EP2595938A1 - Utilisation de granulats de beton cellulaire et procede de fabrication - Google Patents

Utilisation de granulats de beton cellulaire et procede de fabrication

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Publication number
EP2595938A1
EP2595938A1 EP11752266.4A EP11752266A EP2595938A1 EP 2595938 A1 EP2595938 A1 EP 2595938A1 EP 11752266 A EP11752266 A EP 11752266A EP 2595938 A1 EP2595938 A1 EP 2595938A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
aggregates
cellular concrete
size
concrete
blocks
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11752266.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Guillaume Sablier
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.)
Cemex Research Group AG
Original Assignee
Cemex Research Group AG
Sablier Guillaume
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Filing date
Publication date
Application filed by Cemex Research Group AG, Sablier Guillaume filed Critical Cemex Research Group AG
Publication of EP2595938A1 publication Critical patent/EP2595938A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/026—Comminuting, e.g. by grinding or breaking; Defibrillating fibres other than asbestos
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/60—Flooring materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a building material for producing lightweight concrete and thermally insulating for use both as ready-mix concrete or in the manufacture of prefabricated parts.
  • the present invention relates to aggregates obtained from cellular concrete, having particle size characteristics for agglomerating them with a hydraulic binder (lime, activated clays, cements of all types in accordance with the EN 197-1 standard, etc.); preferably, the cement-type binders will be used.
  • a hydraulic binder limestone, activated clays, cements of all types in accordance with the EN 197-1 standard, etc.
  • Cellular concrete designed in 1924 by J.A. Erikson, is made primarily from sand, portland cement, lime and water, which gives it the characteristics of stone: solid, hard, dimensionally stable, rot-proof and non-flammable. Its honeycomb structure made up of air micro-cells gives it its properties of reduced density and thermal and acoustic insulation. It is essentially distributed in block form with multiple dimensional characteristics to suit most masonry building systems. Its method of manufacture does not reject any substance likely to pollute the water or the grounds. In the atmosphere, the only gas released is water vapor. However, the manufacturing process generates cellular concrete waste whose quantity is estimated at about 3% of the total volume manufactured. This waste comes from the thickness of material at the bottom of the mold, unusable for the manufacture of blocks, and scrap of finished products. This cellular concrete waste is partially recycled in the manufacturing process or used as absorbent or insulating product. The rest is stored in landfill.
  • the manufacture of light insulating concrete is traditionally made from aggregates of natural minerals (pozzolana), natural minerals heated (perlite, exfoliated vermiculite or expanded clay beads) or polystyrene beads.
  • pozzolana natural minerals
  • natural minerals heated perlite, exfoliated vermiculite or expanded clay beads
  • polystyrene beads The use of these materials leads to environmental impacts such as the exploitation of natural resources or the emission of greenhouse gases.
  • Cellular concrete typically has a density of between 350 kg / m 3 and 550 kg / m 3 .
  • the density of the aggregates produced from a given cellular concrete remains unchanged as long as the size of the granulate remains greater than about 1-2 mm.
  • the size of the micro-cells of the cellular concrete ranging from a few tenths of a millimeter to about two millimeters in diameter, a size too small aggregates, that is to say less than 2 mm, virtually eliminate the presence of these micro-cells in the material, which would significantly reduce or even negate its reduced density and thermal and acoustic insulation properties expected in lightweight and insulating concrete.
  • the aggregates obtained must also be uniform in size and must have a rounded shape that conditions the placement properties of the future concrete.
  • aggregates with sharp and brittle edges would produce a new large quantity of fine particles during handling, transport and mixing with cement and water, which should be extracted before use or which would degrade the quality of the concrete. forming during the preparation of concrete.
  • the invention relates to aggregates obtained from cellular concrete waste which are particularly suitable for application in concrete for the manufacture of walls, slabs or any other form obtained during the placement of concrete ready for use. employment or prefabricated.
