FR3126909A1 - Mortier à base de terre amélioré - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de projection ou d’injection d’un mortier à base de terre comprenant les étapes de :i) préparation du mortier par le mélange de :ia) une terre issue d’opérations de terrassement ou d’excavation (carrière), ou encore des matériaux de déconstruction concassé (béton, brique, plâtre, pierre, et mortier), à l’exclusion de la terre végétale, d’une granulométrie inférieure ou égale à 20 mm dans une proportion volumique de 20 à 55 % ;ib) un liant comprenant du laitier ou du métakaolin et, éventuellement de la chaux, dans une proportion volumique de 15 à 50 % ;ic) un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, et dans une proportion volumique de 2 à 25 %, id) des agrégats dont la granulométrie est comprise entre 2 et 20 mm, et dans une proportion volumique de 0 à 20 % ; id) des fibres dans une proportion volumique comprise entre 0 et 30 % ; ie) du cristallisateur dans une proportion volumique comprise entre 0 et 15 % ; etif) de l’eau dans une proportion volumique comprise entre 5 et 25 % ii) pompage du mélange obtenu en i); etiii) injection du mélange dans un moule ou projection du mélange sur une surface verticale ou horizontale.
Description
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un mortier à base de terre, lequel mortier peut être utilisé en injection qu’en projection.
Si le béton constitue aujourd’hui encore le matériau de construction de référence, une nouvelle réglementation environnementale (RE 2020) impose, pour calculer la performance environnementale d’un bâtiment, de prendre en compte non seulement l’isolation de cette construction mais également les impacts environnementaux globaux associés à cette construction.
Face à cette problématique, les inventeurs ont développé un mortier utilisant les terres du chantier, lequel mortier est décrit dans les demandes de brevet Français FR 20/02525 et FR 21/02501. Maintenant, et pour bénéficier d’une performance optimale, ce mortier devait intégrer un cristallisateur et une proportion non négligeable de chaux, laquelle était généralement supérieure à 15% en volume, voire même à 20%.
Les inventeurs ont maintenant développé un nouveau mortier à base de terre dont les performances sont améliorées alors qu’il utilise des proportions moindres en chaux, mais aussi en cristallisateur. L’ajout d’un matériau poreux à base de silice permet d’atteindre les performances recherchées du produit final, même lorsque le mortier ne comprend pas de cristallisateur.
Pour se faire, le mortier selon l’invention intègre, un matériau poreux et riche en silice (tels que par exemple des terres de diatomée, des déchets de laine de verre (ex. calcin et fibres), des déchets de briques réfractaires (ex. poussières et résidus), etc.).
En conséquence, un premier objet de l’invention porte donc sur un procédé de projection ou d’injection d’un mortier à base de terre comprenant les étapes de :
i) préparation du mortier par le mélange de :
ia) une terre d’une granulométrie inférieure ou égale à 20 mm, de préférence inférieure ou égale à 15 mm dans une proportion volumique de 20 à 55 % et, de manière particulièrement préférée de 20 à 40 % ;
ib) un liant comprenant du laitier ou du métakaolin et, éventuellement de la chaux, dans une proportion volumique de 15 à 50 %, de préférence de 25 à 45 % ;
ic) un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5 mm, de préférence à 2 mm, et dans une proportion volumique de 2 à 25 %, de préférence de 3 à 20% et, de manière particulièrement préférée, de 4 à 18%, par exemple de 4 à 10% ;
ic) des agrégats dont la granulométrie est comprise entre 2 et 20 mm, de préférence entre 2 et 15 mm, et dans une proportion volumique de 0 à 20 % ;
id) des fibres dans une proportion volumique comprise entre 0 et 30 %, de préférence entre 10 et 30 % et, de manière particulièrement préférée, entre 10 et 20 % ;
ie) du cristallisateur dans une proportion volumique comprise entre 0 et 15 % ; de préférence entre 0,1 et 10% et, de manière particulièrement préférée entre 0,2 et 5% ; et
if) de l’eau dans une proportion volumique comprise entre 5 et 25%, de préférence entre 5 et 20 % ;
ii) pompage du mélange obtenu en i); et
iii) injection du mélange dans un moule ou projection du mélange sur une surface verticale ou horizontale.
