WO2011107704A1 - Procede d'inertage d'argiles non gonflantes - Google Patents

Procede d'inertage d'argiles non gonflantes Download PDF

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WO2011107704A1
WO2011107704A1 PCT/FR2011/050418 FR2011050418W WO2011107704A1 WO 2011107704 A1 WO2011107704 A1 WO 2011107704A1 FR 2011050418 W FR2011050418 W FR 2011050418W WO 2011107704 A1 WO2011107704 A1 WO 2011107704A1
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WO
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weight
clays
swelling clays
polymer
inerting
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PCT/FR2011/050418
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Emmanuel Villard
Olivier Watt
Horacio Naranjo
David Rinaldi
Alain Jacquet
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Lafarge
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Publication date
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Priority to US13/582,138 priority patent/US10011531B2/en
Priority to CA2791272A priority patent/CA2791272C/fr
Priority to ES11712940T priority patent/ES2880825T3/es
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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
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    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
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    • C04B24/2623—Polyvinylalcohols; Polyvinylacetates
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    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/32—Superplasticisers

Definitions

  • the present invention relates to a method of inerting clays in hydraulic compositions.
  • WO 98/58887 proposes the absorption of these polymers by swelling clays of type 2: 1 present in sands, for this drop in efficiency.
  • WO 98/58887 proposes the use of agents that modify the activity of swelling clays, for example by decreasing their absorption capacity or by carrying out a pre-absorption process.
  • the document WO 98/58887 proposes among other uses that of inorganic or organic cations.
  • the clays contained in the sands and / or the mineral additions do not comprise only swelling clays but also comprise non-swelling clays and, contrary to the document WO 98/58887, non-swelling clays.
  • swelling, type 1: 1 can also lead to a drop in the quality of hydraulic compositions.
  • the object of the present invention is therefore to provide a process for the preparation of hydraulic compositions useful for reducing the undesirable effects related to the presence of non-swelling clays.
  • manufacturers are looking for a process that is simple, fast, reliable, inexpensive and does not require sophisticated equipment.
  • the present invention relates to a method of inerting non-swelling clays in at least one mineral component intended for the preparation of a hydraulic composition, comprising the addition to the hydraulic composition, the mineral component or the one of the other constituents of the hydraulic composition of an organic molecule having a cationic charge density strictly less than 0.5 meq / g and comprising at least two atoms each being capable of forming at least one hydrogen bond.
  • the present invention also relates to a mixture for inerting non-swelling clays in at least one mineral component intended for the preparation of a hydraulic composition, comprising at least one organic molecule having a cationic charge density strictly less than 0.5 meq. and g and comprising at least two atoms each being capable of forming at least one hydrogen bond.
  • the inert agents according to the invention offer at least one of the following advantages:
  • the hydraulic compositions obtained by the process according to the invention require a superplasticizer dosage lower than that which would be necessary for a hydraulic composition obtained from the same mineral component in the same proportions but without inerting agent according to the invention, for a consistency or identical fluidity;
  • the hydraulic compositions obtained by the process according to the invention require a total amount of water less than that which would be necessary for a hydraulic composition obtained from the same mineral component in the same proportions but without inerting agent according to the invention, for an identical consistency or fluidity;
  • the inerting agents are effective with different non-swelling clays
  • the inert agents do not disturb the characteristics of the hydraulic composition in the event of overdose
  • the inerting agents do not disturb the mechanical strengths of the hydraulic composition in the short term or in the long term;
  • the inerting agents do not exhibit a setting-retarding effect on the hydraulic composition.
  • the invention has, in addition, the advantage of being used in at least one industry, for example the building industry, the chemical industry (adjuvants) the cement industry, concrete plants, power plants production of plaster or plasterwork and / or in at least one of the construction markets (building, civil engineering, roads or prefabrication plant).
  • the building industry for example the building industry, the chemical industry (adjuvants) the cement industry, concrete plants, power plants production of plaster or plasterwork and / or in at least one of the construction markets (building, civil engineering, roads or prefabrication plant).
  • hydraulic binder any compound having the property of hydrating in the presence of water and whose hydration makes it possible to obtain a solid having mechanical characteristics.
  • the hydraulic binder according to the invention may in particular be a cement, plaster or lime.
  • the hydraulic binder according to the invention is a cement.
  • hydraulic composition a mixture of at least one hydraulic binder, with water (called mixing water), optionally aggregates, optionally additives, and optionally mineral additions.
  • a hydraulic composition may for example be a high performance concrete, a very high performance concrete, a self-placing concrete, a self-leveling 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 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 at least one hydraulic binder, sand, water, optionally additives and optionally mineral additions.
  • the term “concrete” according to the invention denotes indistinctly fresh concrete or hardened concrete.
  • the hydraulic composition according to the invention is a cement slurry, a mortar, a concrete, a plaster slurry or a lime slurry.
  • the hydraulic composition according to the invention is a cement slurry, a mortar or a concrete.
  • the hydraulic composition according to the invention can be used directly on site in the fresh state and poured into a formwork adapted to the intended application, or else in a prefabrication plant, or as a coating on a solid support.
  • sand is meant according to the present invention define aggregates with an average particle size strictly greater than 0 mm and less than or equal to 6 mm, preferably ranging from 0 to 4 mm. They can be of any mineral nature, for example, limestone, siliceous or silico-limestone or other. This definition also includes fillers or other particulate inorganic materials that may be present in hydraulic compositions.
  • mineral additions a finely divided mineral material used in concrete or cement to improve certain properties or to give it particular properties.
  • This is, for example, fly ash (as defined in the standard "Cement” NF EN 197-1 paragraph 5.2.4 or as defined in the standard “Concrete” EN 450), pozzolanic materials (such as defined in the "Cement” standard NF EN 197-1 paragraph 5.2.3), silica fumes (as defined in the "Cement” standard NF EN 197-1 paragraph 5.2.7 or as defined in the “Concrete” standard PrEN 13263: 1998 or NF P 18-502), slags (as defined in the "cement” standard NF EN 197-1 paragraph 5.2.2 or as defined in the “Concrete” standard NF P 18-506) , calcined schists (as defined in the "Cement” NF EN 197-1 paragraph 5.2.5), calcareous additions (as defined in the "Cement” NF EN 197-1
  • clays aluminum silicates and / or magnesium silicates, especially phyllosilicates to sheet structure, typically spaced from about 7 to about 14 Angstroms.
  • sands we find montmorillonite, illite, kaolinite, muscovite and chlorites.
  • the clays can be of type 2: 1 but also of type 1: 1 (kaolinite) or 2: 1: 1 (chlorites).
  • swelling clays is intended to mean, according to the present invention, clays which have cations in their inter-layer spaces capable of hydrating in the presence of water (vapor or liquid).
  • Swelling clays generically called smectites, include clays of the type 2: 1, such as montmorillonite.
  • non-swelling clays By the term “non-swelling clays” is meant according to the present invention clays having an inter-slip space that does not increase in the presence of water.
  • the non-swelling clays comprise, in particular, clays of type 1: 1 (in particular kaolinite) or type 2: 1: 1 clays (in particular chlorites).
  • clay inerting is intended to denote according to the present invention the at least partial neutralization of the harmful effects due to the presence of clay in a hydraulic composition, in particular a hydraulic composition comprising a superplasticizer.
  • element for the field of construction any constituent element of a construction such as for example a floor, a screed, a foundation, a wall, a partition, a ceiling, a beam , a work plan, a pillar, a bridge stack, a block, a pipe, a post, a cornice, a road element (for example a curb), a tile, a cladding (eg road or wall), a plasterboard, an insulating element (acoustic and / or thermal).
  • a floor for example a floor, a screed, a foundation, a wall, a partition, a ceiling, a beam , a work plan, a pillar, a bridge stack, a block, a pipe, a post, a cornice, a road element (for example a curb), a tile, a cladding (eg road or wall), a plasterboard, an insulating element (acoustic and / or thermal).
  • intrinsic viscosity is meant according to the present invention the limiting value of the reduced viscosity at infinite dilution of the polymer. This value is correlated with the average molecular weight of a polymer.
  • hydrophilicity or “hydrogen bridge” is meant according to the present invention a non-covalent physical link, dipole-dipole type, low intensity (twenty times lower than a conventional covalent bond), connecting molecules and which comprises a hydrogen atom. It requires a hydrogen bond donor and a hydrogen bond acceptor.
  • the donor is composed of an acidic compound, i.e. a heteroatom (for example nitrogen, oxygen, or sulfur) carrying a hydrogen atom (as in amines, alcohols or thiols).
  • the acceptor is composed of a heteroatom (only nitrogen, oxygen or sulfur) carrying free doublets.
  • atom of an organic molecule capable of forming a hydrogen bond is meant according to the present invention a hydrogen atom or an electronegative atom, for example nitrogen, oxygen or sulfur, of the organic molecule. according to the invention capable of forming at least one hydrogen bond.
  • the invention is based on the observation that organic molecules having a cationic charge density strictly less than 0.5 meq / g and comprising at least two atoms each being capable of forming at least one hydrogen bond are particularly effective for inerting the non-swelling clays.
  • the invention provides a method of inerting non-swelling clays in at least one mineral component intended for the preparation of a hydraulic composition, said hydraulic composition comprising several constituents, the mineral component being one of the constituents, and further comprising a superplasticizer comprising a comb structure polymer.
  • the method comprises adding to the hydraulic composition, the mineral component or one of the other constituents of the hydraulic composition, an organic molecule having a cationic charge density strictly less than 0.5 meq / g and comprising at least two atoms each being capable of forming at least one hydrogen bond, the organic molecule being adapted to reduce the adsorption of the comb structure superplasticizer by non-swelling clays.
  • the organic molecule is called an inerting agent for non-swelling clays.
  • the process may furthermore comprise the addition to the hydraulic composition, to the mineral component or to one of the other constituents of the hydraulic composition, of an additional polymer having a cationic charge density greater than 0.5 meq / g and an intrinsic viscosity less than 1 dl / g, which results in the inerting of swelling clays in sands and / or mineral additions.
  • the additional cationic polymer is called inerting agent for swelling clays.
  • the process may also relate to the inerting of swelling clays in the mineral component and to the addition of a cationic polymer to the hydraulic composition, to the mineral component or to one of the other constituents of the hydraulic composition.
  • the cationic polymer being adapted to reduce the adsorption of the comb structure superplasticizer by the swelling clays.
  • the mineral component corresponds to sand, to mineral additions and / or to a hydraulic binder, especially cement or plaster.
  • the inerting agent for non-swelling clays is water-soluble.
  • the inerting agent for non-swelling clays is a neutral organic molecule.
  • the inerting agent for non-swelling clays is a polymer having a molecular weight of less than 1,000,000 g / mol, preferably less than 500,000 g / mol, more preferably less than 100,000 g / mol, more preferably less than 50,000 g / mol.
  • the inerting agent for non-swelling clays comprises at least ten, preferably at least 50, more preferably at least 100 atoms each being capable of forming at least one hydrogen bond.
  • the inerting agent for non-swelling clays is a polymer or a copolymer comprising at least one monomer having at least one atom capable of forming at least one hydrogen bond.
  • the inerting agent for non-swelling clays is chosen from the group comprising an oxyalkylene (for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG), a crown ether, an alcohol polyvinyl a gluconate, a heptagluconate, a heptagluconic acid, a gluconic acid, a polysaccharide, especially cellulose or chitin, dextrin, cellulose derivatives, chitosan, alginates, hemicellulose, pectin, polyols or proteins or a mixture of these compounds.
  • an oxyalkylene for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG
  • a crown ether for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG
  • an alcohol polyvinyl a gluconate for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG
  • a crown ether for example ethylene glycol and / or
  • the inerting agent for non-swelling clays is a polyvinyl alcohol or PVA.
  • the PVA is obtained by partial hydrolysis of a polyvinyl acetate polymer.
  • the inerting agent for non-swelling clays also has no set retarding effect, in particular as defined in the "Concrete” standard EN 934-2 entitled “Admixtures for concrete, mortar and grout - Part 2 - Admixtures for concrete - Definitions, requirements, conformity, marking and labeling.
  • the inerting agent for non-swelling clays also does not have the effect of a plasticizer / water retencher, especially as defined in the "Concrete" standard EN 934-2.
  • the inerting agent for non-swelling clays comprises hydroxyl functions.
  • the inerting agent for non-swelling clays furthermore has a molecular weight expressed by an intrinsic viscosity of less than 1 dl / g, preferably less than 0.8 dl / g, and in particular less than 0.6 dl / g.
  • the inerting agent for non-swelling clays is obtained by a polymerization step of at least one vinyl acetate monomer or of a similar compound and a hydrolysis step, the level of hydrolysis of the organic molecule being less than 95%, preferably less than 94%, more preferably less than 93%.
  • the inerting agent for non-swelling clays preferably has a linear structure.
  • the hydraulic composition further comprises a superplasticizer.
  • superplasticizer is understood to mean an organic molecule used in the field of hydraulic compositions in order to fluidize the hydraulic compositions or to reduce the water dosage for an equal consistency.
  • a superplasticizer according to the present invention may for example be a comb structure polymer, for example a PCP, a lignosulfonate, a polyoxyalkylene diphosphonate or mixtures thereof.
  • PCP according to the present invention is understood to mean a copolymer comprising at least one unit of formula (I)
  • R1, R2, R3 independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl radical C l -C 2 o, or a phenyl radical or a radical -COOR 8
  • R8 independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl radical C l -C 4 or a monovalent divalent or trivalent ion or a quaternary ammonium radical;
  • R4 represents a linear or branched C 2 -C 20 alkyl radical
  • R5 is a hydrogen atom or an alkyl group -C 2 o or a monovalent divalent or trivalent ion, or a quaternary ammonium radical
  • R5 represents a radical of formula
  • R6 is independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl radical C l -C 2 o or a monovalent divalent or trivalent ion, or a quaternary ammonium radical;
  • R5 represents a radical of formula
  • W independently represents an oxygen or nitrogen atom or a radical
  • n is an integer from 0 to 2;
  • n is an integer equal to 0 or 1;
  • q is an integer equal to 0 or 1;
  • r is an integer from 0 to 500;
  • t is an integer from 0 to 18;
  • the molar mass of said copolymer is from 10,000 to 400,000 daltons.
  • the integer m of the unit (I) and the integer m of the unit (II) are independent, and may be the same or different.
  • the integers t of the radical R5 of the unit (I) may be identical or different.
