FR3030498A1 - Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate - Google Patents

Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate Download PDF

Info

Publication number
FR3030498A1
FR3030498A1 FR1463243A FR1463243A FR3030498A1 FR 3030498 A1 FR3030498 A1 FR 3030498A1 FR 1463243 A FR1463243 A FR 1463243A FR 1463243 A FR1463243 A FR 1463243A FR 3030498 A1 FR3030498 A1 FR 3030498A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
calcium
binder
binder according
magnesium
potassium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1463243A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3030498B1 (fr
Inventor
Munoz Raul Leiva
Sanz Joel Nunez
Zahia Toutou-Melinge
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.)
Saint Gobain Weber SA
Original Assignee
Saint Gobain Weber SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FR1463243A priority Critical patent/FR3030498B1/fr
Application filed by Saint Gobain Weber SA filed Critical Saint Gobain Weber SA
Priority to CN201580076765.6A priority patent/CN107428615A/zh
Priority to BR112017012561-7A priority patent/BR112017012561A2/pt
Priority to PCT/FR2015/053692 priority patent/WO2016102868A2/fr
Priority to ARP150104212A priority patent/AR103189A1/es
Priority to CA2970705A priority patent/CA2970705A1/fr
Priority to MX2017008297A priority patent/MX2017008297A/es
Priority to US15/538,734 priority patent/US10322972B2/en
Priority to RU2017126181A priority patent/RU2707316C2/ru
Priority to EP15832810.4A priority patent/EP3237354A2/fr
Priority to MYPI2017702323A priority patent/MY182145A/en
Publication of FR3030498A1 publication Critical patent/FR3030498A1/fr
Priority to SA517381813A priority patent/SA517381813B1/ar
Priority to CL2017001667A priority patent/CL2017001667A1/es
Application granted granted Critical
Publication of FR3030498B1 publication Critical patent/FR3030498B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34Compositions 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 cold phosphate binders
    • C04B28/342Compositions 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 cold phosphate binders the phosphate binder being present in the starting composition as a mixture of free acid and one or more reactive oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/02Phosphate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06Oxides, Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08Acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/12Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
    • C04B24/14Peptides; Proteins; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/38Polysaccharides or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34Compositions 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 cold phosphate binders
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

L'invention décrit un liant minéral à base de phosphate obtenu par réaction entre au moins un constituant basique et un sel de phosphate acide, en présence d'un agent retardateur qui est un sel X+A- dont la solubilité en milieu aqueux mesurée à 25°C est supérieure à celle du sel de phosphate acide, et dans lequel X+ est un cation choisi parmi les métaux alcalins, les métaux alcalinoterreux, l'aluminium et l'ion ammonium, et A- est un anion acétate, citrate, formiate, benzoate, tartrate, oléate, bromure ou iodure.

