FR3035399B1 - Adjuvant pour composition de ciment ou de beton refractaire, ses utilisations, et compositions de ciment et de beton refractaire - Google Patents

Adjuvant pour composition de ciment ou de beton refractaire, ses utilisations, et compositions de ciment et de beton refractaire Download PDF

Info

Publication number
FR3035399B1
FR3035399B1 FR1553723A FR1553723A FR3035399B1 FR 3035399 B1 FR3035399 B1 FR 3035399B1 FR 1553723 A FR1553723 A FR 1553723A FR 1553723 A FR1553723 A FR 1553723A FR 3035399 B1 FR3035399 B1 FR 3035399B1
Authority
FR
France
Prior art keywords
refractory
refractory concrete
concrete
adjuvant
composition
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.)
Expired - Fee Related
Application number
FR1553723A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3035399A1 (fr
Inventor
Jean Michel Auvray
Farida KEBLI
Michaël Lievin
Kamel BENYAHIA
Christoph Wöhrmeyer
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.)
Imerys Aluminates SA
Original Assignee
Kerneos 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 FR1553723A priority Critical patent/FR3035399B1/fr
Application filed by Kerneos SA filed Critical Kerneos SA
Priority to JP2017550794A priority patent/JP2018515412A/ja
Priority to EP16722074.8A priority patent/EP3286156B1/fr
Priority to BR112017022898-0A priority patent/BR112017022898B1/pt
Priority to CN201680023551.7A priority patent/CN107531569B/zh
Priority to PCT/EP2016/059048 priority patent/WO2016170135A1/fr
Priority to US15/568,760 priority patent/US10526247B2/en
Priority to ES16722074T priority patent/ES2833008T3/es
Priority to KR1020177030473A priority patent/KR102521026B1/ko
Publication of FR3035399A1 publication Critical patent/FR3035399A1/fr
Priority to ZA2017/06520A priority patent/ZA201706520B/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3035399B1 publication Critical patent/FR3035399B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/04—Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof
    • C04B24/06—Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof containing hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/04—Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/26—Carbonates
    • C04B14/28—Carbonates of calcium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30—Oxides other than silica
    • C04B14/304—Magnesia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0016—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B20/002—Hollow or porous granular materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • C04B22/066—Magnesia; Magnesium hydroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2641—Polyacrylates; Polymethacrylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C04B28/065—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
    • C04B2103/008—Flocking or deflocking agents
    • C04B2103/0081—Deflocking agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00267—Materials permeable to vapours or gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00431—Refractory materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

L'invention concerne un adjuvant pour composition de ciment ou de béton réfractaire, comprenant, en masse, par rapport à sa masse totale au moins : (a) de 20% à 70% d'au moins un acide organique d'aluminium, (b) de 3% à 20% d'au moins un défloculant choisi parmi un polymère d'acide carboxylique, un acide carboxylique, un de leurs sels, ou un de leurs mélanges, et, (c) de 7% à 44% d'au moins un oxyde minéral. L'invention concerne également l'utilisation d'un tel adjuvant pour améliorer le temps de séchage d'une composition de béton réfractaire ou encore pour améliorer la perméabilité d'une composition de béton réfractaire. L'invention concerne enfin une composition de ciment et une composition de béton réfractaire comprenant chacune un tel adjuvant.

