FR2841239A1 - Nouveau materiau pour le batiment - Google Patents
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Abstract
Un béton modulable, poly fonctionnel et à prise rapide, comprenant, en poids pour 1 mètre cube de béton. du ciment 100 à 600 kg/ m3 du sulfate de calcium semi-hydrate 80 à 500 kg/ m3 du sulfate de potassium 0, 1 à 20 kg/m3 un fluidifiant/ accélérateur qui est un est un composé organique hydrosoluble et hydrodispersible qui comporte au moins un groupement mélamine / formaldéhyde, donnant par polycondensation un sel sodique soluble à l'eau 1 à 50 kg/ m3 de l'eau 150 à 500 kg/ m3 des granulats 150 à 2000 kg/m3 et pièces moulées réalisées à l'aide d'un tel béton.
Description
revindication 1.
La presente invention concerne un beton modulable, poly
fonctionnel et a prise rapide et ses applications.
Dans le batiment, deux materiaux essentials vent les betons et les platres. Les platres se poudrent sur l'eau, en proportions precises pre dosees et se malaxent ensuite tres vise, puis se coulent aussitot. Ils ne supportent pas les charges en granulate denses qui altbrent gravement la
cohesion et la robustesse du materiau ainsi constitue.
Les betons se premelangent a sec. Ils vent constitues de 1/4 a 1/3 de ciment, et la fraction restante composee de granulate plus ou moins densest Le pre melange sec est ensuite mouille a convenance et malaxe, puis mis en couvre. Des adjuvants peuvent etre ajoutes, soit a see, soit au mouille. Les platres et les ciments vent deux liants hydrauliques (organises
avec de l'eau) dont la prise se produit par reaction exothermique.
Mais leurs principes de dosage en eau, de renfort en charges
granulaires et de mise en couvre divergent jusqu'a l'incompatibilite.
Les platres ont un grand besoin en eau et supportent mal les
volumes et poids des charges ou granulate.
La robustesse des betons est enormement degradee par tout exces d'eau et il leur est necessaire d'etre suffisamment charges en granulate, faute de quoi ils retractent fortement et se fissurent au detriment de leur tenue dans le temps et de leur robustesse. L'insuffisance en granulate conduit l'exces de chaux libre, continue dans le ciment a produire des reactions alcalines internee (sels de Cand lot p rovoquant des g onflements) et externes au reolant la
surface de taches et efflorescences.
Ainsi les melanges de platre et de ciment comme liants vent tentants, mais incompatibles pour realiser des betons correctement charges de granulate. Tous les essais connus du genre ont about) a des pertes
considerables des proprietes propres a cheque liant.
II serait souhaitable de disposer d'un beton capable d'etre fluide si desire mais a prise rapide. II serait aussi souhaitable de disposer d'un beton stable et resistant au feu. II serait encore souhaitable de disposer d'un beton dont la fidelite d'empreinte se rapproche de celle d'un platre a mouler. II serait tout aussi souhaitable de disposer d'un beton dote d'un retrait et d'une deformation pratiquement nuls, inferieurs a 0,3 %, habituellement inferieurs a 0,2 %, voire de I'ordre de 0,05 %. II serait egalement souhaitable de disposer d'un beton dote de meilleures qualites isolantes vis a vis de la temperature que les betons conventionnels. Or apres de longues recherches, la demanderesse a pu realiser un beton d'une composition particuliere permettant d'utiliser conjointement comme liants le platre et le ciment, le beton ainsi obtenu etant doue d'un ensemble de
remarquables qualites resolvant les problemes ci-avant exposes.
C'est pourquoi la presente demande a pour objet un beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide, comprenant, en poids pour 1
metre cube de beton.
du ciment100 a 600 kg/m du sulfate de calcium semi-hydrate80 a 500 kg/m du sulfate de potassium0,1 a 20 kg/m un fluidifianVaccelerateur qui est un est un compose organique hydrosoluble et hydrodispersible qui comporte au 1 a 50 kg/m3 moins un groupement melamine / formaldehyde, donnant par polycondensation un sel sodique soluble a l'eau de l'eau150 a 500 kg/m des granulate150 a 2000 kg/m3 Le terme "modulable" signifie que l'on peut faire varier a volonte la consistence du beton selon ['invention entre une consistence tres fluide et un etat tres pateux. Le terme "polyfonctionnel " signifie que le beton selon ['invention peut
etre utile dans toutes les applications des betons de l'art anterieur.
Dans la presente demande et dans ce qui suit, le terme "ciment>> designe particulierement tous types de ciments hydrauliques, y compris speciaux, en usage dans tous les betons divers (ciments de hauts fourneaux, alumineux, magnesium, metalliques, kaoliniques, naturels et artificiels, tels que
Portlands etc....).
