FR3102985A1 - FORMULATION FOR CONCRETE, PROCESS FOR PREPARING THE CONCRETE, OBTAINED CONCRETE AND APPARATUS FOR THE PREPARATION OF THIS CONCRETE - Google Patents

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Abstract

FORMULATION POUR BÉTON, PROCÉDÉ DE PRÉPARATION DU BÉTON, BÉTON OBTENU ET APPAREILLAGE POUR LA PRÉPARATION DE CE BÉTON Cette formulation pour béton comportant : un squelette granulaire comportant : une fraction sableuse (S) ; et une fraction gravillonnaire (G) ; du ciment (C) ; et de l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton, caractérisée par le fait que le squelette granulaire comporte également une fraction de fines (F), laquelle se présente sous la forme d’une boue aqueuse, ou d’une boue aqueuse partiellement déshydratée sous forme de gâteaux, l’eau de ladite boue aqueuse ou de ladite boue aqueuse partiellement déshydratée faisant partie de l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton.FORMULATION FOR CONCRETE, METHOD FOR PREPARING CONCRETE, CONCRETE OBTAINED AND APPARATUS FOR PREPARING THIS CONCRETE This formulation for concrete comprising: a granular skeleton comprising: a sandy fraction (S); and a gravel fraction (G); cement (C); and water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete, characterized in that the granular skeleton also comprises a fraction of fines (F), which is in the form of an aqueous slurry , or of a partially dehydrated aqueous sludge in the form of cakes, the water of said aqueous sludge or of said partially dehydrated aqueous sludge forming part of the water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete.

Description

FORMULATION POUR BÉTON, PROCÉDÉ DE PRÉPARATION DU BÉTON, BÉTON OBTENU ET APPAREILLAGE POUR LA PRÉPARATION DE CE BÉTONFORMULATION FOR CONCRETE, METHOD FOR PREPARING CONCRETE, CONCRETE OBTAINED AND APPARATUS FOR PREPARING THIS CONCRETE

La présente invention concerne une formulation pour béton, un procédé de préparation du béton à partir de cette formulation, le béton obtenu ainsi qu’un appareillage pour la préparation de ce béton.The present invention relates to a formulation for concrete, a process for the preparation of concrete from this formulation, the concrete obtained as well as an apparatus for the preparation of this concrete.

Le béton selon l’invention présente la particularité d’incorporer en tant que partie du squelette granulaire des fines se présentant notamment sous la forme de boues aqueuses, lesquelles proviennent du traitement de lavage / hydrocyclonage de terres ou sont constituées par des sédiments marins ou fluviaux. La teneur en eau de ces boues dépend de leur origine, sachant qu’elle a pu être réduite par exemple par décantation ou par traitement sur des filtres-presses, des filtres à bandes ou des centrifugeuses.The concrete according to the invention has the particularity of incorporating as part of the granular skeleton fines in particular in the form of aqueous sludge, which come from the treatment of washing / hydrocycloning of land or consist of marine or river sediments . The water content of this sludge depends on its origin, knowing that it may have been reduced, for example, by settling or by treatment on filter presses, belt filters or centrifuges.

Le traitement de lavage / hydrocyclonage des terres vise à en séparer les différentes fractions granulométriques, dont les particules fines, lesquelles fixent les polluants de façon majoritaire, vis-à-vis des fractions plus grossières, telles que le sable et les gravillons. Ces particules fines sont, dans le procédé de traitement de lavage / hydrocyclonage des terres qui sera décrit dans ce qui suit, obtenues sous la forme de boues aqueuses.The treatment of washing / hydrocycloning of the land aims to separate the different particle size fractions, including fine particles, which fix the pollutants in a majority way, vis-à-vis the coarser fractions, such as sand and gravel. These fine particles are, in the land washing/hydrocycloning treatment process which will be described below, obtained in the form of aqueous sludge.

Les sédiments fluviaux ou marins, dont le rejet dans les cours d’eau et la mer, est de plus en plus contraint par la règlementation environnementale (dont le protocole de Londres (1996) au niveau international et la circulaire du 14 Juin 2000 relative aux conditions d’utilisation du référentiel GEODE de qualité des sédiments marins ou estuariens présents en milieu naturel ou portuaire pour le cadre réglementaire national), sont des boues aqueuses qu’il est donc nécessaire de traiter. Différentes solutions ont été proposées pour ce traitement, ces solutions visant à transformer ces boues en un matériau solide. L’un d’eux consiste à traiter les boues par de la chaux vive. Un autre – selon la demande de brevet français 2 937 266 – consiste à traiter les boues par un liant sulfo-alumineux et au moins l’un d’une source de sulfate et d’un catalyseur des réactions d’hydratation du liant sulfo-alumineux.River or marine sediments, the discharge of which into rivers and the sea, is increasingly constrained by environmental regulations (including the London Protocol (1996) at the international level and the circular of June 14, 2000 relating to conditions of use of the GEODE standard for the quality of marine or estuarine sediments present in the natural or port environment for the national regulatory framework), are aqueous sludges which therefore need to be treated. Various solutions have been proposed for this treatment, these solutions aiming to transform this sludge into a solid material. One of them consists of treating the sludge with quicklime. Another – according to French patent application 2,937,266 – consists in treating the sludge with a sulpho-aluminous binder and at least one of a source of sulphate and a catalyst for the hydration reactions of the sulpho-aluminous binder. aluminous.

Toutes les solutions proposées pour le traitement des boues par solidification de celles-ci sont dans la pratique compliquées, prenant du temps et demandant beaucoup de main-d’œuvre.All the solutions proposed for the treatment of sludge by solidification thereof are in practice complicated, time-consuming and labor-intensive.

La Société déposante a cherché à résoudre ces difficultés et, à cet effet, propose d’introduire les boues aqueuses de fines directement lors de la préparation d’un béton, l’eau de ces boues constituant tout ou partie de l’eau de gâchage du béton.The applicant company has sought to resolve these difficulties and, to this end, proposes to introduce aqueous fines sludge directly during the preparation of a concrete, the water from this sludge constituting all or part of the mixing water. concrete.

Il est apparu de façon surprenante que les bétons obtenus de cette façon peuvent trouver des applications avantageuses car leurs résistances mécaniques en compression se sont révélées être celles des bétons classiques tels que les bétons C25/30 selon la norme des bétons NF EN 206/CN. Ces résistances sont de l’ordre de 10-50 MPa à 28 jours sur des éprouvettes cubiques de 15 x 15 x 15cm, étant augmentées notamment de 30 % à 90 jours dans le cas de l’utilisation d’un ciment à base de laitier.It appeared surprisingly that the concretes obtained in this way can find advantageous applications because their mechanical compressive strengths have proven to be those of conventional concretes such as C25/30 concretes according to the concrete standard NF EN 206/CN. These resistances are of the order of 10-50 MPa at 28 days on cubic specimens of 15 x 15 x 15cm, being increased in particular by 30% at 90 days in the case of the use of a slag-based cement .

De plus, il est proposé selon la présente invention un procédé particulièrement intéressant pour la préparation de ces bétons, ce procédé particulier comportant un lavage de terres permettant la formulation du béton sans apport de matériaux granulaires extérieurs, en vue d’un recyclage complet des terres, lesquelles représentent des déchets de grand volume : terre d’excavation, déblais, ….In addition, there is proposed according to the present invention a particularly interesting process for the preparation of these concretes, this particular process comprising a washing of earth allowing the formulation of the concrete without addition of external granular materials, with a view to a complete recycling of the earth. , which represent large volume waste: excavation soil, cuttings, ….