La proportion volumique de chaque composant correspond au volume occupé par ce composant par rapport au volume total du mélange de mortier.
Avantageusement, le matériau poreux et riche en silice est choisi dans le groupe comprenant la terre de diatomée, les déchets de laine de verre ou roche (ex. calcin et fibres), les déchets de briques réfractaires (ex. poussières et résidus).
De façon préférée, le matériau poreux riche en silice utilisé dans le mortier selon l’invention est la terre de diatomée. Celle-ci est encore connue sous le nom de kieselguhr. Il s’agit d’un sédiment siliceux dont la porosité est très élevée lui conférant des propriétés d’absorption importantes des liquides. La présence d’un tel matériau poreux dans le mortier permet avantageusement d’ajuster la proportion d’eau et permet d’améliorer les performances du matériau obtenu.
Les déchets de laine de verre ou de briques réfractaires, lorsqu’ils sont broyés, sont également des matériaux poreux riches en silice qui permettent notamment de renforcer la fonction liant du mortier.
Avantageusement, la granulométrie de ce matériau est inférieure à 1 mm. Typiquement, cette granulométrie est comprise entre 1 et 500 µm.
De préférence, le matériau poreux et riche en silice présente un taux en silice supérieur à 80% (en poids) et, de manière particulièrement préférée, supérieure à 90%.
Un matériau poreux est un matériau renfermant des pores ou des cavités de petite taille et pouvant contenir un ou plusieurs fluides (liquide ou gaz). Une structure est dite comme présentant une porosité ouverte lorsque les pores sont reliés entre eux, formant alors des canaux très fins. Une telle structure à porosité ouverte rend possible l’absorption d’eau.
Le matériau riche en silice est un matériau dont la porosité dite « ouverte » est supérieure à 45%. La porosité est une grandeur physique comprise entre 0 et 100% (ou entre 0 et 1), qui conditionne les capacités d'écoulement et de rétention d'un substrat. Cette porosité ouverte est mesurée de façon classique par la porosimétrie par intrusion au mercure, c’est-à-dire par une méthode consistant à faire pénétrer du mercure dans les pores d’un échantillon sous pression croissante.
De préférence encore, le matériau poreux et riche en silice présente une porosité ouverte supérieure à 60% et, de manière particulièrement préférée, supérieure à 80%, voire supérieure à 90%.
Par mortier, on entend aussi bien un enduit, lequel peut s’appliquer sur une surface et présentant une résistance d’au moins 5 MPa, un mortier de montage ou de remplissage avec une résistance d’au moins 10 MPa, qu’un mortier destiné à la fabrication d’un mur porteur avec une résistance d’au moins 15 MPa.
Le procédé selon l’invention peut donc permettre tout aussi bien la création d’un enduit que d’un mur.
Avantageusement, le mortier préparé par le procédé selon l’invention comprend du ciment dans une proportion volumique inférieure ou égale à 5%, de préférence inférieure ou égale à 0,5% et, de manière particulièrement préférée, une proportion volumique de 0% de ciment.
L’impact environnemental du procédé selon l’invention est donc bien moindre que celui des procédés existants qui utilisent en général au moins 10% de ciment.
Par terre, on entend la terre issue d’opérations de terrassement ou d’excavation (carrière), ou encore des matériaux de déconstruction concassé (à l’exclusion de la terre végétale).
Par matériau de déconstruction, on entend du béton, du plâtre, de la pierre ou encore du mortier.
Avantageusement, la terre est choisie dans le groupe comprenant la terre issue d’opérations de terrassement ou d’excavation (carrière).
Cette terre pourra donc présenter une très grande diversité de nature en fonction du site dont elle provient. On pourra ainsi trouver des terres intégrant du gypse, du limon, du calcaire, de la silice, de l’argile ou même leur mélange. De préférence, ladite terre intègrera une teneur en argile inférieures ou égale à 50% en poids, de préférence inférieure ou égale à 25 % et, de manière particulièrement préférée, inférieure ou égale à 10%. Une telle teneur peut être déterminée par une méthode granulométrique telle que celle décrite dans la norme NF X31-107.
