EP1019333A1 - Aqueous suspension based on alkaline aluminium polysulphate, preparation method and use in the field of building materials - Google Patents

Aqueous suspension based on alkaline aluminium polysulphate, preparation method and use in the field of building materials

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Publication number
EP1019333A1
EP1019333A1 EP98947601A EP98947601A EP1019333A1 EP 1019333 A1 EP1019333 A1 EP 1019333A1 EP 98947601 A EP98947601 A EP 98947601A EP 98947601 A EP98947601 A EP 98947601A EP 1019333 A1 EP1019333 A1 EP 1019333A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compound
silica
aqueous suspension
suspension
mixture
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98947601A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sylvie Touzet
Jean-Yves Chane-Ching
Evelyne Prat
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.)
Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhodia Chimie SAS
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 Rhodia Chimie SAS filed Critical Rhodia Chimie SAS
Publication of EP1019333A1 publication Critical patent/EP1019333A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • 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
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08Acids or salts thereof
    • C04B22/14Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142Sulfates
    • C04B22/148Aluminium-sulfate
    • 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
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • 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
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/10Accelerators; Activators
    • C04B2103/12Set accelerators
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146Sprayable or pumpable mixtures
    • C04B2111/00155Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite

Definitions

  • Aqueous suspension based on alkali aluminum polysulfate, process for its preparation and its use in the field of building materials "
  • the present invention relates to aqueous suspensions comprising at least one alkaline compound (B) associated with silica and / or alumina, a process useful for the preparation of these compositions and their uses in the field of cementitious pastes, mortars and concrete and in particular as an accelerator for setting and stiffening cements.
  • B alkaline compound
  • layers of concrete or mortar are applied on a support or surface to be concreted using two spraying techniques, one by dry process and the other by wet.
  • the methods of spraying concrete by dry route use a dry mixture comprising all the traditional anhydrous components of a concrete or a mortar. This is transported to a spray nozzle where wetting with mixing water is then carried out. A • setting accelerator is generally added, upstream or at the level of the projection nozzle, and the mixture obtained is sprayed onto the surface to be concreted. Unfortunately, we are witnessing with this type of process a phenomenon of concrete rebound which is detrimental on the economic level and which, moreover, represents a risk for the safety of the technician ensuring the projection.
  • the wet spraying process which uses a cement mixture which is usually well wetted, overcomes in part the two problems mentioned above.
  • the presence of excess water affects the density of the concrete or mortar and the introduction of a setting accelerator to compensate for this effect, on the other hand harms the mechanical resistance over time of the concrete or mortar, once projected.
  • the present invention therefore has for first object an aqueous suspension comprising:
  • AI OH
  • a SO 4
  • SiOx SiOx
  • c Y
  • d d
  • Y chosen from alkali and alkaline earth metals x between 2 and 4 and its derivatives, said compound (B) being present in the suspension at a concentration of at least 1.65 mol / l expressed as mole of aluminum originating of said compound.
  • Y represents a sodium atom.
  • Compound (B) of global formula (I) comprises soluble species and solid species.
  • the soluble species are generally ions, or even polyions, such as hydrolysis complexes, aluminum polysulfates and optionally silicates.
  • the soluble species can be present individually in the solution or adsorbed on the silica or alumina particles.
  • the solid species are particles of micron or nanometric size of AI (OH) 3 , AIOOH and / or AI 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 Na for example.
  • AI (OH) 3 AIOOH and / or AI 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 Na
  • at least part of these solid species is amorphous, the others being crystallized.
  • These solid species can be dispersed within the dispersion or interact with the silica or alumina particles.
  • the compound (B) has, after being dried, an amorphous structure, said structure representing at least 15% by weight of the compound (B).
  • the compound (B) present in the aqueous suspensions claimed is at least partially in the form of an amorphous dispersed solid.
  • the amorphous nature of the dispersed solid is that determined by X-rays. More specifically, the control method is carried out by X-ray diffraction. On the RX spectrum, the amorphous character results in the presence of halos in place of the main lines. The control can be carried out either on the dried suspension or on the suspension as it is.
  • the suspension is dried at room temperature so as to remove the free water, but to conserve the water of constitution of the components of the suspension.
  • the RX spectrum obtained on the dry solid gives access to the quantity of crystallized solid, and therefore by difference to the quantity of amorphous solid.
  • the RX analysis is carried out directly on the aqueous suspension. More preferably, the indices a and b present in the overall formula of the compound (B) are respectively between approximately 0.75 and 2 and 0.3 and 1, 2.
  • said suspension comprises approximately 2.1 to 3.5 mol / l of aluminum, approximately 2.25 to 4 mol / l of sulfate and approximately 0.2 to 3.5 mol / l of silica.
  • the suspension according to the invention has a pH (measured according to ISO standard 787/9) of between 2.5 and 4. According to a preferred embodiment of the invention, it has a value of between 3 and 4 and more preferably is around 3.7.
  • the aqueous suspensions claimed constitute an optimum with respect to the compromise of the properties sought in the field of cements, mortars and concretes. These properties are accelerated stiffening and setting kinetics and increased mechanical resistance of the grout, mortar or hardened concrete incorporating them.
  • the aqueous suspension comprises a compound (B) of global formula I in which a has a value of the order of 1.26 ⁇ 0.1, 0.5 ⁇ 0.1 and of 0.88 ⁇ 0.1.
  • the aqueous suspensions comprising a compound (B) of global formula I in which a is between 0.1 and 1.5, with said suspension comprising approximately from 2.2 to 3.1 mol / l of aluminum and about 2.3 to 3.9 mol / l of sulfate.
  • the aqueous suspensions claimed have a silica concentration of between approximately 0.7 and 2.4 mol / L.
  • silica chosen in particular from silica fumes, precipitated silicas, silica soils, silica gels, fumed silicas, silica compounds of natural or synthetic origin, silico-aluminates, smectites, magnesium silicates, clays, wollastonite, talc, mica, attapulgite, sepiolite, montmorrillite, bentonites,
  • the aqueous suspensions according to the invention can comprise an alkaline or metallic sulfate of the sodium sulfate, iron sulfate, aluminum sulfate ... type. It is preferably sodium sulfate.
  • the claimed suspensions may also incorporate calcium silicates and aluminates.
  • the aqueous suspension combines with compound (B) a silica, there is a beneficial effect on the activity as an accelerator for setting said suspension, resulting in particular in a significant reduction in the rebound phenomenon observed during. concrete splashes.
  • silica contained in the suspension according to the invention very particularly suitable is a silica chosen from silica fumes, precipitated silicas, silica compounds of natural or synthetic origin comprising in particular selected silica among the silico-aluminates, for example the ®Tixosil 28 marketed by Rhône-Poulenc, smectites, magnesium silicates in general, and their mixtures. At least one precipitated silica is preferably used, as silica.
  • precipitated silica is understood here to mean a silica obtained by precipitation from the reaction of an alkali metal silicate with an acid, generally inorganic, at an adequate pH of the precipitation medium, in particular a basic pH, neutral or little acid.
  • the mode of preparation of the silica can be arbitrary (addition of acid on a silicate base stock, simultaneous total or partial addition of acid or silicate on a base stock of water or silicate solution, etc. .) and is chosen according to the type of silica that one wishes to obtain.
  • At the end of the precipitation step there is generally a step of separation of the silica from the reaction medium according to any known means, press filter or vacuum filter for example; a filter cake is thus collected, which is washed if necessary; this cake can be, possibly after disintegration, dried by any known means, in particular by atomization, then optionally ground and / or agglomerated. All of these protocols make the subject of a detailed description in application EP 736 501 to which reference will be made.
  • the precipitated silica preferably contained in the suspension according to the invention generally has a CTAB specific surface of between 50 and 250 m / g, in particular between 100 and 240 m 2 / g.
  • the suspension according to the invention advantageously contains a precipitated silica having a very good capacity for dispersion and disagglomeration.
  • the silica, in particular precipitated silica, contained in the suspension according to the invention can be finely divided, in particular following grinding (for example wet grinding) or deagglomeration with ultrasound.
  • a second aspect of the present invention relates to a process useful for preparing aqueous suspensions based on at least one compound (B) of global formula I as described above.
  • the subject of the present invention is also a process useful for preparing an aqueous suspension, as described above, characterized in that it comprises the steps consisting in:
  • step B optionally add to the mixture obtained according to step A an alkaline silicate in the form of an aqueous solution and homogenize said mixture at room temperature;
  • step B adding to the mixture obtained according to step B, an alkaline aluminate in the form of an aqueous solution, with vigorous stirring and at room temperature; D - bring the entire mixture to a temperature between 40 and 90 ° C and recover the expected suspension.
  • the process of preparation is carried out during the incorporation of an aluminum sulphate. This can be added either all at once during one of the steps of said process or in several times at steps A, B, C and D of the process. It can be added as a powder or solution.
  • the addition of aluminum sulfate is carried out in the form of a powder or a suspension during step A.
  • silica and / or alumina used in step A, they are introduced in the form of suspension (s) or powder (s).
  • aqueous suspension of silica and more. preferably from a precipitated silica, such as those described in patent application EP 736 501.
  • This aqueous suspension of precipitated silica may have been obtained beforehand by mechanical disintegration of a filtration cake resulting from a silica precipitation reaction.
  • protocol for preparing such a filtration and disintegration cake reference will be made to the description of application EP 736 489. The examples given below present a particular embodiment of this process.
  • stage B it is possible to use as silicate all common forms of silicates, such as metasilicates, dissilicate and advantageously an alkali metal silicate M, in which M is sodium or potassiur ⁇ .
  • silicates such as metasilicates, dissilicate and advantageously an alkali metal silicate M, in which M is sodium or potassiur ⁇ .
  • Step B is preferably carried out at a temperature between 10 and 40 ° C and more preferably at room temperature.
  • the silicate is incorporated into the mixture of step A, in the form of a concentrated solution and with strong mechanical stirring.
  • the third step C relates to the incorporation of the aluminate.
  • This is also added in the form of a concentrated solution and with vigorous stirring.
  • the mode of agitation it may be a shear applied by a homogenizer of the UltraTurrax® type.
  • the mixture thus obtained undergoes in step D, a temperature treatment so as to perfect the homogenization of the reaction assembly.
  • This heat treatment can, for example, consist of a temperature rise for one hour to a temperature between 50 and 90 ° C and preferably of the order of 65 ° C and maintaining the mixture at this temperature for approximately one hour at the end of which the mixture is allowed to cool naturally.
  • the aqueous suspensions claimed are particularly advantageous for the preparation of cementitious pastes, concretes and mortars.
  • the advantages obtained are due in part to the use of compound (B) and are particularly optimized when the compound (B) is associated with silica and is in the form of a suspension as described above.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of compound (B) in the field of building materials.
  • cementitious pastes grout or tempered compositions formed from cement and water and, optionally, usual additives
  • mortars and concretes and more particularly as an accelerator of setting and / or stiffening of cementitious pastes, mortars or concretes.
  • the compound (B), preferably in the form of a suspension according to the invention provides remarkable and unexpected advantages which are particularly advantageous in the field of grouts, mortars and sprayed concretes.
  • the compound (B), preferably in the form of a suspension as claimed, constitutes an optimum with respect to the compromise of properties: stiffening kinetics / setting kinetics / mechanical resistance of the grouts, mortar or hardened concrete.
  • the amount of compound (B) used to prepare cement paste, mortar or concrete is expressed in moles is greater than approximately 0.003 moles per 100 g of cement, a particularly rapid hardening of the sprayed layer is observed, making it possible to work with maximum security, for example under the vault, from a few hours after the spraying (application to the production of structural mortars in particular).
  • aqueous suspensions described above do not degrade the mechanical properties of the cement compositions over time. On the contrary, it is found that they lead to high compressive strength values at 28 days, in particular when an amount is used such that the amount by mass of silica used (expressed as anhydrous silica) is between 0.2 and 5%, in particular between 0.4 and 2.5% relative to the mass of cement used to prepare the cementitious, mortar or concrete paste.
  • the health and safety conditions, in particular for the technician, implementing the spraying process, are improved due to the very slightly irritating nature of the suspension according to the invention, in particular thanks to its pH of between 2.5 and 4.
  • suspensions according to the invention also makes it possible to limit losses from rebound projection and to obtain very thick projected layers, thereby increasing productivity. This is possible in particular thanks to the homogeneity, cohesion and / or adhesion (tacky appearance) of these cement compositions.
  • suspensions according to the invention can be used for the preparation of cementitious pastes (grout or tempered compositions formed from cement and water and possibly common additives), mortars and concretes for the consolidation of wells. oil.
  • cement following a drilling, cement must be placed between the tubes which must casing the well and the wall of the hole to seal this annular space.
  • specific additives can be added to the cement to adjust its hydraulic and mechanical characteristics, which are affected by the temperature and pressure varying with the depth.
  • the setting times of mixtures are excessively long. It is then necessary to improve their homogeneity while waiting for hardening.
  • the suspensions according to the invention are used at an estimated concentration in mole of compound (B) of global formula I greater than about 0.003 mole per 100 g of cement used to prepare the cement paste, mortar or concrete. A particularly rapid hardening of the mixture is thus obtained.