On peut y assimiler des pseudo-liants (pouzzolanes, asphaltes, cendres volantes, laitiers de hauts fourneaux, anhydrites, et gypses naturels ou synthetiques, chaux) et tout produit reactif a l'eau susceptible de reagir en liant intrinseque (synthetique naturel ou cellulosique, y compris les vitrifiats pulverises d'incinerations et les broyats de depots calcifies de la desalinisation ou du traitement d'eaux usees, qui peuvent etre substitues partiellement ou
totalement aux ciments hydrauliques.
On peut aussi substituer au ciment des composes cellulosiques, par exemple des methylcelluloses, carboxymethylcelluloses, hydroxymethyl celluloses, hydroxypropylcelluloses, hydroxypropylguars charges de carbonates, de kieselgurs, de bentonites, de kaolins recuits, d'argiles collodales etc.... rendues hydrauliques, comme egalement des pseudos anhydrites constituees par des broyats de depots calcifies de desalinisation ou d'eau usees. On peut enfin citer des vitrifiats d'incineration pulverises ou encore
des broyats de roches d'oxyde de magnesium, activables par eau.
Mais selon ['invention on utilisera de preference des ciments
Portland (dits"artificiels").
La fourchette d'incorporation du ciment dans le beton selon ['invention peut varier entre 3 % et 30 % de la masse totale seche des
composants du beton.
Pour un beton fluide, le ciment pourra notamment representer entre 15 % et 30 % de la masse totale seche des composants du beton et de preference environ 25 %. Pour un beton ferme, le ciment pourra notamment representer entre 6 % et 28 % de la masse totale seche des composants du
beton et de preference environ 15 % pour un beton robuste a la pression.
Le sulfate de calcium semi-hydrate est un sulfate de calcium modifie par cuisson et additions, donnant des germes de cristallisation non hydrates ou semi-hydrates (Ca SO4 1/ H2O), encore appele platre. Ces semi-hydrates vent composes de 93,79 % de sulfate de
calcium anhydre (Ca S04) et de 6,21 % d'eau de cristallisation.
Dans des conditions preferentielles de mise en couvre de ['invention, on utilise un platre a mouler et avantageusement un platre a mouler normal, de classe 1500 (c'est a dire pesant 1 500 grammes au litre hydrate). On peut citer notamment celui commercialise par LAFARGE sous la reference Prestia Tradition. Le platre est par exemple, issu de semi hydrates alpha a
granulometrie de 40 microns et temps de prise compris entre 17 et 20 minutes.
Le temps de prise est le temps necessaire pour que le materiau moule soit reellement bien fige pour commencer a durcir et ne doit pas etre confondu avec le temps de durcissement qui est celui necessaire pour une
robustesse sufffisante au demoulage et a la manipulation.
Le dosage usuel dans ['invention peut varier dans une fourchette allant de 4 % a 20 % de la masse totale seche des composants du beton, notamment de 10 a 20 %, particulierement de 12 a 18 %. On retient particulierement un beton selon ['invention mettant en oeuvre environ 16,5 % de
platre, associe a environ 22,2 % de ciment.
Outre qu'il joue dans ['invention le role d'ultra-fines de remplissage des vices entre le ciment et les granulate, le platre joue aussi le role
d'accelerateur du ciment lorsquton l'utilise a fortes doses.
D'apres les etudes du demandeur, son role dans la presente invention est de constituer rapidement un squelette d'appui pour le materiau qui permettra aux autres constituents de se hger et d u rcir ensemble avec rap id ite et
stabilite. II joue aussi le role d'absorbeur d'eau excedentaire.
Si le platre est prefere, dans le procede de ['invention on peut lui substituer des gypses naturels ou synthetiques actives differemment (sans cuisson) que l'on ferait reagir comme des anhydrites (selon l'etat des techniques connues du genre) ainsi que des laitiers broyes et des broyats de dep6ts calcifies ou encore des kaolins recuits et actives pour les conduire aux
memes fonctions que le platre.
Le fluidifiant / accelerateur est un compose organique hydrosoluble et hydrodispersible qui comporte au moins un groupement melamine / formaldehyde, d on nant par po lycondensation un sel sod iq ue solubl je
a l'eau.
On utilise avantageusement un condensat de melamine et de formaldehyde. On peut citer notamment celui commercialise par FOSROC sous
la reference Melment F10.
On retient aussi particulierement un condensat polymere soluble extrait de resines anioniques de melamine. Ce type de condensat est habituellement obtenu a partir d'environ une part de melamine, trots parts de formaldehyde et une part d'acide formique de transformation. II se presente
sous forme liquide (extrait sec dilue) ou sous forme solide (extrait sec cristallin).
Cette derriere forme est preferee.
La fourchette de dosage de fluidifiant utilisable est avantageusement comprise entre 0,1 % a 3 %, notamment comprise entre 0,40 % et 2 % du poids de la masse seche totale des composants du beton, particulierement comprise entre 0,8 % et 1,6 %. Pour les formulations fluides, le
dosage prefere est environ 1,15 %.
