WO1995025702A1 - Procede de projection de beton par voie humide - Google Patents

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WO1995025702A1
WO1995025702A1 PCT/FR1995/000289 FR9500289W WO9525702A1 WO 1995025702 A1 WO1995025702 A1 WO 1995025702A1 FR 9500289 W FR9500289 W FR 9500289W WO 9525702 A1 WO9525702 A1 WO 9525702A1
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precipitated silica
concrete
tempered
cement
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PCT/FR1995/000289
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André Bertoncini
Jérôme Dugat
Laurent Frouin
Jean-Luc Jaquier
Evelyne Prat
Pierre Richard
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Rhone-Poulenc Chimie
Bouygues
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    • C04B20/10—Coating or impregnating
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    • E04F21/06—Implements for applying plaster, insulating material, or the like
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    • C04B2111/00172—Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite by the wet process

Definitions

  • the present invention relates to a wet concrete spraying method using precipitated silica.
  • the use of concrete spraying methods to apply a layer of sprayed concrete on a surface to be concreted is well known.
  • dry concrete spraying processes a dry mixture is first formed comprising all the traditional anhydrous components of a concrete, that is to say a mixture comprising cement, aggregates, generally a filler such only sand and possibly additives in solid form; this mixture, which must be as dry as possible, is then generally conveyed under compressed air, pneumatically, in a projection sheath, to a projection nozzle; said mixture is then mixed with water just downstream of the spray nozzle, the shear undergone by the water + solids mixture (which constitute the initial anhydrous mixture) in the spray sheath theoretically ensuring the homogeneity of the final concrete ; the mixture obtained is then sprayed, from the spray nozzle, using compressed air (spray air or propellant air), onto the surface to be concreted.
  • compressed air spray air or propellant air
  • silica smoke it was then proposed to use silica smoke to reduce the rebound loss.
  • silica smoke in powder form to the initial dry mix results in the formation of dust and the homogeneity of the final concrete mix is not improved.
  • silica smoke in aqueous suspension introduced just downstream of the spray nozzle, possibly mixed with water, can make it possible to lower the rebound loss a little more, it is accompanied by a dust still as important; no improvement is moreover observed in terms of the homogeneity of the final concrete mixture.
  • a mixture is first formed comprising cement, aggregates, water (so-called mixing water), and possibly additives (this mixture forms so-called mixed concrete); this mixture is then generally conveyed by means of a pump in a projection sheath, to a projection nozzle; said mixture is then sprayed, from the spray nozzle, using compressed air (spray air or propellant air), onto the surface to be concreted.
  • the object of the present invention is in particular to propose a new method of spraying concrete, which not only is an alternative to the methods described above, but which, in addition to not having the abovementioned drawbacks, have at least the essential advantages of "wet" processes.
  • the object of the invention is in particular to provide a wet concrete spraying process using precipitated silica, a process in which the silica disperses well in the mixture of mixed concrete and therefore the mixture of final concrete is homogeneous, dust formation is low, the equipment used is simple, a very satisfactory compromise mechanical properties (in particular mechanical resistance) - low rebound loss can be obtained and the thickness of the shotcrete layer is preferably quite high .
  • the invention relates to a wet concrete spraying method for applying a layer of concrete to a surface, in which a mixed concrete mixture is formed, said mixed mixture is moved to introduce it into a means. of projection and we project said mixed mixture from said means of projection onto the surface, characterized in that said mixture of tempered concrete is formed from cement, aggregates, water and at least one precipitated silica.
  • the invention relates to a method of spraying concrete by "wet goose to apply a layer of concrete to a surface, in which a mixture of tempered concrete is formed, said tempered mixture is moved to introduce it into a projection means and said tempered mixture is projected from said projection means onto the surface, characterized in that said tempered concrete mixture is formed from cement, aggregates, water, at least one setting retarder and at least one precipitated silica and in that at least one setting accelerator is incorporated into said mixed mixture just before or during the introduction of said mixture into the spraying means.
  • the invention does not have the drawbacks of a concrete spraying process in which the addition of a precipitated silica, to the mixture of tempered concrete, would take place just before the spray nozzle and in admixture with the propellant air, in particular: unsatisfactory homogeneity of the final concrete, certain dustiness, somewhat complex processing equipment.
  • the means used to form the mixture of tempered concrete which must be pumpable and sprayable, to move and then introduce this mixture into the spraying means and to spray the mixture onto the surface to be concreted from said means correspond to those generally used in the field of wet concrete spraying and are therefore well known to those skilled in the art.
  • the mixture of tempered concrete is generally formed by mixing the products used in its composition; the order of introduction of said products into the mixer can be arbitrary; in general, the aggregates, the cement and the silica are first kneaded together, the water then being introduced, the wet mixture thus formed being finally kneaded (any additives can be incorporated at any suitable time during the formation of the spoiled mixture).
  • the mixture of tempered concrete is introduced into the spraying means generally after having been conveyed by means of a suitable pump, for example a piston pump, in a spraying sheath.
  • the projection means is usually constituted by a projection nozzle; the spoiled mixture is then sprayed from this spray nozzle, generally using propellant air which feeds said nozzle, the propellant air usually being compressed air.
