WO2010109095A1 - Beton a haute ou ultra haute performance - Google Patents

Beton a haute ou ultra haute performance Download PDF

Info

Publication number
WO2010109095A1
WO2010109095A1 PCT/FR2010/000242 FR2010000242W WO2010109095A1 WO 2010109095 A1 WO2010109095 A1 WO 2010109095A1 FR 2010000242 W FR2010000242 W FR 2010000242W WO 2010109095 A1 WO2010109095 A1 WO 2010109095A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
particle size
size class
binder
particles
class
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/000242
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Fornollosa
Jean-François Batoz
Jeffrey Chen
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 to AU2010227375A priority Critical patent/AU2010227375B2/en
Priority to BRPI1011254A priority patent/BRPI1011254A2/pt
Priority to EP10713482.7A priority patent/EP2411342B1/fr
Priority to ES10713482.7T priority patent/ES2667022T3/es
Priority to MA34268A priority patent/MA33207B1/fr
Priority to CN2010800128927A priority patent/CN102361834A/zh
Application filed by Lafarge filed Critical Lafarge
Priority to CA2754293A priority patent/CA2754293C/fr
Priority to US13/258,731 priority patent/US8974598B2/en
Priority to KR1020117022288A priority patent/KR101838757B1/ko
Priority to JP2012501340A priority patent/JP2012521343A/ja
Publication of WO2010109095A1 publication Critical patent/WO2010109095A1/fr
Priority to ZA2011/06633A priority patent/ZA201106633B/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions 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
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C04B40/0042—Powdery mixtures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the invention relates to a high or ultra high performance concrete with a low Portland cement content, as well as processes for preparing such concrete and premixes and mixtures useful for the preparation of such concrete.
  • clinker grains presupposes: a) the preheating and decarbonation of raw flour which is obtained by grinding raw materials, such as limestone and clay; and b) baking or clinkering the flour at a temperature of about 1500 ° C, followed by a sudden cooling.
  • the present invention provides a binder premix comprising in mass proportions: ⁇ from 0.2% to 63% of a material having an ultrafine particle size range, comprising individual particles of D90 less than 1 .mu.m and or BET specific surface area greater than 5 m 2 / g; from 8% to 63% of selected Portland cement comprising D90 particles of less than 30 ⁇ m; and from 25% to 85% of a material, other than cement, of a fine particle size class, comprising particles having a D10 and a D90 ranging from 1 ⁇ m to 120 ⁇ m and a BET specific surface area of less than 5 ⁇ m. boy Wut.
  • the present invention also provides a binder mixture, comprising the premix defined above and a material of average particle size, comprising particles whose D10 and D90 are from 120 microns to 5 mm.
  • the present invention also relates to a concrete composition, comprising a binder mixture as defined above, mixed with water.
  • the invention also relates to a method for preparing a concrete according to the invention comprising a step of mixing the binder mixture according to the invention with water.
  • the composition according to the invention has a high mechanical strength, greater than or equal to 50 MPa in the short term, in particular after 48 hours.
  • the invention makes it possible to meet the need for reducing CO 2 emissions hitherto unsatisfied by high or ultra high performance concretes. Indeed the amount of cement (and in particular clinker) used in the context of the present invention is less than that which is traditionally required for high and ultra high performance concrete.
  • the invention has the advantage of being implemented in several industries, including the construction industry, the chemical industry (adjuvants), all construction markets (building, civil engineering or prefabrication plant), the construction industry of elements or the cement industry.
  • hydroaulic binder a powdery material which, mixed with water, forms a paste which sets and cures as a result. reaction and hydration process, and after curing, retains its strength and stability even under water.
  • crete is meant a mixture of hydraulic binders, aggregates, water, possibly additives, and possibly mineral additives such as high performance concrete, ultra high performance concrete, self-compacting concrete , self-calving concrete, self-compacting concrete, fiber concrete, ready-mix concrete or colored concrete.
  • concrete is also meant concretes having undergone a finishing operation such as bush-hammered concrete, deactivated or washed concrete, or polished concrete. According to this definition, prestressed concrete is also meant.
  • the term “concrete” includes mortars, in this case the concrete comprises a mixture of hydraulic binder, sand, water and possibly additives.
  • the term “concrete” according to the invention denotes indistinctly fresh concrete or hardened concrete.
  • high performance concrete is meant a concrete having a compressive strength at 28 days from 50 MPa to 100 MPa.
  • ultra high performance concrete means a concrete having a compressive strength at 28 days greater than 100 MPa and generally greater than 120 MPa.
  • the term “aggregates” designates, for example, chippings and / or sand.
  • the term “mineral additions” refers to a finely divided mineral material used in concrete to improve certain properties or to confer particular properties. These are, for example, fly ash (as defined in the EN 450 standard), slags (as defined in standard NF P 18-506), calcareous additions (as defined in the NF P standard). 18-508) and siliceous additions (as defined in standard NF P 18-509).
  • fly ash as defined in the EN 450 standard
  • slags as defined in standard NF P 18-506
  • calcareous additions as defined in the NF P standard
  • 18-508 siliceous additions
  • a Portland cement selected is meant, for example, according to the invention a Portland cement on which a preparation operation is performed to keep particles of a given size class, for example a grinding more extensive than that performed generally to obtain a conventional Portland cement, a selection or a classification, for example by sieving or by pneumatic selection.
  • the present invention provides a binder premix comprising, in mass proportions: from 0.2% to 63% of a material having an ultrafine particle size, comprising individual particles of D90 less than 1 ⁇ m and / or BET specific surface area greater than 5 m 2 / g; from 8% to 63% of selected Portland cement comprising D90 particles of less than 30 ⁇ m; and from 25% to 85% of a material, other than cement, of a fine particle size class, comprising particles having a D10 and a D90 ranging from 1 ⁇ m to 120 ⁇ m and a BET specific surface area of less than 5 ⁇ m. boy Wut.
  • the premix is intended for the preparation of ultra-high performance concrete.
  • the binder premix comprises in mass proportions: from 14% to 45% of the material of the ultrafine particle size class; from 15% to 50% selected Portland cement; and from 25% to 60% of the fine particle size material.
  • the present invention also provides a binder mixture, comprising the premix defined above and a material of average particle size, comprising particles whose D10 and D90 are from 120 microns to 5 mm.
  • the binder mixture comprises in proportions by mass: from 0.2% to 25% of the material of the ultrafine particle size class; from 8% to 25% of the selected Portland cement; from 25% to 40% of the material of the fine particle size class; from 20% to 60% of the material of the average size class.
  • the mixture comprises, in mass proportions: from 10 to 20% of the material of the ultrafine granulometric class; from 10 to 20% of the selected Portland cement; from 25 to 33% of the material of the fine particle size class; and from 35 to 55% of the material of the average particle size class.
  • the binder mixture further comprises a material of a higher particle size class comprising particles whose D10 is greater than 5 mm.
  • the mixture comprises, in mass proportions: from 0.2% to 20% of the material of the ultrafine particle size class; from 8% to 20% of the selected Portland cement; from 25% to 32% of the fine granulometric class material; and from 20% to 48% of the material of the average particle size class; and from 20% to 60% of the material of the upper size class.
  • the materials that make up the above mixture are present in the form of particles, that is, unitary elements of materials.
  • the size distribution of the particles makes it possible to establish a division of the constituents into several "granulometric classes", that is to say into substantially disjoint compartments.
  • the ultrafine particle size class comprises:
  • D90 particles of less than 1 ⁇ m and BET specific surface area greater than 5 m 2 / g D90 particles of less than 1 ⁇ m and BET specific surface area greater than 5 m 2 / g.
  • the fine granulometric class corresponds to a set of particles whose D10 and D90 are between 1 ⁇ m and 120 ⁇ m and whose BET surface area is less than 5 m 2 / g.
  • the average particle size class corresponds to a set of particles whose D10 and D90 are between 120 ⁇ m and 5 mm.
  • the upper granulometric class corresponds to a set of particles whose D10 is greater than 5 mm.
  • the D90, D ⁇ 90 corresponds to the 90 th percentile of the volume distribution of particle size, that is to say that 90% of particles have a size smaller than the D90 and 10% have a size greater than the D90.
  • DlO, also noted Dy 10 corresponds to l ⁇ th percentile of the volume distribution of particle size, that is to say that 10% of particles have a size smaller than the DlO and 90% have a size greater than the D10.
  • At least 80% of the particles of the fine particle size class (preferably at least 90%, particularly preferably at least 95% or even at least 99%) have a size of from 1 ⁇ m to 120 ⁇ m; at least 80% of the particles of the average particle size class (preferably at least 90%, particularly preferably at least 95% or even at least 99%) have a size ranging from 120 ⁇ m to 5 mm; at least 90% of the particles of the upper granulometric class (preferably at least 95% or even at least 99%) have a size greater than 5 mm; and, according to the embodiments corresponding to the cases (i) and (iii) above, at least 90% of the particles of the ultrafine particle size class (preferably at least 95%, particularly preferably at least 99%) have a size less than 1 ⁇ m.
  • the four size classes (ultrafine, fine, average and superior) then correspond to compartments of substantially disjoint size.
  • the D10 or D90 of a set of particles can be generally determined by laser particle size distribution for particles smaller than 63 ⁇ m, or by sieving for particles larger than 63 ⁇ m.
  • the BET surface area is a measure of the total real surface of the particles, which takes into account the presence of reliefs, irregularities, superficial or internal cavities, porosity.
  • ultrafine and fine classes are distinguished only by the BET specific surface area and not by the particle size may be that in which the ultrafines consist of hydrous hydraulic binder particles.
  • the ultrafine may have a size of about 10 microns, for a specific surface that may be of the order of
  • the assembly constituted by the cement and the fine particle size class comprises particles whose D10 and D90 are between 1 and 20 ⁇ m.
  • at least 80% of the particles of cement or of the material of the fine particle size class (preferably at least 90%, very particularly preferably at least 95% or even at least 99% ) have a size of 1 to 20 microns.
  • This embodiment corresponds to the case where the particle size distribution profile comprises a discontinuity: the mixture does not substantially comprise particles with a diameter of 20 to 120 ⁇ m.
  • the various embodiments described above correspond to optimized grain or particle stacking modes.
  • the invention also provides, as described above, the binder premixes which correspond to these dry mortar mixtures, and which do not contain material of the average particle size class, nor of material of the higher particle size class.
  • the said binder premixes are intended to be mixed with materials of the average and upper grain size class before or at the time of concrete preparation.
  • the cement is Portland cement chosen from Portland cements of the CPA (Artificial Portland Cement) type, and in particular from the cements described in the European standard EN 197-1. It is possible to use, for example, a CEM1 or CEM2 cement 52.5 N or R or PM (Sea Catch) or PMES (Sea Water Take
  • the cement may be of the type HRI (High Initial Strength).
  • HRI High Initial Strength
  • the Portland cement is not pure clinker but is supplied mixed with at least one additional material (for example slag, pozzolan, fly ash, calcined schist or limestone), in a quantity up to 37%.
  • the quantities of cement listed above correspond more specifically to the quantities of clinker, while the additional materials are counted among the appropriate size class.
  • the upper granulometric class may, for example, include chippings and / or gravel and / or pebbles.
  • the average particle size class may, for example, comprise sand or sand.
  • the fine particle size class may, for example, comprise one or more materials chosen from fly ash, pozzolana (natural and artificial), limestone powders, siliceous powders, lime, calcium sulphate (in particular gypsum in the form of anhydrous or semi-hydrated) and slags.
  • fillers is sometimes used to refer to most materials of the fine particle size class.
  • the ultrafine particle size class may, for example, comprise a material selected from the group consisting of limestone powders, precipitated carbonates, natural and artificial pozzolans, pumice stones, crushed fly ash, hydrous silicic hydraulic binder or carbonate crumbs, and mixtures or co-grindings thereof, in dry form.
  • the material of the ultrafine particle size class comprises substantially no silica fume.
  • substantially not is meant that the amount of silica fume is less than 1% by weight of the total mass of the ultrafine particle size class material.
  • hydro silicic hydraulic binder pulverized refers in particular to the products described in document FR 2708592.
  • a fluidizing or superplasticizing agent may advantageously be added in a binder mixture or premix according to the invention, preferably at a concentration of 0.05% to 3%, preferably 0.5% to 2%, expressed in relation to mass of dry extract of the fluidizing agent on the mass of premix binder.
  • the amount of agent is also determined according to the desired quality of the dough, especially if it is desired that the concrete is self-compacting or not. Spread measurements determine the type and amount of superplasticizer to be used in the formulation.
  • a water reducer is defined as an additive that reduces the amount of mixing water for a concrete for a given workability typically of 10 to 15%.
  • Water reducers include, for example, lignosulphonates, hydroxycarboxylic acids, carbohydrates, and other specialized organic compounds, for example glycerol, polyvinyl alcohol, sodium aluminum-methyl-siliconate, sulfanilic acid and casein.
  • Superplasticizers belong to a new class of water reducers chemically different from normal water reducers and able to reduce the amount of mixing water by 30%.
  • Superplasticizers have generally been classified into four groups: sulphonated naphthalene formaldehyde condensate (or SNF) (usually a sodium salt); or sulphonated formaldehyde melamine condensate (or SMF, acronym for sulphonated melamine formaldehyde condensate); modified lignosulphonates (or MLS, modified lignosulfonates); and others.
