FR2736349A1 - Betons, mortiers et coulis de sel a base de laitier et leur procede de preparation - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet des bétons, des mortiers et des coulis de sel comprenant du sel gemme et un liant à base de laitier, ledit liant étant constitué par plus de 85% de laitier, de préférence par plus de 90% de laitier et plus préférentiellement encore de 100% de laitier, ainsi que le procédé de préparation de ces bétons, mortiers et coulis de sel.
Description
BETONS, MORTIERS ET COULIS DE SEL
A BASE DE LAITIER ET LEUR PROCEDE DE PREPARATION
La présente invention a pour objet des bétons, mortiers et coulis de sel à base de laitier ainsi que leur procédé de préparation.
A BASE DE LAITIER ET LEUR PROCEDE DE PREPARATION
La présente invention a pour objet des bétons, mortiers et coulis de sel à base de laitier ainsi que leur procédé de préparation.
Par bétons, mortiers ou coulis "de sel", il faut entendre des bétons, des mortiers ou des coulis, gâchés en présence d'un liant et éventuellement d'adjuvants, dont tout ou partie de la charge est constitué de sel gemme.
L'utilisation des bétons classiques pose un certain nombre de problèmes en fonction de la nature de l'environnement dans lequel ces bétons sont placés. C'est le cas notamment des milieux salins qui ne sont pas compatibles avec les bétons jusqu'à présent utilisés. En effet, un béton mis en oeuvre dans un quelconque environnement doit présenter des caractéristiques mécaniques, physiques et chimiques compatibles avec cet environnement. Dans le cas d'un massif de sel, le béton doit notamment avoir un comportement viscoplastique à la déformation analogue à celui du sel gemme. C'est la raison pour laquelle on a incorporé du sel dans ces bétons : plus le béton contient de sel, plus il présente une structure et un comportement proches du massif environnant.Or, le sel comporte des éléments chimiques (notamment des chlorures et des sulfates) qui nuisent à la prise du béton (en l'accélérant ou en la retardant), au durcissement du béton (par la formation de composés chlorés qui ne présentent aucune résistance) et à sa durabilité (formation de composés gonflants pouvant entraîner la ruine de l'ouvrage).
La mise en oeuvre de bétons, de mortiers et/ou de coulis dans des milieux salins est cependant inévitable quand il s'agit par exemple de sceller des tubages de forage traversant des horizons de sel ou d'utiliser des coulis d'injection de collage, d'étanchement, de consolidation et de remplissage ou des mortiers et bétons (de masse ou non) dans un massif de sel tel qu'une mine de sel.
Certaines études menées pour mettre au point des bétons destinés à être mis en oeuvre dans des milieux salins ont déjà montré que le ciment classique, utilisé comme liant dans ces bétons, pouvait être remplacé par un mélange constitué de laitier de haut fourneau (jusqu'à 85 % du mélange), de gypse (jusqu'à 5 % du mélange) et de clinker (au moins 10 % du mélange).
Le laitier de haut fourneau est un déchet de l'industrie sidérurgique, constitué de résidus non métalliques obtenus lors de l'élaboration de la fonte dans les hauts fourneaux d'aciérie. Le clinker, est, quant à lui, constitué d'argile et de craie ayant subi une cuisson.
Le laitier de haut fourneau est classiquement mis en oeuvre sous forme vitrifiée. Par laitier vitrifié, on entend un laitier brutalement refroidi et solidifié par trempe à l'eau et/ou à l'air du laitier liquide en fusion.
Le laitier ainsi obtenu conserve une énergie latente qui constitue son potentiel latent de prise hydraulique.
Ainsi, à la différence d'un ciment classique, le laitier ne "prend" pas en présence d'eau ou sous l'eau pour ce faire, il doit être "activé". Cette activation est, selon l'art antérieur, effectuée par le clinker qui, en présence d'eau, "fait prise", libère de la Portlandite ou chaux (Ca(OH),), laquelle active le laitier qui "prend" à son tour. Il s'agit d'une activation essentiellement alcaline qui permet à certains composants du laitier de passer en solution par formation d'une solution fortement basique (pH > 12,6) et nécessite, pour avoir lieu, une certaine quantité de clinker par rapport à celle du laitier.
Cependant, les bétons ainsi obtenus présentent certains inconvénients dans les applications ci-dessus citées.
En effet, une eau saline (par exemple une eau de mer ou une eau fortement chargée en chlorures) agit sur ces bétons notamment par dissolution et délavage progressifs de la Portlandite (Ca(OH)2), ce qui provoque une augmentation de la porosité du béton et une diminution de ses résistances mécaniques, dont il résulte une désagrégation.