  • an object of the invention lies in the use of cellular concrete granules calibrated between 2 and 25 mm and bulk density in the dry state ranging from 200 to 600 kg / m 3 , allowing their agglomeration with a binder. for the manufacture of light and insulating concrete.
  • Another object of the invention is the use of the aforementioned aggregates for the manufacture of slabs, screeds, slab walls or prefabricated parts, such as, for example, blocks, horizontal or vertical chaining blocks, beams, premurs, ....
  • the aggregates preferably have the following properties, taken alone or in combination: their bulk density in the dry state varies from 350 to 550 kg / m 3 ; they are calibrated from 4 to 12 mm.
  • said binder can be chosen from any hydraulic binder such as lime, activated clays, cements of all types in accordance with the EN 197-1 standard, etc. ; cement-type binders and especially Portland cements are preferred.
  • the invention also relates to a method of manufacturing aggregates for use in concrete, obtained by crushing cellular concrete waste.
  • Another subject of the invention is a process for manufacturing cellular concrete aggregates with a size of at least 2 mm, comprising the following steps:
  • crushed blocks are screened dry in order to remove fines and aggregates with a size of less than 2 mm, and
  • the aggregates with a size of at least 2 mm are recovered.
  • granulates having a size of at most 25 mm are manufactured.
  • the screening operation also makes it possible to eliminate aggregates with a size greater than 25 mm.
  • the cellular concrete blocks treated by the process of the invention have very variable dimensions and it may be advantageous to provide, before engaging the above steps, one or more series comprising a preconcassage step and a screening step , to obtain blocks of sizes between 2 and 8 mm, which are then treated as described above.
  • Figure 1 is a photo of blocks of cellular concrete waste before crushing. The bar represents 15 cm.
  • FIG. 2 represents particle size curves illustrating the% by weight of material passing according to the size of the granules, after crushing, obtained by two different types of crushers, an impact crusher (A) and a jaw crusher (B).
  • FIG 3 shows photos of crushed cell concrete aggregates (jaw crushers) before screening (A) and after screening (B).
  • Figure 5 is a diagram of a plant for crushing and screening of cellular concrete waste, the arrows correspond to the flow of material.
  • Table 1 below shows examples of the size of cellular concrete waste from manufacturing scrap.
  • the base material comes, for example, from the production drops of the cellular concrete blocks, such as the thickness of the material at the bottom of the mold, which is unusable for the manufacture of blocks, and of rejects.
  • of finished products typically consist of parallelepipedic blocks whose dimensions vary from a few centimeters for the smallest to several tens of centimeters plus the largest ones.
  • the apparent density of the cellular concrete waste stock is typically 200 kg / m 3 .
  • the calibrated cellular concrete aggregates are obtained by successive operations of crushing of cellular concrete blocks and screening.
  • the crushing is carried out by means of jaw crushers or roller mills (otherwise called rotor crushers). These crushing processes are the most efficient for treating this type of material because it limits the production of fines in comparison with the conventional method of percussion crushing, as Figure 2 demonstrates.
  • Screening is advantageously carried out by means of a vibrating screen having at least two stages of grids for separating the aggregates respectively below and below the desired cut.
  • the screening must be carried out without washing and the screened cellular granulate must be as wet as possible. This is why, ideally, the cellular concrete waste to be treated must be stored in a dry place protected from the rain.
  • the size between the bars of each grid is preferably 2 mm greater than the minimum and maximum desired size of the aggregates.
  • the upper grid of the screen will have for example a spacing between the bars of 14 mm and the bottom grid and a spacing between the bars of 6 mm.
  • the screens of a crusher having a surface typically of 4 to 8 m 2 have an inclination of 30-40 ° with respect to the horizontal to allow to quickly evacuate the non-passing material and to allow 'increase the passing portion.
  • Aggregates produced from aerated concrete must approach a spherical shape with no significant asperities that would break during transport and during concrete preparation.
  • the average magnitudes targeted are typically as follows:
  • the process according to the invention must make it possible to produce at least 40% and generally at most 70% by volume of usable granular aggregates whose average size is greater than or equal to 1 mm.