  • the present invention also relates to a method of spraying concrete or mortar for applying a layer of concrete or mortar to a surface, characterized in that a compound (B) is added just before or at the level of the spraying means. as described above.
  • This. process can be carried out, dry or, preferably, wet.
  • an amount is used such that the concentration in moles of said compound (B) is greater than approximately 0.003 moles per 100 g of cement used to prepare the concrete or mortar.
  • the compound (B) is introduced in the form of an aqueous suspension as defined above.
  • the process is carried out dry.
  • a dry mixture of concrete or mortar is then formed, the said mixture is moved to introduce it into a projection means, the compound (B) is added to the mixture, preferably in the form of a suspension.
  • aqueous according to the invention just before or at the level of the spraying means and the resulting mixture is sprayed from the spraying means onto the surface or the support to be coated.
  • Compound (B), preferably in the form of a claimed aqueous suspension in accordance with the invention, and the mixing water can be introduced into the dry mixture separately, that is to say by two different means (for example using two different pumps). They can also be introduced into the mixture jointly, that is to say by the same means; they are then in particular mixed with each other prior to their introduction into said mixture.
  • the use of suspension according to the invention makes it possible to reduce the rebound and to reduce the formation of dust.
  • the claimed aqueous suspension can be used, in particular, as mixing water.
  • spraying process can be carried out dry as described above, its implementation by wet gives particularly excellent results.
  • the process is carried out by the wet process.
  • a mixture of tempered concrete or mortar is then formed, the said mixture is moved to introduce it into a spraying means, the compound (B) is added to said tempered mixture, preferably in the form of an aqueous suspension. as claimed, just before, or at the level of the projection means and the resulting mixture is projected from the projection means onto the surface (or the support).
  • the means used to form the dry mixture or the tempered mixture, to move and then introduce this mixture into the spraying means and to spray the mixture onto the surface to be concreted from said means correspond to those usually used in the field of concrete or mortar spraying and are therefore well known to those skilled in the art.
  • the dry mixture and the mixed mixture are generally each formed by kneading the products entering into their composition; the order of introduction of said products into the mixer can be arbitrary; for example, in the case of the wet spraying process, aggregates or aggregates (sand in the case of a mortar; aggregates or larger aggregates such as gravel and / or pebbles, and generally sand, in the case of a concrete) and the cement are first kneaded together, the water then being introduced, the wet mixture thus formed being finally kneaded.
  • Additives such as a plasticizer for example, can optionally be incorporated at any suitable time during the preparation of the dry mixture (dry process) or the mixed mixture (wet process). Mention may be made, as fluidizers, in particular melamine, sodium polynaphthalene sulfonate, sodium polyacrylate, sodium polycarboxylate. It is also possible to incorporate reinforcing fibers such as polyvinyl alcohol, polypropylene, steel, polyacrylonite, cellulose, carbon, kevlar®, polyamide, polyethylene, etc. fibers.
  • the dry formed mixture is introduced into the spraying means generally after having been transported using a stream of compressed air in a pipe (or pipe). ; in the case of the wet process, the tempered mixture is introduced into the spraying means generally after having been conveyed using a suitable pump, for example a piston pump or a screw pump, in a pipe ( or driving).
  • Compound (B), preferably in the form of an aqueous suspension in accordance with the invention, can be brought just before or at the level of the spraying means, for example by a metering pump.
  • the projection means is usually constituted by a projection nozzle; the assembly formed from the dry mixture, the mixing water and the compound (B), preferably in the form of a claimed aqueous suspension, is then sprayed, from this spray nozzle, generally at the using propellant air which feeds said nozzle, the propellant air usually being compressed air.
  • compound (B) preferably in the form of an aqueous suspension as defined according to the invention, and its place of introduction into the mixture are essential characteristics of the invention.
  • FIG. 1 is a representation of the stiffening kinetics obtained with two control mortars and 8% additive mortars in aqueous suspensions according to the invention.
  • FIG. 2 is a representation of the stiffening kinetics obtained with a control mortar and 10% additive mortars in aqueous suspensions according to the invention.
  • FIG. 3 is a representation of the tensile strength by bending obtained with a control mortar and additive mortars at 6% in suspension S1 and S2.
  • FIG. 4 is a representation of the resistance in simple compression obtained with a control mortar and additive mortars at 6% in suspension S1 and S2.
  • FIG. 5 is a RX diffraction representation of the suspension S1 dried at room temperature.
  • the dispersion obtained is then transferred to a double jacket reactor provided with a thermostated enclosure.
  • the whole is stirred and a heat treatment is carried out according to the following profile:
  • the dispersion obtained has the following characteristics:
  • PASS 1, 7 M It has a milky appearance and requires stirring to avoid decantation. It is a suspension of dispersed solids.
  • Cement slurries are prepared in the following manner: 40 g of water, 8 g of an aqueous composition prepared according to examples 1 and 2 and 100 g of cement are introduced into a cylindrical mold of w 250 ml (triggering of the stopwatch), mixed using an RW 20® type agitator fitted with a three-bladed marine propeller for one minute. The grout is then tamped down with light tapping. The stiffness monitoring measurements are carried out using a Stevens® texturometer.
  • the Stevens® texturometer is a device for measuring the force necessary to make a probe penetrate the grout. Its technical characteristics are as follows:
  • - force sensor TA 1000 (from 5 to 1000 g, ie from 0.049 to 9.81 N);
  • FIG. 1 also accounts for the kinetics obtained with a first control composition comprising a concentration of 1.64 mol / L of the same compound (B) with aluminum concentration 1.6, and a second control composition called S1 to base of an aluminum sulphate obtained according to Example 6 below.
  • compositions having a concentration of the order of or greater than 1.65 moles per liter of compound B are obtained with compositions having a concentration of the order of or greater than 1.65 moles per liter of compound B.
  • the silicate concentration (expressed as Si ⁇ 2) in the base is then 85 g / l.
  • the mixture is brought to 79 ° C. while keeping it under stirring.
  • introduced into the mixture 386 liters of dilute sulfuric acid with a density at 20 ° C equal to 1.050, until a pH value equal to 8 is obtained (measured at the temperature of the medium).
  • the temperature of the reaction medium is 79 ° C. for the first 25 minutes, then it is brought from 79 ° C. to 86 ° C. in 15 min, and then maintained at 86 ° C. until the end of the reaction.
  • the total duration of the reaction is 1 18 min.
  • a precipitated silica slurry is obtained which is filtered and washed using a filter press so that a G1 silica cake is finally recovered, the loss on ignition of which is 78% (therefore a dry matter content 22% by weight) and whose Na2S ⁇ 4 content is 1% by weight.
  • cake 13 is introduced simultaneously, 1 ml of a sodium aluminate solution (having a content of
  • AI2O3 of 22% by weight and an Na2 ⁇ content of 18% by weight (density:
  • the AI / Si ⁇ 2 weight ratio is approximately 2600 ppm. It is left to mature for 20 minutes while continuing the mechanical deflocculation.
  • the * G2 suspension of silica obtained is characterized by:
  • the addition is carried out in about fifteen minutes.
  • a homogeneous G3 suspension is obtained having the following characteristics:
  • silica content (% by weight) 10.0 (calculated as anhydrous silica)
  • the addition is carried out over a period of approximately one minute. 48 ml of a sodium aluminate solution with a concentration of 5.7 M Al concentration are then added continuously and at room temperature, still under high shear. The addition is carried out over a period of approximately four minutes.
  • the dispersion obtained is then transferred to a double jacket reactor, provided with a thermostated enclosure.
  • the whole is stirred and a heat treatment is carried out according to the following profile:
  • the dispersion designated "S2" is stable with respect to decantation over time.
  • Cement slurries are prepared as follows: 40 g of water, 10 g of suspensions S1, S2 and S3 prepared according to the previous examples and 100 g of cement are introduced into a 250 ml cylindrical mold (start of the stopwatch) , mixed using an RW 20® type agitator fitted with a three-bladed marine propeller for one minute. The grout is then tamped down with light tapping. The measures of. follow-up of stiffening are carried out using a Stevens® texturometer described above.
  • a measurement is carried out approximately every 2 to 15 minutes (stop before 15 minutes if the force scale stop is reached).
  • suspensions S2 and S3 (containing compounds (B)) activate the stiffening kinetics much more strongly than the suspension S1 (based on aluminum sulphate).
  • the suspensions S1 and S2 lead to comparable grip kinetics.
  • the mechanical strengths were measured at 7 and 28 days on broken 4x4x16 test pieces with a Toni Technick type 202 press.
  • the mechanical strengths obtained with the suspensions S1 and S2 are substantially equivalent and equal to approximately 80 to 90% of the strengths of the reference mortar.

Abstract

The invention concerns an aqueous suspension comprising: A) silica and/or alumina particles; and B) a compound of global formula (I): Al(OH)a(SO4)b(SiOx)c(Y)d with: a ranging between 0.4 and 2; b ranging between 0.3 and 1.35; c ranging between 0 and 0.1; d being more than 0.05; Y selected among the alkaline and alkaline-earth metals; x ranging between 2 and 4, and its derivatives. Said compound (B) being present in the suspension at a concentration of at least 1.65 mol/l expressed in aluminium mol derived from said compound. It also concerns a method useful for preparing said suspension and their uses in the field of cement pastes, mortars and concrete and particularly as setting and hardening accelerator of cements.

Description

Suspension aqueuse à base de polysulfate d'aluminium alcalin, son procédé de préparation et son utilisation dans le domaine des matériaux de construction" Aqueous suspension based on alkali aluminum polysulfate, process for its preparation and its use in the field of building materials "
La présente invention concerne des suspensions aqueuses comprenant au moins un composé (B) alcalin associé à de la silice et/ou de l'alumine, un procédé utile pour la préparation de ces compositions et leurs utilisations dans le domaine des pâtes cimentaires, des mortiers et des bétons et en particulier à titre d'accélérateur de prise et de raidissement des ciments.The present invention relates to aqueous suspensions comprising at least one alkaline compound (B) associated with silica and / or alumina, a process useful for the preparation of these compositions and their uses in the field of cementitious pastes, mortars and concrete and in particular as an accelerator for setting and stiffening cements.
Classiquement, on procède dans les industries du béton à l'application de couches de béton ou de mortier, sur un support ou une surface à bétonner à l'aide de deux techniques de projection, l'une par voie sèche et l'autre par voie humide.Conventionally, in the concrete industries, layers of concrete or mortar are applied on a support or surface to be concreted using two spraying techniques, one by dry process and the other by wet.
Les procédés de projection de béton par voie sèche, mettent en oeuvre un mélange sec comprenant tous les composants anhydres traditionnels d'un béton ou d'un mortier. Celui ci est transporté vers une buse de projection où un mouillage avec de l'eau de gâchage est alors effectué. On ajoute généralement, en amont ou au niveau de la buse de projection, un accélérateur de prise et le mélange obtenu est projeté sur la surface à bétonner. Malheureusement, on assiste avec ce type de procédé à un phénomène de rebond du béton qui est préjudiciable sur le plan économique et qui, de plus, représente un risque pour la sécurité du technicien assurant la projection.The methods of spraying concrete by dry route, use a dry mixture comprising all the traditional anhydrous components of a concrete or a mortar. This is transported to a spray nozzle where wetting with mixing water is then carried out. A • setting accelerator is generally added, upstream or at the level of the projection nozzle, and the mixture obtained is sprayed onto the surface to be concreted. Unfortunately, we are witnessing with this type of process a phenomenon of concrete rebound which is detrimental on the economic level and which, moreover, represents a risk for the safety of the technician ensuring the projection.
Le procédé de projection par voie humide, qui met en oeuvre un mélange ciment habituellement bien mouillé, permet de s'affranchir en partie des deux problèmes évoqués précédemment. Toutefois, la présence d'eau en quantité excédentaire, affecte la densité du béton ou du mortier et introduction d'un accélérateur de prise pour compenser cet effet, nuit en revanche à la résistance mécanique dans le temps du béton ou du mortier, une fois projeté.The wet spraying process, which uses a cement mixture which is usually well wetted, overcomes in part the two problems mentioned above. However, the presence of excess water affects the density of the concrete or mortar and the introduction of a setting accelerator to compensate for this effect, on the other hand harms the mechanical resistance over time of the concrete or mortar, once projected.
Récemment, il a été proposé dans les demandes de brevet EP 736 489 et EP 736 501 , l'utilisation de mélanges à base de silice et de sulfate d'aluminium, se présentant sous la forme d'un gel réversible, à titre de produits de substitution des accélérateurs de prises classiques, dans les industries du béton. Ce type d'additif s'avère avantageusement moins corrosif que les accélérateurs de prises classiques et par ailleurs satisfaisant sur le plan économique. En étant présent dans le béton projeté, il réduit de manière significative le phénomène de rebond évoqué précédemment.Recently, it has been proposed in patent applications EP 736 489 and EP 736 501, the use of mixtures based on silica and aluminum sulphate, in the form of a reversible gel, as products replacement of conventional setting accelerators, in the concrete industries. This type of additive is advantageously less corrosive than conventional setting accelerators and is also economically satisfactory. By being present in shotcrete, it significantly reduces the rebound phenomenon mentioned above.
