WO2009066185A2 - Method for triggering and/or accelerating the setting of a hydrosetting non-refractory pasty material - Google Patents

Method for triggering and/or accelerating the setting of a hydrosetting non-refractory pasty material Download PDF

Info

Publication number
WO2009066185A2
WO2009066185A2 PCT/IB2008/003917 IB2008003917W WO2009066185A2 WO 2009066185 A2 WO2009066185 A2 WO 2009066185A2 IB 2008003917 W IB2008003917 W IB 2008003917W WO 2009066185 A2 WO2009066185 A2 WO 2009066185A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
khz
acoustic waves
setting
concrete
cement
Prior art date
Application number
PCT/IB2008/003917
Other languages
French (fr)
Other versions
WO2009066185A3 (en
Inventor
Vincent Morin
Laurent Meunier
Serge Sabio
Véronique COLLIN
Original Assignee
Lafarge
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0706362A external-priority patent/FR2920765A1/en
Priority claimed from FR0803656A external-priority patent/FR2933092B1/en
Application filed by Lafarge filed Critical Lafarge
Publication of WO2009066185A2 publication Critical patent/WO2009066185A2/en
Publication of WO2009066185A3 publication Critical patent/WO2009066185A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02Selection of the hardening environment
    • C04B40/0204Selection of the hardening environment making use of electric or wave energy or particle radiation
    • C04B40/0227Sonic or ultrasonic waves

Definitions

  • the present invention relates to a method for triggering and / or accelerating the setting of a non-refractory pasty material with a hydraulic setting, selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement paste.
  • the present invention also relates to a process triggering and / or accelerating setting of a material selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement, the setting of said material having been previously retarded by the administration of a retarding agent
  • a refractory cement is a hydraulic-setting binder for obtaining refractory concrete, that is, having a melting point high enough to withstand very high temperatures.
  • a refractory cement of this nature has a minimum content. in lime, to the extent that this compound lowers the melting point of the concrete obtained m fine
  • an alumina cement or refractory cement
  • a pasty non-refractory material with hydraulic setting selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement paste, and having physicochemical properties quite distinct from those of the cements alummeux, can be activated and / or accelerated by application of high power acoustic waves
  • one of the objects of the present invention is a method of triggering and / or accelerating the setting of a non-refractory, hydraulically-setting pasty material selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a paste of cement, in which acoustic waves of low frequencies and / or ultrasonic high power are applied to said material, said acoustic waves inducing said triggering and / or said acceleration setting
  • acoustic waves according to the invention Invention Induce a Cavitation Phenomenon
  • the acoustic waves are ultrasound
  • the acoustic waves are low frequency acoustic waves
  • a pasty material designates a material having an intermediate consistency between the liquid and the solid, a paste.
  • the pasty qualifier designates a material whose state is between the "fresh" state and the fully hardened state.
  • An acoustic wave refers to the propagation of a disturbance producing in its path a reversible variation of local physical properties. It is characterized in particular by its frequency.
  • An acoustic wave of frequency greater than 15 kHz corresponds to the ultrasound, that is to say to the sounds not audible to the human ear
  • An acoustic wave with a frequency lower than 15 kHz corresponds to acoustic waves called "low frequencies"
  • plug means the passage of cement paste, mortar or hydrated concrete in the cured state.
  • fresh state is the first instants of hydration, where the cement paste, mortar or hydrated concrete is malleable.
  • hardened state according to the present invention the moment of hydration, where the hydraulic binder, mortar or concrete has mechanical strength.
  • Concrete is an agglomerated composite material consisting of hard aggregates of various sizes bonded together by a binder.
  • Common concretes consist of fine aggregates (grains of sand) or coarse grains (gravel), a binder called cement, usually a Portland cement with or without cement additives, and water.
  • the components are very different from each other: their density varies, in common concrete from 1 (water) to 3 (cement) t / m 3 . If the type of binder used is not a cement, then depending on the binder used, it is called resin concrete, hydrocarbon concrete, clay concrete, etc.
  • a grout (or cement paste) is obtained by mixing a binder, water and optionally additives / additives.
  • a mortar is obtained by mixing a binder (lime or cement), sand, water and possibly additives / additives.
  • compositions of grout, mortar or concrete can be obtained by varying the parameters: binder (type and dosage), additives and additives, water dosage.
  • binder type and dosage
  • additives and additives water dosage.
  • water dosage water dosage.
  • binder all cements and lime are usable; their choice and the dosage depend on the work to be done and its environment.
  • the mixing time must be optimal, in order to obtain a homogeneous and regular mixture.
  • Grouts, mortars or concretes can be: - Prepared on site by dosing and mixing the various constituents including adjuvants,
  • Cement is a pulverulent product obtained by co-grinding calcium sulphate, fillers and clinker.
  • the latter consists of a mixture of silicates and calcium aluminates heated to 1450-1550 ° C., at which temperature this mixture combines to give different mineralogical phases called alite or C3S (major phase), belite (C2S), ferrites (C4AF), aluminate (C3A)
  • the usual cement belongs to the class of hydraulic binders, because it has the property, by reacting with water, to form hydrates transforming the paste
  • hardening or “setting” are used to designate the transformation of the cement paste from a more or less fluid state into a solid state.
  • the moment of activation of this process will be referred to indistinctly as “triggering” or “triggering”.
  • activation »Increasing the speed of” hardening is called” acceleration "of setting (or hardening)
  • Portland cement is obtained by baking a mixture of sand and limestone Additions of bauxite, kaolin, iron are optionally carried out when necessary to correct, if necessary, the composition by adding iron or calcium.
  • alumina alumina
  • the chemical composition is generally described as the following
  • the main mineralogical phases are generally described as the following
  • the main hydrates formed are CSH (calcium silicate hydrates), Portlandite (hydrated calcium hydroxide), ettringite (hydrated calcium nitrosaluminate) and monosulfoalummate (hydrated calcium monosulfinalumate).
  • CSH calcium silicate hydrates
  • Portlandite hydrated calcium hydroxide
  • ettringite hydrated calcium nitrosaluminate
  • monosulfoalummate hydrated calcium monosulfinalumate
  • the structuring speed of such a material is much slower than the structuring speed of an aluminous material. If the setting time of the two types of material is comparable, the resistances evolve much more slowly (20-30 MPa at 1 day However, in Portland cement the hydrates formed are stable, with the exception of ettringite in monosulfoalummate But in this case, no significant loss of resistance is observed
  • the setting trigger corresponds to the activation of the hydration process of a pasty material, so that a hardening of the pasty product becomes possible again according to a conventional hardening kinetics
  • an acoustic wave - such as an ultrasonic or low frequency wave - in a fluid (generally liquid) creates alternately zones of pressures and depressions. depression is sufficiently high, the interparticular distance becomes greater than the maximum cohesion distance of the liquid
  • the space thus created allows the birth of bubbles called cavitation bubbles
  • the bubbles formed during a cavitation contain only gases and For the cavitation to take place, a power threshold must be reached.
  • This threshold is for example of the order of 0.5 watts / cm 2 (surface of the vibrating source) to 20 kHz for the water L the amount of vacuum required to reach the cavitation threshold depends on several parameters - the higher the frequency, the shorter the vacuum period (it may be too short to form a cavity),
  • cavitation bubbles have a lifetime. short Their volume increases strongly during the depression phase then they implode suddenly during the compression phase by fragmenting to give many microbubbles, new germs subjected to cavitation
  • cavitation is, for example, at the origin of the effects of power ultrasound on the media they pass through.
  • the implosion of a cavitation bubble also causes the emission of a jet of liquid at high speed (approximately 400 km / h)
  • the liquid jet will play a very important role for cleaning but will also induce erosion on the surface of the solid.
  • the mechanical and chemical effects appear to be induced by such a phenomenon.
  • cavitation and the uses that can be made of it appear to be the following: - The cleaning and / or erosion of solid surfaces in a liquid medium, for example the destruction of a coating (or "coatmg"),
  • Triggering (or activating) and / or accelerating the setting of a concrete comprising a Portland cement may be extremely interesting in that the setting of a concrete may be delayed. by a variety of factors, including a low outdoor temperature In fact, the hydration slows down when the temperature decreases Thus, a process to trigger or accelerate the setting could be useful in cold weather (5-10 0 C) This would in particular make it possible to avoid long set-up times and would allow the timely removal of concrete from low temperature cast concrete.
  • the present invention also makes it possible to increase the efficiency of accelerating agents (and especially chemical accelerators), when the latter are stimulated by acoustic waves, and in particular ultrasounds.
  • the acoustic waves according to the invention have a frequency of between 100 Hz and 100 kHz, advantageously between 100 Hz and 60 kHz, preferably between 100 Hz and 40 kHz, and preferably between 200 Hz and 40 kHz
  • the acoustic waves are ultrasound.
  • the ultrasound frequency is between 15 kHz and 100 kHz, preferably between 20 kHz and 60 kHz, advantageously between 20 kHz and 40 kHz.
  • the acoustic waves are low frequency acoustic waves.
  • the frequency of these acoustic waves is greater than or equal to 100 Hz and strictly inferior to
  • 15 kHz advantageously between 100 Hz and 10 kHz, preferably between 100 Hz and 35 kHz, and particularly preferably between 200 Hz and
  • the power of the acoustic waves according to the invention is between 0.5 and 20 kW, advantageously between 1 kW and 10 kW, preferably between 2 kW and 6 kW.
  • the power of ultrasonic acoustic waves is between 1 kW and 20 kW, preferably between 2 kW and 10 kW, advantageously between 4 and 6 kW
  • the acoustic waves used are called high-power acoustic waves.
  • This high power can make it possible to induce the abovementioned cavitation phenomenon and thus to obtain the triggering and / or the acceleration of the setting of one of the abovementioned materials.
  • the duration of application of the acoustic waves to the material can be expressed in cubic meter of treated material per minute This parameter is closely related to the preceding parameter, namely the power of the acoustic waves used, insofar as a lower power can theoretically be compensated by a longer application time (or treatment time) and vice versa
  • the duration of application of the acoustic waves to the pasty material with hydraulic setting varies according to the amount of material to be treated
  • one of the advantages of the invention is that the use of low frequency and / or ultrasonic acoustic waves of high power according to the invention allows a short enough processing time to allow the industrialization of the method according to the invention.
  • the material is a concrete
  • it is a concrete based on Portland cement
  • the treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously, for example within a device such as an ultrasonic channel, or in batches ("batch" treatment)
  • the treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously
  • the amount of material treated per minute is between at least 0.2 and 4 m 3 / min, preferably between 1 and 2 m 3 / min.
  • the material is introduced into a chamber emitting acoustic waves, in particular ultrasonic waves.
  • This chamber may be of different shapes such as a tank, a pipe, or the like.
  • the enclosure is a
  • the emission source of the acoustic waves comprises at least one emitting plate, and preferably two emitting plates.
  • a plunging acoustic wave emitting system comprising at least one body immersed in the material to be sonified, is used for the purposes of the present invention.
  • Such a channel emitted acoustic waves allows to industrialize the process optimally, and thanks to such a device, yields of between about 1 m 3 and about 2 m 3 of material treated with It may also be advantageous to administer a retarding agent to a concrete, a mortar or a cement in order to obtain retardation of setting (or retardation of hydration).
  • US 4,964,917 teaches a method for reusing ready-mixed concrete, firstly comprising the steps of retarding hydration and then accelerating hydration, with a view to possible future reuse.
  • the retarding agent and the accelerator are both chemical agents This method makes it possible to recover the excess of already poured concrete, by introducing a retarding agent, and to restart the hydration at the opportune moment by the addition of an accelerated agent.
  • this document only discloses the use of a chemical accelerating agent or the addition of fresh concrete, which imposes binding weighing operations as well as an adjustment to temperature function, which avoids the present invention
  • Another subject of the present invention relates to a method for triggering and / or accelerating the setting of a pasty material which is not hydraulic setting refractory, selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement paste, wherein low frequency and / or ultrasonic acoustic waves of high power are applied to said material, said acoustic waves inducing said tripping and / or said acceleration of setting, the setting of said material having been previously delayed by the administration of a retarding agent
  • the acoustic waves according to the invention induce a cavitation phenomenon
  • the delay in setting after the administration of a retarding agent will obviously depend on the type of retarding agent used but also on its concentration, ie the dosage of retarding agent in the material of which one wish to delay taking This delay can be of the order of a few hours (2 or 3 hours) up to a week or more
  • the material will be delayed by at least 24 hours.
  • the setting delay will be between about 24 hours and about 72 hours.
  • the retarding agent is added to the cement when the latter is in the form of a powder.
  • a retarding agent or retarder
  • a retarding agent or retarder
  • the known chemical retarders are in particular the following: a) Sugars and derivatives thereof
  • gluconate is currently one of the most used retardant plasticisers Its mechanism of action can be generalized to other carboxylates (acid or salified form) However, gluconate approaches a sugar by its constitution, which makes it confers a certain specificity
  • the associated salts may be any suitable salts.
  • the main phosphonates are commercial products of the company Solutia, such as
  • This category includes
  • This category includes: • Boric acid
  • flaxseed oil is an excellent surfactant suitable for coating the surface of cement grains. Indeed, this compound acts after a prior treatment of the cement (mixing the oil with the cement and heating at 60 0 C) and allows the formation of clusters of particles coated with the oil. This, by drying - that is to say by crosslinking under the action of oxygen in the air - will form a relatively tight film on the surface of the cement grains. When this mixture is introduced into the water, the specific surface of the cement in contact with the water is less important than in the case of untreated cement, which results in a decrease in the speed of its hydration. Other compounds have a similar mechanism of action (particle coating) but have a lower dosage / effect efficiency than that of flaxseed oil.
  • the material is a concrete.
  • it is a concrete based on Portland cement.
  • the retarding agent is introduced during the formation of concrete or in a limited period of time - preferably less than 3 hours - after this formation.
  • An alternative is to make a conventional concrete and then introduce at least one retarder in the concrete manufactured to avoid or stop the hydration process (or setting process) and thus recover the concrete for a storage and / or subsequent reuse
  • the retarding agent is selected from the group consisting of sugars and derivatives, carboxylates, phosphonates, zinc salts, borates and surfactants adapted to coat the surface of cement grains such as Im oil, stearates, cellulose ethers, alginates, acrylates
  • the oil in addition to this preferred solution, are used in the sense of the present invention, from the least effective to the most effective at least one sugar.
  • at least one phosphonate preferably at least one borate, advantageously a zinc salt and optimally a gluconate or a mixture of gluconate and borate or a mixture of phosphonate and borate
  • the gluconate has, besides its known function of delaying agent, a function of fluidizer which allows an interesting maintenance of the rheology of the treated material over time
  • the acoustic waves according to the invention have a frequency of between 100 Hz and 100 kHz, advantageously between 100 Hz and 60 kHz, preferably between 200 Hz and 40 kHz.
  • the ultrasonic acoustic waves have a frequency of between 15 kHz and 100 kHz, preferably between 20 kHz and 60 kHz, advantageously between 20 kHz and 40 kHz.
  • the frequencies are greater than or equal to 100 Hz and strictly less than 15 kHz, advantageously between 100 Hz and 10 kHz, preferably between 100 Hz and 35 kHz, particularly preferably between 200 Hz and 2000 Hz.
  • the power of the acoustic waves according to the invention is between 0.5 kW and 20 kW, advantageously between 1 kW and 10 kW, preferably between 2 kW and 6 kW.
  • the power of ultrasonic acoustic waves is between 1 kW and 20 kW, preferably between 2 kW and 10 kW, advantageously between 4 and 6 kW
  • the acoustic waves used are called high-power acoustic waves.
  • This high power can make it possible to induce the abovementioned cavitation phenomenon and thus to obtain the triggering and / or the acceleration of the setting of one of the abovementioned materials.
  • the duration of application of the acoustic waves to the material can be expressed in cubic meter of treated material per minute This parameter is closely related to the preceding parameter, namely the power of the acoustic waves used, insofar as a lower power can theoretically be compensated by a longer application time (or treatment time) and vice versa
  • the duration of application of the acoustic waves to the pasty material with hydraulic setting varies according to the amount of material to be treated
  • one of the advantages of the invention is that the use of low frequency and / or ultrasonic acoustic waves of high power according to the invention allows a short enough processing time to allow the industrialization of the process according to the invention.
  • the treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously, for example within a device such as an ultrasonic channel, or in batches ("batch" treatment)
  • the treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously
  • the amount of material treated per minute is between at least 0.2 and 4 m 3 / min, preferably between 1 and 2 m 3 / min.
  • the material is introduced into an acoustic wave emitting chamber, in particular ultrasonic waves.
  • This chamber may be of various shapes such as a tank, a pipe, or the like.
  • the enclosure is a channel for According to a first embodiment, the acoustic wave emission source comprises at least one emitting plate, and preferably two emitting plates.
  • a plunging acoustic wave emitting system comprising at least one body immersed in the material to be sonified, is used for the purposes of the present invention.
  • An acoustic wave emitting pipe makes it possible to industrialize the process optimally, and thanks to such a device, yields of between 1 and 2 m 3 of treated material per minute can be obtained.
  • a device for implementing the method according to the invention such as the aforementioned acoustic wave emitting pipe
  • FIG. 1 represents a side view of a device for implementing the method according to the invention. invention, this device for continuous treatment of non-refractory pastes material hydraulic setting
  • FIG. 2 is a side view of a device for implementing the method according to the invention, adapted to a batch process (batch processing)
  • FIG. 3 An ultrasonic pipe according to the invention is illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 4 shows a sectional view of this ultrasonic pipe.
  • Figure 5 shows the impact of acoustic wave frequency and concrete treatment time on the acceleration of hydration
  • the concrete is poured into the feed hopper 1 1, directly from a spinning truck or from a mixer. Concrete arrives in the body 16 when the concrete reaches the level of the acoustic wave emission equipment 13, it is then subjected to acoustic wave treatment.
  • the body of the acoustic wave treatment device 16 is inclined because it is necessary to avoid the presence of free spaces or of air at the level of the acoustic wave treatment zone, for This device can easily be cleaned with water using the worm 12 It is important that the acoustic wave treatment area is cleaned properly between each use, so as not to reduce the effectiveness of the treatment
  • the concrete is introduced through the hopper 21 until the body 25 is filled (it is important to avoid the presence of vacuum in the acoustic wave treatment)
  • the concrete is kneaded by the endless screw 22 during the acoustic wave treatment which is carried out at the level of the acoustic wave emission equipment 23
  • the body 25 is emptied thanks to the trapdoor. emptying 24
  • stirring by the worm allows to treat the concrete more uniformly, resulting in an increase in the effectiveness of the treatment and a decrease the concrete setting time thus obtained.
  • the ultrasonic channel 3a comprises in particular a hollow tube on which ultrasonic transmitters 32 with a power of 25 kHz are fixed.
  • the non-refractory pasty material with hydraulic setting is introduced into the hollow tube 31, and is then subjected to ultrasonic acoustic waves during its passing near transmitters 32
  • the emitters 32 are not aligned in the vertical plane, but are offset (advantageously arranged spirally) for better ultrasound diffusion, as shown in FIG. 4
  • Tests A to D are carried out on mortar Only the ratio water / cement (E / C) can vary (0.6 or 0.68) The volume of mortar used is 1, 8 L The cement used is of type CEM 1 52 5 N
  • Tests E are carried out on concrete The ratio water / cement (E / C) is 0.68 The volume of concrete used is 8.6 L The cement used is of type CEM 1 52 5 N
  • the acoustic wave emission equipment used in the examples on mortar is an ultrasonic pipe which has a maximum electric power of 1000 W (1 kW) and volume 1, 5 L
  • the application of ultrasound is carried out at 8 minutes of mixing with agitation of the mortar.
  • the setting time is obtained from the hydration curves by thermal follow-up of the sample.
  • the minimum temperature is recorded. After this minimum, the temperature increases. again, and when reaching an elevation of + 1 ° C above the minimum, the corresponding time-out is chosen as the thermal setting time
  • the mechanical strengths are obtained on 4x4x16 cm samples. It is interesting to note that the setting acceleration is all the more effective when the treatment is carried out late after mixing.
  • the awakening is carried out at 1 day of the mixing
  • the chemical accelerating agent is added to the awakening
  • the chemical agent is coupled to an ultrasonic treatment
  • the mixing and the hydration are carried out at 10 ° C.
  • hydration gain according to the present invention the time of hydration gained from a concrete treated according to the invention compared to an untreated control concrete
  • the setting time is obtained from the hydration curves by thermal follow-up of the sample.
  • the minimum temperature is recorded. After this minimum, the temperature increases. again, and when reaching an elevation of + 1 ° C from the minimum, the corresponding time-out is chosen as the thermal setting time
  • the lower the frequency of the acoustic waves the greater the gain in hydration, for the same duration of treatment.
  • acoustic waves of 20 kHz frequency allow 4 hours of hydration gain
  • acoustic waves of 3.5 kHz frequency allow 7 hours of hydration gain D
  • the decrease in the frequency of the acoustic waves makes it possible to reduce the treatment time of the concrete, for the same gain in hydration