  • SNF sulphonated naphthalene formaldehyde condensate
  • SMF sulphonated formaldehyde melamine condensate
  • modified lignosulphonates or MLS, modified lignosulfonates
  • Next-generation superplasticizers include comb-like dispersant type compounds.
  • dispersants carry ionic functions of carboxylic and / or sulphonic and / or phosphonic, preferably carboxylic, type and pendant pendants of polyethylene glycol, polypropylene glycol, copolymer or other preferably water-soluble link.
  • the amount of superplasticizer required generally depends on the reactivity of the cement. The lower the reactivity of the cement, the lower the required amount of superplasticizer. In order to reduce the total amount of alkalis, the superplasticizer can be used in the form of a calcium salt rather than a sodium salt.
  • an antifoaming agent for example polydimethylsiloxane
  • They may also comprise silicones in the form of a solution, a solid or preferably in the form of a resin, an oil or an emulsion, preferably in water.
  • Particularly suitable silicones include the characteristic groups (RSiOO.5) and (R2SiO).
  • the R radicals which may be the same or different, are preferably hydrogen or an alkyl group of 1 to 8 carbon atoms, the methyl group being the preferred one.
  • the number of characteristic groups is preferably from 30 to 120.
  • the mixture according to the invention may comprise a viscosing agent and / or a flow limit modifier (generally to increase the viscosity and / or the 'flow).
  • a viscosing agent and / or a flow limit modifier (generally to increase the viscosity and / or the 'flow).
  • agents include: cellulose derivatives, for example, water-soluble cellulose ethers, such as carboxymethyl, methyl, ethyl, hydroxyethyl and sodium hydroxypropyl ethers; alginates; and xanthan, carrageenan or guar gum. A mixture of these agents can be used.
  • the mixture according to the invention may comprise an activating agent which makes it possible to promote the hydration reactions of vitreous materials.
  • activating agents include sodium and / or calcium salts.
  • the mixture according to the invention may comprise an accelerator and / or an air-entraining agent and / or a retarder.
  • the mixture may comprise fibers, for example metal fibers, organic fibers or glass fibers or a combination thereof.
  • the concrete according to the invention is prepared by mixing the above mixtures or the above binder premixes with water.
  • the concrete can also be prepared by directly mixing the various ingredients of the above mixtures or the above-mentioned binder pre-mixtures with each other and with water, in the following proportions: from 10 to 550 kg / m 3 of the ultrafine granulometric class material;
  • kg / m 3 means the mass of materials to be used per m 3 of fresh concrete produced.
  • the materials in question have, according to particular embodiments, the same characteristics as those described above in relation to the mixtures and premix binders according to the invention.
  • the E / L ratio where E denotes the amount of water and L the amount of binder (materials of the assembly (Portland cement + ultrafine and fine grain size classes)), is typically 0.1 to 0.5, preferably from 0.13 to 0.30.
  • the ratio E / C where E designates the quantity of water and C the quantity of cement, is greater than in the case of conventional high or ultra high performance concrete and this because of the small quantity of cement who is present.
  • the E / C ratio is preferably from 0.2 to 2, preferably from 0.5 to 1.
  • the E / C and E / L ratios are in particular adjusted according to the amount of cement and the final mechanical properties desired. At a lower amount of cement, the ratio will also be relatively lower.
  • the amount of water used is 150 to 300 l / m 3 , preferably 180 to 250 l / m 3 .
  • the concrete can be reinforced, for example by metal reinforcements. Concrete may be pre-tensioned by adherent or post-tensioned cables or tendons by cables or tendons or by non-adherent sleeves or bars.
  • Prestressing in the form of pre-tension or post-tension, is particularly suitable for products manufactured according to the present invention.
  • the concrete compositions formulated according to the invention are the result of a complex optimization of the various parameters involved (choice of materials and concentration of these) in order to guarantee optimized stacking (choice of the granulometry and choice of adjuvantation), an optimized hydration chemistry (indeed many components participate in the reaction: for example, limestone powder or fly ash) and an optimized water demand.
  • the concrete compositions obtained according to the invention have a compressive strength greater than or equal to 50 MPa 48 hours after mixing and / or greater than or equal to 100 MPa 28 days after mixing, and / or greater than or equal to 120 MPa after mixing and after heat treatment, for example 2 days at 20 ° C after setting and then 2 days at 90 ° C.
  • a binder mixture presenting a compartmentalization of materials in substantially disjunct particle size classes, in particular in a fine class, a middle class, a higher class, and an ultrafine class, which makes it possible to optimize the stacking of materials different particles;
  • the concretes according to the invention are fluid or self-compacting concretes
  • the concrete according to the invention can be prepared according to methods known to those skilled in the art, including the mixing of solid components and water, shaping (eg molding, casting, injection, pumping, extrusion or calendering ) and hardening.
  • the invention furthermore relates to a hardened concrete article comprising: from 10 to 200 kg / m 3 , preferably from 20 to 100 kg / m 3 , of the material of the ultrafine particle size class as defined above; selected Portland cement hydrates in an amount corresponding to an amount of Portland cement of 130 to 350 kg / m 3 , preferably 150 to 300 kg / m 3 ; from 200 to 600 kg / m 3 , preferably from 300 to 500 kg / m 3 , of the material of the fine particle size class as defined above; from 500 to 800 kg / m 3 , preferably from 500 to 700 kg / m 3 , of the material of the average particle size class as defined above; and from 500 to 1300 kg / m 3 , preferably from 800 to
  • the invention also relates to a process for preparing a concrete composition
  • a process for preparing a concrete composition comprising a step of mixing a binder premix according to the invention with the material of average particle size class as defined above, the class material upper particle size as defined above and water.
  • the invention also relates to a process for preparing a concrete composition
  • a mixing step of: from 10 to 200 kg / m 3 , preferably from 20 to 100 kg / m 3 , of the material of the ultrafine particle size class as defined above; from 130 to 350 kg / m 3 , preferably from 150 to 300 kg / m 3 of selected Portland cement; from 200 to 600 kg / m 3 , preferably from 300 to 500 kg / m 3 , of the material of the fine particle size class as defined above; from 500 to 800 kg / m 3 , preferably from 500 to 700 kg / m 3 , of the material of the average particle size class as defined above; and optionally, a fluidizing agent and / or an accelerator and / or an air-entraining agent and / or a viscosing agent and / or a retarder; with water.
  • the amount of water used is 150 to 300 l / m 3
  • Concrete may be subject to heat treatment after setting to improve its mechanical properties.
  • the after-treatment also called the curing of the concrete, is generally carried out at a temperature from the ambient temperature (for example of 20 ° C.
  • the treatment temperature should be below the boiling point of the water at ambient pressure.
  • the temperature of the heat treatment after setting is generally less than 100 ° C.
  • the duration of the heat treatment after setting can be, for example, 6 hours to 4 days, preferably about 2 days.
  • the heat treatment is started after setting, generally at least one day after the setting has begun and preferably on concrete aged 1 to 7 days at 20 ° C.
  • the heat treatment can be carried out in dry environments or wet or cycles that alternate the two environments, for example, a treatment of 24 hours in a humid environment followed by a 24-hour treatment in a dry environment.
  • Figures 1 and 2 show the particle size distribution profiles of various materials used to prepare an embodiment of a dry binder mixture according to the invention and the associated tempered concrete.
  • the abscissa is the size in ⁇ m, and the ordinate is the volume percentage.
  • the particle size curves of the different powders are obtained from a Malvern MS2000 laser granulometer. The measurement is carried out in a suitable medium (for example, in an aqueous medium); the particle size should be from 0.02 ⁇ m to 2 mm.
  • the light source consists of a red He-Ne laser (632 nm) and a blue diode (466 nm).
  • the optical model is that of Fraunhofer, the calculation matrix is of polydisperse type.
  • a background measurement is first performed with a pump speed of 2000 rpm, an agitator speed of 800 rpm and a noise measurement over 10 s, in the absence of ultrasound. It is then verified that the laser light intensity is at least 80%, and that a decreasing exponential curve is obtained for the background noise. If this is not the case, the lenses of the cell should be cleaned.
  • a first measurement is then carried out on the sample with the following parameters: pump speed of 2000 rpm, agitator speed of 800 rpm, absence of ultrasound, obscuration limit between 10 and 20%.
  • the sample is introduced to have a darkness slightly above 10%.
  • the measurement is made with a time between immersion and the measurement set at 10 s. The measurement time is 30 s (30,000 diffraction images analyzed). In the granulogram obtained, it must be taken into account that part of the population of the powder can be agglomerated.
  • Each measurement is repeated at least twice to check the stability of the result.
  • the apparatus is calibrated before each working session by means of a standard sample (ClO Sifraco silica) whose particle size curve is known. All the measurements presented in the description and the ranges announced correspond to the values obtained with ultrasound. BET specific surface measurement method
  • the specific surface of the different powders is measured as follows. A sample of powder of the following mass is taken: 0.1 to 0.2 g for a specific surface area estimated at more than 30 m 2 / g; 0.3 g for a specific surface area estimated at 10-30 m 2 / g; 1 g for a specific surface area estimated at 3-10 m 2 / g; 1.5 g for a specific surface area estimated at 2-3 m 2 / g; 2 g for a specific surface area estimated at 1.5-2 m / g; 3 g for a specific surface area estimated at 11.5 m 2 / g.
  • a cell of 3 cm 3 or 9 cm 3 is used depending on the volume of the sample.
  • the sample is added to the cell: the product should not be less than one millimeter from the top of the cell throat.
  • the whole is weighed (cell + glass rod + sample).
  • the measuring cell is placed on a degassing station and the sample is degassed.
  • the degassing parameters are 30 min / 45 ° C for Portland cement, gypsum, pozzolans; 3 hours / 200 ° C for slags, fly ash, aluminous cement, limestone; and 4 h / 300 ° C for control alumina.
  • the cell is quickly plugged with a plug after degassing. We weigh the whole and we note the result.
  • the mass of the sample is obtained by subtracting the mass of the cell from the sum of the masses of the cell and the degassed sample.
  • the sample is then analyzed after it has been placed on the measuring station.
  • the analyzer is the Beckman Coulter SA 3100.
  • the measurement is based on the adsorption of nitrogen by the sample at a given temperature, here the temperature of the liquid nitrogen is about -196 ° C.
  • the apparatus measures the pressure of the reference cell in which the adsorbate is at its saturation vapor pressure and that of the sample cell in which known volumes of adsorbate are injected.
  • the curve resulting from these measurements is the adsorption isotherm. In the measurement process, the knowledge of the dead volume of the cell is necessary: a measurement of this volume is thus made with helium before the analysis.
  • the mass of the previously calculated sample is entered as a parameter.
  • the BET surface is determined by the software by linear regression from the experimental curve.
  • the standard deviation of reproducibility obtained from 10 measurements on a silica with a surface area of 21.4 m 2 / g is 0.07.
  • the reproducibility standard deviation obtained from 10 measurements on a specific surface cement 0.9 m 2 / g is 0.02.
  • the compressive strength is measured on a cylindrical sample having a diameter of 7 cm and a height of 14 cm, the force applied to the sample is increased at a rate of 3.85 kN / sec during the test compression.
  • Carling fly ash, Trenches 6, Surchiste, France Durcal 1 is the ultrafine granulometric class material. It has a DlO of 0.8 ⁇ m, a D90 of 8 ⁇ m and a BET surface area of about 5.61 m 2 / g. Carling fly ash, Tranche 6, corresponds to fine particle size material. They have a DlO of 2.7 microns and a D90 of 116 microns.
  • the Portland cement (HTS cement, Le General) selected has a DlO of 2.1 ⁇ m and a D90 of 16.6 ⁇ m.
  • BeOl sand corresponds to the material of average size class. The BeOl sand has a D90 of approximately 300 ⁇ m and a D10 of approximately 200 ⁇ m.
  • a cement was prepared by pneumatic classification using an ALPINE 50 ATP separator.
  • the principle consists of separating a starting population into 2 fractions (or even 3 if we consider the ultra fine ones apart): a fraction formed of the largest particles of the starting product, called the rejects, and a fraction formed of the finest particles of the starting product.
  • the rotational speed of the selector as well as the air flow rate were adjusted to obtain a particle separation of 20 ⁇ m.
  • FIG. 1 represents the particle size distribution profiles of the cement and ultrafine and fine grain size class materials used to prepare the present embodiment of a dry binder mixture according to the invention.
  • FIG. 2 shows the particle size distribution profiles of the cement and the materials of the ultrafine, fine and medium particle size classes used to prepare the present example of production of a dry binder mixture.
  • the curve C1 corresponds to the particle size distribution profile of the Durcal 1
  • the curve C2 corresponds to the particle size distribution profile of the cement
  • the curve C3 corresponds to the particle size distribution profile of the fly ash
  • the curve C4 corresponds to the distribution profile.
  • grain size of BeO 1 sand corresponds to the distribution profile.
  • the particle size distribution profile of the materials used (as determined by laser particle size distribution for particles of average size less than 63 ⁇ m and by sieving for particles of average size greater than 63 ⁇ m) is represented in FIG. compartmentalization of materials in disjoint granulometric classes.
  • Example 1 The particle size distribution profile of the materials used (as determined by laser particle size distribution for particles of average size less than 63 ⁇ m and by sieving for particles of average size greater than 63 ⁇ m) is represented in FIG. compartmentalization of materials in disjoint granulometric classes.
  • the post-setting concrete composition has the following properties:

