LU87736A1 - Preparation de beton bitumineux comprenant des elements de fil d'acier - Google Patents

Description

PREPARATION DE BETON BITUMINEUX COMPRENANT DES ELEMENTS DE FIL D'ACIER

L'invention porte sur un procédé pour la préparation d'un mélange chaud, coulable et déversable sous la forme d'une masse visqueuse, de béton bitumineux. Un tel béton est souvent utilisé pour la consolidation des berges de voies d'eau et pour les surfaces des chaussées. Comme cela est bien connu, il comprend un mélange de matière de charge (telle que sable, chaux, et/ou pierres par exemple de dimension allant de 2 mm jusqu'à 20 mm) et d'un bitume fusible qui, à l'état durci, lie la matière de charge ensemble. Le terme "bitume" doit être entendu comme un mélange principalement d'hydrocarbures avec des impuretés résiduelles, tels qu'obtenus en tant que résidus de raffinage du charbon ou du pétrole, comme le brai ou le goudron ou l'asphalte. Le bitume choisi est capable d'être suffisamment dur aux températures auxquelles il est exposé pour l'utilisation, qui, en général, sont des températures au-dessous de 40*0, et est encore capable d'être suffisamment liquide à la température de mélange, de façon à pouvoir être mélangé avec la matière de charge pendant le mélangeage, et rester suffisamment mou pendant un certain temps après le déversement, de façon à pouvoir être déformé et.compacté suivant la forme finale dans laquelle il doit durcir. Une température de mélange appropriée se situe dans la plage comprise entre 80*C et 200"C. Au-dessous de 80°C, il reste insuffisamment de temps libre entre le déversement et le compactage, et, au-dessous de 200’C, le procédé est moins économique et moins pratique pour la manipulation du mélange chaud. On entend désigner un mélange d'un tel béton bitumineux à une telle température de mélange lorsque l'on se réfère ci-après à un "mélange chaud, coulable et déversable, de béton bitumineux".

Pour consolider le béton bitumineux, il est connu, par exemple, par le brevet américain n* 4 382 988, d'introduire dans le mélange une multiplicité d'éléments de fil d'acier, capables de consolider ledit béton bitumineux après sa solidification, et d'incorporer lesdits éléments de fil d'acier dans le mélange.

Il se trouve déjà sur le marché des éléments de fil d'acier, capables de consolider le béton de ciment, sous la forme de faisceaux d'éléments de fil d'acier qui sont maintenus ensemble pour former lesdits faisceaux par une substance de liaison capable d'être désintégrée par l'action de l'eau lorsqu'elle est incorporée dans un béton de ciment humide. De tels faisceaux de fils sont introduits dans le mélange humide de béton de ciment, ils se désintègrent en éléments de fil individuels sous l'action de l'eau du mélange et par le mouvement de mélangeage, et, en poursuivant le mélange, les éléments de fil individuels viennent à être uniformément distribués dans le mélange.

En raison de l'introduction sous la forme de faisceaux, on évite que les fils individuels viennent à se conglomérer en balles au lieu d'être uniformément distribués. Un tel procédé de mélange et les faisceaux adaptés ont été décrits dans le brevet américain n* 4 314 S53. De tels faisceaux sont maintenant fabriqués en série par un procédé dans lequel un certain nombre de fils sont mis en faisceaux, puis collés ensemble par application d'une émulsion dans l'eau de la colle (qui, après le séchage, se ré-émulsifiera ou se dissoudra plus tard à nouveau dans le béton de ciment), ensuite, les faisceaux sont amenés à sécher dans un four de séchage, puis le faisceau est finalement découpé transversalement en éléments de courts faisceaux, comme décrit dans le brevet américain n' 4 284 667. Une colle connue pour cette utilisation est une colle d'environ 75% de dispersion de poly(acétate de vinyle) avec un agent plastifiant et avec environ 25% d'une colle qui est soluble dans l'eau, telle que l'alcool polyvinylique ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle.

