FR2567119A1 - Process for the manufacture of weakly absorbent stabilised aggregates from wood waste - Google Patents

Process for the manufacture of weakly absorbent stabilised aggregates from wood waste Download PDF

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Abstract

Process for the manufacture of weakly absorbent stabilised aggregates. Process noteworthy in that a hardening agent of the silicon dioxide type is incorporated in the solution from the second impregnation of the basic process, in proportions equal to or close to the quantity of calcium salt which is employed. This invention concerns the building industry and manufacturers of hydraulic binders.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'agrégats stabilisés faiblement absorbants à partir de déchets de bois ou autres matériaux ou matières, simples ou composites, constitués de fibres ligno-cellulosiques ou contenant un certain pourcentage de telles fibres. The present invention relates to a process for manufacturing stabilized weakly absorbent aggregates from wood waste or other materials or materials, simple or composite, consisting of lignocellulosic fibers or containing a certain percentage of such fibers.

Le procédé de base de fabrication d'agrégats stabilisés à partir de déchets de bois ou autres matières présentant des fibres ligno-cellulosiques est exploité depuis plusieurs années et donne des résultats satisfaisants. The basic process for manufacturing stabilized aggregates from wood waste or other materials having lignocellulosic fibers has been used for several years and gives satisfactory results.

Ces agrégats stabilisés offrent un vaste champ d'applications dans divers domaines. These stabilized aggregates offer a wide range of applications in various fields.

Les nombreuses possibilités d'utilisation de ces agrégats résultent de leurs propriétés physiques: isolation thermique et phonique, absoption hygrométrique, pouvoir régénérant des sols, résistance au feu etc... The many possibilities of using these aggregates result from their physical properties: thermal and sound insulation, hygrometric absoption, regenerative power of soils, fire resistance etc ...

Si l'absoption hygrométrique est recherchée dans quelques applications : substrat de culture, chapes extérieures..., elle s' avère moins intéressante dans des applications particulières en bâtiment telles que l'isolation par remplissage et les mortiers de chapes ou de cloisons isolantes et, de façon générale, à degré moindre, dans les mélanges et compositions à base de ciment ou autre.liant hydraulique.. If hygrometric absorption is sought in some applications: growing medium, external screeds ..., it is less interesting in particular building applications such as insulation by filling and mortars of screeds or insulating partitions and , in general, to a lesser degree, in mixtures and compositions based on cement or other hydraulic binder.

En effet, la quantité d'eau nécessaire au mouillage du ciment est absorbée partiellement par les agrégats qui ne restituent l'eau qu'en ambiance sèche, c'est-à-dire après prise du ciment. In fact, the quantity of water required for wetting the cement is partially absorbed by the aggregates which return the water only in a dry environment, that is to say after the cement has set.

Dans la réalisation de mortiers de chapes ou de cloisons isolantes, cette propriété constitue un réel inconvénient. L'absorption risque en effet d'empêcher ou de réduire l'hydratation des ciments ou liants hydrauliques et d'en modifier les propriétés physiques et mécaniques. On est donc obligé de mouiller abondamment les agrégats jusqu1 à saturation avant leur utilisation dans le mélange. In the production of screed mortars or insulating partitions, this property constitutes a real drawback. Absorption risks preventing or reducing the hydration of cements or hydraulic binders and modifying their physical and mechanical properties. It is therefore necessary to wet the aggregates abundantly until saturation before their use in the mixture.

Outre cette opération supplémentaire peu souhaitable dans les pays où l'eau est rare, la durée de séchage s'en trouve largement augmentée. Besides this undesirable additional operation in countries where water is scarce, the drying time is greatly increased.