On peut à ce propos souligner que l’utilisation des fines selon l’invention conduit de façon surprenante à des bétons inertes – au sens de l’Arrêté du 12 décembre 2014 - malgré que ces fines renferment des polluants.In this regard, it can be emphasized that the use of the fines according to the invention surprisingly leads to inert concretes – within the meaning of the Order of December 12, 2014 – despite the fact that these fines contain pollutants.

La présente invention a donc d’abord pour objet une formulation pour béton comportant :The present invention therefore firstly relates to a formulation for concrete comprising:

  • un squelette granulaire comportant :
    • une fraction sableuse (S) ; et
    • une fraction gravillonnaire (G) ;
    a granular skeleton comprising:
    • a sandy fraction (S); And
    • a gravel fraction (G);
  • du ciment (C) ; etcement (C); And
  • de l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton,water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete,

caractérisée par le fait que le squelette granulaire comporte également une fraction de fines (F), laquelle se présente sous la forme d’une boue aqueuse, ou d’une boue aqueuse partiellement déshydratée sous forme de gâteaux, l’eau de ladite boue aqueuse ou de ladite boue aqueuse partiellement déshydratée faisant partie de l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton.characterized in that the granular skeleton also comprises a fraction of fines (F), which is in the form of an aqueous sludge, or of a partially dehydrated aqueous sludge in the form of cakes, the water of the said aqueous sludge or said partially dehydrated aqueous slurry forming part of the water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete.

L’eau pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton, dite eau efficace, consiste en la somme :The water to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete, called effective water, consists of the sum:

  • d’un apport extérieur d’eau ; etan external supply of water; And
  • de l’humidité qui entoure les fractions sableuse (S) et gravillonaire (G).moisture surrounding the sandy (S) and gravelly (G) fractions.

En effet, en pratique, les sables et gravillons présentent une humidité en dehors des grains qui est généralement d’au plus et y compris 5 % en masse de la masse de sable et de gravillons.Indeed, in practice, the sands and gravel have a humidity apart from the grains which is generally at most and including 5% by mass of the mass of sand and gravel.

En d’autres termes, l’eau efficace est égale à la différence entre la quantité d’eau totale contenue dans le béton frais et la quantité d’eau absorbable par le sable et les gravillons.In other words, the effective water is equal to the difference between the total quantity of water contained in the fresh concrete and the quantity of water absorbable by the sand and gravel.

Selon l’invention, l’eau de la boue aqueuse de fines, le cas échéant partiellement déshydratée, fait partie de l’eau efficace et, selon la teneur en eau de la boue de fines, forme l’apport extérieur d’eau qui ne nécessite pas d’eau supplémentaire (notamment dans le cas des fortes teneurs en eau, la boue aqueuse étant capable de s’écouler), ou encore forme un apport extérieur d’eau qui doit être complété par un apport supplémentaire (notamment dans le cas des faibles teneurs en eau, la boue ayant été mise sous la forme de gâteaux, par exemple pour en faciliter la manutention).According to the invention, the water of the aqueous fines sludge, optionally partially dehydrated, is part of the effective water and, depending on the water content of the fines sludge, forms the external water supply which does not require additional water (in particular in the case of high water contents, the aqueous sludge being able to flow), or even forms an external supply of water which must be supplemented by an additional supply (in particular in the case of low water contents, the sludge having been put in the form of cakes, for example to facilitate handling).

En particulier, la boue aqueuse peut être à l’état capable de s’écouler et présenter une teneur en matières sèches de 10 à 50 % en masse, notamment de 20 à 40 % en masse, en particulier de 25 à 35 % en masse, ou peut être à l’état partiellement déshydraté, sous forme de gâteaux, et présenter une teneur en matières sèches de 50 à 95 % en masse, en particulier de 50 à 70 % en masse.In particular, the aqueous sludge may be in a flowable state and have a dry matter content of 10 to 50% by mass, in particular 20 to 40% by mass, in particular 25 to 35% by mass. , or may be in the partially dehydrated state, in the form of cakes, and have a dry matter content of 50 to 95% by mass, in particular 50 to 70% by mass.

Les fines peuvent être des fines provenant de matériaux minéraux limono-argileux, tels que les terres et les sédiments marins ou fluviaux bruts.Fines can be fines from silty-clay mineral materials, such as soils and raw marine or river sediments.

Conformément à un mode de réalisation particulièrement avantageux, la boue aqueuse est issue d’un traitement de lavage / hydrocyclonage de terres, la fraction sableuse (S), la fraction gravillonnaire (G) et la boue aqueuse de fines (F) pouvant avantageusement provenir d’un même traitement de lavage / hydrocyclonage de terres visant à obtenir le sable, les gravillons et une boue aqueuse de fines.In accordance with a particularly advantageous embodiment, the aqueous sludge comes from a washing/hydrocycloning treatment of land, the sandy fraction (S), the gravelly fraction (G) and the aqueous fines sludge (F) possibly coming from of the same land washing/hydrocycloning treatment aimed at obtaining sand, gravel and an aqueous slurry of fines.

Les fines peuvent avoir une dimension de particules inférieure à 400 µm, en particulier inférieure à 63 µm.The fines can have a particle size of less than 400 μm, in particular less than 63 μm.

La fraction gravillonnaire (G) peut être une fraction 6/20 mm, 6/30 mm, 6/60 mm, 6/80 mm, et la fraction sableuse (S) peut être une fraction 0/6 mm, 0/4 mm.The gravel fraction (G) can be a 6/20 mm, 6/30 mm, 6/60 mm, 6/80 mm fraction, and the sandy fraction (S) can be a 0/6 mm, 0/4 mm fraction .

Le ciment (C) est avantageusement choisi parmi :The cement (C) is advantageously chosen from:

  • les ciments à base de laitier de haut-fourneau de type CEM III, et, plus particulièrement CEM/III de type C ; etcements based on CEM III type blast furnace slag, and more particularly CEM/III type C; And
  • les ciments sursulfatés.oversulphated cements.

Les ciments CEM/III sont définis par la norme européenne des ciments courants, NF-EN 197-1, et les ciments sursulfatés, par la norme européenne NF-EN 15743.CEM/III cements are defined by the European standard for common cements, NF-EN 197-1, and oversulphated cements, by the European standard NF-EN 15743.

Pour le ciment CEM/III de type C, la norme des ciments NF EN 197-1 fixe les proportions suivantes :For CEM/III type C cement, the cement standard NF EN 197-1 sets the following proportions:

  • laitier de haut-fourneau : 81-95% en masseblast furnace slag: 81-95% by mass
  • clinker Portland : 19–5% en massePortland clinker: 19–5% by mass

du gypse pouvant être présent jusqu’à 5% en masse du laitier de haut fourneau + ciment Portland.gypsum may be present up to 5% by mass of blast furnace slag + Portland cement.

Pour le ciment sursulfaté, la norme NF EN 15743 fixe les proportions suivantes :For oversulphated cement, standard NF EN 15743 sets the following proportions:

  • Laitier de haut-fourneau, S : S >75%Blast Furnace Slag, S: S >75%
  • Sulfate de Calcium, Cs : 5%≤ Cs ≤ 20%Calcium Sulfate, Cs: 5%≤ Cs ≤ 20%
  • Clinker Portland, K : 0%≤ K ≤ 5%Portland Clinker, K: 0%≤ K ≤ 5%
  • Constituants secondaires, A : 0%≤ A ≤ 5%Secondary constituents, A: 0%≤ A ≤ 5%

La formulation selon l’invention peut comporter en outre avantageusement au moins un superplastifiant – haut réducteur d’eau notamment de type polycarboxylate, tel que l’adjuvant MasterGlenium ACE 550 de BASF, par exemple.The formulation according to the invention may also advantageously comprise at least one superplasticizer – high water reducer, in particular of the polycarboxylate type, such as the MasterGlenium ACE 550 adjuvant from BASF, for example.

