CH633502A5 - Beton colloidal leger comprenant un ciment portland, de la chaux, du sable, un colloide et un compose entraineur d'air, procede de preparation et utilisation. - Google Patents

Beton colloidal leger comprenant un ciment portland, de la chaux, du sable, un colloide et un compose entraineur d'air, procede de preparation et utilisation. Download PDF

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CH633502A5
CH633502A5 CH1574177A CH1574177A CH633502A5 CH 633502 A5 CH633502 A5 CH 633502A5 CH 1574177 A CH1574177 A CH 1574177A CH 1574177 A CH1574177 A CH 1574177A CH 633502 A5 CH633502 A5 CH 633502A5
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colloid
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Surbeck Jacques
Boulonnais Chaux & Dolomies
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Description

La présente invention concerne un béton colloïdal léger comprenant un ciment Portland, de la chaux, du sable, un colloïde et un composé entraîneur d'air, un procédé de fabrication d'un tel béton et une utilisation de celui-ci.
On connaît de tels bétons composés de ciment, de sable, d'un colloïde, d'un complexe entraîneur d'air et d'eau. Grâce à la haute viscosité produite par l'action du colloïde dans l'eau, l'entraîneur d'air provoque lors du malaxage du béton la création, dans la pâte à l'état plastique, d'un réseau de bulles d'air sphériques extrêmement nombreuses, fermées et de petites dimensions. Ce béton présente les caractéristiques d'un béton léger dans lequel ces bulles remplaceraient les granulats légers habituels.
Le brevet du Royaume-Uni N° 1105623 concerne un mortier au ciment ayant la composition pondérale suivante:
perlite ou vermiculite 18,9%
charge 28,34%
chaux hydratée 7,14%
ciment 45,62%
éther de cellulose 0,0075%
agent tensio-actif entraîneur d'air 0,032% Dans la publication des Pays-Bas N° 67.15986, on décrit un mortier ayant, par exemple, la composition suivante:
sable de granulométrie inférieure à 3 mm 53,9%
chaux vive 8,4%
chaux hydratée 5,4%
ciment Portland 13,5%
trass 13,5%
méthylcellulose et poudre d'amiante 0,5%
acétate de polyvinyle 4,7%
La publication de l'Allemagne de l'Ouest N° 2046046 décrit un mortier d'enduit à base de sable et de chaux comportant:
750 g de sable 130 g de chaux hydraulique 40 g de chaux dolomitique 80 g de clinker moulu 1,3 g de méthylcellulose 1,5 g d'un agent thixotropique 1,5 g d'un agent augmentant la porosité 0,5 g d'un agent de dispersion 5% en volume d'un agrégat léger
Dans ces publications, la quantité de chaux en présence est relativement limitée.
Le béton colloïdal léger, malgré ses nombreux avantages, présente cependant l'inconvénient d'être onéreux, en particulier lorsqu'il doit être préparé et utilisé dans des lieux éloignés de toute fabrique de ciment. En effet, ce béton comporte au moins 500 kg de ciment par m3 qui doivent parfois être transportés sur de longues distances et dans des conditions difficiles.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, le béton colloïdal léger se caractérise en ce qu'il comprend une quantité de chaux égale ou supérieure à celle du ciment Portland.
On sait en effet que la chaux est un produit facile à fabriquer et ne nécessitant pas d'installations lourdes. De plus, la matière première est largement répandue. Ainsi, en remplaçant une partie du ciment utilisé jusqu'à présent dans la fabrication de béton colloïdal léger par de la chaux qui peut être fabriquée à proximité du lieu de préparation du béton, on peut réduire sensiblement le coût de ce béton.
Bien entendu, ce béton peut comprendre également d'autres composés, tels que des granulats légers, des argiles expansées, du sable et/ou des fibres.
Le béton colloïdal léger selon l'invention peut par exemple comporter entre 1 et 3 parties de chaux pour 1 partie de ciment Portland.
On a en effet constaté que le béton colloïdal léger conservait d'excellentes caractéristiques physiques et mécaniques même lorsqu'une forte proportion du ciment est remplacée par de la chaux.
La chaux utilisée pour la préparation de ce béton peut être de la chaux éteinte pure, ou une chaux hydraulique de composition quelconque.
Le procédé de préparation de béton colloïdal léger selon l'invention se caractérise par les étapes consistant à:
1) malaxer énergiquement un mélange de ciment, de sable et un colloïde et un composé entraîneur d'air dans l'eau, en présence de chaux, ce malaxage étant maintenu durant un temps suffisant pour entraîner de fortes proportions d'air pour obtenir ime densité contrôlée et prédéterminée, ce mélange contenant une proportion de 1 à 3 parties de chaux pour 1 partie de ciment Portland, et
2) carbonater la chaux en mettant le mélange en contact avec une atmosphère à forte teneur en dioxyde de carbone.
Selon ce procédé, la carbonatation de la chaux éteinte est accélérée par la mise en contact des produits réalisés à partir dudit béton avec une atmosphère à forte teneur en gaz carbonique (C02),
Ce béton peut être utilisé pour la fabrication de pièces en béton, notamment de blocs en béton par coulée en moules ou de pièces obtenues par extrusion.