L'idée générale de la présente invention consiste à incorporer dans un des sels agissant pendant le traitement chimique de base lors de la fabrication des agrégats, un agent de durcissement, par exemple du bioxyde de silicium et de prévoir la fixation ultérieure d'un plastifiant hydrofuge et d'un laitier de haut fourneau ou d'une laitance de ciment en enrobage final hydrofuge. The general idea of the present invention consists in incorporating into one of the salts acting during the basic chemical treatment during the manufacture of the aggregates, a curing agent, for example silicon dioxide and providing for the subsequent fixing of a plasticizer. water repellent and blast furnace slag or cement slurry in water repellent final coating.

Le produit ainsi élaboré se prête mieux au mélange avec les liants habituels utilisés en bâtiment. Il améliore les propriétés mécaniques du mélange et diminue son temps de séchage. The product thus produced lends itself better to mixing with the usual binders used in building. It improves the mechanical properties of the mixture and reduces its drying time.

Les caractéristiques de l'invention et autres avantages sont consignés dans la description qui suit effectuée à titre d'exemple non limitatif. The characteristics of the invention and other advantages are noted in the description which follows, given by way of nonlimiting example.

L'invention a pour but de limiter la capacité d'absorption des agrégats stabilisés par addition d'un agent de durcissement au traitement chimique de base et par traitement ultérieur d'imprégnationenrobage. The object of the invention is to limit the absorption capacity of the stabilized aggregates by adding a hardening agent to the basic chemical treatment and by subsequent treatment of coating impregnation.

Les déchets de bois ou, plus généralement, de toute matière ligno-cellulosique sont admis dans une unité primaire de réduction mécanique, par exemple une découpeuse de scierie à couteaux qui a pour but de former des morceaux grossièrement calibrés du type plaquettes, à dimensions de l'ordre du centimètre. Wood waste or, more generally, any lignocellulosic material is admitted to a primary mechanical reduction unit, for example a sawmill cutter with knives which aims to form roughly calibrated pieces of the type chips, with dimensions of the order of the centimeter.

Ces plaquettes sont admises dans un concasseur à marteaux ou tout autre organe équivalent dont les disques portent des marteaux et tournent dans le même sens à une vitesse de l'ordre de 3.000 t/mn. These plates are admitted into a hammer crusher or any other equivalent member whose discs carry hammers and rotate in the same direction at a speed of the order of 3,000 rpm.

Les marteaux du concasseur assurent un défibrage et un écrasement efficace et suffisant des fibres. Après un calibrage par criblage, avec ou sans vibreur, les parcelles élémentaires dont les dimensions approximatives varient dans les limites suivantes, de 2 à 10 mm, subiront les traitements thermiques et chimiques suivants. The crusher hammers provide efficient and sufficient fiber defibration and crushing. After a calibration by screening, with or without a vibrator, the elementary plots whose approximate dimensions vary within the following limits, from 2 to 10 mm, will undergo the following thermal and chemical treatments.

Le bois ou les matières fibreuses ainsi écrasés et défibrés se présente en parcelles élémentaires amenées par convoyage mécanique ou pneumatique jusqu'à une unité de pyrolyse. The wood or the fibrous materials thus crushed and defibrated is presented in elementary plots brought by mechanical or pneumatic conveying to a pyrolysis unit.

A titre d'exemple, les parcelles élémentaires sont projetées dans un courant d'air chaud à l'entrée d'un tunnel chauffant qu'elles traverseront pendant une durée d'environ trois minutes. By way of example, the elementary plots are projected in a stream of hot air at the entrance to a heating tunnel which they will pass through for a period of approximately three minutes.

Ce tunnel peut être constitué par un four rotatif à vis dans lequel la température décroît depuis l'entrée entre 7008OO0 C Jusqu a son extrémité de sortie à environ 60-80 C. This tunnel can be constituted by a rotary screw oven in which the temperature decreases from the inlet between 7008OO0 C up to its outlet end at around 60-80 C.

Le générateur de chaleur est, par exemple, un brûleur à mazout ou à gaz à air soufflé, de puissance adaptée avec brûlage additionnel des fines particules de bois ou de matières combustibles récupérées au criblage et à la sortie du four. The heat generator is, for example, an oil or gas burner with blown air, of suitable power with additional burning of fine particles of wood or combustible materials recovered at screening and at the outlet of the oven.