D’autres adjuvants classiquement utilisés dans les bétons, tels que des accélérateurs de prise, peuvent également être ajoutés.Other admixtures conventionally used in concrete, such as setting accelerators, can also be added.

Les constituants (S), (G), (F), (C) et (E) de la formulation peuvent être présents pour 100 parties en masse de tous ces constituants, à raison de :The constituents (S), (G), (F), (C) and (E) of the formulation may be present per 100 parts by mass of all these constituents, at the rate of:

  • 10 - 30 parties en masse de fraction sableuse (S) ;10 - 30 parts by mass of sandy fraction (S);
  • 35 - 65 parties en masse de fraction gravillonnaire (G) ;35 - 65 parts by mass of gravel fraction (G);
  • 5 – 25 parties en masse de fines (F), sous forme de matières sèches ;5 – 25 parts by mass of fines (F), as dry matter;
  • 10 - 25 parties en masse de ciment (C) ; et10 - 25 parts by mass of cement (C); And
  • 4 - 14 parties en masse d’eau (E) ;4 - 14 parts by mass of water (E);

au moins un superplastifiant - haut réducteur d’eau pouvant avantageusement être ajouté, à raison notamment de jusqu’à 4 parties en masse par rapport à la masse du ciment (C).at least one superplasticizer - high water reducer which can advantageously be added, in particular at a rate of up to 4 parts by mass relative to the mass of the cement (C).

La formulation d’un béton fixe obligatoirement le rapport eau efficace/ciment [(E)/(C)] à une valeur variant entre 0,45 et 0,65, fixée par les différentes classes d’exposition des bétons définies par la Norme Européenne des Bétons NF-EN 206-1/CN.The formulation of a concrete must set the effective water/cement ratio [(E)/(C)] at a value varying between 0.45 and 0.65, fixed by the different classes of exposure of concretes defined by the Standard. European of Concretes NF-EN 206-1/CN.

La présente invention a également pour objet un béton obtenu à partir de la formulation telle que définie ci-dessus. Ce béton convient à des applications de bétons recyclés.The present invention also relates to a concrete obtained from the formulation as defined above. This concrete is suitable for recycled concrete applications.

La présente invention permet d’obtenir avec les formulations de béton qui en font l’objet des bétons ayant :The present invention makes it possible to obtain, with the concrete formulations which are the subject of it, concretes having:

  • une résistance mécanique en compression selon la Norme NF EN 12390-3 Juin 2019 sur cube de 15x15x15 cm, de 10 - 50 MPa à 28 jours dans le cas de l’utilisation d’un ciment CEMIII/C , et de 5 -45 MPa à 28 jours dans le cas d’un ciment sursulfaté ; eta mechanical resistance in compression according to Standard NF EN 12390-3 June 2019 on a 15x15x15 cm cube, 10 - 50 MPa at 28 days in the case of using a CEMIII/C cement, and 5 - 45 MPa at 28 days in the case of an oversulphated cement; And
  • une rhéologie de classe S4 au sens de la norme NF EN 206 CN.a class S4 rheology within the meaning of standard NF EN 206 CN.

La présente invention a aussi pour objet un procédé de préparation d’un béton dont la formulation est telle que définie ci-dessus, caractérisé par le fait que, dans un outil de malaxage du béton, tel que centrale à béton ou camion malaxeur ou bétonnière, on introduit successivement :The present invention also relates to a process for preparing a concrete whose formulation is as defined above, characterized in that, in a concrete mixing tool, such as a concrete plant or truck mixer or concrete mixer , we successively introduce:

  • la boue aqueuse de fines (F) ;aqueous fines slurry (F);
  • la fraction gravillonnaire (G) ;the gravel fraction (G);
  • la fraction sableuse (S) ;the sandy fraction (S);
  • le ciment (C) ; etcement (C); And
  • le cas échéant au moins un superplastifiant - réducteur d'eau tel que défini ci-dessus,where appropriate at least one superplasticizer - water reducer as defined above,

l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton comprenant, comme eau d’apport, l’eau de la boue aqueuse de fines (F) à laquelle un complément d’eau est éventuellement ajouté avant ou après l’introduction de la boue aqueuse de fines (F).water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete comprising, as added water, water from the aqueous fines slurry (F) to which additional water is optionally added before or after the introduction of the aqueous slurry of fines (F).

En particulier, le procédé de préparation du béton selon la présente invention peut avantageusement comprendre les étapes suivantes :In particular, the process for preparing concrete according to the present invention may advantageously comprise the following steps:

(a) retrait des macrodéchets, tels que morceaux de bois, de métal, de béton, de câbles électriques, de matière plastique, à partir des terres ;(a) removal of macro-waste, such as pieces of wood, metal, concrete, electrical cables, plastic material, from land;

(b) criblage à sec pour laisser passer un mélange de gravillons, de sable et de fines ;(b) dry screening to pass a mixture of gravel, sand and fines;

(c) lavage/criblage de ce mélange par des jets d’eau haute pression pour obtenir :(c) washing/screening of this mixture by high pressure water jets to obtain:

  • d’une part, une fraction gravillonnaire (G) ; eton the one hand, a gravel fraction (G); And
  • d’autre part, une pulpe sableuse contenant, dans de l’eau, du sable et des fines ;on the other hand, a sandy pulp containing, in water, sand and fines;

(d) hydrocyclonage de la pulpe sableuse pour obtenir, en souverse, une fraction sableuse (S) et, en surverse, une boue aqueuse de fines (F) ; ou(d) hydrocycloning the sandy pulp to obtain, in overflow, a sandy fraction (S) and, in overflow, an aqueous slurry of fines (F); Or

(d1) premier hydrocyclonage de la pulpe sableuse pour obtenir :(d1) first hydrocycloning of the sandy pulp to obtain:

  • en souverse, une boue aqueuse de sable et de fines ; etunderflow, a watery mud of sand and fines; And
  • en surverse, une boue aqueuse de fines (F) ;overflowing, an aqueous slurry of fines (F);

(d2) second hydrocyclonage de la boue aqueuse de sable et de fines résultant du premier hydrocyclonage pour obtenir :(d2) second hydrocycloning of the aqueous sand and fines slurry resulting from the first hydrocycloning to obtain:

  • d’une part, une fraction sableuse (S) ; eton the one hand, a sandy fraction (S); And
  • d’autre part, une boue aqueuse de fines (F) ;on the other hand, an aqueous slurry of fines (F);

(e) le cas échéant, décantation de la ou des boues aqueuses de fines (F) pour en réduire la teneur en eau et/ou(e) if necessary, decantation of the aqueous fines sludge(s) (F) to reduce the water content and/or

(f) déshydratation partielle par exemple par pressage ou centrifugation de la ou des boues aqueuses de fines (F) ; et(f) partial dehydration for example by pressing or centrifugation of the aqueous sludge(s) of fines (F); And

(g) préparation d’un béton à partir d’au moins une partie de la fraction gravillonnaire (G), au moins une partie de la fraction sableuse (S) et au moins une partie de la ou des boues aqueuses de fines (F) le cas échéant partiellement déshydratées, avec un éventuel complément d’apport d’eau à l’eau des boues de fines (F).(g) preparation of a concrete from at least a part of the gravelly fraction (G), at least a part of the sandy fraction (S) and at least a part of the aqueous sludge(s) of fines (F ) if necessary partially dehydrated, with a possible addition of water to the fines sludge water (F).