Description

LIANT Aa DO-BASIQUE COMPRENANT DES CIMENTS A BASE DE PHOSPHATE La présente invention porte sur un liant minéral à base de phosphates. Ce type de liant, utilisé dans les produits de construction résulte d'une réaction acido- basique entre un oxyde métallique et un sel ou un dérivé de l'acide phosphorique. La plupart des oxydes basiques qui réagissent avec l'acide phosphorique ou un de ses dérivés acides forment, lors d'un mélange avec de l'eau, une masse homogène qui durcit avec le temps à température ambiante. Parmi les ciments phosphatés les plus connus, on peut citer les ciments phosphomagnésiens qui ont été développés pour concurrencer les résines synthétiques puisqu'ils permettent d'obtenir des bétons à prise rapide avec une apparition quasi-immédiate des résistances recherchées. Ils trouvent notamment leur application dans le domaine biomédical et dans la dentisterie, dans la réfection rapide des routes, pistes ou ponts, ou dans l'encapsulation de déchets dangereux. Un ciment de ce type appelé Ceramicrete développé aux Etats-Unis est obtenu en mélangeant de l'oxyde de magnésium ou magnésie, avec du monophosphate de potassium KH2PO4. En présence d'eau, la magnésie réagit avec les groupements phosphates dans des conditions acides pour former une phase phosphate insoluble qui durcit et qui a les propriétés d'une céramique. Cette phase est la k-struvite de formule MgKPO4,6H20. La réaction de formation de cette phase est très rapide et nécessite l'utilisation d'un retardateur de prise. L'acide borique est très souvent utilisé pour augmenter le temps d'ouvrabilité de ce type de ciment. Toutefois, selon les règlementations européennes et notamment la Directive REACH, l'acide borique est classé parmi les substances toxiques pour la reproduction. D'autres solutions pour contrôler le temps de prise sont par conséquent envisagées. Des articles décrivent la possibilité d'allonger le temps de prise et donc l'ouvrabilité en utilisant un oxyde de magnésium particulier, à savoir de la magnésie calcinée à haute température et en jouant sur la taille des particules de l'oxyde métallique basique mis en jeu. Mais ceci ne permet pas d'atteindre des temps de prise ou durée d'ouvrabilité comparables à celles que l'on obtient pour des systèmes à base de ciments Portland. Un autre inconvénient de ce type de système est lié à la forte exothermicité de la réaction qui a lieu entre la magnésie et le phosphate. L'acide borique utilisé comme retardateur ne permet pas de maîtriser la thermodynamique de la réaction. L'utilisateur final doit donc prendre en compte cette forte exothermicité qui entraîne une importante évaporation de l'eau présente dans le système lors de la préparation du matériau de construction.
D'autre part, un autre inconvénient lié à la trop forte réactivité et prise de ces systèmes est l'apparition de zones blanchies au niveau de la surface du matériau durci, qui traduit une remontée en surface de sels n'ayant pas réagi. Il s'agit d'efflorescence qui donne un défaut d'aspect esthétique important qui n'est pas acceptable pour les applications recherchées.
Il est nécessaire de développer des systèmes de liants à base de phosphate utilisables dans des compositions de mortier qui présentent des temps d' ouvrabilité plus longs, compatibles avec les applications recherchées, et qui ne présentent pas les inconvénients décrits ci-dessus. Cest dans ce cadre que s'inscrit la présente invention.
La présente invention porte sur un liant minéral à base de phosphate obtenu par réaction entre au moins un constituant basique et un sel de phosphate acide, en présence d'un agent retardateur qui est un sel X±A- dont la solubilité en milieu aqueux mesurée à 25°C est supérieure à celle du sel de phosphate acide, et dans lequel X+ est un cation choisi parmi les métaux alcalins, les métaux alcalinoterreux, l'aluminium et l'ion ammonium, et A- est un anion acétate, citrate, formiate, benzoate, tartrate, oléate, bromure ou iodure. La présence de l'agent retardateur tel que décrit ci-dessus permet avantageusement de contrôler la cinétique et l'exothermicité de la réaction acido- basique qui a lieu entre le ou les constituants basiques présents et le sel de phosphate acide. L'utilisation d'un tel agent retardateur permet d'éviter l'utilisation de l'acide borique ou de ses dérivés. Le constituant basique, jouant le rôle de base dans la réaction acido-basique permettant d'obtenir le liant selon l'invention est choisi parmi les oxydes métalliques, les hydroxydes métalliques ou les sulfates. Les oxydes métalliques peuvent être l'oxyde de calcium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de zinc, l'oxyde d'aluminium, et/ou l'oxyde de fer. L'oxyde métallique peut également être introduit sous la forme d'un composé minéral plus complexe qui comprend un ou plusieurs oxydes métalliques. On peut citer dans cette catégorie les silicates, les laitiers métallurgiques (par exemple laitiers des aciéries ou laitiers de hauts-fourneaux), la chaux, les cendres volantes, la dolomite, le mica, le kaolin et/ou le métakaolin. Des hydroxydes métalliques tels que l'hydroxyde de magnésium ou de calcium peuvent également être utilisés comme constituant basique permettant de former le liant selon la présente invention. Des sulfates tels que le sulfate de calcium peuvent également être utilisé comme constituant basique permettant de former le liant selon la présente invention. Parmi les sources de sulfates de calcium, on peut citer le plâtre, le gypse, l'hémihydrate et/ou l'anhydrite. Il est possible d' utiliser un mélange de ces différentes sources d' oxydes ou d' hydroxydes métalliques et de sulfates pour préparer le liant selon la présente invention. De façon préférée, le liant selon la présente invention est obtenu à partir d'un mélange d'au moins deux constituants basiques, l'un d'entre eux au moins étant choisi parmi l'oxyde de magnésium, l'hydroxyde de calcium ou de magnésium, la wollastonite, l'alumine, les laitiers métallurgiques et le sulfate de calcium. Le constituant basique additionnel, peut alors être choisi parmi le kaolin, le métakaolin, les cendres volantes, la chaux, la dolomite, les argiles calcinées, le mica et/ ou le talc par exemple.
