OA12036A - Procédé de fabrication d'un liant hydralique à base d'anhydrite III ou alpha et liant hydraulique ainsi obtenu. - Google Patents

Description

12 0 3 6 5 "Procédé de fabrication d'un liant hydraulique à based'anhydrite III ou a et liant hydraulique ainsi obtenu" 10 15 L'invention concerne un procédé de traitement d'une matière20 première pulvérulente à base de sulfate de calcium naturel (gypse)ou de synthèse (sulfogypse, phcsphogypse et autres sous-produitsdu même type) en vue de préparer un nouveau liant hydrauliquefaisant office de ciment dans une très grande proportion à base d'anhydrite III ou a (a dans la classification ASTM). 25 L'invention concerne également le produit issu dudit procédé et qui fait office de ciment..

Les gypses se présentent sous des formes cristallines variéeset, à l'échelle moléculaire, ils présentent une structurefeuilletée dans laquelle alternent une couche d'eau et deux 30 couches de CaSO4.

Les gypses sont utilisés depuis des millénaires pour lafabrication des plâtres qui sont un des plus anciens matériaux deconstruction connu depuis 1j 6ème millénaire avant Jésus Christ.

De nos jours, d'autres industries utilisent le gypse 2 12 0 3 6 notamment : la fabrication des ciments (comme régulateuj' de prise) , - les usages agricoles, - des industries diverses (chimie, papeterie, etc..).

Les utilisations les plus important.es concernentl'incorporation dans la fabrication du ciment et des plâtres pardéshydratation du gypse.

Si dans l'industrie du ciment, le gypse est incorporé dansla cuisson du clinker et subit une cuisson élevée de l'ordre de1400°C, dans la fabrication du plâtre, le principe essentiel estl'élimination totale ou partielle de l'eau de constitution dugypse, opération complexe qui met en jeu des phénomènes decristallisation difficiles à maîtriser.

Plusieurs types .de procédés de traitement de sulfate decalcium ont été proposés pour préparer du plâtre. En particulier,on sait préparer des plâtres améliorés (désignés parfois par"plâtres a") qui, une fois durcis, présentent des caractéristiquesmécaniques notablement plus élevées que celles des plâtrescourants. Les phénomènes qui se déroulent au cours des traitementssont mal connus et l'on attribue généralement l'amélioration desperformances mécaniques à la présence de l'anhydrite III ou a dansles produits obtenus, sans que l'on connaisse exactement laproportion de cette variété dans ces produits ni les conditionsqui permettent de l'obtenir de façon stable et reproductible :elle n'existe qu'à l'état, de traces.

De façon traditionnelle, ces plâtres améliorés sont fabriquésà partir de gypse en soumettant celui-ci à une phase de cuissonpar voie humide en autoclave,' puis à une phase de séchage à chaudpar un courant d'air chaud et sec. La cuisson s'effectue enatmosphère de vapeur saturante à une pression de l'ordre de 5 à10 bars pendant une durée de l'ordre de 10 heures.

Pour tenter de pallier les défauts de ce procédé traditionnelde fabrication de plâtre amélioré . (mise en oeuvre extrêmementcoûteuse, reproductibilité· incertaine), on a proposé d'autres ii> i*> mi éMMÎImi

1 2 0 3 6 procédés gui, en fait, essayent de reproduire les conditionsessentielles du procédé traditionnel (cuisson par voie humide,suivie d'un séchage par air chaud) en utilisant des moyens et destechnologies différents (brevets FR-2.389.855, FR-2.445.940, FR- 5 2.572.721, US-2.269.580, US-3.145.980) .

Le procède de H'invention a été conçu à partir del'observation suivante, lorsqu'un sulfate de calcium est traitéde façon habituelle pouc obtenir du "plâtre amélioré", le produitobtenu est en fait un mélange de formes anhydres (anhydrite γ) ou 10 hydratées (semihydratés, bihydrates,...) . Les études del'inventeur ont montré que ceci provient essentiellement de deuxfacteurs. Tout d'abord une cuisson conduisant à 1'anhydrite a maisaussi aux autres formes, et surtout une évolution du produit aprèsla cuisson, avec transformation partielle de celui-ci notamment 15 par réhydratation. L'idée essentielle ayant conduit au procédé del'invention a été de réaliser un produit final stable contenantune proportion pondérale d'anhydrite a beaucoup plus élevée quecelle contenue dans les plâtres améliorés connus et, pour cefaire, de figer la structure du composé obtenu à l'issue de la 20 cuisson par une trempe thermique. On bloque ainsi considérablementla transformation ultérieure de 1'anhydrite a formé par lacuisson.