Description

Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention se rapporte au domaine des adjuvants pour descompositions à base de liants hydrauliques, tels que des ciments ou des bétons iréfractaires.
En particulier, l’invention concerne un adjuvant pour composition deciment ou de béton réfractaire comprenant une combinaison spécifique d’un acideorganique d’aluminium, d’un défloculant et d’un oxyde minéral, permettantnotamment d’améliorer l'évacuation de l’eau lors du séchage des bétons j
réfractaires. I
Elle porte également sur une composition de ciment et une composition | de béton réfractaire comprenant cet adjuvant. L’invention a également trait à l’utilisation d’un tel adjuvant pouraméliorer le temps de séchage d’une composition de béton réfractaire ou encore |pour améliorer la perméabilité d’une composition de béton réfractaire.
Arriere-plan technologique
Les bétons réfractaires, en particulier les bétons réfractaires denses,sont connus pour leur propriété exceptionnelle de résistance aux hautestempératures (allant de 300°C à 1800°C) et sont notamment utilisés pour cetteraison pour le revêtement des fours en sidérurgie ou autres applications en hautetempérature. En effet, les fours doivent être capables de résister à des agressionsde nature thermique, mécanique ou chimique. | i
En général, un béton réfractaire est fabriqué en mélangeant, dans un |
dispositif de malaxage, un agrégat réfractaire (alumine tabulaire, corindon,bauxite, magnésie, silicates d’alumine, dolomie etc.), un liant alumineux,éventuellement des particules ultra fines, telles que la fumée de silice ou unepoudre d’alumine, voire un ou plusieurs adjuvants, tels qu’un adjuvant de moulage I et de l’eau de gâchage. Une fois malaxé, on obtient un béton frais qui estmaniable et va être utilisé afin de façonner l’ouvrage souhaité. Celui-ci est ensuitemis à consolider par séchage. Lors de ce séchage, le béton réfractaire développeune certaine résistance mécanique (période de cure). Cette phase deconsolidation laisse place ensuite à une phase de déshydratation du béton | réfractaire. Celle-ci conduit à l’élimination de l’eau libre et de l’eau de cristallisation.
Toutefois, il est apparu que l’étape de séchage par augmentation de . itempérature pose problème lors de la réalisation de bétons réfractaires et en ( particulier des bétons réfractaires denses. Cette densité améliore, certes, larésistance à la corrosion des bétons réfractaires, mais elle est problématique lorsde l’étape de séchage puisque cette densité s’accompagne d'une faibleperméabilité qui gêne l’évacuation de l’eau, à savoir l’eau libre et l'eau decristallisation.
En effet, la quantité d’eau susceptible d’être évacuée par un matériau. formant une enceinte close est fonction de la perméabilité de ce matériau. Ilj convient de ne pas la confondre avec la quantité d’eau qui cherche à s’échapper! d’un matériau formant une enceinte close, à une température donnée et à unepression donnée.
En général, pour des raisons économiques, l’étape de séchage desbétons réfractaires doit être aussi rapide que possible. Pour ce faire, il est souventnécessaire de les chauffer, par exemple à une température avoisinant les 300°C.Cependant, quand la quantité d’eau qui cherche à s’échapper du béton réfractaire | est supérieure à la quantité d’eau effectivement évacuée par ce matériau, unrisque d’explosion apparaît. En effet, l’eau libre et l’eau de cristallisation libérées | conduisent à la formation de vapeur. Dans le cas d’une montée en températures | trop rapide lors de l’étape de séchage, la pression de vapeur peut dépasser larésistance mécanique du béton ainsi formé et conduire à l’explosion de celui-ci. A ce jour, pour limiter le risque d’explosion au cours de l’étape deséchage des bétons réfractaires, une première solution consiste à mettre en placedes cycles de chauffage desdits bétons réfractaires plus doux et plus lents. Cescycles de chauffage augmentent la durée du séchage et ne sont pas favorableséconomiquement.
Une seconde solution consiste à modifier la perméabilité du matériau,sans trop affecter sa porosité pour ne pas risquer de fragiliser ledit matériau. |
La porosité s’apparente à la quantité de vide présente à l’intérieur d’unmatériau et la perméabilité correspond à la façon dont ses vides sont agencésentre eux. Augmenter la porosité revient souvent à rendre moins résistantmécaniquement un matériau, alors qu’augmenter sa perméabilité permet à l’eaud’être évacuée plus facilement lors du séchage. Ί
Une des solutions existantes pour améliorer la perméabilité du matériauconsiste à utiliser des fibres de polymères (polypropylène ou polyvinyle).Néanmoins, cette solution n’est efficace que si les températures de chauffageexcèdent la température de fusion des fibres. Cette solution ne réduit pas le risqued’explosion qui apparaît dès que la température du matériau dépasse 100°C. Par §ailleurs, il est difficile de disperser lesdites fibres de façon homogène dans un [ mélange de béton sec, c’est-à-dire dans lequel l’eau n’a pas encore été ajoutée.
Le matériau alors hétérogène présente des zones à fort risque d’explosion. Enfin,pour préserver la coulabilité d’un béton comprenant ces fibres, il est nécessaired’ajouter plus d’eau dans la formulation du béton. Or, une augmentation de laquantité d’eau dans la formulation d’un béton réfractaire se traduit par une | augmentation de la porosité de ce béton réfractaire après séchage. Enconséquence, un tel béton réfractaire présente une moindre qualité finale.
Une troisième solution consiste à ajouter de l’aluminium métallique dansla formulation initiale du béton réfractaire. En effet, l’aluminium métalliques’hydrolyse lors de l'augmentation de pH déclenchée par l’hydratation dudit béton. I
Cette réaction d’hydrolyse libère de l’hydrogène qui, en bullant à travers lematériau crée des canaux d’évacuation. Ces canaux d’évacuation sont utiliséspour évacuer l’eau au cours du séchage du béton réfractaire. Néanmoins cettesolution présente un risque non négligeable d’explosion de l’hydrogène libéré lorsde l’installation de pièces volumineuses en milieu confiné.
Il existe donc un besoin réel de développer de nouveaux adjuvants pourcompositions de ciments et/ou pour compositions de bétons réfractairesi jpermettant de limiter les risques d’explosion lors d’un séchage rapide des bétons[ réfractaires, tout en conservant au mieux les propriétés finales dudit béton iréfractaire formé, à savoir sa résistance à la compression, sa robustesse, etc., et| ce, tout en n’affectant pas en outre sa rhéologie. En effet, il est souhaitable que larhéologie du béton réfractaire ainsi formé, à savoir sa maniabilité (consistance) etson ouvrabilité, ne soit pas affectée par l’ajout d’un nouvel adjuvant.
Le but de la présente invention est ainsi de proposer un nouvel adjuvantpour composition de ciment ou de béton réfractaire, en particulier de bétonréfractaire dense, évitant au moins en partie les inconvénients susmentionnés.
Objet de l’invention
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un adjuvant, parI
Iexemple pour composition à base de liant hydraulique, telle qu’une composition de[
ciment ou de béton réfractaire, comprenant, en masse par rapport à sa massetotale, au moins :I (a) de 20% à 70% d’au moins un acide organique d’aluminium, (b) de 3% à 20% d’au moins un défloculant choisi parmi un polymèred’acide carboxylique, un acide carboxylique, un de leurs sels, ou un de leursmélanges, et, (c) de 7% à 44% d’au moins un oxyde minéral.
La présente invention a également trait à une composition de cimentcomprenant, en masse, par rapport à la masse totale de ladite composition deciment, au moins: - de 20% à 70%, de préférence de 30% à 60% et idéalement 40% d’unliant hydraulique, et - de 30% à 80%, de préférence de 40% à 70% et idéalement 60% d’unadjuvant selon l’invention, - éventuellement de 0% à 10% d’autres additifs.
Un autre objet de l’invention concerne une composition de béton | réfractaire comprenant au moins, en masse, par rapport à la masse totale de lacomposition de béton réfractaire, - de 1% à 5%, de préférence de 2% à 4%, et en particulier de 2,5% à 3,5% d’une composition de ciment telle que définie précédemment, et - de 95% à 99%, de préférence de 96% à 98% et en particulier de 96,5%à 97,5% d’un mélange granulaire composé d’au moins un granulat et de fines.
La présente invention a également pour objet l’utilisation d’un adjuvant| tel que décrit ci-dessus pour améliorer le temps de séchage d’une composition de| béton réfractaire ou encore pour améliorer la perméabilité d’une composition debéton réfractaire.
Dans le cadre de la présente invention,I - le terme « béton » désigne un mélange de liant hydraulique, de| granulats, d’eau et éventuellement d’adjuvants et d’ajouts d’autres additifsspécifiques ; - un liant hydraulique désigne un matériau qui, gâché à l'eau, durcit à froid, sans addition d'un autre corps réactif et aussi bien dans l’air que dans l'eauet est apte à agglomérer des agrégats entre eux ; lorsque le « liant hydraulique »est mélangé avec de l’eau, et qu’il durcit à son contact, on dit qu’il prend prise ; {
- le terme « ciment » désigne un liant hydraulique sous forme de poudre I obtenu par broyage d’un clinker et éventuellement d’additifs, le clinker étant engénéral formé de nodules durs d’aluminate de calcium ; - par « granulat », on entend un ensemble de grains minéraux d’originenaturelle et/ou artificielle qui présente une dimension supérieure ou égale à0,5 mm, tels que des sables, des gravillons, des cailloux, des graves (répondanten particulier à la norme NFP 18-101) ; - par « fines » ou « fillers », on entend un ensemble de particules ou de | ipoudres minérales également d’origine naturelle ou artificielle présentant unedimension inférieure à 0,5 mm ; - la dimension de fines, d’un sable, de granulats ou plus généralementd’un constituant d'un mélange granulaire, correspond à son diamètre si ceconstituant est de forme sphérique ; si le constituant n'est pas une formesphérique, sa dimension correspond à la longueur de son axe primaire, c'est-à-dire la plus longue ligne droite qui peut être dessinée entre une extrémité de ceconstituant et une extrémité opposée ; - la granulométrie d’une poudre, correspond à la répartition en taille de ses particules.j
Au sens de l’invention, et à moins qu’il n’en soit spécifié autrement,| l’indication d’un intervalle de valeurs « de X à Y » ou « entre X et Y », dans laprésente invention, s’entend comme incluant les valeurs X et Y.
Selon l’invention, tous les pourcentages en masse, sans indicationspécifique contraire, sont exprimés par rapport aux masses de matière sèche des| compositions (liant, ciment ou encore béton).|
Description detaillee d’un exemple de réalisation
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés àtitre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention etcomment elle peut être réalisée.j
Sur les dessins annexés :)