Abstract

The invention relates to a method for triggering and/or accelerating the setting of a hydrosetting non-refractory pasty material selected from the group consisting of concrete, mortar and a cement paste. According to said method, acoustic waves are applied to the material, said acoustic waves inducing the triggering and/or acceleration of the setting.

Description

PROCEDE DE DECLENCHEMENT ET/OU D'ACCELERATION DE PRISE D'UN MATERIAU PATEUX NON REFRACTAIRE A PRISE HYDRAULIQUE METHOD FOR TRIPPING AND / OR ACCELERATING THE TAKING OF A NON-REFRACTORY PASTE MATERIAL WITH A HYDRAULIC RECEPTACLE
La présente invention concerne un procédé de déclenchement et/ou d'accélération de prise d'un matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique, sélectionné dans le groupe constitué par un béton, un mortier et une pâte de ciment La présente invention concerne également un procédé de déclenchement et/ou d'accélération de prise d'un matériau choisi dans le groupe constitué par un béton, un mortier et un ciment, la prise dudit matériau ayant été préalablement retardée par l'administration d'un agent retardantThe present invention relates to a method for triggering and / or accelerating the setting of a non-refractory pasty material with a hydraulic setting, selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement paste. The present invention also relates to a process triggering and / or accelerating setting of a material selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement, the setting of said material having been previously retarded by the administration of a retarding agent
Le document « Ultrasontc Activation of Hardening of High-Alumma Céments», Russian Journal of Applied Chemistry, Vol 72 No 6, 1999, pp 949- 951, mentionne l'utilisation d'ultrasons en tant qu'agent de durcissement d'un ciment alummeux L'essai de durcissement est réalisé sur pâte pure, à un ratio eau / ciment de 0,4 Trois niveaux de puissance (90, 120 et 150 watts) sont utilisés sur une cellule de petite dimension (10 x 10 x 10 mm) Le temps de traitement varie de 30 secondes à 1 minute 30 secondes Alors qu'en dessous de 30 secondes aucune efficacité du traitement n'est visible, l'expérimentateur constate qu'au dessus de 1 minute 30 secondes il se produit un phénomène de prise instantanée Toutefois, l'utilisation de pâte pure ainsi que les conditions réactionnelles décrites dans ce document (à savoir des ultrasons de faible puissance et une cellule très petite) ne permettent en aucun cas d'envisager une industrialisation du procédé objet dudit document En outre, le procédé divulgué dans ce document concerne exclusivement une pâte de ciment de type alummeux et non de type PortlandUltrasontc Activation of Hardening of High-Alumma Cements, Russian Journal of Applied Chemistry, Vol 72 No 6, 1999, pp 949-951, mentions the use of ultrasound as a curing agent for a cement alummeux The hardening test is carried out on pure paste, at a water / cement ratio of 0.4 Three power levels (90, 120 and 150 watts) are used on a small cell (10 x 10 x 10 mm) The treatment time varies from 30 seconds to 1 minute 30 seconds While below 30 seconds no treatment efficiency is visible, the experimenter notes that above 1 minute 30 seconds there is a phenomenon of taking However, the use of pure paste and the reaction conditions described in this document (namely low power ultrasound and a very small cell) do not allow any consideration of an industrialization of the process object of said document In addition, the pr The invention disclosed in this document relates exclusively to a cement paste of the alumina type and not of the Portland type.
Un ciment réfractaire s'entend d'un liant à prise hydraulique permettant d'obtenir un béton réfractaire, c'est à dire possédant un point de fusion suffisamment élevé pour résister à de très hautes températures Un ciment réfractaire de cette nature possède une teneur minimale en chaux, dans la mesure où ce composé abaisse le point de fusion du béton obtenu m fineA refractory cement is a hydraulic-setting binder for obtaining refractory concrete, that is, having a melting point high enough to withstand very high temperatures. A refractory cement of this nature has a minimum content. in lime, to the extent that this compound lowers the melting point of the concrete obtained m fine
Contrairement à un ciment Portland, un ciment alummeux (ou ciment réfractaire), tel que précédemment décrit, est par nature très spécifique et très réactif Son durcissement sous l'action d'ondes acoustiques est par conséquent théoriquement beaucoup plus aisé à mettre en œuvre que pour un ciment PortlandUnlike a Portland cement, an alumina cement (or refractory cement), as previously described, is by nature very specific and very reactive Its hardening under the action of acoustic waves is consequently theoretically much easier to implement than for Portland cement
La demanderesse a découvert, de manière surprenante, qu'un matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique, sélectionné dans le groupe constitué par un béton, un mortier et une pâte de ciment, et possédant des propriétés physico-chimiques bien distinctes de celles des ciments alummeux, peut être activé et/ou accéléré par application d'ondes acoustiques de forte puissanceThe Applicant has discovered, surprisingly, that a pasty non-refractory material with hydraulic setting, selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement paste, and having physicochemical properties quite distinct from those of the cements alummeux, can be activated and / or accelerated by application of high power acoustic waves
C'est pourquoi un des objets de la présente invention est un procédé de déclenchement et/ou d'accélération de prise d'un matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique, sélectionné dans le groupe constitué par un béton, un mortier et une pâte de ciment, dans lequel des ondes acoustiques basses fréquences et/ou ultrasonores de forte puissance sont appliquées audit matériau, lesdites ondes acoustiques induisant ledit déclenchement et/ou ladite accélération de prise Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les ondes acoustiques selon l'invention induisent un phénomène de cavitationTherefore, one of the objects of the present invention is a method of triggering and / or accelerating the setting of a non-refractory, hydraulically-setting pasty material selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a paste of cement, in which acoustic waves of low frequencies and / or ultrasonic high power are applied to said material, said acoustic waves inducing said triggering and / or said acceleration setting According to a preferred embodiment of the invention, the acoustic waves according to the invention Invention Induce a Cavitation Phenomenon
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les ondes acoustiques sont des ultrasonsAccording to a preferred embodiment of the invention, the acoustic waves are ultrasound
Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, les ondes acoustiques sont des ondes acoustiques basses fréquencesAccording to a second preferred embodiment of the invention, the acoustic waves are low frequency acoustic waves
Un matériau pâteux désigne un matériau possédant une consistance intermédiaire entre le liquide et le solide, une pâte En d'autres termes, le qualificatif pâteux désigne un matériau dont l'état se situe entre l'état « frais » et l'état totalement durci Une onde acoustique désigne la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales Elle est notamment caractérisée par sa fréquence Une onde acoustique de fréquence supérieure à 15 kHz correspond aux ultrasons, c'est-a-dire aux sons non audibles par l'oreille humaine Une onde acoustique de fréquence inférieure à 15 kHz correspond aux ondes acoustiques dites « basses fréquences » Pour ces deux gammes de fréquences, il est possible d'obtenir la naissance et l'oscillation radiale de bulles de gaz et de vapeur dans un liquide soumis à une dépression Ce phénomène est appelé cavitation En particulier, les bétons, mortiers et pâtes de ciment contiennent de l'eau liquide susceptible de voir naître des bulles de cavitation.A pasty material designates a material having an intermediate consistency between the liquid and the solid, a paste. In other words, the pasty qualifier designates a material whose state is between the "fresh" state and the fully hardened state. An acoustic wave refers to the propagation of a disturbance producing in its path a reversible variation of local physical properties. It is characterized in particular by its frequency. An acoustic wave of frequency greater than 15 kHz corresponds to the ultrasound, that is to say to the sounds not audible to the human ear An acoustic wave with a frequency lower than 15 kHz corresponds to acoustic waves called "low frequencies" For these two frequency ranges, it is possible to obtain the birth and the radial oscillation of gas bubbles and of vapor in a liquid subjected to a depression This phenomenon is called cavitation In particular, concretes, mortars and pastes of cement contain liquid water that may give rise to cavitation bubbles.
On entend par « prise » selon la présente invention le passage de la pâte de ciment, du mortier ou du béton hydraté à l'état durci. A ce sujet, on peut par exemple se reporter à la publication de Nonat A. and Mutin J. intitulée : "From hydratation to setting". Proceeding of the international RILEM workshop. Edited by E&FN SPON. pp171-192. 1991.The term "plug" according to the present invention means the passage of cement paste, mortar or hydrated concrete in the cured state. In this regard, one can for example refer to the publication of Nonat A. and Mutin J. entitled: "From hydration to setting". Proceeding of the international RILEM workshop. Edited by E & FN SPON. pp171-192. 1991.
On entend par « état frais » selon la présente invention les premiers instants de l'hydratation, où la pâte de ciment, mortier ou béton hydraté est malléable.The term "fresh state" according to the present invention is the first instants of hydration, where the cement paste, mortar or hydrated concrete is malleable.
On entend par « état durci » selon la présente invention le moment de l'hydratation, où le liant hydraulique, mortier ou béton présente des résistances mécaniques.The term "hardened state" according to the present invention the moment of hydration, where the hydraulic binder, mortar or concrete has mechanical strength.
Le béton est un matériau composite aggloméré constitué de granulats durs de diverses dimensions collés entre eux par un liant. Les bétons courants sont constitués de granulats fins (grains de sable) ou grossiers (gravier), d'un liant dénommé ciment, généralement un ciment Portland avec ou sans ajouts cimentaires, et d'eau. Les composants sont très différents les uns des autres : leur masse volumique varie, dans les bétons courants de 1 (eau) à 3 (ciment) t/m3. Si le type de liant utilisé n'est pas un ciment, on parle alors, selon le liant utilisé, de béton de résine, de béton d'hydrocarbone, de béton d'argile, etc.Concrete is an agglomerated composite material consisting of hard aggregates of various sizes bonded together by a binder. Common concretes consist of fine aggregates (grains of sand) or coarse grains (gravel), a binder called cement, usually a Portland cement with or without cement additives, and water. The components are very different from each other: their density varies, in common concrete from 1 (water) to 3 (cement) t / m 3 . If the type of binder used is not a cement, then depending on the binder used, it is called resin concrete, hydrocarbon concrete, clay concrete, etc.
Un coulis (ou pâte de ciment) est obtenu par mélange d'un liant, d'eau et éventuellement d'additifs / adjuvants.A grout (or cement paste) is obtained by mixing a binder, water and optionally additives / additives.
Un mortier est obtenu par le mélange d'un liant (chaux ou ciment), de sable, d'eau et éventuellement d'additifs / adjuvants.A mortar is obtained by mixing a binder (lime or cement), sand, water and possibly additives / additives.
Des compositions multiples de coulis, mortier ou béton peuvent être obtenues en jouant sur les différents paramètres: liant (type et dosage), adjuvants et ajouts, dosage en eau. En ce qui concerne le liant, tous les ciments et les chaux sont utilisables; leur choix et le dosage sont fonction de l'ouvrage à réaliser et de son environnement.Multiple compositions of grout, mortar or concrete can be obtained by varying the parameters: binder (type and dosage), additives and additives, water dosage. As regards the binder, all cements and lime are usable; their choice and the dosage depend on the work to be done and its environment.
La durée de malaxage doit être optimale, afin d'obtenir un mélange homogène et régulier.The mixing time must be optimal, in order to obtain a homogeneous and regular mixture.
Les coulis, mortiers ou bétons peuvent être : - Préparés sur le chantier en dosant et en mélangeant les différents constituants y compris les adjuvants,Grouts, mortars or concretes can be: - Prepared on site by dosing and mixing the various constituents including adjuvants,
- Préparés sur le chantier à partir de coulis, mortiers ou bétons industriels secs pré-dosés et avant l'utilisation, il suffit d'ajouter la quantité d'eau nécessaire, - Livrés par une centrale- Prepared on site from pre-dosed dry industrial mortars or industrial concrete and before use, simply add the required amount of water, - Delivered by a central
Le ciment est un produit pulvérulent obtenu par co-broyage de sulfate de calcium, de fillers et de clinker Ce dernier est constitué par un mélange de silicates et d'aluminates de calcium porté à 1450-1550 0C, température à laquelle ce mélange se combine pour donner différentes phases minéralogiques appelées alite ou C3S (phase majeure), bélite (C2S), ferrites (C4AF), aluminate (C3A)Cement is a pulverulent product obtained by co-grinding calcium sulphate, fillers and clinker. The latter consists of a mixture of silicates and calcium aluminates heated to 1450-1550 ° C., at which temperature this mixture combines to give different mineralogical phases called alite or C3S (major phase), belite (C2S), ferrites (C4AF), aluminate (C3A)
A titre indicatif, il convient de rappeler queAs a guide, it should be recalled that
- C = CaO- C = CaO
- S = SiO2 - A = AI2O3 - S = SiO 2 - A = AI 2 O 3
- F = Fe2O3 - F = Fe 2 O 3