On peut utiliser aussi des derives du condensat polymere ci dessus (polymelamines additivees ou modifiees: sulfonatees, ethoxylees, naphtalenees, alkylees, styrenees, carboxylees ou phosphonatees. On peut aussi y substituer des melanges de fluidifiants polymelamines avec d'autres
fluidifiants de formulation differente, tels que ceux ci-dessus.
Selon ['invention, tous les granulate (qu'ils solent denses ou
legers) vent compatibles a la formation du beton selon ['invention.
Le sulfate de potassium utilise peut etre le sulfate de potassium commercial renfermant 93,5 % de K2SO4 pun On retient particulierement un produit derive de K2SO4 qui est un engrais potassique comprenant 50 % dioxyde potassique (K2O) soluble dans l'eau, 46 % d'anhydride sulfurique (S03) soluble dans 1'eau et de preference
moins de 0,5 % de chlore.
On peut aussi utiliser a la place du sulfate de potassium qui joue le r61e de regulateur de tensions, des viscosants, des coagulants et des gelifiants pour obtenir des resultats comparables. Par exemple on peut citer les derives cellulosiques diluables (methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose et hydroxypropylguar ou encore des gommes xanthane ou Welan, des keratines, des gelatines et des microsilices. On peut citer aussi des proteines surfactantes, ainsi que des sulfates alkyles ou sulfonates (ammonium, magnesium, sodium7 diethanolamine, triethanolamine, ainsi que le phosphate tripotassique anhydre (K3PO4) ou le chlorosulfate basique d'aluminium (Al2(SO4) x Cly 03) qui vent des gelifiants, des agents de coagulation rapide et des retenteurs d'eau,
accelerateurs de prise.
La fourchette de dosage du regulateur de tensions comme le sulfate de potassium est comprise entre 0,09 % et 2 % du poids des liants, c'est-adire du poids du ciment et du poids du sulfate de calcium semi-hydrate,
et de preference environ 1,5 %.
Le beton de ['invention est modulable, poly fonctionnel et a prise rapide. De maniere generale, - lorsque l'on veut realiser un beton fluide, on utilise avantageusement des quantites importantes en eau, en fluidifianVaccelerateur et des quantites assez importantes de sulfate de potassium. Typiquement, on peut mettre en couvre, en poids pour 1 metre cube de beton, 300 Kg a 400 Kg d'eau, environ 40 Kg de fluidifiant/accelerateur et environ 10 Kg de sulfate de potassium. lorsque l'on veut realiser un beton ferme, on utilise avantageusement des quantites reduites en eau et en fluidifianVaccelerateur et des quantites falbles de sulfate de potassium. Typiquement, on peut mettre en cauvre, en poids pour 1 metre cube de beton, 170 Kg a 380 Kg d'eau, 1 Kg a 9
Kg de fluidifianVaccelerateur et 0,1 Kg a 0,2 Kg de sulfate de potassium.
- lorsque l'on veut realiser un beton a fluidite moyenne, on utiiise avantageusement des quantites moyennes en eau, fluidifianVaccelerateur et sulfate de potassium. Typiquement, on peut mettre en couvre, en poids pour 1 metre cube de beton, 300 Kg a 380 Kg d'eau, 15 Kg a 25 Kg de
fluidifianVaccelerateur et 8 Kg a 12 Kg de sulfate de potassium.
- lorsque l'on veut realiser un beton tres rapide, on utilise avantageusement des quantites importantes de sulfate de calcium semihydrate et de ciment et des quantites faibles de granulate. Typiquement, on peut mettre en ceuvre, en poids pour 1 metre cube de beton, 380 Kg a 450 Kg de sulfate de calcium semi-hydrate, 250 Kg a 350 Kg de ciment et 800 Kg a 1000 Kg de granulate. Dans des conditions preferentielles de mise en couvre de ['invention, on retient le beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide, comprenant, en
poids pour 1 metre cube de beton.
. _ du ciment130 a 531 kg/m du sulfate de calcium semi-hydrate93 a 377 kg/m;5 du sulfate de potassium0, 2 a 11 kg/m un fluidifianVaccelerateur qui est un est un compose organique hydrosoluble et hydrodispersible qui comporte au1 a 39 kg/m3 moins un groupement melamine / formaldehyde, donnant par polycondensation un sel sodique soluble a l'eau de l'eau173 a 410 kg/m des granulate210 a 1 870 kgim Dans d'autres conditions preferentielles de mise en ceuvre de ['invention, le beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide ci-dessus
renferme en outre un colorant.
On peut citer par exemple des colorants mineraux, de preference des oxydes mineraux et particulierement ceux commercialises par la societe
BAYER sous la denomination BAYFERROX.
Le pourcentage ponderal de colorant est avantageusement compris
entre 0,01 % et 0,5 %, de preference compris entre 0,1 % et 0,25 /0.
Dans encore d'autres conditions preferentielles de mise en couvre de ['invention, le beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide cidessus renferme en outre un accelerateur de gunitage. Dans le cadre de ['invention, sa
fonction ntest pas d'accelerer immediatement la prise, celle-ci etant deja obtenue.