Ce traitement thermique a pour but de dégazer, de purifier et de stériliser le bois et les autres matières ligno-cel8ulosiques avec élimination des parasites de toutes sortes. The purpose of this heat treatment is to degas, purify and sterilize wood and other lignocellulosic materials with the elimination of parasites of all kinds.

Ce traitement thermique fait éclater les fibres et réalise ainsi la préparation adaptée pour le traitement chimique ultérieur au cours duquel les solutions doivent pénétrer jusqu'au coeur de la matière. This heat treatment bursts the fibers and thus performs the preparation suitable for the subsequent chemical treatment during which the solutions must penetrate to the heart of the material.

Le traitement chimique consiste à faire réagir successivement deux solutions pour l'obtention, au sein même de la matière, d'un précipité coagulant parfaitement dur qui immobilisera les fibres du bois en les emprisonnant dans une matière aussi dure que de la roche. The chemical treatment consists in successively reacting two solutions to obtain, within the material itself, a perfectly hard coagulating precipitate which will immobilize the wood fibers by trapping them in a material as hard as rock.

On reprendra ci-après, dans ses grandes caractéristiques, le traitement chimique de base tel que protégé par une demande de brevet antérieure. The main characteristics of the basic chemical treatment as protected by an earlier patent application will be repeated below.

A la sortie du four, le produit encore chaud est acheminé à température ambiante et admis dans un malaxeur linéaire à vis où il subit deux imprégnations successives par arrosage à l'aide de rampes de pulvérisation supérieures disposées le long du malaxeur. At the exit of the oven, the still hot product is conveyed at room temperature and admitted into a linear screw mixer where it undergoes two successive impregnations by watering using upper spray bars arranged along the mixer.

Sur la première partie du trajet, on pratique un premier arrosage, à température ambiante, d'une solution de concentration comprise entre 2 et 10 % en poids d'un sel de calcium, de préférence jusqu'à pénétration et absoption complètes. La température du produit peut varier entre 300 C et 600 c. On the first part of the path, a first watering is carried out, at ambient temperature, of a solution of concentration between 2 and 10% by weight of a calcium salt, preferably until complete penetration and absorption. The temperature of the product can vary between 300 C and 600 C.

Au bout de 2 à 5 minutes, la saturation est atteinte. Le produit traité a traversé la première partie du four. After 2 to 5 minutes, saturation is reached. The treated product has passed through the first part of the oven.

La deuxième imprégnation est réalisée de la même façon, à température ambiante, par pulvérisation haute le long de la deuxième partie du malaxeur. The second impregnation is carried out in the same way, at room temperature, by high spraying along the second part of the mixer.

Selon le procédé de base, on utilise pour cette deuxième pulvérisation du silicate d'un métal alcalin, de préférence du silicate de sodium ou du silicate de potassium en concentration comprise entre 2 % et 15 % en poids, mais de préférence 10 %. According to the basic process, for this second spraying, an alkali metal silicate is used, preferably sodium silicate or potassium silicate in a concentration of between 2% and 15% by weight, but preferably 10%.

L'imprégnation s'effectue pendant la durée de transit soit pendant environ trois minutes.The impregnation is carried out during the transit time, that is to say for approximately three minutes.

Selon le présent perfectionnement, on utilise pour cette deuxième pulvérisation, une suspension composée formée, en proportions égales, par une solution du silicate soluble choisi et un agent de durcissement non soluble dispersé dans ladite solution dont la concentration en silicate est égale ou voisine à celle du procédé de base. L'agent de durcissement employé est du bioxyde de silicium, mais tout agent équivalent peut convenir. Cet agent a pour but d'améliorer l'isolation des fibres avec le milieu extérieur. According to the present improvement, for this second spraying, a compound suspension is used formed, in equal proportions, by a solution of the chosen soluble silicate and a non-soluble curing agent dispersed in said solution, the silicate concentration of which is equal to or close to that of the basic process. The curing agent used is silicon dioxide, but any equivalent agent may be suitable. The purpose of this agent is to improve the insulation of the fibers from the external environment.