- la figure 1 représente la perméabilité en milli Darcy (mD) de deuxI bétons réfractaires (B1 et B2) comprenant un adjuvant selon l’invention et de deuxbétons réfractaires comparatifs (B3 et B4) ; - la figure 2 représente l’évolution de la pression interne en bars enfonction de la température en degrés Celsius (°C) des deux bétons réfractairesselon l’invention (B1 et B2) et des deux bétons réfractaires comparatifs (B3 et B4);| - la figure 3 donne la perte massique en pourcentage (%) en fonction de|
Ila température en degrés Celsius (°C) des deux bétons réfractaires selon| l’invention (B1 et B2) et des deux bétons réfractaires comparatifs (B3 et B4)j mesurée par analyse thermogravimétrique (ATG) ;· - la figure 4 représente la tension de compression à la rupture aprèsséchage, en Méga Pascal (MPa), des deux bétons réfractaires selon l’invention
(B1 et B2) et des deux bétons réfractaires comparatifs (B3 et B4), ces quatreI bétons réfractaires ayant été séchés selon deux méthodes de séchages| différentes (première méthode et deuxième méthode) ; et, - la figure 5 est un graphique représentant la charge appliquée (AL/Lo)exprimée en pourcentage (%) en fonction de la température en degrés Celsius(°C) des deux bétons réfractaires selon l’invention (B1 et B2) et des deux bétonsréfractaires comparatifs (B3 et B4).
La Demanderesse s’est attachée au développement d’un nouveladjuvant pour composition de ciment ou de béton réfractaire, ce béton réfractairei
devant en particulier être dense et résister aux hautes températures (1300°C) etI aux atmosphères corrosives.
La Demanderesse a montré que, de manière inattendue, la combinaisonj de trois composants particuliers selon l’invention adjuvés à une composition de! ciment permettait de former un béton réfractaire présentant un bon compromisentre, d’une part, une meilleure perméabilité facilitant l’évacuation de l’eau lors deson séchage, et, d’autre part, une porosité convenable assurant une bonnerésistance mécanique.
De plus, la combinaison particulière des composants de l’adjuvant selonl’invention permet de former un béton réfractaire dont les propriétés mécaniquessont convenables, voire conservées (résistance à la compression, robustesse,etc), tout en limitant les risques d’explosion lors de son séchage.
En outre, et comme cela sera démontré dans la partie expérimentale ci- | dessous, la combinaison des composants de l’adjuvant selon l’invention présente,de manière surprenante, une activité synergique permettant d’améliorer la fperméabilité du béton réfractaire par rapport à la combinaison de deux des | composants, tout en préservant à l’état frais (TO) une consistance tout à faitsatisfaisante. A cet effet, la présente invention a pour objet un adjuvant pourcomposition à base de liant hydraulique, telle qu’une composition de ciment ou debéton réfractaire, comprenant, en masse, par rapport à sa masse totale, aumoins : (a) de 20% à 70% d’au moins un acide organique d’aluminium,| (b) de 3% à 20% d’au moins un défloculant, et| (c) de 7% à 44% d’au moins un oxyde minéral.|
En particulier, l’adjuvant comprend de préférence : (a) de 48% à 61 % dudit acide organique d’aluminium, (b) de 5% à 13 % dudit défloculant, et| (c) de 19% à 34% dudit oxyde minéral.
Ainsi, l’adjuvant (sec) selon l’invention comprend trois composantsprincipaux.
Le premier composant est (a) un acide organique d’aluminium choisi par( jexemple parmi un : lactate d’aluminium, lactate de magnésium, lactate de calcium,| lactate de zinc, ou un de leurs mélanges. De préférence, (a) l’acide organique| d’aluminium est un lactate d’aluminium, également appelé tris (2-hydroxypropanoate) d’aluminium.| Généralement, le lactate d’aluminium présente un ratio massique acidelactique sur alumine allant de 1,0 à 3,0, de préférence allant de 1,2 à 1,6.Autrement dit, la masse de l’ensemble des fonctions acide lactique est de 1,0 à| 3,0, de préférence de 1,2 à 1,6 fois plus importante que la masse de l’ensemble| des ions aluminium Al3+’ ces ions aluminium provenant de l’alumine AI2O3 ensolution aqueuse. A titre d’exemple, un lactate d’aluminium convenant pour la présenteinvention présente le numéro de CAS 18917-91-4 et peut être commercialisé sousla référence M160P par la société Taki Chemical Co., Ltd. Son ratio molaire acidelactique sur alumine AI2O3 est de 1,6. Le produit désigné sous la référence Al-lactate 512009001 ou 512009002 commercialisé par la société Dr. Lohmann |
GmBH convient également pour la présente invention.
Sans être lié par une quelconque théorie, la Demanderesse est d’avisque l’acide organique selon l’invention permet d’améliorer la perméabilité d’une i composition de béton réfractaire dans laquelle il est intégré, du fait de son pouvoirgélifiant qui apparaît lors de la complexion du calcium issu du ciment, et/ou dumagnésium pouvant provenir de l'oxyde minéral, lorsque celui-ci est par exemple j de la magnésie, ou encore de l'agrégat utilisé. Comme cela sera illustré ci-dessous, l’effet de l’acide organique selon l'invention sur la perméabilité seraaccru par l’association avec à la fois un défloculant et un oxyde minéral.
Le second composant est (b) un défloculant. Avantageusement, ledéfloculant est choisi parmi : un polymère d’acide carboxylique, un acide| carboxylique, un de leurs sels, ou un de leurs mélanges.|
En particulier, le polymère d’acide carboxylique ou un de ses sels estchoisi parmi : un polymère d’acide acrylique, un polymère d’acide polyacrylique,un polymère d’acide méthacrylique, un de leurs sels ou un de leurs mélanges. A titre d’exemple, (b) le polymère d’acide carboxylique peut être unj jpolyacrylate de sodium. En général, un polyacrylate de sodium convenant pour la[ présente invention présente préférentiellement un degré de polymérisation| compris entre 2 000 et 10 000, de préférence compris entre 3 500 et 8 000.
De préférence, (b) le polymère d’acide carboxylique présente une masse
molaire moyenne en poids comprise entre 6 000 et 8 000.I
On entend par degré de polymérisation le nombre d’unité monomèreI contenue dans une macromolécule, c’est-à-dire le nombre d’unité monomère| contenue dans une chaîne de polymère.
En particulier, lorsque le défloculant (b) comprend un polymère d’acide icarboxylique, celui-ci représente, en masse, par rapport à la masse totale du| défloculant (b) de 0% à 20%, de préférence de 3% à 15% et typiquement de 6% à| 12%. ::
En général, l’acide carboxylique peut être choisi parmi : un acide citriqueou un de ses sels, tels qu’un sel de métal alcalin, de préférence (d) l’acidecarboxylique est un citrate trisodique.j
De préférence, lorsque le défloculant (b) comprend un acidecarboxylique ou un de ses sels, celui-ci représente, en masse, par rapport à lamasse totale du défloculant (b) de 0% à 20%, de préférence de 3% à 15% et
I typiquement de 6% à 8%.
Le défloculant selon l’invention procure un effet fluidifiant à lacomposition de béton réfractaire dans lequel il est intégré, dans la mesure où il est | apte à séparer les constituants du granulat et/ou à éviter qu’ils ne s’agglutinent les 1 uns aux autres.
De plus, le défloculant forme un complexe avec le calcium provenant duciment alumineux généralement compris dans le béton réfractaire. Le complexeformé rend la prise hydraulique moins rapide. Ainsi, avantageusement, le bétonréfractaire peut être travaillé et mis en forme sur une durée relativement longueavant son durcissement. Egalement, grâce au défloculant, la composition de bétonréfractaire finale comprend une moindre quantité d’eau.
Egalement, lorsque le défloculant (b) est un acide carboxylique et/ou unpolymère d’acide carboxylique, ou un de leurs sels, tel qu’un polyacrylate desodium et/ou un citrate trisodique, il est apparu que celui-ci permettait de façonavantageuse d’améliorer la rhéologie du béton réfractaire, en lui donnantnotamment une bonne fluidité. En outre, l’acide carboxylique ou un de ses selspermet d’utiliser moins d’eau dans la composition finale du béton réfractaire.
En particulier, le citrate de sodium mélangé à l’acide organiquel d’aluminium, voire à un polymère d’acide carboxylique et à l’oxyde minéral,| améliore la consistance du béton en le rendant moins ferme.|
Le troisième composant de l’adjuvant selon l’invention est (c) un oxydeminéral ou un de ses sels, tels qu’un sel de calcium ou un sel de magnésium.|
De préférence, (c) l’oxyde minéral est un oxyde métallique choisi parmi :un oxyde de magnésium, ou une espèce minérale formée de carbonate decalcium et de magnésium, telle que de la dolomite de formule CaMg(CO3)2.|
Avantageusement, l’oxyde minéral (c) est l’oxyde de magnésium et/ou de la| dolomite.
Par exemple, ledit oxyde minéral préféré entrant dans la composition del’adjuvant selon l’invention peut être pris sous forme d’une poudre d’oxyde demagnésium comprenant au moins 90% en masse de magnésie, et de préférenceau moins 95% de magnésie.
Cette magnésie présente de préférence une surface spécifique BETcomprise entre 0,5 mètres carrés par gramme (m2/g) et 3 m2/g, ou plusspécifiquement de l’ordre de 1 m2/g.
On entend par « surface spécifique BET », la superficie réelle d’un solideporeux, par opposition à sa surface apparente. Il s’agit d’une surface par unité deI masse, aussi appelée aire massique totale dudit solide poreux. Ici, elle est définieselon la méthode Brunauer, Emmett et Teller (BET), décrite par la norme ISO9277 :1995.
Comme cela sera démontré dans les exemples ci-dessous, laI
combinaison des composés (a) à (c) de l’adjuvant selon l’invention permet, via uneI action synergique, d’améliorer la perméabilité des bétons réfractaires.
Le pourcentage massique de chacun des composants compris dansî l’adjuvant selon l’invention est ajusté de façon empirique de manière à obtenir un| compromis acceptable sur les caractéristiques d’usage du béton réfractaire, c’est-à-dire, par exemple, ses caractéristiques mécaniques, sa résistance aux hautesj températures, sa perméabilité ou encore son ouvrabilité.
En ajustant ainsi le pourcentage massique de chacun des composantsdans l’adjuvant, les caractéristiques d’usage du béton réfractaire sont proches decelles des bétons réfractaires connus, mais la perméabilité est plus élevée, ce quifacilite le séchage dudit béton réfractaire selon l’invention.
Ainsi, l’adjuvant selon l’invention en améliorant la perméabilité du bétonréfractaire dans lequel il est incorporé, facilite l’évacuation de l’eau lors de sonséchage, ce qui limite au moins en partie le risque d’explosion du béton réfractairelors d’un séchage rapide.
Par ailleurs, l’adjuvant selon l’invention permet de conserver la plupartdes propriétés de résistance mécanique des bétons réfractaires.
Grâce à l’adjuvant selon l’invention, le béton réfractaire présente debonnes caractéristiques d’usage, telles que l’ouvrabilité et la maniabilité. Il n’est en | effet pas nécessaire d’ajouter de l’eau au-delà de ce qui est nécessaire afind’améliorer la rhéologie du béton formé avec l’adjuvant. Cet ajout d’eauadditionnel augmenterait la porosité du béton et risquerait ainsi d’affecter ses | propriétés mécaniques.
Egalement, grâce à l’adjuvant préféré selon l’invention, la mise en forme| et la coulabilité du béton réfractaire sont plus faciles.|
Tel que mentionné ci-dessus, l’adjuvant selon l’invention estI particulièrement adapté pour les formulations de bétons réfractaires à base deciment, tel que du ciment alumineux.