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et notamment de proposer des bétons, des mortiers et des coulis parfaitement compatibles avec un milieu salin (riche en chlorures et en sulfates), présentant des performances, notamment de durabilité, au moins égales à celles des bétons classiques déjà connus, ainsi que leur procédé de préparation.
Ainsi, les inventeurs ont eu le mérite de trouver que, de façon surprenante et inattendue, le laitier de haut fourneau pouvait constituer plus de 85 % du liant utilisé dans ces matériaux et qu'il n'y avait pas forcément lieu de prévoir, dans la composition du liant, un activateur de laitier.
L'invention a donc pour objet des bétons, des mortiers et des coulis de sel comprenant du sel gemme et un liant à base de laitier, caractérisés en ce que le liant est constitué par plus de 85 % de laitier.
Préférentiellement, le laitier constitue plus de 90 % du liant et plus préférentiellement encore 100 % du liant.
Comme indiqué plus haut, le laitier a besoin d'être activé pour jouer son rôle de liant et jusqu'à présent, on avait recours à des composés fortement basiques pour réaliser cette activation.
Dans les bétons, les mortiers et les coulis de sels conformes à l'invention on a trouvé que, de façon surprenante et inattendue, le sel gemme permettait de réaliser l'activation nécessaire et on a pu déterminer qu'il s'agissait d'une activation sulfatique donnant lieu à la formation, en plus de silicate de calcium hydraté (CSH), de sulfaluminate de calcium hydraté ou ettringite primaire stable en présence de fortes concentrations de chlorures, par combinaison de sulfate de calcium du sel avec les aluminates du laitier.
Il existe donc une interaction entre les principaux constituants des bétons, mortiers et coulis de sel conformes à l'invention que sont le laitier et le sel gemme. D'une part, le laitier rend le sel compatible avec les susdits matériaux et en inhibe les effets négatifs et, d'autre part, le sel gemme potentialise le rôle du laitier par l'activation qu'il permet.
De plus, la formation de CSH est particulièrement importante car dans le cas des matériaux conformes à l'invention, il se forme un gel très dense de CSH (observé au microscope électronique) qui est la "colle" desdits matériaux et donc un facteur déterminant pour leur durabilité.
Dans le cas des mortiers de sel conformes à l'invention, on a également observé au microscope électronique à balayage, un phénomène d'épitaxie. Il s'agit de la présence de composés à l'interface pâte-granulats qui assure un excellent remplissage et une très bonne adhérence ne permettant plus de discerner la pâte des granulats, les deux parties étant soudées l'une à l'autre. Cette épitaxie explique la remarquable résistance à la traction (définie ci-après) des mortiers de sel conformes à l'invention.
Ainsi, il a été constaté que plus le béton, le mortier ou le coulis de sel comportait de laitier, meilleures étaient sa qualité et sa durabilité.
En effet, la quantité de Portlandite produite devient nulle quand le laitier représente plus de 85 % du liant des matériaux conformes à l'invention. Ceux-ci étant moins basiques, ils n'en sont que plus stables.
En outre, la chaleur d'hydratation des liants à base de laitier est d'autant plus faible que leur teneur en laitier est élevée, ce qui diminue, d'une part, l'élévation de la température au coeur du béton à sa mise en oeuvre et, d'autre part, le retrait thermique, réduisant par voie de conséquence les risques de fissuration par retrait thermique.
Les bétons, mortiers et coulis de sel conformes à l'invention présentent également une imperméabilité croissante avec leur teneur en laitier qui se caractérise par une diminution simultanée du nombre de pores capillaires et de la dimension moyenne des pores, provoquant ainsi une diminution globale de la porosité.
D'un point de vue économique, il est également très intéressant de n'utiliser que du laitier comme liant dans les bétons, mortiers et coulis de sel dont le prix de revient est ainsi considérablement diminué.
Quand le laitier représente moins de 100% du liant, le reste du liant peut être constitué par du clinker, des produits à base de sulfates (tel que le sulfate de calcium) et/ou de la chaux.
Dans les bétons, mortiers et coulis de sel conformes à l'invention, le laitier est mis en oeuvre de préférence sous forme vitrifiée, granulée ou bouletée, et moulue.
Par laitier granulé, on entend un laitier de haut fourneau en fusion brusquement refroidi dans un jet d'eau.
Il se présente sous forme d'un sable vitrifié de granularité 0/5 mm.