De manière inattendue, la Demanderesse a mis en évidence une nouvelle famille de compositions aqueuses à base de dérivés d'aluminium spécifiques, encore plus performantes que celles décrites dans la demande de brevet EP 736 501.Unexpectedly, the Applicant has highlighted a new family of aqueous compositions based on aluminum derivatives specific, even more efficient than those described in patent application EP 736 501.
La présente invention a donc pour premier objet une suspension aqueuse comprenant :The present invention therefore has for first object an aqueous suspension comprising:
A) des particules de silice et/ou d'alumine, etA) particles of silica and / or alumina, and
B) un composé de formule globale (I) :B) a compound of global formula (I):
AI(OH)a(SO4)b(SiOx)c(Y)d (I) avec : a compris entre 0,1 et 2, b compris entre 0,3 et 1 ,5 , c compris entre 0 et 0,1 , d supérieur à 0,05,AI (OH) a (SO 4 ) b (SiOx) c (Y) d (I) with: a between 0.1 and 2, b between 0.3 and 1.5, c between 0 and 0, 1, d greater than 0.05,
Y choisi parmi les métaux alcalins et alcalino-terreux x compris entre 2 et 4 et ses dérivés, ledit composé (B) étant présent dans la suspension à une concentration d'au moins 1 ,65 mol/l exprimée en mole d'aluminium provenant dudit composé.Y chosen from alkali and alkaline earth metals x between 2 and 4 and its derivatives, said compound (B) being present in the suspension at a concentration of at least 1.65 mol / l expressed as mole of aluminum originating of said compound.
De préférence, Y représente un atome de sodium.Preferably, Y represents a sodium atom.
De manière inattendue, la demanderesse a mis en évidence que l'emploi d'une suspension aqueuse telle que définie précédemment augmentait de manière significative la cinétique de durcissement des pâtes cimentaires, béton ou mortier comparativement à des accélérateurs de prise conventionnels.Unexpectedly, the Applicant has shown that the use of an aqueous suspension as defined above significantly increases the hardening kinetics of cementitious pastes, concrete or mortar compared to conventional setting accelerators.
Les exemples présentés ci-après illustrent plus précisément cet effet accélérateur de prise des suspensions selon l'invention.The examples presented below illustrate more precisely this accelerating effect of setting suspensions according to the invention.
Le composé (B) de formule globale (I) comprend des espèces solubles et des espèces solides.Compound (B) of global formula (I) comprises soluble species and solid species.
Les espèces solubles sont généralement des ions, voire des polyions tels que des complexes d'hydrolyse, des polysulfates d'aluminium éventuellement silicates. Les espèces solubles peuvent être présentes individuellement au sein de la solution ou adsorbees sur les particules de silice ou d'alumine.The soluble species are generally ions, or even polyions, such as hydrolysis complexes, aluminum polysulfates and optionally silicates. The soluble species can be present individually in the solution or adsorbed on the silica or alumina particles.
Les espèces solides sont des particules de taille micronique ou nanométrique d'AI(OH)3, AIOOH et/ou AI3(OH)6(SO4)2Na par exemple. En général, au moins une partie de ces espèces solides est amorphe, les autres étant cristallisées. Ces espèces solides peuvent être dispersées au sein de la dispersion ou entrer en interaction avec les particules de silice ou d'alumine. Selon un mode préféré de l'invention, le composé (B) présente, après avoir été séché, une structure amorphe, ladite structure représentant au moins 15 % en poids du composé (B).The solid species are particles of micron or nanometric size of AI (OH) 3 , AIOOH and / or AI 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 Na for example. In in general, at least part of these solid species is amorphous, the others being crystallized. These solid species can be dispersed within the dispersion or interact with the silica or alumina particles. According to a preferred embodiment of the invention, the compound (B) has, after being dried, an amorphous structure, said structure representing at least 15% by weight of the compound (B).
Plus préférentiellement, le composé (B) présent dans les suspensions aqueuses revendiquées est au moins partiellement sous forme d'un solide dispersé amorphe. Le caractère amorphe du solide dispersé est au sens de l'invention celui déterminé aux rayons X. Plus précisément, la méthode de contrôle est réalisée par diffraction RX. Sur le spectre RX, le caractère amorphe se traduit par la présence de halos à la place des raies principales. Le contrôle peut être réalisé soit sur la suspension séchée, soit sur la - suspension telle quelle.More preferably, the compound (B) present in the aqueous suspensions claimed is at least partially in the form of an amorphous dispersed solid. Within the meaning of the invention, the amorphous nature of the dispersed solid is that determined by X-rays. More specifically, the control method is carried out by X-ray diffraction. On the RX spectrum, the amorphous character results in the presence of halos in place of the main lines. The control can be carried out either on the dried suspension or on the suspension as it is.
Dans le premier cas, la suspension est séchée à température ambiante de manière à éliminer l'eau libre, mais à conserver l'eau de constitution des composants de la suspension. Le spectre RX obtenu sur le solide sec donne accès à la quantité de solide cristallisé, et donc par différence à la quantité de solide amorphe. A cette quantité de solide amorphe, il faut retirer la quantité de silice (elle est amorphe) de la suspension pour obtenir la quantité de composé (B) amorphe.In the first case, the suspension is dried at room temperature so as to remove the free water, but to conserve the water of constitution of the components of the suspension. The RX spectrum obtained on the dry solid gives access to the quantity of crystallized solid, and therefore by difference to the quantity of amorphous solid. At this quantity of amorphous solid, it is necessary to remove the quantity of silica (it is amorphous) from the suspension to obtain the quantity of amorphous compound (B).
Dans le deuxième cas, l'analyse RX est réalisée directement sur la suspension aqueuse. Plus préférentiellement, les indices a et b présents dans la formule globale du composé (B) sont compris respectivement entre environ 0,75 et 2 et 0,3 et 1 ,2.In the second case, the RX analysis is carried out directly on the aqueous suspension. More preferably, the indices a and b present in the overall formula of the compound (B) are respectively between approximately 0.75 and 2 and 0.3 and 1, 2.
Selon un mode préféré de l'invention, ladite suspension comprend environ de 2,1 à 3,5 mol/l d'aluminium, environ de 2,25 à 4 mol/l de sulfate et environ de 0,2 à 3,5 mol/l de silice.According to a preferred embodiment of the invention, said suspension comprises approximately 2.1 to 3.5 mol / l of aluminum, approximately 2.25 to 4 mol / l of sulfate and approximately 0.2 to 3.5 mol / l of silica.
La suspension selon l'invention possède un pH (mesuré selon la norme ISO 787/9) compris entre 2,5 et 4. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, il a une valeur comprise entre 3 et 4 et plus préférentiellement est de l'ordre de 3,7. Avantageusement, les suspensions aqueuses revendiquées constituent un optimum vis-à-vis du compromis des propriétés recherchées dans le domaine des ciments, mortiers et bétons. Ces propriétés sont des cinétiques de raidissement et de prise accélérées et une résistance mécanique accrue des coulis, mortiers ou bétons durcis les incorporant.The suspension according to the invention has a pH (measured according to ISO standard 787/9) of between 2.5 and 4. According to a preferred embodiment of the invention, it has a value of between 3 and 4 and more preferably is around 3.7. Advantageously, the aqueous suspensions claimed constitute an optimum with respect to the compromise of the properties sought in the field of cements, mortars and concretes. These properties are accelerated stiffening and setting kinetics and increased mechanical resistance of the grout, mortar or hardened concrete incorporating them.
Généralement, une optimisation de l'une de ces cinétiques est acquise au détriment de la résistance mécanique et vice versa. De manière surprenante, les suspensions aqueuses revendiquées accélèrent significativement la cinétique de raidissement comparativement à une suspension classique, à base d'un mélange silice/sulfate d'aluminium, sans affecter les propriétés mécaniques à long terme des mortiers les incorporant. Ces dernières demeurent totalement satisfaisantes. Ces résultats sont présentés de manière plus détaillée dans les exemples ci-après.Generally, an optimization of one of these kinetics is acquired at the expense of mechanical strength and vice versa. Surprisingly, the aqueous suspensions claimed significantly accelerate the stiffening kinetics compared to a conventional suspension, based on a silica / aluminum sulfate mixture, without affecting the long-term mechanical properties of the mortars incorporating them. These remain completely satisfactory. These results are presented in more detail in the examples below.
Selon un mode privilégié de l'invention, la suspension aqueuse comprend un composé (B) de formule globale I dans laquelle a possède une valeur de l'ordre de 1 ,26 ± 0,1 , 0,5 ± 0,1 et de 0,88 ± 0,1.According to a preferred embodiment of the invention, the aqueous suspension comprises a compound (B) of global formula I in which a has a value of the order of 1.26 ± 0.1, 0.5 ± 0.1 and of 0.88 ± 0.1.
Sont plus particulièrement préférées, les suspensions aqueuses comprenant un composé (B) de formule globale I dans laquelle a est compris entre 0,1 et 1 ,5 avec ladite suspension comprenant environ de 2,2 à 3,1 mol/l d'aluminium et environ 2,3 à 3,9 mol/l de sulfate.More particularly preferred, the aqueous suspensions comprising a compound (B) of global formula I in which a is between 0.1 and 1.5, with said suspension comprising approximately from 2.2 to 3.1 mol / l of aluminum and about 2.3 to 3.9 mol / l of sulfate.
A titre représentatif des suspensions aqueuses revendiquées, on citera tout particulièrement les suspensions décrites dans les exemples ci- après.By way of representative of the aqueous suspensions claimed, particular mention will be made of the suspensions described in the examples below.
Selon une variante préférée de l'invention, les suspensions aqueuses revendiquées présentent une concentration en silice comprise entre environ 0,7 et 2,4 mol/L.According to a preferred variant of the invention, the aqueous suspensions claimed have a silica concentration of between approximately 0.7 and 2.4 mol / L.
Dans les suspensions aqueuses proposées selon l'invention, est associé au composé (B) au moins un composé sélectionné parmi :In the aqueous suspensions proposed according to the invention, is associated with compound (B) at least one compound selected from:
- une silice notamment choisie parmi les fumées de silice, les silices précipitées, les sols de silice, les gels de silice, les silices pyrogénées, les composés de la silice d'origine naturelle ou de synthèse, les silico- aluminates, les smectites, les silicates de magnésium, les argiles, la wollastonite, le talc, le mica, l'attapulgite, la sépiolite, la montmorrillite, les bentonites,a silica chosen in particular from silica fumes, precipitated silicas, silica soils, silica gels, fumed silicas, silica compounds of natural or synthetic origin, silico-aluminates, smectites, magnesium silicates, clays, wollastonite, talc, mica, attapulgite, sepiolite, montmorrillite, bentonites,
- une alumine.- an alumina.
En outre, les suspensions aqueuses selon l'invention peuvent comprendre un sulfate alcalin ou métallique de type sulfate de sodium, sulfate de fer, sulfate d'aluminium... De manière préférée, il s'agit du sulfate de sodium.In addition, the aqueous suspensions according to the invention can comprise an alkaline or metallic sulfate of the sodium sulfate, iron sulfate, aluminum sulfate ... type. It is preferably sodium sulfate.
Les suspensions revendiquées peuvent également incorporer des silicates et aluminates de calcium.The claimed suspensions may also incorporate calcium silicates and aluminates.
C'est ainsi que dans le cas particulier où la suspension aqueuse combine au composé (B) une silice, on note un effet bénéfique sur l'activité à titre d'accélérateur de prise de ladite suspension, se traduisant notamment par une diminution significative du phénomène de rebond observé lors des . projections du béton.Thus, in the particular case where the aqueous suspension combines with compound (B) a silica, there is a beneficial effect on the activity as an accelerator for setting said suspension, resulting in particular in a significant reduction in the rebound phenomenon observed during. concrete splashes.
En ce qui concerne plus particulièrement la silice contenue dans la suspension selon l'invention, convient tout particulièrement une silice choisie parmi les fumées de silice, les silices précipitées, les composés de la silice d'origine naturelle ou de synthèse comprenant notamment des silice choisies parmi les silico-aluminates, par exemple le ®Tixosil 28 commercialisé par Rhône-Poulenc, les smectites, les silicates de magnésium en général, et leurs mélanges. On utilise de manière préférée, à titre de silice, au moins une silice précipitée. Par silice précipitée, on entend ici une silice obtenue par précipitation à partir de la réaction d'un silicate de métal alcalin avec un acide, en général inorganique, à un pH adéquat du milieu de précipitation, en particulier un pH basique, neutre ou peu acide.With regard more particularly to the silica contained in the suspension according to the invention, very particularly suitable is a silica chosen from silica fumes, precipitated silicas, silica compounds of natural or synthetic origin comprising in particular selected silica among the silico-aluminates, for example the ®Tixosil 28 marketed by Rhône-Poulenc, smectites, magnesium silicates in general, and their mixtures. At least one precipitated silica is preferably used, as silica. The term “precipitated silica” is understood here to mean a silica obtained by precipitation from the reaction of an alkali metal silicate with an acid, generally inorganic, at an adequate pH of the precipitation medium, in particular a basic pH, neutral or little acid.