Mais il provoque une maturation acceleree et plus importante apres prise
definitive conferant une robustesse, durete et compacite remarquables.
On peut citer par exemple le chlorure de calcium, de preference I'aluminate de sodium modibe aux polymelamines et particulierement le chlorure de calcium modifie aux polymelamines tel que celui commercialise par la societe
TECHNIQUE BETON sous la denomination GUNI-FLASH<g).
Le pourcentage ponderal de l'accelerateur de gunitage est avantageusement compris entre 1,5 % et 7,0 %, de preference compris entre 2 %
et 5 %, tout particulierement compris entre 2,2 % et 4,5 %.
Dans encore d'autres conditions preferentielles de mise en cauvre de ['invention, le beton modu lab le, poly fonctionnel et a p rise rapide cidessus
renferme en outre un hydrofuge de masse.
Le pourcentage ponderal de l'hydrofuge de masse est avantageusement compris entre 0,4 % et 2,0 %, de preference compris entre 0,5
/0 et 1,5 %.
Mais il suffit de l'ajout infime d'un hydrofuge de masse a la composition selon ['invention, par exemple entre 0,4 % et 0,5 %, pour rendre la matiere totalement etanche (beaucoup plus que ne le devient un beton auto
pla,cant normal avec la meme quantite d'hydrofuge de masse).
On peut citer par exemple les stearates, de preference les silices pyrogenees et particulierement le kieselguhr laurique tel que celui commercialise
par la societe SIKA sous la denomination SIKALITE().
Dans encore d'autres conditions preferentielles de mise en ceuvre de ['invention, le beton mod u lab le. poly fonctionnel et a prise rapide cidessus
renferme en outre un adjuvant ignifugeant.
On peut citer par exemple l'alumine calcinee, de preference le polysilicates et particulierement l'oxyde d'alumine tel que celui commercialise par
la societe ALCAN CHEMICAL sous la denomination FLAMTAR.
Le pourcentage ponderal de l'adjuvant ignifugeant est avantageusement compris entre 2 % et 10 %, de preference compris entre 5 % et 10 %, tout particulierement compris entre 8 % et 10 %. Si l'on vaut atteindre une haute protection (1400 a 1600 C persistants), le beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide ci-dessus renferme en outre un materiau ignifugeant comme par exemple l'oxyde de
zirconium, de preference le graphite et particulierement des polysilicates.
La presente demande a aussi pour objet un procede de preparation d'un beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide ci-dessus caracterise en ce que lton mblange les constituents solides ci-dessus decrits puis l'on ajoute
progressivement l'eau pour obtenir le beton recherche.
La presente demande a aussi pour objet un procede de preparation d'une chape caracterise en ce que l'on applique sur un sol un beton modulable,
poly fonctionnel et a prise rapide ci-dessus pour obtenir la chape recherchee.
La presente demande a aussi pour objet un procede de preparation d'une paroi caracterise en ce que l'on projette un beton modulable, poly
fonctionnel et a prise rapide ci-dessus pour obtenir la paroi recherchee.
La presente demande a enfin pour objet un procede de preparation d'une piece moulee caracterise en ce que l'on procede au moulage d'une piece a ['aide d'un beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide ci-dessus puis procede au demoulage de la piece moulee, ainsi que des pieces moulees realisees a ['aide d'un beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide ci dessus. Les betons objets de la presente invention possedent de tres
interessantes proprietes.
Ils vent modulables, c'est-a-dire qu'ils permettent d'obtenir une
consistence allant de tres fluide a tres pateux.
lls vent poly fonctionnels, c'est-a-dire qutils permettent de remplir
toutes les fonctions des gammes de betons.
Meme tres fluides, ils vent dotes d'une prise exceptionnellement
rapide, generalement inferieure a 30 mn et en general meme inferieure a 15 mn.
Ils vent stables, c'est-a-dire qu'ils ne presentent aucun desordre de
type dimensionnel, mecanique ou chimique, a court ou long terme.
Ils vent remarquablement refractaires et anti-feu. Par exemple, apres sechage, un beton fluide selon ['invention charge de granulate denses ordinaires, calcaires et siliceux, chauffe a 250 C, donne les resultats suivants apres controle au laser et au deperdimetre: - proprietes refractaires analogues a celles obtenues dans les memes conditions avec des blocs temoins de meme dimension en steatique naturelle
ou pierre volcanique des fi,ords de Norvege.
- taux de deperdition de la chaleur accumulee a peine inferieur a celui de la steatite dans le cas de l'emploi de simples granulate calcaires commune, encore meilleur si l'on emploie des granulate refractaires et encore meilleur si
l'on emplole des ciments refractaires.
lls ont des capacites dtisolation thermique sensiblement superieures a celles des betons comparables connus, sans douse grace a la presence du
sulfate de calcium.