La présente invention concerne également une composition de ciment (àl’état sec) comprenant, en masse, par rapport à la masse totale de laditecomposition de ciment, au moins : - de 20% à 70%, de préférence de 30% à 60% et idéalement 40% d’unliant hydraulique, et - de 30% à 80%, de préférence de 40% à 70% et idéalement 60% d’un adjuvant selon l’invention tel que décrit ci-dessus,j - éventuellement de 0% à 10%, de préférence de 0,2% à 5% d’autres| additifs cimentaires (qui seront décrits ci-dessous).]
En particulier, le liant hydraulique comprend, en masse, par rapport à samasse totale au moins 65%, de préférence de 70% à 99%, typiquement de 80% à95% d’un aluminate de calcium.| 1
Au sens de l'invention, au moins 65% en masse d’aluminate de calciumj englobe les valeurs suivantes en pourcentages : 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73,74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81,82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91,92, 93, 94, 95,96, 97, 98, 99, 99,5, ou encore 99,9.
En général, ledit aluminate de calcium comporte des traces d’oxydesminérales, à savoir moins de 5% en masse par rapport à sa masse totale, detraces d’oxydes minérales. Ces oxydes sont par exemple SiO2, Fe2O3, TiO2, K2O,Na2O, etc. Généralement, le liant hydraulique convenant pour l’invention comprendles phases minéralogiques suivantes (abréviation cimentaire C=CaO et A= AI2O3) :CA, CA2, A, Ci2A7 ou un de leurs mélanges. A titre d’exemple, il peut comprendre la composition chimique suivanteexprimée en masse par rapport à la masse totale dudit liant hydraulique : - de 40% à 85% d’AI2O3 ; - de 15% à 40% de CaO ; - de 0,2% à 8% de SiO2 ; - de 0,1% à 10% de Fe2O3 ;| - des traces d’autres oxydes minérales.
Les produits commerciaux commercialisés par la société KERNEOSj sous les noms commerciaux Secar®71 ou Secar®80, Secar®51 ou CMA72| conviennent en tant que liant hydraulique pour l’invention.
La composition de ciment selon l'invention est obtenue en mélangeant ] les différents composés à sec.
En effet, la composition de ciment est préparée selon l’étape suivante :on mélange l’adjuvant selon l’invention avec le liant hydraulique tel que défini ci-dessus et éventuellement avec des additifs pour ciment pendant 10 secondes à10 minutes, en particulier de 2 à 5 minutes dans un mélangeur, tel qu’un malaxeurprésentant une vitesse de rotation allant de 120 à 230 tr/min, en particulier de 130 | à190ti7min.j A la sortie, on obtient un ciment adjuvanté, c’est-à-dire une poudre| formant un nouveau liant hydraulique.} i
Cette composition de ciment permet notamment de fabriquer une| composition de béton réfractaire, telle qu’une composition de béton réfractairedense.
Ainsi, la présente invention concerne également une composition debéton réfractaire comprenant au moins, en masse par rapport à la masse totale dela composition de béton réfractaire à l’état sec, à savoir non gâchée à l’eau, - de 1% à 5%, de préférence de 2% à 4% et en particulier de 2,5% à il 3,5% d’une composition de ciment telle que définie précédemment, et - de 95% à 99%, de préférence de 96% à 98% et en particulier de 96,5%à 97,5% d’un mélange granulaire composé d’au moins un granulat et de fines, - de 0% à 10% d’additifs pour béton.|
De préférence, le mélange granulaire comprend, en masse, par rapport à| sa masse totale, de 70% à 95% du granulat et de 5% à 30% de fines.|
Ainsi, en général, pour 100 parties en poids d’un mélange comprenantune composition cimentaire et un granulat tels que définis ci-dessus, le bétonréfractaire selon l’invention comprend :| (a) de 0,34 à 2 parties en poids, de préférence de 0,7 à 1,5, typiquementde 0,81 à 1,03 parties en poids, et idéalement 1 partie en poids dudit au moins unacide organique d’aluminium, comme le lactate d’aluminium ; (b) de 0,08 à 0,34 parties en poids, de préférence de 0,10 à 0,34, comme 0,2 parties en poids d’au moins un défloculant, comme le polyacrylate de sodium ) et/ou le citrate trisodique ; (c) de 0,11 à 0,74 parties en poids, de préférence de 0,32 à 0,54 partiesen poids, tel que 0,5 parties en poids dudit au moins un oxyde minéral, tel que lamagnésie. A titre d’exemple, le granulat selon l’invention peut être composéd’agrégats réfractaires ou de granulats isolants, à savoir résistants à des hautestempératures, allant par exemple de 300°C à 1800°C, généralement jusqu’à | 1300°C, voire au moins 1000°C. Généralement, les matières premières des agrégats réfractaires sontinstables à la cuisson, c’est pourquoi, elles sont avantageusement stabilisées parune pré-cuisson de « chamottage » qui permet également, en général, de ramenerla porosité de l’agrégat au niveau désiré.
Ainsi, le granulat selon l’invention est choisi préférentiellement parmi unagrégat obtenu par calcination. Un tel agrégat obtenu par calcination convenantpour la présente invention peut être choisi parmi : une dolomie, une magnésie(composé indépendant de l’oxyde de magnésium pouvant être présent dansl’adjuvant en tant qu’oxyde minéral), des silicates d’alumine, de l’alumine tabulaire, I des bauxites calcinées, ou une alumine fondue, une mullite synthétique, desspinelles synthétiques ou un de leurs mélanges.
Par exemple, la dolomie est réalisée à partir d’un carbonate double dechaux et de magnésie calcinée à haute température (1800/1900°C) afin d’obtenir | des porosités inférieures à 5% et stabiliser la dolomie. L’agrégat de magnésie peutêtre obtenu par deux voies distinctes : soit par calcination à haute température de j giobertite, soit par précipitation puis calcination de sels de magnésium de l’eau demer. Les mullites synthétiques peuvent être quant à elles obtenues par fusion debauxite et de silice ou d'alumine et de silice ou encore elles peuvent être obtenuespar frittage d’un mélange d’argile, de kaolin et d’alumine. Ces agrégats obtenus | par calcination sont classiques et connus de l’homme du métier.
Cependant, certains types de granulat convenant pour la présenteinvention et présentant une grande résistance sous haute température ne sont pasi :|obtenus par calcination. Ces types de granulat correspondent en particulier à des| silicates d'alumine. A titre d’exemple, l'andalousite (ou kerphalite) qui est unj silicate d’alumine présent dans les roches métamorphiques sous forme de cristauxblancs, convient en tant que granulat dans le cadre de la présente invention.
En général, les granulats présentent une granulométrie inférieure àI 30 millimètres (mm), de préférence présentent une distribution granulométriqueallant de 0 à 10 millimètres (mm). Par exemple, les fractions granulaires suivantesconviennent : 0/0,5 mm, 0,25/8 mm, 0,5/1 mm, 3/6 mm, 6/14 mm, 14/28mesh (soit environ 1,4/0,84 mm), 28/48 mesh (soit environ 0,6/0,3 mm), inférieur à 48 mesh(soit environ inférieur à 0,3 mm). Le choix entre ces granulats se fait entre autresen fonction de l’épaisseur de l’ouvrage à réaliser.
La composition de béton réfractaire ou de ciment selon l’invention peut I comprendre d'autres additifs, autres que l’adjuvant selon l’invention tel que défini 5 ci-dessus.
Ces autres additifs peuvent être des agents entraîneur d'air, incorporésen faible proportion afin de modifier, d'améliorer ou de compléter certaines descaractéristiques du béton fini et sec.
On peut également citer par exemple les additifs agissant sur le délai deprise et de durcissement, comme notamment les accélérateurs qui raccourcissentle délai entre l'hydratation des liants et leur prise, et les retardateurs qui allongentle délai entre l'hydratation des particules d'un liant et le début de sa prise. En tant j qu'accélérateurs, on peut citer par exemple les sels de lithium comme le | carbonate, les chlorures de calcium ou de sodium, certains alcalis (soude, j potasse, ammoniac) ou leurs sels (sulfate de potasse ou de soude). En tant queretardateurs, on peut citer les hydrates de carbone (sucres, glucose, amidon,cellulose), divers acides ou sels d'acides, ou des phosphates alcalins (comme letripolyphosphate de sodium).
On peut encore citer les additifs agissant sur la plasticité et la compacité,tels que les plastifiants et les fluidifiants, dits réducteurs d'eau. En tant queplastifiant, on pourra incorporer par exemple de la bentonite, de la chaux grasse,les calcaires broyés, des cendres volantes et le kieselguhr. En tant que fluidifiant,on pourra utiliser des polyacrylates, poly carboxylates, phosphates alcalins,lignosulfates, savons de résines ou détergents de synthèse.
La composition sèche de béton réfractaire est préparée selon un procédéclassique connu de l’homme du métier, à savoir par mélange des différents | constituants du béton, à savoir la composition de ciment définie ci-dessus (et j comprenant donc l’adjuvant selon l’invention) avec le granulat et éventuellementdes additifs autres que l’adjuvant selon l’invention dans un mélangeur prévu à ceteffet.
Cette composition sèche de béton est ensuite gâchée à l’eau afind’obtenir une composition de béton frais qui comprend notamment les étapessuccessives suivantes : i on introduit dans un mélangeur, tel qu’un malaxeur, la compositionsèche de béton réfractaire définie ci-dessus, on ajoute de l’eau de gâchage sur la composition sèche de béton et| on mélange/malaxe pendant 2 à 10 minutes à une vitesse de rotationi de 130 à 150 tours par minute, de préférence de 140 tours par minute.|
Ici, le taux de gâchage en eau, à savoir la quantité d’eau par rapport à lamasse de la composition de béton sèche, va généralement de 2% à 10%, depréférence de 3% à 8%, idéalement de 5% à 8%.|
Au sens de l’invention, l'eau de gâchage comprend aussi la quantitéd'eau éventuellement présente dans les différents granulats.
Une fois la composition de béton gâchée à l’eau, on obtient une pâte debéton qui pourra être projetée ou coulée afin de fabriquer un ouvrage ou unélément de construction qui sera particulièrement résistant à de très hautestempératures. En particulier, le béton réfractaire pourra être utilisé dans le secteur | industriel des garnissages internes de fours, de hauts-fourneaux, de chaudières,de carneaux, de cheminées, d’incinérateurs, etc.
Enfin, la présente invention porte également sur l’utilisation de l’adjuvant | selon l’invention pour améliorer le temps de séchage d’une composition de bétonréfractaire et/ou pour améliorer la perméabilité d’une composition de bétonréfractaire.
La présente invention est, en outre, illustrée par les exemples ci-après. Amoins qu’il n’en soit spécifié autrement, les pourcentages sont exprimés enmasse.
Exemples A) Procédure d’essais
Les procédures d’essais suivantes ont été utilisées afin d’évaluer lescaractéristiques des differentes compositions testées :| 1. Essai de perméabilité à l’air (figure 1)(
La mesure de perméabilité à l’air repose sur l’évaluation de la capacité| d’un matériau poreux à être traversé, via ses pores, par des gaz ou d’autresfluides.|
La perméabilité à l’air est exprimée en milli Darcy (mD), un darcy| équivalant à la perméabilité d’un corps continu et isotrope au travers duquels’écoule un fluide de viscosité proche de celle de l’eau à 20°C, à une vitesse de 1 l centimètre par seconde (cm/s) lorsqu’il est soumis à une pression de 1 atmosphère (atm). |