On peut choisir d’effectuer un seul cyclonage (d) ou deux cyclonages (d1 et d2) par exemple en fonction de la teneur en fines de la boue aqueuse. A titre d’exemple, on peut effectuer un seul cyclonage (d) dans le cas d’une teneur en fines inférieure à 15% en masse dans la terre brute, et deux cyclonages successifs (d1 et d2) dans le cas d’une teneur en fines dans la terre brute de 15 à 40 % en masse.It is possible to choose to carry out a single cycloning (d) or two cyclonings (d1 and d2) for example depending on the content of fines in the aqueous sludge. By way of example, a single cycloning (d) can be carried out in the case of a fines content of less than 15% by mass in the raw earth, and two successive cyclonings (d1 and d2) in the case of a fines content in the raw earth 15 to 40% by mass.

A l’étape ©, on peut procéder à un lavage sous jets d’eau haute pression de la fraction gravillonnaire (G) obtenue par exemple dans un débourbeur à palettes, une petite fraction aqueuse de fines étant alors obtenue, qui peut également être utilisée dans la fabrication du béton selon l’invention.In step ©, the gravel fraction (G) obtained, for example, can be washed under high pressure water jets in a paddle scrubber, a small aqueous fraction of fines then being obtained, which can also be used in the manufacture of concrete according to the invention.

A l’étape (d1), on peut adresser la boue aqueuse de sable et de fines obtenue en souverse à au moins une cellule d’attrition pour nettoyer le sable de fines particules argileuses collées à celui-ci, avant d’envoyer cette boue au deuxième hydrocyclonage (d2).In step (d1), the aqueous slurry of sand and fines obtained in the underflow can be sent to at least one attrition cell to clean the sand of fine clay particles stuck to it, before sending this sludge to the second hydrocycloning (d2).

Enfin la présente invention a pour objet un appareillage pour la préparation d’un béton à partir de la formulation telle que définie ci-dessus, caractérisé par le fait qu’il comporte :Finally, the subject of the present invention is an apparatus for the preparation of concrete from the formulation as defined above, characterized in that it comprises:

  • un crible, tel qu’un crible à étoiles, permettant de laisser passer un mélange de gravillons, sable et fines en retenant la fraction grossière des terres à traiter ;a screen, such as a star screen, allowing a mixture of gravel, sand and fines to pass while retaining the coarse fraction of the land to be treated;
  • une laveuse – cribleuse comportant un ensemble de jets d’eau haute pression pour fragmenter ledit mélange, suivi d’un premier tamis retenant une boue aqueuse de gravillons et fines et d’un second tamis retenant une pulpe sableuse faite de sables et de fines, avec le cas échéant interposition d’un tamis intermédiaire, lesdits tamis étant animés de mouvements verticaux pour disperser la matière et casser les agglomérats ; eta washer-screener comprising a set of high-pressure water jets to fragment said mixture, followed by a first sieve retaining an aqueous slurry of gravel and fines and a second sieve retaining a sandy pulp made of sands and fines, with, where appropriate, the interposition of an intermediate sieve, said sieves being driven by vertical movements to disperse the material and break up the agglomerates; And
  • un dispositif de lavage de ladite boue de gravillons et de fines, tel qu’un dispositif comportant deux vis sans fin tournant en sens opposés et des jets d’eau haute pression, ou un débourbeur à palettes, permettant de créer des forces de cisaillement pour obtenir une fraction gravillonnaire (G) ;a device for washing said slurry of gravel and fines, such as a device comprising two endless screws rotating in opposite directions and high-pressure water jets, or a paddle sludge, making it possible to create shearing forces to obtain a gravelly fraction (G);
  • un hydrocyclone permettant de séparer, à partir de la pulpe sableuse, en sousverse une fraction sableuse (S) et en surverse une boue aqueuse de fines (F) ; oua hydrocyclone making it possible to separate, from the sandy pulp, an underflow of a sandy fraction (S) and an overflow of an aqueous slurry of fines (F); Or
  • un premier hydrocyclone permettant de séparer, à partir de la pulpe sableuse, une boue aqueuse de sables et de fines et une boue aqueuse de fines (F) ;a first hydrocyclone for separating, from the sandy pulp, an aqueous sludge of sands and fines and an aqueous sludge of fines (F);
  • un second hydrocyclone permettant de séparer, à partir de la boue aqueuse de sable et de fines du premier hydrocyclone, une fraction sableuse (S) et une boue aqueuse de fines (F),a second hydrocyclone for separating, from the aqueous mud of sand and fines from the first hydrocyclone, a sandy fraction (S) and an aqueous mud of fines (F),

au moins une partie de la fraction gravillonnaire (G), au moins une partie de la fraction sableuse (S) et au moins une partie de la ou des boues aqueuses (F) entrant dans la composition de la formulation pour béton.at least a part of the gravelly fraction (G), at least a part of the sandy fraction (S) and at least a part of the aqueous sludge(s) entering into the composition of the formulation for concrete.

L’appareillage selon l’invention peut aussi comporter en outre un silo de décantation des boues aqueuses de fines (F) pour récupérer en souverse des boues de fines à taux d’humidité réduit, et/ou au moins un filtre-presse, et / ou au moins un filtre à bandes et/ou au moins une centrifugeuse, pour récupérer des gâteaux de boues aqueuses de fines.The apparatus according to the invention may also further comprise a fines aqueous sludge settling silo (F) for recovering fines sludge with a reduced humidity rate from the underflow, and/or at least one filter press, and / or at least one belt filter and/or at least one centrifuge, to recover fines aqueous sludge cakes.

Les exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée.The following examples illustrate the present invention without however limiting its scope.

Exemple 1Example 1

Fabrication d’un béton à partir de terresMaking concrete from earth

On a conduit le procédé suivant :The following process was carried out:

(a)Pré-traitement d’une terre à traiter (a) Pre-treatment of soil to be treated

On extrait les macro-déchets de la terre à traiter, laquelle contient un pourcentage de fines de 30 %.The macro-waste is extracted from the earth to be treated, which contains a percentage of fines of 30%.

(b)Criblage à sec/scalpage (b) Dry screening/scalping

On réalise un criblage à sec de la terre obtenue en (a) pour retenir la fraction grossière, supérieure à 80 mm et laisser passer les fractions de granulométrie inférieure.Dry screening of the soil obtained in (a) is carried out to retain the coarse fraction, greater than 80 mm and let the fractions of smaller particle size pass.

(c)Criblage/tamisage sous eau (c) Screening/sieving under water

Grâce à la superposition de trois tamis (60 mm, 22 mm et 6 mm), une cribleuse-laveuse assure la séparation des fragments de matière en deux parties (6/60mm et 0/6mm).Thanks to the superposition of three sieves (60 mm, 22 mm and 6 mm), a screen-washer separates the fragments of material into two parts (6/60mm and 0/6mm).

Le tamis de 22mm sert uniquement de tamis intermédiaire de «protection», évitant l’arrivée trop rapide et brutale de la fraction moyenne sur le tamis de 6mm. Les jets d’eau haute pression placés en amont de la cribleuse exercent des forces de cisaillement sur la matière et favorisent ainsi la séparation des fines. Alors que les mouvements verticaux des tamis permettent de disperser la matière et de casser les agglomérats, la composante d’avancement assure la progression des produits vers leur exutoire.The 22mm sieve is only used as an intermediate “protection” sieve, avoiding too rapid and sudden arrival of the middle fraction on the 6mm sieve. The high-pressure water jets placed upstream of the screener exert shearing forces on the material and thus promote the separation of the fines. While the vertical movements of the sieves allow the material to be dispersed and the agglomerates to be broken up, the advancement component ensures the progress of the products towards their outlet.