Le sel de phosphate acide participant à la réaction acido-basique de formation du liant selon la présente invention est choisi parmi : -les hydrogénophosphates de potassium, de calcium, de magnésium, d'aluminium, de sodium ou d'ammonium, -les dihydrogénophosphates de potassium, de calcium, de magnésium, 25 d'aluminium, de sodium ou d'ammonium, -les pyrophosphates acides de potassium, de calcium, de magnésium, d'aluminium, de sodium ou d'ammonium, et/ou -les polyphosphates acides de potassium, de calcium, de magnésium, d'aluminium, de sodium ou d'ammonium. 30 Ces sels de phosphates acides peuvent être utilisés seuls ou en mélange. Les hydrogénophosphates sont des sels comprenant l'anion HP042-. Les di hydrogénophosphates sont des sels comprenant l'anion H2PO4 . Les pyrophosphates acides sont des sels dérivés de l'acide pyrophosphorique et répondent aux formules MH3P207, M21-12P207 et M3HP207. Les polyphosphates acides sont des sels dérivés de l'acide polyphosphorique et répondent à la formule générale Hn+2PnO3n±1 dans lesquelles n est un entier strictement supérieur à 2. Le sel de phosphate acide comprend donc au moins un proton susceptible d'être libéré lors de la mise en solution aqueuse du liant, entraînant une attaque acide permettant de dissoudre l'oxyde métallique présent en solution. De façon préférée, le sel de phosphate acide est choisi parmi le dihydrogénophosphate de potassium KH2PO4 (MKP), le dihydrogénophosphate d'ammonium (NH4)H2PO4 (MAP), l'hydrogénophosphate de diammonium (NH4)2HPO4 (DAP), le dihydrogénophosphate de calcium Ca(H2PO4)2, le dihydrogénophosphate de sodium NaH2PO4, I ' hydrophosphate d' al umi num Al H3( PO4)2, xH20, le métaphosphate de calcium Ca(HP03)2, le dihydrogénophosphate Mg(H2PO4)2 de magnésium ou le trihydrogénophosphate d'aluminium Al(H2PO4)3. Les sels de phosphate acides préférés sont ceux ne libérant pas d'ammoniac pendant la réaction et par conséquent sont choisis parmi le dihydrogénophosphate de potassium KH2PO4 (MKP), le dihydrogénophosphate de calcium Ca(H2PO4)2, le métaphosphate de calcium Ca(HP03)2, le di hydrogénophosphate de sodium NaH2PO4, et l'hydrophosphate d'aluminum AIH3(PO4)2,xH20, le dihydrogénophosphate de magnésium Mg(H2PO4)2 ou le trihydrogenophosphate d'aluminium Al (H2P003.
L'agent retardateur utilisé pour contrôler la réactivité du liant selon la présente invention est un sel ionique de formule X±A- dans lequel le cation X+ est choisi parmi les métaux alcalins, les métaux alcalinoterreux, l'aluminium et l'ion ammonium, et l'anion A- est choisi parmi les anions acétate, citrate, formiate, benzoate, tartrate, oléate, bromure ou iodure. Ces sels sont solubles dans l'eau et doivent, pour jouer leur rôle de retardateur, être plus solubles en milieu aqueux que le sel de phosphate acide. Le tableau 1 ci-dessous donne à titre indicatif la solubilité en grammes dans 100mL d'eau à 25°C de sels utilisables comme agents retardateurs.30 K Na Mg Ca NH4+ Acétate 253 50 55 35 1480 °trate 167 92 20 <1 1000 Formiate 348 98 15 17 143 Tartrate 24 15 <1 <1 63 Benzoate 65 63 - 3 21 Bromure 67 95 103 143 76 Iodure 147 180 150 66 172 Tableau 1 Le tableau 2 donne la solubilité en grammes dans 100 mL d'eau à 25°C de sels de phosphate acide susceptibles d'être utilisés dans la réaction de formation du liant selon la présente invention. solubilité Hydrogénophosphate de sodium NaH2PO4 12 Hydrogénophosphate de potassium KH2PO4 23 Hydrogénophosphat e d'ammonium NH4H2PO4 30 Hydrogénophosphate de dipotassium K2HPO4 149 Hydrogénophosphate de diammonium 25 (N1-14)21-1PO4 Hydrogénophosphate de disodium Na2HPO4 12 D hydrogénophosphat e de magnésium 2 Mg(H2PO4)2 Tri hydrogénophosphate d'aluminium Al (H2PO4)3 2 D hydrogénophosphate de calcium Ca(H2PO4)2 2 Tableau 2 L'agent retardateur est choisi en fonction du sel de phosphate acide utilisé dans la réaction de formation du liant. Il est indispensable que sa solubilité soit plus importante que celle du sel de phosphate acide. De façon préférée, on choisira comme agent retardateur un sel dont le cation est identique au cation du sel de phosphate acide mis en jeu dans la réaction de formation du liant. Les agents retardateurs dont les anions sont des acétates ou des formiates sont préférés. Ces anions permettent d'obtenir un temps d'ouvrabilité plus long et un meilleur contrôle de l'exothermicité de la réaction. La quantité d'agent retardateur représente entre 1 et 10% en poids de la quantité totale des constituants du liant. De façon préférée, la quantité d'agent retardateur est comprise entre 2 et 7°/oen poids. Le liant selon la présente invention peut comprendre, en plus du sel de phosphate acide, un autre composé phosphaté choisi parmi les sels d' orthophosphates, de polyphosphates ou de pyrophosphates dans lequel le cation est choisi parmi le sodium, le potassium, le calcium ou l'ion ammonium. Les sels d' orthophosphates sont des sels dérivés de l'acide orthophosphorique comprenant l' anion P043-. Les pyrophosphat es sont des sels dérivés de l'acide pyrophosphorique comprenant l'anion P2074-. On citera en particulier le tri polyphosphate de sodium Na5P3010(Na-TPP) ou le pyrophosphate de calcium Ca207P2. Cet autre composé phosphaté participe notamment à l'effet retardateur. Par exemple, la solubilité du tripolyphosphate de sodium est environ de 14,5 g dans 100 ml l'eau à 25°C. Celle du pyrophosphate de sodium Na4P207 est d'environ 7 dans les mêmes conditions. 