Pour déterminer la perméabilité des bétons réfractaires des exemples ci- | dessous, on travaille à température ambiante de 20°C+/-2°C à 70%+/-10%d’humidité. On prépare l’échantillon de béton, puis on le place dans un moule enTéflon® en forme de disque de 100 mm de diamètre et de 25 mm d’épaisseur surune table vibrante Sinex à une fréquence de 50Hz et présentant une amplitude de0,3 mm selon le protocole suivant (3 vibrations : - on remplit le moule à 50%, on fait vibrer 30 s ; - on remplit le moule à 100%, on fait vibrer 30 s ; - faire vibrer 30 s supplémentaires. L’échantillon est ensuite placé en cure dans une enceinte humide (20°C,
95% d’humidité résiduelle) pendant environ 24 heures. Puis il est démoulé et misI à étuver à 110°C +/-2°C pendant au moins 24 heures.]
Une fois refroidi, l’épaisseur et le diamètre au millième de pouce (qui estéquivalent à 2,54 cm) sont mesurés et l’échantillon est placé dans unperméabilimètre VacuPerm® basé sur la technique de la chute de vide (laJ pression en début de cycle est inférieure à 0,1 atm afin de permettre l’acquisitionj du vide ; lorsqu’elle atteint 0,75 atm, la mesure de perméabilité s’arrête). Unlogiciel affiche le résultat ainsi que l’écart type qui doit rester inférieur à 10% durésultat. 2. Mesure de la pression in situ de vapeur d’eau pendant lechauffage (figure 2)
Cet essai consiste à placer l’échantillon à analyser ayant une dimensionde 300x300x100mm sous un chauffage radiant (5000W) afin d’obtenir, au bout de3 minutes, une température de 600°C. Les faces latérales de l’échantillon sontensuite isolées thermiquement avec des briques poreuses en céramique.L’échantillon est en outre équipé pendant le moulage avec des jauges detempérature et de pression sous forme de plaques rondes (012 x1 mm) en métal ) fritté qui sont logées dans l’épaisseur de l’échantillon à analyser. Chaque plaqueest soudée à un tube en métal présentant un diamètre intérieur de 2,6 mm qui partde la face froide de l’échantillon (face opposée à celle avoisinant le chauffageradiant) vers un capteur de pression. Pour les mesures de températures, quelques thermocouples (01,5mm) sont insérés dans le tube en métal. En particulier, une | première jauge est placée à 2 mm de distance de la face chauffée (mesure detempératures), puis cinq autres jauges de pression et de températures sontdisposées successivement à 10, 20, 40, 60 et 80 mm de la face chauffée àl'intérieur d’un carré de 10x10 cm2. La perte de masse durant le chauffage peut ! être enregistrée via une balance sur laquelle est disposé l’échantillon.
La pression in situ de vapeur d’eau est fonction de la température. Ainsi,la pression maximale sera atteinte juste avant la fin du séchage, à savoir aumoment où la température est la plus élevée. 3. Mesure d’analyse thermogravimétrique (ATG) (figure 3) j
I L’ATG est une technique d'analyse thermique qui consiste en la mesurede la variation de masse d'un échantillon en fonction du temps, pour unetempérature ou un profil de température donné (ici, lors du séchage del’échantillon de béton à analyser).
Le mode opératoire pour réaliser cet essai consiste à préparer et àcouler sous vibration un échantillon de béton frais dans un moule en métal enforme de cube de dimension 10x10x10cm. Un premier capteur de température est I
placé dans l’échantillon à 1 cm du bord et un câble thermocouple est placé au J centre à 5 cm de profondeur environ afin de mesurer la température interne de | l’échantillon. Après la mise en place, l’échantillon subit une cure à 20°C à 100%d’humidité résiduelle pendant 24 heures. L'échantillon est ensuite démoulé, placédans un four et suspendu par une nacelle fixée à une balance. Le suivi en fonctionde la perte de masse et de la température interne de l’échantillon se fait par uneconsigne de montée en température du four de 5°C/min jusqu’à 600°C avec unmaintien de 2h à cette température.
Grâce à ces analyses, on peut identifier les plages de températures sur|
lesquelles l'eau est éliminée des bétons réfractaires, ces plages de températuresI
correspondant aux plages sur lesquelles la masse desdits bétons réfractaireschute.I
4. Essai de résistance à la compression (norme NF EN 12390-4)I
(figure 4)I
Le principe de l'essai est de soumettre une éprouvette cylindrique, à uneforce croissante et constante jusqu'à rupture de celle ci afin de déterminer sa résistance à la compression.
Le mode opératoire pour réaliser cet essai consiste à préparer et àcouler sous vibration un échantillon de béton frais dans un moule inoxydable de | dimension 160x30x30mm.
Après la mise en place, l’échantillon subit une cure à 20°C à 100%d’humidité résiduelle pendant 24 heures.
Eventuellement, l’échantillon peut en outre être mis à étuver à 110°C+/- | 2°C pendant au moins 24 heures suite à l’étape de cure à 20°C.
Après le démoulage de l’échantillon à analyser, les mesures deperformances mécaniques sont faites aux échéances souhaitées sur au minimumdeux primes de flexion, amenant à réaliser des compressions sur 4 demi-prismesminimum (presse Ibertest). La compression mesure entre 0 et 200 kN et la flexion I mesure entre 0 et 10 kN. ! 5. Caractère réfractaire sous charge (figure 5) selon la normeISO1893/EN993-8
Cet essai permet d’observer le comportement des échantillons de bétonréfractaire dans des conditions de température pouvant atteindre 1650°C.
Pour cet essai, l’échantillon se présente sous la forme d’éprouvette(0ext=5Omm, H=50mm) trouée en son centre (0trou = 5 mm). j
I L’appareillage comprend un four muni d’un système de régulation, des [ thermocouples pour contrôler la température ainsi qu’un dispositif permettant deplacer l’éprouvette sous une charge axiale et de mesurer sa variation de hauteur.Un système d'acquisition enregistre toutes les données du dispositif. B) Caractérisation des compositions de béton réfractaire selonl’invention 1. Compositions testées| a) Exemples de compositions d’adjuvants
Différentes compositions d’adjuvants selon l’invention ont été préparées.j
Le procédé de préparation de ces compositions d’adjuvants comprendl’étape suivante : on mélange du lactate d’aluminium C9H15AIO9 (Cas-Nr 18917-91-4) avec un polyacrylate de sodium de masse moléculaire moyenne en poids|
(Mw) comprise entre 6000 et 8000 et de la magnésie MgO et/ou de l’acide citriqueI pendant une durée de 4 minutes à température ambiante dans un mélangeuri 5
Lodige M20, la vitesse de l’arbre moteur étant fixée à 190 tr/min et la vitesse del’émotteur étant fixée à 1500 tr/min.
Les compositions des adjuvants Ex.1, Ex.2 et Ex.3 selon l’invention sontillustrées dans le tableau 1 ci-dessous :
Tableau 1 b) Exemples de compositions de ciments A partir de de la composition de l’adjuvant Ex.1 selon l’invention, une| composition de ciment selon l’invention (F1) a été fabriquée. A titre comparatif,| deux compositions de ciment selon l’art antérieur (F2, F3) ont également été| préparées selon le même mode opératoire, si ce n’est que la composition de| ciment comparative F2 comprend un agent fluidifiant connu, le Peramin AI200® àbase d’éther de polycarboxylate qui est commercialisé par la société KERNEOS,et que la composition F3 comprend du tripolyphasphoate de sodium (Na-TPP) demasse molaire de 368 g/mol.
Pour cet essai, les compositions de ciment ont été préparées enmélangeant le produit Secar71® (dont la composition chimique comporte enmasse de 67,5% à 70,5% d’AI2O3, de 28,5% à 31,5% de CaO, des traces de SiO2et de Fe2O3) avec l’adjuvant dans le mélangeur Lodige M20 ; la vitesse de l’arbre I moteur étant fixée à 190 tr/min et la vitesse de l’émotteur étant fixée à 1500 tr/min.| i
Les compositions de ciment F1, F2 et F3 testées présentent les jformulations suivantes (tableau 2) :j : ‘j
J
Tableau 2 c) Exemples de compositions de béton
Deux compositions de béton réfractaire selon l’invention B1 et B2 ont été
préparées dans un mélangeur Perrier à partir de la composition de ciment selon j l’invention F1 ci-dessus : l’une à faible teneur en ciment (B1) et l’autre à moyenneteneur en ciment (B2).
Deux compositions comparatives de béton réfractaire B3 à faible teneuren ciment et B4 à moyenne teneur en ciment ont également été préparées,respectivement à partir des compositions de ciment comparatives F2 et F3décrites ci-dessus. |
Les compositions de béton B1, B2, B3 et B4 testées sont présentées | dans le tableau 3 ci-dessous (les formulations F1 à F3 sont celles du tableau 2).
Tableau 3
Les bétons réfractaires B1 à B4 ont été préparés en suivant le modeopératoire suivant (normes CEN 196.1 et EN 1402-4): - les matières premières (compositions de ciment F1, F2, et F3, agrégat,
etc) et l’eau sont tout d’abord conditionnées au moins 24 heures à la températureI de consigne de 20°C+/-2°C (les formulations F1, F2 et F3 sont en particulierconservées dans un récipient sec et étanche);j - on détermine et on pèse la quantité d’eau nécessaire pour le gâchage ; - op règle le malaxeur Perrier (cuve de 5L) en vitesse lente de 140+/-| 5 tr/min pour la rotation et 62+-/6 tr/min pour le mouvement planétaire ;| - on introduit 2 kg des formulations de ciment à étudier dans un bol dont les parois sont bien sèches ;i - on introduit l’eau de gâchage dans sa totalité en 5 s maximum ;
- on malaxe pendant 2 min,| - en 30 s, on racle les parois du bol pour décoller la matière sèche ;| - on malaxe de nouveau 2 min.|
Les bétons réfractaires selon l’invention et selon l’art antérieur sontI iensuite séchés selon, soit une première méthode de séchage, soit une deuxièmei méthode de séchage, en fonction des tests effectués.
La première méthode de séchage consiste à laisser le béton àtempérature ambiante, c’est-à-dire à 20 degrés Celsius (°C) pendant 24 heures.
La deuxième méthode de séchage consiste à ajouter une étape|
additionnelle de chauffage par rapport à la première méthode, à savoir à chaufferI le béton à 110°C pendant 24 heures.'
Tel que mentionné ci-dessus au paragraphe (A), les échantillons serontséchés selon la méthode 1 ou la méthode 2 en fonction des essais réalisés. Parexemple, pour l’essai de résistance à la compression (figure 4), deux séries debétons B1 à B4 ont été préparées : une série avec la première méthode deséchage et une seconde série avec la deuxième méthode de séchage.
2. Résultats (figures 1 à 5)I a) Perméabilité (figure 1)|
Sur la figure 1, on a comparé la perméabilité des bétons réfractaires B1| et B2 selon l’invention à celles des bétons réfractaires comparatifs B3 et B4.
Comme le montre bien la figure 1, les bétons B1 et B2 comprenantl’adjuvant selon l’invention (Ex.1) présentent une meilleure perméabilité. Ainsi,l’adjuvant selon l’invention (Ex.1) améliore nettement la perméabilité des bétonsréfractaires étudiés.
En effet, le béton réfractaire B1 selon l’invention, c’est-à-dire le bétonréfractaire à faible teneur en ciment F1 comprenant l’adjuvant Ex.1 selonl’invention, présente une perméabilité près de 300 fois plus grande que le bétonréfractaire comparatif B3 de composition similaire. De même, le béton réfractaireB2 selon l'invention, à savoir le béton réfractaire à moyenne teneur en ciment F1comprenant l’adjuvant Ex.1 selon l’invention, présente une perméabilité plus de1000 fois plus grande que le béton réfractaire comparatif B4 de compositionsimilaire.