Les gravillons (G) (6/60mm) sont dirigés vers un débourbeur à palettes tandis qu’une pulpe sableuse formée de sable et de fines (0/6mm) est envoyée dans un premier hydrocyclone.The gravel (G) (6/60mm) is sent to a paddle sludge remover while a sandy pulp made up of sand and fines (0/6mm) is sent to a first hydrocyclone.

Constitué de deux arbres s’apparentant à des vis sans fin tournant en sens opposé, le débourbeur à palettes termine le lavage des gravillons (G). Le passage sous des jets d’eau haute pression crée des forces de cisaillement sur la matière et favorise ainsi la séparation des fines et leur transfert dans l’eau. Les fines sont ensuite pompées vers le bassin de boues. Les gravillons (G) propres obtenus à l’exutoire sont stockés dans la zone dédiée.Consisting of two shafts resembling endless screws rotating in opposite directions, the paddle sludge remover completes the washing of gravel (G). Passing under high-pressure water jets creates shear forces on the material and thus promotes the separation of fines and their transfer into the water. The fines are then pumped to the sludge pond. The clean gravel (G) obtained at the outlet is stored in the dedicated area.

Le débourbeur à palettes permet également d’évacuer les flottants (éléments légers, plastiques, matière charbonneuse poreuse, …). Ces flottants sont ensuite mis en stock dans la zone dédiée.The paddle sludge remover also makes it possible to evacuate floating materials (light elements, plastics, porous carbonaceous material, etc.). These floats are then stored in the dedicated area.

(d1)Première étape d’hydrocyclonage (d1) First stage of hydrocycloning

La pulpe sableuse obtenue en sortie de la cribleuse laveuse est envoyée vers un premier hydrocyclone. L’hydrocyclonage permet de séparer la fraction de sable relativement propre des fines.The sandy pulp obtained at the outlet of the washing screen is sent to a first hydrocyclone. Hydrocycloning separates the relatively clean sand fraction from the fines.

Le principe de fonctionnement d’un hydrocyclone repose sur la différence de masse des particules. Il est alimenté tangentiellement en sa partie supérieure par le mélange eau + sables + fines (<63μm). La force centrifuge créée au sein de la cellule forme deux mouvements en forme de spirale. Tandis que le premier mouvement (descendant), précipite les particules grossières (sable) vers la souverse, le second (ascendant) aspire les particules plus légères comme les fines et une grande partie de l’eau vers la surverse de l’hydrocyclone.The principle of operation of a hydrocyclone is based on the difference in mass of the particles. It is fed tangentially in its upper part by the mixture of water + sands + fines (<63μm). The centrifugal force created within the cell forms two spiral-shaped movements. While the first movement (downward) precipitates coarse particles (sand) towards the overflow, the second (ascending) sucks lighter particles such as fines and a large part of the water towards the overflow of the hydrocyclone.

A l’issue de cette étape, le sable évacué en souverse contient une portion encore non négligeable de fines (mélange obtenu en souverse: sable 80%, fines 20%). Il est donc acheminé vers des cellules d’attrition.At the end of this stage, the sand evacuated in the underflow still contains a significant portion of fines (mixture obtained in the underflow: 80% sand, 20% fines). It is therefore routed to attrition cells.

La boue aqueuse de fines obtenue en surverse est envoyée vers le bassin de récupération des boues.The aqueous fines sludge obtained as an overflow is sent to the sludge recovery basin.

(d2) Second hydrocyclonage (d2) Second hydrocycloning

Les cellules d’attrition permettent d’améliorer la qualité finale du sable en le débarrassant d’une grande quantité de fines. Chaque cellule comporte un arbre rotatif muni de deux pales de forme spécifique permettant de brasser énergiquement la suspension de sable. Lors de leur passage successif dans les cellules, les particules de sable subissent d’importantes forces de frottement les unes contre les autres. Ces forces ont pour effet de décoller les particules fines argileuses qui subsistaient.Attrition cells improve the final quality of the sand by removing a large quantity of fines. Each cell has a rotating shaft fitted with two blades of specific shape allowing the sand suspension to be stirred vigorously. During their successive passage through the cells, the sand particles undergo significant frictional forces against each other. These forces have the effect of detaching the fine clay particles that remained.

La suspension obtenue en sortie de la dernière cellule alimente un deuxième hydrocyclone qui, comme le premier, permet de séparer la fraction de sable (S) de la boue aqueuse de fines.The suspension obtained at the outlet of the last cell feeds a second hydrocyclone which, like the first, makes it possible to separate the fraction of sand (S) from the aqueous sludge of fines.

Le sable propre (S) obtenu en sortie du deuxième hydrocyclone passe ensuite sur une table vibrante permettant de l’essorer. A l’issue de ce traitement, il sort propre avec une concentration résiduelle en fines de 3-4% et une teneur en eau de 5%. Il est ensuite déplacé et mis en stock dans une zone dédiée.The clean sand (S) obtained at the outlet of the second hydrocyclone then passes over a vibrating table allowing it to be wrung out. At the end of this treatment, it comes out clean with a residual fines concentration of 3-4% and a water content of 5%. It is then moved and stored in a dedicated area.

Les eaux chargées en fines sont collectées tout au long du processus (au niveau débourbeur à palettes, les deux étapes d’hydrocyclonage) et sont envoyées vers le bassin de récupération de boues. Le taux d’humidité de la boue dans le bassin est de 90 à 95 %.The fines-laden water is collected throughout the process (at the paddle sludge level, the two hydrocycloning stages) and is sent to the sludge recovery basin. The moisture content of the mud in the basin is 90 to 95%.

(e)Décantation de la boue aqueuse de fines (e) Settling of the aqueous sludge of fines

Les eaux du bassin de récupération de boues sont ensuite pompées vers un silo de décantation. Afin d’accélérer le processus de décantation au sein du silo, on peut ajouter un floculant. Ce floculant est injecté dans la solution via un procédé appelé homogénéisation en ligne, c’est-à-dire que le floculant est injecté à plusieurs endroits de la conduite qui amène la solution en haut du silo de décantation. Le temps de décantation des fines dans le silo est d’environ 120s. Cette vitesse extrêmement rapide explique le remplissage en continu du bassin d’eau claire en sortie du silo.The water from the sludge recovery basin is then pumped to a settling silo. In order to speed up the settling process within the silo, a flocculant can be added. This flocculant is injected into the solution via a process called in-line homogenization, i.e. the flocculant is injected at several points in the pipe which brings the solution to the top of the settling silo. The fines settling time in the silo is about 120s. This extremely fast speed explains the continuous filling of the clear water basin at the outlet of the silo.

Dans le silo de décantation, les fines sont récupérées en souverse vers un bassin de boues alimentant les filtres-presses tandis que l’eau propre est évacuée en surverse dans le bassin d’eau claire avant d’être réinjectée après filtration dans le procédé. Le taux d’humidité des boues recueillies dans le bassin de boues est de l’ordre de 60%.In the settling silo, the fines are recovered by underflow towards a sludge basin supplying the filter presses, while the clean water is evacuated by overflow into the clear water basin before being reinjected after filtration into the process. The moisture content of the sludge collected in the sludge pond is around 60%.

(f)Filtration des boues sur filtres-presses (f) Filtration of sludge on filter presses

Les boues stockées dans le bassin de boues sont ensuite acheminées vers des filtres-presses afin de réduire le taux d’humidité de 50% à 30%.The sludge stored in the sludge pond is then routed to filter presses to reduce the moisture content from 50% to 30%.