Le mode de préparation de la silice peut être quelconque (addition d'acide sur un pied de cuve de silicate, addition simultanée totale ou partielle d'acide ou de silicate sur un pied de cuve d'eau ou de solution de silicate, etc..) et est choisi en fonction du type de silice que l'on souhaite obtenir. A l'issue de l'étape de précipitation, on procède en général à une étape de séparation de la silice du milieu réactionnel selon tout moyen connu, filtre presse ou filtre sous vide par exemple ; on recueille ainsi un gâteau de filtration, qui est lavé si nécessaire ; ce gâteau peut être, éventuellement après délitage, séché par tout moyen connu, notamment par atomisation, puis éventuellement broyé et/ou aggloméré. L'ensemble de ces protocoles font l'objet d'une description détaillée dans la demande EP 736 501 auquel on se référera.The mode of preparation of the silica can be arbitrary (addition of acid on a silicate base stock, simultaneous total or partial addition of acid or silicate on a base stock of water or silicate solution, etc. .) and is chosen according to the type of silica that one wishes to obtain. At the end of the precipitation step, there is generally a step of separation of the silica from the reaction medium according to any known means, press filter or vacuum filter for example; a filter cake is thus collected, which is washed if necessary; this cake can be, possibly after disintegration, dried by any known means, in particular by atomization, then optionally ground and / or agglomerated. All of these protocols make the subject of a detailed description in application EP 736 501 to which reference will be made.
La silice précipitée contenue, de manière préférée, dans la suspension selon l'invention présente généralement une surface spécifique CTAB comprise entre 50 et 250 m /g, en particulier entre 100 et 240 m2/g.The precipitated silica preferably contained in the suspension according to the invention generally has a CTAB specific surface of between 50 and 250 m / g, in particular between 100 and 240 m 2 / g.
La suspension selon l'invention contient avantageusement une silice précipitée ayant une très bonne aptitude à la dispersion et à la désagglomération.The suspension according to the invention advantageously contains a precipitated silica having a very good capacity for dispersion and disagglomeration.
On peut ainsi employer une silice précipitée telle que décrite dans la demande de brevet européen EP 520 862.It is thus possible to use a precipitated silica as described in European patent application EP 520 862.
A titre représentatif des silices précipitées susceptibles d'être employées dans les suspensions revendiquées, on peut également proposer les silices précipitées décrites dans la demande EP 736 489.As a representative of the precipitated silicas capable of being used in the suspensions claimed, it is also possible to propose the precipitated silicas described in application EP 736 489.
La silice, en particulier la silice précipitée, contenue dans la suspension selon l'invention peut être finement divisée, notamment suite à un broyage (par exemple un broyage humide) ou une désagglomération aux ultrasons.The silica, in particular precipitated silica, contained in the suspension according to the invention can be finely divided, in particular following grinding (for example wet grinding) or deagglomeration with ultrasound.
Un second aspect de la présente invention concerne un procédé utile pour préparer des suspensions aqueuses à base d'au moins un composé (B) de formule globale I telles que décrites précédemment.A second aspect of the present invention relates to a process useful for preparing aqueous suspensions based on at least one compound (B) of global formula I as described above.
Plus précisément, la présente invention a également pour objet un procédé utile pour préparer une suspension aqueuse, telle que décrite précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :More specifically, the subject of the present invention is also a process useful for preparing an aqueous suspension, as described above, characterized in that it comprises the steps consisting in:
A - mélanger du sulfate d'aluminium, des particules de silice et/ou d'alumine et éventuellement de l'eau ;A - mix aluminum sulphate, silica and / or alumina particles and optionally water;
B - éventuellement ajouter au mélange obtenu selon l'étape A un silicate alcalin sous forme d'une solution aqueuse et homogénéiser à température ambiante ledit mélange ;B - optionally add to the mixture obtained according to step A an alkaline silicate in the form of an aqueous solution and homogenize said mixture at room temperature;
C - additionner au mélange obtenu selon l'étape B, un aluminate alcalin sous forme d'une solution aqueuse, sous forte agitation et à température ambiante ; D - porter l'ensemble du mélange à une température comprise entre 40 et 90°C et récupérer la suspension attendue. Selon une variante préférée de l'invention, on procède en cours du procédé de préparation à l'incorporation d'un sulfate d'aluminium. Celui-ci peut être ajouté soit en une seule fois au cours d'une des étapes dudit procédé ou en plusieurs fois aux étapes A, B, C et D du procédé. Il peut être ajouté à l'état de poudre ou de solution.C - adding to the mixture obtained according to step B, an alkaline aluminate in the form of an aqueous solution, with vigorous stirring and at room temperature; D - bring the entire mixture to a temperature between 40 and 90 ° C and recover the expected suspension. According to a preferred variant of the invention, the process of preparation is carried out during the incorporation of an aluminum sulphate. This can be added either all at once during one of the steps of said process or in several times at steps A, B, C and D of the process. It can be added as a powder or solution.
Ainsi, il peut être mélangé soit à l'état solide, c'est-à-dire sous forme d'une poudre, soit à l'état fondu, c'est-à-dire sous forme d'une solution portée à une température comprise 95°C et 130°C.Thus, it can be mixed either in the solid state, that is to say in the form of a powder, or in the molten state, that is to say in the form of a solution brought to a temperature between 95 ° C and 130 ° C.
Plus préférentiellement l'addition du sulfate d'aluminium est réalisée sous forme d'une poudre ou d'une suspension au cours de l'étape A.More preferably, the addition of aluminum sulfate is carried out in the form of a powder or a suspension during step A.
En ce qui concerne la silice et/ou l'alumine, mise en oeuvre en étape A, elles sont introduites sous forme de suspension(s) ou de poudre(s).As regards silica and / or alumina, used in step A, they are introduced in the form of suspension (s) or powder (s).
Il s'agit de préférence d'une suspension aqueuse de silice et plus . préférentiellement d'une silice précipitée, telle que celles décrites dans la demande EP 736 501. Cette suspension aqueuse de silice précipitée peut avoir été obtenue au préalable par délitage mécanique d'un gâteau de filtration issu d'une réaction de précipitation de silice. En ce qui concerne les protocoles de préparation d'un tel gâteau de filtration et de délitage, on se reportera à la description de la demande EP 736 489. Les exemples figurant ci-après, présentent un mode de réalisation particulier de ce procédé.It is preferably an aqueous suspension of silica and more. preferably from a precipitated silica, such as those described in patent application EP 736 501. This aqueous suspension of precipitated silica may have been obtained beforehand by mechanical disintegration of a filtration cake resulting from a silica precipitation reaction. With regard to the protocols for preparing such a filtration and disintegration cake, reference will be made to the description of application EP 736 489. The examples given below present a particular embodiment of this process.
En ce qui concerne l'étape B, on peut utiliser en tant que silicate toutes formes courantes de silicates, tels que metasilicates, dissilicate et avantageusement un silicate de métal alcalin M, dans lequel M est le sodium ou le potassiurπ.As regards stage B, it is possible to use as silicate all common forms of silicates, such as metasilicates, dissilicate and advantageously an alkali metal silicate M, in which M is sodium or potassiurπ.
De préférence, le silicate possède un rapport molaire Rm =Preferably, the silicate has a molar ratio Rm =
SiO2/Na2O compris entre 3 et 3,8. L'étape B est de préférence réalisée à une température comprise entre 10 et 40°C et plus préférentiellement à température ambiante. Le silicate est incorporé au mélange de l'étape A, sous forme d'une solution concentrée et sous forte agitation mécanique.SiO 2 / Na 2 O between 3 and 3.8. Step B is preferably carried out at a temperature between 10 and 40 ° C and more preferably at room temperature. The silicate is incorporated into the mixture of step A, in the form of a concentrated solution and with strong mechanical stirring.
La troisième étape C se rapporte à l'incorporation de l'aluminate.The third step C relates to the incorporation of the aluminate.
Celui ci est également additionné sous la forme d'une solution concentrée et sous forte agitation. En ce qui concerne le mode d'agitation, il peut s'agir d'un cisaillement appliqué par un homogénéiseur de type UltraTurrax®. Le mélange ainsi obtenu subit en étape D, un traitement en température de manière à parfaire l'homogénéisation de l'ensemble réactionnel. Ce traitement thermique peut, par exemple, consister en une montée en température pendant une heure jusqu'à une température comprise entre 50 et 90°C et de préférence de l'ordre de 65°C et le maintien du mélange à cette température pendant environ une heure au terme de laquelle on laisse le mélange se refroidir naturellement.This is also added in the form of a concentrated solution and with vigorous stirring. With regard to the mode of agitation, it may be a shear applied by a homogenizer of the UltraTurrax® type. The mixture thus obtained undergoes in step D, a temperature treatment so as to perfect the homogenization of the reaction assembly. This heat treatment can, for example, consist of a temperature rise for one hour to a temperature between 50 and 90 ° C and preferably of the order of 65 ° C and maintaining the mixture at this temperature for approximately one hour at the end of which the mixture is allowed to cool naturally.
Il est clair que les concentrations en silice, sulfate d'aluminium, silicate et aluminate sont ajustées de manière à obtenir une suspension aqueuse telle que caractérisée selon la présente invention.It is clear that the concentrations of silica, aluminum sulphate, silicate and aluminate are adjusted so as to obtain an aqueous suspension as characterized according to the present invention.
Comme il l'a été énoncé précédemment, les suspensions aqueuses revendiquées sont particulièrement avantageuses pour la préparation des pâtes cimentaires, bétons et mortiers. Les avantages obtenus sont dûs en partie à l'utilisation du composé (B) et sont particulièrement optimisés lorsque le composé (B) est associé à de la silice et se présente sous forme d'une suspension telle que décrite précédemment.As stated above, the aqueous suspensions claimed are particularly advantageous for the preparation of cementitious pastes, concretes and mortars. The advantages obtained are due in part to the use of compound (B) and are particularly optimized when the compound (B) is associated with silica and is in the form of a suspension as described above.
En conséquence, un autre aspect de la présente invention concerne l'utilisation du composé (B) dans le domaine des matériaux de construction.Consequently, another aspect of the present invention relates to the use of compound (B) in the field of building materials.
Ainsi, il peut être employé pour la préparation de pâtes cimentaires (coulis ou compositions gâchées formées à partir de ciment et d'eau et, éventuellement, d'additifs usuels), de mortiers et de bétons et plus particulièrement à titre d'accélérateur de prise et/ou de raidissement de pâtes cimentaires, de mortiers ou de bétons.Thus, it can be used for the preparation of cementitious pastes (grout or tempered compositions formed from cement and water and, optionally, usual additives), mortars and concretes and more particularly as an accelerator of setting and / or stiffening of cementitious pastes, mortars or concretes.
Dans ces applications, le composé (B), de préférence sous forme d'une suspension selon l'invention, apporte des avantages remarquables et inattendus particulièrement intéressants dans le domaine des coulis, mortiers et bétons projetés.In these applications, the compound (B), preferably in the form of a suspension according to the invention, provides remarkable and unexpected advantages which are particularly advantageous in the field of grouts, mortars and sprayed concretes.
Comme explicité précédemment, le composé (B), de préférence sous forme d'une suspension telle que revendiquée, constitue un optimum vis- à-vis du compromis de propriétés : cinétique de raidissement/cinétique de prise/résistance mécanique des coulis, mortier ou bétons durcis.As explained above, the compound (B), preferably in the form of a suspension as claimed, constitutes an optimum with respect to the compromise of properties: stiffening kinetics / setting kinetics / mechanical resistance of the grouts, mortar or hardened concrete.
C'est ainsi que dans le cas particulier où la quantité de composé (B) utilisée pour préparer de la pâte cimentaire, du mortier ou du béton, est exprimée en mole est supérieure à environ 0,003 mole pour 100g de ciment, on observe un durcissement particulièrement rapide de la couche projetée permettant de travailler avec une sécurité maximale, par exemple sous la voûte, dès quelques heures après la projection (application à la réalisation de mortiers de structure en particulier).Thus, in the particular case where the amount of compound (B) used to prepare cement paste, mortar or concrete, is expressed in moles is greater than approximately 0.003 moles per 100 g of cement, a particularly rapid hardening of the sprayed layer is observed, making it possible to work with maximum security, for example under the vault, from a few hours after the spraying (application to the production of structural mortars in particular).
L'utilisation des suspensions aqueuses précédemment décrite est préférée. Elles ne dégradent pas les propriétés mécaniques des compositions de ciment à terme. Au contraire, on constate qu'elles conduisent à des valeurs de résistance en compression élevées à 28 jours, notamment lorsqu'on en utilise une quantité telle que la quantité en masse de silice employée (exprimée en silice anhydre) est comprise entre 0,2 et 5 %, en particulier entre 0,4 et 2,5 % par rapport à la masse de ciment mise en oeuvre pour préparer la pâte cimentaire, de mortiers ou de bétons.The use of the aqueous suspensions described above is preferred. They do not degrade the mechanical properties of the cement compositions over time. On the contrary, it is found that they lead to high compressive strength values at 28 days, in particular when an amount is used such that the amount by mass of silica used (expressed as anhydrous silica) is between 0.2 and 5%, in particular between 0.4 and 2.5% relative to the mass of cement used to prepare the cementitious, mortar or concrete paste.
A ce titre, elles sont donc particulièrement avantageuses pour- l'application de couches de pâtes cimentaires, bétons ou mortiers par les techniques de projection.As such, they are therefore particularly advantageous for the application of layers of cementitious pastes, concretes or mortars by spraying techniques.