Ils permettent d'obtenir des empreintes d'une remarquable qualite lors du moulage qui se caracterisent d'une part par ['extreme fidelite au relief initial, d'autre part par la possibilite d'obtenir la granulometrie et ['aspect physique desires en faisant varier la composition dans le cadre precise (rugosite
ou finesse, matite, brillance ou glagage).
Le retrait et la deformation vent pratiquement nuls, inferieurs a
0,3 %, habituellement inferieurs a 0,2 %, voire de l'ordre de 0,05 %.
Un beton selon ['invention, sec et durci, est plus etanche qu'un
beton auto-pla,cant normal.
II suffit de ['addition infime d'un hydrofuge de masse au beton selon ['invention pour le rendre totalement ou pratiquement totalement etanche et en tout cas considerablement plus que ne le deviendrait un beton auto
pla,cant classique additionne de la meme quantite d'hydrofuge.
Ces proprietes vent illustrees ci-apres dans la partie experimentale. Wiles justifient l'utilisation des betons ci-dessus decrits, dans de
tres nombreuses applications dans les metiers du batiment.
On peut citer en particulier l'utilisation a titre de beton auto-pla,cant
ou auto-nivelant pour la realisation par exemple de sols.
On peut citer aussi l'utilisation a titre de beton projete pour la realisation par exemple de piscines. On peut citer encore l'utilisation a titre de beton hautes performances pour la realisation par exemple de blocs techniques ou boucliers
de protection speciaux.
On peut citer de plus l'utilisation a titre de beton refractaire pour la
realisation par exemple de barbecues ou de parois anti-feu.
Mais on peut aussi citer de nombreuses autres applications telles que: rendus artistiques et architectoniques, - produits de precontraintes, exceptionnellement accelerees, - produits isolants thermiques et phoniques porteurs, - betons architectoniques legers mais robustes, - betons cellulaires a a froid >> et prepares in-situ, robustes et perform ants, les betons fidelisants re taillables ou pouvant etre sculptes, - tous les types de betons etanches et architectoniques, - les produits extrudes, mais a prise rapide, - les produits comprimes de toutes finitions directes, - les betons finement fibres, tels que composites ciment verre (dits CCV), - les produits armes ou auto-armes Les conditions preferentielles de mise en cauvre des betons ci dessus decrites s'appliquent egalement aux autres objets de ['invention vises ci dessus
Les exemples qui suivent illustrent la presente demande.
Exemple 1: Beton fluide La composition de ce beton est la suivante, pour 1 m3 de matiere coulee: Granulats de roche caicaire concasses a 0/2 961 kg (echelle granulometrique de 0 a 2 m/m Ciment "superblanc" de classe CPJ -CEM Il/A-42,5 R(L) CP2 "SB" 445 kg Platre a mouler normal, de classe 1500 328 kg Compose de polycondensation melamine/formaldehyde en poudre 23 kg (Melment F 1 0) Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent) 11 kg Eau 328 kg On effectue par pre-melange a sec des composants, qu'on malaxe ensuite en incorporant l'eau. Puis on coule rapidement au tuyau plongeur dans un moule globalement parallelepipedique d'environ 50 x 70 x 3 cm. La matiere, tres fluide au depart, se fige rapidement (un minute apres avoir ete coulee), est ferme, demoulable et manipulable a 15 minutes et tres cure en 1 heure. Le poids final sec est d'environ 17 Kg. Les surfaces des parois vent sans defaut et la surface superieure comporte seulement quelques micro-bulles, infimes comparativement aux techniques connues de courage de betons autopla,cants
ou auto-nivelants.
La formulation fluide de ce beton le rend autoplacant c'est-a-dire quill se met en place par son propre poids, sans intervention exterieure, et le destine plus particulierement a la fabrication de pieces artistiques ou techniques
moulees, de belle finition et de grande stabilite physique et chimique.
Un tel beton fluide epouse fidelement toutes les formes sans bullages des fonds et parois. Les bulles steliminent de la surface sans intervention
(les bulles remontantes crevent aussitot), a de rares exceptions pres.
Le "slump" (surface d'etalement sur une surface horizontale lisse par sa propre poussee) de 10 litres de matiere fluide est d'environ 78 a 80 cm de
diametre, selon la rapidite de courage.
La matiere durcie et seche possede une densite d'environ 1,8.
Le beton obtenu, une fois durci et see, presente une structure tres compacte et particulierement robuste, dont la surface est peu poreuse (la partie du fond est assez etanche) et tres cure, ce qui permet une fidelite d'empreinte presque micrometrique, un rendu esthetique exceptionnel et une stabilite
dimensionnelle remarquable.
Exemple de comparaison 1: On utilise la meme formulation que pour l'exemple 1, mais sans le
sulfate de potassium.
On utilise les meme parametres de pre-melange/malaxage/coulee
que ceux de l'exemple 1.