Dans le brevet de l'Allemagne de l'Ouest N° 68638, on décrit un procédé pour accélérer la prise de matériaux à base de ciment contenant de la chaux en faisant agir du gaz carbonique de façon à carbonater cette chaux. On sait en effet que la présence de chaux dans un béton retarde la prise de celui-ci jusqu'à ce que soit réalisée la carbonatation de ladite chaux. Il a été constaté que cela est vrai en particulier dans le cas du béton colloïdal léger, et que la carbonatation dans l'air s'effectuait lentement. Par contre, dans une atmosphère riche en gaz carbonique, cette carbonatation s'effectue beaucoup plus rapidement.
Dans une forme de mise en œuvre de ce procédé, cette mise en contact est réalisée par une conservation desdits produits dans du gaz
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carbonique. Du fait de la porosité du matériau, ce contact est particulièrement étroit et permet une carbonatation totale, contrairement à ce qui est en général obtenu avec les bétons classiques, beaucoup plus compacts, où la carbonatation ne progresse qu'avec une extrême lenteur à partir de la surface du matériau.
Ce gaz carbonique peut en particulier provenir des fours à chaux dans lesquels est fabriquée la chaux éteinte utilisée pour préparer le béton selon l'invention, ou de toutes autres sources.
En général, après une conservation de quelques jours dans du gaz carbonique, le béton a à peu près acquis ses caractéristiques définitives, comme on le verra ci-après.
Dans un autre mode de mise en œuvre de la présente invention, cette mise en contact est réalisée par un malaxage du béton dans une atmosphère contenant un certain pourcentage de gaz carbonique, ce gaz étant ainsi entraîné et formant des bulles dans la masse du béton.
Ce mode de mise en œuvre présente l'avantage qu'il n'est pas nécessaire de prévoir d'enceintes étanches pour conserver pendant un certain temps les produits finis. Leur réalisation est donc simplifiée, en particulier lorsqu'il s'agit de bâtiments.
Un exemple de réalisation de la présente invention sera maintenant décrit, les résultats d'essais étant consignés dans le tableau 1.
Ce tableau donne, pour les différents échantillons essayés, la densité, ainsi que les résistances en traction par flexion (RTF) et en compression (Rc), exprimées en kilos par centimètre carré.
On a utilisé, pour préparer ce béton, un mélange à poids égal de sable fin 0/0,7 mm et d'un liant hydraulique composé pour partie de ciment CPA 400 et pour partie de chaux.
L'eau de gâchage contenait, à titre d'entraîneur d'air, 0,7% en poids du liant hydraulique, d'alkyléthoxysulfate de sodium, vendu sous la marque SIKA AER par la société SIK A.
Le ciment a préalablement été homogénéisé avec 0,3% de colloïde. Le colloïde utilisé était de l'hydroxypropylméthylcellulose, vendu sous la marque Methocel K 15 par la société Dow Chemical.
Le malaxage a été réalisé à l'aide d'un malaxeur courant du 5 commerce spécialement adapté à la fabrication de ce matériau.
Des échantillons ont été préparés en utilisant comme liant hydraulique d'une part du ciment CPA 400 pur et, d'autre part, en mélangeant respectivement 50,60,70 et 80% de chaux. Dans chacun de ces cinq cas, le rapport du poids d'eau de gâchage au poids du io liant hydraulique est indiqué sur le tableau.
Les résultats donnés dans la ligne 1 du tableau correspondent à des échantillons conservés pendant 2 d dans de l'air à 20° C présentant une humidité relative de 100%.
Les lignes 2 et 3 du tableau correspondent à des échantillons conservés respectivement 7 et 28 d dans de l'air à 20° C présentant une humidité relative de 50%.
Les lignes 4 et 5 du tableau concernent des échantillons conservés 2 d dans de l'air à 20° C présentant 100% d'humidité relative puis, respectivement, 9 et 22 d dans une atmosphère de gaz carbonique à 20° C.
On constate que, en l'absence d'un processus permettant une carbonatation accélérée, les caractéristiques des différents bétons obtenus ne s'améliorent que lentement avec le temps, les caractéristiques des échantillons comportant un pourcentage important de chaux restant de toute façon médiocres par rapport à celles du béton obtenu à partir du ciment pur dans un délai défini.
Par contre, en accélérant la carbonatation, les caractéristiques deviennent rapidement bonnes et sont proches de celles du béton obtenu à partir du ciment pur.
Tableau I
Influence du pourcentage de chaux éteinte
CPA 400 Pur
50% CPA 400
40% CPA 400
30% CPA 400
20% CPA 400
+ 50% chaux
+ 60% chaux
+ 70% chaux
+ 50% chaux
E/L =0,42
E/L =
0,50
E/L =
0,592
E/L =
0,705
E/L =
0,792
densité
Rtf
Rc densité
RTf
Rc densité
RTf
Rc densité
rtf
Rc densité
RTF RC
1 1,12
13
34
1,59
14
44
1,53
7
15
1,45
0
4
1,53
0 0
2 1,06
19
64
1,40
27
92
1,29
16
41
1,14
7
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71
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23
104
1,29
16
49
1,16
9
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4 1,14
33
104
1,57
62
129
1,45
40
137
1,32
32
94
1,30
30 96
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33
110
1,58
70
245
1,45
43
148
1,32
30
96
1,34
31 100
25
R