Le ciment usuel appartient à la classe des liants hydrauliques, car il a la propriété, en réagissant avec l'eau, de former des hydrates transformant la pâteThe usual cement belongs to the class of hydraulic binders, because it has the property, by reacting with water, to form hydrates transforming the paste
(qui a une consistance de départ plus ou moins fluide) en un solide pratiquement insoluble dans l'eau Ce durcissement est dû à l'hydratation de certains composés minéraux, notamment des silicates et des aluminates de calcium(which has a consistency of starting more or less fluid) in a solid practically insoluble in water This hardening is due to the hydration of certain mineral compounds, in particular silicates and aluminates of calcium
Les expressions de « durcissement » ou « prise » sont utilisées pour désigner la transformation de la pâte de ciment d'un état plus ou moins fluide en un état solide Le moment de l'activation de ce processus sera dénommé indistinctement « déclenchement » ou « activation » L'augmentation de la vitesse de « durcissement » est appelée « accélération » de prise (ou de durcissement)The expressions "hardening" or "setting" are used to designate the transformation of the cement paste from a more or less fluid state into a solid state. The moment of activation of this process will be referred to indistinctly as "triggering" or "triggering". activation »Increasing the speed of" hardening "is called" acceleration "of setting (or hardening)
Le ciment Portland est obtenu par cuisson d'un mélange de sable et de calcaire Des ajouts de bauxite, de kaolin, de fer sont éventuellement réalisés en cas de besoin pour corriger, le cas échéant, la composition par l'apport de fer ou d'aluminePortland cement is obtained by baking a mixture of sand and limestone Additions of bauxite, kaolin, iron are optionally carried out when necessary to correct, if necessary, the composition by adding iron or calcium. alumina
La composition chimique est généralement décrite comme étant la suivanteThe chemical composition is generally described as the following
SιO2 19-22% AI2O3 3-5%SιO2 19-22% AI2O3 3-5%
Fe2O3 3-5%Fe2O3 3-5%
CaO 60-66%CaO 60-66%
MgO 0,5-5% TιO2 0,2%MgO 0.5-5% TιO2 0.2%
SO3 2-4%SO3 2-4%
Les phases minéralogiques principales sont généralement décrites comme étant les suivantesThe main mineralogical phases are generally described as the following
• C3S (phase majeure 50-70%) • C2S (5-15%)• C3S (major phase 50-70%) • C2S (5-15%)
• C3A (0-15%)• C3A (0-15%)
• C4AF (0-15%)• C4AF (0-15%)
Les hydrates principaux formés sont les CSH (hydrates de silicate de calcium), la Portlandite (hydroxyde de calcium hydraté), l'ettringite (tnsulfoaluminate de calcium hydraté) et le monosulfoalummate (monosυlfoalummate de calcium hydraté)The main hydrates formed are CSH (calcium silicate hydrates), Portlandite (hydrated calcium hydroxide), ettringite (hydrated calcium nitrosaluminate) and monosulfoalummate (hydrated calcium monosulfinalumate).
La vitesse de structuration d'un tel matériau est beaucoup plus lente que la vitesse de structuration d'un matériau alumineux Si le temps de prise des deux types de matériau est comparable, les résistances évoluent beaucoup plus lentement (20-30 MPa à 1 jour), (50 MPa à 7 jours), (60-70 MPa à 28 jours) pour un ciment Portland En revanche, dans un ciment de type Portland les hydrates formés sont stables, à l'exception de l'ettringite qui peut se transformer en monosulfoalummate Mais dans ce cas, on n'observe pas de perte de résistances significative Le déclenchement de prise correspond à l'activation du processus d'hydratation d'un matériau pâteux, de sorte qu'un durcissement du produit pâteux redevient possible selon une cinétique de durcissement conventionnelleThe structuring speed of such a material is much slower than the structuring speed of an aluminous material. If the setting time of the two types of material is comparable, the resistances evolve much more slowly (20-30 MPa at 1 day However, in Portland cement the hydrates formed are stable, with the exception of ettringite in monosulfoalummate But in this case, no significant loss of resistance is observed The setting trigger corresponds to the activation of the hydration process of a pasty material, so that a hardening of the pasty product becomes possible again according to a conventional hardening kinetics
Sans être lié par la théorie, il est admis que la propagation d'une onde acoustique - telle qu'une onde ultrasonore ou basse fréquence - dans un fluide (généralement liquide) crée alternativement des zones de pressions et de dépressions Si l'amplitude de dépression est suffisamment élevée, la distance interparticulaire devient supérieure à la distance maximale de cohésion du liquide L'espace ainsi crée permet la naissance de bulles appelées bulles de cavitation Les bulles formées lors d'une cavitation ne contiennent que des gaz et vapeurs du liquide somfié Pour que la cavitation ait lieu, un seuil de puissance doit être atteint Ce seuil est par exemple de l'ordre de 0,5 watts/cm2 (surface de la source vibrante) à 20 kHz pour l'eau L'amplitude de la dépression à fournir pour permettre d'atteindre le seuil de cavitation dépend de plusieurs paramètres - Plus la fréquence est élevée, plus la période de dépression est courte (elle peut être trop courte pour former une cavité),Without being bound by the theory, it is accepted that the propagation of an acoustic wave - such as an ultrasonic or low frequency wave - in a fluid (generally liquid) creates alternately zones of pressures and depressions. depression is sufficiently high, the interparticular distance becomes greater than the maximum cohesion distance of the liquid The space thus created allows the birth of bubbles called cavitation bubbles The bubbles formed during a cavitation contain only gases and For the cavitation to take place, a power threshold must be reached. This threshold is for example of the order of 0.5 watts / cm 2 (surface of the vibrating source) to 20 kHz for the water L the amount of vacuum required to reach the cavitation threshold depends on several parameters - the higher the frequency, the shorter the vacuum period (it may be too short to form a cavity),
Plus la viscosité du milieu traité est élevée, plus la cavitation est difficile à obtenir du fait que les particules sont plus difficilement séparables,The higher the viscosity of the treated medium, the more difficult the cavitation is to obtain because the particles are more difficult to separate,
La présence de microparticules ou de gaz dissous sont autant d'éléments d'hétérogénéité qui constituent des zones de désorganisation du milieu liquide favorisant la formation des bulles de cavitation On parle d'abaissement du seuil de cavitation Ces bulles de cavitation ont une durée de vie courte Leur volume augmente fortement pendant la phase de dépression puis elles implosent brutalement pendant la phase de compression en se fragmentant pour donner de nombreuses microbulles, nouveaux germes soumis à la cavitationThe presence of microparticles or dissolved gases are all elements of heterogeneity that constitute zones of disorganization of the liquid medium favoring the formation of cavitation bubbles. This is called lowering of the cavitation threshold. These cavitation bubbles have a lifetime. short Their volume increases strongly during the depression phase then they implode suddenly during the compression phase by fragmenting to give many microbubbles, new germs subjected to cavitation
Cette cavitation est par exemple à l'origine des effets des ultrasons de puissance sur les milieux qu'ils traversent L'implosion d'une bulle de cavitation provoque par ailleurs l'émission d'un jet de liquide à grande vitesse (environ 400 km/h) Ainsi, si un milieu hétérogène liquide / solide est irradié, le jet liquide jouera un rôle très important pour le nettoyage mais induira également l'érosion à la surface du solide Les effets mécaniques et chimiques apparaissant être induits par un tel phénomène de cavitation et les utilisations que l'on peut ainsi en faire semblent être les suivants - Le nettoyage et/ou l'érosion des surfaces solides en milieu liquide, par exemple la destruction d'un revêtement (ou « coatmg »),This cavitation is, for example, at the origin of the effects of power ultrasound on the media they pass through. The implosion of a cavitation bubble also causes the emission of a jet of liquid at high speed (approximately 400 km / h) Thus, if a liquid / solid heterogeneous medium is irradiated, the liquid jet will play a very important role for cleaning but will also induce erosion on the surface of the solid. The mechanical and chemical effects appear to be induced by such a phenomenon. cavitation and the uses that can be made of it appear to be the following: - The cleaning and / or erosion of solid surfaces in a liquid medium, for example the destruction of a coating (or "coatmg"),
- La dispersion des solides en milieu liquide et la désagglomération,- The dispersion of solids in a liquid medium and the disagglomeration,
- La réduction de taille de particules solides,- The size reduction of solid particles,
- Le mélange intime de liquides non-miscibles, - L'accélération des réactions chimiques,- the intimate mixture of immiscible liquids, - the acceleration of chemical reactions,
- D'autres effets purement chimiques, appelés effets sonochimiques- Other purely chemical effects, called sonochemical effects
II convient également de noter qu'après quelques cycles, les implosions des bulles de cavitation entraînent une augmentation des températures et des pressions A titre illustratif, il a été calculé que dans des micro-domaines d'implosion, des pressions de l'ordre de 1000 à 10 000 bars et des températures de 10 000 K sont atteintes, dans l'hypothèse de conditions adiabatiques, c'est à dire lorsqu'aucune quantité de chaleur n'est échangée avec le milieu exténeurIt should also be noted that after a few cycles, implosion of cavitation bubbles leads to an increase in temperatures and pressures. As an illustration, it has been calculated that in micro-domains implosion, pressures of the order of 1000 to 10 000 bar and temperatures of 10 000 K are reached, under the assumption of adiabatic conditions, that is to say when no amount of heat is exchanged with the external environment
Le déclenchement (ou l'activation) et/ou l'accélération de la prise d'un béton comprenant un ciment Portland peut (peuvent) s'avérer extrêmement ιntéressant(s) dans la mesure où la prise d'un béton peut être retardée par divers facteurs, parmi lesquels notamment une température extérieure basse En effet, l'hydratation ralentit lorsque la température diminue Ainsi, un processus permettant de déclencher ou d'accélérer la prise pourrait s'avérer utile par temps froid (5-10 0C) Ceci permettrait notamment d'éviter de longs délais de prise et autoriserait le décoffrage en temps et en heure d'un béton coulé par faible températureTriggering (or activating) and / or accelerating the setting of a concrete comprising a Portland cement may be extremely interesting in that the setting of a concrete may be delayed. by a variety of factors, including a low outdoor temperature In fact, the hydration slows down when the temperature decreases Thus, a process to trigger or accelerate the setting could be useful in cold weather (5-10 0 C) This would in particular make it possible to avoid long set-up times and would allow the timely removal of concrete from low temperature cast concrete.
En outre, la présente invention permet également d'accroître l'efficacité des agents accélérateurs (et notamment des accélérateurs chimiques), lorsque ces derniers sont stimulés par des ondes acoustiques, et notamment des ultrasonsIn addition, the present invention also makes it possible to increase the efficiency of accelerating agents (and especially chemical accelerators), when the latter are stimulated by acoustic waves, and in particular ultrasounds.
De préférence, les ondes acoustiques selon l'invention ont une fréquence comprise entre 100 Hz et 100 kHz, avantageusement entre 100 Hz et 60 kHz, préférentiellement entre 100 Hz et 40 kHz, et préférablement entre 200 Hz et 40 kHz Selon un mode de réalisation préféré, les ondes acoustiques sont des ultrasons De préférence, la fréquence des ultrasons est comprise entre 15 kHz et 100 kHz, de préférence entre 20 kHz et 60 kHz, avantageusement entre 20 kHz et 40 kHzPreferably, the acoustic waves according to the invention have a frequency of between 100 Hz and 100 kHz, advantageously between 100 Hz and 60 kHz, preferably between 100 Hz and 40 kHz, and preferably between 200 Hz and 40 kHz According to one embodiment Preferably, the acoustic waves are ultrasound. Preferably, the ultrasound frequency is between 15 kHz and 100 kHz, preferably between 20 kHz and 60 kHz, advantageously between 20 kHz and 40 kHz.
Selon un second mode de réalisation préféré, les ondes acoustiques sont des ondes acoustiques basses fréquences De préférence, la fréquence de ces ondes acoustiques est supérieure ou égale à 100 Hz et strictement inféneure àAccording to a second preferred embodiment, the acoustic waves are low frequency acoustic waves. Preferably, the frequency of these acoustic waves is greater than or equal to 100 Hz and strictly inferior to
15 kHz, avantageusement comprise entre 100 Hz et 10 kHz, préférentiellement entre 100 Hz et 3 5 kHz, et de manière particulièrement préférée entre 200 Hz et15 kHz, advantageously between 100 Hz and 10 kHz, preferably between 100 Hz and 35 kHz, and particularly preferably between 200 Hz and
2000 Hz Ces ondes acoustiques sont de préférence utilisées pour le traitement des bétons2000 Hz These acoustic waves are preferably used for concrete treatment
De préférence, la puissance des ondes acoustiques selon l'invention est comprise entre 0,5 et 20 kW, avantageusement entre 1 kW et 10 kW, préférablement entre 2 kW et 6 kW Selon un mode de réalisation préféré, la puissance des ondes acoustiques ultrasonores est comprise entre 1 kW et 20 kW, de préférence entre 2 kW et 10 kW, avantageusement entre 4 et 6 kWPreferably, the power of the acoustic waves according to the invention is between 0.5 and 20 kW, advantageously between 1 kW and 10 kW, preferably between 2 kW and 6 kW. According to a preferred embodiment, the power of ultrasonic acoustic waves is between 1 kW and 20 kW, preferably between 2 kW and 10 kW, advantageously between 4 and 6 kW
Avantageusement, de telles fréquences et de telles puissances peuvent permettre d'obtenir des bulles de cavitation très énergétiques ainsi qu'une propagation satisfaisante de l'onde de cavitation au sein du matériau pâteuxAdvantageously, such frequencies and such powers can make it possible to obtain very energetic cavitation bubbles as well as a satisfactory propagation of the cavitation wave within the pasty material