  • radicals R1, R2, R3 and R4 (I) and W of the unit (II) are independent, and may be the same or different.
  • a radical R 1 represents a hydrogen atom.
  • a radical R2 represents a hydrogen atom.
  • a radical R3 represents a methyl radical.
  • a radical R4 represents an ethyl radical.
  • the copolymer used according to the invention or a salt thereof has an integer number r ranging from 1 to 300, preferably from 20 to 250, more preferably from 40 to 200, even more preferably from 40 to 150. .
  • the copolymer may comprise several different units according to formula (I) having, in particular, different radicals R5.
  • the superplasticizer according to the present invention is selected from those most effective for reducing the viscosity of hydraulic compositions.
  • the superplasticizer according to the present invention has a molecular weight of less than 200000 g / mol, preferably less than 100000 g / mol and more preferentially less than 80000 g / mol.
  • the superplasticizer according to the invention may be of linear, branched, comb or star structure.
  • the inerting agent for non-swelling clays, and / or the inerting agent for swelling clays and / or the superplasticizer have a comb structure.
  • the main chain is generally hydrocarbon.
  • the superplasticizer according to the invention may comprise, in particular, carboxylic, sulphonic or phosphoric groups.
  • the superplasticizer according to the invention may also comprise nonionic pendant groups, in particular polyether groups.
  • the polyether groups generally include ethylene oxide or propylene oxide units or a combination of both.
  • the superplasticizer according to the invention may also comprise pendant groups of di- or oligo-saccharide type (see, for example, patent application EP 2072531) or of polyamide polyamide type (see, for example, patent application EP 2065349).
  • They can also be prepared by post-synthetic modification of a polymer, as described, for example, in US Pat. No. 5,614,017.
  • the superplasticizer according to the invention can be added at different times in the manufacturing process, for example at the same time as the inerting agent for clays. non-swelling or inerting agent for swelling clays according to the invention or separately from the inerting agent for non-swelling clays or the inerting agent for swelling clays according to the invention. It can be mixed with the hydraulic binder. According to a variant, it can be added at the time of preparation of the hydraulic composition according to the invention. Preferably, the superplasticizer is added after the inerting agent for swelling clays and / or after the inerting agent for non-swelling clays.
  • the inerting agent for swelling clays is water-soluble.
  • the inerting agent for swelling clays has a cationicity greater than 0.5 meq / g, preferably greater than 1 meq / g, and more preferably greater than 2 meq / g.
  • the inerting agent for swelling clays furthermore has a molecular weight expressed by an intrinsic viscosity of less than 1 dl / g, preferably less than 0.8 dl / g, and more preferably less than at 0.6 dl / g.
  • the inerting agent for swelling clays can be a polymer having a linear, comb or branched structure.
  • the inerting agent for swelling clays is a polymer with a linear or slightly branched structure.
  • the cationic groups of the inerting agent for swelling clays can in particular be phosphonium, pyridinium, sulphonium and quaternary amine groups, the latter being preferred.
  • the swelling clays agent may be a polymer comprising a main chain and pendant groups. These cationic groups may be located on the main chain of the inerting agent for swelling clays or on pendant groups.
  • the inerting agent for swelling clays corresponds, for example, to the cationic polymers described in the patent application WO2006032785.
  • the inerting agent for swelling clays can be obtained directly by a known polymerization process, such as radical polymerization, polycondensation or polyaddition.
  • It can also be prepared by post-synthetic modification of a polymer, for example by grafting groups bearing at least one cationic function on a polymer chain carrying appropriate reactive groups.
  • the polymerization is carried out from at least one monomer carrying a cationic group or a suitable precursor.
  • Nitrogen can be quaternized after polymerization in known manner, for example by alkylation with an alkylating compound, for example with methyl chloride, or in an acidic medium, by protonation.
  • Inert agents for swelling clays containing cationic groups of quaternary amine are particularly suitable.
  • Monomers already carrying a cationic quaternary amine function may be, for example, diallyldialkyl ammonium salts, quaternized dialkylaminoalkyl (meth) acrylates, and (meth) acrylamides N-substituted by a quaternized dialkylaminoalkyl.
  • the polymerization can be carried out with nonionic monomers, preferably short chain, having 2 to 6 carbon atoms.
  • Anionic monomers may also be present provided that the polymer finally obtained remains globally cationic.
  • grafted natural polymers for example cationic starches.
  • the inerting agent for swelling clays contains groups whose cationic character appears only in an acid medium.
  • Tertiary amine groups which are cationic by protonation in an acid medium, are particularly preferred.
  • the absence of ionic character in hydraulic compositions of the concrete or mortar type having an alkaline pH makes it possible to further improve their robustness compared with other ionic compounds, in particular anionic compounds.
  • cationic polymers of the family of polyvinylamines can be obtained by polymerization of N-vinylformamide, followed by hydrolysis.
  • the quaternized polyvinylamines can be prepared as described in US Pat. No. 5,292,441. Polyethyleneimine polymers are also suitable. These are quaternized by protonation.
  • the cationic polymers obtained by polycondensation of epichlorohydrin with a mono- or dialkylamine, in particular methylamine or dimethylamine, are particularly preferred. Their preparation has been described, for example, in US Pat. Nos. 3,738,945 and 3,725,312.
  • the unit of the cationic polymer obtained by polycondensation of dimethylamine and epichlorohydrin can be represented as follows:
  • Mannich-modified polyacrylamide polymers such as N-dimethylaminomethyl-substituted polyacrylamide are also suitable.
  • Inerting agents for swelling clays obtained by polycondensation of dicyandiamide and formaldehyde are also suitable. These polymers and the process for obtaining them are described in patent FR 1 042 084.
  • the inerting agent for swelling clays can be obtained by condensation of dicyandiamide with formaldehyde in the presence of:
  • PCP polyalkoxylated polycarboxylate
  • the inerting agent for swelling clays can be obtained by condensation of the dicyandiamide with formaldehyde, optionally in the presence of other compounds, in particular a polyalkylene glycol (A), a polyalkoxylated polycarboxylate (B) and / or a quaternization agent (C).
  • A polyalkylene glycol
  • B polyalkoxylated polycarboxylate
  • C quaternization agent
  • the molar ratio of formaldehyde to dicyandiamide is preferably in the range of 0.8: 1 to 4: 1, especially 1: 1 to 3: 1.
  • a molar excess greater than 4 does not provide additional benefit, but may lead to undesirable general uptake.
  • the reaction is carried out with a slight stoichiometric excess of formalin, with a molar ratio of formaldehyde to dicyandiamide in the range of 2.2: 1 to 2.8: 1.
  • the inerting agent for swelling clays is obtained by condensation of formaldehyde with dicyandiamide in the presence of additional compounds. In fact, this makes it possible to vary the properties of the inerting agent for swelling clays, in particular its solubility in water and its affinity for swelling clays.
  • the polyalkylene glycol (compound A) is preferably a compound of formula
  • R10 is alkyl to C 4, preferably ethyl and / or propyl;
  • R9 and R1 1 are independently of one another a hydrogen atom or an alkyl group -C 4, preferably methyl;
  • n is a number from 25 to 1000.
  • it may be polyethylene glycol, polypropylene glycol, an ethylene oxide / propylene oxide copolymer or a mixture of these different compounds.
  • it is polyethylene glycol.
  • the molecular weight of the compound A is preferably from 1000 to 35000.
  • the inventors have demonstrated by viscosity measurements that the presence of compound A modifies the structure of the inerting agent for swelling clays as well as its performance.
  • the amount of compound A used in the reaction if any, is less than that of the main reactants dicyandiamide and formaldehyde.
  • reaction mixture generally contains 0 to 10%, preferably 0.5 to 3%, and most preferably 0.8 to 1% by weight of compound A.
  • Compound B is a PCP as defined above in relation to formulas (I) and (II).
  • the reaction mixture contains 0.1 to 10%, preferably 0.5 to 5%, and most preferably 0.5 to 2% by weight of compound B.
  • the ammonium derivative (compound C) has the main function of increasing the ionic character of the polymer by providing cationic functions.
  • the ionic character of the polymer greatly contributes to its water solubility and affinity for swelling clays, and is therefore advantageous for the intended application.
  • ammonium ion of the ammonium derivative is of formula (IV) below:
  • R12 groups are identical or different and correspond to H or an alkyl to C 6.
  • suitable ammonium derivatives are ammonium halides such as ammonium chloride, ammonium bromide and ammonium iodide, ammonium sulfate, ammonium acetate, formate ammonium, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium formate being preferred.
  • the amount of compound C used can vary widely. However, the molar ratio between the compound C and the dicyandiamide is preferably from 1 to 1.5, and most preferably from 1.1 to 1.3. Typically, the reaction mixture contains 1 to 10%, preferably 3 to 8%, and most preferably 6 to 8% by weight of compound C.
  • the condensation reaction is carried out in a suitable solvent, water being very particularly preferred.
  • the amount of solvent in the reaction mixture is chosen so as to solubilize the various components.
  • the reaction mixture may contain 10 to 80% by weight, preferably 20 to 70% by weight of solvent.
  • Suitable terminating agents include, in particular, sulfamic acid.
  • the condensation reaction proceeds rapidly, generally in the space of about 30 minutes to about 4 hours.
  • the rate of the reaction is temperature dependent, which may be between room temperature and the boiling point of the reaction mixture. Preferably, it varies from 20 to 95 ° C, preferably from 60 to 95 ° C. At a lower temperature, the reaction time will be longer. However, a prolonged reaction time at elevated temperature is undesirable because it can lead to degradation of the product.
  • the inerting agent for swelling clays is used directly at the end of the reaction, without prior purification. It may therefore contain other products than the inerting agent for swelling clays expected according to the reaction scheme (1) indicated above.
  • the present invention also relates to a mixture for inerting non-swelling clays in at least one mineral component intended for the preparation a hydraulic composition, comprising at least one organic molecule, also called inerting agent for non-swelling clays, having a cationic charge density strictly less than 0.5 meq / g and comprising at least two atoms each capable of forming at least a hydrogen bond.
  • the mixture may further comprise an antifoaming agent and / or a biocide.
  • the mixture according to the invention comprises, in addition to the inerting agent for non-swelling clays, at least one superplasticizer.
  • the present invention also relates to a mixture for inerting swelling and non-swelling clays in the mineral component, further comprising, as swelling clay agent, a cationic polymer having a cationic charge density greater than 0.5 meq / and an intrinsic viscosity of less than 1 dl / g.
  • the ratio between the mass proportion of the inerting agent for non-swelling clays and the proportion by weight of the inerting agent for swelling clays is adjusted according to the ratio between the mass proportion of non-swelling clays and the mass proportion of swelling clays.
  • the ratio of the mass proportion of the inerting agent for non-swelling clays to the mass proportion of the inerting agent for swelling clays is proportional to the ratio between the mass proportion of non-swelling clays and the proportion by weight. mass of swelling clays.
  • the inerting agent for non-swelling clays is water-soluble.
  • the inerting agent for non-swelling clays is a neutral organic molecule.
  • the inerting agent for non-swelling clays is a polymer having a molecular weight of less than 1,000,000 g / mol, preferably less than 500,000 g / mol, more preferably less than 100,000 g / mol, more preferably less than 50,000 g / mol.
  • the inerting agent for non-swelling clays comprises at least ten, preferably at least 50, more preferably at least 100 atoms each being capable of forming at least one hydrogen bond.
  • the inerting agent for non-swelling clays is a polymer or a copolymer comprising at least one monomer having at least one atom capable of forming at least one hydrogen bond.
  • the inerting agent for non-swelling clays is chosen from the group comprising an oxyalkylene (for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG), a crown ether, a polyvinyl alcohol, a gluconate, a heptagluconate, a heptagluconic acid, a gluconic acid, a polysaccharide, in particular cellulose or chitin, dextrin, cellulose derivatives, chitosan, alginates, hemicellulose, pectin, polyols or proteins or a mixture of these compounds.
  • an oxyalkylene for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG
  • a crown ether for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG
  • a polyvinyl alcohol for example ethylene glycol and / or propylene glycol or PEG
  • a crown ether for example ethylene glycol and / or propy
  • the inerting agent for non-swelling clays is a polyvinyl alcohol or PVA.
  • the PVA is obtained by partial hydrolysis of a polyvinyl acetate polymer.
  • the inerting agent for non-swelling clays comprises hydroxyl functions.
  • the inerting agent for swelling clays furthermore has a molecular weight expressed by an intrinsic viscosity of less than 1 dl / g, preferably less than 0.8 dl / g, and more preferably less than at 0.6 dl / g.
  • the polymer is obtained by a polymerization step of at least one vinyl acetate monomer or of a similar compound and a hydrolysis step, the hydrolysis rate of the organic molecule being less than 95%, preferably less than 94%, more preferably less than 93%.
  • the inerting agent for swelling clays preferably has a linear structure.
  • the present invention also relates to a hydraulic composition
  • a hydraulic composition comprising at least one hydraulic binder and at least the mixture as defined above.
  • the hydraulic binder according to the invention is chosen from cement, plaster or lime.
  • the hydraulic binder according to the invention is a cement.
  • the hydraulic composition according to the invention is a cement slurry, a mortar, a concrete, a plaster slurry or a lime slurry.
  • the hydraulic composition according to the invention is a cement slurry, a mortar or a concrete.
  • the present invention also relates to an element for the field of construction, made using a hydraulic composition as defined above.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing the hydraulic composition as defined above, comprising a step of contacting the mixture, as defined above, with a mixing water and the hydraulic binder.
  • the inactive agent for non-swelling clays or the inerting agent for swelling clays can be used, in solid form (granule, bead), in liquid form, in emulsion form or in suspension form.
  • each of these compounds is in the form of an aqueous solution which may comprise, besides the active ingredient and the solvent (s), in particular at least one conventional adjuvant, for example a grinding agent, an accelerator, an air entraining agent, a viscosing agent, a retarder, a plasticizer, an anti-shrinkage agent or mixtures thereof.
  • the inerting agent for non-swelling clays or the inerting agent for swelling clays can be in the form of an aqueous solution further comprising an antifoaming agent and / or a biocide.
  • the dosage is particularly easy for liquid forms.
  • aqueous solutions at high polymer concentrations without problems related to high viscosities. It is particularly interesting to use high polymer concentrations to reduce costs (transport, storage).
  • the concentration of polymers in solution can vary, but generally varies from 20 to 80% by weight.
  • the inactive agent for non-swelling clays or the inerting agent for swelling clays can be used in powder form so as to be dry blended with the chosen constituent of the hydraulic compositions.