Maintenant, la terre ne provient pas de carrières de sable, ni de carrières de granulats (granulats vierges).
En outre, on préfèrera une terre ayant subie au plus un prétraitement par broyage, triage (ex. en fonction de la teinte), tamisage et/ou séchage avant d’être mélangée avec les autres composants du mortier de terre. Maintenant, la terre utilisée dans le mortier selon l’invention n’a subi aucune étape de triage ou de tamisage de sorte à éliminer les éléments présentant une dimension comprise entre 10 et 20 mm, de préférence entre 10 et 15 mm. A noter que la terre utilisée n’a donc subi aucun prétraitement chimique, comme un prétraitement avec un tensio-actif, lequel prétraitement avec un tensio-actif, en lien avec une argile, permet de modifier sa structure en vue de permettre sa liquéfaction.
En préalable à l’utilisation d’une terre, on prendra soin de déterminer la présence ou non de traces d’éléments métalliques (Pb, As, etc.) de sorte à prévenir toute contamination.
Avantageusement, la terre utilisée dans le procédé selon l’invention présentera une granulométrie inférieure ou égale à 10 mm, de préférence inférieure ou égale à 6 mm.
L’obtention d’une terre présentant une granulométrie souhaitée à partir d’une telle diversité de sources nécessitera généralement, outre la détermination de la granulométrie de la terre, une opération de tamisage.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé selon l’invention comprendra donc de préférence une étape de tamisage de la terre préalable à l’étape i).
La très grande adaptabilité du procédé selon l’invention aux différents types de terre existant lui permet d’utiliser la terre même du chantier sur lequel le procédé est mis en œuvre.
Selon un autre mode de réalisation préféré, le procédé selon l’invention comprendra de préférence une étape préalable à l’étape i) d’extraction de la terre et, éventuellement, de tamisage de celle-ci.
Par laitier, on entend les scories formées en cours de fusion ou d’élaboration du métal par voie liquide. Il s’agit d’un mélange composé essentiellement de silicates, d’aluminates et de chaux avec divers oxydes métalliques à l’exception des oxydes de fer.
Le laitier sera utilisé de préférence dans une proportion volumique comprise entre 10 et 40 %, de préférence entre 10 et 30 %.
Par métakaolin, on entend le produit d’une calcination de kaolin et/ou d’argile kaolinique.
De préférence, le liant comprend du laitier et, éventuellement, de la chaux.
La chaux sera utilisée de préférence dans une proportion volumique comprise entre 0 et 20%, de préférence entre 1 et 20 %, à titre d’exemple entre 1 et 15 %, et de manière particulièrement préférée entre 1 et 10 %.
Par chaux, on entend de la chaux artificielle laquelle comporte essentiellement de l’oxyde de calcium et de magnésium et/ou de l’hydroxyde de calcium et de magnésium.
Avantageusement, la chaux est choisie dans le groupe comprenant la chaux hydraulique et de la chaux aérienne.
De préférence, on utilisera de la chaux hydraulique, laquelle ne comprend de préférence pas de ciment.
De préférence, on utilisera une chaux hydraulique NHL 3,5 ou NHL 5.
De préférence, on évitera d’utiliser une chaux hydraulique NHL 3,5 Z ou NHL 5 Z, dans la mesure où elle comprend du ciment.
Par agrégats, on entend aussi bien des agrégats naturels (ex. gravier ou sable) que des agrégats recyclés (ex. béton ou mortier concassé).
Maintenant, il est possible de mélanger les différents types d’agrégats, naturels et recyclés, selon des proportions variables.
Pour ce qui est de la granulométrie, on préfèrera une granulométrie comprise entre 4 et 10 mm et, de manière particulièrement préférée, une granulométrie comprise entre 4 et 6 mm.
Comme pour la terre, il est possible d’utiliser des agrégats issus pour tout ou partie du chantier sur lequel le procédé est mis en œuvre.
Dans le cas où la terre utilisée intègre des agrégats. Alors la proportion d’agrégats rajoutés en sus de la terre est adaptée de sorte à ce que la proportion volumique totale d’agrégats soit comprise entre 0 et 20%, de préférence entre 5 et 20% et de manière particulièrement préférée entre 10 et 20%.