Elles sont d'abord parfaitement pompables par les machines de projection classiquement utilisées.They are first of all perfectly pumpable by the projection machines conventionally used.
Les conditions d'hygiène et de sécurité, notamment pour le technicien, mettant en oeuvre le procédé de projection, sont améliorées du fait du caractère très faiblement irritant de la suspension selon l'invention grâce en particulier à son pH compris entre 2,5 et 4.The health and safety conditions, in particular for the technician, implementing the spraying process, are improved due to the very slightly irritating nature of the suspension according to the invention, in particular thanks to its pH of between 2.5 and 4.
L'utilisation des suspensions selon l'invention, permet en outre une limitation des pertes à la projection par rebond et l'obtention de couches projetées très épaisses, d'où un gain de productivité. Ceci est possible en particulier grâce à l'homogénéité, la cohésion et/ou l'adhérence (aspect collant) de ces compositions de ciment.The use of suspensions according to the invention also makes it possible to limit losses from rebound projection and to obtain very thick projected layers, thereby increasing productivity. This is possible in particular thanks to the homogeneity, cohesion and / or adhesion (tacky appearance) of these cement compositions.
Elles favorisent également le bétonnage par temps froid. Enfin, les suspensions selon l'invention peuvent être employées pour la préparation de pâtes cimentaires (coulis ou compositions gâchées formées à partir de ciment et d'eau et éventuellement d'additifs usuels), de mortiers et de bétons pour la consolidation des puits de pétrole.They also favor concreting in cold weather. Finally, the suspensions according to the invention can be used for the preparation of cementitious pastes (grout or tempered compositions formed from cement and water and possibly common additives), mortars and concretes for the consolidation of wells. oil.
En effet, à la suite d'un forage, du ciment doit être placé entre les tubes qui doivent cuveler le puits et la paroi du trou pour réaliser l'étanchéité de cet espace annulaire. Suivant la profondeur de mise en place du ciment, des additifs particuliers peuvent être ajoutés au ciment pour ajuster ses caractéristiques hydrauliques et mécaniques, qui sont affectées par la température et la pression variant avec la profondeur. Dans certains cas, en particulier dans les zones proches du fond de la mer, où les températures avoisinent les 4°C, les temps de prise des mélanges sont excessivement longs. Il est alors nécessaire d'améliorer leur homogénéité dans l'attente du durcissement.Indeed, following a drilling, cement must be placed between the tubes which must casing the well and the wall of the hole to seal this annular space. Depending on the depth of placement of the cement, specific additives can be added to the cement to adjust its hydraulic and mechanical characteristics, which are affected by the temperature and pressure varying with the depth. In some cases, in especially in areas near the sea floor, where temperatures are around 4 ° C, the setting times of mixtures are excessively long. It is then necessary to improve their homogeneity while waiting for hardening.
De préférence, on utilise les suspensions selon l'invention à une concentration estimée en mole de composé (B) de formule globale I supérieure à environ 0,003 mole pour 100g de ciment mis en œuvre pour préparer la pâte cimentaire, le mortier ou le béton. On obtient ainsi un durcissement particulièrement rapide du mélange.Preferably, the suspensions according to the invention are used at an estimated concentration in mole of compound (B) of global formula I greater than about 0.003 mole per 100 g of cement used to prepare the cement paste, mortar or concrete. A particularly rapid hardening of the mixture is thus obtained.
La présente invention a également pour objet un procédé de projection de béton ou de mortier pour appliquer sur une surface une couche de béton ou de mortier, caractérisé en ce qu'on ajoute juste avant ou au niveau du moyen de projection un composé (B) tel que décrit ci-dessus. Ce . procédé peut être effectué, par voie sèche ou, de préférence, par voie humide.The present invention also relates to a method of spraying concrete or mortar for applying a layer of concrete or mortar to a surface, characterized in that a compound (B) is added just before or at the level of the spraying means. as described above. This. process can be carried out, dry or, preferably, wet.
Selon un mode particulier de l'invention, on utilise une quantité telle que la concentration en mole dudit composé (B) soit supérieure à environ 0,003 mole pour 100 g de ciment mis en œuvre pour préparer le béton ou mortier.According to a particular embodiment of the invention, an amount is used such that the concentration in moles of said compound (B) is greater than approximately 0.003 moles per 100 g of cement used to prepare the concrete or mortar.
De préférence, le composé (B) est introduit sous la forme d'une suspension aqueuse telle que définie ci-dessus.Preferably, the compound (B) is introduced in the form of an aqueous suspension as defined above.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé est effectué par voie sèche.According to one embodiment of the invention, the process is carried out dry.
De manière générale, on forme alors un mélange à sec de béton ou de mortier, on déplace ledit mélange pour l'introduire dans un moyen de projection, on ajoute au mélange, le composé (B), de préférence sous forme d'une suspension aqueuse conforme à l'invention, juste avant ou au niveau du moyen de projection et on projette le mélange résultant à partir du moyen de projection sur la surface ou le support à enduire.Generally, a dry mixture of concrete or mortar is then formed, the said mixture is moved to introduce it into a projection means, the compound (B) is added to the mixture, preferably in the form of a suspension. aqueous according to the invention, just before or at the level of the spraying means and the resulting mixture is sprayed from the spraying means onto the surface or the support to be coated.
Le composé (B), de préférence sous forme d'une suspension aqueuse revendiquée conforme à l'invention, et l'eau de gâchage peuvent être introduits dans le mélange sec de manière séparée, c'est-à-dire par deux moyens différents (par exemple à l'aide de deux pompes différentes). Ils peuvent également être introduits dans le mélange de manière conjointe, c'est- à-dire par le même moyen ; ils sont alors en particulier mélangés entre eux préalablement à leur introduction dans ledit mélange. L'utilisation de la suspension selon l'invention permet de réduire le rebond et de diminuer la formation de poussière.Compound (B), preferably in the form of a claimed aqueous suspension in accordance with the invention, and the mixing water can be introduced into the dry mixture separately, that is to say by two different means (for example using two different pumps). They can also be introduced into the mixture jointly, that is to say by the same means; they are then in particular mixed with each other prior to their introduction into said mixture. The use of suspension according to the invention makes it possible to reduce the rebound and to reduce the formation of dust.
Il est à noter que la suspension aqueuse revendiquée peut être employée, notamment, comme eau de gâchage. Bien que le procédé de projection puisse être réalisé par voie sèche comme décrit précédemment, sa mise en œuvre par voie humide donne des résultats particulièrement excellents.It should be noted that the claimed aqueous suspension can be used, in particular, as mixing water. Although the spraying process can be carried out dry as described above, its implementation by wet gives particularly excellent results.
Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé est effectué par voie humide.Thus, according to a preferred embodiment of the invention, the process is carried out by the wet process.
De manière générale, on forme alors un mélange de béton ou de mortier gâché, on déplace ledit mélange pour l'introduire dans un moyen de projection, on ajoute audit mélange gâché le composé (B), de préférence sous forme d'une suspension aqueuse telle que revendiquée, juste avant, ou au - niveau du moyen de projection et on projette le mélange résultant à partir du moyen de projection sur la surface (ou le support).In general, a mixture of tempered concrete or mortar is then formed, the said mixture is moved to introduce it into a spraying means, the compound (B) is added to said tempered mixture, preferably in the form of an aqueous suspension. as claimed, just before, or at the level of the projection means and the resulting mixture is projected from the projection means onto the surface (or the support).
Dans les deux modes de réalisation de l'invention, les moyens utilisés pour former le mélange à sec ou le mélange gâché, pour déplacer puis introduire ce mélange dans le moyen de projection et pour projeter le mélange sur la surface à bétonner à partir dudit moyen correspondent à ceux habituellement employés dans le domaine de la projection de béton ou de mortier et sont donc bien connus de l'homme du métier.In the two embodiments of the invention, the means used to form the dry mixture or the tempered mixture, to move and then introduce this mixture into the spraying means and to spray the mixture onto the surface to be concreted from said means correspond to those usually used in the field of concrete or mortar spraying and are therefore well known to those skilled in the art.
Ainsi, le mélange sec et le mélange gâché sont en général chacun formés par malaxage des produits entrant dans leur composition ; l'ordre d'introduction desdits produits dans le malaxeur peut être quelconque ; par exemple, dans le cas du procédé de projection par voie humide, les granulats ou agrégats (du sable dans le cas d'un mortier ; des granulats ou agrégats plus gros tels que des graviers et/ou des cailloux, et généralement du sable, dans le cas d'un béton) et le ciment sont d'abord malaxés entre eux, l'eau étant ensuite introduite, le mélange humide ainsi formé étant enfin malaxé.Thus, the dry mixture and the mixed mixture are generally each formed by kneading the products entering into their composition; the order of introduction of said products into the mixer can be arbitrary; for example, in the case of the wet spraying process, aggregates or aggregates (sand in the case of a mortar; aggregates or larger aggregates such as gravel and / or pebbles, and generally sand, in the case of a concrete) and the cement are first kneaded together, the water then being introduced, the wet mixture thus formed being finally kneaded.
Des additifs, tels qu'un fluidifiant par exemple, peuvent éventuellement être incorporés à tout moment adéquat lors de la préparation du mélange sec (procédé par voie sèche) ou du mélange gâché (procédé par voie humide). On peut citer, à titre de fluidifiants, notamment la melamine, le polynaphtalène sulfonate de sodium, le polyacrylate de sodium, le polycarboxylate de sodium. Il est également possible d'incorporer des fibres de renforcement telles que des fibres d'alcool polyvinylique, de polypropylène, d'acier, de polyacrylonit le, de cellulose, de carbone, de kevlar®, de polyamide, de polyéthylène, ... De plus, dans le cas du procédé de projection par voie sèche, le mélange formé à sec est introduit dans le moyen de projection généralement après avoir été transporté à l'aide d'un courant d'air comprimé dans un tuyau (ou conduite) ; dans le cas du procédé par voie humide, le mélange gâché est introduit dans le moyen de projection généralement après avoir été véhiculé à l'aide d'une pompe adéquate, par exemple une pompe à piston ou une pompe à vis, dans un tuyau (ou conduite).Additives, such as a plasticizer for example, can optionally be incorporated at any suitable time during the preparation of the dry mixture (dry process) or the mixed mixture (wet process). Mention may be made, as fluidizers, in particular melamine, sodium polynaphthalene sulfonate, sodium polyacrylate, sodium polycarboxylate. It is also possible to incorporate reinforcing fibers such as polyvinyl alcohol, polypropylene, steel, polyacrylonite, cellulose, carbon, kevlar®, polyamide, polyethylene, etc. fibers. In addition, in the case of the dry spraying method, the dry formed mixture is introduced into the spraying means generally after having been transported using a stream of compressed air in a pipe (or pipe). ; in the case of the wet process, the tempered mixture is introduced into the spraying means generally after having been conveyed using a suitable pump, for example a piston pump or a screw pump, in a pipe ( or driving).
Le composé (B), de préférence sous forme d'une suspension aqueuse conforme à l'invention, peut être amené juste avant ou au niveau du moyen de projection par exemple par une pompe doseuse. Le moyen de projection est habituellement constitué par une buse de projection ; l'ensemble formé à partir du mélange sec, de l'eau de gâchage et du composé (B), de préférence sous forme d'une suspension aqueuse revendiquée, est alors projeté, à partir de cette buse de projection, généralement à l'aide d'air propulseur qui alimente ladite buse, l'air propulseur étant habituellement de l'air comprimé.Compound (B), preferably in the form of an aqueous suspension in accordance with the invention, can be brought just before or at the level of the spraying means, for example by a metering pump. The projection means is usually constituted by a projection nozzle; the assembly formed from the dry mixture, the mixing water and the compound (B), preferably in the form of a claimed aqueous suspension, is then sprayed, from this spray nozzle, generally at the using propellant air which feeds said nozzle, the propellant air usually being compressed air.
L'emploi du composé (B), de préférence sous forme d'une suspension aqueuse telle que définie selon l'invention, et son lieu d'introduction dans le mélange sont des caractéristiques essentielles de l'invention.The use of compound (B), preferably in the form of an aqueous suspension as defined according to the invention, and its place of introduction into the mixture are essential characteristics of the invention.
Les exemples et figures présentés ci-après illustrent l'invention sans toutefoiswen limiter la portée.The examples and figures presented below illustrate the invention without however limiting its scope w.
- La figure 1 est une représentation des cinétiques de raidissement obtenues avec deux mortiers témoins et des mortiers additives à 8 % en suspensions aqueuses conformes à l'invention.- Figure 1 is a representation of the stiffening kinetics obtained with two control mortars and 8% additive mortars in aqueous suspensions according to the invention.
- La figure 2 est une représentation des cinétiques de raidissement obtenues avec un mortier témoin et des mortiers additives à 10% en suspensions aqueuses conformes à l'invention.- Figure 2 is a representation of the stiffening kinetics obtained with a control mortar and 10% additive mortars in aqueous suspensions according to the invention.