Selon le document PCT/FR96/00622, l'opération de trempe estde préférence mise en oeuvre de façon à amener la matière chauffée25 par la cuisson à une température inférieure à 100°C en un tempscompris entre 6 et 12 minutes. Elle peut être réalisée au moyend'air comprimé froid et sec, injecté à plusieurs emplacements dansla matière en mouvement, le débit d'air étant ajusté pour obtenirla vitesse de refroidissement appropriée.

Néanmoins, cette trempe n'est pas suffisamment efficace pourobtenir une proportion d'anhydrite XII ou a réellementdéterminante. Cette dernière demande de brevet d'invention ne..permettait pas d'obtenir un pourcentage très élevé d'anhydrite III

30 1 2 0 3 6 ou a soit de 90 % et ce de manière à obtenir un liant hydrauliquequi puisse faire office de ciment.

Le procédé selon l'invention permet d'obtenir un tel produit.L'invention a pour objet d'affiner le procédé pour obtenir un pourcentage élevé d'anhydrite III ou a stable et soluble.

Le procédé selon 1'invention permet de transformer plus de 90% du sulfate de calcium pur en anhydrite III ou a. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de synthèse d'un liant hydraulique à base de sulfate de calciumnaturel (gypse) ou de synthèse (sulfogypse, phosphogypse,titanogypse, etc), consistant à chauffer le sulfate de calciumpour former : - un liant hydraulique faisant office de ciment à based'anhydrite IÏI ou a caractérisé par le fait qu'ilcontient plus de 70 % d'anhydrite III ou a stable et soluble et qu'il consiste à réaliser: une phase de cuisson ou trempe thermique qui porte latempérature du gypse traité de la température ambiante à unetempérature comprise entre 220°C et 350°C selon lescaractéristiques du gypse traité, à soumettre le produit ainsi obtenu à une trempe thermiquerapide abaissant sa température de 220°C-350°C à moins de80°C en moins de deux minutes ayant pour but de stabiliser1'anhydrite a par blocage et fixation cristallographique.Selon un mode de réalisation du procédé, la température de chauffage est de 300-310°C.

Selon un mode de réalisation préféré,; la température de latrempe thermique est comprise entre 40°C et 50°C.

Selon un mode de réalisation préféré, la montée en température s’effectue entre 10 et 40 minutes, selon la nature etla granulométrie du gypse.

Le gypse traité comporte avant traitement de 0 à 20% d'eau, fraiiMUMÎ

iiliH Il iMNMH 5 12 0 3 6 sa granulométrie est comprise entre 0 et 3 0 mms.

Selon un mode préféré, le gypse traité comporte 5 à 15 % d'eau et sa granulométrie est comprise entre 0 et 10 mms.

Liant hydraulique faisant office de ciment à base d'anhydrite 5 III ou a obtenu par le procédé ci-dessus caractérisé par le faitqu'il contient plus de 70% d'anhydrite III ou a stable et soluble.

Liant hydraulique faisant office de ciment à base d'anhydriteIII ou a obtenu par le procédé ci-dessus caractérisé par le faitqu'il contient plus de 90% d’anhydrite III ou a stable ou soluble. 1° Liant hydraulique faisant office de ciment à base d'anhydrite III ou a obtenu par le procédé ci-dessus caractérisé par le faitque la résistance mécanique est de 22 MPA à 24 heures30 MPA à 8 jours 15 plus de 40 MPA à 14 jours.

La présente invention concerne encore un liant hydraulique faisant office de ciment obtenu par mise en oeuvre du procédé ci-dessus .

Le concept inventif essentiel de l'invention a donc été 20 d'accroître la proportion d'anhydrite a du produit, le moyenessentiel utilisé consistant à limiter, par un refroidissementrapide, l'évolution du produit après cuisson. Pour accroîtreencore cette proportion en anhydrite a, l'inventeur s'estégalement·attaché à optimiser l'opération de cuisson de façon à 25 obtenir la quantité la plus importante possible de cette variétéà l'issue de la cuisson.