Les ondes acoustiques utilisées sont appelées ondes acoustiques de forte puissance Cette forte puissance peut permettre d'induire le phénomène de cavitation susvisé et ainsi d'obtenir le déclenchement et/ou l'accélération de la prise d'un des matériaux précités Une forte puissance peut être définie comme une puissance permettant de déclencher un phénomène de cavitation dans le milieu auquel elle est appliquée Elle peut notamment être comprise entre 0,5 kW et 20 kW, de préférence entre 1 kW et 10 kW, avantageusement entre 2 et 6 kWThe acoustic waves used are called high-power acoustic waves. This high power can make it possible to induce the abovementioned cavitation phenomenon and thus to obtain the triggering and / or the acceleration of the setting of one of the abovementioned materials. to be defined as a power making it possible to trigger a cavitation phenomenon in the medium to which it is applied. It may especially be between 0.5 kW and 20 kW, preferably between 1 kW and 10 kW, advantageously between 2 and 6 kW.
La durée d'application des ondes acoustiques au matériau peut être exprimée en mètre cube de matériau traité par minute Ce paramètre est étroitement lié au paramètre précédent, à savoir la puissance des ondes acoustiques utilisées, dans la mesure où une puissance plus faible pourra théoriquement être compensée par un temps d'application (ou temps de traitement) plus long et inversement La durée d'application des ondes acoustiques au matériau pâteux à prise hydraulique varie en fonction de la quantité de matériau à traiterThe duration of application of the acoustic waves to the material can be expressed in cubic meter of treated material per minute This parameter is closely related to the preceding parameter, namely the power of the acoustic waves used, insofar as a lower power can theoretically be compensated by a longer application time (or treatment time) and vice versa The duration of application of the acoustic waves to the pasty material with hydraulic setting varies according to the amount of material to be treated
Ainsi un des avantages de l'invention est que l'utilisation d'ondes acoustiques basses fréquences et/ou ultrasonores de forte puissance selon l'invention permet une durée de traitement suffisamment courte pour autoriser l'industrialisation du procédé selon l'inventionThus, one of the advantages of the invention is that the use of low frequency and / or ultrasonic acoustic waves of high power according to the invention allows a short enough processing time to allow the industrialization of the method according to the invention.
De préférence, le matériau est un béton Avantageusement il s'agit d'un béton à base de ciment PortlandPreferably, the material is a concrete Advantageously it is a concrete based on Portland cement
Le traitement du matériau pâteux à prise hydraulique est réalisé en continu, par exemple au sein d'un dispositif tel qu'une canalisation à ultrasons, ou par lots (traitement par « batch »)The treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously, for example within a device such as an ultrasonic channel, or in batches ("batch" treatment)
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le traitement du matériau pâteux à prise hydraulique est réalisé en continu De manière préférée, la quantité de matériau traitée par minute est comprise entre au moins 0,2 et 4 m3/mιnute, de préférence entre 1 et 2 m3/mιnuteAccording to a particularly preferred embodiment, the treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously Preferably, the amount of material treated per minute is between at least 0.2 and 4 m 3 / min, preferably between 1 and 2 m 3 / min.
Bien évidemment, l'homme du métier pourra, à l'aide de tests de routine, déterminer le couple optimal puissance / débitOf course, the skilled person can, using routine tests, determine the optimal torque power / flow
Selon un mode de réalisation préféré, le matériau est introduit dans une enceinte émettπce d'ondes acoustiques, en particulier d'ultrasons Cette enceinte peut être de différentes formes telles qu'une cuve, une canalisation, ou autres Avantageusement, l'enceinte est une canalisation à ultrasons Selon un premier mode de réalisation, la source d'émission des ondes acoustiques comprend au moins une plaque émettπce, et de préférence deux plaques émettπcesAccording to a preferred embodiment, the material is introduced into a chamber emitting acoustic waves, in particular ultrasonic waves. This chamber may be of different shapes such as a tank, a pipe, or the like. Advantageously, the enclosure is a According to a first embodiment, the emission source of the acoustic waves comprises at least one emitting plate, and preferably two emitting plates.
Selon un second mode de réalisation, un système émetteur d'ondes acoustiques plongeant, comprenant au moins un corps plongé dans le matériau à sonifier, est utilisé aux fins de la présente inventionAccording to a second embodiment, a plunging acoustic wave emitting system, comprising at least one body immersed in the material to be sonified, is used for the purposes of the present invention.
Une telle canalisation émettπce d'ondes acoustiques, telle que mentionnée ci-dessus, permet d'industrialiser le procédé De manière optimale, et grâce à un tel dispositif, des rendements compris entre environ 1 m3 et environ 2 m3 de matériau traité par minute pourront être obtenus Par ailleurs, il peut s'avérer également avantageux d'administrer un agent retardant à un béton, un mortier ou un ciment afin d'obtenir un retard de prise (ou retard d'hydratation) A cet égard, le brevet US 4, 964,917 enseigne une méthode pour réutiliser un béton prêt à l'emploi, comprenant tout d'abord les étapes de retard d'hydratation puis d'accélération de l'hydratation, en vue d'une possible future réutilisation L'agent retardant et l'accélérateur sont tous deux des agents chimiques Cette méthode permet de récupérer l'excédent de béton déjà coulé, en introduisant un agent retardant, et de redémarrer l'hydratation au moment opportun par l'adjonction d'un agent accélérateur ou de béton frais Toutefois, comme mentionné ci-dessus, ce document divulgue exclusivement l'utilisation d'un agent accélérateur chimique ou l'ajout d'un béton frais, ce qui impose des opérations contraignantes de pesée ainsi qu'un ajustement en fonction de la température, ce que permet d'éviter la présente inventionSuch a channel emitted acoustic waves, as mentioned above, allows to industrialize the process optimally, and thanks to such a device, yields of between about 1 m 3 and about 2 m 3 of material treated with It may also be advantageous to administer a retarding agent to a concrete, a mortar or a cement in order to obtain retardation of setting (or retardation of hydration). US 4,964,917 teaches a method for reusing ready-mixed concrete, firstly comprising the steps of retarding hydration and then accelerating hydration, with a view to possible future reuse. The retarding agent and the accelerator are both chemical agents This method makes it possible to recover the excess of already poured concrete, by introducing a retarding agent, and to restart the hydration at the opportune moment by the addition of an accelerated agent. However, as mentioned above, this document only discloses the use of a chemical accelerating agent or the addition of fresh concrete, which imposes binding weighing operations as well as an adjustment to temperature function, which avoids the present invention
C'est pourquoi un autre objet de la présente invention concerne un procède de déclenchement et/ou d'accélération de prise d'un matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique, sélectionné dans le groupe constitué par un béton, un mortier et une pâte de ciment, dans lequel des ondes acoustiques basses fréquences et/ou ultrasonores de forte puissance sont appliquées audit matériau, lesdites ondes acoustiques induisant ledit déclenchement et/ou ladite accélération de prise, la prise dudit matériau ayant été préalablement retardée par l'administration d'un agent retardantThis is why another subject of the present invention relates to a method for triggering and / or accelerating the setting of a pasty material which is not hydraulic setting refractory, selected from the group consisting of a concrete, a mortar and a cement paste, wherein low frequency and / or ultrasonic acoustic waves of high power are applied to said material, said acoustic waves inducing said tripping and / or said acceleration of setting, the setting of said material having been previously delayed by the administration of a retarding agent
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les ondes acoustiques selon l'invention induisent un phénomène de cavitationAccording to a preferred embodiment of the invention, the acoustic waves according to the invention induce a cavitation phenomenon
Le retard de prise consécutif à l'administration d'un agent retardant (ou retardateur) dépendra bien évidemment du type d'agent retardant utilisé mais également de sa concentration, c'est à dire du dosage d'agent retardant dans le matériau dont on souhaite retarder la prise Ce retard peut être de l'ordre de quelques heures (2 ou 3 heures) jusqu'à une semaine ou plusThe delay in setting after the administration of a retarding agent (or retarder) will obviously depend on the type of retarding agent used but also on its concentration, ie the dosage of retarding agent in the material of which one wish to delay taking This delay can be of the order of a few hours (2 or 3 hours) up to a week or more
De manière préférée, le matériau sera retardé d'au moins 24 heures De manière optimale, le retard de prise sera compris entre environ 24 heures et environ 72 heuresPreferably, the material will be delayed by at least 24 hours. Optimally, the setting delay will be between about 24 hours and about 72 hours.
L'ajout d'un agent retardant permet de limiter les problèmes liés au stockage et/ou à la livraison Ceci procure donc un confort d'utilisation et permet notamment de disposer d'un délai satisfaisant pour effectuer la livraison du matériau tout en limitant les pertes possiblesThe addition of a retarding agent makes it possible to limit the problems related to storage and / or delivery. This therefore provides a comfort of use and in particular allows a satisfactory period of time to make the delivery of the material while limiting the possible losses
Selon une variante de la présente invention, l'agent retardant est ajouté au ciment lorsque ce dernier est sous forme de poudre Un tel ajout peut notamment être effectué postérieurement à l'étape de confection du ciment par broyage du clmker Par agent retardant (ou retardateur), on entend tout agent qui permet d'obtenir le résultat escompté, à savoir un retard de prise (ou d'hydratation) Les retardateurs chimiques connus sont notamment les suivants a) Les sucres et produits dérivésAccording to a variant of the present invention, the retarding agent is added to the cement when the latter is in the form of a powder. Such an addition may in particular be carried out after the cementing step by grinding the clmker by a retarding agent (or retarder). ) is understood to mean any agent that makes it possible to obtain the desired result, namely retardation of setting (or hydration). The known chemical retarders are in particular the following: a) Sugars and derivatives thereof
Les sucres les plus utilisés sont • Le saccharose (ou sucrose en langue anglaise)The most used sugars are • Sucrose (or sucrose in English)
• Le glucose• Glucose
• Les sucres réducteurs (lactose, maltose etc )• Reducing sugars (lactose, maltose etc.)
• La cellobiose, le gallactose etc• Cellobiose, Gallactose etc
• Les produits dérivés comme la glucolactone etc b) Les carboxylates• Derivatives such as glucolactone etc. b) The carboxylates
Parmi les carboxylates, le gluconate est actuellement un des composés plastifiants retardants les plus utilisés Son mécanisme d'action peut être généralisé aux autres carboxylates (forme acide ou salifiée) Toutefois, le gluconate se rapproche d'un sucre par sa constitution, ce qui lui confère une certaine spécificitéAmong the carboxylates, gluconate is currently one of the most used retardant plasticisers Its mechanism of action can be generalized to other carboxylates (acid or salified form) However, gluconate approaches a sugar by its constitution, which makes it confers a certain specificity
Les autres acides carboxyliques couramment utilisés sontThe other carboxylic acids commonly used are
• L'acide tartπque• Tartπque acid
• L'acide citrique • L'acide gallique• Citric acid • Gallic acid
• L'acide salicylique• Salicylic acid
Les sels associés peuvent être deThe associated salts may be
• calcium• calcium
• sodium • potassium• sodium • potassium
• lithium• lithium
Cependant d'autres sels peuvent être évidemment utilisés c) Les phosphonatesHowever, other salts can obviously be used. C) Phosphonates
Les principaux phosphonates sont des produits commerciaux de la société Solutia, tels que leThe main phosphonates are commercial products of the company Solutia, such as
• Dequest 2000 acide amιnotπ(méthylènephosphonιque)• Dequest 2000 amino acid (methylenephosphonic acid)
• Dequest 2006 sel pentasodique de l'acide amιnotrι(méthylènephosphonιque)• Dequest 2006 pentasodium salt of aminotrene (methylenephosphoniac)
• Dequest 2046 acide hexaméthylène-dιamιne-tétra(méthy!ène- phosphonique)• Dequest 2046 hexamethylene-diene-tetra (methylene-phosphonic acid)
• Dequest 2060 et 2066 acide diéthylène-tπamine- penta(méthylène-phosphonιque et son sel de sodium)• Dequest 2060 and 2066 diethylene thalamine penta (methylenephosphonic acid and its sodium salt)
Une exception est connue sous la dénomination « Optima 100 » (commercialisé par la société Chryso) dont la structure contient une chaîne de polyoxydes d'éthylène conférant à ce produit un caractère plus soluble d) Les sels de zincAn exception is known under the name "Optima 100" (marketed by Chryso) whose structure contains a chain of ethylene polyoxides giving this product a more soluble character d) Zinc salts
Cette catégorie comprend notammentThis category includes
• L'oxyde de zinc • Le borate de zinc• Zinc oxide • Zinc borate
• Les sels solubles de zinc (nitrate, chlorure) e) Les borates• Soluble salts of zinc (nitrate, chloride) e) Borates
Cette catégorie comprend notamment: • L'acide boriqueThis category includes: • Boric acid
• Le borate de zinc• Zinc borate