Selon encore un autre mode de réalisation préféré, le procédé selon l’invention comprendra de préférence une étape préalable à l’étape i) d’extraction d’agrégats et, éventuellement, de tamisage de ceux-ci.
Par cristallisateur, appelé parfois également minéralisant, on entend des composés à même de former, par une réaction qualifiée de minéralisation et avec les composés solubles du mortier (la chaux libre), des complexes cristallins et insolubles.
A titre d’exemple de tels composés, on peut citer par exemple des sels de silicates, des sels de carbonate (ex. carbonate de sodium (ex. natron), des sels d’alginates.
De tels cristallisateurs sont connus pour une utilisation dans l’imperméabilisation des bétons, notamment sous les dénomination PENETRON, XYPEX, VANDEX, minéralisant B HYDRO-MINERAL, etc.
De préférence, le cristallisateur comprend des ions silicates à même de former des complexes de silicate avec l’hydroxyde de calcium, notamment du silicate de calcium, de magnésium, de sodium ou encore de potassium.
Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l’invention, l’étape ie) est réalisée simultanément ou consécutivement à l’étape ib), de préférence simultanément.
Par fibres, on entend aussi bien des fibres synthétiques (ex. fibres polypropylène, fibres de verre, fibres de carbone, etc.) que des fibres naturelles (ex. chanvre), lesquels fibres peuvent se présenter sous toute forme (allongée ou circulaire), de préférence sous forme allongée.
Avantageusement, les fibres utilisées sont des fibres pleines, c’est-à-dire qu’elles présentent une structure dépourvue de cavités.
Typiquement, les fibres utilisées présentent une longueur comprise 5 entre et 100 mm, de préférence entre 5 et 70 mm et, de manière particulièrement préférée entre 10 et 50 mm.
Selon un mode de réalisation préférée, on utilisera des fibres naturelles ou fibres végétales. Pour obtenir de telles fibres végétales, on pourra utiliser des plantes à fibres dont une grande partie sont bien connues.
Pour les fibres libériennes, correspondant au fibre de l’écorce, on peut citer à titre d’exemple le chanvre, la jute, le kénaf, la liane à barriques, le lin, l’ortie, le papyrus, le sparte, les fibres de tilleul, les fibres de bambou, les fibres de canne de Provence, le jonc de mer, les fibres de miscanthus, la bagasse, etc.
Pour les fibres de feuilles, on peut citer le chanvre de Manille (provenant de l’abaca), la piña (venant de l’ananas), la fibre de feuille d’agave (ex. sisal).
Pour les fibres provenant de graines ou de fruit, on peut citer le coir, la balle ou la paille de riz ou encore le coton.
Finalement, le mortier pourra intégrer d’autres adjuvants comme des agents plastifiants, des agents rétenteurs d’eau, des agents hydrofuges, des biocides, des fongicides, des dispersants, entraineur d’air (chasseur), des accélérateurs de prise, des retardateurs de prise, des fluidifiants, des agents antigel ou encore des agents d’expansion.
Naturellement, chacun de ces adjuvants pourra être ajouté au mortier seul ou en combinaison avec un ou plusieurs autres adjuvants.
L’étape i) de mélange peut être effectuée selon des techniques bien connues de l’homme du métier.
Avantageusement, le mélange est réalisé à l’aide d’un malaxeur, notamment un malaxeur mobile à axes horizontaux ou verticaux permettant la réalisation du mélange sur le site même où doit être réalisé le mur.
Si le mortier à base de terre ne peut pas être utilisé immédiatement à l’issu de l’étape i), il est également possible, en omettant alors d’ajouter à minima l’eau, d’ensacher le mélange lors de l’étape i) pour son transport et/ou stockage avant d’être finalisé préalablement à son utilisation dans l’étape ii) du procédé selon l’invention.
L’étape ii) de pompage peut être effectuée selon des techniques bien connues de l’homme du métier.
Cette étape de pompage est réalisée à l’aide d’un moyen de pompage comme une pompe à pistons ou une pompe à vis sans fin.
Avantageusement, le mélange est chauffé à une température supérieure ou égale à 40°C, de préférence supérieure ou égale à 45°C lors de cette étape de pompage de sorte à permettre une prise rapide du mortier, surtout dans le cas d’une projection sur une surface verticale.