Ces résultats sont confirmés par des mesures de pression interne en | différents points des bétons réfractaires B1, B2, B3 et B4 susmentionnés, au cours d’une élévation de température. Le test consiste notamment à mesurer, à l’aide decapteurs adaptés, la pression de vapeur d’eau et la température en différentspoints des échantillons de béton réfractaire B1 à B4 pendant un échauffementunidirectionnel desdits échantillons. b) Pression in situ de vapeur d’eau en fonction de la température !
(figure 2) I !
La figure 2 présente les résultats de ce test de mesure de pression pourles bétons réfractaires B1 et B2 selon l’invention, et pour les bétons réfractairescomparatifs B3 et B4. En particulier, on remarque sur cette figure 2 que lapression interne des bétons réfractaires B1 et B2 adjuvés de l’adjuvant selon j
l’invention (Ex.1) n’excède pas 1 bar, tandis que la pression interne des bétons I réfractaires comparatifs B3 et B4 atteint 5 bars, voire plus de 19 bars.
Ces résultats prouvent que l’eau est plus facilement évacuée des bétonsréfractaires B1 et B2 selon l’invention, ce qui confirme que la perméabilité desditsbétons réfractaires B1 et B2 selon l’invention est améliorée par rapport à celle desbétons réfractaires comparatifs B3 et B4 de l’art antérieur.
Ainsi, cet essai montre que l’adjuvant selon l’invention est apte à limiter jfortement le risque d’explosion des bétons réfractaires selon l’invention au cours | de leur séchage. c) Perte de poids en fonction de la température (mesure ATG) (figure 3)
Comme démontré ci-dessus, la perméabilité est améliorée. Enconséquence, le séchage des bétons réfractaires selon l’invention l’est également.
Sur la figure 3, on remarque que la plage de température sur laquelle estéliminée l’eau contenue dans les deux bétons réfractaires B1 et B2 selonl’invention, s’étend entre 100°C et 150°C environ. Cette plage de température estplus étroite et s’achève à des températures plus faibles que la plage detempérature sur laquelle est éliminée l’eau contenue dans les bétons réfractaires I comparatifs B3 et B4, qui s’étend, elle, entre 100°C et 350°C environ. |
Ainsi, grâce à l’adjuvant Ex.1 selon l’invention, le séchage des bétonsréfractaires B1 et B2 selon l’invention est nettement amélioré étant donné qu’ildevient inutile de monter en température pour achever ledit séchage.
Ces résultats vont de paire avec ceux obtenus par le test de pression | (figure 2). En effet, sur les courbes de la figure 2, on a accès aux pressionsinternes maximales atteintes dans les matériaux, ces pressions internes maximales étant atteintes juste avant la fin de séchage (la pression de vapeurd’eau étant fonction de la température).
Ainsi, la pression interne des bétons réfractaires B1 et B2 selonl’invention est maximale pour une température voisine de 105°C environ, tandisque pour le béton réfractaire comparatif B3, la pression interne est maximale vers160°C environ, et que pour le béton réfractaire comparatif B4, la pression interne j
est maximale vers 220°C environ. I d) Résistance en compression (figure 4) |
Pour vérifier que l’amélioration de la perméabilité ne détériore pas lespropriétés mécaniques, et notamment la résistance mécanique des bétonsréfractaires B1 et B2 selon l’invention, on a comparé la résistance mécanique encompression des bétons réfractaires B1 et B2 selon l’invention à celle des bétonsréfractaires comparatifs B3 et B4 de l’art antérieur. |
Comme le montre la figure 4, le béton réfractaire B1 selon l’invention|
présente une résistance mécanique en compression similaire à celle du bétonréfractaire comparatif B3, notamment lorsque ces bétons ont été séchés selon ladeuxième méthode de séchage.I
Le béton réfractaire B2 selon l’invention voit sa résistance mécanique enj compression chuter de moitié par rapport à celle du béton réfractaire comparatifj B4. Cependant, la résistance mécanique en compression du béton réfractaire B2|
selon l’invention reste tout à fait satisfaisante, et elle est du même ordre deI igrandeur que celle du béton réfractaire B1 selon l’invention et du béton réfractaire\ comparatif B3. e) Caractère réfractaire sous charge (figure 5)
On a également comparé le caractère réfractaire sous charge des bétonsréfractaires B1 et B2 selon l'invention à celui des bétons réfractaires comparatifsB3 et B4.
Pour cela, on a réalisé sur les bétons réfractaires B1 à B4 uneexpérience visant à évaluer leur caractère réfractaire sous charge. Les résultatsde cette comparaison apparaissent sur la figure 5. Ainsi, on voit que lecomportement réfractaire sous charge des bétons réfractaires B1 et B2 selon |
l’invention est tout à fait similaire à celui des bétons réfractaires comparatifs B3 et I B4 de l’art antérieur.
Ainsi, les bétons réfractaires B1 et B2 comprenant l’adjuvant Ex.1 selonj l’invention présentent une meilleure perméabilité que les bétons réfractairescomparatifs B3 et B4 de l’art antérieur. En outre, les bétons réfractaires B1 et B2| comprenant l’adjuvant Ex.1 selon l’invention ont des propriétés de résistancej mécanique au moins en partie similaires à celles des bétons réfractaires| comparatifs B3 et B4 de l’art antérieur.
Par conséquent, l’adjuvant Ex.1 selon l’invention participe àl’amélioration du séchage des bétons réfractaires selon l’invention, notamment enj réduisant le risque d’explosion au cours de leur séchage, sans pour autantdétériorer les qualités réfractaires desdits bétons réfractaires selon l’invention. C) Caractérisation de l’adjuvant et des compositions de cimentselon l’invention L’essai ci-après a pour but de démontrer l’activité synergique desconstituants de l’adjuvant selon l’invention lorsqu’ils sont pris en combinaison. 1. Compositions testées de béton MCCj
Pour cet essai, différentes formulations d’adjuvants ont été testées afin| de fabriquer des bétons réfractaires. La « composition de base » des bétons| réfractaires testés, à savoir le mélange de ciment et de granulat, est donnée dansle tableau 4 ; tandis que les compositions finales des bétons testés (nommés ci-après B5 à B11) sont présentées dans le tableau 5. Les compositions d’adjuvant,de ciment et de béton ont été préparées à partir des mêmes matières premières etselon le même mode opératoire que celui décrit dans l’essai (B) ci-dessus selon la | première méthode (« à l’air 24h ») ou la deuxième méthode (« 110°C 24heures ») [ de séchage.
Tableau 4 I
Pour 100 parties en poids de béton de base selon la composition de base donnée dans le tableau 4 ci-dessus, différentes compositions d’additifs ont été étudiées (tableau 5) :
* Masse molaire = 368 g/molj
Tableau 5I i
Le taux de gâchage en eau pour tous les bétons B5 à B15 testés est de 5,50%.|
Le tableau 5 montre que le béton comprenant l’adjuvant selon l’invention
Iprésente une meilleure perméabilité, tout en ayant une rhéologie (écoulement à | l’état frais déterminé au cône d’Abrams) tout à fait satisfaisante.
En effet, la perméabilité d’un béton de référence B5 ne comprenant pasd’adjuvant hormis un retardateur de prise (tripolyphosphate de sodium) présenteune perméabilité de 0,05 mD pour une consistance de 210 mm. Pour uneconsistance sensiblement identique, les bétons préparés avec l’adjuvant selon | l’invention présente une perméabilité multipliée d’un facteur 26 (par exemple entre | les bétons B11 ou B14 selon l’invention et le béton de référence B5), voire d’unfacteur 30 entre le béton B15 selon l’invention et le béton de référence B5.
Ce tableau montre également que le béton ne comprenant que du lactated’aluminium seul (béton B6) présente une perméabilité basse de 0,20 mD.Lorsqu’on ajoute de la magnésie (béton B10), la perméabilité atteint 0,59 mD, soit | une augmentation de perméabilité d’un facteur 3. Et lorsqu’on ajoute en outre dupolyacrylate de sodium (béton B11), la perméabilité atteint 1,3 mD, soit uneaugmentation de la perméabilité d’un facteur 6,5 par rapport au béton B6.
Egalement, la perméabilité d’un béton comprenant l’adjuvant selonl’invention à base de citrate trisodique est fortement augmentée par rapport aubéton de référence ou par rapport à des compositions de bétons ne comprenantqu’un ou deux des composés essentiels de l’adjuvant selon l’invention, telles queles compositions B6 à B10 et B13, tout en ayant une rhéologie acceptable. Par | exemple, la perméabilité est augmentée d’un facteur 6 entre le béton B14 sétonj
l’invention et le béton B6 ne comprenant que du lactate d’aluminium, ou encored’un facteur 2,7 entre ce même béton B14 selon l’invention et le béton B13I (lactate d’aluminium + citrate trisodique), soit une variation de +171%.
Par conséquent, la combinaison des trois composants de l’adjuvantpermet d’améliorer significativement la perméabilité d’un béton réfractaire dans| lequel ils sont incorporés par rapport à l’emploi de seulement d’un ou de deux de| ces composants.
On remarque, en outre d’après ce tableau 5, que l’emploi d’unretardateur (tripolyphosphate de sodium) au sein de l’adjuvant fait très légèrement| baisser la perméabilité du béton (B 12).
2. Compositions testées de béton LCC
Pour cet essai, différentes formulations d’adjuvants ont été testées afin de| fabriquer des bétons réfractaires. La « composition de base » des bétons testés, à savoir le mélange de ciment et de granulat, est donnée dans le tableau 6 ; tandisque les compositions finales des bétons testés (nommés ci-après B16 à B18) sontprésentées dans le tableau 7. Egalement pour cet essai, les compositionsd’adjuvant, de ciment et de béton ont été préparées à partir des mêmes matièrespremières et selon le même mode opératoire que celui décrit dans l’essai B) ci-dessus selon la deuxième méthode de séchage.
Tableau 6
Pour 100 parties en poids de béton de base selon la composition debase donnée dans le tableau 6 ci-dessus, différentes compositions d’additifs ontété étudiées (tableau 7) :
Tableau 7
Le taux de gâchage en eau pour tous les bétons B16 à B18 testés est de5,00%.
Tout comme l’essai précédent illustré dans le tableau 5, le tableau 7montre que la perméabilité est meilleure lorsque le béton comprend l’adjuvant
selon l’invention B18. En effet, on obtient une perméabilité très basse lorsque lebéton B16 est additive d’un défloculant selon l’art antérieur, à savoir ici le PeraminAI200®. Cette valeur est améliorée lorsqu’on ajoute deux composants de j l’adjuvant selon l’invention et l’est encore davantage lorsqu’on rajoute les trois, àsavoir le lactate d’aluminium, le polyacrylate de sodium et la magnésie. En effet,on observe une augmentation de la perméabilité de plus de 47% entre les bétonsB17etB18.
Ainsi, c’est bel et bien la combinaison de ces constituants qui permetd’augmenter la perméabilité des bétons réfractaires, tout en n’affectant pas leurrésistance mécanique et leur robustesse, comme cela a été démontré dans l’essaiB) ci-dessus.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisationparticulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprendtous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisonssi celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. :ί i | i