- La figure 3 est une représentation de la résistance en traction par flexion obtenue avec un mortier témoin et des mortiers additives à 6 % en suspension S1 et S2. - La figure 4 est une représentation de la résistance en compression simple obtenue avec un mortier témoin et des mortiers additives à 6 % en suspension S1 et S2.- Figure 3 is a representation of the tensile strength by bending obtained with a control mortar and additive mortars at 6% in suspension S1 and S2. - Figure 4 is a representation of the resistance in simple compression obtained with a control mortar and additive mortars at 6% in suspension S1 and S2.
- La figure 5 est une représentation en diffraction RX de la suspension S1 séchée à température ambiante.- Figure 5 is a RX diffraction representation of the suspension S1 dried at room temperature.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Préparation d'une composition aqueuse à 2,37 M en composé (B) exempte en SiO2.Preparation of an aqueous composition at 2.37 M in compound (B) free of SiO 2 .
Dans un réacteur équipé d'un agitateur de type Ultraturax, on verse 600 ml d'une solution de sulfate d'aluminium à 2M en Al. La géométrie du réacteur est définie de manière à obtenir un cisaillement maximal en ' choisissant par exemple un réacteur de faible surface et de hauteur élevée. Après mise en route de l'agitateur, on additionne de manière continue à température ambiante 37,6 ml d'une solution de silicate de sodium de Rm= (SiO2/Na2O) molaire = 3,45 et à 5,72 M en SiO2. L'addition est réalisée sur une période d'environ 3 mn. On additionne ensuite de manière continue à température ambiante et toujours sous fort cisaillement 94 ml d'une solution d'aluminate de sodium à 5,7 M en Al. L'addition est effectuée sur une période d'environ 8 mn.In a reactor equipped with a stirrer Ultraturrax type, 600 ml was poured in a solution of 2M aluminum Al sulfate. The geometry of the reactor is set so as to obtain a maximum shear 'choosing for example a reactor small area and high height. After switching on the stirrer, continuously are added at room temperature 37.6 ml of a solution of sodium silicate of R m = (SiO 2 / Na 2 O) molar = 3.45 and 5, 72 M in SiO 2 . The addition is carried out over a period of approximately 3 min. 94 ml of a 5.7 M sodium aluminate solution in Al are then added continuously at room temperature and still under high shear. The addition is carried out over a period of approximately 8 min.
La dispersion obtenue est ensuite transférée dans un réacteur double enveloppe munie d'une enceinte thermostatee. L'ensemble est mis sous agitation et on effectue un traitement thermique suivant le profil suivant :The dispersion obtained is then transferred to a double jacket reactor provided with a thermostated enclosure. The whole is stirred and a heat treatment is carried out according to the following profile:
- montée en température pendant 60 mn jusqu'à 65° C- temperature rise for 60 min to 65 ° C
- palier en température de 65° C pendant 60 mn- temperature plateau of 65 ° C for 60 min
- refroidissement naturel. La dispersion obtenue présente les caractéristiques suivantes :- natural cooling. The dispersion obtained has the following characteristics:
OH/AI = 1 ,23OH / AI = 1, 23
Al = 2,37 MAl = 2.37 M
S04 = 2,46 M.S0 4 = 2.46 M.
Elle est dite PASS 2,4 M. Elle possède un aspect laiteux et nécessite une agitation pour éviter la décantation. Il s'agit d'une suspension de solides dispersés. EXEMPLE 2It is called PASS 2.4 M. It has a milky appearance and requires stirring to avoid decantation. It is a suspension of dispersed solids. EXAMPLE 2
Préparation de compositions aqueuses à plus faible concentration en composé (B) de formule globale I et exemptes en SiO2.Preparation of aqueous compositions with a lower concentration of compound (B) of global formula I and free of SiO 2 .
On reprend 10 ml de la composition préparée en exemple 1 et on additionne sous agitation à température ambiante 2,33 ml d'eau déminéralisée. La dispersion ainsi obtenue présente une concentration en aluminium de 1 ,92 M. Elle est dite PASS 1 ,9 M. On reprend 10 ml de la composition de l'exemple 1 et on additionne sous agitation à température ambiante 4,06 ml d'eau déminéralisée. La dispersion ainsi obtenue présente une concentration en aluminium de 1 ,69 M.10 ml of the composition prepared in Example 1 are taken up and 2.33 ml of demineralized water are added with stirring at room temperature. The dispersion thus obtained has an aluminum concentration of 1.92 M. It is called PASS 1.9 M. 10 ml of the composition of Example 1 are taken up and 4.06 ml of is added with stirring. Demineralized Water. The dispersion thus obtained has an aluminum concentration of 1.69 M.
Elle est dite PASS 1 ,7 M. Elle possède un aspect laiteux et nécessite une agitation pour éviter la décantation. Il s'agit d'une suspension de solides dispersés.It is called PASS 1, 7 M. It has a milky appearance and requires stirring to avoid decantation. It is a suspension of dispersed solids.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Détermination de la cinétique de raidissement obtenue avec les compositions aqueuses des exemples 1 et 2.Determination of the stiffening kinetics obtained with the aqueous compositions of Examples 1 and 2.
Des coulis de ciment sont préparés de la manière suivante : 40 g d'eau, 8 g d'une des compositions aqueuses préparées selon les exemples 1 et 2 et 100 g de ciment sont introduits dans un moule cylindrique dew250 ml (déclenchement du chronomètre), on mélange à l'aide d'un agitateur de type RW 20® muni d'une hélice marine tripale pendant une minute. Le coulis est ensuite tassé par tapotements légers. Les mesures de suivi du raidissement sont effectuées à l'aide d'un texturomètre Stevens®.Cement slurries are prepared in the following manner: 40 g of water, 8 g of an aqueous composition prepared according to examples 1 and 2 and 100 g of cement are introduced into a cylindrical mold of w 250 ml (triggering of the stopwatch), mixed using an RW 20® type agitator fitted with a three-bladed marine propeller for one minute. The grout is then tamped down with light tapping. The stiffness monitoring measurements are carried out using a Stevens® texturometer.
Le texturomètre Stevens® est un dispositif permettant la mesure de la force nécessaire pour faire pénétrer une sonde dans le coulis. Ses caractéristiques techniques sont les suivantes :The Stevens® texturometer is a device for measuring the force necessary to make a probe penetrate the grout. Its technical characteristics are as follows:
- capteur de force TA 1000 (de 5 à 1000 g soit de 0,049 à 9,81 N);- force sensor TA 1000 (from 5 to 1000 g, ie from 0.049 to 9.81 N);
- vitesse de pénétration 0,2 mm/s ;- penetration speed 0.2 mm / s;
- profondeur de pénétration 4 mm ;- penetration depth 4 mm;
- sonde : aiguille V_', diamètre pour TA 1000, section droite. Une mesure est réalisée toutes les minutes environ entre 2 et 15 minutes (arrêt avant 15 minutes si la butée d'échelle de force est atteinte).- probe: needle V_ ', diameter for TA 1000, cross section. A measurement is carried out approximately every 2 to 15 minutes (stop before 15 minutes if the force scale stop is reached).
Les résultats obtenus sont représentés en figure 1 qui rend également compte des cinétiques obtenues avec une première composition témoin comprenant une concentration de 1 ,64mol/L du même composé (B) de concentration en aluminium 1 ,6 et une seconde composition témoin dite S1 à base d'un sulfate d'aluminium obtenue selon l'exemple 6 ci-après.The results obtained are represented in FIG. 1 which also accounts for the kinetics obtained with a first control composition comprising a concentration of 1.64 mol / L of the same compound (B) with aluminum concentration 1.6, and a second control composition called S1 to base of an aluminum sulphate obtained according to Example 6 below.
On note que les meilleures cinétiques de raidissement sont obtenues avec des compositions possédant une concentration de l'ordre de ou supérieure à 1 ,65 moles par litre en composé B.It is noted that the best stiffening kinetics are obtained with compositions having a concentration of the order of or greater than 1.65 moles per liter of compound B.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
Préparation d'un gâteau de silice précipitée G1Preparation of a precipitated silica cake G1
Dans un réacteur en acier inoxydable muni d'un système d'agitation par hélices et d'un chauffage par double enveloppe, on introduit :In a stainless steel reactor equipped with a propeller stirring system and a jacket heating:
• 346 litres d'eau • 7,5 kg de Na2Sθ4 (électrolyte)• 346 liters of water • 7.5 kg of Na2Sθ4 (electrolyte)
• 587 litres de silicates de sodium aqueux présentant un rapport pondéral Siθ2 Na2θ égal à 3,50 et une densité à 20 °C égale à 1 ,133.• 587 liters of aqueous sodium silicates with a Siθ2 Na2θ weight ratio equal to 3.50 and a density at 20 ° C equal to 1.133.
La concentration en silicate (exprimée en Siθ2) dans le pied de cuve est alors de 85 g/l. Le mélange est porté à 79 °C tout en le maintenant sous agitation. On introduit ensuite dans le mélange 386 litres d'acide sulfurique dilué de densité à 20 °C égale à 1 ,050, jusqu'à obtenir une valeur de pH égale à 8 (mesurée à la température du milieu). La température du milieu réactionnel est de 79 °C pendant les 25 premières minutes, puis elle est portée de 79 °C à 86 °C en 15 mn, et maintenue ensuite à 86 °C jusqu'à la fin de la réaction.The silicate concentration (expressed as Siθ2) in the base is then 85 g / l. The mixture is brought to 79 ° C. while keeping it under stirring. Then introduced into the mixture 386 liters of dilute sulfuric acid with a density at 20 ° C equal to 1.050, until a pH value equal to 8 is obtained (measured at the temperature of the medium). The temperature of the reaction medium is 79 ° C. for the first 25 minutes, then it is brought from 79 ° C. to 86 ° C. in 15 min, and then maintained at 86 ° C. until the end of the reaction.
Une fois la valeur du pH égale à 8 atteinte, on introduit conjointement dans le milieu de réaction 82 litres de silicate de sodium aqueux de rapport pondéral Siθ2/Na2θ égal à 3,50 et de densité à 20 °C égale à 1 ,133 et 131 litres d'acide du type décrit ci-avant, cette introduction simultanée d'acide et de silicate étant réalisée de manière telle que le pH du milieu de réaction soit constamment égal à 8 ± 0,1. Après introduction de la totalité du silicate on continue à introduire l'acide dilué pendant 9 mn de façon à amener le pH du milieu réactionnel à une valeur égale à 5,2. On arrête alors l'introduction d'acide et on maintient la bouillie réactionnelle 5 mn supplémentaires sous agitation.Once the pH value equal to 8 is reached, 82 liters of aqueous sodium silicate with a Siθ2 / Na2θ weight ratio equal to 3.50 and a density at 20 ° C equal to 1.133 and 131 liters of acid of the type described above, this simultaneous introduction of acid and silicate being carried out in such a way that the pH of the reaction medium is constantly equal to 8 ± 0.1. After introducing all of the silicate, the diluted acid is continued to be introduced for 9 min so as to bring the pH of the reaction medium to a value equal to 5.2. We stop then the introduction of acid and the reaction mixture is maintained for another 5 min with stirring.
La durée totale de la réaction est de 1 18 mn.The total duration of the reaction is 1 18 min.
On obtient une bouillie de silice précipitée qui est filtrée et lavée au moyen d'un filtre-presse de telle sorte que l'on récupère finalement un gâteau G1 de silice dont la perte au feu est de 78 % (donc une teneur en matière sèche de 22 % en poids) et dont la teneur en Na2Sθ4 est de 1 % en poids.A precipitated silica slurry is obtained which is filtered and washed using a filter press so that a G1 silica cake is finally recovered, the loss on ignition of which is 78% (therefore a dry matter content 22% by weight) and whose Na2Sθ4 content is 1% by weight.
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
Préparation d'une suspension de silice G2.Preparation of a suspension of silica G2.
On introduit dans un déliteur malaxeur CELLIER, 4 kg du gâteauWe introduce into a CELLIER mixer, 4 kg of the cake
G1 préparé à l'exemple 4 (obtenu par filtration presse et présentant une teneur en matière sèche de 22 % en poids et une teneur en Na2SÛ4 de 1 % en poids), préalablement porté à 60 °C.G1 prepared in Example 4 (obtained by press filtration and having a dry matter content of 22% by weight and an Na2SO4 content of 1% by weight), previously brought to 60 ° C.
Puis on introduit simultanément, pendant la défloculation, du gâteau 13, 1 ml d'une solution d'aluminate de sodium (ayant une teneur enThen, during deflocculation, cake 13 is introduced simultaneously, 1 ml of a sodium aluminate solution (having a content of
AI2O3 de 22 % en poids et une teneur en Na2θ de 18 % en poids (densité :AI2O3 of 22% by weight and an Na2θ content of 18% by weight (density:
1 ,505)) et 7,47 ml d'une solution d'acide sulfurique à 80 g/l (densité : 1 ,505), de manière à maintenir le pH à une valeur de 6,5.1, 505)) and 7.47 ml of a sulfuric acid solution at 80 g / l (density: 1.505), so as to maintain the pH at a value of 6.5.
Le rapport pondéral AI/Siθ2 est d'environ 2600 ppm. On laisse mûrir pendant 20 minutes en poursuivant la défloculation mécanique.The AI / Siθ2 weight ratio is approximately 2600 ppm. It is left to mature for 20 minutes while continuing the mechanical deflocculation.