Un filtre-presse est constitué de plusieurs chambres disposées les unes à côté des autres. Les fines sont injectées en entrée avec une pression de 12 bars (pression qui sera maintenue constante au cours de la filtration). Les fines sont injectées dans chaque chambre par injection centrale. Des petits trous au niveau des parois de chaque chambre permettent l’évacuation de l’eau.A filter press consists of several chambers arranged next to each other. The fines are injected at the inlet with a pressure of 12 bars (pressure which will be kept constant during the filtration). The fines are injected into each chamber by central injection. Small holes in the walls of each chamber allow the evacuation of water.

L’eau évacuée par la filtration sort du filtre et s’écoule le long d’une gouttière de récupération. En sortie de cette gouttière, une sonde mesure en temps réel le débit d’eau évacué. Lorsque ce débit est devenu suffisamment faible, la filtration est terminée. La sonde envoie l’information à l’automate qui commande le débâtissage des plaques. Le taux d’humidité des gâteaux de filtration en sortie de process s’élève à 30%.The water evacuated by the filtration leaves the filter and flows along a recovery gutter. At the outlet of this gutter, a probe measures in real time the flow of water evacuated. When this flow rate has become sufficiently low, the filtration is complete. The probe sends the information to the automaton which controls the dismantling of the plates. The moisture content of the filter cakes at the process outlet is 30%.

Le temps de cycle des filtres-presses peut varier, en fonction de la nature des fines, entre 45 minutes et 4 heures.The cycle time of filter presses can vary, depending on the nature of the fines, between 45 minutes and 4 hours.

Les gâteaux de filtration sont entreposés dans le hangar tente dédié en attendant leur transfert par une entreprise spécialisée.The filter cakes are stored in the dedicated tent shed pending their transfer by a specialized company.

A partir de 1000 tonnes de terres, on a pu obtenir 300 tonnes de gravillons 6/60 mm, 400 tonnes de sable 0/6 mm et 300 tonnes de fines ; ces gravillons, ce sable et ces fines obtenues sous forme de boues ont été utilisés dans la préparation de bétons.From 1000 tons of soil, we were able to obtain 300 tons of 6/60 mm gravel, 400 tons of 0/6 mm sand and 300 tons of fines; these gravels, this sand and these fines obtained in the form of sludge were used in the preparation of concretes.

Exemple 2Example 2

Formulation d’un béton à partir d’une boue aqueuse de finesFormulation of a concrete from an aqueous slurry of fines

On a préparé un béton dont la formulation est donnée ci-après en kg/m3, les fines étant introduites en tant que boue aqueuse à 60 % en masse d’eau, et les sables et les gravillons ayant une humidité de 5 % en masse. Aucune eau supplémentaire n’a été utilisée.A concrete was prepared, the formulation of which is given below in kg/m 3 , the fines being introduced as aqueous slurry at 60% by mass of water, and the sands and gravel having a humidity of 5% in mass. No additional water was used.

Fraction sableuse 0/6 mm 550Sand fraction 0/6 mm 550

Fraction gravillonnaire 6/60 mm 1270Gravel fraction 6/60 mm 1270

Fines de 63 µm de dimension de particule 20063 µm fines of particle size 200

Ciment CEM III /C 400Cement CEM III /C 400

Eau des granulats 90Aggregate water 90

Eau de la boue de fines 120Fine mud water 120

Eau efficace 210Water efficient 210

Eau efficace/ciment 0,53Effective water/cement 0.53

Adjuvant superplastifiant 2 % de la masse du cimentSuperplasticizer admixture 2% of the mass of the cement

On a introduit successivement dans un malaxeur à béton, la boue aqueuse de fines, la fraction gravillonaire, la fraction sableuse et le ciment auquel on a ajouté le superplastifiant.The aqueous slurry of fines, the gravel fraction, the sandy fraction and the cement to which the superplasticizer was added were successively introduced into a concrete mixer.

On a coulé un cube de 15 cm x 15 cm x 15 cm.A cube of 15 cm x 15 cm x 15 cm was cast.

La résistance mécanique en compression mesurée de ce béton est de 38 MPa à 28 jours et de 49 MPa à 90 jours.The measured compressive strength of this concrete is 38 MPa at 28 days and 49 MPa at 90 days.

Exemple 3Example 3

Formulation d’un béton à partir d’une boue aqueuse de finesFormulation of a concrete from an aqueous slurry of fines

On a préparé un béton dont la formulation est donnée ci-après en kg/m3, les fines étant introduites en tant que boue aqueuse à 60 % en masse d’eau, et les sables et les gravillons ayant une humidité de 5 % en masse. Aucune eau supplémentaire (eau d’apport) n’a été utilisée.A concrete was prepared, the formulation of which is given below in kg/m 3 , the fines being introduced as aqueous slurry at 60% by mass of water, and the sands and gravel having a humidity of 5% in mass. No additional water (supplied water) was used.

Fraction sableuse 0/6 mm 480Sand fraction 0/6 mm 480

Fraction gravillonnaire 6/60 mm 1130Gravel fraction 6/60 mm 1130

Fines de 63 µm de dimension de particule 36063 µm fines of 360 particle size

Ciment CEM III/C 460Cement CEM III/C 460

Eau des granulats 80Aggregate water 80

Eau de la boue de fines 215Fine mud water 215

Eau efficace 295Effective Water 295

Eau efficace/ciment 0,64Effective water/cement 0.64

Adjuvant superplastifiant 2 % de la masse du cimentSuperplasticizer admixture 2% of the mass of the cement

On a procédé comme à l’Exemple 2.We proceeded as in Example 2.

La résistance mécanique en compression mesurée de ce béton est de 28 MPa à 28 jours et de 36 MPa à 90 jours.The measured compressive strength of this concrete is 28 MPa at 28 days and 36 MPa at 90 days.

Exemple 4Example 4

Formulation d’un béton à partir d’une boue aqueuse de finesFormulation of a concrete from an aqueous slurry of fines

On a préparé un béton dont la formulation est donnée ci-après en kg/m3, les fines étant introduites en tant que boue aqueuse à 30 % en masse d’eau, et les sables et les gravillons ayant une humidité de 5 % en masse.A concrete was prepared, the formulation of which is given below in kg/m 3 , the fines being introduced as aqueous sludge at 30% by mass of water, and the sands and gravel having a humidity of 5% in mass.

Fraction sableuse 0/6 mm 540Sand fraction 0/6 mm 540

Fraction gravillonnaire 6/60 mm 1265Gravel fraction 6/60 mm 1265

Fines de 63 µm de dimension de particule 17063 µm fines of 170 particle size

Ciment sursulfaté 460Supersulfated cement 460

Eau de la boue de fines 50Fine Mud Water 50

Eau des granulats 90Aggregate water 90

Eau d’apport 70Added water 70

Eau efficace 210Water efficient 210

Eau efficace /ciment 0,46Effective water/cement 0.46

Adjuvant superplastifiant 2,5 % de la masse du cimentSuperplasticizer admixture 2.5% of the mass of the cement

On a procédé comme à l’Exemple 2 en ajoutant l’eau supplémentaire en même temps que la boue de fines.The procedure was as in Example 2, adding the additional water at the same time as the fines sludge.

La résistance mécanique en compression mesurée de ce béton est de 36 MPa à 28 jours et de 47 MPa à 90 jours.The measured mechanical compressive strength of this concrete is 36 MPa at 28 days and 47 MPa at 90 days.