On constate 2 minutes apres coulee une legere surtension d'eau superficielle. Les surfaces des parois vent parfaites et la surface superieure comporte quelques micro-bulles De cet exemple de comparaison, on peut deduire que dans ['invention le sulfate de potassium n'est pas un accelerateur de prise, puisqu'on n'observe pas de difference notable entre le temps de prise du beton de
l'exemple 1 et celui de l'exemple 2.
Un des roles du sulfate de potassium est done d'empecher la segregation et le cisaillement des composants du beton ainsi que les surtensions d'eau superficielle; en effet, en son absence on observe un exces
d'eau a la surface d'une coulee de beton.
Un autre des roles du sulfate de potassium est de repartir l'eau dans la masse du beton de maniere homogene pendant tout le processus
jusqutau durcissement final du beton selon ['invention.
Exemple 2: Beton fluide a granulate denses On a realise un beton dont la composition, au m3 de coulee, est: Granulats calcaires concasses 0/21 136 Kg Ciment "Superblanc" CEM Il/B-LL 42,5 R. CP2 "SB"531 kg Platre a mouler normal, classe 1500106 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent)10 kg Supplement: accelerateur de gunitage (triethanolamine)52 kg Eau319 kg Melamine / formaldehyde iiquide (MELMENT PLAST)32 kg On procede a un premier malaxage humide, sans le fluidifiant,
puis a un second malaxage avec le fluidifiant et on coule aussitot.
On obtient une coulee tres fluide, dont le demoulage peut etre 30 minutes. Le beton ainsi constitue est moins compact que celui de
l'exemple 1.
La matiere durcie et seche finale est plus robuste au choc dynamique que le beton de l'exemple 1. Les surfaces des parois vent correctes
et la surface de coulee comporte seulement quelques micro-bulles.
Exemple 3: Beton tres fluide La composition de ce beton tres fluide est. au m3 de coulee: Sable extra-silicieux (99 % de silice pure) 961 Kg Ciment "Superblanc" CEM Il/B-LL 42,5 R. 445 kg Platre a mouler normal, classe 1500 328 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent) 11 kg Condensat de melamine / formaldehyde poudre (MELMENT 15,6 kg Melamine / formaldehyde modifie a ['aluminate de soude (ADDIMENT BE 1) 78 kg Eau 319 kg La mise en oeuvre est la meme que selon l'exemple 1, mais la coulee est plus facile. Le resultat est exceptionnel de compacite, d'etancheite et
de durete et ouvre a des applications inusitees.
L'etalement, dans les conditions de l'exemple 1, est d'environ
cm de diametre.
Ce beton tres fluide est totalement autonivelant. II a une prise rapide, a savoir 30 minutes, qui le rend particulierement robuste a terme. On peut marcher dessus apres 1 heure, ce qui permet de realiser des sols a finition
spontanement soignee.
Ce beton fluide est aussi bien autopla,cant qu'autonivelant.
Toutes ses surfaces vent pratiquement parfaites.
Exemple 4: Beton tres fluide auto-arme La composition de ce beton tres fluide est. au m3 de coulee: Sable extra-sliicieux (99 % de silice pure) a tamisage unique de 961 Kg 0,30 a 0,1 05 m/m Ciment "Superblanc" CEM Il/B-LL 42,5 R. 445 kg Platre a mouler normal, classe 1500 328 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent) 11 kg Hydrofuge de masse pulverulent (SIKALITE) 9 kg Melamine I formaldehyde chlorure (GUNI FLASH) 78 kg Fibres de verre E:12 mm 46 kg Eau 351 kg Melamine / formaldehyde liquide (MELMENT PLAST) 35 kg On procede a la mise en ouvre comme selon l'exemple 3, en
ajoutant le melange melamine I formaldehyde apres le 1er malaxage.
On obtient une coulee moins fluide qu'a l'exemple 3 et tres
legerement moins fluide quta l'exemples 1 (slump 70 cm de diametre).
Le beton auto-arme ci-dessus est autoplagant et demande une tres legere et course vibration si on veut que le nivelage se fasse seul. Le demoulage se fait apres 15 minutes. Les fibres, meme des fibres de verre de classe E(prevues pour le renfort de resines non agressives) ne vent ni attaquees ni deteriorees par les alcalis du ciment, que ce soit a court ou long terme. Rappelons que les renforts alcali-resistants vent traites au zirconium et
vent done couteux. Toutes les surfaces vent exemplaires.
Ce beton une fois durci et see, resiste enormement aux chocs dynamiques et thermiques, ce qui rend ladite matiere particulierement apte a constituer notamment des bassins (piscines) par coulee ou projection (gunitage), des elements sanitaires par coulee et des voiles tres minces de
structures prefabriquees ou projetees in-situ.
Le present beton fluide auto-arme possede en une heure la meme
maturite qu'un composite ciment I verre (CCV) conventionnel en 48 heures.