  • the use of at least one precipitated silica and the formation of the mixed mixture from in particular said silica are essential characteristics of the invention.
  • precipitated silica is understood here to mean a silica obtained by precipitation from the reaction of an alkaline silicate with a generally inorganic acid at an adequate pH of the precipitation medium, in particular a basic pH, neutral or slightly acid; the mode of preparation of the silica can be arbitrary here (addition of acid on a silicate base stock, total or partial simultaneous addition of acid and silicate on a base stock of water or silicate solution, etc. ..) and is chosen according to the type of silica that one wishes to obtain.
  • the precipitated silica can be used in powder form (dry) or in aqueous suspension (slurry or boiled).
  • this content can be at most 6%, in particular at most 5%, and preferably between 2 and 4%, based on the weight of cement. Indeed, even at these relatively low contents of precipitated silica, the performance of the process according to the invention is very satisfactory.
  • the precipitated silicas used in the present invention preferably have a BET specific surface of at least 40 m-7 g, in particular between 40 and 400 m * 7g, for example between 50 and 350 m / g. According to a particular embodiment, this BET specific surface is between 210 and 300 n ⁇ 7g.
  • the BET specific surface is determined according to the BRUNAUER-EMMET-TELLER method described in 'The Journal of the American Chemical Society', vol. 60, page 309, February 1938 and corresponding to standard ISO 5794/1 (annex I).
  • the precipitated silicas used in the present invention preferably have an average particle size of at least 0.5 ⁇ m, in particular between 1 and 300 ⁇ m, in particular between 1 and 40 ⁇ m, or even between 1 and 20 ⁇ m; it can for example be between 1.5 and 15 ⁇ m.
  • this average particle size is between 1.5 and 3.5 ⁇ m or between 6 and 15 ⁇ m.
  • the average particle size is determined, for large particles
  • At least one setting accelerator can optionally be incorporated into the tempered mixture just before (that is to say generally after it has been conveyed for a certain time by means of a pump) or during (that is to say directly into the projection means) the introduction of said mixture into the projection means.
  • the mixture of tempered concrete is formed from cement, aggregates, water, at least one setting retarder and at least one precipitated silica.
  • At least one setting accelerator is then incorporated into the tempered mixture just before (that is to say generally after it has been conveyed for a certain time by means of a pump) or during (i.e. say directly in the projection means) the introduction of said mixture into the projection means.
  • This second variant makes it possible in particular, in addition, to control the workability of the concrete (maintenance of the rheology of the concrete for the time desired by the user) and to improve its mechanical properties.
  • the setting accelerators used in the present invention can be of any known type; there may be mentioned, by way of example, sodium aluminate, sodium silicate, potassium aluminate, potassium carbonate. These setting accelerators are preferably here in liquid form, that is to say implemented in aqueous solution.
  • An advantageous setting accelerator used in the present invention is alumina, preferably essentially amorphous.
  • Alumina can be used in particular, preferably in powder form, resulting from the rapid dehydration of at least one aluminum hydroxide (for example bayerite, hydrargillite or gibbsite, nordstrandite) and / or at least one aluminum oxyhydroxide (for example boehmite, diaspore).
  • at least one aluminum hydroxide for example bayerite, hydrargillite or gibbsite, nordstrandite
  • at least one aluminum oxyhydroxide for example boehmite, diaspore
  • This dehydration is generally carried out, in any suitable apparatus, using a stream of hot gases making it possible to eliminate and entrain very quickly the evaporated water.
  • the temperature of said gases in the apparatus generally varies from approximately 400 to 1200 ° C., for example from approximately 800 to 1200 ° C., with a contact time between the hydroxide (and / or the oxyhydroxide) and said hot gases. usually in the range of a fraction of a second to 4 or 5 seconds.
  • the alumina resulting from this dehydration can possibly undergo a treatment with a view to eliminating at least part of the alkalis present.
  • the BET specific surface area of alumina resulting from the rapid dehydration of aluminum hydroxide (s) and / or oxyhydroxide (s) is generally greater than approximately
  • the diameter of the particles usually varying between 0.1 and 300 ⁇ m, for example between 1 and 120 ⁇ m.
  • This alumina can come in particular from the rapid dehydration of Bayer hydrate (hydrargillite) which is an easily accessible industrial aluminum hydroxide and very inexpensive.
  • Bayer hydrate hydroargillite
  • Such an alumina is well known to those skilled in the art and is described in particular in French patent 1108011.
  • alumina in the case where alumina is used, as described above, it can optionally be introduced with the products used to form the mixture of tempered concrete. However, it is preferably incorporated, as in the case of other setting accelerators, in the tempered mixture just before or during the introduction of said mixture into the projection means.
  • the setting accelerator in particular in the case of the aforementioned alumina, is advantageously introduced into the propellant air which supplies the projection means (usually a projection nozzle).
  • the setting retarders used in the second variant embodiment of the invention can be of any known type; there may be mentioned, by way of example, the hydrocarboxylic acids containing boron, phosphoric acid, aluminum phosphate, ferrous sulfate, sodium sulfate, zinc chloride, copper acetate, sodium gluconate, sodium acetate sulfate cellulose, the formaldehyde-aminolignosulfate reaction product, dialdehyde starch, silicofluorides, NN-dimethyloldihydroxyethylene urea, tall oil, sucrose; a mixture of several setting retarders can optionally be used.
