéré dans une trémie tampon 9. Dans cette trémie 9, on mesure la teneur en eau du mélange additionnel au moyen d'organes de mesure tels que des sondes 7 et 10. Le contenu de cette trémie 9 est par la suite amené au moyen d'une bande transporteuse 11 dans un skip 13 disposé sur un cadre peseur 12. Ce cadre peseur peut, à titre d'exemple, constituer un moyen de pesée du mélange additionnel. De ce fait, à l'issue de cette étape, on connaît d'une part la teneur en eau dudit mélange additionnel, d'autre part son poids sans jamais avoir ajouté d'eau pour traiter lesdites cendres. Il devient alors aisé de déterminer la quantité d'eau devant être injectée dans le mélange. La figure 2 représente le détail des étapes décrites ci-dessus.
Une fois la pesée réalisée, le skip 13 contenant le mélange additionnel est amené par l'intermédiaire d'un ascenseur 14 vertical actionné au moyen d'un moto-réducteur 16 au voisinage du malaxeur M. Des rails verticaux 15 constituent des organes de guidage de ce skip 13. Le contenu du skip est déversé dans une goulotte 17. La sortie de cette goulotte est équipée d'un by pass 19 commandé au moyen d'un organe obturateur 18 de manière à permettre soit une introduction directe par un conduit 20 du mélange additionnel dans le malaxeur M de la centrale à béton, soit une incorporation indirecte au moyen d'un dispositif intermédiaire 21 appelé malaxeur intermédiaire ou encore dispositif de défloculation du mélange de cendres. En fonction de la composition qualitative des cendres humides devant être incorporées, ces moyens d'incorporation du mélange additionnel dans le malaxeur M pourront être constitués uniquement de cette canalisation 20 reliant directement la goulotte 17 et le malaxeur M et/ou d'un dispositif intermédiaire 21. Dans le cas d'une incorporation indirecte du mélange additionnel contenu dans la goulotte 17, le mélange additionnel sera tout d'abord traité à l'intérieur du dispositif de défloculation ou malaxeur intermédiaire 21 de manière à permettre la réalisation d'un mélange homogène se présentant sous forme d'un coulis ou d'une boue. Par la suite, ce coulis ou cette boue seront introduits au moyen d'une trémie 27 reliée à une goulotte 28 à l'intérieur du malaxeur M. De ce fait, les moyens d'injection de la quantité d'eau complémentaire nécessaires pour obtenir une teneur en eau prédéterminée dudit mélange final à 1'intérieur du malaxeur M reliés au malaxeur de la centrale à béton pourront également être reliés au dispositif intermédiaire 21 pour ajouter dans ce dispositif 21 une partie de ladite quantité d'eau complémentaire. Les moyens d'injection 22, 23, 24 et 25 d'une quantité d'eau variable dans le dispositif 21 et/ou dans le malaxeur M sont constitués par des canalisations équipées de vannes à obturation réglable. Le réglage de ces moyens d'obturation desdites vannes pour permettre un contrôle de la quantité injectée peut être commandé manuellement ou automatiquement au moyen du débitmètre 22. Les vannes combinées au débitmètre constituent les moyens d'actionnement des moyens d'injection. Cette commande s'effectue au regard des résultats des mesures effectuées au moyen des sondes 7, 10 et du cadre peseur 12. En effet, la quantité d'eau injectée est directement liée à la teneur en eau du mélange additionnel et à la quantité de cendres devant être incorporées. La commande de ces moyens d'injection peut s'effectuer au moyen d'une unité de traitement 29, 30, 31, 32 reliée au dispositif de mesure, ladite unité de traitement incluant des moyens de calcul de la quantité en eau complémentaire devant être injectée. Cette unité de traitement est de manière , classique constituée d'un ordinateur, d'un programme approprié et éventuellement de moyens d'affichage tels qu'une imprimante. Ainsi, au regard des résultats de la mesure réalisée par les sondes 7, 10 et le cadre peseur 12, l'unité de traitement détermine la quantité d'eau devant être injectée directement dans le malaxeur M et éventuellement dans le dispositif intermédiaire 21 selon l'option choisie. Par la suite, un ordre est donné directement au moyen d'injection de ladite quantité d'eau complémentaire de manière à envoyer cette eau dans le dispositif intermédiaire et/ou dans le malaxeur M. De ce fait, la teneur finale en eau du mélange est toujours la même. Cette teneur finale en eau est contrôlée au moyen d'une sonde 26. Par la suite, le processus de fabrication du béton est poursuivi de manière classique.