Ainsi, soumis à la chaleur, le gypse conduit à une série deproduits hydratés ou anhydres. ,

Aux environs de 10 0°C on obtient les semi-hydratés a ou β 30 (selon que l'on opère respectivement sous pression en vapeur d'eauou à l'air libre) suivant la réaction :

CaSO4, 2 H2O «-► CaSO4, 1/2 H2O + 3/2 H2Omonoclinique rhomboédrique ..s

6 1 2 0 3 6

Vers 300°C on obtient l'anhydrite III ou anhydrite trèssoluble mais très instable et qui se réhydrate immédiatement en semi-hydrate au contact de l'eau en phase vapeur : CaSO4, 1/2 HZO *~> rhomboédrique CaSO4 III(ou a) + 1/2 H2O hexagonal Vers 3 00°C pour le semi-hydrate a et 3 50°C pour le β, 1'anhydrite III(ou a) se transforme en anhydrite II stable (surcuit) : CaSO4 III (ou a) < -> CaSO4 II hexagonal orthorombique L'anhydrite III se réhydrate lentement au contact de 1 ' eauliquide.

Vers 123 0°C se produit une nouvelle réaction de transformation.

CaSO4 II *-> CaSO4 I orthorhombique cubique à faces centrées L’anhydrite CaSO4 I ne se réhydrate que très difficilement.Au-delà de 125O°C, on obtient la décomposition de l'anhydrite I :

CaSO4 I «-> CaO + SO2 + 1/2 O2

Les applications industrielles du plâtre actuelles utilisentuniquement : - le semi-hydrate a, - le semi-hydrate β, et - lfanhydrite II (insoluble ou surcuit). L'anhydrite III ou a, faisant l'objet de la présenteinvention, ne peut être utilisée vu sa grande instabilité.

MMP

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IkaAMMeiNbffÎ 7 1 2 0 3 6

On connaît d'autre part la diversité du plâtre dans lebâtiment et ses nombreuses faiblesses en résistante, tenue àl'humidité, accrochage sur certains supports, etc.

La présente invention concerne un liant hydraulique obtenupar un traitement thermique spécifique et nouveau du gypsecomportant deux phases essentielles. La première dite dedéshydratation permettant l'obtention d’un pourcentage élevéd'anhydrite SO4Ca III (ou a) . La seconde phase de refroidissementbrutal entraînant une cristallographie "bloquée" et rendantl'anhydrite SO4Ca III ou a stable et son utilisation possible.

Ce refroidissement brutal dit trempe thermique en atmosphèresèche n'a jamais été pratiquée dans l'industrie du plâtre.

Les plâtres industriels sont obtenus uniquement pardéshydratation et cuisson des gypses sans subir aucunrefroidissement thermique, ce qui constitue l'objet principal de1'invention.

Les conditions techniques de ce nouveau liant hydrauliqueobjet de l'invention comportent : 1°) une phase de déshydratation comportant une montée entempérature du gypse à traiter à faible humidité (de 3 à 15%d'eau).

La montée en température se réalise en un temps de 10 à 4 0minutes pour atteindre une température de 220 à 350°C selon lanature du gypse, ou plus précisément entre 300°C et 310°C.. 2°) Le refroidissement brutal ou trempe thermique en atmosphèresèche.

Cette trempe thermique ou refroidissement brutal jamaisencore envisagée ou utilisée dans l'industrie du gypse, permet destabiliser l'anhydrite SO4Ca III ou a, très soluble et de bloquersa cristallisation obtenue par ce choc thermique qui doitabaisser, en moins de deux minutes, la température de 220-350°C àmoins de 80°C. 8 1 2 0 3 6

Grâce à un pourcentage élevé d'anhydrite CaSO4 III ou exstable et soluble (plus de 70, voire 90%), on obtient un lianthydraulique remarquable qui concurrence avantageusement la plupartdes liants actuels.

Les caractéristiques de ce nouveau liant sont : - sa tenue au feu : inflammabilité classée dans la catégorie Mosuivant la norme NF P 92-507, - une prise excellente à l'eau de mer, - un accrochage remarquable sur tous supports, et - sa prise à température très basse ou élevée, etc.