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un pré-mélange liant comprenant de 0,2 % à 63 % d'un matériau d'une classe granulométrique ultrafine, comprenant des particules individuelles de D90 inférieur à 1 μm et/ou de surface spécifique BET supérieure à 5 m2/g; de 8 % à 63 % de ciment Portland sélectionné comprenant des particules de D90 inférieur à 30 μm et de 25 à 85 % d'un matériau, différent du ciment, d'une classe granulométrique fine, comprenant des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 1 μm à 120 μm et de surface spécifique BET inférieure à 5 m2/g. L'invention concerne aussi notamment un mélange liant comprenant, en plus du pré-mélange d'un matériau d'une classe granulométrique moyenne, comprenant des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 120 μm à 5 mm.

Description

BETON A HAUTE OU ULTRA HAUTE PERFORMANCE
L'invention concerne un béton à haute ou ultra haute performance et à faible teneur en ciment Portland, ainsi que des procédés de préparation d'un tel béton et des pré-mélanges et mélanges utiles pour la préparation d'un tel béton.
Les développements technologiques des dernières années dans le domaine des bétons ont conduit à la mise au point de formulations cimentaires innovantes permettant d'obtenir des bétons à ultra haute performance en terme notamment de résistance à la compression. Ces formulations impliquent généralement le recours à des matériaux supplémentaires en plus du ciment et des granulats, qui sont par exemple des fibres, des adjuvants organiques ou des particules dites ultrafines, de taille généralement inférieure aux grains de ciment. En outre, les formulations de bétons classiques à haute ou ultra haute performance ont une teneur relativement élevée en ciment.
Or les procédés de fabrication du ciment, et plus particulièrement de son constituant primordial, le clinker, sont à l'origine de fortes émissions de dioxyde de carbone. La production de grains de clinker suppose en effet : a) le préchauffage et la décarbonatation de la farine crue qui est obtenue par broyage des matières premières, que sont notamment le calcaire et l'argile ; et b) la cuisson ou clinkérisation de la farine à une température d'environ 1500°C, suivie par un brusque refroidissement.
Ces deux étapes sont productrices de CO2, d'une part en tant que produit direct de la décarbonatation et d'autre part en tant que produit secondaire de la combustion qui est mise en œuvre à l'étape de cuisson pour fournir l'élévation en température.
Or les fortes émissions de dioxyde de carbone dans les procédés classiques de production de compositions cimentaires et de béton constituent un problème environnemental majeur, et, dans le contexte actuel, sont amenées à être fortement pénalisées sur le plan économique. II existe donc un fort besoin d'un procédé permettant de produire du béton à haute ou ultra haute performance avec des émissions associées de dioxyde de carbone réduites.
Dans ce but, la présente invention propose un pré-mélange liant comprenant, en proportions massiques : ~ de 0,2 % à 63 % d'un matériau d'une classe granulométrique ultrafine, comprenant des particules individuelles de D90 inférieur à 1 μm et/ou de surface spécifique BET supérieure à 5 m2/g ; de 8 % à 63 % de ciment Portland sélectionné comprenant des particules de D90 inférieur à 30 μm ; et de 25 % à 85 % d'un matériau, différent du ciment, d'une classe granulométrique fine, comprenant des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 1 μm à 120 μm et de surface spécifique BET inférieure à 5 m /g.
La présente invention propose également un mélange liant, comprenant le pré-mélange défini précédemment et un matériau d'une classe granulométrique moyenne, comprenant des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 120 μm à 5 mm.
La présente invention a également pour objet une composition de béton, comprenant un mélange liant tel que défini précédemment, gâché avec de l'eau.
L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un béton selon l'invention comprenant une étape de gâchage du mélange liant selon l'invention avec de l'eau.
L'invention cherche à offrir au moins l'un des avantages déterminants décrits ci-après. Avantageusement, la composition selon l'invention a une résistance mécanique élevée, supérieure ou égal à 50 MPa à court terme, en particulier après 48 heures.
L'invention permet de répondre au besoin de réduction des émissions de CO2 jusqu'ici insatisfait par les bétons à haute ou ultra haute performance. En effet la quantité de ciment (et en particulier de clinker) utilisée dans le cadre de la présente invention est inférieure à celle qui est traditionnellement nécessaire pour les bétons à haute et ultra haute performance.
Le béton obtenu selon l'invention cherche également à offrir au moins l'un des avantages suivants :
- son comportement vis-à-vis de la corrosion des armatures du béton armé est au moins aussi bon que celui d'un béton à haute ou ultra haute performance classique ; - sa porosité et sa perméabilité sont au moins du même ordre, voire plus faibles que celles d'un béton à haute ou ultra haute performance classique ; et
- sa résistance à la diffusion des chlorures est au moins du même ordre que celle d'un béton à haute ou ultra haute performance classique.
L'invention a pour avantage de pouvoir être mise en œuvre dans plusieurs industries, notamment l'industrie du bâtiment, l'industrie chimique (adjuvantiers), l'ensemble des marchés de la construction (bâtiment, génie civil ou usine de préfabrication), l'industrie de la construction d'éléments ou l'industrie cimentière.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description et des exemples donnés à titre purement illustratifs et non limitatifs qui vont suivre.
Par l'expression « liant hydraulique », on entend selon la présente invention un matériau pulvérulent qui, gâché avec de l'eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et de processus d'hydratation, et qui après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité même sous l'eau.
Par le terme « béton », on entend un mélange de liants hydrauliques, de granulats, d'eau, éventuellement d'additifs, et éventuellement d'additions minérales comme par exemple le béton haute performance, le béton ultra haute performance, le béton autoplaçant, le béton autoni vêlant, le béton autocompactant, le béton fibre, le béton prêt à l'emploi ou le béton coloré. Par le terme « béton », on entend également les bétons ayant subi une opération de finition telle que le béton bouchardé, le béton désactivé ou lavé, ou le béton poli. On entend également selon cette définition le béton précontraint. Le terme « béton » comprend les mortiers, dans ce cas précis le béton comprend un mélange de liant hydraulique, de sable, d'eau et éventuellement d'additifs. Le terme « béton » selon l'invention désigne indistinctement le béton frais ou le béton durci.
Par l'expression « béton haute performance », on entend un béton ayant une résistance à la compression à 28 jours de 50 MPa à 100 MPa. Par l'expression « béton ultra haute performance », on entend un béton ayant une résistance à la compression à 28 jours supérieure à 100 MPa et généralement supérieure à 120 MPa.
Selon l'invention, le terme « granulats » désigne, par exemple, des gravillons et/ou du sable.
Selon l'invention, l'expression « additions minérales » désigne un matériau minéral finement divisé utilisé dans le béton afin d'améliorer certaines propriétés ou pour lui conférer des propriétés particulières. Il s'agit, par exemple, de cendres volantes (telles que définies dans la norme EN 450), les laitiers (tels que définis dans la norme NF P 18-506), les additions calcaires (telles que définies dans la norme NF P 18-508) et les additions siliceuses (telles que définies dans la norme NF P 18-509). Par l'expression « ciment Portland », on entend, par exemple, selon l'invention un ciment de type CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV ou CEM V selon la norme « Ciment » NF EN 197-1.
Par l'expression « ciment Portland sélectionné », on entend, par exemple, selon l'invention un ciment Portland sur lequel une opération de préparation est effectuée pour conserver des particules d'une classe granulométrique donnée, par exemple un broyage plus poussé que celui effectué de façon générale pour obtenir un ciment Portland classique, une sélection ou une classification, par exemple par tamisage ou par sélection pneumatique.
Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les proportions indiquées par des pourcentages correspondent à des proportions massiques. La présente invention propose un pré-mélange liant comprenant, en proportions massiques : de 0,2 % à 63 % d'un matériau d'une classe granulométrique ultrafine, comprenant des particules individuelles de D90 inférieur à 1 μm et/ou de surface spécifique BET supérieure à 5 m2/g ; de 8 % à 63 % de ciment Portland sélectionné comprenant des particules de D90 inférieur à 30 μm ; et de 25 % à 85 % d'un matériau, différent du ciment, d'une classe granulométrique fine, comprenant des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 1 μm à 120 μm et de surface spécifique BET inférieure à 5 m /g. De préférence, le pré-mélange est destiné à la préparation d'un béton à ultra haute performance.
De préférence, le pré-mélange liant comprend en proportions massiques : de 14 % à 45 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; de 15 % à 50 % de ciment Portland sélectionné ; et de 25 % à 60 % du matériau de la classe granulométrique fine. La présente invention prévoit également un mélange liant, comprenant le pré-mélange défini précédemment et un matériau d'une classe granulométrique moyenne, comprenant des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 120 μm à 5 mm.
De façon avantageuse, le mélange liant comprend en proportions massiques : de 0,2 % à 25 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; - de 8 % à 25 % du ciment Portland sélectionné ; de 25 % à 40 % du matériau de la classe granulométrique fine ; de 20 % à 60 % du matériau de la classe granulométrique moyenne. De façon avantageuse, le mélange comprend en proportions massiques : de 10 à 20 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; - de 10 à 20 % du ciment Portland sélectionné ; de 25 à 33 % du matériau de la classe granulométrique fine ; et de 35 à 55 % du matériau de la classe granulométrique moyenne. Selon un exemple de réalisation, le mélange liant comprend, en outre, un matériau d'une classe granulométrique supérieure, comprenant des particules dont le DlO est supérieur à 5 mm.
Selon un exemple de réalisation, le mélange comprend en proportions massiques : de 0,2 % à 20 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; de 8 % à 20 % du ciment Portland sélectionné ; de 25 % à 32 % du matériau de la classe granulométrique fine ; et - de 20 % à 48 % du matériau de la classe granulométrique moyenne ; et de 20 % à 60 %, du matériau de la classe granulométrique supérieure. Les matériaux qui composent le mélange ci-dessus sont présents sous forme de particules, c'est-à-dire d'éléments unitaires de matériaux. La distribution de la taille des particules permet d'établir une division des constituants en plusieurs « classes granulométriques », c'est-à-dire en compartiments sensiblement disjoints. Ainsi, la classe granulométrique ultrafine comprend :