Par laitier bouleté, on entend un laitier de haut fourneau en fusion brusquement refroidi dans une atmosphère sur-saturée en eau, après avoir été projeté dans l'air par un tambour tournant à grande vitesse. Il se présente sous forme d'un granulat vitrifié de granularité 0/20 mm.
Le laitier moulu est obtenu par broyage jusqu'à la granulométrie voulue, de préférence à la finesse du ciment, du laitier vitrifié granulé ou bouleté. Ce broyage peut être effectué par le producteur ou par l'utilisateur du laitier.
Dans le cadre de l'invention, le laitier est utilisé exactement comme un ciment dans un béton, un mortier ou un coulis classique. Il est incorporé dans le béton, le mortier ou le coulis de sel au même dosage qu'un ciment usuel, lequel dosage est ajusté, de façon similaire, en fonction des résistances finales requises pour le matériau préparé.
De façon générale, les bétons de sel conformes à l'invention comprennent de 200 à 600 kg de liant par m3 de béton, les mortiers de sel conformes à l'invention comprennent de 200 à 1 000 kg de liant par m3 de mortier et les coulis de sel conformes à l'invention comprennent de 200 à 1 500 kg de liant par m3 de coulis.
A titre d'exemple, on peut utiliser un laitier choisi parmi le laitier vitrifié moulu référencé LM 30 et le laitier vitrifié moulu référencé LM 49, commercialisés par la société CEDEST.
Les granulats entrant dans la composition des bétons, des mortiers et des coulis de sel conformes à l'invention sont en partie ou en totalité des granulats de sel gemme utilisés exactement comme les granulats des matériaux classiques. Les différentes classes granulaires du sel gemme sont obtenues par tamisage après broyage de la roche de sel gemme. Le choix et le dosage de ces différentes classes granulaires sont ceux utilisés pour la composition des matériaux classiques (par exemple, selon la méthode de
Faury ou la méthode de Bolomey).
Faury ou la méthode de Bolomey).
De façon générale, les bétons de sel conformes à l'invention comprennent de 500 à 2 000 kg de granulats de sel gemme par m3 de béton, de préférence présentant une granularité 0/25 mm, les mortiers de sel conformes à l'invention comprennent de 200 à 2 000 kg de granulats de sel gemme par m3 de mortier, de préférence présentant une granularité 0/5 mm, et les coulis de sel conformes à l'invention comprennent de 200 à 2 000 kg de granulats de sel gemme par m3 de coulis, de préférence présentant une granularité 0/1 mm.
Les adjuvants conventionnels employés dans les matériaux classiques peuvent, de la même façon, être employés dans les matériaux conformes à l'invention. C'est le cas notamment des fluidifiants ou superplastifiants améliorant notamment 1'ouvrabilité des bétons, des mortiers et des coulis, dont le choix, tout comme pour les matériaux classiques, se fait en fonction de la nature des autres constituants.L'efficacité d'un fluidifiant (ou superplastifiant) peut être notamment testée au moyen du cône de Marsch (mesure référencée NF P 18-358) dont la mesure consiste à déterminer le temps (exprimé en secondes) mis par un litre de coulis pour s'écouler à travers le cône de Marsch (orifice de dimensions définies) ; ou en mesurant le temps d'écoulement au maniabilimètre à mortier(mesure référencée
NF P 15-347) qui consiste à déterminer la fluidité sous vibration d'un mortier, par la mesure du temps (exprimé en secondes) mis par le mortier, initialement placé dans le grand compartiment du maniabilimètre, pour s'écouler sous vibration et atteindre un repère horizontal fixe gravé sur une paroi du second compartiment.
NF P 15-347) qui consiste à déterminer la fluidité sous vibration d'un mortier, par la mesure du temps (exprimé en secondes) mis par le mortier, initialement placé dans le grand compartiment du maniabilimètre, pour s'écouler sous vibration et atteindre un repère horizontal fixe gravé sur une paroi du second compartiment.
D'une façon générale, les bétons, mortiers et coulis de sel conformes à l'invention peuvent comprendre un fluidifiant à raison de O à 5 % en poids par rapport au poids du liant.
A titre d'exemple, on peut utiliser le fluidifiant référencé sika 200R commercialisé par la société SIKA.
Outre les fluidifiants, il peut être utile d'incorporer dans les bétons un retardateur de prise, un accélérateur de prise ou un accélérateur de durcissement.
La préparation d'un béton, d'un mortier ou d'un coulis de sel par mélange de ses différents constituants est identique à celle des matériaux classiques.