  • the productivity must reach more than 100 m 3 / day (more than 15 m 3 / h).
  • Figure 5 illustrates an installation for implementing the method of manufacturing aggregates.
  • the references mentioned in this figure correspond to the different positions of this installation:
  • raw block supply 1 feed hopper preconceller
  • the screeners are jaw.
  • the material resulting from the pre-crushing in the first crusher 2 is screened in the sifter 4 to recover the amount of finished product obtained during this operation and pass through the second crusher 6 only the aggregates larger than the maximum dimension of the desired break.
  • Granulometry aggregates calibrated between 2 mm and 25 mm maximum (for example: 4/12 cellular concrete granules). The size of the aggregates is voluntarily limited to 25 mm. Larger aggregates would cause too much weakening of the mechanical strength of the concrete, the mechanical strength of the aggregates being much lower than that of the matrix of the hydraulic binder.
  • the mixture for the manufacture of lightweight insulating concrete consists of sand, cement, aerated concrete aggregates and water.
  • Each objective of technical characteristics including density corresponds to a specific formulation defining the dosage of each component.
  • the mixture is made either in a concrete plant or in a concrete mixer.
  • the calibrated cellular concrete aggregates can be delivered in bulk by dump truck, in "big bag” packaging or in bags.
  • the material according to the invention is particularly intended for the manufacture of light insulating concrete to reduce weight compared to traditional concretes and to provide thermal and acoustic insulation. It can be used for the manufacture of slabs, screeds, slotted walls or prefabricated parts (for example: blocks, horizontal or vertical chaining blocks, beams, premurs, ).

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Abstract

L'invention concerne l'utilisation de granulats de béton cellulaire calibrés entre 2 et 25 mm et de masse volumique apparente à l'état sec entre 200 et 600 kg/m3 permettant leur agglomération par un liant pour la fabrication de béton léger et isolant ou pour la fabrication de dalles, chapes, murs banchés ou pièces préfabriquées. Elle concerne aussi un procédé de fabrication de granulats de béton cellulaire d'au moins 2 mm.

Description

UTILISATION DE GRANULATS DE BETON CELLULAIRE ET PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne un matériau de construction permettant de fabriquer du béton léger et isolant thermiquement, pour l'utilisation à la fois comme béton prêt à l'emploi ou dans la fabrication de pièces préfabriquées.
L'utilisation des agrégats légers dans les bétons est connue et de nombreux matériaux sont régulièrement utilisés comme l'argile expansée, le verre expansé, le polystyrène, etc.
La présente invention concerne des granulats obtenus à partie de béton cellulaire, ayant des caractéristiques granulométriques permettant de les agglomérer par un liant hydraulique (chaux, argiles activées, ciments de tous types conformes à la norme EN 197-1 , etc.) ; préférablement, les liants de type ciments seront utilisés.
Le béton cellulaire dont la conception remonte à 1924 par J.A. Erikson est fabriqué essentiellement à partir de sable, de ciment portland, de chaux et d'eau qui lui confèrent les caractéristiques de la pierre : solide, dur, indéformable, imputrescible et ininflammable. Sa structure alvéolaire constituée de micro-cellules d'air lui confère ses propriétés de masse volumique réduite et d'isolant thermique et acoustique. Il est essentiellement distribué sous forme de blocs aux caractéristiques dimensionnelles multiples pour répondre à la plupart des systèmes constructifs de la maçonnerie. Son mode de fabrication ne rejette aucune substance susceptible de polluer l'eau ou les sols. Dans l'atmosphère, le seul gaz libéré est de la vapeur d'eau. Cependant, le procédé de fabrication génère des déchets de béton cellulaire dont la quantité est estimée à environ 3% du volume total fabriqué. Ces déchets proviennent de l'épaisseur de matériau en fond de moule, inexploitable pour la fabrication de blocs, et des rebuts de produits finis. Ces déchets de béton cellulaire sont partiellement recyclés dans le procédé de fabrication ou valorisés notamment comme produit absorbant ou isolant. Le reste est stocké en décharge.