(i) des particules de D90 inférieur à 1 μm ; ou
(ii) des particules de surface spécifique BET supérieure à 5 m /g ; ou
(iii) des particules de D90 inférieur à 1 μm et de surface spécifique BET supérieure à 5 m2/g. La classe granulométrique fine correspond à un ensemble de particules dont le DlO et le D90 sont compris de 1 μm à 120 μm et dont la surface spécifique BET est inférieure à 5 m2/g. La classe granulométrique moyenne correspond à un ensemble de particules dont le DlO et le D90 sont compris de 120 μm à 5 mm. Et la classe granulométrique supérieure correspond à un ensemble de particules dont le DlO est supérieur à 5 mm. Le D90, également noté Dγ90, correspond au 90eme centile de la distribution en volume de taille des particules, c'est-à-dire que 90 % des particules ont une taille inférieure au D90 et 10 % ont une taille supérieure au D90. De même, le DlO, également noté Dy 10, correspond au lθeme centile de la distribution en volume de taille des particules, c'est-à-dire que 10 % des particules ont une taille inférieure au DlO et 90 % ont une taille supérieure au DlO.
En d'autres termes : au moins 80 % des particules de la classe granulométrique fine (de préférence au moins 90 %, de manière particulièrement préférée au moins 95 % voire au moins 99 %) ont une taille comprise de 1 μm à 120 μm ; au moins 80 % des particules de la classe granulométrique moyenne (de préférence au moins 90 %, de manière particulièrement préférée au moins 95 % voire au moins 99 %) ont une taille comprise de 120 μm à 5 mm ; au moins 90 % des particules de la classe granulométrique supérieure (de préférence au moins 95 % voire au moins 99 %) ont une taille supérieure à 5 mm ; et, selon les modes de réalisation correspondant aux cas (i) et (iii) ci-dessus, au moins 90 % des particules de la classe granulométrique ultrafine (de préférence au moins 95 %, de manière particulièrement préférée au moins 99 %) ont une taille inférieure à 1 μm. Les quatre classes granulométriques (ultrafine, fine, moyenne et supérieure) correspondent alors à des compartiments de taille sensiblement disjoints.
Le DlO ou le D90 d'un ensemble de particules peut être généralement déterminé par granulométrie laser pour les particules de taille inférieure à 63 μm, ou par tamisage pour les particules de taille supérieure à 63 μm. La surface spécifique BET est une mesure de la surface réelle totale des particules, qui tient compte de la présence de reliefs, d'irrégularités, de cavités superficielles ou internes, de porosité.
Selon un mode de réalisation alternatif, il peut y avoir un recouvrement entre les tailles des particules des classes fine et ultrafine, c'est-à-dire que plus de 10 % des particules respectivement des classes ultrafine et fine peuvent se situer dans une même gamme de taille.
Un exemple de cas où les classes ultrafine et fine se distinguent uniquement par la surface spécifique BET et non par la taille des particules peut être celui où les ultrafines sont constituées de broyats de liant hydraulique hydraté. Dans cet exemple, les ultrafines peuvent avoir une taille de l'ordre de 10 μm, pour une surface spécifique qui peut être de l'ordre de
100 m2/g (en raison de la porosité de ce matériau).
Selon un mode de réalisation, l'ensemble constitué par le ciment et la classe granulométrique fine comprend des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 1 à 20 μm. En d'autres termes, selon ce mode de réalisation, au moins 80 % des particules de ciment ou du matériau de la classe granulométrique fine (de préférence au moins 90 %, de manière tout particulièrement préférée au moins 95 % voire au moins 99 %) ont une taille comprise de 1 à 20 μm. Ce mode de réalisation correspond au cas où le profil de distribution granulométrique comprend une discontinuité : le mélange ne comprend sensiblement pas de particules de diamètre compris de 20 à 120 μm. Les différents modes de réalisation décrits ci-dessus correspondent à des modes d'empilement de grains ou de particules optimisés. L'invention fournit également, comme cela est décrit ci-dessus, les pré-mélanges liants qui correspondent à ces mélanges pour mortiers secs, et qui ne contiennent pas de matériau de la classe granulométrique moyenne, ni de matériau de la classe granulométrique supérieure. Lesdits pré-mélanges liants sont destinés à être mélangés avec des matériaux de classe granulométrique moyenne et supérieure avant ou au moment de la préparation du béton.
Dans les compositions telles que définies ci-dessus, le ciment est du ciment Portland choisi parmi les ciments Portland de type CPA (Ciment Portland Artificiel), et notamment parmi les ciments décrits dans la norme européenne EN 197-1. On pourra utiliser par exemple un ciment CEMl ou CEM2 52.5 N ou R ou PM (Prise Mer) ou PMES (Prise Mer Eau
Sulfatée). Le ciment peut être du type HRI (à Haute Résistance Initiale). Dans certains cas, notamment pour le type CEM2, le ciment Portland n'est pas constitué de clinker pur mais est fourni mélangé avec au moins un matériau supplémentaire (par exemple laitier, pouzzolane, cendres volantes, schiste calciné ou calcaire), en une quantité allant jusqu'à 37%. Dans ces cas-là, les quantités de ciment énoncées ci-dessus correspondent plus particulièrement aux quantités de clinker, tandis que les matériaux supplémentaires sont comptabilisés parmi la classe granulométrique appropriée. La classe granulométrique supérieure peut, par exemple, comprendre des gravillons et/ou graviers et/ou cailloux.
La classe granulométrique moyenne peut, par exemple, comprendre du sable ou du sablon. La classe granulométrique fine peut, par exemple, comprendre un ou plusieurs matériaux choisis parmi les cendres volantes, les pouzzolanes (naturelles et artificielles), les poudres calcaires, les poudres siliceuses, la chaux, le sulfate de calcium (en particulier le gypse sous forme anhydre ou semi hydratée) et les laitiers.
Le terme anglais « fillers » est parfois employé pour désigner la plupart des matériaux de la classe granulométrique fine.
La classe granulométrique ultrafine peut, par exemple, comprendre un matériau choisi parmi le groupe composé des poudres calcaires, des carbonates précipités, des pouzzolanes naturelles et artificielles, des pierres ponces, des cendres volantes broyées, des broyats de liant hydraulique silicique hydraté ou carbonate, et des mélanges ou co-broyages de ceux-ci, sous forme sèche. En particulier, le matériau de la classe granulométrique ultrafine ne comprend sensiblement pas de fumée de silice. Par l'expression « sensiblement pas », on entend que la quantité de fumée de silice est inférieure à 1 % en poids de la masse totale du matériau de la classe granulométrique ultrafine.
Le terme « broyats de liant hydraulique silicique hydraté » désigne notamment les produits décrits dans le document FR 2708592.
Un agent fluidifiant ou superplastifiant peut avantageusement être ajouté dans un mélange ou pré-mélange liant selon l'invention, de préférence à une concentration de 0,05 % à 3 %, de préférence de 0,5 % à 2 %, exprimée en rapport massique d'extrait sec de l'agent fluidifiant sur la masse de pré-mélange liant. La quantité d'agent est aussi déterminée en fonction de la qualité souhaitée pour la pâte, notamment si on souhaite que le béton soit autoplaçant ou non. Des mesures d'étalement permettent de déterminer le type et la quantité de superplastifiant à utiliser dans la formulation.
Par le terme « superplastifiant », on entend selon la présente invention à la fois les réducteurs d'eau et les superplastifiants tels que décrits dans l'ouvrage intitulé « Concrète Admixtures Handbook, Properties Science and Technology », V.S. Ramachandran, Noyés Publications, 1984.
Un réducteur d'eau est défini comme un additif qui réduit la quantité d'eau de mélange pour un béton pour une ouvrabilité donnée typiquement de 10 à 15 %. Les réducteurs d'eau comprennent, par exemple, les lignosulphonates, les acides hydroxycarboxyliques, les hydrates de carbone, et d'autres composés organiques spécialisés, par exemple le glycérol, l'alcool polyvinylique, le sodium alumino-méthyl-siliconate, l'acide sulfanilique et la caséine. Les superplastifiants appartiennent à une nouvelle classe de réducteurs d'eau chimiquement différente des réducteurs d'eau normaux et capables de réduire la quantité d'eau de mélange de 30 %. Les superplastifiants ont été de façon générale classés en quatre groupes : condensât de naphtalène formaldéhyde sulfoné (ou SNF, acronyme anglais pour sulphonated naphthalene formaldéhyde condensate) (généralement un sel de sodium) ; ou condensât de mélamine formaldéhyde sulfoné (ou SMF, acronyme anglais pour sulphonated melamine formaldéhyde condensate) ; des lignosulfonates modifiés (ou MLS, acronyme anglais pour modified lignosulfonates) ; et d'autres. Des superplastifiants de nouvelle génération comprennent des composés de type dispersants à structure peigne. Ces dispersants portent des fonctions ioniques de type carboxylique et/ou sulfonique et/ou phosphonique, de préférence carboxylique, et des chaînons pendants de type polyéthylène glycol, polypropylène glycol, copolymère ou autre chaînon de préférence hydrosoluble. La quantité de superplastifiant requise dépend de façon générale de la réactivité du ciment. Plus la réactivité du ciment est faible, plus la quantité requise de superplastifiant est faible. De façon à réduire la quantité totale d'alcalins, le superplastifiant peut être utilisé sous la forme d'un sel de calcium plutôt que d'un sel de sodium.
D'autres additifs ou adjuvants connus peuvent également être utilisés dans le cadre de l'invention, par exemple un agent anti-mousse (par exemple le polydiméthylsiloxane). Us peuvent également comprendre des silicones sous la forme d'une solution, d'un solide ou de préférence sous la forme d'une résine, d'une huile ou d'une émulsion, de préférence dans l'eau. Des silicones plus particulièrement adaptées comprennent les groupes caractéristiques (RSiOO.5) et (R2SiO). Dans ces formules, les radicaux R, qui peuvent être identiques ou différents, sont de préférence l'hydrogène ou un groupe alkyle, de 1 à 8 atomes de carbone, le groupe méthyle étant le préféré. Le nombre de groupes caractéristiques est de préférence compris de 30 à 120. Le mélange selon l'invention peut comprendre un agent viscosant et/ou un agent de modification de la limite d'écoulement (généralement pour accroître la viscosité et/ou la limite d'écoulement). De tels agents comprennent : les dérivés de cellulose, par exemple des éthers de cellulose solubles dans l'eau, tels que les éthers de carboxyméthyl, méthyl, éthyl, hydroxyéthyl et hydroxypropyl de sodium ; les algjnates ; et le xanthane, la carraghénine ou la gomme de guar. Un mélange de ces agents peut être utilisé.
Le mélange selon l'invention peut comprendre un agent activateur qui permet de favoriser les réactions d'hydratation des matériaux vitreux. De tels agents comprennent des sels sodique et/ou calcique.