Les applications industrielles de ce liant doivent intéresserles industries du ciment, du béton et du plâtre, l'inertage dedéchets ou sous produits industriels, la fabrication de mélangesavec des matériaux se combinant bien avec le sulfate de calcium,la réalisation de l'habitat · dans les pays en voie dedéveloppement, etc.

La fabrication de ce liant hydraulique doit faire appel à destechniques connues : cuisson à température basse (220 à 350°C) etrefroidissement. Elle peut être réalisée par des installationstrès simples.

Ce liant hydraulique présente, en dehors de ses qualitéstechniques, un intérêt : - économique, - d'économie d'énergie, - écologique : aucune pollution.

Après déshydratation complète, un pourcentage de plus de 50%d'anhydrite SO4Ca III ou a, voire 70 à 80%, alors que lerefroidissement brutal entraîne· une cristallisation de l'anhydriteSO4Ca III ou a la rendait stable et soluble et permettant sonutilisation industrielle.

Les conditions de mise en oeuvre suivantes paraissent fournirles meilleurs résultats. On contrôle, préalablement, le taux.-.d'humidité de la matière pi emière et on ajuste, le cas échéant,ce taux à une valeur sensillemenc comprise entre 12 % et 20 % ; 9 12 0 3 6 l'opération de cuisson est alors mise en oeuvre en amenant lamatière pulvérulente à température, en chauffant l'ensemble dansdes conditions propres à élever la température des gaz au-dessusdu lit de matière à une valeur comprise entre 350 et 550°C, et àporter la température moyenne au coeur de la matière à une valeursupérieure à 220°C et inférieure à 350°C. Le chauffage peut êtrepar exemple réalisé au moyen de radiants infrarouges disposés au-dessus du lit de matière, la puissance d'émission desdits radiantsétant régulée en corrélation avec la durée d'exposition de lamatière.

Une explication possible des meilleurs résultats obtenusgrâce à ces conditions opératoires est la suivante,

La température de 220-350°C au coeur du lit de matière estidéale pour produire l'anhydrite a en l'absence d'autres variétés.La valeur d'eau extraite s'échappe au-dessus du lit de matièredans une atmosphère plus chaude dont la température est supérieureà son point critique (365°C) . Elle atteint très vite l'étatsupercritique ce qui évite ou limite une réhydratation et uneévolution en surface de la matière de sorte qu'au terme de lacuisson, la proportion d'anhydrite a est très élevée (sans qu'ilsoit possible de donner des proportions précises puisque desprélèvements avant le refroidissement évoluent immédiatement).

La réaction de transformation exothermique de l'anhydrite aen bassanite est très vite bloquée par le refroidissement quistabilise l'anhydrite a. De çlus, il semble que le refroidissement bloque complètement ure évolution de l'anhydrite a vers le plâtrebassanite qui ne se retrouve qu'à l'état de trace dans le produitfinal (contrairement aux liants connus qui comportent une forteproportion de cette variété).

Ainsi, le produit obtenu par prisé du liant conforme àl'invention visée ci-dessus (sans charge) a été soumis à des testsd’inflammabilité selon la norme NF P 92-507 (éprouvettes de 0,30m/0,40 m soumises au rayonnement d'une source de chaleur . _______ ..Il*·* 10 1 2 0 3 6 constante) . La détermination des quatre indices prévus dans cettenorme (indice d'inflammation, indice de développement, indice delongueur maximal de flamme, indice de combustibilité) a permis declasser le produit dans la catégorie la plus performante MO dessix catégories prévues par la norme.

En outre, des essais de résistance selon la norme ont donnéles résultats suivants : - résistance à la compression : 40 MPA, et - résistance à la flexion : 10 MPA.

De plus, des essais qualitatifs en situation immergée ontmontré que le produit gardait de bonnes qualités de résistancedans cette situation. L'étude ci-après décrite de la déshydratation du sulfate decalcium a permis de perfectionner le procédé selon l'inventionpour obtenir un véritable liant hydraulique faisant office de ciment.

Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemplesindicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode deréalisation préféré selon l'invention. Ils permettront decomprendre aisément l'invention.

La figure 1 est une courbe de déshydratation thermique dugypse.