Durant la réaction, il se forme au plus profond des agrégats traités du silicate de calcium et un ou plusieurs composés des différents sels en présence avec le bioxyde de silicium et surtout une fixation du bioxyde de silicium au sein même de la matière. During the reaction, there is formed deep within the treated aggregates of calcium silicate and one or more compounds of the various salts in the presence with the silicon dioxide and above all a fixation of the silicon dioxide within the material itself.

On fait subir aux agrégats ainsi formés le double traitement ultérieur suivant. The aggregates thus formed are subjected to the following double subsequent treatment.

On pratique un premier traitement ultérieur d'étanchéisation. On produit à la suite, dans le même malaxeur, à température ambiante et sur le produit encore chaud entre 200 et 600, une troisième pulvérisation d'une dispersion d'un produit plastifiant, par exemple à base de résine synthétique du type styrène-acryl ou équivalente, qui a pour but de créer autour des agrégats un film protecteur de plastification formant une cloison vraiment étanche qui supprime les reprises d'humidité. Le produit employé est hydrofuge mais perméable à la vapeur d'eau, ce qui permet l'assèchement complet du noyau de chaque agrégat après traitement. On l'emploie à raison de 2,5 - 5 Kg de résine par m3 de produit en dispersion dans 25 litres d'eau. A first subsequent sealing treatment is carried out. A third spraying of a dispersion of a plasticizing product, for example based on synthetic resin of the styrene-acryl type, is produced in the same mixer at room temperature and on the product still hot between 200 and 600. or equivalent, which aims to create around the aggregates a protective plasticizing film forming a truly watertight partition which suppresses moisture uptake. The product used is water repellent but permeable to water vapor, which allows the complete drying of the core of each aggregate after treatment. It is used at a rate of 2.5 - 5 kg of resin per m3 of product dispersed in 25 liters of water.

Le film ainsi créé possèdera une faible épaisseur de l'ordre d'un dixième de millimètre. The film thus created will have a small thickness of the order of a tenth of a millimeter.

On a réalisé avec le traitement de base et le premier traitement ultérieur ci-dessus, d'une part une immobilisation et stabilisation parfaites des fibres et, d'autre part, une limitation importante de la capacité à absoption en milieu.  Was carried out with the basic treatment and the first subsequent treatment above, on the one hand a perfect immobilization and stabilization of the fibers and, on the other hand, a significant limitation of the capacity for absorption in the medium.

On pratique ensuite le deuxième traitement ultérieur qui est un traitement d'enrobage pour améliorer l'aptitude à liaison avec les liants hydrauliques habituels utilisés en bâtiment. The second subsequent treatment is then carried out, which is a coating treatment to improve the ability to bond with the usual hydraulic binders used in building.

On décrira ci-après un exemple de traitement d'enrobage applicable sur des agrégats recouverts de leur peau en film synthétique. An example of a coating treatment applicable to aggregates covered with their skin in synthetic film will be described below.

On fait passer les agrégats encore chauds dans un bain de saupoudrage silico-calcaire composé, par exemple, des produits suivants selon les
x proportions ci-après
1/4 de chaux vive
1/2 de laitier de hauts fourneaux
1/4 de bioxyde de silicium.The aggregates which are still hot are passed through a silica-limestone dusting bath composed, for example, of the following products according to the
x proportions below
1/4 quicklime
1/2 blast furnace slag
1/4 of silicon dioxide.

Réalisé sur le produit chaud, ce traitement permet de constituer autour des agrégats une carapace isolante et réfractaire montrant une aptitude caractérisée à la liaison avec les principaux liants hydrauliques utilisés en bâtiment pour la fabrication des mortiers ou bétons isolants. Carried out on the hot product, this treatment makes it possible to constitute around the aggregates an insulating and refractory shell showing a characteristic ability to bond with the main hydraulic binders used in building for the manufacture of insulating mortars or concretes.