  • the use of the mixture according to the invention is useful for inerter the non-swelling and swelling clays present in certain constituents of the hydraulic compositions. These non-swelling and swelling clays can affect the properties of hydraulic compositions, including superplasticizers or not.
  • the impurity content of the constituent (s) is not limited except for economic considerations. As a result, materials having a clay content of 0.5 to 5% by weight are generally treated.
  • the inerting agent for non-swelling clays according to the invention of the inerting mixture has a high affinity with non-swelling clays and the inerting agent for swelling clays of the inerting mixture has a high affinity with the swelling clays.
  • the inerting agent for non-swelling clays according to the invention and the inerting agent for swelling clays are brought into contact with the material to be treated by spraying with an aqueous solution comprising the inerting agent for non-swelling clays according to the invention.
  • invention and the inerting agent for swelling clays are brought into contact with the material to be treated by spraying with an aqueous solution comprising the inerting agent for non-swelling clays according to the invention.
  • invention and the inerting agent for swelling clays are brought into contact with the material to be treated by spraying with an aqueous solution comprising the inerting agent for non-swelling clays according to the invention.
  • invention and the inerting agent for swelling clays are brought into contact with the material to be treated by spraying with an aqueous solution comprising the inerting agent for non-swelling clays according to the invention.
  • invention and the inerting agent for swelling clays are brought into contact with the material to be treated by spraying with an
  • the mixing is done during or after the treatment in order to ensure a good distribution of the polymers and to obtain a homogeneously treated material.
  • Clays are a source of impurities frequent in mineral components for hydraulic compositions, especially in sands, mineral additions or hydraulic binder. Also, according to one embodiment of the invention, the mineral component is treated with the inerting mixture according to the invention.
  • the mineral component is contacted with the inerting mixture by spraying the inert mixture in aqueous solution onto the mineral component.
  • the mineral component is preferably mixed.
  • Spraying can take place in a container, for example in a baffle box at the exit of a conveyor belt.
  • This embodiment further ensures a low loss of the product.
  • a solution of the inerting mixture may be sprayed in a mixer placed at the outlet of the strip.
  • a premix of a small amount of inorganic component can be prepared with the inert mixture and then this premix can be added to the inorganic component.
  • a solution of the inert mixture can be sprayed on the mineral component during its transport by a conveyor belt.
  • the inerting mixture is preferably applied to the inorganic component in an amount appropriate to ensure complete inerting of the swelling and non-swelling clays present in the mineral component and thus avoid superplasticizer overdose.
  • the amount of the inerting mixture required to be inert depends mainly on the swelling and non-swelling clays content of the component mineral. It can also vary depending on the nature of the clays present.
  • the treatment of sand and / or mineral addition is generally satisfactory with a dosage of 2 to 20% by weight, preferably 5 to 10% of inerting mixture relative to the mass of dry swelling and non-swelling clays. in sand and / or mineral addition.
  • the inert mixture can be added to at least one constituent of the hydraulic composition containing undesirable swelling and non-swelling clays. It can also be added during the preparation of the hydraulic composition, for example in the mixing water.
  • the inert mixture can be used in quarry, concrete plant, cement plant, plaster production plant or plaster production plant.
  • the mineral components thus treated can be used in a conventional manner, especially for the preparation of hydraulically setting compositions. They are useful in the preparation of hydraulic compositions having constant properties.
  • the mineral components thus treated are useful in the preparation of hydraulic compositions, in which swelling and non-swelling clays can reduce the effectiveness of the superplasticizers.
  • Hydraulic compositions comprising at least one mineral component comprising swelling and non-swelling clays treated with the inerting mixture have rheological properties comparable with those prepared with the clay-free mineral component, without superplasticizer overdose.
  • the process described makes it possible to treat even highly polluted mineral components. Indeed, the inerting mixture described is effective at a low dosage, and thus makes the process of inerting clays swelling and non-swelling on an economically viable industrial scale.
  • the method does not require the establishment of a particular apparatus.
  • the method described can be effective in a wide range of conditions and for different types of hydraulic compositions and clays.
  • the cationicity or density of cationic charges represents the amount of charges (in mmol) carried by 1 g of polymer. This property was measured by colloidal titration with an anionic polymer in the presence of a color indicator sensitive to the ionicity of the excess polymer.
  • V pc is the solution volume of the cationic polymer
  • Cpc is the concentration of cationic polymer in solution
  • Vepvsk is the volume of solution of potassium polyvinyl sulphate
  • Np VSk is the normality of the potassium polyvinyl sulphate solution.
  • the intrinsic viscosity measurements of the polymers were carried out in a 3M NaCl solution with a Ubbelhode capillary viscometer at 25 ° C.
  • the flow time was measured in the capillary tube between two solvent markers and solutions of the polymer at different concentrations.
  • the specific viscosity was obtained for each concentration, dividing the difference between the flow times of the polymer solution and the solvent, by the flow time of the solvent.
  • the reduced viscosity was calculated by dividing the specific viscosity by the concentration of the polymer solution. By plotting the straight line of the reduced viscosity as a function of the concentration of the polymer solution, a straight line was obtained. The intersection with the ordinate of this line corresponded to the intrinsic viscosity for a concentration equal to zero.
  • the cement was a cement type CEM I 52.5N CE CP2 NF (from Le Havre - Lafarge factory).
  • the filling material (filler) was a calcareous material (Erbray betocarb comprising about 90% by weight of sieve pass of 100 ⁇ ) (supplier: OMYA).
  • Standardized sand was silica sand in accordance with EN 196.1 (supplier: ciostreer: Fulchiron).
  • the adjuvants included a superplasticizer, Glenium 27 (solids content: 20.3% by weight, Supplier: BASF).
  • the clays could include montmorillonite, kaolinite or a mixture of montmorillonite and kaolinite.
  • the value X represented the total mass in gram of clays.
  • the cement was a cement type CEM I 52.5N CE CP2 NF (from Le Havre - Lafarge factory).
  • Standardized sand was silica sand in accordance with EN 196.1 (supplier: ciostretoral).
  • PE2LS sand was siliceous sand with a diameter of 0.315 mm or less (Supplier: Fulchiron).
  • the additives included Chrysoplast CER (dry extract: 24.3% by weight, supplier: Chryso).
  • the clays could include montmorillonite, kaolinite or a mixture of montmorillonite and kaolinite.
  • the value X represented the total mass in gram of clays.
  • a mortar was prepared according to formulation (1) or (2) in the bowl of a Perrier kneader.
  • the sand was introduced, then the pre-wetting water and kneading was done at low speed (140 rpm) for 1 minute. The mixture was allowed to stand for 4 minutes before introducing the binders (cement and filler). The times of measurement of the spreading of the mortar were timed with respect to the moment of introduction of the binders.
  • the sands used were those indicated in the formulations (1) and (2). Mixing is resumed for 1 minute at low speed and the mixing water added with the superplasticizer was added little by little in 30 seconds. Finally, mixing is resumed for another 2 minutes at 280 rpm.
  • the spread of the mortar was measured using a mini cone of Abrams with a volume of 800 mL.
  • the dimensions of the cone were as follows:
  • diameter of the circle of the upper base 50 +/- 0.5 mm;
  • diameter of the circle of the lower base 100 +/- 0.5 mm
  • the cone was placed on a dried glass plate and filled with fresh mortar. He was then leveled. The lifting of the cone caused a collapse of the mortar on the glass plate. The diameter of the disc obtained was measured in millimeters +/- 5 mm. This corresponded to the spreading of the mortar.
  • a sand comprising 2% by weight of kaolinite relative to the mass of sand (including clays) (Example B);
  • Example C a sand comprising 2% by weight of montmorillonite relative to the mass of sand (including clays)
  • Example D a sand comprising 2% by weight of kaolinite and 2% by mass of montmorillonite with respect to the mass of sand (clays included)
  • a spread considered sufficient at 5 minutes corresponded to a spread greater than 280 mm and, for the mortar according to the formulation (2), a spread considered sufficient to 5 minutes corresponded to a spread greater than 180 mm.
  • the spread at 5 minutes was measured after preparation of the mortar according to the formulation (1) and the mortar according to the formulation (2).
  • the results are summarized in Table 3 below.
  • the inventors first found that the clays had a detrimental effect on spreading since sufficient spreading at 5 minutes was not obtained. These tests also showed that kaolinite had a detrimental effect, although less pronounced than montmorillonite.
  • the inerting agent for swelling clays used for Examples 1 to 3 was a polyamine epichlorohydrin-dimethylamine having a cationicity of 7.3 meq / g and an intrinsic viscosity of 0.04 dl / g (FL2250, dry extract: 54, 5% by weight, Supplier: SNF).
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the mass of sand (clays included).
  • 98.2 g of pre-wetting water was used and 5.69 g of the cationic polymer obtained (in solution at 54.5% solids) was added after the pre-wetting water that is, 10% by weight of dry cationic polymer was added to the clay mass.
  • a mortar was prepared according to the formulation (2) with 2% by weight of kaolinite relative to the mass of sand (clays included).
  • 82.2 g of pre-wetting water was used and 5.17 g of the cationic polymer obtained (in solution at 54.5% solids) was added after the pre-wetting water that is, 10% by weight of dry cationic polymer was added to the clay mass.
  • Example 1 was repeated replacing the kaolinite added to the sand with montmorillonite. It has been found that the spreading at 5 minutes of the mortar without clay has been achieved with a dosage of 10% by weight of cationic polymer, FL2250, calculated as dry polymer relative to the mass of clays (montmorillonite). The 5 minute spread obtained with the inerting agent for swelling clays was greater when the clay was montmorillonite compared to kaolinite.
  • Example 1 was repeated adding 2% by weight of montmorillonite and 2% by weight of kaolinite relative to the mass of sand (clays included). The inventors have found that the spreading at 5 minutes of the mortar obtained with a dosage of 10% by weight of cationic polymer, FL2250, calculated as dry polymer relative to the mass of clays (montmorillonite and kaolinite), was not not sufficient for the mortar according to the formulation (1) and was just sufficient for the mortar according to the formulation (2).
  • the inerting agent for non-swelling clays used for Examples 4 to 6 was a polyvinyl alcohol (Mowiol 4-88, dry extract: 19.8% by weight, manufacturer: Kuraray) obtained by partial hydrolysis of polyvinyl acetate and characterized by a hydrolysis rate of 88% and a viscosity in a solution at 4% and at 20 ° C. of 4 mPa.s (measured according to DIN 53015).
  • an anti-foam agent was added to the mortar prepared according to the formulation (1) or (2) (2). 5% by weight relative to the mass of polyvinyl alcohol solids).
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the mass of sand (clays included).
  • 88.2 g of prewetting water was used and 15.7 g of the inactive agent for non-swelling clays (in solution at 19.8% solids) was added after the water of pre-wetting, that is to say 10% by weight of the inerting agent for dry non-swelling clays was added relative to the mass of clays.
  • a mortar was prepared according to the formulation (2) with 2% by weight of kaolinite relative to the mass of sand (clays included).
  • 73.2 g of prewetting water was used and 14.2 g of the non-swelling clay inerting agent (in solution at 19.8% solids) was added after pre-wetting water, that is to say that 10% by weight of the inerting agent for dry non-swelling clays was added relative to the mass of clays.
  • Example 4 was repeated replacing the kaolinite added to the sand with montmorillonite. It was found that the spreading at 5 minutes of the mortar with a dosage of 10% by weight of inerting agent for non-swelling clays, Mowiol 4-88, calculated in dry polymer relative to the weight of clay (montmorillonite), was not sufficient for the mortar according to the formulation (1) and was sufficient for the mortar according to the formulation (2).
  • Example 4 was repeated adding 2% by weight of montmorillonite and 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included). The inventors have found that spreading at 5 minutes of the mortar with a dosage of 10% by weight of inerting agent for non-swelling clays, Mowiol 4-88, calculated as dry polymer relative to the weight of clay (montmorillonite and kaolinite), was not enough.
  • the inerting agent for swelling clays was FL2250 and the inactive agent for non-swelling clays was Mowiol 4-88.
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite and 2% by weight of montmorillonite relative to the weight of the sand (clays included).
  • 85.6 g of pre-wetting water was used and 5.69 g of the resulting FL2250 polymer (in solution at 54.5% solids) and 15.7 g of Mowiol 4-88 polymer. obtained (in solution at 19.8% solids content) were added after the pre-wetting water, that is to say that 5% by weight of inerting agent for swelling clays was added dry relative to the weight of the clay and 5% by weight of inerting agent for dry non-swelling clays based on the weight of the clay.
  • a mortar was prepared according to the formulation (2) with 2% by weight of kaolinite and 2% by weight of montmorillonite relative to the weight of the sand (clays included).
  • 70.7 g of pre-wetting water was used and 5.17 g of the FL2250 polymer obtained (in solution at 54.5% solids) and 14.2 g of the Mowiol 4-88 polymer. obtained (in solution at 19.8% solids content) were added after the pre-wetting water, that is to say that 5% by weight of inerting agent for swelling clays was added dry relative to the weight of the clay and 5% by weight of inerting agent for dry non-swelling clays based on the weight of the clay.
  • Example 7 was repeated using 3% inerting agent for swelling clays, FL2250 and 3% inerting agent for non-swelling clays, Mowiol 4-88. A sufficient spread at 5 minutes was obtained with dosages of 3% by weight of the FL2250 polymer and 3% by weight of the Mowiol 4-88 polymer, calculated as dry polymer relative to the weight of the clay (montmorillonite and kaolinite) .
  • Example 7 was repeated using 2.5% FL2250 polymer and 7.5% Mowiol 4-88 polymer. A sufficient spread at 5 minutes was obtained for the mortar according to the formulation (1) and an insufficient 5 minutes spread was obtained for the mortar according to the formulation (2) with dosages of 2.5% by weight of the FL2250 polymer. and 7.5% by weight of the Mowiol 4-88 polymer, calculated as dry polymer based on the weight of the clay (montmorillonite and kaolinite).
  • Example 7 was repeated using 1.5% FL2250 polymer and 4.5% Mowiol 4-88 polymer. Insufficient spreading at 5 minutes was obtained with dosages of 1.5% by weight of the FL2250 polymer and 4.5% by weight of the Mowiol 4-88 polymer, calculated as dry polymer relative to the weight of clay (montmorillonite and kaolinite).