Cependant, pour éviter que l'eau de gâchage ne dissolve les granulats de sel, ce qui fragiliserait considérablement le matériau préparé, la gâchée est réalisée avec une saumure. Avantageusement, la gâchée est réalisée avec une saumure saturée en sel (le terme "saturée" signifiant que la saumure ne peut dissoudre une quantité de sel supplémentaire), ce qui permet de plus, par la suite, une meilleure adhérence au niveau de l'interface matériau-roche.
Par conséquent, le procédé de préparation d'un matériau conforme à l'invention consiste à gâcher les différents constituants du matériau en question dans une saumure, laquelle est, de préférence, saturée en sel.
Dans un litre de saumure saturée, environ 200 grammes de sel gemme sont dissous, ce qui confere à la saumure une densité d'environ 1,2.
C'est ainsi que la préparation des bétons de sel conformes à l'invention nécessite généralement de 30 à 400 litres de saumure par m3 de béton, la préparation des mortiers de sel conformes à l'invention nécessite généralement de 40 à 500 litres de saumure par m3 de mortier, et la préparation des coulis de sel conformes à l'invention nécessite généralement de 60 à 900 litres de saumure par m3 de coulis.
L'association "sel-laitier" permet donc de mettre en oeuvre des bétons de sel relativement bon marché et présentant de réelles améliorations quant à leurs performances par rapport aux bétons classiques.
En effet, les bétons sel-laitier, de même que les mortiers sel-laitier, conformes à l'invention peuvent faire l'objet de plusieurs mesures rappelées ci-après permettant de les caractériser.
L'affaissement d'un béton au cône d'Abrams permet de classer le béton dans une classe de consistance (ferme, plastique, très plastique, fluide) dont la connaissance est essentielle pour la determination de l'ouvrabilité ou maniabilité du béton (c'est-à-dire son aptitude à être mis en place). Il est mesuré en centimètres, après le démoulage du cône d'Abrams (cône calibré) préalablement rempli par ledit béton dans des conditions normalisées (référence
NF P 18-45).
NF P 18-45).
L'air occlus d'un mortier ou d'un béton est un indicateur de la compacité du matériau et donc de sa résistance finale ; il est, soit mesuré à l'aide d'un aéromètre à béton, soit calculé à partir des quantités des différents constituants mis en oeuvre, de leur masse spécifique, du volume final et de la masse finale du matériau obtenu. I1 faut minimiser l'entraînement de l'air dans le matériau au cours de sa fabrication et si possible l'éviter, car plus un béton contient de l'air occlus, moindre sera sa résistance finale et plus grande sera sa perméabilité.
La résistance du béton aux contraintes de compression est mesurée par la compression maximale (exprimée en mega Pascals) avant rupture, que peut supporter une éprouvette de béton cylindrique d'élancement deux, sous une vitesse de chargement constante (référence NF P 18-406).
La résistance du béton aux contraintes de traction (ou traction brésilienne) est mesurée par la compression maximale (exprimée en mega Pascals), avant rupture, que peut supporter une éprouvette de béton cylindrique d'élancement deux, placée sur une de ses génératrices, sous une vitesse de chargement constante (référence NF P 18-408).
La résistance du mortier aux contraintes de traction par flexion (exprimée en mega Pascals) est déterminée à partir de la charge de la rupture en flexion d'une éprouvette prismatique de 40 mm de côté et de 160 mm de longueur, sous une vitesse de chargement constante (référence NF EN 196-1)
La chaleur d'hydratation des liants (mesurée en
Joules par gramme de liant) est mesurée par calorimétrie semi-adiabatique selon la méthode du calorimétrie de
Langavant qui consiste à introduire une éprouvette de mortier, dès la gâchée, dans un vase de Dewar afin de déterminer, d'après l'évolution de la température, la quantité de chaleur dégagée. A une échéance donnée, la chaleur d'hydratation du liant contenu dans l'éprouvette est égale à la somme de la chaleur accumulée dans le vase Dewar et de la chaleur dissipée vers le milieu ambiant depuis l'instant initial (référence NF P 15-436).
La chaleur d'hydratation des liants (mesurée en
Joules par gramme de liant) est mesurée par calorimétrie semi-adiabatique selon la méthode du calorimétrie de
Langavant qui consiste à introduire une éprouvette de mortier, dès la gâchée, dans un vase de Dewar afin de déterminer, d'après l'évolution de la température, la quantité de chaleur dégagée. A une échéance donnée, la chaleur d'hydratation du liant contenu dans l'éprouvette est égale à la somme de la chaleur accumulée dans le vase Dewar et de la chaleur dissipée vers le milieu ambiant depuis l'instant initial (référence NF P 15-436).