La fabrication de béton léger isolant est traditionnellement réalisée à partir de granulats de minéraux naturels (pouzzolane), de minéraux naturels chauffés (perlite, vermiculite exfoliée ou billes d'argile expansée) ou de billes de polystyrène. L'utilisation de ces matériaux conduit à générer des impacts sur l'environnement comme l'exploitation de ressources naturelles ou l'émission de gaz à effet de serre.
L'utilisation d'agrégats de béton cellulaire pour la fabrication de béton léger et isolant en remplacement de ces matériaux permet à la fois d'offrir une voie de valorisation des déchets de béton cellulaire non recyclés et de limiter les inconvénients sur l'environnement des solutions alternatives traditionnelles. Le béton cellulaire a typiquement une masse volumique située entre 350 kg/m3 et 550 kg/m3.
La masse volumique des granulats produits à partir d'un béton cellulaire donné reste inchangée aussi longtemps que la dimension du granulat reste supérieure à environ 1-2 mm. La taille des micro-cellules du béton cellulaire variant de quelques dixièmes de millimètre à deux millimètres de diamètre environ, une taille trop petite des granulats, c'est-à-dire inférieure à 2 mm, supprimerait pratiquement la présence de ces micro-cellules dans le matériau, ce qui réduirait signifïcativement voire annihilerait ses propriétés de masse volumique réduite et d'isolant thermique et acoustique attendues dans le béton léger et isolant.
Pour conférer au béton produit avec les granulats obtenus, des propriétés de légèreté et d'isolation thermique, il convient d'éviter la tranche de taille de granulats inférieure à 1-2 mm.
L'obtention de granulats légers avec une distribution granulométrique contrôlée à partir de béton cellulaire est une opération difficile car la résistance des blocs de matière première est très faible. Le concassage et le criblage de la matière première, et plus précisément, chaque action mécanique sur le béton cellulaire (choc, frottement, compression, ...) entraînent une production importante de fines ayant une taille moyenne inférieure à 1-2 mm inadéquate pour une utilisation comme granulats dans du béton léger et isolant. Une opération de concassage qui génère trop de particules fines, par exemple plus de 55% en poids, est inefficace industriellement.
Les granulats obtenus doivent également être homogènes en taille et doivent présenter une forme arrondie qui conditionne les propriétés de placement du futur béton. De plus, des granulats présentant des arêtes vives et fragiles produiraient lors de la manipulation, du transport et du malaxage avec le ciment et l'eau, une nouvelle grande quantité des particules fines qui devraient être extraites avant utilisation ou qui dégraderaient la qualité du béton en se formant lors de la préparation du béton.
L'invention concerne des granulats obtenus à partir de déchets de béton cellulaire qui conviennent particulièrement bien à une application dans le béton pour la fabrication de murs, de dalles ou de toute autre forme obtenue lors de la mise en place de béton prêt à l'emploi ou préfabriqués.
Ainsi, un objet de l'invention réside dans l'utilisation de granulats de béton cellulaire calibrés entre 2 et 25 mm et de masse volumique apparente à l'état sec variant de 200 à 600 kg/m3, permettant leur agglomération par un liant pour la fabrication de béton léger et isolant. Un autre objet de l'invention réside dans l'utilisation des granulats précités pour la fabrication de dalles, chapes, murs banchés ou pièces préfabriquées, comme par exemple, blocs, blocs chaînage horizontaux ou verticaux, poutres, prémurs, ....
En vue d'une utilisation optimisée, les granulats répondent de préférence aux propriétés suivantes, considérées seules ou en combinaison : leur masse volumique apparente à l'état sec varie de 350 à 550 kg/m3 ; ils sont calibrés de 4 à 12 mm.
Comme indiqué précédemment, ledit liant peut être choisi parmi tout liant hydraulique tel que chaux, argiles activées, ciments de tous types conformes à la norme EN 197-1, etc. ; les liants de type ciments et notamment les ciments portland sont préférés.