Claims (17)

Formulation pour béton comportant :
  • un squelette granulaire comportant :
    • une fraction sableuse (S) ; et
    • une fraction gravillonnaire (G) ;
  • du ciment (C) ; et
  • de l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton,
caractérisée par le fait que le squelette granulaire comporte également une fraction de fines (F), laquelle se présente sous la forme d’une boue aqueuse, ou d’une boue aqueuse partiellement déshydratée sous forme de gâteaux, l’eau de ladite boue aqueuse ou de ladite boue aqueuse partiellement déshydratée faisant partie de l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton.
Concrete formulation comprising:
  • a granular skeleton comprising:
    • a sandy fraction (S); And
    • a gravel fraction (G);
  • cement (C); And
  • water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete,
characterized in that the granular skeleton also comprises a fraction of fines (F), which is in the form of an aqueous sludge, or of a partially dehydrated aqueous sludge in the form of cakes, the water of the said aqueous sludge or said partially dehydrated aqueous sludge forming part of the water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete.
Formulation pour béton selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la boue aqueuse est à l’état capable de s’écouler et présente une teneur en matières sèches de 10 à 50 % en masse, notamment de 20 à 40 % en masse, en particulier de 25 à 35 % en masse, ou peut être à l’état partiellement déshydraté, sous forme de gâteaux, et présenter une teneur en matières sèches de 50 à 95 % en masse, en particulier de 50 à 70 % en masse.Concrete formulation according to Claim 1, characterized in that the aqueous sludge is in a flowable state and has a dry matter content of 10 to 50% by mass, in particular 20 to 40% by mass, in particular from 25 to 35% by mass, or may be in the partially dehydrated state, in the form of cakes, and have a dry matter content of 50 to 95% by mass, in particular from 50 to 70% by mass. Formulation pour béton selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les fines sont des fines provenant de matériaux minéraux limono-argileux, tels que les terres et les sédiments marins ou fluviaux bruts.Formulation for concrete according to one of Claims 1 and 2, characterized in that the fines are fines originating from silty-clayey mineral materials, such as earth and raw marine or river sediments. Formulation pour béton selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la boue aqueuse est issue d’un traitement de lavage / hydrocyclonage de terres, la fraction sableuse (S), la fraction gravillonnaire (G) et la boue aqueuse de fines (F) pouvant avantageusement provenir d’un même traitement de lavage / hydrocyclonage de terres visant à obtenir le sable, les gravillons et une boue aqueuse de fines.Formulation for concrete according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the aqueous sludge is derived from a washing/hydrocycloning treatment of earth, the sandy fraction (S), the gravelly fraction (G) and the sludge aqueous fines (F) which can advantageously come from the same washing/hydrocycloning treatment of land aimed at obtaining sand, gravel and an aqueous slurry of fines. Formulation pour béton selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les fines ont une dimension de particules inférieure à 400 µm, en particulier inférieure à 63 µm.Concrete formulation according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the fines have a particle size of less than 400 µm, in particular less than 63 µm. Formulation pour béton selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la fraction gravillonnaire (G) est une fraction 6/20 mm, 6/30 mm, 6/60 mm, 6/80 mm et la fraction sableuse (S) est une fraction 0/6 mm, 0/4 mm.Formulation for concrete according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the gravel fraction (G) is a 6/20 mm, 6/30 mm, 6/60 mm, 6/80 mm fraction and the sandy fraction (S) is a fraction 0/6 mm, 0/4 mm. Formulation pour béton selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le ciment (C) est choisi parmi :
  • les ciments à base de laitier de haut-fourneau de type CEM III, et, plus particulièrement CEM/III de type C ; et
  • les ciments sursulfatés.
Formulation for concrete according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the cement (C) is chosen from:
  • cements based on CEM III type blast furnace slag, and more particularly CEM/III type C; And
  • oversulphated cements.
Formulation pour béton selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu’elle comporte en outre au moins un superplastifiant – haut réducteur d’eau.Formulation for concrete according to one of Claims 1 to 7, characterized in that it also comprises at least one superplasticizer – high water reducer. Formulation pour béton selon l’une des revendications 1 à 8 caractérisée par le fait que les constituants (S), (G), (F), (C) et (E) de la formulation sont présents pour 100 parties en masse de tous ces constituants, à raison de :
  • 10 - 30 parties en masse de fraction sableuse (S) ;
  • 35 - 65 parties en masse de fraction gravillonnaire (G) ;
  • 5 - 25 parties en masse de fines (F), sous forme de matières sèches ;
  • 10 - 25 parties en masse de ciment (C) ;
  • 4 - 14 parties en masse d’eau (E) ;
au moins un superplastifiant - haut réducteur d’eau pouvant avantageusement être ajouté, à raison notamment de jusqu’à 4 parties en masse par rapport à la masse du ciment (C).
Formulation for concrete according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the constituents (S), (G), (F), (C) and (E) of the formulation are present per 100 parts by mass of all these constituents, on the basis of:
  • 10-30 parts by mass of sandy fraction (S);
  • 35 - 65 parts by mass of gravel fraction (G);
  • 5 - 25 parts by mass of fines (F), in the form of dry matter;
  • 10 - 25 parts by mass of cement (C);
  • 4 - 14 parts by mass of water (E);
at least one superplasticizer - high water reducer which can advantageously be added, in particular at a rate of up to 4 parts by mass relative to the mass of the cement (C).
Béton obtenu à partir de la formulation telle que définie à l’une des revendications 1 à 9.Concrete obtained from the formulation as defined in one of claims 1 to 9. Procédé de préparation d’un béton dont la formulation est telle que définie à l’une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que, dans un outil de malaxage du béton, tel que centrale à béton ou camion malaxeur ou bétonnière, on introduit successivement :
  • la boue aqueuse de fines (F) ;
  • la fraction gravillonnaire (G) ;
  • la fraction sableuse (S) ; et
  • le ciment (C),
  • le cas échéant au moins un superplastifiant - réducteur d'eau ,
l’eau (E) pour assurer l’hydratation du ciment et le durcissement du béton comprenant, comme eau d’apport, l’eau de la boue aqueuse de fines (F) à laquelle un complément d’eau est éventuellement ajouté avant ou après l’introduction de la boue aqueuse de fines (F).
Process for preparing a concrete whose formulation is as defined in one of Claims 1 to 9, characterized in that, in a concrete mixing tool, such as a concrete plant or truck mixer or concrete mixer, introduces successively:
  • aqueous slurry of fines (F);
  • the gravel fraction (G);
  • the sandy fraction (S); And
  • cement (C),
  • where appropriate at least one superplasticizer - water reducer,
water (E) to ensure the hydration of the cement and the hardening of the concrete comprising, as added water, water from the aqueous fines slurry (F) to which additional water is optionally added before or after the introduction of the aqueous slurry of fines (F).
Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes suivantes :
(a) retrait des macrodéchets, tels que morceaux de bois, de métal, de béton, de câbles électriques, de matière plastique, à partir des terres ;
(b) criblage à sec pour laisser passer un mélange de gravillons, de sable et de fines ;
(c) lavage/criblage de ce mélange par des jets d’eau haute pression pour obtenir :
  • d’une part, une fraction gravillonnaire (G) ; et
  • d’autre part, une pulpe sableuse contenant, dans de l’eau, du sable et des fines ;
(d) hydrocyclonage de la pulpe sableuse pour obtenir, en souverse, une fraction sableuse (S) et, en surverse, une boue aqueuse de fines (F) ; ou
(d1)premier hydrocyclonage de la pulpe sableuse pour obtenir :
  • en souverse, une boue aqueuse de sable et de fines ; et