  • the inerting agent for non-swelling clays used for Example 11 was a polyvinyl alcohol (Mowiol 8-88, dry extract: 8.8% by weight, manufacturer: Kuraray) obtained by partial hydrolysis of polyvinyl acetate and characterized by a hydrolysis rate of 88% and a viscosity in a solution at 4% and at 20 ° C. of 4 mPa.s (measured according to DIN 53015). Then a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • a mortar was prepared according to the formulation (2) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 55.4 g of pre-wetting water was used and 32.0 g (in 8.8% solids solution) of the obtained Mowiol 8-88 polymer was added after pre-wetting, that is to say that 10% by weight of dry polymer relative to the weight of the clay was added.
  • the inerting agent for non-swelling clays used for Example 12 was a polyvinyl alcohol (Mowiol 10-98, dry extract: 13.7% by weight, manufacturer: Kuraray) obtained by partial hydrolysis of polyvinyl acetate having a 98% hydrolysis and a viscosity in a 4% solution at 20 ° C of 10 mPa.s (measured according to DIN 53015).
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 78.5 g of pre-wetting water was used and 25.4 g of the obtained Mowiol 10-98 polymer (in solution at 12.2% solids) was added after pre-wetting, that is to say that 10% by weight of dry polymer relative to the weight of the clay was added.
  • a mortar was prepared according to the formulation (2) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 64.3 g of pre-wetting water was used and 23.1 g of the Mowiol 10-98 polymer obtained (in solution at 12.2% solids) was added after the water of pre-wetting, that is to say that 10% by weight of dry polymer relative to the weight of the clay was added.
  • the inerting agent for non-swelling clays used for Example 13 was a polyvinyl alcohol (Mowiol 18-88, solids: 13.7% by weight; Manufacturing: Kuraray) obtained by partial hydrolysis of polyvinyl acetate and characterized by a degree of hydrolysis of 88% and a viscosity in a solution at 4% and at 20 ° C. of 18 mPa.s (measured according to DIN 53015 ).
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 81.1 g of pre-wetting water was used and 22.7 g of the Mowiol 18-88 polymer (in solution at 13.7% solids) obtained was added after the water of pre-wetting, that is to say that 10% by weight of dry polymer relative to the weight of the clay was added.
  • a mortar was prepared according to the formulation (2) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 66.8 g of pre-wetting water was used and 20.7 g of the Mowiol 18-88 polymer (in solution at 13.7% solids) obtained was added after the water of pre-wetting, that is to say that 10% by weight of dry polymer relative to the weight of the clay was added.
  • the inerting agent for swelling clays used for Examples 14, 15 and 16 was obtained by polycondensation of dystandiamide formaldehyde quaternized with ammonium formate (DF, dry extract: 53.4% by weight).
  • the inactive agent for non-swelling clays used for Examples 14, 15 and 16 was Mowiol 4-88.
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 93.1 g of prewetting water was used and 2.9 g (in 53.4% solids solution) of the obtained DF polymer and 7.8 g of the Mowiol 4- polymer. 88% (in solution at 19.8% solids) were added after the prewetting water, i.e. 5% by weight of the inerting agent was added to swelling clays, calculated as dry polymer based on the weight of clay and 5% by weight of the inerting agent for non-swelling clays, calculated as dry polymer based on the weight of the clay.
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 77.6 g of prewetting water was used and 2.62 g (in solution at 53.4% solids) of the obtained DF polymer and 7.1 g of the Mowiol 4-88 polymer obtained ( in solution at 19.8% dry extract) were added after the pre-wetting water, that is to say that 5% by weight of the inerting agent for swelling clays was added, calculated as dry polymer by weight of clay and 5% by weight of the inerting agent for non-swelling clays, calculated as dry polymer based on the weight of the clay.
  • Example 14 was repeated replacing the kaolinite added to the sand with montmorillonite. Sufficient 5 minutes spread was obtained with dosages of 5% by weight of the DF polymer and 5% by weight of the Mowiol 4-88 polymer, calculated as dry polymer based on the weight of the clay (montmorillonite).
  • Example 14 was repeated adding 2% by weight of montmorillonite and 2% by weight of kaolinite relative to the weight of the sand (including clays). A sufficient spread at 5 minutes was obtained with dosages of 5% by weight of the polymer DF and 5% by weight of the polymer Mowiol 4-88, calculated as dry polymer relative to the weight of the clay (montmorillonite and kaolinite) .
  • the inerting agent for swelling clays used for Examples 17, 18 and 19 was a polyDADMAC (polymer obtained by polycondensation of chlorinated diallyl dimethyl ammonium).
  • the inerting agent for swelling clays had a cationicity of 6.2 meq / g (PolyDADMAC TS45RD (in powder form), dry extract: 90% by weight, Supplier: SNF).
  • the inactive agent for non-swelling clays used for Examples 17, 18 and 19 was Mowiol 4-88.
  • a mortar was prepared according to the formulation (1) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of sand (clays included).
  • 94.3 g of prewetting water was used and 1.7 g of the obtained Polydadmac polymer and 7.8 g of the obtained Mowiol 4-88 polymer were added after the prewetting water. that is, 5% by weight of the inerting agent for swelling clays, calculated as dry polymer based on the weight of the clay and 5% by weight of the inerting agent for non-swelling clays, was added , calculated as dry polymer based on the weight of the clay.
  • a mortar was prepared according to the formulation (2) with 2% by weight of kaolinite relative to the weight of the sand (clays included).
  • prewetting water was used and 1.57 g of the obtained Polydadmac polymer and 7.1 g of the obtained Mowiol 4-88 polymer were added after the prewetting water. that is, 5% by weight of the inerting agent for swelling clays, calculated as dry polymer, was added based on the weight of the clay and 5% by weight of the inerting agent for non-swelling clays, calculated as dry polymer based on the weight of the clay.
  • Example 17 was repeated replacing the kaolinite added to the sand with montmorillonite. Sufficient spreading at 5 minutes was obtained with dosages of 5% by weight of the Polydadmac polymer and 5% by weight of the Mowiol 4-88 polymer, calculated as dry polymer based on the weight of the clay (montmorillonite).
  • Example 17 was repeated adding 2% by weight of montmorillonite and 2% by weight of kaolinite relative to the weight of the sand (including clays). A sufficient spread at 5 minutes was obtained with dosages of 5% by weight of Polydadmac polymer and 5% by weight of polymer Mowiol 4-88 calculated, dry polymer relative to the weight of the clay (montmorillonite and kaolinite) .

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé d'inertage d'argiles non gonflantes dans au moins un composant minéral destiné à la préparation d'une composition hydraulique, comprenant l'ajout à la composition hydraulique, au composant minéral ou à l'un des autres constituants de la composition hydraulique d'une molécule organique ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène.

Description

PROCEDE D'INERTAGE D'ARGILES NON GONFLANTES
La présente invention se rapporte à un procédé d'inertage d'argiles dans des compositions hydrauliques.
II est parfois difficile de maîtriser de façon constante les propriétés des compositions hydrauliques. La qualité des matières premières est souvent à l'origine de ces variations. En particulier, il a été constaté que les sables ou les additions minérales peuvent générer des fluctuations de propriétés des compositions hydrauliques. Dans certains cas, ces fluctuations sont dues à une baisse de l'efficacité de superplastifiants correspondant à des polymères à structure peigne.
Selon le document WO 98/58887, l'absorption de ces polymères par des argiles gonflantes de type 2 :1 présentes dans les sables est responsable de cette baisse d'efficacité. Le document WO 98/58887 propose l'utilisation d'agents modifiant l'activité des argiles gonflantes, par exemple en diminuant leur capacité d'absorption ou en réalisant un processus de pré-absorption. Le document WO 98/58887 propose entre autres utilisations celle de cations inorganiques ou organiques.
Toutefois, le plus souvent, les argiles contenues dans les sables et/ou les additions minérales ne comprennent pas que des argiles gonflantes mais comprennent également des argiles non gonflantes et, contrairement à ce qu'indique le document WO 98/58887, des argiles non gonflantes, de type 1 : 1 par exemple, peuvent également générer une baisse de la qualité des compositions hydrauliques.
Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé de préparation de compositions hydrauliques utile pour réduire les effets indésirables liés à la présence d'argiles non gonflantes. En particulier, les industriels recherchent un procédé qui soit simple, rapide, fiable, peu coûteux et qui ne nécessite pas d'appareillages sophistiqués.
Ce but est atteint par l'utilisation d'agents particuliers. Ainsi, la présente invention se rapporte à un procédé d'inertage d'argiles non gonflantes dans au moins un composant minéral destiné à la préparation d'une composition hydraulique, comprenant l'ajout à la composition hydraulique, au composant minéral ou à l'un des autres constituants de la composition hydraulique d'une molécule organique ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène.
La présente invention se rapporte également à un mélange pour inerter des argiles non gonflantes dans au moins un composant minéral destiné à la préparation d'une composition hydraulique, comprenant au moins une molécule organique ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène. Les agents inertants selon l'invention offrent au moins l'un des avantages suivants :
- les compositions hydrauliques obtenues par le procédé selon l'invention nécessitent un dosage en superplastifiant inférieur à celui qui serait nécessaire pour une composition hydraulique obtenue à partir du même composant minéral dans les mêmes proportions mais sans agent inertant selon l'invention, pour une consistance ou fluidité identique ;
- les compositions hydrauliques obtenues par le procédé selon l'invention nécessitent une quantité d'eau totale inférieure à celle qui serait nécessaire pour une composition hydraulique obtenue à partir du même composant minéral dans les mêmes proportions mais sans agent inertant selon l'invention, pour une consistance ou fluidité identique ;
- les agents inertants sont efficaces avec différentes argiles non gonflantes ;
- les agents inertants ne perturbent pas les caractéristiques de la composition hydraulique en cas de surdosage ;
- les agents inertants ne perturbent pas les résistances mécaniques de la composition hydraulique, à court terme, ou à long terme; et
- les agents inertants ne présentent pas d'effet retardateur de prise de la composition hydraulique.
Enfin, l'invention a, en outre, pour avantage de pouvoir être utilisée dans au moins une industrie, par exemple l'industrie du bâtiment, l'industrie chimique (adjuvantiers) l'industrie cimentière, les centrales à béton, les centrales de production de plâtre ou de fabrication d'objet en plâtre et/ou dans au moins l'un des marchés de la construction (bâtiment, génie civil, routes ou usine de préfabrication).
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 tout composé ayant la propriété de s'hydrater en présence d'eau et dont l'hydratation permet d'obtenir un solide ayant des caractéristiques mécaniques. Le liant hydraulique selon l'invention peut en particulier être un ciment, du plâtre ou de la chaux. De préférence, le liant hydraulique selon l'invention est un ciment.
Par l'expression « composition hydraulique », on entend selon la présente invention un mélange d'au moins un liant hydraulique, avec de l'eau (dite eau de gâchage), éventuellement des granulats, éventuellement des additifs, et éventuellement des additions minérales. Une composition hydraulique peut par exemple être un béton hautes performances, un béton très hautes performances, un béton auto-plaçant, un béton auto-nivelant, un béton auto-compactant, un béton fibré, un béton prêt à l'emploi ou un 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 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 d'au moins un liant hydraulique, de sable, d'eau, éventuellement d'additifs et éventuellement d'additions minérales. Le terme « béton » selon l'invention désigne indistinctement le béton frais ou le béton durci. De préférence, la composition hydraulique selon l'invention est un coulis de ciment, un mortier, un béton, un coulis de plâtre ou un coulis de chaux. Préférentiellement, la composition hydraulique selon l'invention est un coulis de ciment, un mortier ou un béton. La composition hydraulique selon l'invention peut être utilisée directement sur chantier à l'état frais et coulée dans un coffrage adapté à l'application visée, ou alors dans une usine de préfabrication, ou en tant qu'enduit sur un support solide.
Par le terme « sable », on entend selon la présente invention définir des granulats d'une taille granulométrique moyenne strictement supérieure à 0 mm et inférieure ou égale à 6 mm, de préférence variant de 0 à 4 mm. Ils peuvent être de toute nature minérale, par exemple, calcaire, siliceuse ou silico-calcaire ou autre. Cette définition inclut également des fillers ou d'autres matériaux inorganiques particulaires qui peuvent être présents dans des compositions hydrauliques.
Par l'expression « additions minérales », on entend selon la présente invention un matériau minéral finement divisé utilisé dans le béton ou le ciment afin d'améliorer certaines propriétés ou pour lui conférer des propriétés particulières. Il s'agit, par exemple, des cendres volantes (telles que définies dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.4 ou telles que définies dans la norme « Béton » EN 450), des matériaux pouzzolaniques (tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.3), des fumées de silice (telles que définies dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.7 ou telles que définies dans la norme « Béton » prEN 13263 :1998 ou NF P 18-502), des laitiers (tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.2 ou tels que définis dans la norme « Béton » NF P 18- 506), des schistes calcinés (tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.5), des additions calcaires (telles que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.6 ou telles que définies dans la norme « Béton » NF P 18- 508) et des additions siliceuses (telles que définies dans la norme « Béton » NF P 18- 509) ou leurs mélanges.
Par le terme « argiles », on entend désigner selon la présente invention des silicates d'aluminium et/ou silicates de magnésium, notamment les phyllosilicates à structure en feuillets, typiquement espacés d'environ 7 à environ 14 Angstrôms. Dans les sables, on rencontre notamment la montmorillonite, l'illite, la kaolinite, la muscovite et les chlorites. Les argiles peuvent être de type 2 :1 mais aussi de type 1 :1 (kaolinite) ou 2 :1 :1 (chlorites).
Par le terme « argiles gonflantes », on entend désigner selon la présente invention les argiles qui ont des cations dans leurs espaces inter-feuillets capables de s'hydrater en présence d'eau (vapeur ou liquide). Les argiles gonflantes, appelées de façon générique smectites, comprennent notamment des argiles de type 2 : 1 , telle que la montmorillonite.
Par le terme « argiles non gonflantes », on entend selon la présente invention les argiles ayant un espace inter-feuillet qui n'augmente pas en présence d'eau. Les argiles non gonflantes comprennent notamment les argiles de type 1 : 1 (notamment la kaolinite) ou de type 2 : 1 : 1 (notamment les chlorites).
Par le terme « inertage d'argile », on entend désigner selon la présente invention la neutralisation au moins partielle des effets nocifs dus à la présence de l'argile dans une composition hydraulique, notamment une composition hydraulique comprenant un superplastifiant.