  • the setting retarders can be in liquid form, that is to say implemented in aqueous solution.
  • the precipitated silica and the setting retarder in the form of a compound obtained by prior absorption of the setting retarder on the precipitated silica, this abso ⁇ tion being effected in particular by co-atomization of the precipitated silica and the setting retarder or by placing on setting the setting retarder on the precipitated silica.
  • the actual techniques of co-atomization and placing on a support are well known to those skilled in the art.
  • the term “placing on a support” is understood in particular to mean the absorption of a compound in liquid form, here the setting retarder, in the pores of the precipitated silica.
  • a precipitated silica having a DOP oil intake of between 180 and 350 ml / 100 g (the DOP oil intake being determined according to ISO standard 787/5 by using dioctylphthalate ).
  • This particular implementation leads, in addition, to a simplification of the work of the operator at the dosage level during the formation of the mix of tempered concrete (two additives are replaced by a single additive) and a better distribution of the setting retarder in the concrete mixture. It is not, however, outside the scope of the invention when the above-mentioned compound contains only part of the silica used in the process.
  • precipitated silica and at least one of said additives in the form of a single compound obtained by prior abso ⁇ tion of the additive (or additives) on the precipitated silica, this abso ⁇ tion being carried out in particular by co-atomization of the precipitated silica and the additive (or additives) or by placing the additive (or additives) on a support on the precipitated silica.
  • silica-thinning compound silica-latex, silica-anti-foaming agent, silica-thinning-latex, silica-thinning-anti-foaming agent, silica-latex-anti-foaming agent and / or silica-thinner-latex-anti-foaming agent.
  • the compound (s) used in the process according to the invention can optionally comprise the setting retarder; this (these) compound (s) is (are) then prepared (s) by co-atomization of a precipitated silica, of a setting retarder and of at least one additive chosen from the aforementioned group or by placing on a support a setting retarder and at least one additive chosen from the above group on precipitated silica.
  • At least one silica-fluidifying-setting retarder, silica-latex-setting retarding compound, silica-anti-foaming agent-setting retardant compound is optionally possible to use, in the context of the second variant embodiment of the invention.
  • fluidizers in particular melamine, sodium polynaphthalene sulfonate, sodium polyacrylate.
  • at least one plasticizer is used during the formation of the tempered concrete mixture.
  • the anti-foaming agents make it possible to reduce the entrainment of air, to increase the density of the sprayed concrete and to improve its mechanical properties over time, and, on the other hand , that latexes made it possible to improve the adhesion of concrete to the surface to be concreted, and therefore to reduce the rebound and permeability of concrete
  • anti-foaming agents in particular silicone oils and, as examples of latex, in particular styrene-butadiene copolymers.
  • the invention is not at all limited to a particular type of cement; it is thus possible to use all the types of cement traditionally used in concrete spraying processes, in particular Portland type cements.
  • the aggregates (or aggregates) used in the context of the invention are known; it can be sand, gravel and / or pebbles.
  • a mixture of tempered concrete is prepared by mixing the following constituents according to the following process:
  • This mixture is introduced into a piston pump which then conveys said mixture in a projection sheath towards a projection means.
  • This projection means consists of a projection nozzle, which is located at the end of the sheath and which is supplied with compressed air (propellant air).
  • the tempered mixture is then sprayed from this nozzle onto a rough vertical surface; a coherent layer of concrete greater than 20 cm thick is obtained in a single pass, without slipping, with a minimum loss rate, which is only half that obtained when not using precipitated silica.
  • the covered surface is here increased by more than 10% compared to that obtained when precipitated silica is not used (for the same quantity of concrete).
  • the loss by rebound is moreover significantly reduced. No appreciable generation of dust is observed.
  • the durability of the sprayed concrete is considerably improved compared to that of a sprayed concrete without the use of precipitated silica.
  • the durability of a concrete is directly linked to its permeability (permeability to water, air, carbonation, chloride ions); however, the permeability of the sprayed concrete according to the invention is reduced by a factor of at least 100 compared to that of a sprayed concrete without the use of precipitated silica.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de projection de béton par voie humide mettant en ÷uvre une silice précipitée et consistant à former un mélange de béton gâché à partir de ciment, de granulats, d'eau et d'une silice précipitée, à déplacer le mélange gâché pour l'introduire dans une buse de projection et à projeter ce mélange à partir de la buse de projection sur la surface à bétonner.

Description

PROCEDE DE PROJECTION DE BETON PAR VOIE HUMIDE
La présente invention concerne un procédé de projection de béton par voie humide mettant en œuvre une silice précipitée. L'utilisation de procédés de projection de béton pour appliquer une couche de béton projeté sur une surface à bétonner est bien connue.