Une telle température pourra éventuellement être obtenue par la seule friction du mélange obtenu à l’issu de l’étape i) avec les surfaces du dispositif permettant le pompage (ex. friction du mélange avec la surface de la vis sans fin).
Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention, celui-ci est destiné à l’injection dans un moule pour un élément de construction.
En effet, les spécificités du mortier obtenu permettent son utilisation industrielle dans la fabrication d’éléments de construction comme des bordures, des parpaings, des pavés, etc.
Par moule d’au moins un élément de construction, on entend un moule choisi dans le groupe comprenant les moules de parpaing, creux ou plein, de bordures, de pavés et de dalles.
Dans ce cas, le procédé selon l’invention peut comprendre en outre l’étape de :
iv) compression du mélange injecté dans un moule pour au moins un élément de construction.
Cette étape de compression est faite par des dispositifs bien connus de l’homme du métier.
Au besoin, cette étape peut être suivie ou précédée d’une étape d’agitation du mélange dans le moule pour limiter la présence de bulles.
Aussi, le procédé selon l’invention peut comprendre en outre l’étape de :
v) agitation du mélange dans le moule.
Cette étape d’agitation peut être effectuée au moyen de dispositifs vibrants positionnés dans le moule ou associés à celui-ci. A titre d’exemples, on peut citer des tables vibratoires ou des sondes (aiguilles) vibrantes.
Cette étape pourra être suivie d’une étape vi) de séchage et de démoulage.
Selon un autre mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention, celui-ci est destiné à la projection sur une surface horizontale ou verticale, de préférence sur une surface verticale.
En effet, et de façon surprenante, les caractéristiques du mortier à base de terre selon l’invention, et notamment sa prise rapide, permette sa projection sur une surface verticale par couche d’une dizaine de centimètres et sans observer d’affaissement. Il est en outre possible d’effectuer des applications successives du mortier selon l’invention en appliquant un délai de recouvrement compris entre 30 minutes à 6 heures entre deux couches successives, de préférence entre 1 et 3 heures.
Avantageusement, le procédé selon l’invention permet la réalisation d’une épaisseur de mortier à base de terre pouvant aller jusqu’à 50 cm, de préférence jusqu’à 25 cm. A noter que cette épaisseur peut être réalisée au moyen d’une ou plusieurs applications du mortier sur la surface. Typiquement, chaque application permettra d’augmenter l’épaisseur d’au plus 10 cm.
Maintenant et préférentiellement, la surface sur laquelle est projetée le mortier à base de terre comprend un élément de renfort, lequel peut par exemple prendre la forme d’une armature, laquelle armature peut être métallique, en plastique (polyéthylène, polypropylène, etc.) végétale (bambou, canne de Provence, etc.).
Pour ce qui est de la projection en tant que telle, elle est réalisée au moyen de dispositifs bien connus de l’homme du métier. Typiquement, une telle projection est réalisée au moyen d’une lance de projection placée en sortie du moyen de pompage.
Une telle lance de projection prend la forme d’un tuyau souple de section adaptée à l’extrémité duquel est positionné une buse de projection. Typiquement, une telle lance de projection intègre en outre une arrivée d’air légèrement en amont de la buse, laquelle arrivée d’air contribue à la projection du mortier à base de terre qu’à l’entrainement dudit mortier à base de terre en vue de sa projection sur une surface verticale ou horizontale.
Un deuxième objet de l’invention vise le mortier à base de terre tel qu’obtenu à l’issu de l’étape i) du procédé décrit précédemment.
