WO2013113918A1 - Nouvelle chape a base de sulfate de calcium - Google Patents

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WO2013113918A1
WO2013113918A1 PCT/EP2013/052119 EP2013052119W WO2013113918A1 WO 2013113918 A1 WO2013113918 A1 WO 2013113918A1 EP 2013052119 W EP2013052119 W EP 2013052119W WO 2013113918 A1 WO2013113918 A1 WO 2013113918A1
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WO
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accelerator
binder
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water
added
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PCT/EP2013/052119
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Anne-Claire BOCQUET
Benoît VASLIN
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Siniat
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    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/60—Flooring materials

Definitions

  • the present invention relates to a new calcium sulfate-based screed comprising a reduced amount of calcium sulfate binder.
  • the anhydrite screed or calcium sulphate screed is well known to those skilled in the art. It is a fluid mortar based on a binder based on calcium sulphate, fiber or not, usually prepared in a production plant (concrete plants most often) for the production of self-leveling screeds, and delivered on site by mixer truck.
  • Anhydrite screed materials are the subject of EN 13454-1 and EN 13813
  • the anhydrite screed generally comprises additives, among which potassium sulphate K 2 SO 4 .
  • This is a classic accelerator and known for the anhydrite screed. It is generally employed in an amount of 0.1 to 2% based on the weight of anhydrite.
  • the document EP-A-600155 describes a screed comprising in particular 45% by weight of binder, 2% of ashes of the purifying gases comprising from 30% to 50% of alkali metal sulphate.
  • EP-A-321445 discloses screeds comprising from 32% to 40% binder, with an amount of potassium sulfate up to 1.4% of the binder.
  • the amount of binder is, for known fluid screeds, generally close to 600 kg / m 3 .
  • D1 WO2004 / 101464 discloses screed compositions with binder amount ranges that are extremely wide. The only indication for a calcium sulphate screed is an indication of 40% binder. This patent application is for the recycling of glass fibers.
  • D2 WO96 / 20901 discloses screed compositions. In the examples the amount of calcium sulfate binder is about 38%, and thus a binder amount of more than 700 kg / m 3. Reduction of the amount of binder is generally desired, for cost problems. We are looking for amounts of binder less than 600 kg / m 3 for example.
  • a solution adopted so far in some markets such as Germany consists of a reduction of the fluidity of the mortar (spreading).
  • known mortars dosing of 560kg / m 3 and spreading of 23cm.
  • This solution is not acceptable because it modifies the rheology of the mortar and makes its application more painful. Indeed, a dosage at 500kg / m 3 would lead to a spread of 18 to 20 cm, so a value lower than the value of 22 cm required in the standard for classification as a fluid screed.
  • inert fillers instead of calcium sulphate.
  • the inert filler certainly replaces calcium sulphate but is also difficult to implement in concrete plants, where the filler silo is not easily connected to the screed mortar manufacturing facility.
  • the filler is certainly cheaper than the binder but causes problems in concrete plants because the router will have to change places to load the ingredients. This requires dedicated concrete plants (which are practiced in the Netherlands).
  • Another solution involves incorporation into the sands, in order to use the so-called sands. This solution is however only possible in countries where such sands are available, as in Spain.
  • the subject of the invention is therefore a dry composition for a screed mortar comprising:
  • an accelerator added in an amount of between 0.5 and 50 kg / m 3 , relative to the volume of mortar before setting.
  • the setting time of a mortar according to the invention is determined as follows.
  • the setting time is measured on a mortar composition comprising 650kg of binder, 290I of running water and 1260kg of CEN reference sand in accordance with EN 196-1, paragraph 5.1 .2.
  • the setting time is measured using a Vicat setting measuring device, with a 1 kg steel needle, in free fall, the mortar being placed in the Vicat mold.
  • the setting time is recorded as the time since the mixing, after which the distance between the needle and the plate is 4 +/- 1 mm.
  • the amount of binder is less than 550 kg / m 3 , advantageously greater than 400 kg / m 3 , and preferably about 500 kg / m 3 .
  • the accelerator is potassium sulphate.
  • the amount of accelerator added is between 1 and 5 kg / m 3 .
  • the composition further comprises an additive chosen from among the setting retarders, fluidifiers, dispersants, plasticizers and superplasticizers, thickening agents, viscosity and / or water-retaining agents, air entraining agents, anti-blocking agents and foam, anti-film agents, tracers, hydrophobing agents, coloring agents and mixtures thereof, in particular viscosifiers and / or thickeners.
  • an additive chosen from among the setting retarders, fluidifiers, dispersants, plasticizers and superplasticizers, thickening agents, viscosity and / or water-retaining agents, air entraining agents, anti-blocking agents and foam, anti-film agents, tracers, hydrophobing agents, coloring agents and mixtures thereof, in particular viscosifiers and / or thickeners.
  • the binder comprises a (super) plasticizer.
  • the accelerator added is in a water-soluble bag.
  • the composition comprises:
  • potassium sulphate in an amount of between 1 and 1.5 kg / m 3 , relative to the volume of mortar before setting;
  • a viscosifying and / or thickening agent preferably added concurrently with potassium sulphate.
  • the invention further relates to a screed paste composition
  • a screed paste composition comprising:
  • the water / binder ratio is between 0.27 and 0.70, preferably between 0.50 and 0.65, advantageously between 0.55 and 0.60.
  • the accelerator is added with part of the water.