Exemple 5: Beton fluide auto-arme La composition est. au m3 de coulee: Sable fin de marbre metamorphIque pyreneen concasse 110800 kg (courbe granulometrique de 0 a 110,um) Ciment "Superblanc" CEM Il/B-LL 42,5 R.370 kg Platre a mouler normal, classe 1500273 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent)9 kg Condensat melamine I formaldehyde modifie a ['aluminate de65 kg sodium (ADDIMENT BE 1) Fibres de verre E:4 mm51 kg Eau410 kg Condensat melamine / formaldehyde liquide (ADDIMENT FM36 kg
FLUID)
_
On procede a la meme mise en osuvre qu'aux exemples 3 et 5.
On obtient la meme fluidite, done le meme processus de mise en place, qu'a l'exemple 5. Les surfaces des parois vent encore plus remarquables
et la surface de coulee presente seulement quelques micro-bulles.
Exemple 7: Beton fluide leger auto-arme La composition de ce beton fluide, a prise rapide et leger est au m3 de coulee: Fillite (charge microspherique tres legere, environ 80,um, 312 kg destinee aux relines) Ciment"Superblanc" 42,5 420 kg Platre a mouler normal, classe 1500 304 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent) 9 kg Condensat melamine / formaldehyde en poudre (Melment F10) 20 kg Fibres de verre E:4 mm 40 kg _ Eau 395 kg Le materiau obtenu est tres robuste, autoarme et d'une densite
d'environ 1.
II est utile notamment pour les realisations prefabriquees, en raison de sa prise rapide (15 mn), particulierement robuste malgre son
exceptionnelle legerete.
Les surfaces en parois vent correctes et la surface de coulee
comporte seulement quelques micro-bulles.
Exemple 8: Beton fluide, a prise rade auto-armeLtres leger et tres robuste.
Ce beton a une composition, au m3 coule de: Billes de verre expanse de 0, 8 m/m 210 kg Ciment "Superblanc" 42,5 430 kg Platre a mouler normal, classe 1500 - 312 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent) 11 kg Condensat melamine / formaldehyde en poudre (Melment F10) 23 kg Fibres de verre E:4 mm 46 kg Eau 375 kg Le materiau obtenu est extremement robuste, auto-arme et d'une
densite denviron 1.
Le beton leger obtenu est anti-feu7 isolant thermique et phonique,
et tres esthetique.
On peut en faire avantageusement des voiles tres minces de parement et de coffrage perdu, des plans de travail legers, des elements de decoration legers et toutes applications eventuelles requerant ses proprietes particulieres. Les surfaces des parois vent exemplaires et la surface de coulee
est legerement irreguliere, mais sans bulles.
Exemple 9: Beton ferme Composition pour 1 m3 de beton: Granulats calcaires concasses 0/41 105 kg Ciment gris 32,5511 kg Platre a mouler normal, classe 1500377 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique0,2 kg pulverulent) Condensat melamine / formaldehyde en poudre (Melment1 kg F10)(0,2 % du ciment) Eau362 kg On obtient un beton ferme, a prise tres rapide, utilisable en
prefabrication automatisee.
Un des avantages de ce beton ferme est de pouvoir permettre de hautes cadences de fabrication automatisee par pressage faible (10 kg / cm2)
pour un beton hautes performances (BHP) d'une densite d'environ 2.
Ce beton est avantageusement vibre ou falblement presse.
Exemple 10:Beton d'industrie a hautes cadences.
La composition de ce beton est. au m3 de beton: Granulats calcaires concasses 0121 563 kg Ciment "Superblanc" 42,5 (ou autre choix ou convenance)293 kg Platre a mouler normal, classe 1500195 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent)0,2 kg Condensat melamine / formaldehyde en poudre (Melment F10)1 kg Eau180 kg Les elements presses vent quasiment sees et curs en sortie de
presse. La surface est tres belle.
Leur aspect ensuite est celui de la pierre naturelle. Ils vent etanches et tres curs a tres court terme (30 minutes) et difficilement rayables a
24 heures.
Ils peuvent constituer le parement d'autres matieres de pressage, tout comme permettre de real iser des reconstitutions im mediates de pierres et
dallages par exemple abmes, aussi bien de rehabilitations que de standing.
Ce beton est destine de preference au pressage automatise intensif de type "pondeuse", soit seul, soit en semelle de parement d'autres materieux pressables, avec lesquels ils vent presses ensemble et en meme
temps (moules de presse dits "a tiroir").
Un pressage leger (40 kg I cm2) est preferable et la prise est instantanee, simultanee au demoulage, pour des robustesses immediates importantes qui vont s'ampliber tres vite pour atteindre le meilleur niveau du genre. Exemple 11:Beton maigre La composition de ce beton maigre est. au m3 de beton: Granulats calcaires concasses 0/1,51 870 kg Ciment "Superblanc" 42,5130 kg Platre a mouler normal, classe 150093 kg Sulfate de potassium (K2SO4) (engrais potassique pulverulent)0,2 kg Condensat melamine / formaldehyde en poudre (Melment F10)8,6 kg Eau173 kg Ce beton maigre permet notamment la recomposition massive a la presse (80 kg / cm2 minimum) de blocs ou elements ayant la structure tent interne que superficielle, done l',aspect, de pierres naturelles de reference ret, vpees (calcaires par exemple). En effet, le produit de compression legere de ce beton maigre donne une matiere durcie et seche ayant la consistence, I'apparence et les
robustesses des pierres calcaires a grain moyen, avec une belle autofinition.