9 ce composé phosphaté supplémentaire est une base, il est important que les quantités introduites dans la composition du liant restent toutefois faibles, pour conserver le caractère acide du constituant à base de phosphore intervenant dans la réaction acido-basique. La présente invention porte également sur une composition de mortier ou béton comprend au moins un liant tel que décrit précédemment. La composition contient des granulats, agrégats et! ou sables, et on parle alors couramment de mortier ou de béton en fonction de la taille des granulats. Des granulats allégés tels que des argiles expansées, de la perlite, des aérogels, de la vermiculite, du verre expansé ou du polystyrène expansé peuvent également être utilisés dans la composition de mortier ou béton selon la présente invention. Ces composés jouent notamment sur la rhéologie, la dureté ou l'aspect final du produit. Ils sont généralement formés de sables siliceux, calcaires et/ ou silicocalcaires. La composition peut également comprendre des composants appelés fillers, calcaires ou siliceux et d'autres éventuels additifs et adjuvants conférant des propriétés particulières. On citera par exemple, des agents rhéologiques, des agents rétenteurs d' eau, des agents entraîneurs d' air, des agents épaississants, des agents de protection contre la croissance des algues et des champignons tels que des agents biocides, fongicides, algicides, bactéricides, des agents dispersants, des pigments, des accélérateurs et/ ou des retardateurs de prise, ainsi que d'autres agents pour améliorer la prise, le durcissement, la stabilité des produits après application et notamment pour ajuster la couleur, l'ouvrabilité, la mise en oeuvre ou l'imperméabilité.
La présente invention porte également sur des produits de constructions, tels que des mortiers de jointoiements, des joints de carrelage, des colles à carrelages, des chapes, des enduits de sols, des mortiers techniques, des mortiers isolants ou des enduits de façade obtenus à partir de la composition de béton ou mortier définie ci-dessus. Ces produits sont obtenus par gâchage de la composition avec de l'eau, la composition pâteuse ainsi formée étant ensuite durcie. Sous le terme de mortiers techniques, on comprend des mortiers spéciaux formulés pour des applications particulières, comme par exemple les mortiers de scellement, les mortiers de réparation, les mortiers de hourdage ou les mortiers d'ancrage. Des éléments pré-fabriqués peuvent également être obtenus à partir de compositions comprenant le liant selon la présente invention. Les produits de constructions selon l'invention peuvent être préparés sur chantier ou préfabriqués. Les produits ainsi obtenus ont des temps d'ouvrabilité compatibles avec les applications souhaitées, puisque le produit reste utilisable après gâchage pendant un temps plus long que lorsque la composition ne comprend pas l'agent retardateur. D'autre part, les produits obtenus à partir des compositions de mortiers ou béton selon la présente invention ne comportent pas de défauts d' aspect esthétique dus à des phénomènes d' efflorescence. Les exemples ci-après illustrent l'invention sans en limiter la portée.
Dans les exemples suivants, la durée pratique d'utilisation est mesurée pour différentes compositions de liants. Cette durée pratique d'utilisation correspond à la durée maximale après la préparation du liant, c'est-à-dire après le mélange des différents constituants pulvérulents avec l'eau de gâchage, pendant laquelle la pâte humide ainsi obtenue peut être utilisée. La détermination de la durée pratique d'utilisation est réalisée en mesurant la durée qui s'écoule entre le moment où le produit est préparé avec la consistance de pâte souhaitée et le moment où la viscosité de la pâte a augmenté de sorte que le produit ne soit plus suffisamment fluide pour être appliqué. La durée pratique d'utilisation est corrélée au temps de prise initial dû au durcissement de la pâte, le temps de prise étant mesuré selon le test Vicat selon la norme NF EN 196-3.
La durée d'ouvrabilité est définie comme la durée pendant laquelle une pâte fraîche garde une viscosité suffisamment faible pour être facilement appliquée avec une bonne maniabilité. Pour tous les exemples ci-après, les produits pulvérulents sont mélangés entre eux avant d'ajouter l'eau de gâchage pour préparer la pâte fraîche. La quantité d'eau qui est ajoutée et donnée en %en poids d'eau peut varier en fonction de l'application et de la maniabilité souhaitée de sorte à obtenir la consistance de la pâte recherchée. La détermination de la consistance de la pâte fraîche est effectuée à la table à secousses selon la norme NF EN 1015-3. Le mélange pulvérulent est mélangé avec l'eau de sorte à obtenir une pâte homogène. La pâte fraîche est versée dans un moule donné sur le plateau d'une table à secousses définie. Après retrait du moule, la pâte fraîche est soumise à un nombre donné de secousses verticales. Le diamètre du cercle de pâte fraiche est mesuré. Des diamètres identiques permettent de s'assurer que les consistances des pâtes sont comparables.