  • the invention further relates to a screed paste composition
  • a screed paste composition comprising:
  • an accelerator added in an amount of between 0.5 and 50 kg / m 3 , relative to the volume of mortar before setting;
  • the water / binder ratio is between 0.27 and 0.70, preferably between 0.50 and 0.65, advantageously between 0.55 and 0.60.
  • the (dough) compositions according to the invention have a spread of at least 22 cm, preferably at least 24 cm, advantageously at least 25 cm.
  • the invention also relates to the screed obtained by curing a dough composition according to the invention.
  • the subject of the invention is also the use of an accelerator, preferably potassium sulphate, for the production of screeds having a binder content of less than 600 kg / m 3 .
  • said accelerator is added to a binder comprising an amount of accelerator such that the setting time of a mortar dosed at 650 kg / m 3 is between 8 and 18 hours, preferably about 13 hours. .
  • said accelerator is added in a water-soluble bag.
  • Said accelerator can be added in a water-soluble bag with a viscosifying and / or thickening agent.
  • said accelerator is added with part of the water.
  • the invention further relates to a process for preparing a screed paste composition, said composition comprising:
  • an accelerator added in an amount of between 0.5 and 50 kg / m 3 , relative to the volume of mortar before setting;
  • a water / binder ratio is between 0.27 and 0.70, preferably between 0.50 and 0.65, advantageously between 0.55 and 0.60;
  • said method comprising the following steps:
  • the accelerator is added to the mixture of said binder, granules and water, preferably during a step of mixing said binder, aggregates and water.
  • the accelerator is added in a water-soluble bag.
  • the accelerator is added with part of the water.
  • the amount of binder is less than 550 kg / m 3 , advantageously greater than 400 kg / m 3 , and preferably about 500 kg / m 3 .
  • the accelerator is potassium sulphate.
  • the amount of accelerator added is between 1 and 5 kg / m 3 .
  • the composition further comprises an additive chosen from among the setting retarders, fluidifiers, dispersants, plasticizers and superplasticizers, thickening agents, viscosity and / or water-retaining agents, air entraining agents, anti-blocking agents and foam, anti-film agents, tracers, hydrophobing agents, coloring agents and mixtures thereof, in particular viscosifiers and / or thickeners.
  • an additive chosen from among the setting retarders, fluidifiers, dispersants, plasticizers and superplasticizers, thickening agents, viscosity and / or water-retaining agents, air entraining agents, anti-blocking agents and foam, anti-film agents, tracers, hydrophobing agents, coloring agents and mixtures thereof, in particular viscosifiers and / or thickeners.
  • the viscosifying and / or thickening agent is added concurrently with the accelerator, preferably potassium sulphate.
  • the binder comprises a (super) plasticizer.
  • the composition comprises:
  • potassium sulphate in an amount of between 1 and 1.5 kg / m 3 , relative to the volume of mortar before setting;
  • a viscosifying and / or thickening agent preferably added concurrently with potassium sulphate.
  • the composition has a spread of at least 22 cm, preferably at least 24 cm, advantageously at least 25 cm.
  • the invention also relates to an additive for screed mortar comprising, in a water-soluble bag:
  • an accelerator preferably potassium sulphate
  • the present invention overcomes the disadvantages of the state of the art. It provides more particularly a screed in which potassium sulfate, traditionally used as an accelerator, reduces the amount of binder without losing the essential qualities of the screed.
  • potassium sulphate or other accelerator makes it possible to solve the first problem (if it were necessary to measure the setting time with the amounts of potassium sulphate or accelerator in a binder normally dosed at 650 kg / m 3 , the time of taken would be reduced from 2 to 3 hours).
  • the addition of potassium sulphate or other accelerator also makes it possible, surprisingly, to solve the problem of segregation.
  • the addition of an additional quantity of potassium sulphate or other accelerator before use allows a greater homogeneity and thus makes it possible to preserve all the properties of implementation of the mortar on site
  • An accelerator overdose reduces the amount of binder while avoiding segregation problems, while maintaining spread and accessibility in accordance with the application.
  • Calcium sulfate screed is also referred to as anhydrite screed.
  • Such a screed comprises a binder which is calcium sulphate, preferably anhydrite, or a binder comprising at least 50% by weight of calcium sulphate, preferably at least 85% or even substantially 100%.
  • Fillers of the limestone type can be used in addition to calcium sulphate; such calcareous fillers are known and reference can be made to EN 206-1 for this purpose.
  • This calcium sulphate may be hemihydrate (beta or alpha form, natural source or synthetic) or anhydrous, for example anhydrite II or anhydrite III, obtained from synthetic sources (fluoroanhydrite for example) or natural quarries or by calcination of natural or synthetic gypsum (eg FGD desulfurization gypsum). For example, a conventional calcination method or a Rocal TM process may be used. Mixtures of different sources of calcium sulphate can be used.
  • the screed according to the invention generally meets the requirements of the European standards EN 13454-1 (binder) and EN 13813 (mortar) relating to binders and mortars based on calcium sulfate for fluid screeds. For example, the screed remains accessible in a normal duration of 24 to 48 hours.
  • the amount of binder in the screed is less than 600kg / m 3 , preferably less than 550kg / m 3 .
  • the binder is present in a minimal amount to maintain the minimum qualities specified in the above standards.
  • the quantity will generally be greater than 400kg / m 3 .
  • the amount of binder in the screed is generally about 500kg / m 3 .