L'invention concerne également un procédé de fabrication de granulats pour utilisation dans du béton, obtenus par concassage de déchets de béton cellulaire.
Ainsi, encore un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication de granulats de béton cellulaire d'une taille d'au moins 2 mm, comprenant les étapes suivantes :
On dispose de blocs de béton cellulaire d'une masse volumique apparente à l'état sec variant de 200 à 600 kg/m3,
On concasse les blocs,
On crible à sec les blocs concassés de manière à éliminer les fines et granulats d'une taille inférieure à 2 mm, et
On récupère les granulats d'une taille d'au moins 2 mm.
Selon un procédé avantageux de l'invention, on fabrique des granulats ayant une taille d'au plus 25 mm. A cet effet, l'opération de criblage permet en outre d'éliminer les granulats d'une taille supérieure à 25 mm.
Les blocs de béton cellulaire traités par le procédé de l'invention ont des dimensions très variables et il peut être avantageux de prévoir, avant d'engager les étapes ci-dessus, une ou plusieurs séries comprenant une étape de préconcassage et une étape de criblage, permettant d'obtenir des blocs de tailles comprises entre 2 et 8 mm, qui sont ensuite traités comme décrit ci-dessus.
Les différents objets et avantages de l'invention sont ci-après exposés plus en détails en s 'appuyant sur les figures 1-5 et le tableau 1 suivants :
La figure 1 est une photo de blocs des déchets de béton cellulaire avant concassage. La barre représente 15 cm.
- La figure 2 représente des courbes granulométriques illustrant le % en poids de matériel passant en fonction de dimension des granulats, après concassage, obtenues par deux types de broyeurs différents, un concasseur à percussion (A) et un concasseur à mâchoires (B).
La figure 3 présente des photos de granulats de béton cellulaire obtenus par concassage (concasseurs à mâchoires) avant criblage (A) et après criblage (B).
La figure 4 illustre des granulats de morphologies différentes, la figure 4a donnant des exemples de granulats ayant des circularités C différentes : A. C=l ; B. C=0,77 ; et C. C=0,38 ; et la figure 4b donnant les résultats des mesures morphologiques des granulats selon le procédé de fabrication ; le graphique A représente le facteur de forme F en fonction des facteurs d'élongation q et d'aplatissement p ; B représente la sphéricité Ψ en fonction de la circularité C.
La figure 5 est un schéma d'une installation de concassage et de criblage de déchets de béton cellulaire, les flèches correspondent aux flux de matière.
Le tableau 1 ci-après rassemble des exemples de taille des déchets de béton cellulaire provenant des chutes de fabrication.
Tableau 1
Comme illustré à la figure 1 et au tableau 1, le matériau de base provenant par exemple des chutes de production des blocs de béton cellulaire, comme l'épaisseur de matériau en fond de moule, inexploitable pour la fabrication de blocs, et de s rebuts de produits finis, sont typiquement constitués de blocs parallélépipédiques dont les dimensions varient de quelques centimètres pour les plus petits à plusieurs dizaines de centimètres plus les plus grands.
La densité apparente des stocks de déchets de béton cellulaire est typiquement de 200 kg/m3. Les granulats de béton cellulaire calibrés sont obtenus par opérations successives de concassage de blocs de béton cellulaire et de criblage.
Le concassage est réalisé au moyen de concasseurs à mâchoires ou de broyeurs à cylindres (autrement appelés broyeur à rotors). Ces procédés de concassage sont les plus performants pour traiter ce type de matériau car il limite la production de fines en comparaison avec le procédé classique de concassage par percussion, comme la figure 2 le met en évidence.
Le criblage est avantageusement réalisé au moyen d'un crible vibrant possédant au minimum 2 étages de grilles permettant de séparer respectivement les granulats au-dessous et en dessous de la coupure souhaitée.