La*suspension G2 de silice obtenue est caractérisée par :The * G2 suspension of silica obtained is characterized by:
• une viscosité de 0,06 Pa.s (mesurée sous un cisaillement de 50 s~1 pendant 1 minute) ; • une granulométrie telle que d-i o = 5 μm, dso = 19 μm, dgo• a viscosity of 0.06 Pa.s (measured under a shear of 50 s ~ 1 for 1 minute); • a particle size such as d-i o = 5 μm, dso = 19 μm, dgo
= 60 μm.= 60 μm.
Au bout d'une semaine de stockage, or observe :After a week of storage, gold observes:
• la formation, au fond du récipient de stockage, d'un dépôt excessivement difficile, voire impossible, à redisperser ; • une augmentation de la viscosité de la suspension : sa viscosité est alors de 0,45 Pa.s (mesurée sous un cisaillement de 50 s"1 pendant 1 minute). EXEMPLE 6• the formation, at the bottom of the storage container, of a deposit that is excessively difficult, if not impossible, to redisperse; • an increase in the viscosity of the suspension: its viscosity is then 0.45 Pa.s (measured under a shear of 50 s "1 for 1 minute). EXAMPLE 6
Préparation d'une suspension aqueuse de silice témoin S1.Preparation of an aqueous suspension of control silica S1.
1 020 kg de la suspension G2 préparée à l'exemple 5 (prélevée après le délitage), présentant une teneur en matière sèche de 22 % en poids, et 85 grammes d'eau sont ajoutés à 1 150 grammes de sulfate d'aluminium hydraté Al2(Sθ4)3, 17H2O fondu à 110 °C dans son eau de cristallisation.1,020 kg of suspension G2 prepared in Example 5 (taken after disintegration), having a dry matter content of 22% by weight, and 85 grams of water are added to 1,150 grams of hydrated aluminum sulphate Al2 (Sθ4) 3, 17H2O melted at 110 ° C in its water of crystallization.
L'addition est effectuée en une quinzaine de minutes.The addition is carried out in about fifteen minutes.
On obtient une suspension G3 homogène présentant les caractéristiques suivantes :A homogeneous G3 suspension is obtained having the following characteristics:
• pH 2,3• pH 2.3
• teneur en matière sèche (% en poids) 37,0• dry matter content (% by weight) 37.0
• teneur en silice (% en poids) 10,0 (calculée en silice anhydre)• silica content (% by weight) 10.0 (calculated as anhydrous silica)
• teneur en sulfate d'aluminium (% en poids) 27,0 (calculée en sulfate d'aluminium anhydre)• aluminum sulphate content (% by weight) 27.0 (calculated as anhydrous aluminum sulphate)
On note qu'après 24 heures de repos, ladite suspension prend en masse et se présente donc sous la forme d'un gel. Elle est désignée ci-après par "S1".It is noted that after 24 hours of rest, said suspension solidifies and therefore takes the form of a gel. It is referred to below as "S1".
EXEMPLE 7EXAMPLE 7
Préparation d'une suspension aqueuse de silice S2 selon l'invention.Preparation of an aqueous suspension of silica S2 according to the invention.
Dans un réacteur équipé d'un Ultra-Turrax®, on verse 268 ml d'une dispersion aqueuse sulfate d'aluminium-particules de Siθ2; Cette dispersion présente une concentration en Al de 2,2 M, en SO " de 3,3 M et en particules de silice exprimée en Siθ2 de 2,3 M. Cette dispersion est préparée selon le mode opératoire décrit en exemple 6 et diluée avec de l'eau déminéralisée de manière à présenter les concentrations précitées. La géométrie du réacteur est définie de manière à obtenir un cisaillement maximal en choisissant par exemple un réacteur de faible surface et de hauteur élevée.268 ml of an aqueous dispersion aluminum sulphate-particles of Siθ 2 are poured into a reactor equipped with an Ultra-Turrax®; This dispersion has an Al concentration of 2.2 M, SO " of 3.3 M and in silica particles expressed as Siθ 2 of 2.3 M. This dispersion is prepared according to the procedure described in Example 6 and diluted with demineralized water so as to present the abovementioned concentrations. reactor geometry is defined so as to obtain maximum shear by choosing, for example, a reactor with a small surface area and a high height.
Après mise en route de l'Ultra-Turrax®, on additionne de manière continue à température ambiante, 17 ml de solution de silicate de sodium de Rm = SiO2/Na2O = 3,35 et de concentration Si = 3,9 M.After the Ultra-Turrax® is started up, 17 ml of sodium silicate solution of Rm = SiO 2 / Na 2 O = 3.35 and Si concentration = 3.9 are added continuously at room temperature Mr.
L'addition est réalisée sur une période d'environ une minute. On additionne ensuite de manière continue et à température ambiante et toujours sous fort cisaillement 48 ml d'une solution d'aluminate de sodium de concentration 5,7 M en Al. L'addition est effectuée sur une période d'environ quatre minutes.The addition is carried out over a period of approximately one minute. 48 ml of a sodium aluminate solution with a concentration of 5.7 M Al concentration are then added continuously and at room temperature, still under high shear. The addition is carried out over a period of approximately four minutes.
La dispersion obtenue est ensuite transférée dans un réacteur double enveloppe, munie d'une enceinte thermostatee. L'ensemble est mis sous agitation et on effectue un traitement thermique suivant le profil suivant :The dispersion obtained is then transferred to a double jacket reactor, provided with a thermostated enclosure. The whole is stirred and a heat treatment is carried out according to the following profile:
- montée en température pendant 60 minutes jusqu'à 65°C ; - palier en température de 65°C pendant 60 minutes ;- temperature rise for 60 minutes to 65 ° C; - temperature plateau of 65 ° C for 60 minutes;
- refroidissement naturel.- natural cooling.
La dispersion obtenue présente les caractéristiques suivantes : Al = 2,6 M SO4 = 2,7 M SiO2 = 2,05 MThe dispersion obtained has the following characteristics: Al = 2.6 M SO 4 = 2.7 M SiO 2 = 2.05 M
OH/AI = 1 ,4OH / AI = 1, 4
La dispersion, désignée "S2", est stable vis-à-vis de la décantation au cours du temps.The dispersion, designated "S2", is stable with respect to decantation over time.
EXEMPLE 8EXAMPLE 8
Préparation d'une suspension aqueuse de silice selon l'invention S3.Preparation of an aqueous suspension of silica according to the invention S3.
En reproduisant le protocole décrit dans l'exemple 7, mais en rajoutant en fin de palier en température 53,3g de AI2(SO4)3, 15,66 H20 de manière progressive en environ 5 minutes. On laisse sous agitation en température 5 minutes. La dispersion est refroidie naturellement. On obtient une suspension aqueuse possédant les caractéristiques suivantes :By reproducing the protocol described in Example 7, but adding at the end of the temperature plateau 53.3 g of AI 2 (SO 4 ) 3 , 15.66 H 2 0 gradually over approximately 5 minutes. The mixture is left stirring at temperature for 5 minutes. The dispersion is naturally cooled. An aqueous suspension is obtained having the following characteristics:
Al = 3 MAl = 3M
SO4 = 3,2 MSO 4 = 3.2 M
OH/AI = 1 ,18 la suspension est désignée "S3" ci-après.OH / AI = 1.18 the suspension is designated "S3" below.
EXEMPLE 9EXAMPLE 9
Détermination de la cinétique de raidissement obtenue avec des suspensions aqueuses conformes à la présente invention.Determination of the stiffening kinetics obtained with aqueous suspensions in accordance with the present invention.
Des coulis de ciment sont préparés de la manière suivante : 40 g d'eau, 10 g de suspensions S1 , S2 et S3 préparées selon les exemples précédents et 100 g de ciment sont introduits dans un moule cylindrique de 250 ml (déclenchement du chronomètre), on mélange à l'aide d'un agitateur de type RW 20® muni d'une hélice marine tripale pendant une minute. Le coulis est ensuite tassé par tapotements légers. Les mesures de . suivi du raidissement sont effectuées à l'aide d'un texturomètre Stevens® décrit précédemment.Cement slurries are prepared as follows: 40 g of water, 10 g of suspensions S1, S2 and S3 prepared according to the previous examples and 100 g of cement are introduced into a 250 ml cylindrical mold (start of the stopwatch) , mixed using an RW 20® type agitator fitted with a three-bladed marine propeller for one minute. The grout is then tamped down with light tapping. The measures of. follow-up of stiffening are carried out using a Stevens® texturometer described above.
Une mesure est réalisée toutes les minutes environ entre 2 et 15 minutes (arrêt avant 15 minutes si la butée d'échelle de force est atteinte).A measurement is carried out approximately every 2 to 15 minutes (stop before 15 minutes if the force scale stop is reached).
Les résultats obtenus avec un ciment CPA CEM I 52,5 et 10 g de S1 , S2 ou S3 sont reportés sur la figure 2.The results obtained with a CPA CEM I 52.5 cement and 10 g of S1, S2 or S3 are shown in FIG. 2.
On note que les suspensions S2 et S3 (contenant des composés (B)) activent beaucoup plus fortement la cinétique de raidissement que la suspension S1 (à base de sulfate d'aluminium).It is noted that the suspensions S2 and S3 (containing compounds (B)) activate the stiffening kinetics much more strongly than the suspension S1 (based on aluminum sulphate).
EXEMPLE 10EXAMPLE 10
Des mortiers sont préparés à partir de 450 g de ciment Portland haute résistance (correspondant à la norme européenne) CEM I 52,5). 1350 g de sable normalisé, 225 g d'eau (eau/ciment = 0,5), 4,5 g de résine GT (1 % de superplastifiant) et x % suspension S1 ou S2 par rapport à la masse de ciment.Mortars are prepared from 450 g of high resistance Portland cement (corresponding to the European standard) CEM I 52.5). 1350 g of standardized sand, 225 g of water (water / cement = 0.5), 4.5 g of GT resin (1% superplasticizer) and x% suspension S1 or S2 relative to the mass of cement.
Le mode opératoire est le suivant :The procedure is as follows:
Dans un malaxeur de type Perrier®, on introduit le mélange eau, résine GT et ciment. On malaxe à vitesse modérée, tout en ajoutant le sable, on malaxe deux minutes à grande vitesse (≈ 120 tours/minute), on introduit l'accélérateur et on malaxe deux minutes à grande vitesse ((≈ 120 tours/minute). Le suivi de la cinétique de prise à l'aiguille VICAT est alors réalisé conformément à la norme NF P 15-414. Les temps de début de prise sont reportés dans le tableau I suivant :In a Perrier® type mixer, the water, GT resin and cement mixture is introduced. We mix at moderate speed, while adding the sand, we mix for two minutes at high speed (≈ 120 rpm), we introduce the accelerator and we mix for two minutes at high speed ((≈ 120 rpm). VICAT needle take-up kinetics are then monitored in accordance with standard NF P 15-414. The start times for setting are shown in the following table I:
TABLEAU ITABLE I
Les suspensions S1 et S2 conduisent à des cinétiques de prise comparables. Les résistances mécaniques ont été mesurées à 7 et 28 jours sur des éprouvettes 4x4x16 cassées avec une presse Toni Technick type 202.The suspensions S1 and S2 lead to comparable grip kinetics. The mechanical strengths were measured at 7 and 28 days on broken 4x4x16 test pieces with a Toni Technick type 202 press.
Les figures 3 et 4 montrent les résistances en traction par flexion et en compression simple obtenues avec le mortier référence (x=0) et avec les mortiers additives à 6 % de suspensions S1 ou S2. Les résistances mécaniques obtenues avec les suspensions S1 et S2 sont sensiblement équivalentes et égales à environ 80 à 90 % des résistances du mortier de référence.Figures 3 and 4 show the tensile strengths by bending and simple compression obtained with the reference mortar (x = 0) and with the additive mortars to 6% of suspensions S1 or S2. The mechanical strengths obtained with the suspensions S1 and S2 are substantially equivalent and equal to approximately 80 to 90% of the strengths of the reference mortar.
Ces résultats démontrent clairement que la forte activation du raidissement donnée par l'utilisation de suspension de silice et composé (B) n'est pas réalisée au détriment des propriétés mécaniques à long terme des mortiers.These results clearly demonstrate that the strong activation of the stiffening given by the use of silica suspension and compound (B) is not carried out to the detriment of the long-term mechanical properties of the mortars.
EXEMPLE 11EXAMPLE 11
Caractérisation des produits séchés en diffraction des rayons X.Characterization of dried products by X-ray diffraction.
Une analyse en DRX (Diffraction X - appareil Philips PW 1800) est réalisée dans un premier temps sur les produits S1 et S2 après séchage à température ambiante. Le spectre obtenu sur le produit S1 après séchage met en évidence une forte proportion de sulfate d'aluminium cristallisé : 90 % de l'Ai participe à une phase cristallisée.An X-ray analysis (X-ray diffraction - Philips PW 1800 device) is first performed on the S1 and S2 products after drying at room temperature. The spectrum obtained on the product S1 after drying shows a high proportion of crystallized aluminum sulphate: 90% of the AI takes part in a crystallized phase.
Au contraire le spectre obtenu sur le produit S2 après séchage (figure 5) fait apparaître essentiellement des composés amorphes : on observe moins de 10 % de phase cristallisée (phase type alunite).On the contrary, the spectrum obtained on product S2 after drying (FIG. 5) essentially shows amorphous compounds: less than 10% of the crystallized phase is observed (alunite-type phase).