  • the screed composition according to the invention comprises an accelerator, preferably potassium sulphate, generally in an amount of between 0.5 and 50 kg / m 3 . Preferably, this amount is between 1 and 5 kg / m 3 .
  • One or more setting accelerators may be used, although potassium sulfate is preferred.
  • Such other accelerators are, for example, sodium sulphate, lithium sulphate, ammonium sulphate, lime in various forms such as quicklime and slaked lime, portland or aluminous cement, an alpha or beta hydrate or finely gypsum ground (BMA Bail Mill Accelerator gypsum ground with starch).
  • These accelerators will form, for example, syngenites, which are calcium and other double sulphates (potassium, sodium, etc.) which serves as a crystallization seed and therefore ultimately an accelerator.
  • the accelerator is usually added as a powder, but an addition in liquid form is also possible.
  • the addition in liquid form generally allows an automated dosage of the additives.
  • the accelerator that is added may be the same or different from the accelerator that may possibly be already present in the binder.
  • the aggregates that are used in the formulation according to the invention are conventional aggregates in accordance with the standard ⁇ 12620 (concrete sands).
  • the Dmax is less than 8 mm, and in general the sand has particle sizes substantially between 0 and 4 mm (which are generally referred to as 0-4 sands).
  • Fiber-type elements such as polymer fibers or glass fibers can be added.
  • the mortar composition comprises conventional additives in the field of calcium sulfate-based screeds. These include, for example, accelerators or setting retarders, fluidizers, dispersants, plasticizers and superplasticizers, thickening agents, viscosity and / or water-retaining agents, air entraining agents, anti-foam agents, anti-film agents, tracers, agents. hydrophobic, etc.
  • Dispersants, plasticizers and superplasticizers are in particular used in the invention.
  • the addition of such an additive to an aqueous calcium sulphate composition makes it possible in particular to reduce the demand for water and to maintain the fluidity / rheology of the dough.
  • dispersants obtained by condensation of formaldehyde and sulfonated naphthalene or by condensation of formaldehyde and sulfonated melamines can be used.
  • Acrylic copolymer dispersants may also be used, preferably they are polymers comprising a chain with a possibly salified polycarboxylic function to which another group (for example of the polycarboxylate or polyoxyethylene type) is attached.
  • One or more set retarders can be used, especially given the large amount of potassium sulfate which usually act as accelerator setting.
  • Such retardants are, for example, carboxylic acids such as citric acid, sugars and their derivatives, the calcium salt of polyoxymethylene amino acid.
  • the retarders and accelerators are used to obtain a setting time (between the beginning and the end of the shot) which is compatible with the desired application.
  • Viscosifiers and thickeners may also be used, especially to avoid segregation and / or bleeding.
  • biopolymers such as gums
  • precipitated silica or cellulose derivatives may be present in the additive containing the accelerator. It is possible to use from 0.005 to 0.1 kg / m 3 of these additives, in particular from 0.01 to 0.05 kg / m 3 .
  • a dye in the mortar for screed, especially at the level of the additive in its bag.
  • the dye will preferably be blue, to indicate that the use of the screed is not intended for heated floors (the traditional color codes are red for hot and blue for cold).
  • the amount of water is adjusted to obtain the consistency and mechanical strength required for the application of the mortar on site.
  • the amount of water is generally likely to be expressed in relation to to the binder, and the ratio water / binder is generally between 0.27 and 0.80, preferably between 0.50 and 0.65, preferably between 0.55 and 0.60.
  • the binder that is used on construction sites comes with a quantity of potassium sulphate or other accelerator that is already incorporated in the binder. This amount is generally between 0.5 and 1.5% by weight, typically about 1% by weight.
  • the amount of sulfate (or other accelerator) added is determined depending on the type of binder to achieve a predetermined setting time. This predetermined setting time can be in a wide range, for example between 8 and 18 hours, including about 13 hours (plus or minus 2 hours).
  • the binder that is delivered to the jobsite also includes a (super) plasticizer SP.
  • the binder is said to be prefluidified.
  • the amount of SP depends on the physicochemical characteristics of the materials and the desired rheology.
  • the invention is therefore the use of an accelerator which is delivered in addition, generally in the form of sachets, for mixing, a binder containing a predetermined amount of sulfate or accelerator and generally also a (super) plasticizer.
  • the amount of accelerator overdose is generally between 0.1% and 5% by weight of the binder, preferably between 0.5 and 3%, and generally about 1.25% by weight of the binder in total.
  • the invention can be implemented in different ways.
  • the overdose additive (especially in the form of a water-soluble sachet) can be added to the top (at the concrete plant).
  • the truck may also include a mini-concrete plant with trailers of dry products and in this case the composition according to the invention is manufactured to order. It is also possible to deliver directly on site for mixing on site.
  • the device is a Vicat plug measuring device, with a 1 kg steel needle, in free fall, which is implemented not on pure paste but on a mortar composition dosed at 650kg as follows: 650kg of binder , 290I of running water and 1260kg of CEN reference sand in accordance with EN 196-1 (paragraph 5.1 .2).
  • the mortar is placed in the Vicat mold.
  • the setting time is recorded as the time since the mixing, after which the distance between the needle and the plate is 4 +/- 1 mm.
  • the invention therefore reduces the amount of binder while preserving the essential qualities of the screed.