Il existe ainsi aujourd'hui essentiellement deux types de procédés de projection de béton : les procédés de projection de béton par voie sèche et les procédés de projection de béton par voie humide. Dans les procédés de projection de béton par voie sèche, on forme d'abord un mélange sec comprenant tous les composants anhydres traditionnels d'un béton, c'est- à-dire un mélange comprenant du ciment, des granulats, généralement une charge telle que du sable et éventuellement des additifs sous forme solide ; ce mélange, qui doit être aussi sec que possible, est ensuite véhiculé généralement sous air comprimé, par voie pneumatique, dans une gaine de projection, vers une buse de projection ; ledit mélange est alors mélangé à de l'eau juste en aval de la buse de projection, le cisaillement subi par le mélange eau + solides (qui constituent le mélange anhydre initial) dans la gaine de projection devant théoriquement assurer l'homogénéité du béton final ; le mélange obtenu est alors projeté, à partir de la buse de projection, à l'aide d'air comprimé (air de projection ou air propulseur), sur la surface à bétonner.
L'inconvénient majeur de ce type de procédé de projection de béton est la perte importante par rebond du béton à partir de la surface à bétonner lors de la phase de projection. De plus, la formation de poussière est élevée, ce qui constitue un risque pour l'environnement, mais également, tout comme le rebond important du béton, pour le technicien qui met en œuvre le procédé. Enfin, l'homogénéité du mélange de béton final n'est pas toujours satisfaisante, du fait notamment d'un temps de mélange eau + solides relativement court.
Il a été alors proposé d'employer de la fumée de silice pour diminuer la perte par rebond. Néanmoins, l'ajout de fumée de silice sous forme de poudre au mélange sec initial entraîne la formation de poussière et l'homogénéité du mélange de béton final n'est pas améliorée.
Si l'utilisation de fumée de silice en suspension aqueuse, introduite juste en aval de la buse de projection, éventuellement en mélange avec l'eau, peut permettre d'abaisser un peu plus la perte par rebond, elle s'accompagne d'un poussierage toujours aussi important ; aucune amélioration n'est par ailleurs constatée au niveau de l'homogénéité du mélange de béton final. Dans les procédés de projection de béton par voie humide, on forme d'abord un mélange comprenant du ciment, des granulats, de l'eau (dite eau de gâchage), et éventuellement des additifs (ce mélange forme du béton dit gâché) ; ce mélange est ensuite généralement véhiculé au moyen d'une pompe dans une gaine de projection, vers une buse de projection ; ledit mélange est alors projeté, à partir de la buse de projection, à l'aide d'air comprimé (air de projection ou air propulseur), sur la surface à bétonner.
Ces procédés possèdent, de manière générale, par rapport aux procédés de projection de béton par voie sèche un certain nombre d'avantages : le rapport eau/ciment, qui est un paramètre de qualité essentiel du béton, peut être réglé à volonté et, notamment, maintenu à une valeur constante ; le ciment est habituellement bien mouillé et le béton final est plus homogène ; enfin, la formation de poussière diminue.
Cependant, ces procédés présentent quelques inconvénients ; ainsi, la densité du béton est réduite du fait de la présence, dans le mélange initial de béton, d'eau excédentaire non consommée lors de l'hydratation, d'où un amoindrissement de l'épaisseur de couche de béton projeté en une passe ; si l'addition de verre soluble dans le mélange initial de béton peut diminuer ce temps de prise, elle nuit en revanche à la résistance mécanique dans le temps du béton une fois projeté.
Il a été proposé d'introduire dans le mélange de béton un accélérateur de prise ; l'inconvénient réside notamment dans le fait que les propriétés mécaniques du béton projeté final s'en trouvent le plus souvent dégradées.
La présente invention a notamment pour but de proposer un nouveau procédé de projection de béton, qui non seulement est une alternative aux procédés décrits précédemment, mais qui, en plus de ne pas présenter les inconvénients sus- mentionnés, possèdent au moins les avantages essentiels des procédés "voie humide".
Ainsi, le but de l'invention est en particulier de fournir un procédé de projection de béton par voie humide mettant en œuvre une silice précipitée, procédé dans lequel la silice se disperse bien dans le mélange de béton gâché et donc le mélange de béton final est homogène, la formation de poussière est faible, l'appareillage utilisé est simple, un compromis très satisfaisant propriétés mécaniques (notamment résistance mécanique) - faible perte par rebond peut être obtenu et l'épaisseur de couche de béton projeté est de préférence assez élevée.
Ce but et d'autres sont atteints par l'invention, qui présente deux variantes de réalisation. Selon la première variante, l'invention concerne un procédé de projection de béton par voie humide pour appliquer sur une surface une couche de béton, dans lequel on forme un mélange de béton gâché, on déplace ledit mélange gâché pour l'introduire dans un moyen de projection et on projette ledit mélange gâché à partir dudit moyen de projection sur la surface, caractérisé en ce que ledit mélange de béton gâché est formé à partir de ciment, de granulats, d'eau et d'au moins une silice précipitée.
Selon la seconde variante, l'invention concerne un procédé de projection de béton par «oie humide pour appliquer sur une surface une couche de béton, dans lequel on forme un mélange de béton gâché, on déplace ledit mélange gâché pour l'introduire dans un moyen de projection et on projette ledit mélange gâché à partir dudit moyen de projection sur la surface, caractérisé en ce que ledit mélange de béton gâché est formé à partir de ciment, de granulats, d'eau, d'au moins un retardateur de prise et d'au moins une silice précipitée et en ce qu'on incorpore au moins un accélérateur de prise audit mélange gâché juste avant ou pendant l'introduction dudit mélange dans le moyen de projection.