Aussi, il a été démontré que les mortiers et les bétons conformes à l'invention présentent notamment les caractéristiques suivantes
- une maniabilité suffisante pour être pompable,
- un temps de prise compatible avec les conditions de mise en oeuvre,
- une résistance en compression en harmonie avec les contraintes du milieu environnant,
- un rapport "résistance à la traction/résistance à la compression" beaucoup plus élevé que dans le cas des matériaux conventionnels,
- un fluage et des déformations sous contraintes analogues à ceux du sel gemme,
- une faible chaleur d'hydratation,
- une faible déformation,
- une remarquable résistance à l'eau de mer et aux eaux saturées en sel, et
- une durabilité améliorée.
- une maniabilité suffisante pour être pompable,
- un temps de prise compatible avec les conditions de mise en oeuvre,
- une résistance en compression en harmonie avec les contraintes du milieu environnant,
- un rapport "résistance à la traction/résistance à la compression" beaucoup plus élevé que dans le cas des matériaux conventionnels,
- un fluage et des déformations sous contraintes analogues à ceux du sel gemme,
- une faible chaleur d'hydratation,
- une faible déformation,
- une remarquable résistance à l'eau de mer et aux eaux saturées en sel, et
- une durabilité améliorée.
Les exemples qui suivent permettront de mieux comprendre l'invention, mais ne sont donnés qu'à titre purement illustratif.
Exemple 1 - Béton de sel
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 58,5 kg de sel gemme 5/20 (granulométrie comprise entre 5 et 20 mm de diamètre),
- 14,6 kg de sel gemme 2,5/5,
- 15 kg de laitier référencé LM 30 commercialisé par la société CEDEST,
- 14,6 kg de sel gemme 0/2,5, après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 10,9 kg de saumure saturée, et
- 225 g de fluidifiant sika 200R commercialisé par la société SIKA le malaxage étant ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 58,5 kg de sel gemme 5/20 (granulométrie comprise entre 5 et 20 mm de diamètre),
- 14,6 kg de sel gemme 2,5/5,
- 15 kg de laitier référencé LM 30 commercialisé par la société CEDEST,
- 14,6 kg de sel gemme 0/2,5, après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 10,9 kg de saumure saturée, et
- 225 g de fluidifiant sika 200R commercialisé par la société SIKA le malaxage étant ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
Le béton de sel ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes
- plasticité mesurée au cône d'Abrams : 9 cm,
- air occlus calculé : 7,9 %,
- résistance à la compression à 22 jours : 11,02MPa,
- résistance en traction brésilienne à 22 jours 1,05MPa
Exemple 2 - Béton de sel
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 58,85 kg de sel gemme 5/20,
- 14,71 kg de sel gemme 2,5/5,
- 15 kg de laitier référencé LM 49 commercialisé par la société CEDEST,
- 14,71 kg de sel gemme 0/2,5 après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 10,5 kg de saumure saturée, et
- 225 g de fluidifiant sika 200R commercialisé par la société SIKA ; le malaxage étant ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
- plasticité mesurée au cône d'Abrams : 9 cm,
- air occlus calculé : 7,9 %,
- résistance à la compression à 22 jours : 11,02MPa,
- résistance en traction brésilienne à 22 jours 1,05MPa
Exemple 2 - Béton de sel
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 58,85 kg de sel gemme 5/20,
- 14,71 kg de sel gemme 2,5/5,
- 15 kg de laitier référencé LM 49 commercialisé par la société CEDEST,
- 14,71 kg de sel gemme 0/2,5 après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 10,5 kg de saumure saturée, et
- 225 g de fluidifiant sika 200R commercialisé par la société SIKA ; le malaxage étant ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
Le béton de sel ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes
- plasticité mesurée au cône d'Abrams : 10 cm,
- air occlus calculé : 10,3 %,
- résistance à la compression à 22 jours: 11,17MPa,
- résistance en traction brésilienne à 22 jours 1, 62MPa.
- plasticité mesurée au cône d'Abrams : 10 cm,
- air occlus calculé : 10,3 %,
- résistance à la compression à 22 jours: 11,17MPa,
- résistance en traction brésilienne à 22 jours 1, 62MPa.
Exemple 3 - Comparaison de mortiers de sel
Cinq liants comprenant de O à 82 % en poids de laitier et deux liants constitués par 100 % de laitier vitrifié moulu ont chacun été utilisé pour la fabrication d'un mortier de sel, selon le protocole suivant (norme EN 196-1): dans un malaxeur, on introduit successivement
- 270 g de saumure saturée et
- 450 g de liant, le malaxage est effectué pendant 30 secondes à petite vitesse et tout en poursuivant ce malaxage on ajoute pendant les 30 secondes suivantes
- 1 111 g de gemme 0/2,5 mm.