En adaptant ce procédé de mélange utilisant des faisceaux d'éléments de fil, à du béton bétumineux, il a été découvert que les mêmes faisceaux de fil qui se trouvent sur le marché pour l'utilisation dans du béton de ciment peuvent être directement utilisables pour le' béton bitumineux, malgré le fait qu'un mélange de ce dernier ne comprend pas d'eau, parce que la substance de liaison, qui maintient les éléments de fil ensemble, est, ou peut être : rendue capable également de fondre à la température de mélange du béton bitumineux et d'amener les faisceaux à se désintégrer. Lorsque de tels faisceaux de fibres sont choisis pour le béton bitumineux, il n'est pas nécessaire de garder un stock séparé pour le béton de ciment et pour le béton bitumineux.

L'invention est par conséquent caractérisée par le fait que les éléments de fil d'acier sont introduits dans un mélange pour un tel ciment bitumineux sous la forme de faisceaux d'éléments de fil d'acier qui sont maintenus ensemble pour former lesdits faisceaux par une substance de liaison capable de se désintégrer sous l'action de l'eau lorsqu'elle est incorporée dans un béton de ciment, lesdits faisceaux étant également capables de se désintégrer par , fusion lorsqu'ils sont incorporés dans ledit mélange de béton bitumineux chaud, et que lesdits faisceaux sont amenés à se désintégrer pendant le mélange dudit béton bitumineux.

Par l'expression "capable de se désintégrer par fusion", on entend ici que la substance de liaison, lorsqu'elle est incorporée dans le mélange chaud, coulable ou déversable, de béton bitumineux, perd suffisamment de solidité pour permettre aux faisceaux d'éléments de fil de se désintégrer en éléments de fil individuels sous l'effet du mouvement de mélangeage, cette perte de solidité étant due au fait que la substance passe totalement ou partiellement de l'état solide à l'état fondu. La perte de 'solidité n'a pas nécessairement lieu à un point de fusion nettement défini. Pour des subtances qui sont composées de différentes molécules avec différents points de fusion, comme, par exemple, pour des résines synthétiques, la perte de solidité se produit par ramollissement progressif à travers une plage de températures de ramollissement. Pour ces substances, le niveau àe température de ramollissement est déterminé ici par le point de ramollissement conforme à l'Essai Bille et Anneau. Egalement, pour les substances ayant un point de fusion nettement défini, le "ramollissement" a lieu à la température de fusion. C'est ce qu'on entend ici par "point de ramollissement".

Il est judicieux d'utiliser une température de mélange qui se situe dans une plage comprise entre 30 et 50 degrés Centigrade au-dessus du point de ramollissement de la substance de liaison des faisceaux. Si la température de mélange se situe trop au-dessus de ce point de'ramollissement, on observera alors que la substance de liaison fond trop rapidement avant que les fibres désintégrées ne soient en premier lieu uniformément distribuées dans le mélange, et lorsque la température de mélange se situe trop près au-dessus du point de fusion, il y a un risque que les faisceaux ne se désintègrent pas complètement. Etant donné que la température de mélange appropriée se situe entre 80 *C et 200'C, et étant donné qu'un point de ramollissement au-dessous de 50 °C n'est pas souhaitable.pour éviter que les faisceaux ne commencent à coller l'un à l'autre lorsqu'ils sont exposés au soleil ou dans des conditions de climat chaud, ceci signifie que le point de ramollissement pour le liant se situera dans la plage comprise entre 50 *C et 170‘C.

Pour être pris en considération pour la consolidation du ciment bitumineux durci, les éléments de fil d'acier doivent avoir une forme sensiblement oblongue, avec une épaisseur de 0,3 à 1,5 mm, un rapport longueur-à-épaisseur compris entre 40 et 120 et une longueur maximale de 120 mm. Par "oblong", on entend que l'élément de fil n'est ni courbé ni ondulé de sorte qu'il ne serait plus possible de distinguer une direction générale de longueur dans laquelle l'élément de fil ait à exercer son effet de consolidation. Sous ce rapport, la longueur apparente de l'élément de fil, c'est-à-dire la distance entre les deux extrémités de l'élément de fil, ne doit pas être inférieure à 0,7 fois la longueur, telle que mesurée le long de l'élément de fil. L'épaisseur de l'élément de fil,' pour des sections transversales non circulaires, est calculée comme étant le diamètre du cercle ayant la même surface.