Un tel mortier selon comprend :
a) une terre d’une granulométrie inférieure ou égale à 20 mm, de préférence inférieure ou égale à 15 mm dans une proportion volumique de 20 à 55 %, de préférence de 20 à 40 % ;
b) un liant comprenant du laitier ou du métakaolin et, éventuellement de la chaux, dans une proportion volumique de 15 à 50 %, de préférence de 25 à 45 % ;
c) un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, de préférence à 2 mm, et dans une proportion volumique de 2 à 25 %, de préférence de 3 à 15% et, de manière particulièrement préférée, de 4 à 12% ;
d) des agrégats dont la granulométrie est comprise entre 2 et 20 mm, de préférence entre 2 et 15 mm, et dans une proportion volumique de 0 à 20 % ;
e) des fibres dans une proportion volumique comprise entre 0 et 30%, de préférence entre 10 et 30 %, et de manière particulièrement préférée entre 10 et 20 % ;
f) du cristallisateur dans une proportion volumique comprise entre 0 et 15 % ; de préférence entre 0,1 et 10% et, de manière particulièrement préférée entre 0,2 et 5% ; et
g) éventuellement de l’eau dans une proportion volumique comprise entre 5 et 25 %, de préférence entre 5 et 20 %.
Les caractéristiques et proportions de chaque composant du mortier sont telles que décrites précédemment.
Avantageusement, le mortier selon l’invention est conditionné en sac et ne comprend pas d’eau.
Un troisième objet de l’invention porte sur un mélange destiné à la préparation d’un mortier selon l’invention, lequel mélange comprend :
a) entre 50 et 99% en poids d’un liant (par rapport au poids total du mélange) comprenant du laitier ou du métakaolin et, éventuellement de la chaux,
b) entre 1 et 20 % en poids d’un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, de préférence à 2 mm (par rapport au poids total du mélange), de préférence entre 2 et 15 % et, de manière particulièrement préférée, entre 2 et 12 %.
c) entre 0 et 30 % en poids de cristallisateur (par rapport au poids total du mélange), de préférence entre 0,2 et 15% et, de manière particulièrement préférée entre 0,5 et 8%.
De préférence, ce mélange ne comprend ni terre, ni agrégats, ni fibres végétales qui sont destinés à être ajoutés sur le chantier pour réaliser le mortier à base de terre.
Avantageusement, le liant comprend du laitier et, de préférence, de la chaux.
En conséquence, un mélange préféré comprend :
a) entre 50 et 85% en poids de laitier (par rapport au poids total du mélange), de préférence entre 55 et 85 % et, de manière particulièrement préférée, entre 65 et 80 %,
b) entre 3 et 30 % en poids de chaux (par rapport au poids total du mélange), de préférence entre 5 et 20 % et, de manière particulièrement préférée, entre 5 et 15 %.
c) entre 1 et 20 % en poids d’un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, de préférence à 2 mm (par rapport au poids total du mélange), de préférence entre 2 et 15 % et, de manière particulièrement préférée, entre 2 et 10 %.
d) entre 0, et 30 % en poids de cristallisateur (par rapport au poids total du mélange), de préférence entre 0,2 et 15% et, de manière particulièrement préférée entre 0,5 et 8%.
Avantageusement, le mélange selon l’invention est conditionné en sac et ne comprend pas d’eau.
Un quatrième objet de l’invention porte sur un élément de construction susceptible d’être obtenu à l’aide d’un mortier tel que défini précédemment.
Un tel produit peut prendre la forme de tout élément de construction que ce soit parpaing (plein ou creux), de bordures, de pavés et de dalles.
Un cinquième objet de l’invention vise l’utilisation d’un mortier ou d’un mélange tel que décrit précédemment pour la réalisation d’éléments de construction à base de terre.
Par éléments de construction, on entend des cloisons, des agglos, des parpaing (creux ou plein), des bordures, des pavés, des dalles, etc.
Par réalisation, on entend la réalisation par injection ou projection.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif.
Pr
océdé de pr
éparation du mortier de terre
La terre de site a été préalablement tamisée avec des mailles de 10 mm.
La terre de site tamisée est ensuite incorporée dans la cuve du mal7axeur d’une machine à projeter TURBOSOL T20X. On intègre par la suite du gravier 4/6, des fibres de chanvre (10 mm) et un malaxage rapide du mélange est réalisée pendant quelques minutes (en général environ 2 minutes). L’eau est ensuite incorporée au mélange et le malaxage rapide permet l’homogénéisation du mélange. Enfin, le liant et le matériau poreux riche en silice, ainsi que le cristallisateur lorsqu’il est présent, sont incorporés au mélange et on effectue une étape plus longue de malaxage (typiquement entre 3 et 5 minutes) de sorte à obtenir une consistance onctueuse du mortier.