Différentes compositions de liants selon la présente invention sont préparées. Les mesures de durée pratique d'utilisation sont effectuées sur des compositions identiques avec ou sans agents retardateurs. Les compositions de liants sont préparées en mélangeant le ou les constituants basiques avec le sel de phosphate acide, en présence du sel utilisé comme agent retardateur. La teneur de chacun des constituants est donnée en pourcentage en poids, la somme totale des quantités de produits pulvérulents valant 100% L'eau de gâchage qui est ajoutée est indiquée pour chaque exemple et correspond à la quantité d'eau nécessaire pour obtenir la même consistance de pâte. La teneur en eau indiquée dans chaque exemple correspond à la quantité qui est ajoutée à un mélange qui comprend 100%de produits pulvérulents.
Exemple 1 Un mélange consistant en 50%en poids d'oxyde de magnésium légèrement calciné (ISAAF) et 50%en poids de dihydrogénophosphate de potassium KH2PO4 (Prayon) est préparé. L'eau est ajoutée au mélange pulvérulent ainsi obtenu dans une quantité représentant 20% en poids par rapport à la quantité totale de constituants pulvérulents. La durée pratique d'utilisation mesurée de la pâte est de 0,5 min. La même composition est préparée en ajoutant 3%en poids d'acétate de potassium comme agent retardateur. La quantité d'eau ajoutée est également 20%en poids.
La durée pratique d'utilisation mesurée de la pâte comprenant l'agent retardateur est alors de 7 min. Exemple 2 Un mélange consistant en 50%en poids de Ca903 wollastonite (Nordkalk) et 50% en poids de dihydrogénophosphate monohydrate de calcium Ca(H2PO4)2.H20 (Budenheim) est préparé. L'eau est ajoutée au mélange pulvérulent ainsi obtenu dans une quantité représentant 50%en poids par rapport à la quantité totale de constituants pulvérulents. La durée pratique d'utilisation mesurée de cette pâte est de 0,2 min. La même composition est préparée en ajoutant 3% en poids d'acétate de calcium comme agent retardateur. La quantité d'eau ajoutée est également 50% en poids. La durée pratique d'utilisation mesurée de la pâte comprenant l'agent retardateur est alors de 3 min.
Exemple 3 Trois différents mélanges d'oxyde de magnésium fortement calciné à haute température (1500°C) et fritté (Grecian Magnesite) et de dihydrogénophosphate de potassium KH2PO4 (Prayon) sont préparés en faisant varier le rapport pondéral MgO: MKP.
La composition 3-1 correspond à 25%en poids de MgO et 75%en poids de MKP. La quantité d'eau ajoutée est de 20%en poids par rapport à la somme totale des composés pulvérulents.
La composition 3-2 correspond à 50%en poids de MgO et 50%en poids de MKP. La quantité d'eau ajoutée est de 21% en poids par rapport à la somme totale des composés pulvérulents. La composition 3-3 correspond à 75%en poids de MgO and 25%en poids de MKP. La 5 quantité d'eau ajoutée est de 22% en poids par rapport à la somme totale des composés pulvérulents. Les durées pratiques d'application de ces 3 pâtes sont mesurées et sont respectivement de 17 min pour la pâte obtenue à partir de la composition 3-1, 5 min pour la pâte obtenue à partir de la composition 3-2 et 4 min pour la pâte 10 obtenue à partir de la composition 3-3. 3%en poids d'acétate de potassium est ajoutée à chacune des compositions 3-1, 3-2 et 3-3. L'eau de gâchage est ajoutée dans les mêmes proportions. Les durées pratiques d'utilisation des pâtes obtenues à partir des compositions 3-1, 3-2 et 3-3 auxquelles a été ajouté l'agent retardateur ont été mesurées et valent 15 respectivement 80 min pour la pâte obtenue à partir de la composition 3-1, 50 min pour la pâte obtenue à partir de la composition 3-2 et 18 min pour la pâte obtenue à partir de la composition 3-3. Exemple 4 20 On prépare un mélange (composition 4-1) consistant en : - 15,8%en poids de magnésie fortement calcinée à haute température (1500°C) et frittée (Grecian Magnesite) - 3%en poids de wollastonite CaS03 (Nordkalk) - 1%en poids d'alumine calcinée A1203 ( RBH) 25 - 79,2%en poids de dihydrogénophosphate de potassium KH2PO4 (Prayon) - 1% en poids d'un pigment minéral (Oximed 12A Europigments) qui permet de colorer l'échantillon et de révéler visuellement la présence d'efflorescence. La quantité d'eau ajoutée est de 17%en poids par rapport à la somme totale des composés pulvérulents. 30 La durée pratique d'application de cette pâte est de 13 min. La même composition de pâte est préparée en ajoutant 3%en poids d'acétate de potassium (composition 4-2). La durée pratique d'application de cette pâte est augmentée et vaut 40 min.
Les Figures 1 and 2 représentent les produits durcis obtenus à partir de ces compositions 4-1 and 4-2: on remarque la présence de zones blanches sur la figure 1, traduisant les phénomènes d'efflorescence. En présence d'acétate de potassium, ce phénomène d'efflorescence est contrôlé, la couleur de l'échantillon étant plus uniforme. Exemple 5 Une composition de mortier est préparée en mélangeant les différents constituants 10 suivants: - 40% en poids de magnésie fortement calcinée à haute température (1500°C) et frittée (Grecian Magnesite) - 40%en poids de dihydrogénophosphate de potassium KH2PO4 (Prayon) - 20%en poids de sable de silice.