Cinq liants comprenant de O à 82 % en poids de laitier et deux liants constitués par 100 % de laitier vitrifié moulu ont chacun été utilisé pour la fabrication d'un mortier de sel, selon le protocole suivant (norme EN 196-1): dans un malaxeur, on introduit successivement
- 270 g de saumure saturée et
- 450 g de liant, le malaxage est effectué pendant 30 secondes à petite vitesse et tout en poursuivant ce malaxage on ajoute pendant les 30 secondes suivantes
- 1 111 g de gemme 0/2,5 mm.
Le malaxage est ensuite effectué à grande vitesse pendant 30 secondes puis arrêté pendant 1 minute 30 secondes pour ramener le mortier au centre du moule. Le malaxage est repris à nouveau à grande vitesse pendant 60 secondes.
Tous les liants utilisés sont commercialisés par la société
CEDEST et leur composition en laitier est indiquée dans le tableau I.
CEDEST et leur composition en laitier est indiquée dans le tableau I.
Des mesures, dont les résultats sont récapitulés également dans le tableau I, ont été effectuées sur les mortiers obtenus.
TABLEAU I
<tb> <SEP> Rélérence <SEP> CAPA55 <SEP> CLC4S <SEP> CHEF45 <SEP> CLK45 <SEP> | <SEP> LRCC <SEP> ~ <SEP> LM49 <SEP>
<tb> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> en <SEP> laitier <SEP> 0 <SEP> 24 <SEP> <SEP> 61 <SEP> 76 <SEP> 8t <SEP> 82 <SEP> 100
<tb> Exotherrrie:<SEP> non
<tb> Cbleur <SEP> d'hydra- <SEP> t72 <SEP> 308 <SEP> t43 <SEP> 65 <SEP> 127 <SEP> 94
<tb> htion <SEP> à <SEP> 160 <SEP> hlg <SEP> de <SEP> mesnré
<tb> liant
<tb> liant
<tb> RésistlnceàL
<tb> compression <SEP> à <SEP> I <SEP> 1.9 <SEP> , <SEP> <SEP> 3.8 <SEP> 2 <SEP> 16,02 <SEP> 18,44
<tb> 28 <SEP> jours <SEP> en <SEP> MPa
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> traction <SEP> par <SEP> 1 <SEP> 1.2 <SEP> 1.4 <SEP> 2,1 <SEP> 1,4 <SEP> 3,85 <SEP> 6,08
<tb> flexion <SEP> en <SEP> MPa
<tb>
Ceci montre que, bien que le mortier à base de liant référencé LRCC (82 % de laitier) présente une chaleur d'hydratation faible, la chaleur d'hydratation des mortiers à base de liant constitué par 100 % de laitier reste très satisfaisante d'autant plus qu'elle s'accompagne des meilleurs résultats aux mesures de résistance à la compression et à la traction par flexion.
<tb> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> en <SEP> laitier <SEP> 0 <SEP> 24 <SEP> <SEP> 61 <SEP> 76 <SEP> 8t <SEP> 82 <SEP> 100
<tb> Exotherrrie:<SEP> non
<tb> Cbleur <SEP> d'hydra- <SEP> t72 <SEP> 308 <SEP> t43 <SEP> 65 <SEP> 127 <SEP> 94
<tb> htion <SEP> à <SEP> 160 <SEP> hlg <SEP> de <SEP> mesnré
<tb> liant
<tb> liant
<tb> RésistlnceàL
<tb> compression <SEP> à <SEP> I <SEP> 1.9 <SEP> , <SEP> <SEP> 3.8 <SEP> 2 <SEP> 16,02 <SEP> 18,44
<tb> 28 <SEP> jours <SEP> en <SEP> MPa
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> traction <SEP> par <SEP> 1 <SEP> 1.2 <SEP> 1.4 <SEP> 2,1 <SEP> 1,4 <SEP> 3,85 <SEP> 6,08
<tb> flexion <SEP> en <SEP> MPa
<tb>
Ceci montre que, bien que le mortier à base de liant référencé LRCC (82 % de laitier) présente une chaleur d'hydratation faible, la chaleur d'hydratation des mortiers à base de liant constitué par 100 % de laitier reste très satisfaisante d'autant plus qu'elle s'accompagne des meilleurs résultats aux mesures de résistance à la compression et à la traction par flexion.
Cette remarquable résistance à la traction que présentent les sels conformes à l'invention s'explique par le phénomène d'épitaxie (voir plus haut dans la description) que l'on peut observer à leur niveau au microscope électro nique à balayage.