Par l'expression « élément pour le domaine de la construction », on entend selon la présente invention tout élément constitutif d'une construction comme par exemple un sol, une chape, une fondation, un mur, une cloison, un plafond, une poutre, un plan de travail, un pilier, une pile de pont, un parpaing, une canalisation, un poteau, une corniche, un élément de voirie (par exemple une bordure de trottoir), une tuile, un revêtement (par exemple de route ou de mur), une plaque de plâtre, un élément isolant (acoustique et/ou thermique).
Par le terme « viscosité intrinsèque », on entend désigner selon la présente invention la valeur limite de la viscosité réduite à dilution infinie du polymère. Cette valeur est corrélée au poids moléculaire moyen d'un polymère.
Par « liaison hydrogène » ou « pont hydrogène », on entend désigner selon la présente invention une liaison physique non covalente, de type dipôle-dipôle, de basse intensité (vingt fois plus faible qu'une liaison covalente classique), reliant des molécules et qui comprend un atome d'hydrogène. Elle requiert un donneur de liaison hydrogène et un accepteur de liaison hydrogène. Le donneur est composé d'un composé à H acide, c'est-à-dire un hétéroatome (par exemple de l'azote, de l'oxygène, ou du soufre) porteur d'un atome hydrogène (comme dans les aminés, les alcools ou les thiols). L'accepteur est composé d'un hétéroatome (uniquement de l'azote, de l'oxygène ou du soufre) porteur de doublets libres. Par « atome d'une molécule organique capable de former une liaison hydrogène », on entend désigner selon la présente invention un atome d'hydrogène ou un atome électronégatif, par exemple l'azote, l'oxygène ou le soufre, de la molécule organique selon l'invention capable de former au moins une liaison hydrogène.
L'invention est basée sur l'observation que les molécules organiques ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène sont particulièrement efficaces pour inerter les argiles non gonflantes.
Plus précisément, l'invention propose un procédé d'inertage d'argiles non gonflantes dans au moins un composant minéral destiné à la préparation d'une composition hydraulique, ladite composition hydraulique comprenant plusieurs constituants, le composant minéral étant l'un des constituants, et comprenant, en outre, un superplastifiant comprenant un polymère à structure peigne. Le procédé comprend l'ajout à la composition hydraulique, au composant minéral ou à l'un des autres constituants de la composition hydraulique, d'une molécule organique, ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable former au moins une liaison hydrogène, la molécule organique étant adaptée à réduire l'adsorption du superplastifiant à structure peigne par les argiles non gonflantes. Dans la suite de la description, la molécule organique est appelée agent inertant pour argiles non gonflantes.
Selon l'invention, le procédé peut comprendre, en outre, l'ajout à la composition hydraulique, au composant minéral ou à l'un des autres constituants de la composition hydraulique, d'un polymère supplémentaire présentant une densité de charges cationiques supérieure à 0,5 meq/g et une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g, d'où il résulte l'inertage d'argiles gonflantes dans les sables et/ou les additions minérales. Dans la suite de la description, le polymère cationique supplémentaire est appelé agent inertant pour argiles gonflantes. Plus précisément, le procédé peut concerner également l'inertage d'argiles gonflantes dans le composant minéral et comprendre l'ajout à la composition hydraulique, au composant minéral ou à l'un des autres constituants de la composition hydraulique, d'un polymère cationique supplémentaire présentant une densité de charges cationiques supérieure à 0,5 meq/g et une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g, le polymère cationique étant adapté à réduire l'adsorption du superplastifiant à structure peigne par les argiles gonflantes.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le composant minéral correspond à du sable, à des additions minérales et/ou à un liant hydraulique, notamment du ciment ou du plâtre.
Agent inertant pour argiles non gonflantes Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est hydrosoluble.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est une molécule organique neutre.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est un polymère ayant un poids moléculaire inférieur à 1000000 g/mol, de préférence inférieur à 500000 g/mol, plus préférentiellement inférieur à 100000 g/mol, encore plus préférentiellement inférieur à 50000 g/mol.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes comprend au moins dix, de préférence au moins 50, plus préférentiellement, au moins 100 atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est un polymère ou un copolymère comprenant au moins un monomère ayant au moins un atome capable de former au moins une liaison hydrogène.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est choisi parmi le groupe comprenant un oxyalkylène (par exemple l'éthylène glycol et/ou le propylène glycol ou PEG), un éther en couronne, un alcool polyvinylique, un gluconate, un heptagluconate, un acide heptagluconique, un acide gluconique, un polysaccharide, notamment la cellulose ou la chitine, la dextrine, les dérivés de cellulose, le chitosan, les alginates, l'hémicellulose, la pectine, les polyols ou les protéines ou un mélange de ces composés.
De préférence, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est un alcool polyvinylique ou PVA. A titre d'exemple, le PVA est obtenu par hydrolyse partielle d'un polymère polyacétate de vinyle.
De préférence, l'agent inertant pour argiles non gonflantes n'a pas en outre d'effet retardateur de prise, notamment comme cela est défini dans la norme « Béton » EN 934-2 intitulée « Adjuvants pour béton, mortier et coulis - Partie 2 - Adjuvants pour béton - Définitions, exigences, conformité, marquage et étiquetage ».
De préférence, l'agent inertant pour argiles non gonflantes n'a pas en outre l'effet d'un plastifiant/rétenteur d'eau, notamment comme cela est défini dans la norme « Béton » EN 934-2.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes comprend des fonctions hydroxyle.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes présente en outre un poids moléculaire exprimé par une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g, de préférence inférieure à 0,8 dl/g, et en particulier inférieure à 0,6 dl/g. Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est obtenu par une étape de polymérisation d'au moins un monomère vinyl acétate ou d'un composé analogue et une étape d'hydrolyse, le taux d'hydrolyse de la molécule organique étant inférieur à 95 %, de préférence inférieur à 94 %, plus préférentiellement inférieur à 93 %.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes a de préférence une structure linéaire.
Superplastifiant
De préférence, la composition hydraulique comprend, en outre, un superplastifiant.
On entend par le terme « superplastifiant » selon la présente invention une molécule organique utilisée dans le domaine des compositions hydrauliques afin de fluidifier les compositions hydrauliques ou réduire le dosage en eau pour une consistance égale. Un superplastifiant selon la présente invention peut par exemple être un polymère à structure peigne, par exemple un PCP, un lignosulfonate, un polyoxyalkylène diphosphonate ou leurs mélanges.
On entend par PCP selon la présente invention un copolymère comprenant au moins une unité de formule (I)
Figure imgf000008_0001
et au moins un motif de formule (II)
Figure imgf000008_0002
OR8
où R1 , R2, R3 représentent indépendamment un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié en Ci à C2o, ou un radical phényle, ou un radical -COOR8 avec R8 représentant indépendamment un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié en Ci à C4 ou un ion monovalent divalent ou trivalent ou un radical ammonium quaternaire ;
R4 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié en C2 à C20 ;
R5 est un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C2o, ou un ion monovalent divalent ou trivalent, ou un radical ammonium quaternaire
ou R5 représente un radical de formule
C)R6
— P - OR6 où R6 représente indépendamment un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié en Ci à C2o , ou un ion monovalent divalent ou trivalent, ou un radical ammonium quaternaire;
ou R5 représente un radical de formule
R7
[ CHU ,— N'
[ CHJ I — P CUR6 avec R7 représentant un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié en Ci à Ci8 , ou un radical de formule
[ CH2]T — P 03(R6)2
où W représente indépendamment un atome d'oxygène ou d'azote ou un radical
NH ;
m est un nombre entier compris de 0 à 2 ;
n est un nombre entier égal à 0 ou 1 ;
q est un nombre entier égal à 0 ou 1 ;
r est un nombre entier compris de 0 à 500 ;
t est un nombre entier compris de 0 à 18 ;
et la masse molaire dudit copolymère est comprise de 10 000 à 400 000 daltons.
Le nombre entier m de l'unité (I) et le nombre entier m de l'unité (II) sont indépendants, et peuvent être identiques ou différents.
Les nombres entiers t du radical R5 de l'unité (I) peuvent être identiques ou différents.
Les radicaux R1 , R2, R3 et R4 (I) et W de l'unité (II) sont indépendants, et peuvent être identiques ou différents.
De préférence, un radical R1 représente un atome d'hydrogène. De préférence, un radical R2 représente un atome d'hydrogène.
De préférence, un radical R3 représente un radical méthyle.
De préférence, un radical R4 représente un radical éthyle.
De préférence, le copolymère utilisé selon l'invention ou un de ses sels possède un nombre entier r compris de 1 à 300, de préférence compris de 20 à 250, plus préférentiellement compris de 40 à 200, encore plus préférentiellement compris de 40 à 150.
Le copolymère peut comprendre plusieurs unités différentes selon la formule (I) ayant, notamment, des radicaux R5 différents.
De préférence, le superplastifiant selon la présente invention est choisi parmi ceux les plus efficaces pour réduire la viscosité des compositions hydrauliques.
De préférence, le superplastifiant selon la présente invention a un poids moléculaire inférieur à 200000 g/mol, de préférence inférieur à 100000 g/mol et plus préférentiellement inférieur à 80000 g/mol.
Le superplastifiant selon l'invention peut être de structure linéaire, ramifiée, en peigne ou en étoile.
De préférence, l'agent inertant pour argiles non gonflantes, et/ou l'agent inertant pour argiles gonflantes et/ou le superplastifiant présentent une structure en peigne.
Tout particulièrement préféré est un superplastifiant de structure en peigne. Dans ce cas, la chaîne principale est en règle générale hydrocarbonée.
Le superplastifiant selon l'invention peut comprendre notamment des groupes carboxyliques, sulfoniques, ou phosphoriques.
Le superplastifiant selon l'invention peut comprendre par ailleurs des groupements pendants non ioniques, en particulier, des groupements polyéther. Les groupements polyéther comprennent généralement des unités d'éthylèneoxyde ou de propylèneoxyde ou une combinaison des deux.
Le superplastifiant selon l'invention peut également comprendre des groupements pendants de type di- ou oligo-saccharides (voir par exemple la demande de brevet EP 2072531 ) ou de type polyamine polyamide (voir par exemple la demande de brevet EP 2065349).
Beaucoup de superplastifiants tels que décrits sont connus en tant que tels.
Ils peuvent être obtenus directement par copolymérisation, procédé décrite dans les brevets EP 0056627, JP 58074552, US 5,393,343.
Ils peuvent également être préparés par modification post-synthétique d'un polymère, comme décrit par exemple dans le brevet US 5,614,017.
Le superplastifiant selon l'invention peut être ajouté à différents moments dans le procédé de fabrication, par exemple en même temps que l'agent inertant pour argiles non gonflantes ou que l'agent inertant pour argiles gonflantes selon l'invention ou séparément de l'agent inertant pour argiles non gonflantes ou de l'agent inertant pour argiles gonflantes selon l'invention. Il peut être mélangé au liant hydraulique. Selon une variante, il peut être ajouté au moment de la préparation de la composition hydraulique selon l'invention. De préférence, le superplastifiant est ajouté après l'agent inertant pour argiles gonflantes et/ou après l'agent inertant pour argiles non gonflantes.
Agent inertant pour argiles gonflantes
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles gonflantes est hydrosoluble.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles gonflantes présente une cationicité supérieure à 0,5 meq/g, de préférence supérieure à 1 meq/g, et plus préférentiellement supérieure à 2 meq/g.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles gonflantes présente en outre un poids moléculaire exprimé par une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g, de préférence inférieure à 0,8 dl/g, et plus préférentiellement inférieure à 0,6 dl/g.
L'agent inertant pour argiles gonflantes peut être un polymère ayant une structure linéaire, peigne ou ramifiée. De préférence, l'agent inertant pour argiles gonflantes est un polymère à structure linéaire ou légèrement ramifiée.
Les groupes cationiques de l'agent inertant pour argiles gonflantes peuvent être notamment des groupes phosphonium, pyridinium, sulfonium et aminé quaternaire, ces derniers étant préférés. L'agent pour argiles gonflantes peut être un polymère comprenant une chaîne principale et des groupes pendants. Ces groupes cationiques peuvent être situés sur la chaîne principale de l'agent inertant pour argiles gonflantes ou sur les groupes pendants.
L'agent inertant pour argiles gonflantes correspond, par exemple, aux polymères cationiques décrits dans la demande de brevet WO2006032785.
L'agent inertant pour argiles gonflantes peut être obtenu directement par un procédé de polymérisation connu, tel que la polymérisation radicalaire, la polycondensation ou la polyaddition.
Il peut également être préparé par modification post-synthétique d'un polymère, par exemple par greffage de groupements portant au moins une fonction cationique sur une chaîne polymérique portant des groupes réactifs appropriés.
La polymérisation est réalisée à partir d'au moins un monomère portant un groupe cationique ou un précurseur adapté.
Les agents inertants pour argiles gonflantes obtenus à partir de monomères portant des groupes aminé et imine sont particulièrement utiles. L'azote peut être quaternisé après polymérisation de manière connue, par exemple par alkylation à l'aide d'un composé alkylant, par exemple par du chlorure de méthyle, ou en milieu acide, par protonation.
Les agents inertant pour argiles gonflantes contenant des groupes cationiques d'amine quaternaire sont particulièrement appropriés.
Les monomères portant déjà une fonction aminé quaternaire cationique peuvent être, par exemple, les sels de diallyldialkyl ammonium, les (méth)acrylates de dialkylaminoalkyl quaternisés, et les (méth)acrylamides N-substitués par un dialkylaminoalkyl quaternisé.
La polymérisation peut être réalisée avec des monomères non ioniques, de préférence à chaîne courte, comportant 2 à 6 atomes de carbone. Des monomères anioniques peuvent également être présents à condition que le polymère finalement obtenu reste globalement cationique.
Dans le cadre de la modification de polymères par greffage, on peut citer les polymères naturels greffés, par exemple les amidons cationiques.
Avantageusement, l'agent inertant pour argiles gonflantes contient des groupes dont le caractère cationique n'apparait qu'en milieu acide. Les groupes aminés tertiaires, qui sont cationiques par protonation en milieu acide, sont particulièrement préférés. L'absence de caractère ionique dans les compositions hydrauliques de type béton ou mortier présentant un pH alcalin permet d'améliorer encore plus leur robustesse par rapport à d'autres composés ioniques, notamment anioniques.