15 La quantité d'eau ajoutée est de 20%en poids par rapport à la somme totale des composés pulvérulents. La durée pratique d'application de cette pâte est de 4,5 min. La même composition de pâte est préparée en ajoutant 3%en poids d'acétate de potassium. La durée pratique d'application de cette pâte est augmentée et vaut 20 32 min.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Liant minéral à base de phosphate obtenu par réaction entre au moins un constituant basique et un sel de phosphate acide, en présence d'un agent retardateur qui est un sel X±A dont la solubilité en milieu aqueux mesurée à 25°C est supérieure à celle du sel de phosphate acide, et dans lequel X+ est un cation choisi parmi les métaux alcalins, les métaux alcalinoterreux, l'aluminium et l'ion ammonium, et A est un anion acétate, citrate, formiate, benzoate, tartrate, oléate, bromure ou iodure.
  2. 2. Liant selon la revendication 1 caractérisé en ce que le constituent basique est choisi parmi les oxydes métalliques, les hydroxydes métalliques ou les sulfates.
  3. 3. Liant selon la revendication 1 caractérisé en ce que le constituant basique est choisi parmi l'oxyde de fer, l'oxyde d'aluminum, l'oxyde de zinc, l'oxyde de magnésium ou l'oxyde de calcium, les silicates, les sources de sulfate de calcium telles que le plâtre, le gypse, l'hémihydrate et/ou l'anhydrite, et les laitiers métallurgiques.
  4. 4. Liant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir d'un mélange d'au moins deux constituants basiques, l'un d'entre eux au moins étant choisi parmi l'oxyde de magnésium, l'hydroxyde de calcium ou de magnésium, la wollastonite, l'alumine, les laitiers métallurgiques et le sulfate de calcium.
  5. 5. Liant selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit mélange comprend un constituant basique additionnel choisi parmi le kaolin, le métakaolin, les argiles calcinées, les cendres volantes, la chaux, la dolomite, le mica et/ ou le talc.
  6. 6. Liant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le sel de phosphate acide participant à la réaction acido-basique de formation du liant est choisi parmi : - les hydrogénophosphates de potassium, de calcium, de magnésium, d'aluminium, 30 de sodium ou d'ammonium, - les dihydrogénophosphates de potassium, de calcium, de magnésium, d'aluminium, de sodium ou d'ammonium,- les pyrophosphates acides de potassium, de calcium, de magnésium, d'aluminium, de sodium ou d'ammonium, et/ou - les polyphosphates acides de potassium, de calcium, de magnésium, d'aluminium, de sodium ou d'ammonium, seuls ou en mélange.
  7. 7. Liant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le cation X+ de l'agent retardateur est choisi parmi le potassium, le calcium, le magnésium, le sodium, l'aluminum ou l'ion ammonium.
  8. 8. Liant selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que le cation X+ de l'agent retardateur est identique au cation du sel de phosphate acide mis en jeu dans la réaction de formation du liant.
  9. 9. Liant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'anion A est un ion acétate ou un ion formiate.
  10. 10. Liant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la teneur en agent retardateur représente entre 1 et 10% en poids, de préférence entre 2 et 7%en poids, de la quantité totale de constituants du liant.
  11. 11. Liant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un autre composé phosphaté choisi parmi les sels d' orthophosphates, de polyphosphates ou de pyrophosphates dans lequel le cation est choisi parmi le sodium, le potassium, le calcium ou l'ion ammonium.
  12. 12. Composition de mortier ou béton caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un liant selon l'une des revendications précédentes.
  13. 13. Produits de constructions, préparés sur chantier ou préfabriqués, tels que des mortiers de jointoiements, des joints de carrelages, des colles à carrelages, des chapes, des enduits de sols ou des mortiers techniques, des mortiers isolants ou des enduits de façade obtenus à partir de la composition de béton ou mortier selon la revendication 12.
FR1463243A 2014-12-23 2014-12-23 Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate Expired - Fee Related FR3030498B1 (fr)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1463243A FR3030498B1 (fr) 2014-12-23 2014-12-23 Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate
MYPI2017702323A MY182145A (en) 2014-12-23 2015-12-21 Acid/base binder comprising phosphate-based cements
PCT/FR2015/053692 WO2016102868A2 (fr) 2014-12-23 2015-12-21 Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate
ARP150104212A AR103189A1 (es) 2014-12-23 2015-12-21 Ligante ácido-básico que comprende los cementos a base de fosfato
CA2970705A CA2970705A1 (fr) 2014-12-23 2015-12-21 Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate
MX2017008297A MX2017008297A (es) 2014-12-23 2015-12-21 Aglutinante de acido/base que comprende cementos a base de fosfato.
CN201580076765.6A CN107428615A (zh) 2014-12-23 2015-12-21 包含基于磷酸盐化合物的水泥的酸/碱性粘结剂
RU2017126181A RU2707316C2 (ru) 2014-12-23 2015-12-21 Кислотно-основной связующий материал, содержащий цементы на фосфатной основе
EP15832810.4A EP3237354A2 (fr) 2014-12-23 2015-12-21 Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate
BR112017012561-7A BR112017012561A2 (pt) 2014-12-23 2015-12-21 ligante ácido-básico compreendendo cimentos à base de fosfato
US15/538,734 US10322972B2 (en) 2014-12-23 2015-12-21 Acid/base binder comprising phosphate-based cements
SA517381813A SA517381813B1 (ar) 2014-12-23 2017-06-22 مادة رابطة حمضية/قاعدية تشتمل على مركبات أسمنت أساسها فوسفات
CL2017001667A CL2017001667A1 (es) 2014-12-23 2017-06-22 Ligante ácido-básico que comprende cementos a base de fosfato