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS
    1. Adjuvant pour composition à base de liant hydraulique, tel qu’un©composition de ciment ou de béton réfractaire, comprenant, en masse, par rapportà sa masse totale, au moins : (a) de 20% à 70% d’au moins un acide organique d’aluminium, (b) de 3% à 20% d’au moins un défloculant choisi parmi un polymèred acide carboxylique, un acide carbôxyiiqu©, un de leurs sels, ou un de leursmélanges, et, (c) de 7% à 44% d’au moins un oxyde minéral.
  2. 2. Adjuvant selon la revendication 1, comprenant (a) de 48% à 61% dudit acide organique d'aluminium, (b) de 5% à 13 % dudit défloculant. et (c) de 19% à 34% dudit oxyde minéral.
  3. 3. Adjuvant selon tune des revendications 1 et 2, dans lequel (a) l’acideorganique d’aluminium est un lactate d'aluminium. 4. Adjuvant selon la revendication 3, dans lequel (a) te lactated'aluminium présente un ratio massique acide lactique sur alumine allant de 1,0 à3,0, de préférence allant de 1,2 à 1,6. 5. Adjuvant selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel te polymèred’acide carboxylique ou un de ses sels est choisi parmi : un polymère d'acideacrylique, un polymère d'acide polyacrylique, un polymère d'acide méthacrylique,un de leurs sels, tels que te polyacrylate de sodium, ou un de leurs mélanges, depréférence (b) te polymère d’acide carboxylique est un polyacrylate de sodium. 6. Adjuvant selon la revendication 5, dans lequel (b) te polyacrylate desodium présente un degré de polymérisation compris entre 2 000 et 10 000, depréférence compris entre 3 500 et 8 000. 7. Adjuvant selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’acidecarboxylique ou un de ses sels est choisi parmi : un acide citrique ou un de sessels, tels qu’un sel de métal alcalin, de préférence (d) l’acide carboxylique est uncitrate trisodique. 8. Adjuvant selon l'une quelconque des revendications précédentes,dans lequel (c) l'oxyde minéral est un oxyde métallique choisi parmi : un oxyde demagnésium, ou de ses sels, de préférence (c) l’oxyde minéral est l’oxyde de magnésium, ou une espèce minérale composée de carbonate de calcium et demagnésium, telle que delà dolomite.
  4. 9. Composition de ciment comprenant, en masse par rapport à la massetotale de ladite composition de ciment, au moins: de 20% à 70%, de préférence de 30% à 60% d’un liant hydraulique, et - de 30% à 80%, de préférence de 40% à 70% d’un adjuvant selon l’unedes revendications précédentes, - éventuellement de 0 à 10% d’autres additifs.
  5. 10. Composition de béton réfractaire comprenant au moins, en massepar rapport à la masse totale de la composition de béton réfractaire, - de 1% à 5%, de préférence de 2% à 4% et en particulier de 2,5% à3.5% d’une composition de ciment telle que définie à la revendication 9, et - de 95% à 99%, de préférence de 96% à 98% et en particulier de 96,5%à 97,5% d’un mélange granulaire composé d’au moins un granuiat et de fines.
  6. 11. Composition de béton réfractaire selon la revendication 10, danslaquelle le granuiat est choisi parmi : une dolomie, une magnésie, des silicatesd’alumine, de l'alumine tabulaire, des bauxites calcinées, une alumine fondue, un©mullite synthétique, spinelle ou un de leurs mélanges. 12. Utilisation d’un adjuvant selon tune des revendications 1 à 8 pouraméliorer te temps de séchage d’une composition de béton réfractaire. 13. Utilisation d’un adjuvant selon l’une des revendications 1 à 8 pouraméliorer la perméabilité d’une composition de béton réfractaire.
FR1553723A 2015-04-24 2015-04-24 Adjuvant pour composition de ciment ou de beton refractaire, ses utilisations, et compositions de ciment et de beton refractaire Expired - Fee Related FR3035399B1 (fr)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1553723A FR3035399B1 (fr) 2015-04-24 2015-04-24 Adjuvant pour composition de ciment ou de beton refractaire, ses utilisations, et compositions de ciment et de beton refractaire
KR1020177030473A KR102521026B1 (ko) 2015-04-24 2016-04-22 시멘트 또는 내화 콘크리트 조성물용 보조제, 이의 용도 및 시멘트 및 내화 콘크리트 조성물
BR112017022898-0A BR112017022898B1 (pt) 2015-04-24 2016-04-22 Adjuvante para uma composição baseada em um aglutinante hidráulico, composição de cimento, composição de concreto refratário e usos de um adjuvante
CN201680023551.7A CN107531569B (zh) 2015-04-24 2016-04-22 用于水泥或耐火混凝土组合物的辅料、其用途以及水泥和耐火混凝土组合物
PCT/EP2016/059048 WO2016170135A1 (fr) 2015-04-24 2016-04-22 Adjuvant pour ciment ou pour composition de béton réfractaire, utilisations associées, ainsi que ciment et compositions de béton réfractaire
US15/568,760 US10526247B2 (en) 2015-04-24 2016-04-22 Adjuvant for a cement or a refractory concrete composition, the uses thereof, and cement and refractory concrete compositions
JP2017550794A JP2018515412A (ja) 2015-04-24 2016-04-22 セメントまたは耐火コンクリート組成物用の補助剤、その使用、ならびにセメントおよび耐火コンクリート組成物
EP16722074.8A EP3286156B1 (fr) 2015-04-24 2016-04-22 Adjuvant pour ciment ou pour composition de béton réfractaire, utilisations associées, ainsi que ciment et compositions de béton réfractaire
ES16722074T ES2833008T3 (es) 2015-04-24 2016-04-22 Un adyuvante para un cemento o una composición de hormigón refractario, sus usos y composiciones de cemento y hormigón refractario
ZA2017/06520A ZA201706520B (en) 2015-04-24 2017-09-27 An adjuvant for a cement or a refractory concrete composition, the uses thereof, and cement and refractory concrete compositions