Le mélange selon l'invention peut comprendre un accélérateur et/ou un agent entraîneur d'air et/ou un retardateur.
Le mélange peut comprendre des fibres, par exemple des fibres métalliques, des fibres organiques ou des fibres de verre ou une combinaison de celles-ci. Le béton selon l'invention est préparé en gâchant les mélanges ci-dessus ou les prémélanges liants ci-dessus avec de l'eau. Le béton peut également être préparé en gâchant directement les différents ingrédients des mélanges ci-dessus ou des pré-mélanges liants ci- dessus entre eux et avec de l'eau, dans les proportions suivantes : - de 10 à 550 kg/m3 du matériau de la classe granulométrique ultrafine ;
- de 130 à 450 kg/m3 de ciment Portland sélectionné ;
- de 200 à 800 kg/m3 du matériau de la classe granulométrique fine ;
- de 500 à 1300 kg/m3 du matériau de la classe granulométrique moyenne ; et
- de 150 à 300 1/m3 d'eau. On entend par « kg/m3 » la masse de matériaux à utiliser par m3 de béton frais produit.
Les matériaux en question présentent, selon des modes de réalisations particuliers, les mêmes caractéristiques que celles qui ont été décrites ci-dessus en relation avec les mélanges et pré-mélanges liants selon l'invention.
Le rapport E/L, où E désigne la quantité d'eau et L la quantité de liant (matériaux de l'ensemble (ciment Portland + classes granulométriques ultrafine et fine)), se situe typiquement de 0,1 à 0,5, de préférence de 0,13 à 0,30. En revanche, le rapport E/C, où E désigne la quantité d'eau et C la quantité de ciment, est plus grand que dans le cas du béton à haute ou ultra haute performance classique et ce en raison de la faible quantité de ciment qui est présente. Le rapport E/C est de préférence compris de 0.2 à 2, de préférence de 0,5 à 1. Les ratios E/C et E/L sont notamment ajustés en fonction de la quantité de ciment et les propriétés mécaniques finales recherchées. A quantité de ciment plus faible, le ratio sera aussi relativement plus faible. L'homme du métier, par des tests de routine, saura déterminer la quantité d'eau en fonction de la quantité de ciment, fines et ultra-fines de la composition, en fonction de mesures de résistance à la compression des échantillons. Selon un mode de réalisation avantageux du procédé de préparation d'une composition de béton selon l'invention, la quantité d'eau utilisée est de 150 à 300 1/m3, de préférence de 180 à 250 1/m3.
Le béton peut être renforcé, par exemple par des armatures métalliques. Le béton peut être pré-tendu, par des câbles ou des tendons adhérents, ou post-tendu, par des câbles ou des tendons ou des gaines ou des barres non adhérents.
La précontrainte, sous la forme de pré-tension ou post-tension, est particulièrement adaptée aux produits fabriqués selon la présent invention.
Selon un mode de réalisation, les compositions de béton formulées selon l'invention sont le résultat d'une optimisation complexe des différents paramètres entrant en jeu (choix des matériaux et concentration de ceux-ci) afin de garantir un empilement optimisé (choix de la granulométrie et choix de Padjuvantation), une chimie de l'hydratation optimisée (en effet de nombreux composants participent à la réaction : par exemple, poudre calcaire ou cendres volantes) et une demande en eau optimisée.
Les compositions de béton obtenues selon l'invention présentent une résistance à la compression supérieure ou égale à 50 MPa 48h après le gâchage et/ou supérieure ou égale à 100 MPa 28 jours après le gâchage, et/ou supérieure ou égale à 120 MPa après le gâchage et après un traitement thermique, par exemple 2 jours à 20°C après la prise puis 2 jours à 90°C.
Les différents buts et avantages de l'invention sont obtenus grâce à une optimisation poussée de l'ensemble des paramètres de formulation, et notamment grâce à :
- la mise au point d'un mélange liant présentant une compartimentation des matériaux en classes granulométriques sensiblement disjointes, notamment en une classe fine, une classe moyenne, une classe supérieure, et une classe ultrafine, ce qui permet une optimisation de l'empilement des différentes particules ;
- la présence, en plus du ciment, de matériaux liants non cimentaires appartenant à la classe granulométrique fine, qui peuvent être majoritaires par rapport au ciment et dont le choix et les proportions sont optimisés ;
- l'utilisation d'ultrafines, et notamment d'éléments à réaction pouzzolanique, susceptibles de participer à la fonction de liaison hydraulique ;
- l'ajustement de la demande en eau ; et
- l'optimisation des différents adjuvants. De préférence, les bétons selon l'invention sont des bétons fluides ou autoplaçants
(autocompactants ou autonivelants).
Le béton selon l'invention peut être préparé selon des procédés connus de l'homme du métier, comprenant le mélange des composants solides et de l'eau, la mise en forme (par exemple moulage, coulage, injection, pompage, extrusion ou calandrage) et durcissement. L'invention concerne, en outre, un objet en béton durci, comprenant : de 10 à 200 kg/m3, de préférence de 20 à 100 kg/m3, du matériau de la classe granulométrique ultrafine telle que définie ci-dessus ; des hydrates de ciment Portland sélectionné en une quantité correspondant à une quantité de ciment Portland de 130 à 350 kg/m3, de préférence de 150 à 300 kg/m3 ; de 200 à 600 kg/m3, de préférence de 300 à 500 kg/m3, du matériau de la classe granulométrique fine telle que définie ci-dessus ; de 500 à 800 kg/m3, de préférence de 500 à 700 kg/m3, du matériau de la classe granulométrique moyenne telle que définie ci-dessus ; et - de 500 à 1300 kg/m3, de préférence de 800 à 1100 kg/m3, du matériau de la classe granulométrique supérieure telle que définie ci-dessus. L'invention concerne, en outre, un procédé de préparation d'une composition de béton comprenant une étape de gâchage d'un mélange selon l'invention avec de l'eau.
L'invention concerne par ailleurs un procédé de préparation d'une composition de béton comprenant une étape de gâchage d'un pré-mélange liant selon l'invention avec le matériau de classe granulométrique moyenne telle que définie ci-dessus, le matériau de classe granulométrique supérieure telle que définie ci-dessus et de l'eau.
L'invention concerne par ailleurs un procédé de préparation d'une composition de béton comprenant une étape de gâchage de : de 10 à 200 kg/m3, de préférence de 20 à 100 kg/m3, du matériau de la classe granulométrique ultrafine telle que définie ci-dessus ; de 130 à 350 kg/m3, de préférence de 150 à 300 kg/m3 de ciment Portland sélectionné ; de 200 à 600 kg/m3, de préférence de 300 à 500 kg/m3, du matériau de la classe granulométrique fine telle que définie ci-dessus ; de 500 à 800 kg/m3, de préférence de 500 à 700 kg/m3, du matériau de la classe granulométrique moyenne telle que définie ci-dessus ; et éventuellement, un agent fluidifiant et/ou un accélérateur et/ou un agent entraîneur d'air et/ou un agent viscosant et/ou un retardateur ; avec de l'eau. Selon un mode de réalisation avantageux du procédé de préparation d'une composition de béton selon l'invention, la quantité d'eau utilisée est de 150 à 300 1/m3, de préférence de 180 à 250 1/m3.
Le béton peut être sujet à un traitement thermique après la prise pour améliorer ses propriétés mécaniques. Le traitement après prise, appelé également la cure du béton, est de façon générale réalisé à une température depuis la température ambiante (par exemple de 20°
C à 90° C), de préférence de 60° C à 90° C. La température du traitement doit être inférieure à la température d'ébullition de l'eau à la pression ambiante. La température du traitement thermique après prise est généralement inférieure à 1000C. La mise du béton dans un autoclave dans lequel le traitement thermique est réalisé à des pressions élevées permet l'utilisation de températures de cure plus élevées.
La durée du traitement thermique après prise peut être, par exemple, de 6 heures à 4 jours, de préférence d'environ 2 jours. On commence le traitement thermique après la prise, de façon générale au moins un jour après que la prise a commencé et de préférence sur du béton âgé de 1 à 7 jours à 200C. Le traitement thermique peut être réalisé dans des environnements secs ou humides ou selon des cycles qui alternent les deux environnements, par exemple, un traitement de 24 heures dans un environnement humide suivi d'un traitement de 24 heures dans un environnement sec.
Les figures 1 et 2 représentent les profils de distribution granulométrique de divers matériaux utilisés pour préparer un exemple de réalisation d'un mélange liant sec selon l'invention ainsi que le bétons gâché associé. En abscisse figure la taille en μm, et en ordonnée le pourcentage volumique.
Les méthodes de mesures suivantes ont été utilisées : Méthode de granulométrie laser
Les courbes granulométriques des différentes poudres sont obtenues à partir d'un granulomètre laser Malvern MS2000. La mesure s'effectue dans un milieu approprié (par exemple, en milieu aqueux) ; la taille des particules doit être comprise de 0,02 μm à 2 mm. La source lumineuse est constituée par un laser rouge He-Ne (632 nm) et une diode bleue (466 nm). Le modèle optique est celui de Fraunhofer, la matrice de calcul est de type polydisperse.
Une mesure de bruit de fond est d'abord effectuée avec une vitesse de pompe de 2000 tr/min, une vitesse d'agitateur de 800 tr/min et une mesure du bruit sur 10 s, en l'absence d'ultrasons. On vérifie alors que l'intensité lumineuse du laser est au moins égale à 80%, et que l'on obtient une courbe exponentielle décroissante pour le bruit de fond. Si ce n'est pas le cas, les lentilles de la cellule doivent être nettoyées.
On effectue ensuite une première mesure sur l'échantillon avec les paramètres suivants : vitesse de pompe de 2000 tr/min, vitesse d'agitateur de 800 tr/min, absence d'ultrasons, limite d'obscuration entre 10 et 20 %. L'échantillon est introduit pour avoir une obscuration légèrement supérieure à 10 %. Après stabilisation de l'obscuration, la mesure est effectuée avec une durée entre l'immersion et la mesure fixée à 10 s. La durée de mesure est de 30 s (30000 images de diffraction analysées). Dans le granulogramme obtenu, il faut tenir compte du fait qu'une partie de la population de la poudre peut être agglomérée.
On effectue ensuite une seconde mesure (sans vidanger la cuve) avec des ultrasons. La vitesse de pompe est portée à 2500 tr/min, l'agitation à 1000 tr/min, les ultrasons sont émis à 100 % (30 watts). Ce régime est maintenu pendant 3 minutes, puis on revient aux paramètres initiaux : vitesse de pompe de 2000 tr/min, vitesse d'agitateur de 800 tr/min, absence d'ultrasons. Au bout de 10 s (pour évacuer les bulles d'air éventuelles), on effectue une mesure de 30 s (30000 images analysées). Cette seconde mesure correspond à une poudre désagglomérée par dispersion ultrasonique.
Chaque mesure est répétée au moins deux fois pour vérifier la stabilité du résultat.
L'appareil est étalonné avant chaque séance de travail au moyen d'un échantillon standard (silice ClO Sifraco) dont la courbe granulométrique est connue. Toutes les mesures présentées dans la description et les gammes annoncées correspondent aux valeurs obtenues avec ultrasons. Méthode de mesure de la surface spécifique BET