Les Demanderesses ont notamment constaté que, de manière surprenante, l'invention ne présentait pas les inconvénients d'un procédé de projection de béton dans lequel l'ajout d'une silice précipitée, au mélange de béton gâché, s'effectuerait juste avant la buse de projection et en mélange avec l'air propulseur, en particulier : une homogénéité du béton final peu satisfaisante, un poussierage certain, un appareillage de mise en œuvre quelque peu complexe.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre. Dans les deux variantes de réalisation de l'invention, les moyens utilisés pour former le mélange de béton gâché, qui doit être pompable et projetable, pour déplacer puis introduire ce mélange dans le moyen de projection et pour projeter le mélange sur la surface à bétonner à partir dudit moyen correspondent à ceux généralement employés dans le domaine de la projection de béton par voie humide et sont donc bien connus de l'homme du métier.
Ainsi, le mélange de béton gâché est en général formé par malaxage des produits entrant dans sa composition ; l'ordre d'introduction desdits produits dans le malaxeur peut être quelconque ; en général, les granulats, le ciment et la silice sont d'abord malaxés entre eux, l'eau étant ensuite introduite, le mélange humide ainsi formé étant enfin malaxé (les éventuels additifs peuvent être incorporés à tout moment adéquat lors de la formation du mélange gâché).
De plus, le mélange de béton gâché est introduit dans le moyen de projection généralement après avoir été véhiculé au moyen d'une pompe adéquate, par exemple une pompe à piston, dans une gaine de projection. Le moyen de projection est habituellement constitué par une buse de projection ; le mélange gâché est alors projeté, à partir de cette buse de projection, généralement à l'aide d'air propulseur qui alimente ladite buse, l'air propulseur étant habituellement de l'air comprimé. L'utilisation d'au moins une silice précipitée et la formation du mélange gâché à partir notamment de ladite silice sont des caractéristiques essentielles de l'invention.
Par silice précipitée, on entend ici une silice obtenue par précipitation à partir de la réaction d'un silicate alcalin avec un acide en général inorganique à un pH adéquat du milieu de précipitation, en particulier un pH basique, neutre ou peu acide ; le mode de préparation de la silice peut ici être quelconque (addition d'acide sur un pied de cuve de silicate, addition simultanée totale ou partielle d'acide et de silicate sur un pied de cuve d'eau ou de solution de silicate, etc..) et est choisi en fonction du type de silice que l'on souhaite obtenir. La silice précipitée peut être employée sous forme de poudre (sèche) ou en suspension aqueuse (slurry ou bouillie).
Même si la quantité en poids de silice précipitée utilisée n'est pas une caractéristique essentielle de l'invention, cette teneur peut être d'au plus 6 %, en particulier d'au plus 5 %, et, de préférence, comprise entre 2 et 4 %, par rapport au poids de ciment. En effet, même à ces teneurs relativement faibles en silice précipitée, les performances du procédé selon l'invention sont très satisfaisantes.
Les silices précipitées utilisées dans la présente invention possèdent préférentiellement une surface spécifique BET d'au moins 40 m-7 g, notamment comprise entre 40 et 400 m*7g, par exemple entre 50 et 350 m /g. Selon un mode réalisation particulier, cette surface spécifique BET est comprise entre 210 et 300 nτ7g.
La surface spécifique BET est déterminée selon la méthode de BRUNAUER- EMMET-TELLER décrite dans 'The Journal of the American Chemical Society", vol. 60, page 309, février 1938 et correspondant à la norme ISO 5794/1 (annexe I). De même, les silices précipitées utilisées dans la présente invention possèdent préférentiellement une taille moyenne des particules d'au moins 0,5 μm, notamment comprise entre 1 et 300 μm, en particulier entre 1 et 40 μm, voire entre 1 et 20 μm ; elle peut être par exemple comprise entre 1,5 et 15 μm.
Selon des modes de réalisation particuliers, cette taille moyenne des particules est comprise entre 1,5 et 3,5 μm ou entre 6 et 15 μm.
La taille moyenne des particules est déterminée, pour les particules à taille élevée
(au moins 100 μm), de préférence selon la norme NFX-11507 (décembre 1970) par tamisage à sec et détermination de la taille correspondant à un refus cumulé de 50 %, et, pour les particules à taille faible (inférieure à 100 μm), de préférence par diffraction laser sur un granulomètre SYMPATEC.
Dans la première variante de réalisation de l'invention, au moins un accélérateur de prise peut éventuellement être incorporé au mélange gâché juste avant (c'est-à-dire généralement après que celui-ci ait été véhiculé un certain temps au moyen d'une pompe) ou pendant (c'est-à-dire directement dans le moyen de projection) l'introduction dudit mélange dans le moyen de projection.