Ces analyses associées aux évaluations présentées dans les exemples 9 et 10 mettent en évidence l'avantage obtenu avec les produits selon l'invention c'est-à-dire dans lesquels, après séchage, l'aluminium est présent au moins partiellement dans une ou des phases minérales amorphes.These analyzes associated with the evaluations presented in Examples 9 and 10 demonstrate the advantage obtained with the products according to the invention, that is to say in which, after drying, the aluminum is present at least partially in one or more amorphous mineral phases.
EXEMPLE 12EXAMPLE 12
Mise en évidence de solide dispersé amorphe.Demonstration of an amorphous dispersed solid.
Après centrifugation de la suspension S2 pendant 6 h à 30 000 tours/min, 1 ml du surnageant est prélevé, acidifié avec 1 ml d'acide nitrique à 1 %, puis l'aluminum est dosé par spectrométrie d'émission plasma. Les résultats sont donnés avec 10 % d'incertitude relative. Ce dosage associé à la quantification du surnageant, et du décantal permet de remonter au pourcentage de l'aluminium total en solution et, par différence au pourcentage d'aluminium présent dans des phases solides dispersées.After centrifugation of the suspension S2 for 6 h at 30,000 rpm, 1 ml of the supernatant is removed, acidified with 1 ml of 1% nitric acid, then the aluminum is assayed by plasma emission spectrometry. The results are given with 10% relative uncertainty. This assay associated with the quantification of the supernatant, and the decantal makes it possible to go back to the percentage of total aluminum in solution and, by difference to the percentage of aluminum present in dispersed solid phases.
Dans la suspension S2 les composés contenant de l'Ai sont répartis de la manière suivante :In the suspension S2, the compounds containing Al are distributed as follows:
- 75 % de l'aluminium est en solution,- 75% of the aluminum is in solution,
- 25 % est présent dans des phases solides dispersées.- 25% is present in dispersed solid phases.
On montre donc que, sur le produit tel quel, l'aluminium est présent au moins partiellement dans un composé solide dispersé (susceptible de décanter lors d'une ultracentrifugation).It is therefore shown that, on the product as it is, aluminum is present at least partially in a dispersed solid compound (capable of decanting during an ultracentrifugation).
Par ailleurs une analyse en DRX (Diffraction X -appareil Siemens D 500 (thêta-thêta)) est réalisée sur un échantillon de produit S2 tel protégé de la dessication par un film de milar. Le produit est quasiment totalement amorphe (moins de 1 % de sulfate d'aluminium cristallisé). On met en évidence, par le rapprochement de ces deux observations, que dans le produit S2, l'aluminium est présent au moins partiellement dans des phases minérales se présentant sous forme de solide dispersé amorphe. In addition, an X-ray analysis (X-ray diffraction - Siemens D 500 device (theta-theta)) is carried out on a sample of product S2 as protected from drying by a film of milar. The product is almost completely amorphous (less than 1% of crystallized aluminum sulphate). It is demonstrated, by bringing these two observations together, that in product S2, aluminum is present at least partially in mineral phases in the form of an amorphous dispersed solid.

Claims

REVENDICATIONS
1. Suspension aqueuse comprenant :1. Aqueous suspension comprising:
A) des particules de silice et/ou d'alumine, et B) un composé de formule globale (I) :A) particles of silica and / or alumina, and B) a compound of global formula (I):
AI(OH)a(S04)b(SiOx)c(Y)d (I) avec : a compris entre 0,1 et 2, b compris entre 0,3 et 1 ,5 , c compris entre 0 et 0, 1 , d supérieur à 0,05.AI (OH) a (S0 4 ) b (SiOx) c (Y) d (I) with: a between 0.1 and 2, b between 0.3 and 1.5, c between 0 and 0, 1, d greater than 0.05.
Y choisi parmi les métaux alcalins et alcalino-terreux x compris entre 2 et 4 et ses dérivés, ledit composé (B) étant présent dans la suspension à une concentration d'au . moins 1 ,65 mol/l exprimée en mole d'aluminium provenant dudit composé.Y chosen from alkali and alkaline earth metals x between 2 and 4 and its derivatives, said compound (B) being present in the suspension at a concentration of at. minus 1.65 mol / l expressed as mole of aluminum originating from said compound.
2. Suspension aqueuse selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le composé (B) de formule globale (I) présente, après avoir été séché, une structure amorphe, ladite structure représentant au moins 15 % en poids du composé (B).2. Aqueous suspension according to claim 1, characterized in that the compound (B) of global formula (I) has, after being dried, an amorphous structure, said structure representing at least 15% by weight of the compound (B).
3. Suspension aqueuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le composé (B) est au moins partiellement sous forme d'un solide dispersé amorphe.3. Aqueous suspension according to claim 1 or 2, characterized in that the compound (B) is at least partially in the form of an amorphous dispersed solid.
4. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans la formule globale du composé (B) : a est compris entre environ 0,75 et 2 et b est compris entre environ 0,3 et 1 ,2.4. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the overall formula of the compound (B): a is between approximately 0.75 and 2 and b is between approximately 0.3 and 1, 2.
5. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite suspension comprend environ de 2,1 à 3,5 mol/l d'aluminium, environ 2,25 à 4 mol/l de sulfate et environ de 0,2 à 3,5 mol/l de silice.5. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 4, characterized in that said suspension comprises approximately 2.1 to 3.5 mol / l of aluminum, approximately 2.25 to 4 mol / l of sulfate and approximately from 0.2 to 3.5 mol / l of silica.
6. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle possède un pH compris entre 2,5 et 4. 6. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 5, characterized in that it has a pH of between 2.5 and 4.
7. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle met en œuvre un composé (B) de formule globale I dans laquelle a possède une valeur de l'ordre de 1 ,26 ± 0,1 , 0,5 ± 0,1 ou de 0,88 ± 0,1.7. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 6, characterized in that it uses a compound (B) of global formula I in which a has a value of about 1.26 ± 0.1 , 0.5 ± 0.1 or 0.88 ± 0.1.
8. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle met en oeuvre un composé de formule globale I dans laquelle a est compris entre 0,1 et 1 ,5 et en ce qu'elle comprend environ de 2,2 à 3,1 mol/l d'aluminium et environ 2,3 à 3,9 mol/l de sulfate.8. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 6, characterized in that it uses a compound of global formula I in which a is between 0.1 and 1.5, and in that it comprises approximately 2.2 to 3.1 mol / l of aluminum and approximately 2.3 to 3.9 mol / l of sulfate.
9. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend environ de 0,7 à 2,4 mol/L de silice.9. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises approximately 0.7 to 2.4 mol / L of silica.
10. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la silice est choisie parmi les fumées de silice, les silices précipitées, les sols de silice, les gels de silice, les silices pyrogénées, les composés de la silice d'origine naturelle ou de synthèse, les silico- aluminates, les smectites, les silicates de magnésium, les argiles, la wollastonite, le talc, le mica, l'attapulgite, la sépiolite, la montmorrillite et les bentonites.10. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 9, characterized in that the silica is chosen from silica fumes, precipitated silicas, silica soils, silica gels, fumed silicas, compounds of silica of natural or synthetic origin, silico-aluminates, smectites, magnesium silicates, clays, wollastonite, talc, mica, attapulgite, sepiolite, montmorrillite and bentonites.
11. Suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des silicates et aluminates de calcium.11. Aqueous suspension according to one of claims 1 to 10, characterized in that it also comprises calcium silicates and aluminates.
1_>, Procédé utile pour préparer une suspension aqueuse telle que définie en revendications 1 à 11 , caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :1_>, A method useful for preparing an aqueous suspension as defined in claims 1 to 11, characterized in that it comprises the steps consisting in:
A - mélanger du sulfate d'aluminium, des particules de silice et/ou d'alumine et éventuellement de l'eau ;A - mix aluminum sulphate, silica and / or alumina particles and optionally water;
B - éventuellement ajouter au mélange obtenu selon l'étape A un silicate alcalin sous forme d'une solution aqueuse et homogénéiser à température ambiante ledit mélange ;B - optionally add to the mixture obtained according to step A an alkaline silicate in the form of an aqueous solution and homogenize said mixture at room temperature;
C - additionner au mélange obtenu selon l'étape B, un aluminate alcalin sous forme d'une solution aqueuse, sous forte agitation et à température ambiante ;C - adding to the mixture obtained according to step B, an alkaline aluminate in the form of an aqueous solution, with vigorous stirring and at room temperature;
D - porter l'ensemble du mélange à une température comprise entre 40 et 90°C et récupérer la suspension attendue. D - bring the entire mixture to a temperature between 40 and 90 ° C and recover the expected suspension.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'addition d'un sulfate d'aluminium au cours de l'une ou plusieurs des étapes A, B, C ou D.13. The method of claim 12, characterized in that it further comprises the addition of an aluminum sulfate during one or more of steps A, B, C or D.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le sulfate d'aluminium, mélangé en étape A à la suspension de silice et/ou d'alumine, se trouve sous la forme soit d'une poudre ou d'une solution portée à une température comprise entre 95 et 130 °C.14. The method of claim 12 or 13, characterized in that the aluminum sulfate, mixed in step A with the silica and / or alumina suspension, is in the form of either a powder or a solution brought to a temperature between 95 and 130 ° C.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le sulfate d'aluminium est introduit sous forme d'une solution ou d'une poudre au cours de l'étape A.15. Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that the aluminum sulfate is introduced in the form of a solution or a powder during step A.
16. Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape A, la silice et/ou l'alumine sont introduites sous forme de suspension(s) ou de poudre(s).16. Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that during step A, the silica and / or alumina are introduced in the form of suspension (s) or powder (s).
17. Procédé selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que la silice est introduite sous forme d'une suspension aqueuse, ladite suspension aqueuse de silice étant une suspension aqueuse de silice précipitée obtenue par délitage mécanique d'un gâteau de filtration issu d'une réaction de précipitation de silice.17. Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that the silica is introduced in the form of an aqueous suspension, said aqueous silica suspension being an aqueous suspension of precipitated silica obtained by mechanical disintegration of a cake of filtration resulting from a precipitation reaction of silica.
18. Utilisation d'un composé (B) de formule globale (I) à titre d'accélérateur de prise et ou de raidissement d'une pâte cimentaire, d'un mortier ou d'un réton.18. Use of a compound (B) of global formula (I) as accelerator for setting and or stiffening a cement paste, a mortar or a reton.
19. Utilisation selon la revendication 18, caractérisée en ce que le composé (B) de formule globale I est mis en œuvre à une concentration supérieure à environ 0,003 mole pour 100 g de ciment utilisé pour préparer une pâte cimentaire, un mortier ou un béton.19. Use according to claim 18, characterized in that the compound (B) of global formula I is used at a concentration greater than about 0.003 mole per 100 g of cement used to prepare a cement paste, a mortar or a concrete .
20. Utilisation selon la revendication 18 ou 19, caractérisée en ce que le composé (B) est utilisé sous forme d'une suspension selon l'une des revendications 1 à 11. 20. Use according to claim 18 or 19, characterized in that the compound (B) is used in the form of a suspension according to one of claims 1 to 11.
21. Procédé de projection de béton ou de mortier pour appliquer sur une surface une couche de béton ou de mortier, caractérisé en ce qu'on ajoute juste avant ou au niveau du moyen de projection un composé (B) de formule globale (I) telle que définie en revendications 1 à 11.21. A method of spraying concrete or mortar to apply a layer of concrete or mortar to a surface, characterized in that a compound (B) of global formula (I) is added just before or at the level of the spraying means as defined in claims 1 to 11.
22. Procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce qu'on utilise un composé de formule globale (B) telle que définie dans l'une des revendications 1 à 11 , à une concentration supérieure à environ 0,003 mole pour 100 g de ciment mis en oeuvre pour préparer le béton ou le mortier.22. Method according to claim 21, characterized in that a compound of global formula (B) as defined in one of claims 1 to 11 is used, at a concentration greater than approximately 0.003 mole per 100 g of set cement. used to prepare concrete or mortar.
23. Procédé selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce qu'on forme soit un mélange à sec de béton ou de mortier, ou un mélange de béton ou de mortier gâché, on déplace ledit mélange pour l'introduire dans un moyen de projection, on ajoute au mélange gâché ou non, un composé (B) de formule globale (I) telle que définie en revendications 1 à 11 , juste avant ou au niveau du moyen de projection, et on projette le mélange résultant à partir du moyen de projection sur la surface à traiter.23. The method of claim 21 or 22, characterized in that either a dry mixture of concrete or mortar, or a mixture of concrete or tempered mortar, said mixture is moved to introduce it into a means of projection, a compound (B) of global formula (I) as defined in claims 1 to 11 is added to the mixture, whether or not spoiled, just before or at the level of the projection means, and the resulting mixture is projected from the means projection on the surface to be treated.
24. Procédé selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que le composé (B) est introduit sous forme d'une suspension aqueuse selon l'une des revendications 1 à 11. 24. Method according to one of claims 21 to 23, characterized in that the compound (B) is introduced in the form of an aqueous suspension according to one of claims 1 to 11.
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