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1463243 2014-12-23
FR1463243A FR3030498B1 (fr) 2014-12-23 2014-12-23 Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3030498A1 true FR3030498A1 (fr) 2016-06-24
FR3030498B1 FR3030498B1 (fr) 2019-06-07

Family

ID=52627470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1463243A Expired - Fee Related FR3030498B1 (fr) 2014-12-23 2014-12-23 Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10322972B2 (fr)
EP (1) EP3237354A2 (fr)
CN (1) CN107428615A (fr)
AR (1) AR103189A1 (fr)
BR (1) BR112017012561A2 (fr)
CA (1) CA2970705A1 (fr)
CL (1) CL2017001667A1 (fr)
FR (1) FR3030498B1 (fr)
MX (1) MX2017008297A (fr)
MY (1) MY182145A (fr)
RU (1) RU2707316C2 (fr)
SA (1) SA517381813B1 (fr)
WO (1) WO2016102868A2 (fr)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200172440A1 (en) 2017-07-31 2020-06-04 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Multi-component composition for producing an aqueous coating mass
AU2019408269A1 (en) * 2018-12-20 2021-08-05 Ceram Polymerik Pty Ltd Fire resistant cladding material
CN110330292A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 长沙归一建材科技有限公司 炉渣水泥混凝土接缝料
FR3105215B1 (fr) 2019-12-20 2022-01-14 Orano Cycle Thiosulfates pour une utilisation comme retardateurs de prise de pâtes de ciments phosphomagnésiens
EP4060105B1 (fr) * 2021-02-26 2024-02-07 Allshield Holding B.V. Matériau non tissé durcissable à l'eau
CN113403474B (zh) * 2021-06-21 2022-10-04 广西三秋树环保科技有限公司 一种粘结剂及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786328A (en) * 1987-07-16 1988-11-22 American Stone-Mix, Inc. Magnesium phosphate cement systems
GB2330137A (en) * 1997-10-09 1999-04-14 Mbt Holding Ag Cementitious materials
AT5628U1 (de) * 2002-02-15 2002-09-25 Styromagnesit Steirische Magne Wasserfeste zementmischung mit magnesia sowie verfahren zum herstellen von wasserfesten mörteln, formkörpern oder estrichen mit derartigen zementmischungen