Pour éviter tout risque de colmatage des grilles, le criblage doit être réalisé sans lavage et le granulat de béton cellulaire criblé doit être le moins humide possible. C'est pourquoi idéalement les déchets de béton cellulaire à traiter doivent être stockés dans un endroit sec à l'abri de la pluie.
Pour obtenir la granulométrie souhaitée, la taille entre les barreaux de chaque grille est de préférence supérieure de 2 mm par rapport à la dimension minimale et maximale souhaitée des granulats. Ainsi, pour produire par exemple, une granulométrie 4/12, c'est-à-dire un matériau dont la taille des granulats varie de 4 mm à 12 mm, la grille supérieure du crible aura par exemple un espacement entre les barreaux de 14 mm et la grille du bas et un espacement entre les barreaux de 6 mm.
En règle générale, les grilles de criblage d'un concasseur ayant une surface typiquement de 4 à 8 m2 présentent une inclinaison de 30-40° par rapport à l'horizontale pour permettre d'évacuer rapidement le matériau non passant et pour permettre d'augmenter la portion passante.
Au contraire, dans le cas du broyage de matériaux de type béton cellulaire, pour permettre de produire des granulats de forme arrondie et casser ou polir les parties anguleuses des granulats en cours de procédé, il est prévu que les grilles de criblage soient le moins inclinées possible pour favoriser un maximum de rebonds des granulats sur les grilles, typiquement de 15° à 25°. L'effet de cette opération est visible sur la figure 3. Elle permet d'obtenir des granulats plus résistants pour le transport et mieux adaptés à l'utilisation dans des bétons qui se caractérisent typiquement par des facteurs de formes. Pour caractériser les granulats, les dimensions suivantes ont été déterminées sur la base du prisme convexe (circonscrit) et des coupes 2D aléatoires sur une population de plusieurs centaines de granulats de taille moyenne 2 mm à 25 mm :
1. La dimension maximale du prisme convexe 2. La dimension intermédiaire du prisme convexe
3. La dimension la plus petite du prisme convexe
4. La surface A des granulats en coupe
5. Le périmètre P des granulats en coupe.
On définit les caractéristiques morphologiques des granulats selon les grandeurs suivantes :
Le facteur d'élongation « q », défini comme le rapport entre la dimension intermédiaire et la dimension la plus grande du prisme convexe ;
Le facteur d'aplatissement « p », défini comme le rapport entre la dimension la plus petite et la dimension intermédiaire du prime convexe ;
Le facteur de forme « F » défini par le rapport entre p et q
La sphéricité « Ψ » définie selon l'équation El
La circularité « C », définie selon l'é uation E2
4.Π-
Equation E2 : C
Les granulats produits à partir de béton cellulaire doivent s'approcher d'une forme sphérique sans aspérités importantes qui se casseraient au transport et lors de la préparation du béton.
Les grandeurs moyennes visées sont typiquement les suivantes :
0,67 < F < 2
0,8 < Ψ < 0,95
0,5 < C < 0,85
La figure 4 montre quelques résultats obtenus.
Industriellement, le procédé selon l'invention doit permettre de produire au minimum 40% et généralement au maximum 70% volume de granulats calibrés utilisables dont la taille moyenne est supérieure ou égale à 1 mm. La productivité doit atteindre plus de 100 m3/jour (soit plus de 15 m3/h).
La figure 5 illustre une installation permettant de mettre en œuvre le procédé de fabrication d e granulats. Les références mentionnées sur cette figure correspondent aux différents postes de cette installation :
0 : alimentation en blocs bruts 1 : trémie d'alimentation du préconcasseur
2 : préconcasseur produisant des granulats d'une taille maximale de 8 cm
3 : trémie d'alimentation de la cribleuse
4 : criblage
5 : trémie d'alimentation du second concasseur
6 : second concasseur
7 : particules fines
8 : produit fini
Compte tenu de la taille importante de certains blocs en entrée de l'installation de concassage/criblage, il peut être nécessaire pour assurer une productivité maximale de réaliser une opération de pré-concassage pour réduire les blocs les plus importants à, par exemple, une taille maximale de 8 cm.