A titre d'exemple, on peut citer des polymères cationiques de la famille des polyvinylamines. Ils peuvent être obtenus par polymérisation de N-vinylformamide, suivie d'une hydrolyse. Les polyvinylamines quaternisés peuvent être préparés comme cela est décrit dans le brevet US 5,292,441 . Les polymères de type polyéthylèneimine sont également appropriés. Ces derniers sont quaternisés par protonation.
Les polymères cationiques obtenus par polycondensation d'épichlorhydrine avec une mono- ou dialkylamine, notamment la méthylamine ou diméthylamine sont particulièrement préférés. Leur préparation a été décrite par exemple dans les brevets US 3,738,945 et US 3,725,312.
L'unité du polymère cationique obtenu par polycondensation de diméthylamine et d'épichlorhydrine peut être représentée comme suit :
Figure imgf000012_0001
Les polymères de type polyacrylamide modifiés par réaction de Mannich tel que le polyacrylamide N-substitué par un groupe diméthylaminométhyle sont également appropriés .
Les agents inertants pour argiles gonflantes, obtenus par polycondensation de dicyandiamide et de formaldéhyde sont également appropriés. Ces polymères et leur procédé d'obtention sont décrits dans le brevet FR 1 042 084.
Selon un mode de réalisation préféré, l'agent inertant pour argiles gonflantes est susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formaldéhyde en présence de :
A) un polyalkylène glycol ; et/ou
B) un polycarboxylate polyalkoxylé, appelé également PCP ; et/ou
C) un dérivé ammonium.
La constitution chimique précise de l'agent inertant pour argiles gonflantes ainsi obtenu n'est pas connue avec précision. Il sera donc décrit ci-après essentiellement au moyen de son procédé de préparation.
Procédé de préparation de l'agent inertant pour argiles gonflantes
L'agent inertant pour argiles gonflantes est susceptible d'être obtenu par condensation du dicyandiamide avec du formol, éventuellement en présence d'autres composés, notamment d'un polyalkylène glycol (A), d'un polycarboxylate polyalkoxylé (B) et/ou d'un agent de quaternisation (C).
La réaction de condensation entre le dicyandiamide et le formol requiert 2 moles de formaldéhyde pour 1 mole de dicyandiamide, selon le schéma réactionnel (1 ) possible suivant :
H2N NH2 H H /HNx NH (-| )
C / HO— CH2 Ç CH2 OH '
N + 2 - N
O
C =N C=N
HN NH HN NH HN NH
Π HO^ CH2 C CH2 OH » HCH CH2 C CH2 CH2 C CH2 OH + n H20
II
N N N
n-1
Ainsi, le ratio molaire entre formol et dicyandiamide est de préférence situé dans la plage de 0,8 : 1 à 4 : 1 , en particulier de 1 : 1 à 3 : 1 . Un excès molaire supérieur à 4 n'apporte pas d'avantage supplémentaire, mais peut conduire à une prise générale indésirable.
De préférence, la réaction est réalisée avec un léger excès stoechiométrique de formol, avec un ratio molaire entre formol et dicyandiamide situé dans la plage de 2,2 : 1 à 2,8 : 1. De préférence, l'agent inertant pour argiles gonflantes est obtenu par condensation de formol avec dicyandiamide en présence de composés additionnels. En effet, cela permet de varier les propriétés de l'agent inertant pour argiles gonflantes, notamment sa solubilité dans l'eau et son affinité pour les argiles gonflantes.
Le polyalkylène glycol (composé A) est de préférence un composé de formule
(III) :
R9-O-[R10-O]n-R1 1 (III) dans laquelle :
R10 est un groupe alkyle en Ci à C4, de préférence un groupe éthyle et/ou propyle ;
R9 et R1 1 sont indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C4, de préférence un groupe méthyle ; et
n est un nombre de 25 à 1000.
A titre d'exemple, il peut s'agir de polyéthylène glycol, de polypropylène glycol, d'un copolymère oxyde d'éthylène/oxyde de propylène ou d'un mélange de ces différents composés. De préférence, il s'agit de polyéthylène glycol.
Le poids moléculaire du composé A est de préférence de 1000 à 35000.
Les inventeurs ont mis en évidence par des mesures de viscosité que la présence du composé A modifie la structure de l'agent inertant pour argiles gonflantes ainsi que ses performances.
La quantité de composé A utilisé dans la réaction le cas échéant est inférieure à celle des réactants principaux dicyandiamide et formol.
Ainsi, le mélange réactionnel contient généralement 0 à 10 %, de préférence 0,5 à 3 %, et tout particulièrement 0,8 à 1 % en masse de composé A.
Le composé B est un PCP tel que défini précédemment en relation avec les formules (I) et (II).
Avantageusement, le mélange réactionnel contient 0,1 à 10 %, de préférence 0,5 à 5 %, et tout particulièrement 0,5 à 2 % en masse de composé B.
Le dérivé ammonium (composé C) a pour fonction principale d'augmenter le caractère ionique du polymère en apportant des fonctions cationiques. Le caractère ionique du polymère contribue grandement à sa solubilité dans l'eau et à son affinité pour les argiles gonflantes, et est donc avantageux pour une l'application envisagée.
De préférence, l'ion ammonium du dérivé ammonium est de formule (IV) suivante :
NH(R12)3 + (IV) dans laquelle
les groupements R12 sont identiques ou différents et correspondent à H ou à un groupement alkyle en Ci à C6. On peut citer comme exemples de dérivés ammonium appropriés les halogénures d'ammonium tels que le chlorure d'ammonium, le bromure d'ammonium et l'iodure d'ammonium, le sulfate d'ammonium, l'acétate d'ammonium, le formiate d'ammonium, le nitrate d'ammonium, le phosphate d'ammonium, le formiate d'ammonium étant préféré.
La quantité de composé C utilisé peut varier dans de larges proportions. Toutefois, le ratio molaire entre le composé C et la dicyandiamide est de préférence de 1 à 1 ,5 et tout particulièrement de 1 ,1 à 1 ,3. Typiquement, le mélange réactionnel contient 1 à 10 %, de préférence 3 à 8 %, et tout particulièrement 6 à 8 % en masse de composé C.
La réaction de condensation se fait dans un solvant approprié, l'eau étant tout particulièrement préférée.
La quantité de solvant dans le mélange réactionnel est choisie de manière à obtenir la solubilisation des différents composants. A titre indicatif, le mélange réactionnel peut contenir 10 à 80 % en masse, de préférence de 20 à 70 % en masse de solvant.
Généralement, il est préférable de limiter la quantité d'eau dans le mélange réactionnel, afin de déplacer l'équilibre de la réaction de condensation vers le produit souhaité. Si l'on souhaite un produit dilué, il est donc avantageux d'ajouter le complément d'eau après la réaction.
Il peut être intéressant d'ajouter d'autres adjuvants classiques dans les polymérisations, tels que des agents de terminaison moléculaire. Ces composés permettent de contrôler la taille des molécules synthétisées et donc leur masse molaire et de diminuer ainsi l'indice de polydispersité des molécules synthétisées. Parmi les agents de terminaison appropriés, on peut citer notamment l'acide sulfamique.
La réaction de condensation se déroule rapidement, généralement en l'espace de 30 minutes à 4 heures environ. La vitesse de la réaction dépend de la température, laquelle peut être comprise entre la température ambiante et le point d'ébullition du mélange réactionnel. De préférence, elle varie de 20 e 95°C, de préférence de 60 à 95°C. A plus basse température, le temps de réaction sera plus long. Une durée de réaction prolongée à température élevée est toutefois indésirable, car elle peut conduire à la dégradation du produit.
Avantageusement, l'agent inertant pour argiles gonflantes est utilisé directement à la fin de la réaction, sans purification préalable. Il peut donc contenir d'autres produits que l'agent inertant pour argiles gonflantes attendu selon le schéma réactionnel (1 ) indiqué ci-dessus.
Mélange
La présente invention se rapporte également à un mélange pour l'inertage d'argiles non gonflantes dans au moins un composant minéral destiné à la préparation d'une composition hydraulique, comprenant au moins une molécule organique, appelée également agent inertant pour argiles non gonflantes, ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène. Selon un exemple de réalisation, le mélange peut, en outre, comprendre un agent antimousse et/ou un biocide.
De préférence, le mélange selon l'invention comprend, outre l'agent inertant pour argiles non gonflantes, au moins un superplastifiant.
La présente invention vise également un mélange pour l'inertage d'argiles gonflantes et non gonflantes dans le composant minéral, comprenant, en outre, comme agent pour argiles gonflantes, un polymère cationique présentant une densité de charges cationiques supérieure à 0,5 meq/g et une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le rapport entre la proportion en masse de l'agent inertant pour argiles non gonflantes et la proportion en masse de l'agent inertant pour argiles gonflantes est ajusté en fonction du rapport entre la proportion en masse d'argiles non gonflantes et la proportion en masse d'argiles gonflantes. De préférence, le rapport entre la proportion en masse de l'agent inertant pour argiles non gonflantes et la proportion en masse de l'agent inertant pour argiles gonflantes est proportionnel au rapport entre la proportion en masse d'argiles non gonflantes et la proportion en masse d'argiles gonflantes.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est hydrosoluble.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est une molécule organique neutre.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est un polymère ayant un poids moléculaire inférieur à 1000000 g/mol, de préférence inférieur à 500000 g/mol, plus préférentiellement inférieur à 100000 g/mol, encore plus préférentiellement inférieur à 50000 g/mol.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes comprend au moins dix, de préférence au moins 50, plus préférentiellement au moins 100 atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est un polymère ou un copolymère comprenant au moins un monomère ayant au moins un atome capable de former au moins une liaison hydrogène.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est choisi parmi le groupe comprenant un oxyalkylène (par exemple l'éthylène glycol et/ou le propylène glycol ou PEG), un éther en couronne, un alcool polyvinylique, un gluconate, un heptagluconate, un acide heptagluconique, un acide gluconique, un polysaccharide notamment la cellulose ou la chitine, la dextrine, les dérivés de cellulose, le chitosan, les alginates, l'hémicellulose, la pectine, les polyols ou les protéines ou un mélange de ces composés.
De préférence, l'agent inertant pour argiles non gonflantes est un alcool polyvinylique ou PVA. A titre d'exemple, le PVA est obtenu par hydrolyse partielle d'un polymère polyacétate de vinyle.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles non gonflantes comprend des fonctions hydroxyle.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles gonflantes présente en outre un poids moléculaire exprimé par une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g, de préférence inférieure à 0,8 dl/g, et plus préférentiellement inférieure à 0,6 dl/g.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le polymère est obtenu par une étape de polymérisation d'au moins un monomère vinyl acétate ou d'un composé analogue et une étape d'hydrolyse, le taux d'hydrolyse de la molécule organique étant inférieur à 95 %, de préférence inférieur à 94 %, plus préférentiellement inférieur à 93 %.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'agent inertant pour argiles gonflantes a de préférence une structure linéaire.
Composition hydraulique
La présente invention se rapporte également à une composition hydraulique comprenant au moins un liant hydraulique et au moins le mélange tel que défini précédemment.
De préférence, le liant hydraulique selon l'invention est choisi parmi un ciment, du plâtre ou de la chaux. Préférentiellement, le liant hydraulique selon l'invention est un ciment.
De préférence, la composition hydraulique selon l'invention est un coulis de ciment, un mortier, un béton, un coulis de plâtre ou un coulis de chaux. Préférentiellement, la composition hydraulique selon l'invention est un coulis de ciment, un mortier ou un béton.
La présente invention se rapporte également à un élément pour le domaine de la construction, réalisé en utilisant une composition hydraulique telle que définie précédemment.
La présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication de la composition hydraulique telle que définie précédemment, comprenant une étape de mise en contact du mélange, tel que défini précédemment, avec une eau de gâchage et le liant hydraulique.
Traitement
L'agent inertant pour argiles non gonflantes ou l'agent inertant pour argiles gonflantes peuvent être utilisés, sous forme solide (granulé, bille), sous forme liquide, sous forme d'émulsion ou sous forme de suspension. A titre d'exemple, chacun de ces composés est sous forme d'une solution aqueuse qui peut comprendre, outre la matière active et le ou les solvants, notamment au moins un adjuvant classique, comme par exemple un agent de mouture, un accélérateur, un agent entraîneur d'air, un agent viscosant, un retardateur, un fluidifiant, un agent anti-retrait ou leurs mélanges. L'agent inertant pour argiles non gonflantes ou l'agent inertant pour argiles gonflantes peuvent être sous forme d'une solution aqueuse comprenant en outre un agent antimousse et/ou un biocide.
Le dosage est particulièrement aisé pour des formes liquides. D'autre part, compte tenu du poids moléculaire relativement faible des macromolécules sélectionnées, il peut être possible d'utiliser des solutions aqueuses à concentrations élevées en polymère sans problèmes liés à de fortes viscosités. Il est particulièrement intéressant d'utiliser des concentrations en polymère élevées pour réduire les coûts (transport, stockage). La concentration en polymères en solution peut varier, mais varie généralement de 20 à 80 % en masse.
A titre d'exemple, l'agent inertant pour argiles non gonflantes ou l'agent inertant pour argiles gonflantes peuvent être utilisés sous forme de poudre de façon à pouvoir être mélangés à sec avec le constituant choisi des compositions hydrauliques.
L'utilisation du mélange selon l'invention est utile pour inerter les argiles non gonflantes et gonflantes présentes dans certains constituants des compositions hydrauliques. Ces argiles non gonflantes et gonflantes peuvent affecter les propriétés des compositions hydrauliques, comprenant des superplastifiants ou non.
La teneur en impuretés du ou des constituants n'est pas limitée sauf pour des considérations économiques. De ce fait, des matériaux ayant une teneur en argile de 0,5 à 5 % en masse sont généralement traités.
Le traitement de matériaux contenant des argiles est particulièrement aisé et rapide. En effet, l'agent inertant pour argiles non gonflantes selon l'invention du mélange inertant présente une affinité importante avec les argiles non gonflantes et l'agent inertant pour argiles gonflantes du mélange inertant présente une affinité importante avec les argiles gonflantes. Ainsi, il suffit de mettre le mélange inertant en contact avec le matériau pour assurer un inertage des argiles gonflantes et non gonflantes comprises dans le matériau. Une mise en contact de quelques secondes est généralement suffisante.
Avantageusement, l'agent inertant pour argiles non gonflantes selon l'invention et l'agent inertant pour argiles gonflantes sont mis en contact avec le matériau à traiter par pulvérisation d'une solution aqueuse comprenant l'agent inertant pour les argiles non gonflantes selon l'invention et l'agent inertant pour les argiles gonflantes.