• Les sels de bore f) Agents de surface adaptés pour enrober la surface des grains de ciment Les agents d'enrobage connus comprennent notamment:• Boron salts f) Surface agents suitable for coating the surface of cement grains The known coating agents comprise in particular:
• Les éthers de cellulose,• cellulose ethers,
• Les acrylates,• acrylates,
• Les alginates,• Alginates,
• Les stéarates. La demanderesse a découvert, de manière surprenante, que l'huile de lin était un excellent agent de surface adapté pour enrober la surface des grains de ciment. En effet, ce composé agit après un traitement préalable du ciment (mélange de l'huile au ciment et chauffage à 600C) et permet la formation d'amas de particules enrobés par l'huile. Celle-ci, en siccativant - c'est-à-dire en réticulant sous l'action de l'oxygène de l'air - va former un film relativement étanche à la surface des grains de ciment. Lorsque l'on introduit ce mélange dans l'eau, la surface spécifique du ciment au contact de l'eau est moins importante que dans le cas du ciment non traité, ce qui se traduit par une diminution de la vitesse de son hydratation. D'autres composés ont un mécanisme d'action similaire (enrobage de particules) mais possèdent une efficacité dosage / effet moins importante que celle de l'huile de lin.• Stearates. The Applicant has surprisingly found that flaxseed oil is an excellent surfactant suitable for coating the surface of cement grains. Indeed, this compound acts after a prior treatment of the cement (mixing the oil with the cement and heating at 60 0 C) and allows the formation of clusters of particles coated with the oil. This, by drying - that is to say by crosslinking under the action of oxygen in the air - will form a relatively tight film on the surface of the cement grains. When this mixture is introduced into the water, the specific surface of the cement in contact with the water is less important than in the case of untreated cement, which results in a decrease in the speed of its hydration. Other compounds have a similar mechanism of action (particle coating) but have a lower dosage / effect efficiency than that of flaxseed oil.
Tous les retardateurs n'ont pas un fonctionnement identique, d'où une efficacité du traitement par ondes acoustiques variable en fonction du retardateur utilisé. Néanmoins on constate généralement que le traitement selon l'invention induit toujours un effet. Les différents types de retardateurs cités précédemment peuvent être utilisés seuls ou en combinaison les uns avec les autres.All the retarders do not have an identical operation, hence the effectiveness of the acoustic wave treatment variable according to the self-timer used. Nevertheless it is generally found that the treatment according to the invention always induces an effect. The different types of retarders mentioned above can be used alone or in combination with each other.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le matériau est un béton. De manière optimale, il s'agit d'un béton à base de ciment Portland. Avantageusement, l'agent retardant est introduit lors de la formation du béton ou dans un laps de temps limité - de préférence moins de 3 heures - après cette formationAccording to a particularly preferred embodiment, the material is a concrete. Optimally, it is a concrete based on Portland cement. Advantageously, the retarding agent is introduced during the formation of concrete or in a limited period of time - preferably less than 3 hours - after this formation.
Une alternative consiste à fabriquer un béton classique puis à introduire au moins un retardateur au sein du béton fabriqué, afin d'éviter ou de stopper le processus d'hydratation (ou processus de prise) et de récupérer ainsi le béton en vue d'un stockage et / ou d'une réutilisation ultérieureAn alternative is to make a conventional concrete and then introduce at least one retarder in the concrete manufactured to avoid or stop the hydration process (or setting process) and thus recover the concrete for a storage and / or subsequent reuse
De manière préférée, l'agent retardant est sélectionné dans le groupe constitué par les sucres et dérivés, les carboxylates, les phosphonates, les sels de zinc, les borates et les agents de surface adaptés pour enrober la surface des grains de ciment tels que l'huile de Im, les stéarates, les éthers de cellulose, les alginates, les acrylatesPreferably, the retarding agent is selected from the group consisting of sugars and derivatives, carboxylates, phosphonates, zinc salts, borates and surfactants adapted to coat the surface of cement grains such as Im oil, stearates, cellulose ethers, alginates, acrylates
En tant qu'agent de surface adapté pour enrober la surface des grains de ciment, on utilise préférentiellement l'huile de Im Outre cette solution préférentielle, sont utilisés, au sens de la présente invention, du moins efficace au plus efficace au moins un sucre, de préférence au moins un phosphonate, préférablement au moins un borate, avantageusement un sel de zinc et de manière optimale un gluconate ou un mélange de gluconate et de borate ou un mélange de phosphonate et de borate En effet, le gluconate possède, outre sa fonction connue d'agent retardant, une fonction de fluidifiant qui permet un maintien intéressant de la rhéologie du matériau traité au cours du tempsAs surfactant suitable for coating the surface of the cement grains, it is preferable to use the oil in addition to this preferred solution, are used in the sense of the present invention, from the least effective to the most effective at least one sugar. , preferably at least one phosphonate, preferably at least one borate, advantageously a zinc salt and optimally a gluconate or a mixture of gluconate and borate or a mixture of phosphonate and borate In fact, the gluconate has, besides its known function of delaying agent, a function of fluidizer which allows an interesting maintenance of the rheology of the treated material over time
De préférence, les ondes acoustiques selon l'invention ont une fréquence comprise entre 100 Hz et 100 kHz, avantageusement entre 100 Hz et 60 kHz, préférablement entre 200 Hz et 40 kHzPreferably, the acoustic waves according to the invention have a frequency of between 100 Hz and 100 kHz, advantageously between 100 Hz and 60 kHz, preferably between 200 Hz and 40 kHz.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les ondes acoustiques ultrasonores ont une fréquence comprise entre 15 kHz et 100 kHz, de préférence entre 20 kHz et 60 kHz, avantageusement entre 20 kHz et 40 kHzAccording to one embodiment of the invention, the ultrasonic acoustic waves have a frequency of between 15 kHz and 100 kHz, preferably between 20 kHz and 60 kHz, advantageously between 20 kHz and 40 kHz.
Selon un second mode de réalisation de l'invention, les fréquences sont supérieures ou égales à 100 Hz et strictement inférieures à 15 kHz, avantageusement comprises entre 100 Hz et 10 kHz, préférablement entre 100 Hz et 3 5 kHz, de manière particulièrement préférée entre 200 Hz et 2000 Hz Ces ondes acoustiques sont utilisées de manière préférée pour le traitement des bétons Les avantages liés à l'utilisation de telles fréquences ont été précédemment mentionnésAccording to a second embodiment of the invention, the frequencies are greater than or equal to 100 Hz and strictly less than 15 kHz, advantageously between 100 Hz and 10 kHz, preferably between 100 Hz and 35 kHz, particularly preferably between 200 Hz and 2000 Hz These acoustic waves are used in a preferred manner for the treatment of concretes The benefits of using such frequencies have been mentioned previously
De préférence, la puissance des ondes acoustiques selon l'invention est comprise entre 0,5 kW et 20 kW, avantageusement entre 1 kW et 10 kW, préféra blement entre 2 kW et 6 kWPreferably, the power of the acoustic waves according to the invention is between 0.5 kW and 20 kW, advantageously between 1 kW and 10 kW, preferably between 2 kW and 6 kW.
Selon un mode de réalisation préféré, la puissance des ondes acoustiques ultrasonores est comprise entre 1 kW et 20 kW, de préférence entre 2 kW et 10 kW, avantageusement entre 4 et 6 kWAccording to a preferred embodiment, the power of ultrasonic acoustic waves is between 1 kW and 20 kW, preferably between 2 kW and 10 kW, advantageously between 4 and 6 kW
Les ondes acoustiques utilisées sont appelées ondes acoustiques de forte puissance Cette forte puissance peut permettre d'induire le phénomène de cavitation susvisé et ainsi d'obtenir le déclenchement et/ou l'accélération de la prise d'un des matériaux précités Une forte puissance peut être définie comme une puissance permettant de déclencher un phénomène de cavitation dans le milieu auquel elle est appliquée Elle peut notamment être comprise entre 0,5 kW et 20 kW, de préférence entre 1 kW et 10 kW, avantageusement entre 2 et 6 kWThe acoustic waves used are called high-power acoustic waves. This high power can make it possible to induce the abovementioned cavitation phenomenon and thus to obtain the triggering and / or the acceleration of the setting of one of the abovementioned materials. to be defined as a power making it possible to trigger a cavitation phenomenon in the medium to which it is applied. It may especially be between 0.5 kW and 20 kW, preferably between 1 kW and 10 kW, advantageously between 2 and 6 kW.
La durée d'application des ondes acoustiques au matériau peut être exprimée en mètre cube de matériau traité par minute Ce paramètre est étroitement lié au paramètre précédent, à savoir la puissance des ondes acoustiques utilisées, dans la mesure où une puissance plus faible pourra théoriquement être compensée par un temps d'application (ou temps de traitement) plus long et inversement La durée d'application des ondes acoustiques au matériau pâteux à prise hydraulique varie en fonction de la quantité de matériau à traiterThe duration of application of the acoustic waves to the material can be expressed in cubic meter of treated material per minute This parameter is closely related to the preceding parameter, namely the power of the acoustic waves used, insofar as a lower power can theoretically be compensated by a longer application time (or treatment time) and vice versa The duration of application of the acoustic waves to the pasty material with hydraulic setting varies according to the amount of material to be treated
Ainsi un des avantages de l'invention est que l'utilisation d'ondes acoustiques basses fréquences et/ou ultrasonores de forte puissance selon l'invention permet une durée de traitement suffisamment courte pour autoriser l'industrialisation du procède selon l'inventionThus, one of the advantages of the invention is that the use of low frequency and / or ultrasonic acoustic waves of high power according to the invention allows a short enough processing time to allow the industrialization of the process according to the invention.
Le traitement du matériau pâteux à prise hydraulique est réalisé en continu, par exemple au sein d'un dispositif tel qu'une canalisation à ultrasons, ou par lots (traitement par « batch »)The treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously, for example within a device such as an ultrasonic channel, or in batches ("batch" treatment)
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le traitement du matériau pâteux à prise hydraulique est réalisé en continu De manière préférée, la quantité de matériau traitée par minute est comprise entre au moins 0,2 et 4 m3/mιnute, de préférence entre 1 et 2 m3/mιnuteAccording to a particularly preferred embodiment, the treatment of the pasty material with hydraulic setting is carried out continuously Preferably, the amount of material treated per minute is between at least 0.2 and 4 m 3 / min, preferably between 1 and 2 m 3 / min.
Bien évidemment, l'homme du métier pourra aisément, à l'aide de tests de routine, déterminer le couple optimal puissance / débitOf course, the skilled person can easily, using routine tests, determine the optimal torque power / flow
Selon un mode de réalisation préféré, le matériau est introduit dans une enceinte émettrice d'ondes acoustiques, notamment des ultrasons Cette enceinte peut être de différentes formes telles qu'une cuve, une canalisation, ou autres Avantageusement, l'enceinte est une canalisation à ultrasons Selon un premier mode de réalisation, la source d'émission des ondes acoustiques comprend au moins une plaque émettrice, et de préférence deux plaques émettπcesAccording to a preferred embodiment, the material is introduced into an acoustic wave emitting chamber, in particular ultrasonic waves. This chamber may be of various shapes such as a tank, a pipe, or the like. Advantageously, the enclosure is a channel for According to a first embodiment, the acoustic wave emission source comprises at least one emitting plate, and preferably two emitting plates.
Selon un second mode de réalisation, un système émetteur d'ondes acoustiques plongeant, comprenant au moins un corps plongé dans le matériau à sonifier, est utilisé aux fins de la présente inventionAccording to a second embodiment, a plunging acoustic wave emitting system, comprising at least one body immersed in the material to be sonified, is used for the purposes of the present invention.
Une canalisation émettrice d'ondes acoustiques, telle que mentionnée précédemment, permet d'industrialiser le procédé De manière optimale, et grâce à un tel dispositif, des rendements compris entre 1 et 2 m3 de matériau traité par minute pourront être obtenus La présente invention a également pour objet un dispositif de mise en œuvre du procédé selon l'invention, tel que la canalisation émettrice d'ondes acoustiques précitéeAn acoustic wave emitting pipe, as mentioned above, makes it possible to industrialize the process optimally, and thanks to such a device, yields of between 1 and 2 m 3 of treated material per minute can be obtained. also relates to a device for implementing the method according to the invention, such as the aforementioned acoustic wave emitting pipe
Les caractéristiques et le mode de fonctionnement du procédé et du dispositif de mise en œuvre du procédé, selon la présente invention, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessinsThe characteristics and the mode of operation of the process and the device for implementing the method, according to the present invention, will appear more clearly on reading the description which follows, made with reference to the drawings.