La surface spécifique des différentes poudres est mesurée comme suit. On prélève un échantillon de poudre de masse suivante : 0,1 à 0,2 g pour une surface spécifique estimée à plus de 30 m2/g ; 0,3 g pour une surface spécifique estimée à 10-30 m2/g ; 1 g pour une surface spécifique estimée à 3-10 m2/g ; 1,5 g pour une surface spécifique estimée à 2-3 m2/g ; 2 g pour une surface spécifique estimée à 1.5-2 m /g ; 3 g pour une surface spécifique estimée à l-l,5 m2/g.
On utilise une cellule de 3 cm3 ou de 9 cm3 selon le volume de l'échantillon. On pèse l'ensemble de la cellule de mesure (cellule + tige en verre). Puis on ajoute l'échantillon dans la cellule : le produit ne doit pas être à moins d'un millimètre du haut de l'étranglement de la cellule. On pèse l'ensemble (cellule + tige en verre + échantillon). On met en place la cellule de mesure sur un poste de dégazage et on dégaze l'échantillon. Les paramètres de dégazage sont de 30 min / 45°C pour le ciment Portland, le gypse, les pouzzolanes ; de 3 h / 200°C pour les laitiers, cendres volantes, ciment alumineux, calcaire ; et de 4 h / 300°C pour l'alumine de contrôle. La cellule est rapidement bouchée avec un bouchon après le dégazage. On pèse l'ensemble et on note le résultat. Toutes les pesées sont effectuées sans le bouchon, celui-ci étant temporairement retiré pour faire la mesure. La masse de l'échantillon est obtenue par soustraction de la masse de la cellule à la somme des masses de la cellule et de l'échantillon dégazé. On effectue ensuite l'analyse de l'échantillon après l'avoir mis en place sur le poste de mesure. L'analyseur est le SA 3100 de Beckman Coulter. La mesure repose sur l'adsorption d'azote par l'échantillon à une température donnée, ici la température de l'azote liquide soit environ -196°C. L'appareil mesure la pression de la cellule de référence dans laquelle l'adsorbat est à sa pression de vapeur saturante et celle de la cellule de l'échantillon dans laquelle des volumes connus d'adsorbat sont injectés. La courbe résultant de ces mesures est l'isotherme d'adsorption. Dans le processus de mesure, la connaissance du volume mort de la cellule est nécessaire : une mesure de ce volume est donc réalisée avec de l'hélium avant l'analyse.
La masse de l'échantillon calculée précédemment est entrée en tant que paramètre. La surface BET est déterminée par le logiciel par régression linéaire à partir de la courbe expérimentale. L'écart-type de reproductibilité obtenu à partir de 10 mesures sur une silice de surface spécifique 21,4 m2/g est de 0,07. L'écart-type de reproductibilité obtenu à partir de 10 mesures sur un ciment de surface spécifique 0,9 m2/g est de 0,02. Une fois toutes les deux semaines un contrôle est effectué sur un produit de référence. Deux fois par an, un contrôle est réalisé avec l'alumine de référence fournie par le constructeur. Méthode de mesure de la résistance de compression
Quelle que soit l'échéance, la résistance de compression est mesurée sur un échantillon cylindrique ayant un diamètre de 7 cm et une hauteur de 14 cm, la force appliquée à l'échantillon est augmentée à un taux de 3.85 kN/sec durant le test de compression. Méthode de mesure de l'étalement
L'étalement (dynamique, avec chocs - normalement 20 - à intervalles d'environ 1 seconde, ou statique, sans choc) est mesuré sur un table à chocs circulaire (diamètre 300 mm, épaisseur 5.9 mm, masse d'environ 4.1 kg) avec une chute d'environ 12 mm. Des échantillons de test (500 ml) sont préparés en utilisant un moule tronconique ayant une hauteur de 50 mm, un diamètre supérieure de 70 mm, un diamètre inférieure de 100 mm. L'étalement statique (sans choc) est mesuré après que l'échantillon a cessé de s'écouler après le démoulage. Exemples
La présente invention est décrite par les exemples qui suivent non limitatifs. Dans ces exemples, les matériaux utilisés sont disponibles auprès des fournisseurs suivants : Durcal 1 Omya, France
Superplastifiant F2 Chryso, France
Ciment HTS, Le Teil Lafarge France
Sable BeOl Sifraco, France
Cendres volantes de Carling, Tranche 6 Surchiste, France Le Durcal 1 correspond au matériau de classe granulométrique ultrafine. Il a un DlO de 0,8 μm, un D90 de 8 μm et une surface spécifique BET d'environ 5,61 m2/g. Les cendres volantes de Carling, Tranche 6, correspondent au matériau de classe granulométrique fine. Elles ont un DlO de 2,7 μm et un D90 de 116 μm. Le ciment Portland (ciment HTS, Le Teil) sélecte a un DlO de 2,1 μm et un D90 de 16,6μm. Le sable BeOl correspond au matériau de classe granulométrique moyenne. Le sable BeOl a un D90 d'environ 300 μm et un DlO d'environ 200 μm.
On a préparé un ciment par classification pneumatique en utilisant un séparateur ALPINE 50 ATP. Le principe consiste à séparer une population de départ en 2 fractions (voire 3 si on considère les ultra fines à part) : une fraction formée des plus grosses particules du produit de départ, appelée les rejets, et une fraction formée des plus fines particules du produit de départ. La vitesse de rotation du sélecteur ainsi que le débit d'air ont été réglés de façon à obtenir une séparation des particules à 20 μm.
La figure 1 représente les profils de distribution granulométrique du ciment et des matériaux des classes granulométriques ultrafine et fine utilisés pour préparer le présent exemple de réalisation d'un mélange liant sec selon l'invention. La figure 2 représente les profils de distribution granulométrique du ciment et des matériaux des classes granulométriques ultrafine, fine et moyenne utilisés pour préparer le présent exemple de réalisation d'un mélange liant sec. Sur ces figures, la courbe Cl correspond au profil de distribution granulométrique du Durcal 1, la courbe C2 correspond au profil de distribution granulométrique du Ciment, la courbe C3 correspond au profil de distribution granulométrique des cendres volantes et la courbe C4 correspond au profil de distribution granulométrique du sable BeO 1.
Le profil de distribution granulométrique des matériaux utilisés (tel que déterminé par granulométrie laser pour les particules de taille moyenne inférieure à 63 μm et par tamisage pour les particules de taille moyenne supérieure à 63 μm) est représenté dans la figure 1 et met en évidence la compartimentation des matériaux en classes granulométriques disjointes. Exemple 1
Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :
Composition relative en masse
Ciment sélectionné (HTS) 1 ,00 Filler (Durcal 1) 0,86
Cendre volante 2,48
Sable (BeOl) 3,91
Superplastifiant (F2) 0,097
E/L 0,158 Le mélange a été réalisé dans un malaxeur de type Rayneri. Lorsqu'un traitement thermique est prévu, celui-ci consiste à attendre 24 heures à 20°C après la prise puis à maintenir le béton pendant 48 h à 90°C.
La composition de béton après prise a les propriétés suivantes :
Figure imgf000017_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Pré-mélange liant comprenant en proportions massiques : de 0,2 à 63 % d'un matériau d'une classe granulométrique ultrafine, comprenant des particules individuelles de D90 inférieur à 1 μm et/ou de surface spécifique
BET supérieure à 5 m2/g ; de 8 à 63 % de ciment Portland sélectionné comprenant des particules de D90 inférieur à 30 μm ; et de 25 à 85 % d'un matériau, différent du ciment, d'une classe granulométrique fine, comprenant des particules dont le DlO et le D90 sont compris de 1 μm à 120 μm et de surface spécifique BET inférieure à 5 m2/g.
2. Pré-mélange liant selon la revendication 1, dans lequel le matériau de classe granulométrique ultrafine ne comprend sensiblement pas de fumée de silice.
3. Pré-mélange liant selon la revendication 1 ou 2, comprenant en proportions massiques : de 14 à 45 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; de 15 à 50 % de ciment Portland sélectionné ; et - de 25 à 60 % du matériau de la classe granulométrique fine.
4. Mélange liant, comprenant : le pré-mélange selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ; et un matériau d'une classe granulométrique moyenne, comprenant des particules dont le D 10 et le D90 sont compris de 120 μm à 5 mm.
5. Mélange liant selon la revendication 4, comprenant en proportions massiques : de 0,2 à 25 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; de 8 à 25 % du ciment Portland sélectionné ; - de 25 à 40 % du matériau de la classe granulométrique fine ; et de 20 à 60 % du matériau de la classe granulométrique moyenne.
6. Mélange liant selon la revendication 5, comprenant en proportions massiques : de 10 à 20 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; - de 10 à 20 % du ciment Portland sélectionné ; de 25 à 33 % du matériau de la classe granulométrique fine ; et de 35 à 55 % du matériau de la classe granulométrique moyenne.
7. Mélange liant selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant, en outre, un matériau d'une classe granulométrique supérieure, comprenant des particules dont le DlO est supérieur à 5 mm.
8. Mélange liant selon la revendication 7, comprenant en proportions massiques : de 0,2 à 20 % du matériau de la classe granulométrique ultrafine ; de 8 à 20 % du ciment Portland sélectionné ; de 25 à 32 % du matériau de la classe granulométrique fine ; - de 20 à 48 % du matériau de la classe granulométrique moyenne ; et de 20 à 60 %, du matériau de la classe granulométrique supérieure.
9. Mélange ou pré-mélange liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant, en outre, un agent fluidifiant, la proportion de l'agent fluidifiant étant de 0,05 à 3 % exprimée en rapport massique d'extrait sec de l'agent fluidifiant sur la masse de pré-mélange liant.
10. Composition de béton, comprenant un mélange liant selon l'une des revendications 4 à 9 et de l'eau.
11. Composition de béton selon la revendication 10, ayant, après durcissement, une résistance à la compression supérieure ou égale à 50 MPa 48h après le gâchage et/ou supérieure ou égale à 100 MPa 28 jours après le gâchage, et/ou supérieure ou égale à 120 MPa 28 jours après le gâchage après un traitement thermique.
PCT/FR2010/000242 2009-03-25 2010-03-23 Beton a haute ou ultra haute performance WO2010109095A1 (fr)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI1011254A BRPI1011254A2 (pt) 2009-03-25 2010-03-23 "pré-mistura ligante, mistura ligante, e, composição de concreto."
EP10713482.7A EP2411342B1 (fr) 2009-03-25 2010-03-23 Beton a haute ou ultra haute performance
ES10713482.7T ES2667022T3 (es) 2009-03-25 2010-03-23 Hormigón de altas o ultra-altas prestaciones
MA34268A MA33207B1 (fr) 2009-03-25 2010-03-23 Beton a haute ou ultra haute performance
CN2010800128927A CN102361834A (zh) 2009-03-25 2010-03-23 高性能或超高性能混凝土
AU2010227375A AU2010227375B2 (en) 2009-03-25 2010-03-23 High- or ultra-high performance concrete
CA2754293A CA2754293C (fr) 2009-03-25 2010-03-23 Beton a haute ou ultra haute performance
US13/258,731 US8974598B2 (en) 2009-03-25 2010-03-23 High or ultra-high performance concrete
KR1020117022288A KR101838757B1 (ko) 2009-03-25 2010-03-23 고성능 또는 초고성능 콘크리트
JP2012501340A JP2012521343A (ja) 2009-03-25 2010-03-23 高性能又は超高性能コンクリート
ZA2011/06633A ZA201106633B (en) 2009-03-25 2011-09-09 High-or ultra-high performance concrete