Bien entendu, selon les applications on ne pratiquera que l'un ou l'autre des traitements ultérieurs et ceci à des degrés différents;
De plus, divers traitements de finition peuvent être appliqués, notamment une coloration noire pour des besoins d'absorption thermique ou un revêtement de protection mécanique résistant aux chocs.Of course, depending on the applications, only one or the other of the subsequent treatments will be practiced and this to different degrees;
In addition, various finishing treatments can be applied, in particular a black coloring for thermal absorption needs or an impact-resistant mechanical protective coating.

Ce nouveau produit apporte un progrès important dans la fabrication des mortiers et bétons destinés à confectionner des chapes et cloisons isolantes que l'on peut réaliser avec les liants hydrauliques habituels sans mise en oeuvre de moyens spéciaux ou de précautions particulières à observer. This new product brings significant progress in the manufacture of mortars and concretes intended to make screeds and insulating partitions which can be produced with the usual hydraulic binders without the use of special means or special precautions to be observed.

L'invention a été décrite ci-dessus en détail; il est bien entendu que diverses variantes directes, modifications d'ordre secondaire et autres changements non brevetables ne sauraient échapper à la présente protection et entrent au contraire pleinement dans son cadre.  The invention has been described above in detail; it is understood that various direct variants, secondary modifications and other non-patentable changes cannot escape this protection and, on the contrary, fully fall within its scope.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'agrégats stabilisés faiblement absorbants à partir de déchets de bois mettant en oeuvre le procédé de base comprenant un traitement mécanique par réduction-calibrage, écrasement et défibrage, un traitement thermique par passage dans un four rotatif à température décroissante entre 8000C et 600C, un traitement chimique par double imprégnation selon deux actions successives d'une solution d'un sel de calcium puis d'un silicate soluble caractérisé en ce que l'on -incorpore à la solution de deuxième imprégnation un agent de durcissement dans des proportions égales ou voisines à la quantité utilisée de sel de calcium. 1. Process for manufacturing stabilized weakly absorbent aggregates from wood waste using the basic process comprising a mechanical treatment by reduction-sizing, crushing and defibration, a heat treatment by passing through a rotary oven at decreasing temperature between 8000C and 600C, a chemical treatment by double impregnation according to two successive actions of a solution of a calcium salt and then of a soluble silicate, characterized in that a hardening agent is incorporated in the second impregnation solution. proportions equal to or close to the amount of calcium salt used. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'agent de durcissement est du bioxyde de silicium. 2. Method according to claim 1 characterized in that the curing agent is silicon dioxide. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on fait-subir au produit un traitement ultérieur d.'étanchéisation puis d'enrobage. 3. Method according to claim 1 characterized in that the product is subjected to a subsequent treatment of sealing and coating. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'on pratique sur le produit encore chaud une troisième pulvérisation d'une dispersion d'un produit plastifiant. 4. Method according to claim 3 characterized in that one practices on the still hot product a third spraying of a dispersion of a plasticizer. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que le produit plastifiant est à base de résine synthétique du type styrène-acryl. 5. Method according to claim 4 characterized in that the plasticizer is based on synthetic resin of the styrene-acryl type. 6. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'on pratique sur le produit encore chaud soit directement soit après le traitement d'étanchéisation un bain de saupoudrage silico-calcaire.  6. Method according to claim 3 characterized in that one practices on the still hot product either directly or after the sealing treatment a sand-lime dusting bath. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que le bain de saupoudrage est constitué des produits suivants 7. Method according to claim 6 characterized in that the dusting bath consists of the following products 1/4 de chaux vive 1/4 quicklime . 1/2 de laitier de hauts fourneaux . 1/2 blast furnace slag 1/4 de bioxyde de silicium  1/4 silicon dioxide
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