Dans la seconde variante de réalisation de l'invention, le mélange de béton gâché est formé à partir de ciment, de granulats, d'eau, d'au moins un retardateur de prise et d'au moins une silice précipitée. Au moins un accélérateur de prise est alors incorporé au mélange gâché juste avant (c'est-à-dire généralement après que celui-ci ait été véhiculé un certain temps au moyen d'une pompe) ou pendant (c'est-à-dire directement dans le moyen de projection) l'introduction dudit mélange dans le moyen de projection.
Cette seconde variante permet notamment, en plus, de contrôler la maniabilité du béton (maintien de la rhéologie du béton pendant le temps désiré par l'utilisateur) et d'améliorer ses propriétés mécaniques.
Les accélérateurs de prise utilisés dans la présente invention peuvent être de tout type connu ; on peut notamment citer, à titre d'exemples, Paluminate de sodium, le silicate de sodium, l'aluminate de potassium, le carbonate de potassium. Ces accélérateurs de prise sont ici de préférence sous forme liquide, c'est-à-dire mis en œuvre en solution aqueuse.
Un accélérateur de prise avantageux utilisé dans la présente invention est l'alumine, de préférence essentiellement amorphe.
On peut employer en particulier l'alumine, de préférence sous forme de poudre, issue de la déshydratation rapide d'au moins un hydroxyde d'aluminium (par exemple la bayerite, l'hydrargillite ou gibbsite, la nordstrandite) et/ou d'au moins un oxyhydroxyde d'aluminium (par exemple la boehmite, le diaspore).
Cette déshydratation est généralement opérée, dans tout appareillage approprié, à l'aide d'un courant de gaz chauds permettant d'éliminer et entraîner très rapidement l'eau évaporée. La température desdits gaz dans l'appareillage varie en général de 400 à 1200 °C environ, par exemple de 800 à 1200 °C environ, avec un temps de contact entre l'hydroxyde (et/ou l'oxyhydroxyde) et lesdits gaz chauds habituellement de l'ordre d'une fraction de seconde à 4 ou 5 secondes.
L'alumine issue de cette déshydratation peut éventuellemnt subir un traitement en vue d'éliminer au moins une partie des alcalins présents.
La surface spécifique BET de l'alumine issue de la déshydratation rapide d'hydroxyde(s) et/ou d'oxyhydroxyde(s) d'aluminium est en général supérieure à environ
50 m*7g (par exemple comprise entre environ 50 et 450 m2/g), notamment à environ 100 m2/g, le diamètre des particules variant habituellement entre 0,1 et 300 μm, par exemple entre 1 et 120 μm.
Cette alumine peut provenir notamment de la déshydratation rapide de l'hydrate de Bayer (hydrargillite) qui est un hydroxyde d'aluminium industriel facilement accessible et très bon marché. Une telle alumine est bien connue de l'homme du métier et est en particulier décrite dans le brevet français 1108011.
Dans le cas où l'on utilise de l'alumine, telle que décrite précédemment, on peut éventuellement l'introduire avec les produits utilisés pour former le mélange de béton gâché. Néanmoins, elle est de préférence incorporée, comme dans le cas des autres accélérateurs de prise, au mélange gâché juste avant ou pendant l'introduction dudit mélange dans le moyen de projection.
On peut éventuellement employer, dans le cadre de l'invention, un mélange de plusieurs accélérateurs de prise. L'accélérateur de prise, en particulier dans le cas de l'alumine précitée, est avantageusement introduite dans l'air propulseur qui alimente le moyen de projection (habituellement une buse de projection).
Les retardateurs de prise utilisés dans la seconde variante de réalisation de l'invention peuvent être de tout type connu ; on peut notamment citer, à titre d'exemples, les acides hydrocarboxyliques contenant du bore, l'acide phosphorique, le phosphate d'aluminium, le sulfate ferreux, le sulfate de sodium, le chlorure de zinc, l'acétate de cuivre, le gluconate de sodium, le sulfate acétate de sodium cellulose, le produit de réaction formaldéhyde-aminolignosulfate, le dialdéhyde amidon, les silicofluorures, la N.N-diméthyloldihydroxyéthylène urée, le tall oil, le sucrose ; on peut éventuellement employer un mélange de plusieurs retardateurs de prise.
Les retardateurs de prise peuvent être sous forme liquide, c'est-à-dire mis en œuvre en solution aqueuse.
Il peut être avantageux d'employer la silice précipitée et le retardateur de prise sous la forme d'un composé obtenu par absorption préalable du retardateur de prise sur la silice précipitée, cette absoφtion s'effectuant en particulier par co-atomisation de la silice précipitée et du retardateur de prise ou par mise sur support du retardateur de prise sur la silice précipitée. Les techniques proprement dites de co-atomisation et de mise sur support sont bien connues de l'homme du métier. On entend notamment par mise sur support l'absoφtion d'un composé sous forme liquide, ici le retardateur de prise, dans les pores de la silice précipitée. Dans ce cas, on emploie, de préférence, une silice précipitée présentant une prise d'huile DOP comprise entre 180 et 350 ml/100g (la prise d'huile DOP étant déterminée selon la norme ISO 787/5 en mettant en œuvre le dioctylphtalate).