Ces dessins ont pour but d'illustrer la présente invention Ils ne constituent, en aucune manière, une quelconque limitation de la portée de la présente invention La figure 1 représente une vue de côté d'un dispositif de mise en œuvre du procédé selon l'invention, ce dispositif permettant un traitement en continu du matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique La figure 2 est une vue de côté d'un dispositif de mise en œuvre du procédé selon l'invention, adapté à un traitement par lots (traitement par « batch »)These drawings are intended to illustrate the present invention. They do not constitute, in any way, any limitation of the scope of the present invention. FIG. 1 represents a side view of a device for implementing the method according to the invention. invention, this device for continuous treatment of non-refractory pastes material hydraulic setting FIG. 2 is a side view of a device for implementing the method according to the invention, adapted to a batch process (batch processing)
Une canalisation à ultrasons selon l'invention est illustrée en figure 3 La figure 4 présente une vue en coupe de cette canalisation à ultrasonsAn ultrasonic pipe according to the invention is illustrated in FIG. 3. FIG. 4 shows a sectional view of this ultrasonic pipe.
La figure 5 présente l'impact de la fréquence des ondes acoustiques et de la durée de traitement d'un béton sur l'accélération de l'hydratationFigure 5 shows the impact of acoustic wave frequency and concrete treatment time on the acceleration of hydration
Dans le cas d'un dispositif permettant un traitement en continu du matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique 1 , le béton est déversé dans la trémie d'alimentation 1 1 , directement depuis un camion toupie ou depuis un malaxeur Le béton arrive dans le corps du dispositif 16 où il est mis en mouvement grâce à une vis sans fin 12 Lorsque le béton atteint le niveau de l'équipement d'émission d'ondes acoustiques 13, il subit alors un traitement par ondes acoustiques Le béton remonte ensuite au sommet du corps 16 grâce à la vis sans fin 12, puis sort du dispositif par le tuyau 14 Le hublot 15 permet de contrôler le bon écoulement en sortie du béton Ce dernier peut être récupéré soit directement dans une benne de chantier, soit dans un camion toupie Le corps du dispositif de traitement par ondes acoustiques 16 est incliné car il est nécessaire d'éviter la présence d'espaces libres ou d'air au niveau de la zone de traitement par ondes acoustiques, pour une meilleure efficacité Ce dispositif peut aisément être nettoyé à l'eau grâce à la vis sans fin 12 II est important que la zone de traitement par ondes acoustiques soit nettoyée convenablement entre chaque utilisation, afin de ne pas diminuer l'efficacité du traitementIn the case of a device for continuous treatment of the non-refractory, hydraulically setting pasty material 1, the concrete is poured into the feed hopper 1 1, directly from a spinning truck or from a mixer. Concrete arrives in the body 16 when the concrete reaches the level of the acoustic wave emission equipment 13, it is then subjected to acoustic wave treatment. 16 body through the worm 12, then out of the device through the pipe 14 The porthole 15 to control the good flow out of concrete The latter can be recovered either directly in a dumpster or in a truck spinning truck The body of the acoustic wave treatment device 16 is inclined because it is necessary to avoid the presence of free spaces or of air at the level of the acoustic wave treatment zone, for This device can easily be cleaned with water using the worm 12 It is important that the acoustic wave treatment area is cleaned properly between each use, so as not to reduce the effectiveness of the treatment
Dans un dispositif de traitement par lots 2, tel que représenté dans la figure 2, le béton est introduit par la trémie 21 jusqu'à ce que le corps 25 soit rempli (il est important d'éviter la présence de vide dans la zone de traitement par ondes acoustiques) Le béton est malaxé par la vis sans fin 22 durant le traitement par ondes acoustiques qui s'effectue au niveau de l'équipement d'émission des ondes acoustiques 23 Ensuite, le corps 25 est vidé grâce à la trappe de vidange 24In a batch device 2, as shown in FIG. 2, the concrete is introduced through the hopper 21 until the body 25 is filled (it is important to avoid the presence of vacuum in the acoustic wave treatment) The concrete is kneaded by the endless screw 22 during the acoustic wave treatment which is carried out at the level of the acoustic wave emission equipment 23 Then, the body 25 is emptied thanks to the trapdoor. emptying 24
En tout état de cause, dans le cas du dispositif 1 , comme du dispositif 2, l'agitation par la vis sans fin permet de traiter le béton de manière plus uniforme, d'où une augmentation de l'efficacité du traitement et une diminution sensible du temps de prise du béton ainsi obtenu Ceci est démontré par les données expérimentales recueillies et présentées en annexe, au sein du tableau A Ces données prouvent également qu'une augmentation de la vitesse de rotation de la vis sans fin induit une diminution du temps de priseIn any case, in the case of the device 1, as the device 2, stirring by the worm allows to treat the concrete more uniformly, resulting in an increase in the effectiveness of the treatment and a decrease the concrete setting time thus obtained. This is demonstrated by the data These data also show that an increase in the rotational speed of the worm induces a reduction in the setting time.
La canalisation à ultrasons 3a comprend notamment un tube creux sur lequel sont fixés des émetteurs ultrasonores 32 d'une puissance de 25kHz Le matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique est introduit dans le tube creux 31 , puis est soumis aux ondes acoustiques ultrasonores lors de son passage à proximité des émetteurs 32The ultrasonic channel 3a comprises in particular a hollow tube on which ultrasonic transmitters 32 with a power of 25 kHz are fixed. The non-refractory pasty material with hydraulic setting is introduced into the hollow tube 31, and is then subjected to ultrasonic acoustic waves during its passing near transmitters 32
De manière optimale, les émetteurs 32 ne sont pas alignés dans le plan vertical, mais sont décalés (avantageusement disposés en spirale) pour une meilleure diffusion des ultrasons, comme représenté sur la figure 4Optimally, the emitters 32 are not aligned in the vertical plane, but are offset (advantageously arranged spirally) for better ultrasound diffusion, as shown in FIG. 4
Les exemples de réalisation présentés ci-après permettront de mettre en exergue les buts, objets et avantages de l'invention, sans toutefois en restreindre la portée Description / formulation du mortier et du bétonThe examples of embodiment presented below will make it possible to highlight the aims, objects and advantages of the invention, without however limiting the scope. Description / formulation of mortar and concrete
Les caractéristiques du mortier et du béton utilisé sont présentées en annexe, dans le tableau 1The characteristics of the mortar and the concrete used are presented in the appendix, in table 1
Les essais A a D sont réalisés sur mortier Seul le rapport eau / ciment (E/C) peut varier (0,6 ou 0,68) Le volume de mortier utilisé est de 1 ,8 L Le ciment utilisé est de type CEM 1 52 5 NTests A to D are carried out on mortar Only the ratio water / cement (E / C) can vary (0.6 or 0.68) The volume of mortar used is 1, 8 L The cement used is of type CEM 1 52 5 N
Les essais E sont réalisés sur béton Le rapport eau / ciment (E/C) est de 0,68 Le volume de béton utilisé est de 8,6 L Le ciment utilisé est de type CEM 1 52 5 NTests E are carried out on concrete The ratio water / cement (E / C) is 0.68 The volume of concrete used is 8.6 L The cement used is of type CEM 1 52 5 N
Tous les essais sont réalisés à la température de 200C sauf celui visant à accélérer un béton à basse températureAll the tests are carried out at the temperature of 20 0 C except that aiming to accelerate a concrete at low temperature
L'équipement d'émission des ondes acoustiques utilisé dans les exemples sur mortier est une canalisation à ultrasons qui a une puissance électrique maximale de 1000 W (1 kW) et de volume 1 ,5 LThe acoustic wave emission equipment used in the examples on mortar is an ultrasonic pipe which has a maximum electric power of 1000 W (1 kW) and volume 1, 5 L
L'équipement d'émission des ondes acoustiques utilisé dans les exemples sur béton a les caractéristiques suivantesThe acoustic wave emission equipment used in the examples on concrete has the following characteristics
• diamètre de la canalisation 280 mm• diameter of the pipe 280 mm
• volume de la canalisation 8,6 L• volume of the pipeline 8.6 L
• puissance électrique maximale 2000 W• maximum electrical power 2000 W
• fréquence maximale 20 kHz • agitation manuelle• maximum frequency 20 kHz • manual agitation
A Impact de la durée d'application des ultrasons 1 ) retardateur gluconate Les résultats sont présentés en annexe, au sein du tableau 2A Impact of the duration of application of ultrasound 1) Gluconate retarder The results are presented in appendix, in Table 2
Ces résultats ont été obtenus à partir d'un mortier comprenant, comme retardateur, du gluconate dosé à 0,2 partie en poids de matière sèche pour 100 parties en poids de cimentThese results were obtained from a mortar comprising, as a retarder, gluconate dosed at 0.2 parts by weight of dry matter per 100 parts by weight of cement
L'application des ultrasons est effectuée à 8 minutes du gâchage sous agitation du mortier.The application of ultrasound is carried out at 8 minutes of mixing with agitation of the mortar.
Il convient de noter que le temps de prise est obtenu à partir des courbes d'hydratation par SUIVI thermique de l'échantillon Dans la période dite « dormante » qui suit le gâchage, on repère le minimum de température Passé ce minimum, la température augmente de nouveau et, lorsque que l'on atteint une élévation de +1°C par rapport au minimum, l'échéance de temps correspondante est choisie comme le temps de prise thermiqueIt should be noted that the setting time is obtained from the hydration curves by thermal follow-up of the sample. In the so-called "dormant" period which follows the mixing, the minimum temperature is recorded. After this minimum, the temperature increases. again, and when reaching an elevation of + 1 ° C above the minimum, the corresponding time-out is chosen as the thermal setting time
Les résultats présentés dans le tableau 2 permettent de conclure que les ultrasons ont un effet d'accélération de prise sur une formulation retardée par du gluconate, et ce quelle que soit la durée du traitement Néanmoins, on remarque que plus le traitement est long, plus l'accélération de prise est importanteThe results presented in Table 2 make it possible to conclude that the ultrasound has an effect of acceleration of setting on a formulation delayed by gluconate, whatever the duration of the treatment Nevertheless, it is noted that the longer the treatment, the more catch acceleration is important
2) retardateur borate de zinc2) Zinc borate retarder
Les résultats sont présentés en annexe, au sein du tableau 3The results are presented in the appendix, in Table 3
Ces résultats ont été obtenus sur un mortier comprenant, comme retardateur, du borate de zinc dosé à 0,5 partie en poids de matière sèche pour 100 parties en poids de ciment Ce dosage autorise un retard d'hydratation de l'ordre de 48 heuresThese results were obtained on a mortar comprising, as retarder, zinc borate dosed at 0.5 part by weight of dry matter per 100 parts by weight of cement This assay allows a delay in hydration of about 48 hours
L'application des ultrasons se fait à 8 heures du gâchage, sous agitation du mortier Les résistances mécaniques sont mesurées à 1 jour de l'application des ultrasons, et sont obtenues sur éprouvettes 4x4x16 cmThe application of ultrasound is done at 8 hours of mixing, with stirring of the mortar The mechanical strengths are measured at 1 day of the application of ultrasound, and are obtained on specimens 4x4x16 cm
D'après les résultats présentés dans le tableau 3, on constate que les ultrasons ont un effet d'accélération de prise sur une formulation retardée par du borate de zinc Cependant, la durée de traitement minimale doit correspondre à une valeur comprise entre 10 secondes et 60 secondesFrom the results presented in Table 3, it can be seen that ultrasound has a setting acceleration effect on a formulation delayed by zinc borate However, the minimum treatment time must be between 10 seconds and 60 seconds
3) retardateur phosphonate (Dequest 2046) Les résultats sont présentés en annexe, au sein du tableau 43) Phosphonate retarder (Dequest 2046) The results are presented in the appendix, in Table 4
Ces résultats ont été obtenus à partir d'un mortier comprenant, comme retardateur, un phosphonate dosé à 0,25 partie en poids de matière sèche pour 100 parties en poids de ciment Ce dosage permet un retard d'hydratation de l'ordre de 48 heures L'application des ultrasons se fait à 24 heures du gâchage, sous agitation du mortierThese results were obtained from a mortar comprising, as a retarder, a phosphonate dosed at 0.25 parts by weight of dry matter per 100 parts by weight of cement This assay allows a retardation of hydration of about 48 hours The application of ultrasound is done at 24 hours of mixing, with agitation of the mortar
Les résistances mécaniques sont mesurées à 1 jour de l'application des ultrasons, et sont obtenues sur éprouvettes 4x4x16 cmThe mechanical strengths are measured to 1 day of the application of ultrasound, and are obtained on specimens 4x4x16 cm
Les résultats présentés dans le tableau 4 indiquent que les ultrasons ont un effet d'accélération de prise sur une formulation préalablement retardée par du phosphonate, quelle que soit la durée du traitementThe results presented in Table 4 indicate that ultrasound has an accelerating effect on a formulation previously delayed by phosphonate, regardless of the duration of treatment
Une fois encore, il convient de noter que plus le traitement est long, plus l'accélération de prise est importanteOnce again, it should be noted that the longer the treatment, the greater the rate of acceleration
4) retardateur huile de Im4) Im oil retarder