Le mélange est alors prêt à être projeté (ou injecté dans le cas de préparation d’éléments de construction)
Exemples de f
ormulations
Différentes formulations de mortier de terre ont été préparées et ont permis d’arriver à la formule selon l’invention. Les terres testées incluaient du gypse, du déchet de carrière (calcaire), des limons et des argiles.
Certaines formules testées sont décrites dans les tableaux 1 à 3.
| MATIERE | VOLUME (litres) | DENSITE | POIDS (kg) |
% VOLUMIQUE
(environ) |
% MASSIQUE
(environ) |
| CHAUX | 5 | 0,791 | 3,96 | 4% | 3% |
| TERRE DE DIATOMEE | 10 | 0,5 | 5 | 8% | 4% |
| LAITIER | 30 | 1,165 | 34,95 | 24% | 27% |
| TERRE | 30 | 1,545 | 46,35 | 24% | 35% |
| GRAVIER 4/6 RECYCLE |
15 | 1,26 | 18,90 | 12% | 14% |
| FIBRE NATURELLE | 15 | 0,156 | 2,34 | 12% | 2% |
| CRISTALLISATEUR | 2 | 1,114 | 2,23 | 2% | 2% |
| EAU | 18 | 1 | 18 | 14% | 14% |
| MATIERE | VOLUME (litres) | DENSITE | POIDS (kg) |
% VOLUMIQUE
(environ) |
% MASSIQUE
(environ) |
| CHAUX | 7,5 | 0,791 | 5,93 | 6% | 5% |
| TERRE DE DIATOMEE | 7,5 | 0,5 | 3,75 | 6% | 3% |
| LAITIER | 28 | 1,165 | 32,62 | 23% | 25% |
| TERRE | 30 | 1,545 | 46,35 | 24% | 35% |
| GRAVIER 4/6 RECYCLE |
15 | 1,26 | 18,90 | 12% | 14% |
| FIBRE NATURELLE | 15 | 0,156 | 2,34 | 12% | 2% |
| CRISTALLISATEUR | 2 | 1,114 | 2,23 | 2% | 2% |
| EAU | 18 | 1 | 18 | 15% | 14% |
| MATIERE | VOLUME (litres) | DENSITE | POIDS (kg) |
% VOLUMIQUE
(environ) |
% MASSIQUE (environ) |
| CHAUX | 5 | 0,791 | 3,96 | 4% | 3% |
| TERRE DE DIATOMEE | 11 | 0,5 | 5, 5 | 9% | 4% |
| LAITIER | 31 | 1,165 | 36,11 | 25% | 28% |
| TERRE | 30 | 1,545 | 46,35 | 24% | 35% |
| GRAVIER 4/6 RECYCLE |
15 | 1,26 | 18,90 | 12% | 14% |
| FIBRE NATURELLE | 15 | 0,156 | 2,34 | 12% | 2% |
| EAU | 18 | 1 | 18 | 14% | 14% |
Etape de projection du mortier de terre
La projection du mortier de terre est ensuite effectuée sur un support préalablement préparé.
Dans les essais effectués, des cadres en bois ont été réalisés, lesquels cadres possédaient un fond en panneau de contreplaqué OSB vissés à la structure en bois et une grille métallique type Treillis soudé positionnée à mi- cadre pour permettre l’incorporation d’éléments traditionnellement utilisés dans les métiers du bâtiment (câblage électrique, alimentation en eau, etc.).
La projection des différents mortiers de terre décrits précédemment a ensuite été réalisée en deux couches successives de 7 à 8 cm. Le délai de recouvrement entre les deux couches a été de 30 mn.
On peut considérer que ce temps est court car dans la réalité les panneaux réalisés sur un chantier classique sont de plus grandes dimensions. Ce qui donnera systématiquement un temps de recouvrement supérieur (environ 1 à 2 heures).
Au final les panneaux de remplissage réalisés à l’atelier représentaient une épaisseur finale de 15 cm. Après projection, la tenue du mortier a été très bonne et une finition a été opérée (règle, talochage ou truelle en fonction des panneaux). A noter que le mortier n’utilisant pas de cristallisateur, a présenté une bonne tenue après projection.