Dans le mode de réalisation tel qu'illustré à la figure 5, on dispose de deux concasseurs 2,6 et d'une cribleuse 4. De préférence, les cribleuses sont à mâchoires. Le matériau issu du pré-concassage dans le premier concasseur 2 est criblé dans la cribleuse 4 pour récupérer la quantité de produit fini obtenue lors de cette opération et ne faire passer dans le second concasseur 6 que les granulats de taille supérieure à la dimension maximale de la coupure souhaitée.
Les caractéristiques des granulats obtenus selon le procédé sont typiquement les suivantes pour une utilisation comme agrégats légers dans du béton :
Granulométrie : granulats calibrés entre 2 mm minimum et 25 mm maximum (par exemple : granulats de béton cellulaire 4/12). La taille des granulats est volontairement limitée à 25 mm. Des granulats plus gros provoqueraient un affaiblissement trop important des résistances mécaniques du béton, la résistance mécanique des granulats étant bien plus faible que celle de la matrice du liant hydraulique.
Masse volumique apparente à l'état sec (kg/m3) : au minimum 200 et au maximum 600 en fonction de la catégorie de béton cellulaire (de sa masse volumique initiale) et du calibrage des granulats. Quels que soient les objectifs de caractéristiques techniques, le mélange pour la fabrication de béton léger isolant est constitué de sable, de ciment, de granulats de béton cellulaire et d' eau. A chaque objectif de caractéristiques techniques notamment de masse volumique correspond une formulation spécifique définissant le dosage de chaque constituant. Le mélange est réalisé soit en centrale à béton, soit en bétonnière. Les granulats de béton cellulaire calibrés peuvent être livrés en vrac par camion benne, en conditionnement « big bag » ou en sac. Le matériau selon l'invention est particulièrement destiné à la fabrication de béton léger isolant visant à réduire le poids par rapport à des bétons traditionnels et à apporter une isolation thermique et acoustique. Il peut être utilisé pour la fabrication de dalles, chapes, murs banchés ou pièces préfabriquées (par exemple : blocs, blocs chaînage horizontaux ou verticaux, poutres, prémurs, ...).

Claims

REVENDICATIONS
1. Utilisation de granulats de béton cellulaire calibrés entre 2 et 25 mm et de masse volumique apparente à l'état sec entre 200 et 600 kg/m3 permettant leur agglomération par un liant pour la fabrication de béton léger et isolant.
2. Utilisation de granulats de béton cellulaire calibrés entre 2 et 25 mm et de masse volumique apparente à l'état sec entre 200 et 600 kg/m3 permettant leur agglomération par un liant pour la fabrication de dalles, chapes, murs banchés ou pièces préfabriquées.
3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les granulats ont une masse volumique apparente à l'état sec variant de 350 à 550 kg/m3.
4. Utilisation selon l ' une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les granulats sont calibrés de 4 à 12 mm.
5. Utilisation selon l 'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit liant est un ciment portland.
6. Procédé de fabrication de granulats de béton cellulaire d'une taille d'au moins 2 mm, comprenant les étapes suivantes :
On dispose de blocs de béton cellulaire d'une masse volumique apparente à l'état sec variant de 200 à 600 kg/m3,
On concasse les blocs,
On crible à sec les blocs concassés de manière à éliminer les fines et granulats d'une taille inférieure à 2 mm, et
On récupère les granulats d'une taille d'au moins 2 mm.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les granulats ont une taille d'au plus 25 mm.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les blocs de béton cellulaire ont une masse volumique apparente à l'état sec variant de 350 à 550 kg/m3.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que le concassage est réalisé au moyen d'un concasseur à mâchoires ou d'un broyeur à cylindres.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le criblage est réalisé au moyen d'un crible vibrant possédant au moins deux étages de grilles, l'un permettant de séparer les granulats de plus de 25 mm et l'autre permettant de séparer les granulats de moins de 2 mm et fines.
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