Les résultats sont présentés en annexe, au sein du tableau 5 Ces résultats ont été obtenus à partir d'un mortier comprenant un ciment enrobé par de l'huile de Im Le traitement consiste à mélanger préalablement le ciment et l'huile La masse d'huile de Im par rapport à la masse de ciment est de 3% Le mélange est ensuite chauffé à 600C pendant 2 heures pour activer la réaction de siccativation de l'huile Les résistances mécaniques sont obtenues sur éprouvettes 4x4x16 cmThe results are presented in the appendix, in Table 5 These results were obtained from a mortar comprising a cement coated with oil of Im The treatment consists in mixing the cement and the oil beforehand. Im oil with respect to the mass of cement is 3% The mixture is then heated at 60 0 C for 2 hours to activate the oil siccativation reaction The mechanical strengths are obtained on specimens 4x4x16 cm
D'après les résultats présentés dans le tableau 5, on constate que les ultrasons ont un effet d'accélération de prise sur une formulation retardée par de l'huile de ImFrom the results presented in Table 5, it is found that ultrasound has a setting acceleration effect on a formulation delayed by
B Impact de l'échéance d'application des ultrasonsB Impact of the application deadline for ultrasound
Les résultats sont présentés en annexe, au sein du tableau 6 Ces résultats ont été obtenus à partir d'un mortier comprenant, en tant que retardateur, du gluconate dosé à 0,2 partie en poids de matière sèche pour 100 parties en poids de cimentThe results are presented in the appendix, in Table 6 These results were obtained from a mortar comprising, as a retarder, gluconate dosed at 0.2 parts by weight of dry matter per 100 parts by weight of cement
Les résistances mécaniques sont obtenues sur éprouvettes 4x4x16 cm II est intéressant de noter que l'accélération de prise est d'autant plus efficace que le traitement est réalisé tardivement après gâchageThe mechanical strengths are obtained on 4x4x16 cm samples. It is interesting to note that the setting acceleration is all the more effective when the treatment is carried out late after mixing.
C Système mixte déclenchement ultrasons + agent accélérateur chimiqueC Mixed Ultrasonic Trigger System + Chemical Accelerator
Les résultats sont présentés en annexe, au sein du tableau 7 Ces résultats ont été obtenus à partir d'un mortier comprenant un ciment enrobé par de l'huile de Im La masse d'huile de Im par rapport à la masse de ciment est de 3% L'agent chimique accélérateur est le metasilicate de sodiumThe results are presented in the appendix, in Table 7 These results were obtained from a mortar comprising a cement coated with oil of Im. The mass of oil of Im with respect to the mass of cement is 3% The chemical accelerator is sodium metasilicate
Le réveil est effectué à 1 jour du gâchage Dans le premier cas, seul l'agent accélérateur chimique est ajouté au réveil Dans le second cas, l'agent chimique est couplé à un traitement ultrasonoreThe awakening is carried out at 1 day of the mixing In the first case, only the chemical accelerating agent is added to the awakening In the second case, the chemical agent is coupled to an ultrasonic treatment
Les résistances mécaniques sont obtenues sur éprouvettes 4x4x16 cm D'après les résultats du tableau ci-dessus, on constate que le traitement chimique seul n'a pas d'effet d'accélération de prise, alors que ce même traitement chimique couplé à un traitement ultrasonore induit l'accélération de prise recherchée, au travers d'une synergie d'actionThe mechanical strengths are obtained on 4x4x16 cm test pieces. From the results of the table above, it can be seen that the chemical treatment alone has no effect of setting acceleration, whereas this same chemical treatment coupled with a treatment ultrasound induces the desired acceleration of the grip, through a synergy of action
D Gâchage et hydratation par temps froidD Tempering and hydration in cold weather
Les résultats sont présentés en annexe, au sein du tableau 8 Ces résultats ont été obtenus à partir d'un mortier sans ajout de retardateur (ou agent retardant) L'application des ultrasons se fait à 5 minutes du gâchageThe results are presented in the appendix, in table 8 These results were obtained from a mortar without addition of retarder (or retarding agent) The application of ultrasounds is done at 5 minutes of the mixing
Le gâchage et l'hydratation sont réalisés à 10 0CThe mixing and the hydration are carried out at 10 ° C.
Les résistances mécaniques sont obtenues sur éprouvettes 4x4x16 cm D'après les résultats du tableau 8, on constate que les ultrasons ont un effet d'accélération de prise sur un mortier non retarde, à une température de 10cC, et ce quelle que soit la durée du traitementThe mechanical strengths are obtained on 4x4x16 cm test specimens. From the results of Table 8, it can be seen that the ultrasound has a setting acceleration effect on a non-retarded mortar, at a temperature of 10 c C, regardless of the duration of treatment
II convient toutefois de noter qu'il existe également une corrélation entre la durée de traitement ultrasonore et l'intensité de l'accélération de prise plus la durée de traitement est longue, plus l'accélération de prise est importante E Essais sur béton Impact de la fréquence des ondes acoustiques et de la durée de traitement sur le gain d'hydratationIt should be noted, however, that there is also a correlation between the duration of ultrasound treatment and the intensity of the acceleration of setting more the duration of treatment is long, the more the acceleration of setting is important E Tests on concrete Impact of acoustic wave frequency and treatment time on hydration gain
On entend par « gain d'hydratation » selon la présente invention le temps d'hydratation gagné d'un béton traité selon l'invention par rapport à un béton témoin non traitéThe term "hydration gain" according to the present invention the time of hydration gained from a concrete treated according to the invention compared to an untreated control concrete
Les résultats sont présentés dans la figure 5 en annexe Ces résultats ont été obtenus à partir d'un béton comprenant, comme retardateur, du gluconate de sodium dosé à 0,28 partie en poids de matière sèche pour 100 parties en poids de ciment L'application des ondes acoustiques est effectuée à 18 heures du gâchage et pendant des durées variables sous agitation Trois fréquences ont été testées (3,5 et 20 kHz), pour une puissance de 750 ou 2000 WThe results are shown in FIG. 5 in the appendix. These results were obtained from a concrete comprising, as a retarder, sodium gluconate dosed at 0.28 parts by weight of dry matter per 100 parts by weight of cement L '. application of the acoustic waves is carried out at 18 hours of mixing and for varying periods of stirring Three frequencies have been tested (3.5 and 20 kHz), for a power of 750 or 2000 W
II convient de noter que le temps de prise est obtenu à partir des courbes d'hydratation par SUIVI thermique de l'échantillon Dans la période dite « dormante » qui suit le gâchage, on repère le minimum de température Passé ce minimum, la température augmente de nouveau et, lorsque que l'on atteint une élévation de +1 °C par rapport au minimum, l'échéance de temps correspondante est choisie comme le temps de prise thermiqueIt should be noted that the setting time is obtained from the hydration curves by thermal follow-up of the sample. In the so-called "dormant" period which follows the mixing, the minimum temperature is recorded. After this minimum, the temperature increases. again, and when reaching an elevation of + 1 ° C from the minimum, the corresponding time-out is chosen as the thermal setting time
D'après la figure 5, plus la fréquence des ondes acoustiques est faible, plus le gain d'hydratation est important, pour une même durée de traitementAccording to FIG. 5, the lower the frequency of the acoustic waves, the greater the gain in hydration, for the same duration of treatment.
Par exemple, pour une durée de traitement de 90 secondes, des ondes acoustiques de 20 kHz de fréquence permettent 4 heures de gain d'hydratation, alors que des ondes acoustiques de 3,5 kHz de fréquence permettent 7 heures de gain d'hydratation D'autre part, la diminution de fréquence des ondes acoustiques permet de diminuer le temps de traitement du béton, pour un même gain d'hydratationFor example, for a processing time of 90 seconds, acoustic waves of 20 kHz frequency allow 4 hours of hydration gain, while acoustic waves of 3.5 kHz frequency allow 7 hours of hydration gain D on the other hand, the decrease in the frequency of the acoustic waves makes it possible to reduce the treatment time of the concrete, for the same gain in hydration
En effet, pour un gain d'hydratation de 10 heures, l'utilisation d'ondes acoustiques de 20 kHz de fréquence permet un temps de traitement de 225 secondes, alors que l'utilisation d'ondes acoustiques de 3,5 kHz de fréquence permet une durée de traitement de 170 secondes Tableau AIndeed, for a hydration gain of 10 hours, the use of acoustic waves of 20 kHz frequency allows a treatment time of 225 seconds, while the use of acoustic waves of 3.5 kHz frequency allows 170 seconds of processing time Table A
Figure imgf000024_0001
Tableau 3
Figure imgf000024_0001
Table 3
Figure imgf000025_0001
Tableau 7
Figure imgf000025_0001
Table 7
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de déclenchement et/ou d'accélération de prise d'un matériau pâteux non réfractaire à prise hydraulique, sélectionné dans le groupe constitué par un béton, un mortier et une pâte de ciment, dans lequel des ondes acoustiques basses fréquences et/ou ultrasonores de forte puissance sont appliquées audit matériau, lesdites ondes induisant ledit déclenchement et/ou ladite accélération de prise.A method of triggering and / or accelerating setting of a water-resistant, non-refractory pasty material selected from the group consisting of concrete, mortar and cement paste, in which low frequency acoustic waves and / or or ultrasonic high power are applied to said material, said waves inducing said triggering and / or said setting acceleration.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la prise dudit matériau a été préalablement retardée par l'administration d'un agent retardant.2. The method of claim 1, wherein the setting of said material has been previously delayed by the administration of a retarding agent.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites ondes acoustiques induisent un phénomène de cavitation.3. Method according to claim 1 or 2, wherein said acoustic waves induce a cavitation phenomenon.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les ondes acoustiques ont une fréquence comprise entre 100 Hz et 100 kHz, de préférence entre 100 Hz et 60 kHz, avantageusement entre 200 Hz et4. Method according to any one of claims 1 to 3, wherein the acoustic waves have a frequency between 100 Hz and 100 kHz, preferably between 100 Hz and 60 kHz, preferably between 200 Hz and
40 kHz.40 kHz.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les ondes acoustiques sont des ultrasons,5. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the acoustic waves are ultrasound,
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les ultrasons ont une fréquence comprise entre 15 kHz et 100 kHz, de préférence entre 20 kHz et 60 kHz, avantageusement entre 20 kHz et 40 kHz.6. The method of claim 5, wherein the ultrasound has a frequency between 15 kHz and 100 kHz, preferably between 20 kHz and 60 kHz, preferably between 20 kHz and 40 kHz.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les ondes acoustiques sont des ondes acoustiques basses fréquences.7. A method according to any one of claims 1 to 4, wherein the acoustic waves are low frequency acoustic waves.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les ondes acoustiques basses fréquences ont une fréquence supérieure ou égale à 100 Hz et strictement inférieure à 15 kHz, avantageusement comprise entre 100 Hz et 10 kHz, de manière particulièrement préférée entre 100 Hz et 3,5 kHz8. The method of claim 7, wherein the low frequency acoustic waves have a frequency greater than or equal to 100 Hz and strictly less than 15 kHz, advantageously between 100 Hz and 10 kHz, particularly preferably between 100 Hz and 3.5 kHz
Procédé selon l'une quelconque des 1 à 8, dans lequel le matériau pâteux est un bétonProcess according to any one of 1 to 8, wherein the pasty material is a concrete
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la puissance des ondes acoustiques est comprise entre 0 5 kW et 20 kW, de préférence entre 1 kW et 10 kW, avantageusement entre 2 et 6 kWMethod according to any one of claims 1 to 9, wherein the power of the acoustic waves is between 0 5 kW and 20 kW, preferably between 1 kW and 10 kW, preferably between 2 and 6 kW
Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la quantité de matériau traité par minute est comprise entre au moins 0,2 et 4 m3/mιnute, de préférence entre 1 et 2 m3/mιnuteProcess according to one of Claims 1 to 10, in which the quantity of material treated per minute is between at least 0.2 and 4 m 3 / min, preferably between 1 and 2 m 3 / min.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , dans lequel ledit matériau est introduit dans une enceinte émettπce d'ondes acoustiquesProcess according to any one of Claims 1 to 1 1, in which the said material is introduced into a chamber emitting acoustic waves.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, dans lequel ledit agent retardant est sélectionné dans le groupe constitué par les sucres et dérivés, les carboxylates, les phosphonates, les sels de zinc, les borates et les agents de surface adaptés pour enrober la surface des grains de ciment tels que l'huile de Im, les stéarates, les éthers de cellulose, les alginates, les acrylates A process according to any of claims 2 to 12, wherein said retarding agent is selected from the group consisting of sugars and derivatives, carboxylates, phosphonates, zinc salts, borates and surfactants suitable for coating the surface of cement grains such as Im oil, stearates, cellulose ethers, alginates, acrylates
PCT/IB2008/003917 2007-09-11 2008-09-05 Method for triggering and/or accelerating the setting of a hydrosetting non-refractory pasty material WO2009066185A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0706362A FR2920765A1 (en) 2007-09-11 2007-09-11 Activating and/or accelerating setting of non-refractory concrete, mortar or cement paste, e.g. Portland cement, by applying ultrasonic vibrations
FR07/06362 2007-09-11
FR08/03656 2008-06-30
FR0803656A FR2933092B1 (en) 2008-06-30 2008-06-30 METHOD FOR TRIPPING AND / OR ACCELERATING THE TAKING OF A NON-REFRACTORY PASTE MATERIAL WITH A HYDRAULIC RECEPTACLE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009066185A2 true WO2009066185A2 (en) 2009-05-28
WO2009066185A3 WO2009066185A3 (en) 2009-09-03