Un faisceau comprend alors un certain nombre de tels éléments de fil, de préférence, entre 5 et 40. Ces éléments de fil sont ensuite maintenus ensemble par la substance de liaison, non nécessairement par le fait que les éléments de fil sont collés l'un à l'autre, la substance de liaison étant située entre les éléments de fil, mais, par exemple, également par le fait que la substance de liaison est située autour du faisceau, sous la forme d'un manchon serré autour du faisceau, ou d'un ou de plusieurs manchons serrés, ou d'un ou de plusieurs filaments d'emballage. Le faisceau ne doit pas nécessairement être un faisceau présentant une section transversale ronde, mais il sera, de préférence, un faisceau plat de fils qui sont collés ensemble côte à côte. De tels faisceaux sont plus faciles à se désintégrer pendant le mélange.

Pour la double possibilité d'utilisation visée, la substance de liaison, désintégrable par fusion, doit également pouvoir se désintégrer dans l'eau du béton de ciment. Ceci peut être obtenu par l'utilisation d'une substance qui peut se dissoudre complètement dans l'eau, de même que par l'utilisation d'une composition qui ne peut se dissoudre que partiellement, d'une manière telle que la partie non-soluble ramollisse et/ou s'émulsifie suffisamment pour permettre aux éléments de fil d'acier d'être séparés par le mouvement de mélangeage. De préférence, on utilise un adhésif à base de oolyacétate, tel que mentionné ci-dessus. Si un copolymère éthylène-acétate de vinyle est ajouté comme composant soluble dans l'eau, le point de ramollissement peut être adapté par modification du rapport éthylène/acétate de vinyle.

La substance de liaison peut être un polymère ou un copolymère qui est soluble dans l'eau, de préférence, sous la forme d'un adhésif thermofusible classique, qui comprend des résines additionnelles, des cires, des. plastifiants, des stabilisants et, éventuellement, une substance de charge. Des adhésifs thermofusibles appropriés sont ceux gui sont utilisés pour l'application à l'état fondu sur du papier ou du carton, et qui sont capables d'être à nouveau adhésifs par humidification par l’eau, tels que ceux qui peuvent être obtenus sur le marché et qui sont décrits par exemple dans le livre de D.L. Bateman "Adhésifs thermofusibles - Hot melt adhesives", Troisième Edition, Noyes Data Corporation.

Les faisceaux d'éléments de fil d'acier sont déversés en vrac dans le mélange. Ils peuvent être ajoutés en premier lieu et incorporés dans un mélange sec, avant d'ajouter le bitume, et ce dernier peut être ajouté par la suite. Les faisceaux peuvent également être ajoutés au mélange chaud qui contient déjà le bitume fondu. Dans chacun de ces cas, les faisceaux eux-mêmes seront en premier lieu uniformément distribués dans le mélange sous l'influence du mouvement de mélangeage.' Et ensuite, pendant que le mélange se poursuit encore, la substance de liaison ramollira et/ou fondra, ce par quoi les faisceaux s'ouvrent en éléments de fil séparés, qui sont à nouveau mélangés et viennent à être uniformément distribués sous la forme d'éléments de fil séparés.

Claims (3)

1. Procédé de préparation d'un mélange chaud, coulable et déversable, de béton bitumineux, comprenant l'étape d'introduction dans un mélange pour un tel béton bitumineux d'une multiplicité d'éléments de fil d'acier capables de consolider ledit béton bitumineux après sa solidification, et le mélange desdits éléments de fi-1 d'acier jusqu'à ce qu'ils soient uniformément distribués dans ledit mélange chaud de béton bitumineux, caractérisé par le fait que les éléments de fil d'acier sont introduits sous la forme de faisceaux d'éléments de fil d'acier qui sont maintenus ensemble pour former lesdits faisceaux par une substance de liaison capable de se désintégrer sous l'action de l'eau lorsqu'elle est incorporée dans un béton de ciment humide, lesdits faisceaux étant également capables de se désintégrer par fusion lorsqu'ils sont incorporés dans ledit mélange de béton bitumineux chaud, et que lesdits faisceaux sont amenés à se désintégrer pendant le mélangeage dudit mélange bitumineux.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température de mélangeage dudit mélange bitumineux se situe dans la plage comprise entre 80°C et 200"C, et dans une plage entre 30 et 50 degrés Centigrade au-dessus du point de ramollissement de ladite substance de liaison.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits faisceaux sont déversés en vrac dans ledit mélange.