Ce beton peut etre utile en prefabrication ou pour constituer des
blocs a debiter dans les pays manquant de pierres.
Claims (14)
1. Un beton modulable, poly fonctionnel et a prise rapide,
comprenant, en poids pour 1 metre cube de beton.
du ciment100 a 600 kg/m du sulfate de calcium semi-hydrate80 a 500 kg/m;5 du sulfate de potassium0,1 a 20 kg/m un fluidihanVaccelerateur qui est un est un compose organique hydrosoluble et hydrodispersible qui comporte au1 a 50 kg/m3 moins un groupement melamine / formaldehyde, donnant par polycondensation un sel sodique soluble a l'eau de l'eau150 a 500 kg/m des granulate150 a 2000 kg/m
2. Un beton selon la revendication 1, caracterise en ce que le fluidifiant/accelerateur est choisi parmi les condensate de melamine et de formaldehyde eventuellement additives ou modifies tels que sulfonates,
ethoxyles, naphtalenes, alkyles, styrenes, carboxyles ou phosphonates.
3. Un beton selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que le fluidifiant/accelerateur est un compose organique hydrosoluble et hydrodispersibie qui comporte au moins un groupement melamine / formaldehyde, don nant par polycondensation un sel sod iq ue solub le a l'eau et qui comporte pour une part de melamine, trots parts de formaldehyde et une
part d'acide formique de transformation.
4. Un beton selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce
que le fluidifiant/accelerateur represente entre 0,1 % a 3 % du poids de la
masse seche totale des composants du beton.
5. Un beton selon l'une des revendications 1 a 4, caracterise en ce
que le sulfate de potassium represente entre 0,09 % et 2 % du poids du ciment
et du sulfate de calcium semi-hydrate.
6. Un beton selon l'une des revendications 1 a 5, caracterise en ce
que le sulfate de potassium est apporte sous forme d'un engrais potassique comprenant 50 % d'oxyde potassique (K2O) soluble dans l'eau, 46 %
d'anhydride sulfurique (S03) soluble dans l'eau et moins de 0,5 % de chlore.
7. Un beton selon l'une des revendications 1 a 6, caracterise en ce
que le sulfate de calcium semi-hydrate est un platre a mouler normal de classe
1 500.
8. Un beton scion l'une des revendications 1 a 7, caracterise en ce
que le sulfate de calcium semi-hydrate represente de 4 % a 20 % de la masse
totale seche des composants du beton.
9. Un beton selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce
que le ciment represente entre 3 % et 30 % de la masse totale seche des
composants du beton.
10. Un beton fluide selon l'une des revendications 1 a 9, caracterise
en ce qutil comprend, en poids pour 1 metre cube de beton, 300 Kg a 400 Kg d'eau, environ 40 Kg de fluidifianVaccelerateur et environ 10 Kg de sulfate de
1 5 potassium.
11. Un beton ferme selon l'une des revendications 1 a 9,
caracterise en ce qu'il comprend, en poids pour 1 metre cube de beton, 170 Kg a 380 Kg d'eau, 1 Kg a 9 Kg de fluidifianVaccelerateur et 0,1 Kg a 0,2 Kg de
sulfate de potassium.
12. Un beton a fluidite moyenne selon l'une des revendications 1 a
9, caracterise en ce qu'il comprend, en poids pour 1 metre cube de beton, 300 Kg a 380 Kg d'eau, 15 Kg a 25 Kg de fluidifianVaccelerateur et 8 Kg a 12 Kg de
sulfate de potassium.
13. Un beton tres rapide selon l'une des revendications 1 a 9,
caracterise en ce qu'il comprend, en poids pour 1 metre cube de beton, 380 Kg a 450 Kg de sulfate de calcium semi-hydrate, 250 Kg a 350 Kg de ciment et 800
Kg a 1000 Kg de granulate.
14. Une piece moulee realisee a ['aide d'un beton modulable, poly
fonctionnel et a prise rapide tel que defini a l'une des revendications 1 a 13.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| FR0207656A FR2841239B1 (fr) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Nouveau materiau pour le batiment |
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| AU2003269002A AU2003269002A1 (en) | 2002-06-20 | 2003-06-18 | Novel building material |
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| FR2841239A1 true FR2841239A1 (fr) | 2003-12-26 |
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| Publication number | Publication date |
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| AU2003269002A1 (en) | 2004-01-06 |
| FR2841239B1 (fr) | 2005-03-25 |
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