Family

ID=40667912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2008/003917 WO2009066185A2 (en) 2007-09-11 2008-09-05 Method for triggering and/or accelerating the setting of a hydrosetting non-refractory pasty material

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2009066185A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738151C1 (en) * 2020-05-18 2020-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» High-strength concrete based on composite binder

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR957652A (en) * 1950-02-23
US4964917A (en) * 1986-08-26 1990-10-23 Sandoz Ltd. Methods and compositions for reclaiming concrete
GB2431400A (en) * 2005-10-19 2007-04-25 Bpb Plc Method for accelerating the setting reaction of a calcium sulphate hemihydrate and water slurry

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058971C1 (en) * 1994-12-30 1996-04-27 Акционерное общество закрытого типа "Концерн МВС" Method for manufacture of concrete and reinforced concrete products

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR957652A (en) * 1950-02-23
US4964917A (en) * 1986-08-26 1990-10-23 Sandoz Ltd. Methods and compositions for reclaiming concrete
GB2431400A (en) * 2005-10-19 2007-04-25 Bpb Plc Method for accelerating the setting reaction of a calcium sulphate hemihydrate and water slurry

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 111, no. 18, 30 octobre 1989 (1989-10-30), Columbus, Ohio, US; abstract no.: 159158q, A.A.KLYUSOV: "Effect of ultrasound on structure formation in cement paste" page 346 colonne droite XP000059239 & IZV.AKAD.NAUK SSSR,NEORG.MATER., vol. 25, no. 6, 1989, pages 1029-1031, *
DATABASE CA [Online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; 1973, GRANKOVSKII, I. G. ET AL: "Effect of sonic and ultrasonic treatment on the strength characteristics of cements containing polymer additives" XP002515268 extrait de STN Database accession no. 78:150547 & UKRAINSKII KHIMICHESKII ZHURNAL (RUSSIAN EDITION) , 39(2), 180-3 CODEN: UKZHAU; ISSN: 0041-6045, 1973, *
DATABASE CA [Online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; 1974, SARDARYAN, V. S.: "Hydration of tricalcium silicate in an acoustic field" XP002475650 extrait de STN Database accession no. 84:94580 & SBORNIK NAUCHNYKH RABOT ASPIRANTOV I SOISKATELEI, NAUCHNO- ISSLEDOVATEL'SKII INSTITUT KAMNYA I SILIKATOV , 9, 139-44 CODEN: SBASBO; ISSN: 0370-8551, 1974, *
DATABASE CA [Online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; 1976, ELIAZYAN, L. A. ET AL: "Mechanism of the effect of ultrasound on the hardening of clinker minerals" XP002475649 extrait de STN Database accession no. 89:202906 & PROCHN. - PLAST. MATER. UL'TRAZVUK. POLE, TEZISY DOKL. VSES. NAUCHNO-TEKH. KONF., 2ND , 121-4 PUBLISHER: ROSTOV. INST. S-KH. MASHINOSTR., ROSTOV-ON-DON, USSR. CODEN: 38WSAP, 1976, *
DATABASE WPI Week 197704, Derwent Publications Ltd., London, GB; AN 1997-041274, XP002475651 & RU 2 058 971 C1 (AKTSIONERNOE OBSHCHESTVO ZAKRY [KZ]) 27 Avril 1996 *
FEDOROV N F ET AL: "Ultrasonic activation of hardening of high alumina cements" RUSSIAN JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY, PLEIADES PUBLISHING / SPRINGER, NEW YORK, NY, US, vol. 72, 1999, pages 949-951, XP008090141 ISSN: 1070-4272 cité dans la demande *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738151C1 (en) * 2020-05-18 2020-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» High-strength concrete based on composite binder

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009066185A3 (en) 2009-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2467349B1 (en) Geopolymer cement and use thereof
EP0711259B1 (en) Setting and hardening accelerating agent for siliceous hydraulic binders
EP2411344B1 (en) Concrete with a low clinker content
EP2162410B1 (en) Dual component system containing retarded aluminous cement with instantaneous initiation
EP1392616B1 (en) Cement binder based board
WO2016102867A1 (en) Binder based on a solid mineral compound rich in alkaline-earth oxide with phosphate-containingactivators
EP3077346B1 (en) Binder composition for improved mortars and coatings
FR2665698A1 (en) COMPLEMENTING CEMENT MIXED WITH SELECTED AGGREGATES FOR THE PRODUCTION OF MORTAR OR CONCRETE WITHOUT REMOVAL, SELF-LITTING AND SELF-LEVELING.
CN101186478A (en) Method for producing concrete mixture by using machine-made sand to substitute natural sand
BE898398A (en) Additive for concrete comprising several components containing microsilica, process for preparing it and concrete containing it.
WO2012001292A1 (en) Pervious concrete
Nuruddin et al. Development of geopolymer concrete with different curing conditions
FR3058137A1 (en) DRYWALL PROJECTABLE DRY CONSTRUCTION COMPOSITION USING SCREW PUMP AND COMPRISING BINDER AND BIOSOURCEE FILLER - PREPARATION AND APPLICATIONS OF SUCH A COMPOSITION
EP2536672A1 (en) Lightweight cement plate
FR3000060A1 (en) CONCRETE COMPOSITION OR ALTERNATING MORTAR COMPRISING AQUEOUS FOAM
EP2714612B1 (en) Hydraulic binder comprising an accelerator, its application and process for preparation of a construction material
EP2398750B1 (en) Fast hydraulic binder for parts and constructions made of concrete containing a calcium salt
EP3020692A1 (en) Geosynthsesis binder comprising a calcium- alkaline activator and a silico-aluminous compound
FR2920765A1 (en) Activating and/or accelerating setting of non-refractory concrete, mortar or cement paste, e.g. Portland cement, by applying ultrasonic vibrations
WO2009066185A2 (en) Method for triggering and/or accelerating the setting of a hydrosetting non-refractory pasty material
WO2021123349A1 (en) Method for producing supersulphated cement
FR2933092A1 (en) Initiating and/or accelerating the setting of a hydrosetting non refractory pasty material such as concrete, mortar and cement paste, comprises applying low frequency acoustic waves and/or high power ultrasonic waves to the material
EP2401238B1 (en) Composition used for preparing concrete without adding water
EP2507189B1 (en) Agents for inerting clays in hydraulic compositions
WO2020188214A1 (en) Geopolymer binder based on charged tot clay

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08852216

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2