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1553723 2015-04-24
FR1553723A FR3035399B1 (fr) 2015-04-24 2015-04-24 Adjuvant pour composition de ciment ou de beton refractaire, ses utilisations, et compositions de ciment et de beton refractaire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3035399A1 FR3035399A1 (fr) 2016-10-28
FR3035399B1 true FR3035399B1 (fr) 2019-08-09

Family

ID=53366194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1553723A Expired - Fee Related FR3035399B1 (fr) 2015-04-24 2015-04-24 Adjuvant pour composition de ciment ou de beton refractaire, ses utilisations, et compositions de ciment et de beton refractaire

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10526247B2 (fr)
EP (1) EP3286156B1 (fr)
JP (1) JP2018515412A (fr)
KR (1) KR102521026B1 (fr)
CN (1) CN107531569B (fr)
BR (1) BR112017022898B1 (fr)
ES (1) ES2833008T3 (fr)
FR (1) FR3035399B1 (fr)
WO (1) WO2016170135A1 (fr)
ZA (1) ZA201706520B (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3068906B1 (fr) * 2017-07-13 2021-04-23 Kerneos Procede d'obtention d'un materiau compacte et materiau compacte obtenu de ce procede
CN109455987B (zh) * 2018-12-05 2021-03-09 华侨大学 一种常温养护超高性能混凝土柱及其施工方法
US10759697B1 (en) 2019-06-11 2020-09-01 MSB Global, Inc. Curable formulations for structural and non-structural applications
KR102576608B1 (ko) 2020-12-16 2023-09-12 쌍용씨앤이 주식회사 칼슘설포알루미네이트를 함유한 수경성 조성물 및 이를 포함하는 페이스트, 모르타르 및 콘크리트의 유동성 유지방법
KR102290193B1 (ko) * 2020-12-24 2021-08-19 주식회사 위드엠텍 콘크리트용 액상형 수화열 저감제 조성물 및 이를 이용한 수화열 저감 콘크리트

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000203954A (ja) * 1999-01-19 2000-07-25 Taiko Rozai Kk 高炉出銑樋カバ―、その内張り用流し込み耐火組成物及びそれを用いた高炉出銑樋カバ―の製造方法
EP1149808B1 (fr) * 2000-04-28 2008-05-28 Nippon Shokubai Co., Ltd. Additif pour ciment et composition de ciment le contenant
JP4102065B2 (ja) * 2001-12-28 2008-06-18 黒崎播磨株式会社 流し込み施工用耐火物
KR20050034652A (ko) * 2002-06-28 2005-04-14 다이코 로자이 가부시키가이샤 주조가능한 내화물용 분체 조성물 및 그것으로 이루어지는프리믹스재, 프리믹스재의 시공 방법 및 그 내화성 경화체
JP2004307231A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Taiko Rozai Kk 脂肪族ポリエステル繊維含有キャスタブル耐火物
US8096359B2 (en) * 2006-11-17 2012-01-17 Baker Hughes Incorporated Method of cementing using polymeric retarder
CN102887715B (zh) * 2011-07-22 2014-07-23 宝山钢铁股份有限公司 一种用于快速烘烤的钢包永久层浇注料
JP2013249226A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Taki Chem Co Ltd 不定形耐火物用通気率向上剤

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201706520B (en) 2018-11-28
US10526247B2 (en) 2020-01-07
EP3286156B1 (fr) 2020-08-19
JP2018515412A (ja) 2018-06-14
EP3286156A1 (fr) 2018-02-28
BR112017022898A2 (pt) 2018-07-24
CN107531569A (zh) 2018-01-02
BR112017022898B1 (pt) 2022-05-10
US20180141864A1 (en) 2018-05-24
FR3035399A1 (fr) 2016-10-28
KR102521026B1 (ko) 2023-04-12
WO2016170135A1 (fr) 2016-10-27
KR20170140208A (ko) 2017-12-20
ES2833008T3 (es) 2021-06-14
CN107531569B (zh) 2020-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3035399B1 (fr) Adjuvant pour composition de ciment ou de beton refractaire, ses utilisations, et compositions de ciment et de beton refractaire
JP4470207B2 (ja) 耐火れんが
CA2850093C (fr) Procede de production de materiaux ceramiques legers
EP2516349B1 (fr) Poudre pour pisé sec vitrocéramique
JP7340930B2 (ja) ゼオライト微細構造を含むキャスタブル耐火性組成物およびその使用
FR2954765A1 (fr) Poudre pour pise sec
EP2222616B1 (fr) Produit refractaire a matrice de sialon dope
EP3328811A1 (fr) Ciment d'aluminates de calcium à longue ouvrabilité et à durcissement favorisé par une élévation de température, et utilisation associée
JP5943032B2 (ja) 軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法
CN113968745A (zh) 一种协同处置固废水泥窑的预分解系统用耐火浇注料
JP2013199427A (ja) 鋳造体、キャスタブル組成物、及びそれらの製造方法
EP2139825B1 (fr) Bloc de beton refractaire tempere a deformation controlee
JP2016199449A (ja) 不定形耐火組成物、及び不定形耐火物
EP3052455A1 (fr) Produit refractaire a matrice de siaion
JP5031239B2 (ja) アルミナセメント、アルミナセメント組成物及び不定形耐火物
JP2007055848A (ja) 球状マグネシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物
JP2002234776A (ja) 溶鋼取鍋用不定形耐火組成物
Alnawafleh Mechanical and physical properties of silica bricks produced from local materials
WO2015132848A1 (fr) Béton réfractaire
FR3050204A1 (fr) Compositions de beton refractaire contenant des microstructures zeolithiques, ainsi que leurs utilisations
FR2946642A1 (fr) Produit refractaire a matrice de siaion, d'alumine et de silicium.
BE529942A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20161028

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

ST Notification of lapse

Effective date: 20221205