Il est également possible d'envisager un dispositif parfaitement manuel dans lequel, au regard des résultats de la mesure réalisée au moyen des sondes 7 et 10 et du cadre peseur 12, on détermine la quantité d'eau complémentaire devant être injectée soit dans le malaxeur M et/ou dans le dispositif de floculation ou de malaxage 21 et on règle alors manuellement les moyens d'injection en eau 23, 24 et 25. De ce fait, on obtient dans le malaxeur de la centrale à béton un mélange homogène dont la teneur en eau est parfaitement connue et toujours identique. De ce fait, les opérations ultérieures devant être réalisées à 1 'intérieur de la centrale ne sont pas retardées car elles ne nécessitent pas de réglage spécifique. En outre, la quantité de cendre humides ajoutée peut être très importante en raison d'un traitement par voie sèche qui ne nécessite pas 1'addition d'un excès d'eau inabsorbable par les autres constituants du mélange.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'incorporation dans les matières premières d'un béton, d'un mélange additionnel à base de cendres humides stockées en tas à l'air libre, caractérisé en ce qu'on travaille mécaniquement (34) en surface le tas (1) de cendres humides pour en détacher des éléments constitutifs du mélange additionnel, en ce qu'on transforme mécaniquement (4, 6), sans addition d'eau, ledit mélange additionnel en un mélange homogène, en ce qu'on mesure à chaque incorporation le poids et la teneur en eau dudit mélange additionnel, et on injecte la quantité d'eau complémentaire nécessaire pour obtenir une teneur finale en eau prédéterminée dudit mélange final.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on travaille mécaniquement en surface le tas (1) de cendres au moyen de herses (34) rotatives supportées par un bâti (35) articulé sur un châssis (36) solidarisé à un bras raclant (2) monté à disposition rayonnante autour d'un axe vertical (X, X') formant pivot.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on soumet ledit mélange additionnel séparé mécaniquement du tas à une opération de tri, tel qu'un criblage (4), de manière à éliminer les particules de granulométrie supérieure à une granulométrie prédéterminée, on émotte (6) ledit mélange additionnel ainsi calibré, on mesure la teneur en eau (7, 10) et on pèse (12) ledit mélange, on envoie ledit mélange additionnel directement à un malaxeur (M) d'une centrale à béton et on ajoute dans ce malaxeur (M) ladite quantité d'eau complémentaire.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on envoie ledit mélange additionnel pesé et contrôlé en teneur en eau à un malaxeur intermédiaire (21) d'une centrale à béton, on ajoute dans ce malaxeur intermédiaire (21) une partie de ladite quantité d'eau complémentaire, on envoie le mélange ainsi formé au malaxeur (M) de la centrale à béton et on ajoute audit malaxeur (M) le complément de ladite quantité d'eau complémentaire.
5. Procédé selon l'une des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce qu'on calcule ladite quantité d'eau complémentaire dans une unité (29, 30, 31, 32) de traitement des données à laquelle on a envoyé le résultat de ladite mesure et on commande par ladite unité de traitement l'envoi de ladite quantité d'eau complémentaire.
6. Installation disposée en amont du malaxeur d'une centrale à béton, et permettant l'incorporation dans les matières premières d'un béton, dont la teneur en eau du mélange final doit être contrôlée, d'un mélange additionnel à base essentiellement de cendres humides stockées en tas à l'air libre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de travail (2, 34) en surface du tas (1) de cendres pour en détacher les éléments constitutifs du mélange additionnel, des moyens mécaniques (4, 6) de transformation par voie sèche du mélange additionnel en un mélange homogène, des moyens de mesure du poids (12) et de la teneur en eau (7, 10) dudit mélange additionnel devant être incorporé dans le malaxeur (M) de la centrale, des moyens d'incorporation (20, 27, 28) dudit mélange additionnel, des moyens d'injection (23, 24, 25, 26) de la quantité d'eau complémentaire nécessaire pour obtenir une teneur finale en eau prédéterminée dudit mélange final et des moyens de commande ou d'actionnement (22) de ces dits moyens d'injection.
7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de travail en surface du tas (1) de cendres comprennent au moins une herse rotative (34), de préférence trois, montée horizontalement à l'intérieur d'un bâti (35) articulé sur un châssis (36) solidaire d'un bras raclant (2), le bâti (35) étant susceptible d'être écarté d'un angle (α) variable du châssis (36) par pivotement autour de ladite articulation (39) pour permettre un contact des herses (34) avec la surface du tas (1 ) de cendres.
8. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens mécaniques de transformation par voie sèche du mélange additionnel en un mélange homogène comprennent au moins un dispositif d'émottage (8) combiné à un dispositif de criblage (4) disposé en amont du dispositif d'émottage (8).
9. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens d'injection (22, 23, 24, 25) de la quantité d'eau complémentaire, qui débouchent dans le malaxeur (M) de la centrale à béton et/ou dans un malaxeur intermédiaire (21) disposé en amont dudit malaxeur (M) de la centrale à béton et communiquant avec ce dernier, sont constitués par des moyens d'amenée en eau tels que des canalisations équipées de moyens d'actionnement permettant l'injection d'une quantité d'eau variable.
10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement des moyens d'injection de la quantité d'eau complémentaire à injecter sont commandés par une unité de traitement (29, 30, 31, 32) reliée au dispositif de mesure, ladite unité de traitement incluant des moyens de calcul de la quantité en eau complémentaire devant être injectée.
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