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756762A (en) * 1987-07-16 1988-07-12 American Stone-Mix, Inc. Magnesium phosphate cement systems
FR2714668B1 (fr) * 1993-12-31 1996-01-26 Rhone Poulenc Chimie Préparation de ciments phosphomagnésiens.
EP1235599B1 (fr) 1999-12-09 2003-07-23 Dr.h.c. Robert Mathys Stiftung Ciment hydraulique de brushite stabilise au moyen d'un sel de magnesium
DE10032220A1 (de) * 2000-07-03 2002-01-24 Sanatis Gmbh Magnesium-ammonium-phosphat-Zemente, deren Herstellung und Verwendung
WO2002092038A2 (fr) * 2001-05-15 2002-11-21 The Procter & Gamble Company Compositions d'hygiene buccale
WO2003031367A2 (fr) * 2001-08-10 2003-04-17 Ceratech, Inc. Matieres composites et procedes de fabrication et d'utilisation de telles matieres composites
RU2005101077A (ru) * 2002-06-19 2005-07-10 Др. Х.К. Роберт Матис Стифтунг (Ch) Гидравлический цемент на основе фосфата кальция для применения в хирургии
GB0222291D0 (en) * 2002-09-26 2002-10-30 Smith & Nephew Adhesive bone cement
GB0311846D0 (en) * 2003-05-23 2003-06-25 Univ Birmingham High strength and injectable apatitic calcium phosphate cements
US7416602B2 (en) * 2005-04-08 2008-08-26 Howmedica Leibinger, Inc. Calcium phosphate cement
CN101346320A (zh) * 2005-12-16 2009-01-14 21世纪结构有限责任公司 无机复合材料和制造方法
US20100269735A1 (en) * 2007-09-10 2010-10-28 Martin Shichtel Composition Based on Phosphatic Raw Materials and Process for the Preparation Thereof
CN101319126A (zh) * 2008-07-15 2008-12-10 北京赛力格科技发展有限公司 无机粘合剂及其制备方法和应用
CN101328031A (zh) * 2008-08-04 2008-12-24 北京赛力格科技发展有限公司 固化剂和聚合物及方法
CN101381219A (zh) * 2008-10-09 2009-03-11 上海交通大学 磷酸盐快速修补建筑材料
CN101381220B (zh) * 2008-10-16 2012-08-29 上海交通大学 多功能胶凝材料
CN101492280A (zh) * 2009-03-05 2009-07-29 上海交通大学 磷酸盐多孔混凝土及其制品的制备方法
CN101538142A (zh) * 2009-04-23 2009-09-23 上海交通大学 磷酸盐建筑外墙保温砂浆
JP2011057520A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd セメント混和材及びその製造方法、並びに該混和材を含むセメント組成物、モルタル及びコンクリート
CN103889921B (zh) * 2011-05-12 2016-12-14 艾米塔米学院研发有限公司 缓释磷酸水泥
US9550934B2 (en) * 2011-11-21 2017-01-24 Halliburton Energy Services, Inc. Calcium phosphate cement compositions comprising pumice and/or perlite and associated methods
US9815738B2 (en) * 2012-10-09 2017-11-14 Premier Magnesia, Llc Magnesium phosphate cement
CN102923986A (zh) * 2012-11-26 2013-02-13 东南大学 适用于快凝快硬磷酸镁水泥体系的缓凝剂及其使用方法
CN103104100B (zh) * 2013-01-27 2015-03-11 北京工业大学 应用磷酸镁水泥和纤维布复合材料加固混凝土的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786328A (en) * 1987-07-16 1988-11-22 American Stone-Mix, Inc. Magnesium phosphate cement systems
GB2330137A (en) * 1997-10-09 1999-04-14 Mbt Holding Ag Cementitious materials
AT5628U1 (de) * 2002-02-15 2002-09-25 Styromagnesit Steirische Magne Wasserfeste zementmischung mit magnesia sowie verfahren zum herstellen von wasserfesten mörteln, formkörpern oder estrichen mit derartigen zementmischungen

Also Published As

Publication number Publication date
SA517381813B1 (ar) 2020-11-23
CL2017001667A1 (es) 2018-03-16
US10322972B2 (en) 2019-06-18
WO2016102868A3 (fr) 2016-08-18
RU2017126181A (ru) 2019-01-24
MY182145A (en) 2021-01-18
RU2017126181A3 (fr) 2019-05-27
EP3237354A2 (fr) 2017-11-01
FR3030498B1 (fr) 2019-06-07
CN107428615A (zh) 2017-12-01
WO2016102868A2 (fr) 2016-06-30
US20180186697A1 (en) 2018-07-05
BR112017012561A2 (pt) 2018-01-02
CA2970705A1 (fr) 2016-06-30
RU2707316C2 (ru) 2019-11-26
MX2017008297A (es) 2017-10-02
AR103189A1 (es) 2017-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3030498B1 (fr) Liant acido-basique comprenant des ciments a base de phosphate
FR3030497B1 (fr) Liant a base de compose mineral solide riche en oxyde alcalino-terreux avec activateurs phosphates
JP7307055B2 (ja) セメント質系のための凝結制御組成物
EP2080741B1 (fr) Procédé de pulvérisation employant un accélérateur de prise
AU2005276725B2 (en) Method for retarding plaster setting and plaster preparation
JPH0848553A (ja) 無機バインダーを含む材料の凝結及び硬化の促進方法並びに凝結及び硬化の促進剤
JPH11199282A (ja) 速硬、高初期強度バインダー
RU2733587C2 (ru) Стабилизированная водная композиция для инициирования схватывания и отверждения композиций глиноземистого цемента
MXPA06014916A (es) Composicion y aplicacion de cemento de fosfato espreable novedoso que se une a styrofoam.
NL8201905A (nl) Werkwijze en preparaat voor het tegengaan van volumeverandering in snelhardende, voor fluida ondoorlaatbare, cementeuse systemen.
JPH11116307A (ja) セメント硬化改良剤
CN103241973A (zh) 一种铝酸钙混凝土速凝剂的配制方法
US10689304B2 (en) Flowable concrete with secondary accelerator
US3813253A (en) Dry mixtures for producing acidresistant cement and mortar compositions
CN114845970B (zh) 硫代硫酸盐用作磷酸镁水泥浆的缓凝剂
AU2012314006A1 (en) Method for the production of a building material
JPH01257156A (ja) 吹付け工法用急結性セメント組成物
JP2016124739A (ja) 吹付コンクリート用急結性混和剤
JP3478451B2 (ja) 吹付材料及びそれを用いた吹付工法
AU2012265611B2 (en) Quick-setting admixture and spraying method using it
CA3201855A1 (fr) Adjuvant pour fluidifier une composition cimentaire a teneur reduite en ciment
JPS6055076A (ja) 土質安定材組成物
CS263289B1 (cs) Komplexnípřísada do stavebních hmot
JPH0380137A (ja) セメント組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20160624

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

ST Notification of lapse

Effective date: 20210806