Exemple 4 - Mortier de sel
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 1 111 g de sel gemme 0/2,5,
- 450 g de laitier référencé LM 30 commercialisé par la société CEDEST, après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 270 g de saumure saturée le malaxage étant ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 1 111 g de sel gemme 0/2,5,
- 450 g de laitier référencé LM 30 commercialisé par la société CEDEST, après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 270 g de saumure saturée le malaxage étant ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
Le mortier de sel ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes
- air occlus calculé : 4,2 %,
- résistance à la compression à 42 jours : 17,6MPa,
- résistance à la traction par flexion à 42 jours 4, 2MPa,
- variations dimensionnelles à 28 jours : +447 um/m,
- chaleur d'hydratation à 160 heures : 127 J/g.
- air occlus calculé : 4,2 %,
- résistance à la compression à 42 jours : 17,6MPa,
- résistance à la traction par flexion à 42 jours 4, 2MPa,
- variations dimensionnelles à 28 jours : +447 um/m,
- chaleur d'hydratation à 160 heures : 127 J/g.
Sur la base de cette composition, des essais au maniabilimètre à mortier ont été effectués
- avec la susdite composition (sans adjuvant) : 34s,
- avec la susdite composition à laquelle on a ajouté 1 % en poids d'un fluidifiant référencé Rhéobuild 2000 PF commercialisé par la société MBT : 57s,
- avec la susdite composition a laquelle on a ajouté un fluidifiant référencé Rhéobuild TDS, lequel n'apporte aucune amélioration au mortier de sel ainsi préparé quel que soit son dosage,
- la susdite composition à laquelle on a ajouté 0,8 % en poids du fluidifiant référencé sika 200R commercialisé par la société SIKA : 3s.
- avec la susdite composition (sans adjuvant) : 34s,
- avec la susdite composition à laquelle on a ajouté 1 % en poids d'un fluidifiant référencé Rhéobuild 2000 PF commercialisé par la société MBT : 57s,
- avec la susdite composition a laquelle on a ajouté un fluidifiant référencé Rhéobuild TDS, lequel n'apporte aucune amélioration au mortier de sel ainsi préparé quel que soit son dosage,
- la susdite composition à laquelle on a ajouté 0,8 % en poids du fluidifiant référencé sika 200R commercialisé par la société SIKA : 3s.
C'est évidemment ce dernier fluidifiant que l'on a retenu pour la préparation du mortier de sel.
Exemple 5 - Mortier de sel
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 1 111 g de sel gemme 0/2,5,
- 450 g de laitier référencé LM 49 commercialisé par la société CEDEST, après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 270 g de saumure saturée le malaxage est ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
Dans un malaxeur, on introduit successivement
- 1 111 g de sel gemme 0/2,5,
- 450 g de laitier référencé LM 49 commercialisé par la société CEDEST, après un malaxage sec pendant 1 minute, on ajoute
- 270 g de saumure saturée le malaxage est ensuite poursuivi pendant 2 minutes.
Le mortier de sel ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes
- air occlus calculé : 5 %,
- résistance à la compression à 42 jours : 20 MPa,
- résistance à la traction par flexion à 42 jours 6, 7MPa,
- variations dimensionnelles à 28 jours : +253 um/m,
- chaleur d'hydratation à 160 heures : 94 J/g.
- air occlus calculé : 5 %,
- résistance à la compression à 42 jours : 20 MPa,
- résistance à la traction par flexion à 42 jours 6, 7MPa,
- variations dimensionnelles à 28 jours : +253 um/m,
- chaleur d'hydratation à 160 heures : 94 J/g.
Sur le même principe qu'à l'exemple précédent, des essais au maniabilimètre à mortier ont été effectués
- avec la susdite composition (sans adjuvant) : 1 lOs,
- avec la susdite composition à laquelle on a ajouté 1 % en poids de Rhéobuild 2000PF : 2s,
- avec la susdite composition a laquelle on a ajouté 10 % en poids de Rhéobuild TDS : 7s,
- avec la susdite composition à laquelle on a ajouté 0,8 % en poids de sika 200R : ls.
- avec la susdite composition (sans adjuvant) : 1 lOs,
- avec la susdite composition à laquelle on a ajouté 1 % en poids de Rhéobuild 2000PF : 2s,
- avec la susdite composition a laquelle on a ajouté 10 % en poids de Rhéobuild TDS : 7s,
- avec la susdite composition à laquelle on a ajouté 0,8 % en poids de sika 200R : ls.