Cette mise en œuvre particulière entraîne, en plus, une simplification du travail de l'opérateur au niveau du dosage lors de la formation du mélange de béton gâché (deux additifs sont remplacés par un seul additif) et une meilleure répartition du retardateur de prise dans le mélange de béton. On ne sort toutefois pas du cadre de l'invention lorsque le composé précité ne contient qu'une partie de la silice utilisée dans le procédé.
Dans les deux variantes de réalisation de l'invention, on peut utiliser, lors de la formation du mélange de béton gâché, un certain nombre d'additifs supplémentaires, notamment choisis dans le groupe formé par les fluidifiants, les agents anti-mousse, les latex.
Il peut être avantageux d'employer la silice précipitée et au moins un desdits additifs sous la forme d'un seul composé obtenu par absoφtion préalable de l'additif (ou des additifs) sur la silice précipitée, cette absoφtion s'effectuant en particulier par co- atomisation de la silice précipitée et de l'additif (ou des additifs) ou par mise sur support de l'additif (ou des additifs) sur la silice précipitée.
Ainsi, on peut utiliser, lors de la formation u mélange de béton gâché, au moins un composé comprenant de la silice précipitée et au moins un additif choisi dans le groupe formé par les fluidifiants, les agents anti-mousse, les latex, ce(s) composé(s) étant préparé(s) par co-atomisation d'une silice précipitée et d'au moins un additif choisi dans le groupe précité ou par mise sur support d'au moins un additif choisi dans le groupe précité sur une silice précipitée.
On peut ainsi employer au moins un composé silice-fluidifiant, silice-latex, silice- agent anti-mousse, silice-fluidifiant-latex, silice-fluidifiant-agent anti-mousse, silice-latex- agent-anti-mousse et/ou silice-fluidifiant-latex-agent anti-mousse.
Il est à noter que, dans le cas où de tels composés sont utilisés, toute la silice précipitée mise en œuvre dans le procédé selon l'invention n'est pas nécessairement sous la forme de tels composés ; une partie de la silice précipitée peut en effet être éventuellement employée telle quelle. Dans la seconde variante de réalisation de l'invention, le(s) composé(s) utilisé(s) peut (peuvent) éventuellement comprendre le retardateur de prise ; ce(s) composé(s) est (sont) alors préparé(s) par co-atomisation d'une silice précipitée, d'un retardateur de prise et d'au moins un additif choisi dans le groupe précité ou par mise sur support d'un retardateur de prise et d'au moins un additif choisi dans le groupe précité sur une silice précipitée.
On peut ainsi éventuellement employer, dans le cadre de la seconde variante de réalisation de l'invention, au moins un composé silice-fluidifiant-retardateur de prise, silice-latex-retardateur de prise, silice-agent anti-mousse-retardateur de prise, silice- fluidifiant-latex-retardateur de prise, silice-fluidifiant-agent anti-mousse-retardateur de prise, silice-latex-agent-anti-mousse-retardateur de prise et/ou silice-fluidifiant-latex- agent anti-mousse-retardateur de prise.
De même, il est à noter que, dans le cas où de tels composés sont utilisés, toute la silice précipitée mise en œuvre dans le procédé selon l'invention n'est pas nécessairement sous la forme de tels composés ; une partie de la silice précipitée peut en effet être éventuellement employée telle quelle.
On peut citer, à titre d'exemples de fluidifiants, notamment la mélamine, le polynaphtalène sulfonate de sodium, le polyacrylate de sodium. De manière préférée, on utilise, lors de la formation du mélange de béton gâché, au moins un fluidifiant.
Les Demanderesses ont constaté, d'une part, que les agents anti-mousses permettaient de réduire l'entraînement d'air, d'augmenter la densité du béton projeté et d'améliorer ses propriétés mécaniques à terme, et, d'autre part, que les latex permettaient d'améliorer l'adhésion du béton sur la surface à bétonner, et donc de réduire le rebond et la perméabilité du béton
On peut citer, à titre d'exemples d'agents anti-mousse, notamment les huiles silicones et, à titre d'exemples de latex, notamment les copolymères styrène-butadiène. L'invention n'est pas du tout limitée à un type de ciment particulier ; on peut ainsi utiliser tous les types de ciment employés traditionnellement dans les procédés de projection de béton, notamment les ciments de type Portland.
Les granulats (ou agrégats) employés dans le cadre de l'invention sont connus ; il peut s'agir de sable, de gravillons et/ou de cailloux.
Le procédé selon l'invention s'applique sur tout type de surface. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée.
EXEMPLE
On prépare un mélange de béton gâché en mélangeant les constituants ci-après selon le processus suivant :
- introduction dans un malaxeur de 640 kg de sable roulé 0/2 mm, 180 kg de sable fin 0/0,3 mm et 1000 kg de gravier roulé 2/6 mm ;
- ajout de 430 kg de ciment Portland et 13 kg de silice précipitée (présentant une surface spécifique de 250 m*7g et une taille moyenne des particules de 3,5 μm) ; - homogénéisation (par malaxage) du mélange sec obtenu pendant 15 secondes ;
- ajout de 180 litres d'eau et 4,3 kg de fluidifiant (commercialisé par la société Chryso sous le nom Durciplast) ;
- homogénéisation (par malaxage) du mélange humide obtenu pendant 30 secondes. On constate que le mélange gâché ainsi réalisé est cohérent au repos et fluide lorsqu'on le met en mouvement.