La figure 2 représente un réseau de Doehlert à deuxdimensions.

La figure 3 représente un pavage de l'espace uniforme.

La figure 4 représente un réseau uniforme de Doehlert à troisdimensions.

La figure 5 est une vue mettant en évidence la superpositiondes spectres de rayons X A ~ Déshydratation du sulfate de calcium : L'étude porte sur le traitement d'une matière pulvérulenteà base de sulfate de calcium en vue de la fabrication d'un nouveauliant hydraulique, ayant des caractéristiques intéressantes «toute 11 1 2 0 3 6 concernant la vitesse de prise, et certaines propriétés physiques(conductivité thermique,' résistance mécanique, isolationacoustique, etc.).

Ce procédé consiste à combiner deux types de traitement5 successifs · : chauffer la matière pulvérulente à une températurecomprise entre 220 et 350°C, afin de former de l'anhydritea (ou anhydrite III) '{voir!.,la figure 1) . faire subir à la matière ainsi chauffée, une trempe10 thermique en vue de stabiliser cette phase métastable.

Ainsi son évolution vers d'autres variétéscristallographiques sera bloquée et la réhydratation enbassanite, phase majeure du plâtre, évitée. f . , »! t , . ’ . . ·*** 15 B-Méthodologie des plans d'expériences :

K - De nombreuses expériences ont été réalisées de manièreempirique sur des gypses naturels mais aussi desphosphogypses, titanogypses, borogypses et 20 désuifogypses.

Toutefois, l'inventeur a*eu recours à la planification I · f'· d'expérience afin de détermine:; l'influence des facteurssusceptibles d'intervenir sur la formation de la phaseanhydrite a et de limiter le nombre de manipulations. • · , "f ‘ ' *» " 25 Nous avons donc fait varier la température de 280 à 320°C, la durée du palier de 10 minutes à 70 minutes, et nous avons opéré avec 3 tranches granulométriques : <80,-80-100,-100-200 pm.

La méthodologie des plans' d'expériences, basée sur uneapproche mathématique et- statistique, passe par une modélisation 30' du phénomène à partir d'un polymôme écrit en variables codées adimensionnelles. A chacune de ces variables notées Xi correspond , ' -, , ’ \ > une variable naturelle Uj. suivant l'équation : : K=Ù?x‘xaU,

12 12 0 3 6 Où i = le facteur - valeur de la variable naturelle i pour l'expérience a — valeur de la variable naturelle i au centre du domaine expérimental ur=Lr/'^ ur° ] X" = valeur de la variable codée i pour l'expérience a AU = pas de varation de la variable naturelle i : 5 ’ ;

au-Lt-ut U

Dans le cadre de l'élaboration de ce nouveau lianthydraulique, la stratégie est l'utilisation du réseauuniforme de Doehlert, stratégie qui permet d'estimer 10 (par la loi des moindres carrés) les coefficients d'un modèle polynomial.

En effet, dans un espace codé [(-1) (+1)] pour les variables étudiées, l'équation générale est donnée ci-dessous : y=+Σ*. χι+Σ b«+Σ b,x<x, «"* i=l icj 15

Avec y = réponse mesurée (paramètre de sortie) bo = valeur moyenne de la réponse 13 1 2 0 3 6 bi = effet principal de la variable ibit = effet carré de la variable i bjj = effet d'interaction entre les variables i et j5

Dans le cas de deux variables sont représentés sur la figure3 les sept expériences réalisées distribuées selon un hexagonerégulier centré inscrit dans un cercle de rayon 1.

Les deux variables étant la température (280 à 320°C) et le10 temps (10 à 70 min), la matrice d'expérience (en variables codées)et le plan d'expérimentation (en variable naturelles) sont données dans le tableau 1.

Variables codées (Xi) " Variables naturelles (υΑ) n° XI X2 Température (°C) Temps (min) 1 1 0 320 40 2 -1 0 280 40 3 0,5 0,866 310 70 4 -0,5 -0,866 290 10 5 0,5 -0,866 310 10 6 -0,5 0,866 290 70 7 0 0 300 40 15 Tableau 1 Matrice d'expériences et plan d'expérimentation pour unréseau uniforme de Doehlert à deux dimensions

Ce modèle se caractérise donc par cinq valeurs de latempérature et 3 niveaux de temps.