Claims (10)

633 502
1 partie de ciment Portland.
1. Béton colloïdal léger comprenant un ciment Portland, de la chaux, du sable, un colloïde et un composé entraîneur d'air, caractérisé en ce qu'il comprend de 1 à 3 parties de chaux pour
2. Procédé de préparation d'un béton selon la revendication 1, caractérisé par les étapes consistant à 1) malaxer énergiquement un mélange de ciment, de sable et un colloïde et un composé entraîneur d'air dans l'eau, en présence de chaux, ce malaxage étant maintenu durant un temps suffisant pour entraîner de fortes proportions d'air pour obtenir une densité contrôlée et prédéterminée, ce mélange contenant une proportion de 1 à 3 parties de chaux pour 1 partie de ciment Portland, et 2) carbonater la chaux en mettant le mélange en contact avec une atmosphère à forte teneur en dioxyde de carbone.
2
REVENDICATIONS
3. Utilisation du béton selon la revendication 1 pour la fabrication de pièces en béton.
4. Béton colloïdal léger selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaux est de la chaux éteinte.
5. Béton colloïdal léger selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaux est de la chaux hydraulique.
6. Béton colloïdal léger selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des additifs choisis dans le groupe comprenant des granulats légers, des argiles expansées, des fibres et leurs mélanges.
7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette mise en contact est réalisée par la conservation desdits produits dans du gaz carbonique.
8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette mise en contact est réalisée par un malaxage du béton dans une atmosphère de gaz carbonique, ce gaz étant ainsi entraîné et formant des bulles dans la masse du béton.
9. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le béton est coulé en moules pour la fabrication de blocs en béton.
10. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le béton est extrudé pour la fabrication de pièces.
CH1574177A 1976-12-17 1977-12-16 Beton colloidal leger comprenant un ciment portland, de la chaux, du sable, un colloide et un compose entraineur d'air, procede de preparation et utilisation. CH633502A5 (fr)

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