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0901396 2009-03-25
FR0901396A FR2943663B1 (fr) 2009-03-25 2009-03-25 Beton a haute ou ultra haute performance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010109095A1 true WO2010109095A1 (fr) 2010-09-30

Family

ID=41061147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2010/000242 WO2010109095A1 (fr) 2009-03-25 2010-03-23 Beton a haute ou ultra haute performance

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8974598B2 (fr)
EP (1) EP2411342B1 (fr)
JP (2) JP2012521343A (fr)
KR (1) KR101838757B1 (fr)
CN (1) CN102361834A (fr)
AU (1) AU2010227375B2 (fr)
BR (1) BRPI1011254A2 (fr)
CA (1) CA2754293C (fr)
ES (1) ES2667022T3 (fr)
FR (1) FR2943663B1 (fr)
MA (1) MA33207B1 (fr)
WO (1) WO2010109095A1 (fr)
ZA (1) ZA201106633B (fr)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011130482A2 (fr) 2010-04-15 2011-10-20 Roman Cement, Llc Mélanges de ciment hydraulique et de matières cimentaires supplémentaires à distribution granulométrique serrée, et leurs procédés de fabrication
EP2543649A1 (fr) * 2011-07-06 2013-01-09 Thomas Teichmann Béton ultra-haute résistance
EP2634151A1 (fr) * 2012-02-28 2013-09-04 Omya Development AG Procédé de préparation de ciment, mortier, compositions de béton contenant un agent de remplissage à base de carbonate de calcium (pré-)traité avec des agents de remplissage ultrafins, compositions et produits de ciment obtenus et leurs applications
EP2768788A4 (fr) * 2011-10-20 2015-09-09 Roman Cement Llc Mélanges à base de ciment/ajouts cimentaires à particules tassées
WO2015193444A1 (fr) * 2014-06-20 2015-12-23 Lafarge Betons a ultra haute performance non autoplacant
WO2015193420A1 (fr) * 2014-06-20 2015-12-23 Lafarge Betons a ultra haute performance a faible teneur en ciment
AT515922A4 (de) * 2014-07-17 2016-01-15 Holcim Technology Ltd Trockene Zementmischung
US9802861B2 (en) 2012-02-28 2017-10-31 Omya International Ag Process for the preparation of cement, mortars, concrete compositions containing a calcium carbonate-based filler treated with an ultrafine filler and a superplastifier, compositions and cement products obtained and their applications
US9963390B2 (en) 2014-07-17 2018-05-08 Holcim Technology, Ltd. Dry cement mixture
US10131575B2 (en) 2017-01-10 2018-11-20 Roman Cement, Llc Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
IT201800002168A1 (it) * 2018-01-30 2019-07-30 Istituto Scient Di Chimica E Biochimica Giuliana Ronzoni Composizione a base di carbonato di calcio per uso come cemento
WO2019215139A1 (fr) * 2018-05-09 2019-11-14 Baustoffe Schollberg Ag Béton à très hautes performances
US10730805B2 (en) 2017-01-10 2020-08-04 Roman Cement, Llc Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
US10737980B2 (en) 2017-01-10 2020-08-11 Roman Cement, Llc Use of mineral fines to reduce clinker content of cementitious compositions
EP3696153A1 (fr) * 2019-02-14 2020-08-19 Universität Kassel Mélange cimentaire permettant de produire un béton léger à ultra haute résistance
US11168029B2 (en) 2017-01-10 2021-11-09 Roman Cement, Llc Use of mineral fines to reduce clinker content of cementitious compositions
AT524128B1 (de) * 2021-03-08 2022-03-15 Andreas Wolfthaler Dipl Ing Leichtbetonmischung

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2072205A1 (fr) * 2007-12-17 2009-06-24 Rovalma SA Procédé pour la fabrication de pièces à demande mécanique élevée et en particulier des outils à partir de céramique ou polymères de faible coût
EP2163532A1 (fr) * 2008-09-11 2010-03-17 Claudius Peters Technologies GmbH Procédé et installation destinés à la fabrication de plâtre dur
US7799128B2 (en) 2008-10-10 2010-09-21 Roman Cement, Llc High early strength pozzolan cement blends
US8414700B2 (en) 2010-07-16 2013-04-09 Roman Cement, Llc Narrow PSD hydraulic cement, cement-SCM blends, and methods for making same
US9272953B2 (en) 2010-11-30 2016-03-01 Roman Cement, Llc High early strength cement-SCM blends
FR2992960B1 (fr) * 2012-07-06 2015-07-24 Lafarge Sa Beton leger a faible conductivite thermique
WO2014045583A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-27 パナソニック株式会社 Mélange sableux hydrofuge et structure dudit sable hydrofuge
CN103011840B (zh) * 2012-12-18 2015-06-10 江苏联瑞新材料股份有限公司 汽车蜂窝陶瓷载体用超细熔融硅微粉的制备方法
KR101628672B1 (ko) 2014-07-30 2016-06-10 한국건설기술연구원 유성타입의 표면 마감제를 이용하여 콘크리트 표면의 건조를 방지하는 초고성능 콘크리트의 제조 방법
US9708821B1 (en) 2015-12-30 2017-07-18 The Florida International University Board Of Trustees High performing protective shell for concrete structures
CN105669072B (zh) * 2016-01-17 2020-08-14 北京清迈华清控股(集团)有限公司 用高硅铁尾矿生产的高性能混凝土复合掺合料
FR3051461B1 (fr) 2016-05-18 2018-05-18 Saint-Gobain Weber Liant a base de derives d'aluminosilicate de calcium pour materiaux de construction
KR101851337B1 (ko) 2017-11-06 2018-04-24 한국건설기술연구원 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법
WO2020132721A1 (fr) * 2018-12-28 2020-07-02 Intercement Brasil S.A. Mélange de fines, de béton frais ou durci, procédé de mélange et d'homogénéisation dudit mélange de fines et procédé de production dudit béton frais
CN110590285B (zh) * 2019-09-29 2022-02-08 上海柏芝混凝土搅拌有限公司 一种彩色聚合物砾石混凝土及其制备方法
CN110981352A (zh) * 2019-12-20 2020-04-10 王军霞 一种高性能水泥的制备方法
CA3170976A1 (fr) * 2020-01-14 2021-07-22 Holcim Technology Ltd Betons a ultra-haute performance presentant une resistance initiale elevee
FR3130269A1 (fr) * 2021-12-10 2023-06-16 Vinci Construction France Béton à faible dosage en ciment
CN116323516A (zh) * 2022-12-16 2023-06-23 中铁大桥局集团有限公司 一种生态型易泵高填充性超高性能混凝土及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2708592A1 (fr) 1993-07-29 1995-02-10 Lafarge Coppee Agent accélérateur de prise et du durcissement des liants hydrauliques siliciques.
EP0744387A1 (fr) * 1995-05-26 1996-11-27 Marutaka Concrete Industry Co., Ltd. Composition de béton extrêmement fluidisée
FR2866330A1 (fr) * 2004-02-13 2005-08-19 Eiffage Tp Beton ultra haute performance et autoplacant, son procede de preparation et son utilisation.
EP1958926A1 (fr) * 2007-01-24 2008-08-20 Lafarge Nouvelle composition de béton
FR2921358A1 (fr) * 2007-09-25 2009-03-27 Lafarge Sa Beton a faible teneur en clinker