Dans le cas d'un matériau particulaire, le mélange se fait pendant ou après le traitement afin d'assurer une bonne répartition des polymères et obtenir un matériau traité de manière homogène.
Les argiles sont une source d'impuretés fréquente dans les composants minéraux pour les compositions hydrauliques, notamment dans les sables, les additions minérales ou le liant hydraulique. Aussi, selon un mode de réalisation de l'invention, le composant minéral est traité avec le mélange inertant selon l'invention.
De préférence, le composant minéral est mis en contact avec le mélange inertant par pulvérisation du mélange inertant en solution aqueuse sur le composant minéral.
Afin d'assurer une bonne répartition du mélange inertant et d'obtenir un composant minéral traité de manière homogène, le composant minéral est de préférence mélangé.
La pulvérisation peut avoir lieu dans un récipient, par exemple dans une caisse à chicanes à la sortie d'une bande de convoyage. Ce mode de réalisation assure en outre une faible perte du produit. Selon une variante, une solution du mélange inertant peut être pulvérisée dans un mélangeur placé en sortie de bande. Un pré-mélange d'une petite quantité de composant minéral peut être préparé avec le mélange inertant puis ce pré-mélange peut être ajouté au composant minéral. Une solution du mélange inertant peut être pulvérisée sur le composant minéral lors de son transport par une bande de convoyage.
Le mélange inertant est de préférence appliqué sur le composant minéral en une quantité appropriée pour assurer l'inertage complet des argiles gonflantes et non gonflantes présentes dans le composant minéral et donc éviter un surdosage en superplastifiant.
Toutefois, un traitement partiel peut être envisagé et l'application en quantité supérieure ne détériore pas les propriétés désirées de la composition hydraulique. Ainsi, il n'est pas nécessaire de doser la quantité d'argiles gonflantes et non gonflantes présentes dans le composant minéral au préalable pour déterminer la quantité nécessaire du mélange inertant.
En effet, la quantité du mélange inertant nécessaire pour inerter dépend principalement de la teneur en argiles gonflantes et non gonflantes du composant minéral. Elle peut également varier en fonction de la nature des argiles présentes. Le traitement d'un sable et/ou d'une addition minérale est généralement satisfaisant avec un dosage de 2 à 20 % en masse, de préférence 5 à 10 % de mélange inertant par rapport à la masse d'argiles gonflantes et non gonflantes sèches dans le sable et/ou l'addition minérale.
Le mélange inertant peut être ajouté à au moins un constituant de la composition hydraulique contenant les argiles gonflantes et non gonflantes indésirables. Il peut également être ajouté au moment de la préparation de la composition hydraulique, par exemple dans l'eau de gâchage.
Le mélange inertant peut donc être utilisé en carrière, en centrale à béton, en cimenterie, en centrale de production de plâtre ou en centrale de fabrication d'objets en plâtre.
Le traitement direct des composants minéraux, par exemple en carrière de sable, sera toutefois généralement plus efficace et donc privilégié.
Les composants minéraux ainsi traités peuvent être utilisés de manière classique, notamment pour la préparation de compositions à prise hydraulique. Ils sont utiles dans la préparation de compositions hydrauliques présentant des propriétés constantes.
En particulier, les composants minéraux ainsi traités sont utiles dans la préparation de compositions hydrauliques, dans lesquelles les argiles gonflantes et non gonflantes peuvent réduire l'efficacité des superplastifiants.
On constate que ce procédé de traitement est très versatile. En effet, il donne des résultats très satisfaisants pour différents ciments, notamment des ciments avec des ajouts, par exemple des pouzzolanes ou des additions calcaires.
Les compositions hydrauliques comprenant au moins un composant minéral comprenant des argiles gonflantes et non gonflantes traitées avec le mélange inertant présentent des propriétés rhéologiques comparables avec celles préparées avec le composant minéral exempt d'argiles, sans surdosage en superplastifiant.
Le procédé décrit permet de traiter même des composants minéraux fortement pollués. En effet, le mélange inertant décrit est efficace à un faible dosage, et rend ainsi le processus d'inertage des argiles gonflantes et non gonflantes à l'échelle industrielle économiquement viable.
Enfin, le procédé ne nécessite pas la mise en place d'un appareillage particulier. Il en résulte que le procédé décrit peut être efficace dans un large éventail de conditions et pour différents types de compositions hydrauliques et d'argiles.
L'invention est décrite plus en détail au moyen des exemples suivants, donnés à titre non limitatif. EXEMPLES
Mesure de la cationicité d'un polymère cationique
La cationicité ou densité de charges cationiques (en meq/g) représente la quantité de charges (en mmol) portée par 1 g de polymère. Cette propriété a été mesurée par titration colloïdale avec un polymère anionique en présence d'un indicateur coloré sensible à l'ionicité du polymère en excès.
Dans les exemples ci-après, la cationicité a été déterminée de la manière suivante.
Les composés suivants ont été introduits dans un récipient adapté :
- 60 ml d'une solution tampon de phosphate de sodium à 0,001 M - pH 6,
- et 1 ml de solution de bleu d'o-toluidine à 4,1 x 10"4 M
- puis 0,5 ml de solution de polymère cationique à doser.
Cette solution a été titrée avec une solution de polyvinylsulfate de potassium jusqu'à virage de l'indicateur. On a obtenu la cationicité par la relation suivante :
Cationicité (meq/g) = (Vepvsk * Npvsk ) / (Vpc * Cpc)
dans laquelle :
Vpc est le volume de solution du polymère cationique ;
Cpc est la concentration de polymère cationique en solution ;
Vepvsk est le volume de solution de polyvinylesulfate de potassium ; et
NpVSk est la normalité de la solution de polyvinylesulfate de potassium.
Mesure de la viscosité intrinsèque d'un polymère
Les mesures de viscosité intrinsèque des polymères ont été réalisées dans une solution NaCI 3 M, avec un viscosimètre capillaire de type Ubbelhode, à 25°C.
Le temps d'écoulement a été mesuré dans le tube capillaire entre deux repères pour le solvant et des solutions du polymère à différentes concentrations. La viscosité spécifique a été obtenue pour chaque concentration, en divisant la différence entre les temps d'écoulement de la solution de polymère et du solvant, par le temps d'écoulement du solvant. La viscosité réduite a été calculé en divisant la viscosité spécifique par la concentration de la solution de polymère. En traçant la droite de la viscosité réduite en fonction de la concentration de la solution de polymère, on a obtenu une droite. L'intersection avec l'ordonnée de cette droite correspondait à la viscosité intrinsèque pour une concentration égale à zéro.
Cette valeur a été corrélée au poids moléculaire moyen d'un polymère. Formulations du mortier
Tableau 1 - Formulation (1 ) du mortier
Figure imgf000022_0001
Le ciment était un ciment de type CEM I 52.5N CE CP2 NF (provenance Le Havre - usine Lafarge). Le matériau de remplissage (filler) était un matériau calcaire (Bétocarb d'Erbray comprenant environ 90 % en masse de passant au tamis de 100 μηη) (fournisseur : OMYA). Le sable normalisé était un sable siliceux conforme à la norme EN 196.1 (fournisseur : Société Nouvelle du Littoral). Le sable PE2LS était un sable siliceux de diamètre inférieur ou égal à 0,315 mm (Fournisseur : Fulchiron). Les adjuvants comprenaient un superplastifiant, le Glénium 27 (extrait sec : 20,3 % en masse ; Fournisseur : BASF). Les argiles pouvaient comprendre de la montmorillonite, de la kaolinite ou un mélange de montmorillonite et de kaolinite. La valeur X représentait la masse totale en gramme d'argiles.
Tableau 2 - Formulation (2) du mortier
Figure imgf000022_0002
Le ciment était un ciment de type CEM I 52.5N CE CP2 NF (provenance Le Havre - usine Lafarge). Le sable normalisé était un sable siliceux conforme à la norme EN 196.1 (fournisseur : Société Nouvelle du Littoral). Le sable PE2LS était un sable siliceux de diamètre inférieur ou égal à 0,315 mm (Fournisseur : Fulchiron). Les adjuvants comprenaient le Chrysoplast CER (extrait sec : 24,3% en masse ; Fournisseur : Chryso). Les argiles pouvaient comprendre de la montmorillonite, de la kaolinite ou un mélange de montmorillonite et de kaolinite. La valeur X représentait la masse totale en gramme d'argiles.
Protocole de préparation des mortiers selon la formulation (1 ) ou (2) :
Un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) ou (2) dans le bol d'un malaxeur Perrier.
Le sable a été introduit, puis l'eau de pré-mouillage et un malaxage a été effectué à faible vitesse (140 tr/min) pendant 1 minute. Le mélange a été laissé au repos pendant 4 minutes avant d'introduire les liants (ciment et filler). Les instants de mesure de l'étalement du mortier ont été chronométrés par rapport à l'instant d'introduction des liants. Les sables utilisés étaient ceux indiqués dans les formulations (1 ) et (2). Le malaxage est repris pendant 1 minute à petite vitesse puis l'eau de gâchage additionnée du superplastifiant a été ajoutée petit à petit en 30 secondes. Enfin, le malaxage est repris encore 2 minutes à 280 tr/min.
Lorsque le mortier comprenait un agent inertant, celui-ci a été ajouté au sable. Le rapport E/C a été maintenu constant pour les différentes séries d'essais.
Mesure de l'étalement des mortiers selon les formulations (1 ) et (2)
L'étalement du mortier a été mesuré grâce à un mini cône d'Abrams dont le volume était de 800 mL. Les dimensions du cône étaient les suivantes :
diamètre du cercle de la base supérieure : 50 +/- 0,5 mm ;
diamètre du cercle de la base inférieure : 100 +/- 0,5 mm ; et
hauteur : 150 +/- 0,5 mm.
Le cône a été posé sur une plaque de verre séchée et rempli de mortier frais. Il a ensuite été arasé. La levée du cône a provoqué un affaissement du mortier sur la plaque de verre. Le diamètre du disque obtenu a été mesuré en millimètres +/- 5 mm. Ceci correspondait à l'étalement du mortier.
EXEMPLES A, B, C et D (exemples de comparaison)
Afin d'évaluer l'effet néfaste des argiles dans les compositions hydrauliques, les niveaux d'ouvrabilité ont été comparés pour un mortier selon la formulation (1 ) ou pour un mortier selon la formulation (2), le mortier étant préparé avec :
-un sable sans argile (Exemple A) ;
-un sable comprenant 2 % en masse de kaolinite par rapport à la masse de sable (argiles comprises) (Exemple B) ;
-un sable comprenant 2 % en masse de montmorillonite par rapport à la masse de sable (argiles comprises) (Exemple C) ; et -un sable comprenant 2 % en masse de kaolinite et 2 % en masse de montmorillonite par rapport à la masse de sable (argiles comprises) (Exemple D).
Dans la suite de la description, pour le mortier selon la formulation (1 ), un étalement considéré suffisant à 5 minutes correspondait à un étalement supérieur à 280 mm et, pour le mortier selon la formulation (2), un étalement considéré suffisant à 5 minutes correspondait à un étalement supérieur à 180 mm.
L'étalement à 5 minutes a été mesuré après préparation du mortier selon la formulation (1 ) et du mortier selon la formulation (2). Les résultats sont rassemblés dans le tableau 3 ci-dessous. Les inventeurs ont constaté tout d'abord que les argiles avaient un effet néfaste sur l'étalement puisqu' un étalement suffisant à 5 minutes n'a pas été obtenu. Ces essais ont mis par ailleurs en évidence que la kaolinite avait un effet néfaste, bien que moins prononcé que la montmorillonite.
EXEMPLE 1
L'agent inertant pour argiles gonflantes utilisé pour les exemples 1 à 3 était une polyamine épichlorhydrine - diméthylamine, ayant une cationicité de 7,3 meq/g et une viscosité intrinsèque de 0,04 dl/g (FL2250 ; extrait sec : 54,5 % en masse ; Fournisseur : SNF).
Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en masse de kaolinite par rapport à la masse de sable (argiles comprises). En outre, 98,2 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 5,69 g du polymère cationique obtenu (en solution à 54,5 % d'extrait sec) a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en masse de polymère cationique sec par rapport à la masse d'argiles.
Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (2) avec 2 % en masse de kaolinite par rapport à la masse de sable (argiles comprises). En outre, 82,2 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 5,17 g du polymère cationique obtenu (en solution à 54,5 % d'extrait sec) a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en masse de polymère cationique sec par rapport à la masse d'argiles.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. Un étalement à 5 minutes suffisant a été obtenu avec un dosage de 10 % en masse de polymère cationique FL2250 calculé en polymère sec par rapport à la masse d'argile (kaolinite).
Les résultats des essais A,B,C, D et l'Exemple 1 qui précédent et les résultats des Exemples 2 à 9 suivants sont rassemblés dans le tableau 3 ci-dessous.
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0002
15 5 5 335 185 2 % montmorillonite
2 % montmorillonite
16 5 5 290 195
+ 2 % kaolinite
17 5 5 355 230 2 % kaolinite
18 5 5 375 195 2 % montmorillonite
2 % montmorillonite
19 5 5 350 190
+ 2 % kaolinite
EXEMPLE 2
L'exemple 1 a été répété en remplaçant la kaolinite ajoutée au sable par de la montmorillonite. On a constaté que l'étalement à 5 minutes du mortier sans argile a été atteint avec un dosage de 10 % en masse de polymère cationique, le FL2250, calculé en polymère sec par rapport à la masse d'argiles (montmorillonite). L'étalement à 5 minutes obtenu avec l'agent inertant pour argiles gonflantes était plus important lorsque l'argile était la montmorillonite par rapport à la kaolinite.
EXEMPLE 3
L'exemple 1 a été répété en ajoutant 2 % en masse de montmorillonite et 2 % en masse de kaolinite rapport à la masse de sable (argiles comprises). Les inventeurs ont constaté que l'étalement à 5 minutes du mortier obtenu avec un dosage de 10 % en masse de polymère cationique, le FL2250, calculé en polymère sec par rapport à la masse d'argiles (montmorillonite et kaolinite), n'était pas suffisant pour le mortier selon la formulation (1 ) et était juste suffisant pour le mortier selon la formulation (2).