  • en surverse, une boue aqueuse de fines (F) ;
(d2) second hydrocyclonage de la boue aqueuse de sable et de fines résultant du premier hydrocyclonage pour obtenir :
  • d’une part, une fraction sableuse (S) ; et
  • d’autre part, une boue aqueuse de fines (F) ; et
(e) le cas échéant, décantation de la ou des boues aqueuses de fines (F) pour en réduire la teneur en eau et/ou
(f) déshydratation partielle par exemple par pressage ou centrifugation de la ou des boues aqueuses de fines (F) ; et
(g) préparation d’un béton à partir d’au moins une partie de la fraction gravillonnaire (G), au moins une partie de la fraction sableuse (S) et au moins une partie de la ou des boues aqueuses de fines (F) le cas échéant partiellement déshydratées, avec un éventuel complément d’apport d’eau à l’eau des boues de fines (F).
Method according to claim 11, characterized by the fact that it comprises the following steps:
(a) removal of macro-waste, such as pieces of wood, metal, concrete, electrical cables, plastic material, from land;
(b) dry screening to pass a mixture of gravel, sand and fines;
(c) washing/screening of this mixture by high pressure water jets to obtain:
  • on the one hand, a gravel fraction (G); And
  • on the other hand, a sandy pulp containing, in water, sand and fines;
(d) hydrocycloning the sandy pulp to obtain, in overflow, a sandy fraction (S) and, in overflow, an aqueous slurry of fines (F); Or
(d1) first hydrocycloning of the sandy pulp to obtain:
  • in underflow, an aqueous mud of sand and fines; And
  • in overflow, an aqueous sludge of fines (F);
(d2) second hydrocycloning of the aqueous sand and fines slurry resulting from the first hydrocycloning to obtain:
  • on the one hand, a sandy fraction (S); And
  • on the other hand, an aqueous slurry of fines (F); And
(e) if necessary, decantation of the aqueous fines sludge(s) (F) to reduce the water content and/or
(f) partial dehydration for example by pressing or centrifugation of the aqueous sludge(s) of fines (F); And
(g) preparation of a concrete from at least a part of the gravel fraction (G), at least a part of the sandy fraction (S) and at least a part of the aqueous sludge(s) of fines (F ) if necessary partially dehydrated, with a possible addition of water to the fines sludge water (F).
Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu’on effectue un seul cyclonage (d) dans le cas d’une teneur en fines inférieure à 15% en masse dans la terre brute, et deux cyclonages successifs (d1 et d2) dans le cas d’une teneur en fines dans la terre brute de 15 à 40 % en masse.Process according to Claim 12, characterized in that a single cycloning (d) is carried out in the case of a fines content of less than 15% by mass in the raw earth, and two successive cyclonings (d1 and d2) in the case of a fines content in the raw earth of 15 to 40% by mass. Procédé selon l’une des revendications 12 et 13, caractérisé par le fait qu’à l’étape (c), on procède à un lavage sous jets d’eau haute pression de la fraction gravillonnaire (G) obtenue par exemple dans un débourbeur à palettes, une petite fraction aqueuse de fines étant alors obtenue, qui peut également être utilisée dans la fabrication du béton.Process according to one of Claims 12 and 13, characterized in that in step (c), washing is carried out under high-pressure water jets of the gravelly fraction (G) obtained, for example, in a sludge with vanes, a small aqueous fraction of fines being then obtained, which can also be used in the manufacture of concrete. Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, caractérisé par le fait qu’à l’étape (d1), on adresse la boue aqueuse de sable et de fines obtenue en souverse à au moins une cellule d’attrition pour nettoyer le sable de fines particules argileuses collées à celui-ci, avant d’envoyer cette boue au deuxième hydrocyclonage (d2).Process according to one of Claims 12 to 14, characterized in that in step (d1), the aqueous slurry of sand and fines obtained in the underflow is sent to at least one attrition cell to clean the sand fine clay particles stuck to it, before sending this sludge to the second hydrocycloning (d2). Appareillage pour la préparation d’un béton à partir de la formulation telle que définie à l’une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu’il comporte :
  • un crible, tel qu’un crible à étoiles, permettant de laisser passer un mélange de gravillons, sable et fines en retenant la fraction grossière des terres à traiter ;
  • une laveuse - cribleuse comportant un ensemble de jets d’eau haute pression pour fragmenter ledit mélange, suivi d’un premier tamis retenant une boue aqueuse de gravillons et fines et d’un second tamis retenant une pulpe sableuse faite de sables et de fines, avec le cas échéant interposition d’un tamis intermédiaire, lesdits tamis étant animés de mouvements verticaux pour disperser la matière et casser les agglomérats ; et
  • un dispositif de lavage de ladite boue de gravillons et de fines, tel qu’un dispositif comportant deux vis sans fin tournant en sens opposés et des jets d’eau haute pression, ou un débourbeur à palettes, permettant de créer des forces de cisaillement pour obtenir une fraction gravillonnaire (G) ;
  • un hydrocyclone permettant de séparer, à partir de la pulpe sableuse, en sousverse une fraction sableuse (S) et en surverse une boue aqueuse de fines (F) ; ou
  • un premier hydrocyclone permettant de séparer, à partir de la pulpe sableuse, une boue aqueuse de sables et de fines et une boue aqueuse de fines (F) ;
  • un second hydrocyclone permettant de séparer, à partir de la boue aqueuse de sable et de fines du premier hydrocyclone, une fraction sableuse (S) et une boue aqueuse de fines (F),
au moins une partie de la fraction gravillonnaire (G), au moins une partie de la fraction sableuse (S) et au moins une partie de la ou des boues aqueuses (F) entrant dans la composition de la formulation pour béton.
Apparatus for the preparation of a concrete from the formulation as defined in one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises:
  • a sieve, such as a star sieve, allowing a mixture of gravel, sand and fines to pass while retaining the coarse fraction of the earth to be treated;
  • a washer-screener comprising a set of high-pressure water jets to fragment said mixture, followed by a first sieve retaining an aqueous slurry of gravel and fines and a second sieve retaining a sandy pulp made of sands and fines, with, where appropriate, the interposition of an intermediate sieve, said sieves being driven by vertical movements to disperse the material and break up the agglomerates; And
  • a device for washing said slurry of gravel and fines, such as a device comprising two endless screws rotating in opposite directions and high-pressure water jets, or a paddle sludge, making it possible to create shearing forces to obtain a gravel fraction (G);
  • a hydrocyclone making it possible to separate, from the sandy pulp, an underflow of a sandy fraction (S) and an overflow of an aqueous sludge of fines (F); Or
  • a first hydrocyclone making it possible to separate, from the sandy pulp, an aqueous sludge of sands and fines and an aqueous sludge of fines (F);
  • a second hydrocyclone for separating, from the aqueous mud of sand and fines from the first hydrocyclone, a sandy fraction (S) and an aqueous mud of fines (F),
at least a part of the gravelly fraction (G), at least a part of the sandy fraction (S) and at least a part of the aqueous sludge(s) entering into the composition of the formulation for concrete.
Appareillage selon la revendication 16, caractérisé par le fait qu’il comporte en outre un silo de décantation des boues aqueuses de fines (F) pour récupérer en souverse des boues de fines à taux d’humidité réduit, et/ou au moins un filtre-presse, et / ou au moins un filtre à bandes et/ou au moins une centrifugeuse, pour récupérer des gâteaux de boues aqueuses de fines.Apparatus according to claim 16, characterized in that it further comprises a fines aqueous sludge settling silo (F) for recovering fines sludge with a reduced humidity rate from the underflow, and/or at least one filter -press, and/or at least one belt filter and/or at least one centrifuge, to recover fines aqueous sludge cakes.
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CN110156409A (en) * 2019-07-04 2019-08-23 刘群 A kind of concrete and preparation method thereof containing mud

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