Par exemple, pour la température on a :

|J> (320 + 280)/2 = 300°C avec Q'0=280°C = 320°C

AlJ~(320 + 280) / 2 = 20°C et Xf = 0.5

14 1 2 0 3 6

Cette stratégie possède deux avantages : - en effet si, après réalisation des sept expériences du 1erhexagone centré représenté figure 4, seuls quatre résultats(pourcentage d'anhydrite u, représenté en gras sur la figure 4)sont intéressants, uniquement trois manipulations sont nécessairespour construire le deuxième hexagone régulier centré. Une mêmeapproche permettrait de construire un troisième hexagone.

Ainsi le pavage de l'espace de manière uniforme est réalisé et lesconditions optimales d'obtention d'anhydrite a définis. - par ailleurs, pour étudier l'influence d'un troisièmefacteur, (par exemple la granulométrie) seules six expériencessupplémentaires seront nécessaires (trois de granularitéssupérieures à celle utilisée pour la réalisation des sept premiersessais et trois de granularités inférieures, ceci de manièresymétrique).

Ainsi la représentation en trois dimensions du réseauuniforme de Doehlert se fait par une sphère centrée avecl'hexagone dans le plan équatorial. Elle se caractérise alors parcinq valeurs de la température, sept niveaux temps et troistranches granulométriques (voir figure 5).

La planification d'expériences va donc nous permettre delimiter considérablement le nombre de manipulations. La matriced'expériences,’ le plan d'expérimentation et les résultats sontdonnés tableau 2. C - Les résultats : A partir d'un gypse naturel, l'inventeur a effectué lestreize manipulations déterminées par le plan d'expérimentation etreprésentées sur la figure 5. L'analyse thermique pondérale (A.T.P.) et l’enthapiedifférentielle (D.S.C.) ont permis de déterminer le pourcentaged'anhydrite a. La diffractométrie des rayons X a permis de mettreen évidence les phases en présence, et de distinguer deux variétés iHbOi ui-awMUtbi _ÏJI. 15 12 0 3 6 de CaSO4a que nous appellerons ar et u2 (voir la figure 6) .

Les résultats sont consignés dans le tableau 2 suivant :

Matrice d'expériences Plan d'expérimentation Réponse N° XI X2 X3 T° (’C) Temps (min. )- Granulo- métrie (gm) % d'anh a t° réaction endo* Qté d ' anh «2® 1 1 0 0 320 40 80-100 86.1 127.5 • 2 -1 0 0 280 40 80-100 89.7 120.7 o 3 0,5 0,866 0 310 70 80-100 90.3 119.8 • 4 -0,5 -0,866 0 290 10 80-100 87.3 118.6 O 5 0,5 -0,866 0 310 10 80-100 84.2 130.5 • 6 -0,5 0,866 0 290 70 80-100 86.8 120.2 • 7 0,5 0,829 0,816 310 50 100-200 89.4 122.0 • 8 -0,5 -0,829 -0,816 290 30 <80 74.7 135.5 o 9 0,5 -0,829 -0,816 310 30 <80 89.9 118.2 • 10 0 0,577 -0,816 300 60 <80 83.3 130.8 • 11 -0,5 0,829 0,816 290 50 100-200 81.5 132.9 • 12 0 -0,577 0,816 300 2 0 100-200 86.5 120.9 • 13 0 0 0 300 ' 40 80-100 90.9 : 110.1 •

Tableau 2 Matrice d’expérience, plan d'expérimentation etrésultat d'analyse des produits traités à partir d’un gypsenaturel. 15 · beaucoup 16 12 0 3 6 peu o très peu température de chauffage ou temps élevétempérature de chauffage et/ou temps faible * réaction endothermigue Bassanite -> Anhydrite a ® proportion d'Anhydrite a2 dans un mélange de bassanite etd'anhydrite

Comme le montre les manipulations n°13, n° 3 et n°9, lesmeilleurs pourventages d'anhydrite et (7^90%) sont obtenus pour une température de chauffage de 300 à 31O°C. Nous avons égalementremarqué qu'à ces bons résultats correspondent les températuresde la réaction endothermique de la bassanite minimums (11O°C dansle cas de l'expérience n°13).