On introduit ce mélange dans une pompe à piston qui véhicule ensuite ledit mélange dans une gaine de projection vers un moyen de projection. Ce moyen de projection est constitué d'une buse de projection, qui se trouve en bout de gaine et qui est alimentée en air comprimé (air propulseur).
Le mélange gâché est alors projeté à partir de cette buse sur une surface verticale rugueuse ; on obtient une couche de béton, cohérent, d'épaisseur supérieure à 20 cm en une seule passe, sans glissement, avec un taux de perte minimum, qui est égal à la moitié seulement de celui obtenu lorsque l'on n'utilise pas de silice précipitée.
La surface couverte est ici augmentée de plus de 10 % par rapport à celle obtenue lorsque l'on n'utilise pas de silice précipitée (pour la même quantité de béton). La perte par rebond est de plus notablement réduite. On n'observe pas de dégagement sensible de poussière.
On constate que le béton ainsi projeté présente une résistance à l'écrasement élevée :
49 MPa minimum, contre 41 MPa maximum sans utilisation de silice précipitée, soit un gain d'au moins environ 20 % (mesure de résistance à l'écrasement à 28 jours faite sur des carottes de béton).
Enfin, la durabilité du béton ainsi projeté est considérablement améliorée par rapport à celle d'un béton projeté sans utilisation de silice précipitée. En effet, on sait que la durabilité d'un béton est directement liée à sa perméabilité (perméabilité à l'eau, à l'air, à la carbonatation, aux ions chlorure) ; or, la perméabilité du béton projeté selon l'invention est diminuée d'un facteur d'au moins 100 par rapport à celle d'un béton projeté sans utilisation de silice précipitée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de projection de béton par voie humide pour réaliser sur une surface une couche de béton, consistant à former un mélange de béton gâché, à déplacer ledit mélange gâché pour l'introduire dans un moyen de projection et à projeter ledit mélange gâché à partir du moyen de projection sur la surface, caractérisé en ce que ledit mélange de béton gâché est formé à partir de ciment, de granulats, d'eau et d'au moins une silice précipitée.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'au moins un accélérateur de prise est incorporé audit mélange gâché juste avant ou pendant l'introduction dudit mélange dans le moyen de projection.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit accélérateur de prise est de l'alumine essentiellement amoφhe.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit mélange de béton gâché est formé à partir de ciment, de granulats, d'eau, d'au moins une silice précipitée et d'au moins un additif choisi dans le groupe formé par les fluidifiants, les agents anti-mousse, les latex.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la silice précipitée se trouve sous la forme d'un composé comprenant de la silice précipitée et au moins un additif choisi dans le groupe formé par les fluidifiants, les agents anti-mousse, les latex, et préparé par co-atomisation d'une silice précipitée et d'au moins un additif choisi dans le groupe précité ou par mise sur support d'au moins un additif choisi dans le groupe précité sur une silice précipitée.
6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit additif est un fluidifiant.
7. Procédé de projection de béton par voie humide pour réaliser sur une surface une couche de béton, consistant à former un mélange de béton gâché, à déplacer ledit mélange gâché pour l'introduire dans un moyen de projection et à projeter ledit mélange gâché à partir du moyen de projection sur la surface, caractérisé en ce que ledit mélange de béton gâché est formé à partir de ciment, de granulats, d'eau, d'au moins un retardateur de prise et d'au moins une silice précipitée et en ce qu'au moins un accélérateur de prise est incoφoré audit mélange gâché juste avant ou pendant l'introduction dudit mélange dans le moyen de projection.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la silice précipitée se trouve sous la forme d'un composé comprenant de la silice précipitéee et ledit retardateur de prise, ledit composé étant préparé par co- atomisation d'une silice précipitée et d'un retardateur de prise ou par mise sur support d'un retardateur de prise sur une silice précipitée.
9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ledit mélange de béton gâché est formé à partir de ciment, de granulats, d'eau, d'au moins un retardateur de prise, d'au moins une silice précipitée et d'au moins un additif choisi dans le groupe formé par les fluidifiants, les agents anti-mousse, les latex.
10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la silice précipitée se trouve sous la forme d'un composé comprenant de la silice précipitée, éventuellement ledit retardateur, et au moins un additif choisi dans le groupe formé par les fluidifiants, les agents anti-mousse, les latex, et préparé par co-atomisation d'une silice précipitée, éventuellement dudit retardateur, et d'au moins un additif choisi dans le groupe précité ou par mise sur support d'au moins un additif choisi dans le groupe précité et, éventuellement, dudit retardateur sur une silice précipitée.
11. Procédé selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que ledit additif est un fluidifiant.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la quantité en poids de silice précipitée utilisée est d'au plus 6 % par rapport au poids de ciment.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite teneur est d'au plus 5 %, de préférence comprise entre 2 et 4 %, par rapport au poids de ciment.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ladite silice précipitée présente une surface spécifique BET d'au moins 40 m /g.
15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ladite silice précipitée présente une taille moyenne des particules d'au moins 0,5 μm.
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