De même que précédemment, c'est ce dernier fluidifiant qui a été retenu pour la préparation du mortier de sel.
Exemple 6 - Coulis ou pâte de sel
Une pâte normale -ou de consistance normalisée référencée EN 196-3- est une pâte, constituée de liant et d'eau, qui, par un essai de pénétration à l'appareil de
Vicat, donne une distance de 6 mm entre la sonde et la plaque de base. La quantité d'eau nécessaire à la fabrication de la pâte "normale" -avec 500g de liant- correspond à la teneur en eau de la pâte de consistance normalisée.
Une pâte normale -ou de consistance normalisée référencée EN 196-3- est une pâte, constituée de liant et d'eau, qui, par un essai de pénétration à l'appareil de
Vicat, donne une distance de 6 mm entre la sonde et la plaque de base. La quantité d'eau nécessaire à la fabrication de la pâte "normale" -avec 500g de liant- correspond à la teneur en eau de la pâte de consistance normalisée.
Une pâte peut faire l'objet d'une mesure de l'essai d'expansion, appelé également essai de stabilité. Cette stabilité est mesurée par l'expansion volumique spécifiée d'une pâte de consistance normalisée, révélée par le mouvement relatif de deux aiguilles. La mesure consiste à curer la pâte (dans son moule spécial avec les aiguilles) pendant 24 heures à 20"C et à 100 % d'humidité relative, puis à la plonger dans un récipient rempli d'eau qui est porté à ébullition pendant 3 heures.
500 g de laitier référencé LM30 et 148,5 ml de saumure saturée ont permis d'obtenir une pâte normale.
Le début de prise s'est effectué à 135 minutes et la fin de prise à 375 minutes.
Après 7 jours, l'expansion est de 6 mm.
Le coulis issu des essais d'expansion a été cassé à 7 jours et donne une résistance à la compression de 18,7MPa.
Exemple 7 - Coulis ou pâte de sel
500 g de laitier référencé LM 49 et 162 ml de saumure saturée ont permis d'obtenir une pâte normale.
500 g de laitier référencé LM 49 et 162 ml de saumure saturée ont permis d'obtenir une pâte normale.
Le début de prise s' est effectué à 210 minutes et la fin de prise à 360 minutes.
Après 7 jours, l'expansion est de 4 mm.
Le coulis issu des essais d'expansion (stabilité) a été cassé à 7 jours et donne une résistance à la compression de 23,5MPa.
Claims (9)
1. Béton, mortier ou coulis de sel, comprenant du sel gemme et un liant à base de laitier, caractérisé en ce que le liant est constitué par plus de 85 % de laitier, de préférence par plus de 90 % de laitier et plus préférentiellement encore de 100 % de laitier.
2. Béton, mortier ou coulis de sel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le laitier est vitrifié granulé moulu.
3. Béton, mortier ou coulis de sel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le laitier est vitrifié bouleté moulu.
4. Béton ou mortier de sel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un fluidifiant.
5. Procédé de préparation d'un béton, mortier ou coulis de sel, caractérisé en ce qu'il consiste à gâcher - du sel gemme, et - un liant constitué par plus de 85 % de laitier, de préférence par plus de 90 % de laitier et plus préférentiellement encore de 100 % de laitier, dans une saumure.
6. Procédé de préparation d'un béton, mortier ou coulis de sel selon la revendication 5, caractérisé en ce que la saumure de gâchage est saturée en sel.
7. Procédé de préparation d'un béton, mortier ou coulis de sel selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le laitier est vitrifié granulé moulu.
8. Procédé de préparation d'un béton, mortier ou coulis de sel selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le laitier est vitrifié bouleté moulu.
9. Procédé de préparation d'un béton ou mortier de sel selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la gâchée comprend en outre au moins un adjuvant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9508251A FR2736349B1 (fr) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Betons, mortiers et coulis de sel a base de laitier et leur procede de preparation |
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|---|---|---|---|
| FR9508251A FR2736349B1 (fr) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Betons, mortiers et coulis de sel a base de laitier et leur procede de preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2736349A1 true FR2736349A1 (fr) | 1997-01-10 |
| FR2736349B1 FR2736349B1 (fr) | 1997-09-05 |
Family
ID=9480800
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2736349B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020027674A1 (fr) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | Universidade Da Beira Interior | Obtention de liants cao-mgo et de produits de construction avec réutilisation de sous-produits et/ou de résidus et absorption de dioxyde de carbone |
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- 1995-07-07 FR FR9508251A patent/FR2736349B1/fr not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2736349B1 (fr) | 1997-09-05 |
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