Des essais complémentaires dans lesquels la terre de diatomée a été substituée par des déchets de briques réfractaires ont montré des propriétés comparables.
Claims (11)
- Un procédé de projection ou d’injection d’un mortier à base de terre comprenant les étapes de :
i) préparation du mortier par le mélange de :
ia) une terre issue d’opérations de terrassement ou d’excavation (carrière), ou encore des matériaux de déconstruction concassé (béton, brique, plâtre, pierre, et mortier), à l’exclusion de la terre végétale, d’une granulométrie inférieure ou égale à 20 mm dans une proportion volumique de 20 à 55 % ;
ib) un liant comprenant du laitier ou du métakaolin et, éventuellement de la chaux, dans une proportion volumique de 15 à 50 % ;
ic) un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, et dans une proportion volumique de 2 à 25 %,
id) des agrégats dont la granulométrie est comprise entre 2 et 20 mm, et dans une proportion volumique de 0 à 20 % ;
id) des fibres dans une proportion volumique comprise entre 0 et 30 % ;
ie) du cristallisateur dans une proportion volumique comprise entre 0 et 15 % ; et
if) de l’eau dans une proportion volumique comprise entre 5 et 25 % ;
ii) pompage du mélange obtenu en i); et
iii) injection du mélange dans un moule ou projection du mélange sur une surface verticale ou horizontale. - Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45% et une granulométrie inférieure ou égale à 5mm est choisi dans le groupe comprenant la terre de diatomée, déchets de laine de verre (ex. calcin et fibres), déchets de briques réfractaires (ex. poussières et résidus).
- Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liant comprend du laitier et, éventuellement, de la chaux.
- Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cristallisateur est choisi dans le groupe comprenant des sels de silicates, des sels de carbonate et des sels d’alginates.
- Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres synthétiques et/ou des fibres naturelles.
- Un mortier tel que défini dans l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend :
a) une terre d’une granulométrie inférieure ou égale à 20 mm dans une proportion volumique de 20 à 55 % ;
b) un liant comprenant du laitier ou du métakaolin et, éventuellement de la chaux, dans une proportion volumique de 15 à 50 % ;
c) un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, de préférence à 2 mm, et dans une proportion volumique de 2 à 25 %,
d) des agrégats dont la granulométrie est comprise entre 2 et 20 mm, et dans une proportion volumique de 0 à 20 % ;
e) des fibres dans une proportion volumique comprise entre 0 et 30 % ;
f) du cristallisateur dans une proportion volumique comprise entre 0 et 15 % ; et
g) éventuellement de l’eau dans une proportion volumique comprise entre 5 et 25 %. - Un mélange destiné à la préparation d’un mortier tel que défini à la revendication 6, lequel mélange comprend :
a) entre 50 et 99% en poids d’un liant (par rapport au poids total du mélange) comprenant du laitier ou du métakaolin et, éventuellement, de la chaux ;
b) entre 1 et 20 % en poids d’un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, de préférence à 2 mm (par rapport au poids total du mélange);
c) entre 0 et 30 % en poids de cristallisateur (par rapport au poids total du mélange). - Le mélange destiné à la préparation d’un mortier tel que défini à la revendication 7, lequel matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm est de la terre de diatomée.
- Le mélange selon la revendication 7, comprenant :
a) entre 50 et 85% en poids de laitier (par rapport au poids total du mélange) ;
b) entre 3 et 30 % en poids de chaux (par rapport au poids total du mélange) ;
c) entre 1 et 20 % en poids d’un matériau présentant un taux en silice supérieur à 50% (en poids), une porosité ouverte supérieure à 45%, une granulométrie inférieure ou égale à 5mm, de préférence à 2 mm (par rapport au poids total du mélange) ; et
d) entre 0 et 30% en poids de cristallisateur (par rapport au poids total du mélange). - Un élément de construction susceptible d’être obtenu avec un mortier tel que défini à la revendication 6.
- Une utilisation d’un mortier tel que défini à la revendication 6 ou d’un mélange d’un tel que défini à l’une quelconque des revendications 7 à 9 pour la réalisation d’éléments de construction à base de terre.
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-
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Patent Citations (2)
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