La figure 6 permet la mise en évidence de manière qualitativeet semi quantitative des phases en présence dans les produitstraités. En effet si, le produit traité est un mélange d'anhydriteax et de bassanite, c'est la raie à 2.80 Â qui a 100% d’intensité.

Par contre, la présence notable d'anhydrite <x2 dans le produit entraine l'augmentation de la raie à 3.49À qui passe alorsà 100% d'intensité, et l'apparition de plus en plus nette de laraie à 2.85Â de l'anhydrite ot2. Dans un même temps l'intensitérelative des raies à 6.02, 3.01 et 2.80 Â diminue. Ainsi, l’observation de la superposition des spectres de rayons X montreune augmentation de la proportion cle la phase anhydrite a2 avec latempérature dans un mélange anhydrite et bassanite.

Ainsi l'invention décrite permet l'obtention d'un produit,véritable liant hydraulique, contenant plus de 70% d'anhydrite a{voire 80 à 90%) stable et soluble et dont les caractéristiquessont étonnantes : - prise rapide : en trois minutes |ΙμΜ*ΜΜΙμΜΙΙ| 17 12 0 3 6 accélérateur de prise résistances mécaniques élevées (35 MPA à 7 jours)isolation thermique et phonique traitements des résidus industriels : inertage ou5 résistances enduits de façadeschapes de bâtiments - préfabrication maisons individuelles, etc.

Ce liant hydraulique présente, en dehors de ses qualités 10 techniques, un intérêt :économique,d'économie d'énergie,écologique : aucune pollution.

Le procédé selon l'invention permet donc de transformer plus 15 de 90% du sulfate de calcium pur en anhydrite III ou tx.

Dans tout gypse, il y a du sulfate de calcium pur plus des impuretés.

Selon la pureté du sulfate de calcium, on obtient alorsdifférents types de ciment. 20 Quel que soit les produits finis, le nouveau liant comporte moins de 10% de "plâtres". ,k· >* ··«—»5*·'·*»·-> ..i

Claims (9)

18 1 2 0 3 6 REVENDICATIONS

1. Procédé de synthèse d'un liant hydraulique à base desulfate de calcium naturel (gypse) ou de synthèse (sulfogypse,phosphogypse, titanogypse), consistant à chauffer le sulfate decalcium pour former : - un liant hydraulique faisant office de ciment à based'anhydrite III ou a caractérisé par le fait qu'il contient plusde 70 % d'anhydrite III ou a stable et soluble et qu'il consisteà réaliser : - une phase de cuisson ou trempe thermique qui porte latempérature du gypse traité de la température ambiante à unetempérature comprise entre 220°C et 350°C selon lescaractéristiques du gypse traité, - à soumettre le produit ainsi obtenu à une trempe thermiquerapide abaissant sa température de 220oC-350°C à moins de 80°C enmoins de deux minutes ayant pour but de stabiliser l'anhydrite apar blocage et fixation cristallographique.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le faitque la température de chauffage est de 300-310°C.

3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le faitque la température de la trempe thermique est comprise entre 40°C et 50°C.

4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le faitque la montée en température s'effectue entre 10 et 40 minutes, selon la nature et la granulométrie du gypse.

5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le faitque le gypse traité comporte avant traitement de 0 à 20% d’eau, sa granulométrie est comprise entre 0 et 3 0 mms.

6. Procédé selon la. revendication 5 caractérisé par le fait que le gypse traité comporte 5 à 15 % d'eau et sa granulométrie est comprise entre 0 et 10 mms.

7. Liant hydraulique faisant office de ciment à based'anhydrite III ou a obtenu par le procédé ci-dessus selon l'unequelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait 19 12 0 3 6 qu'il contient plus de 70% d’anhydrite III ou a stable etsoluble.

8. Liant hydraulique faisant office de ciment à based’anhydrite III ou a obtenu par 1(2 procédé ci-dessus selon l’une 5 quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé par le fait qu’il, contient plus de 90% d’anhydrite III ou a stable ou soluble.

9. Liant hydraulique faisant office de ciment à based’anhydrite III ou a obtenu par le procédé ci-dessus selon l’une 10 quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait quela résistance mécanique est de 22 MPA à 24 heures30 MPA à 8 jours plus de 40 MPA à 14 j ours.