EXEMPLE 4
L'agent inertant pour argiles non gonflantes utilisé pour les exemples 4 à 6 était un alcool polyvinylique (Mowiol 4-88 ; extrait sec : 19,8 % en masse ; Fabriquant : Kuraray) obtenu par hydrolyse partielle d'acétate de polyvinyle et caractérisé par un taux d'hydrolyse de 88 % et une viscosité dans une solution à 4 % et à 20°C de 4 mPa.s (mesurée selon la norme DIN 53015). Dans l'exemple 4 ainsi que dans les exemples qui vont suivre, lorsque l'agent inertant pour argiles non gonflantes était un alcool polyvinylique, un agent anti mousse a été ajouté au mortier préparé selon la formulation (1 ) ou (2) (2,5 % en masse par rapport à la masse d'extrait sec d'alcool polyvinylique).
Un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en masse de kaolinite par rapport à la masse de sable (argiles comprises). En outre, 88,2 g d'eau de prémouillage a été utilisé et 15,7 g de l'agent inertant pour argiles non gonflantes (en solution à 19,8 % d'extrait sec) a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en masse de l'agent inertant pour argiles non gonflantes sec par rapport à la masse d'argiles.
Un mortier a été préparé selon la formulation (2) avec 2 % en masse de kaolinite par rapport à la masse de sable (argiles comprises). En outre, 73,2 g d'eau de pré- mouillage a été utilisé et 14,2 g de l'agent inertant pour argiles non gonflantes (en solution à 19,8 % d'extrait sec) a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en masse de l'agent inertant pour argiles non gonflantes sec par rapport à la masse d'argiles.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. Un étalement suffisant du mortier a été obtenu à 5 minutes avec un dosage de 10 % en poids d'agent inertant pour argiles non gonflantes calculé en polymère sec par rapport au poids d'argile (kaolinite).
EXEMPLE 5
L'exemple 4 a été répété en remplaçant la kaolinite ajoutée au sable par de la montmorillonite. On a constaté que l'étalement à 5 minutes du mortier avec un dosage de 10 % en poids d'agent inertant pour argiles non gonflantes, le Mowiol 4-88, calculé en polymère sec par rapport au poids d'argile (montmorillonite), n'était pas suffisant pour le mortier selon la formulation (1 ) et était suffisant pour le mortier selon la formulation (2).
EXEMPLE 6
L'exemple 4 a été répété en ajoutant 2 % en poids de montmorillonite et 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). Les inventeurs ont constaté que l'étalement à 5 minutes du mortier avec un dosage de 10 % en poids d'agent inertant pour argiles non gonflantes, le Mowiol 4-88, calculé en polymère sec par rapport au poids d'argile (montmorillonite et kaolinite), n'était pas suffisant.
EXEMPLE 7
Pour les exemples 7 à 10, l'agent inertant pour argiles gonflantes était le FL2250 et l'agent inertant pour argiles non gonflantes était le Mowiol 4-88.
Un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en poids de kaolinite et 2 % en poids de montmorillonite par rapport au poids du sable (argiles comprises). En outre, 85,6 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 5,69 g du polymère FL2250 obtenu (en solution à 54,5 % d'extrait sec) et 15,7 g du polymère Mowiol 4-88 obtenu (en solution à 19,8 % d'extrait sec) ont été ajoutés après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 5 % en poids d'agent inertant pour argiles gonflantes sec par rapport au poids de l'argile et 5 % en poids d'agent inertant pour argiles non gonflantes sec par rapport au poids de l'argile. Un mortier a été préparé selon la formulation (2) avec 2 % en poids de kaolinite et 2 % en poids de montmorillonite par rapport au poids du sable (argiles comprises). En outre, 70,7 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 5,17 g du polymère FL2250 obtenu (en solution à 54,5 % d'extrait sec) et 14,2 g du polymère Mowiol 4-88 obtenu (en solution à 19,8 % d'extrait sec) ont été ajoutés après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 5 % en poids d'agent inertant pour argiles gonflantes sec par rapport au poids de l'argile et 5 % en poids d'agent inertant pour argiles non gonflantes sec par rapport au poids de l'argile.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 5 % en poids de polymère FL2250 et de 5 % en poids de polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids d'argile (montmorillonite et kaolinite).
EXEMPLE 8
L'exemple 7 a été répété en utilisant 3 % d'agent inertant pour argiles gonflantes, le FL2250 et 3 % d'agent inertant pour argiles non gonflantes, le Mowiol 4-88. Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 3 % en poids du polymère FL2250 et de 3 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids de l'argile (montmorillonite et kaolinite).
EXEMPLE 9
L'exemple 7 a été répété en utilisant 2,5 % de polymère FL2250 et 7,5 % de polymère Mowiol 4-88. Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu pour le mortier selon la formulation (1 ) et un étalement à 5 minutes insuffisant a été obtenu pour le mortier selon la formulation (2) avec des dosages de 2,5 % en poids du polymère FL2250 et de 7,5 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids de l'argile (montmorillonite et kaolinite).
EXEMPLE 10
L'exemple 7 a été répété en utilisant 1 ,5 % de polymère FL2250 et 4,5 % de polymère Mowiol 4-88. Un étalement insuffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 1 ,5 % en poids du polymère FL2250 et de 4,5 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids d'argile (montmorillonite et kaolinite).
EXEMPLE 1 1
L'agent inertant pour argiles non gonflantes utilisé pour l'exemple 1 1 était un alcool polyvinylique (Mowiol 8-88 ; extrait sec : 8,8 % en masse ; Fabriquant : Kuraray) obtenu par hydrolyse partielle d'acétate de polyvinyle et caractérisé par un taux d'hydrolyse de 88 % et une viscosité dans une solution à 4 % et à 20°C de 4 mPa.s (mesurée selon la norme DIN 53015). Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 68,5 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 35,3 g (en solution à 8,8 % d'extrait sec) du polymère Mowiol 8-88 obtenu a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en poids de polymère sec par rapport au poids de l'argile.
Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (2) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 55,4 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 32,0 g (en solution à 8,8 % d'extrait sec) du polymère Mowiol 8-88 obtenu a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en poids de polymère sec par rapport au poids de l'argile.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. Les inventeurs ont constaté qu'un étalement du mortier suffisant à 5 minutes était atteint avec un dosage de 10 % en poids du polymère Mowiol 8-88, calculé en polymère sec par rapport au poids d'argile (kaolinite).
EXEMPLE 12
L'agent inertant pour argiles non gonflantes utilisé pour l'exemple 12 était un alcool polyvinylique (Mowiol 10-98 ; extrait sec : 13,7 % en masse ; Fabriquant : Kuraray) obtenu par hydrolyse partielle d'acétate de polyvinyle ayant un taux d'hydrolyse de 98 % et une viscosité dans une solution à 4 % et à 20°C de 10 mPa.s (mesurée selon la norme DIN 53015).
Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 78,5 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 25,4 g du polymère Mowiol 10-98 obtenu (en solution à 12,2 % d'extrait sec) a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en poids de polymère sec par rapport au poids de l'argile.
Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (2) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 64,3 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 23,1 g du polymère Mowiol 10-98 obtenu (en solution à 12,2 % d'extrait sec) a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en poids de polymère sec par rapport au poids de l'argile.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. On a constaté qu'un étalement insuffisant du mortier était atteint à 5 minutes avec un dosage de 10 % en poids du polymère Mowiol 10-88, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile (kaolinite).
EXEMPLE 13
L'agent inertant pour argiles non gonflantes utilisé pour l'exemple 13 était un alcool polyvinylique (Mowiol 18-88 ; extrait sec : 13,7 % en masse ; Fabriquant : Kuraray) obtenu par hydrolyse partielle d'acétate de polyvinyle et caractérisé par un taux d'hydrolyse de 88 % et une viscosité dans une solution à 4 % et à 20°C de 18 mPa.s (mesurée selon la norme DIN 53015).
Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 81 ,1 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 22,7 g du polymère Mowiol 18-88 (en solution à 13,7 % d'extrait sec) obtenu a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en poids de polymère sec par rapport au poids de l'argile.
Ensuite un mortier a été préparé selon la formulation (2) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 66,8 g d'eau de pré-mouillage a été utilisé et 20,7 g du polymère Mowiol 18-88 (en solution à 13,7 % d'extrait sec) obtenu a été ajouté après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 10 % en poids de polymère sec par rapport au poids de l'argile.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. Les inventeurs ont constaté qu'un étalement suffisant du mortier à 5 minutes était atteint avec un dosage de 10 % en poids du polymère Mowiol 18-88, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile (kaolinite).
EXEMPLE 14
L'agent inertant pour argiles gonflantes utilisé pour les exemples 14, 15 et 16 était obtenu par polycondensation de dicyandiamide formaldéhyde quaternisé au formiate d'ammonium (DF ; extrait sec : 53,4 % en masse). L'agent inertant pour argiles non gonflantes utilisé pour les exemples 14, 15 et 16 était le Mowiol 4-88.
Un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, on 93,1 g d'eau de pré- mouillage a été utilisé et 2,9 g (en solution à 53,4 % d'extrait sec) du polymère DF obtenu et 7,8 g du polymère Mowiol 4-88 obtenu (en solution à 19,8 % d'extrait sec) ont été ajoutés après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids d'argile et 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles non gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile.
Un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 77,6 g d'eau de prémouillage a été utilisé et 2,62 g (en solution à 53,4 % d'extrait sec) du polymère DF obtenu et 7,1 g du polymère Mowiol 4-88 obtenu (en solution à 19,8 % d'extrait sec) ont été ajoutés après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids d'argile et 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles non gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 5 % en poids du polymère DF et de 5 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids de l'argile (kaolinite).
EXEMPLE 15
L'exemple 14 a été répété en remplaçant la kaolinite ajoutée au sable par de la montmorillonite. Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 5 % en poids du polymère DF et de 5 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids de l'argile (montmorillonite).
EXEMPLE 16
L'exemple 14 a été répété en ajoutant 2 % en poids de montmorillonite et 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids du sable (argiles comprises). Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 5 % en poids du polymère DF et de 5 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids de l'argile (montmorillonite et kaolinite).
EXEMPLE 17
L'agent inertant pour argiles gonflantes utilisé pour les exemples 17, 18 et 19 était un polyDADMAC (polymère obtenu par polycondensation de diallyle diméthyl ammonium chloré). L'agent inertant pour argiles gonflantes avait une cationicité de 6,2 meq/g (PolyDADMAC TS45RD (sous forme de poudre) ; extrait sec : 90 % en masse ; Fournisseur : SNF). L'agent inertant pour argiles non gonflantes utilisé pour les exemples 17, 18 et 19 était le Mowiol 4-88.
Un mortier a été préparé selon la formulation (1 ) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids de sable (argiles comprises). En outre, 94,3 g d'eau de prémouillage a été utilisé et 1 ,7 g du polymère Polydadmac obtenu et 7,8 g du polymère Mowiol 4-88 obtenu ont été ajoutés après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile et 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles non gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile.
Un mortier a été préparé selon la formulation (2) avec 2 % en poids de kaolinite par rapport au poids du sable (argiles comprises). En outre, 78,6 g d'eau de prémouillage a été utilisé et 1 ,57 g du polymère Polydadmac obtenu et 7,1 g du polymère Mowiol 4-88 obtenu ont été ajoutés après l'eau de pré-mouillage, c'est-à-dire qu'il a été ajouté 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile et 5 % en poids de l'agent inertant pour argiles non gonflantes, calculé en polymère sec par rapport au poids de l'argile.
L'étalement a été mesuré à 5 minutes après préparation du mortier. Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 5 % en poids du polymère Polydadmac et de 5 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids de l'argile (kaolinite).
EXEMPLE 18
L'exemple 17 a été répété en remplaçant la kaolinite ajoutée au sable par de la montmorillonite. Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 5 % en poids du polymère Polydadmac et de 5 % en poids du polymère Mowiol 4-88, calculés en polymère sec par rapport au poids de l'argile (montmorillonite).
EXEMPLE 19
L'exemple 17 a été répété en ajoutant 2 % en poids de montmorillonite et 2 % en poids de kaolinite rapport au poids du sable (argiles comprises). Un étalement suffisant à 5 minutes a été obtenu avec des dosages de 5 % en poids du polymère Polydadmac et de 5 % en poids du polymère Mowiol 4-88 calculés, en polymère sec par rapport au poids de l'argile (montmorillonite et kaolinite).

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé d'inertage d'argiles non gonflantes dans au moins un composant minéral destiné à la préparation d'une composition hydraulique, comprenant l'ajout à la composition hydraulique, au composant minéral ou à l'un des autres constituants de la composition hydraulique, d'une molécule organique ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la molécule organique est neutre.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la molécule organique est obtenue par une étape de polymérisation d'au moins un monomère vinyl acétate et une étape d'hydrolyse, le taux d'hydrolyse de la molécule organique étant inférieur à 95 %.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la molécule organique est un alcool polyvinylique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant, en outre, l'ajout à la composition hydraulique, au composant minéral ou à l'un des autres constituants de la composition hydraulique, d'un polymère cationique présentant une densité de charges cationiques supérieure à 0,
5 meq/g et une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g, d'où il résulte l'inertage d'argiles gonflantes dans le composant minéral.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la composition hydraulique est un béton ou un mortier.
7. Mélange pour inerter des argiles non gonflantes dans au moins un composant minéral destiné à la préparation d'une composition hydraulique, comprenant au moins une molécule organique ayant une densité de charges cationiques strictement inférieure à 0,5 meq/g et comprenant au moins deux atomes chacun étant capable de former au moins une liaison hydrogène.
8. Mélange selon la revendication 7, dans lequel la molécule organique est neutre.
9. Mélange selon la revendication 7 ou 8, pour inerter des argiles gonflantes et non gonflantes dans le composant minéral, comprenant, en outre, un polymère cationique présentant une densité de charges cationiques supérieure à 0,5 meq/g et une viscosité intrinsèque inférieure à 1 dl/g.
10. Mélange selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la molécule organique est obtenue par une étape de polymérisation d'au moins un monomère vinyl acétate et une étape d'hydrolyse, le taux d'hydrolyse de la molécule organique étant inférieur à 95 %.
1 1 . Mélange selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la molécule organique est un alcool polyvinylique.
Composition hydraulique, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un liant hydraulique et au moins le mélange selon l'une quelconque des revendications 7 à 1 1 .
Procédé de fabrication de la composition hydraulique selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en contact du mélange selon l'une quelconque des revendications 7 à 1 1 , avec une eau de gâchage et le liant hydraulique.
14. Elément pour le domaine de la construction, caractérisé en ce qu'il est réalisé en utilisant une composition hydraulique selon la revendication 12.
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