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4630690B2 (ja) * 2005-03-02 2011-02-09 大森建設株式会社 セメント回収方法、該方法により回収されたセメント、及びセメント再利用方法
US7922810B2 (en) * 2005-08-29 2011-04-12 Josef Atoon Compressive strength improvement of cement and gypsum products
FR2901268B1 (fr) * 2006-05-17 2008-07-18 Lafarge Sa Beton a faible teneur en ciment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2708592A1 (fr) 1993-07-29 1995-02-10 Lafarge Coppee Agent accélérateur de prise et du durcissement des liants hydrauliques siliciques.
EP0744387A1 (fr) * 1995-05-26 1996-11-27 Marutaka Concrete Industry Co., Ltd. Composition de béton extrêmement fluidisée
FR2866330A1 (fr) * 2004-02-13 2005-08-19 Eiffage Tp Beton ultra haute performance et autoplacant, son procede de preparation et son utilisation.
EP1958926A1 (fr) * 2007-01-24 2008-08-20 Lafarge Nouvelle composition de béton
FR2921358A1 (fr) * 2007-09-25 2009-03-27 Lafarge Sa Beton a faible teneur en clinker

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Proceedings of the International Symposium on Ultra high Performance Concrete", vol. 3, 13 September 2004, M.SCHMIDT,E.FEHLING, C.GEISENHANSLÜKE, Kassel, article P.ROUGEAU,B.BORYS: "Ultra High Performance Concrete with ultrafine particles other than silica fume", pages: 213 - 225, XP002547061 *
G.LONG,X.WANG,Y.XIE: "Very high performance concrete with ultrafine powders", CEMENT AND CONCRETE RESEARCH, vol. 32, 2002, pages 601 - 605, XP002547062 *
J.FU,G.K.REYNOLDS,M.J.ADAMS,M.J.HOUNSLOW,A.D.SALMAN: "An experimental study of the impact breakage of wet granules", CEMENT ENGINEERING SCIENCE, vol. 60, 2005, pages 4005 - 4018, XP002547073 *
V.S. RAMACHANDRAN: "Properties Science and Technology", 1984, NOYES PUBLICATIONS, article "Concrete Admixtures Handbook"

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3718985A1 (fr) * 2010-04-15 2020-10-07 Roman Cement, Llc Mélanges de ciment hydraulique et de matières cimentaires supplémentaires à distribution granulométrique étroite
WO2011130482A2 (fr) 2010-04-15 2011-10-20 Roman Cement, Llc Mélanges de ciment hydraulique et de matières cimentaires supplémentaires à distribution granulométrique serrée, et leurs procédés de fabrication
EP2558431A4 (fr) * 2010-04-15 2018-01-24 Roman Cement, Llc Mélanges de ciment hydraulique et de matières cimentaires supplémentaires à distribution granulométrique serrée, et leurs procédés de fabrication
EP2543649A1 (fr) * 2011-07-06 2013-01-09 Thomas Teichmann Béton ultra-haute résistance
US9238591B2 (en) 2011-10-20 2016-01-19 Roman Cement, Llc Particle packed cement-SCM blends
EP2768788A4 (fr) * 2011-10-20 2015-09-09 Roman Cement Llc Mélanges à base de ciment/ajouts cimentaires à particules tassées
USRE49415E1 (en) 2011-10-20 2023-02-14 Roman Cement, Llc Particle packed cement-SCM blends
EP3636615A1 (fr) * 2011-10-20 2020-04-15 Roman Cement, Llc Mélanges à compacité à base de mélanges de ciment/ajouts cimentaires
EP2634151A1 (fr) * 2012-02-28 2013-09-04 Omya Development AG Procédé de préparation de ciment, mortier, compositions de béton contenant un agent de remplissage à base de carbonate de calcium (pré-)traité avec des agents de remplissage ultrafins, compositions et produits de ciment obtenus et leurs applications
WO2013128271A3 (fr) * 2012-02-28 2013-10-31 Omya International Ag Procédé de préparation de ciment, mortiers, compositions de béton contenant une/des matière(s) de remplissage à base de carbonate de calcium (pré)traitée(s) au moyen de matière(s) de remplissage ultrafine(s) (uf), compositions et produits à base de ciment ainsi obtenus, et leurs applications
US9802861B2 (en) 2012-02-28 2017-10-31 Omya International Ag Process for the preparation of cement, mortars, concrete compositions containing a calcium carbonate-based filler treated with an ultrafine filler and a superplastifier, compositions and cement products obtained and their applications
FR3022540A1 (fr) * 2014-06-20 2015-12-25 Lafarge Sa Betons a ultra haute performance a faible teneur en ciment
RU2683295C2 (ru) * 2014-06-20 2019-03-27 Лафарж Сверхвысокопрочный бетон с низким содержанием цемента
WO2015193420A1 (fr) * 2014-06-20 2015-12-23 Lafarge Betons a ultra haute performance a faible teneur en ciment
US9926234B2 (en) 2014-06-20 2018-03-27 Lafarge Ultra-high performance concretes having a low cement content
WO2015193444A1 (fr) * 2014-06-20 2015-12-23 Lafarge Betons a ultra haute performance non autoplacant
FR3022541A1 (fr) * 2014-06-20 2015-12-25 Lafarge Sa Betons a ultra haute performance non autoplacant
US9963390B2 (en) 2014-07-17 2018-05-08 Holcim Technology, Ltd. Dry cement mixture
AT515922B1 (de) * 2014-07-17 2016-01-15 Holcim Technology Ltd Trockene Zementmischung
AT515922A4 (de) * 2014-07-17 2016-01-15 Holcim Technology Ltd Trockene Zementmischung
US10131575B2 (en) 2017-01-10 2018-11-20 Roman Cement, Llc Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
US10730805B2 (en) 2017-01-10 2020-08-04 Roman Cement, Llc Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
US10737980B2 (en) 2017-01-10 2020-08-11 Roman Cement, Llc Use of mineral fines to reduce clinker content of cementitious compositions
US11168029B2 (en) 2017-01-10 2021-11-09 Roman Cement, Llc Use of mineral fines to reduce clinker content of cementitious compositions
IT201800002168A1 (it) * 2018-01-30 2019-07-30 Istituto Scient Di Chimica E Biochimica Giuliana Ronzoni Composizione a base di carbonato di calcio per uso come cemento
EP3517516A1 (fr) * 2018-01-30 2019-07-31 Istituto Scientifico di Chimica E Biochimica Giuliana Ronzoni Composition à base de carbonate de calcium à utiliser en tant que ciment
WO2019215139A1 (fr) * 2018-05-09 2019-11-14 Baustoffe Schollberg Ag Béton à très hautes performances
EP3696153A1 (fr) * 2019-02-14 2020-08-19 Universität Kassel Mélange cimentaire permettant de produire un béton léger à ultra haute résistance
AT524128B1 (de) * 2021-03-08 2022-03-15 Andreas Wolfthaler Dipl Ing Leichtbetonmischung
AT524128A4 (de) * 2021-03-08 2022-03-15 Andreas Wolfthaler Dipl Ing Leichtbetonmischung
WO2022187877A1 (fr) 2021-03-08 2022-09-15 Wolfthaler Andreas Mélange de béton léger

Also Published As

Publication number Publication date
CA2754293A1 (fr) 2010-09-30
FR2943663B1 (fr) 2011-05-06
EP2411342A1 (fr) 2012-02-01
JP2012521343A (ja) 2012-09-13
FR2943663A1 (fr) 2010-10-01
ZA201106633B (en) 2012-05-30
EP2411342B1 (fr) 2018-03-14
BRPI1011254A2 (pt) 2016-03-22
US20120037045A1 (en) 2012-02-16
CA2754293C (fr) 2018-02-27
KR20120015429A (ko) 2012-02-21
AU2010227375B2 (en) 2015-02-05
CN102361834A (zh) 2012-02-22
ES2667022T3 (es) 2018-05-09
MA33207B1 (fr) 2012-04-02
US8974598B2 (en) 2015-03-10
AU2010227375A1 (en) 2011-10-20
KR101838757B1 (ko) 2018-03-14
JP2015078118A (ja) 2015-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2411342B1 (fr) Beton a haute ou ultra haute performance
EP3157886B1 (fr) Betons a ultra haute performance a faible teneur en ciment
EP3157883B1 (fr) Betons a ultra haute performance non autoplacant
EP2029498A1 (fr) Beton a faible teneur en ciment
EP2411344B1 (fr) Beton a faible teneur en clinker
EP2785664B1 (fr) Béton ou mortier léger structurel, son procédé de fabrication et son utilisation en tant que béton auto-placant
EP3157885B1 (fr) Beton a ultra haute performance
WO2009074886A2 (fr) Beton a faible teneur en clinker
WO2012089944A1 (fr) Beton permeable
FR2961806A1 (fr) Beton permeable
EP3544938A1 (fr) Nouvelle composition utile pour la préparation de béton, coulis ou mortier
FR3053966A1 (fr) Betons pour la construction de structures massives
EP3464213A1 (fr) Utilisation de platre pour la fabrication d'une chape fluide destinee aux pays chauds
FR2990939A1 (fr) Amelioration des resistances mecaniques d'une composition hydraulique

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080012892.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10713482

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010713482

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2754293

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117022288

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010227375

Country of ref document: AU

Ref document number: 7337/DELNP/2011

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012501340

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2010227375

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20100323

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13258731

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: PI1011254

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI1011254

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20110922