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Abstract

L'invention a donc pour objet l'utilisation d'un accélérateur, par surdosage, de préférence le sulfate de potassium pour la réalisation de chape ayant une teneur en liant inférieure à 600kg/m3. Compositions sèches et compositions de pâte ainsi obtenues.

Description

NOUVELLE CHAPE A BASE DE SULFATE DE CALCIUM
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet une nouvelle chape à base de sulfate de calcium comprenant une quantité réduite de liant à base de sulfate de calcium.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE
La chape anhydrite ou chape sulfate de calcium est bien connue de l'homme du métier. C'est un mortier fluide à base d'un liant base sulfate de calcium, fibré ou non, généralement préparé en centrale de production (centrales à béton le plus souvent) pour la réalisation de chapes autonivelantes, et livré sur chantier en camion malaxeur. Les matériaux pour chape anhydrite sont le sujet des normes EN 13454-1 et EN 13813
La chape anhydrite comprend généralement des additifs, parmi lesquels le sulfate de potassium K2SO4. Celui-ci est un accélérateur classique et connu pour la chape anhydrite. Il est généralement employé en une quantité de 0,1 à 2% par rapport au poids d'anhydrite.
Ainsi, le document EP-A-600155 décrit une chape comprenant notamment 45% en poids de liant, 2% de cendres des gaz d'épuration comprenant de 30 à 50% de sulfate de métaux alcalins.
Le document EP-A-321445 décrit des chapes comprenant de 32% à 40% de liant, avec une quantité de sulfate de potassium jusque 1 ,4% du liant.
La quantité de liant est, pour les chapes fluides connues, en général voisin de à 600kg/m3.
Le document D1 =W02004/101464 décrit des compositions pour chapes, avec des intervalles de quantité de liant qui sont extrêmement larges. La seule indication relativement à une chape sulfate de calcium est une indication d'une quantité de 40% de liant. Cette demande de brevet a pour objet le recyclage de fibres de verre. Le document D2=WO96/20901 décrit des compositions pour chapes. Dans les exemples la quantité de liant sulfate de calcium est d'environ 38%, et donc une quantité de liant de plus de 700kg/m3.La réduction de la quantité de liant est généralement souhaitée, pour des problèmes de coûts. On cherche des quantités de liant inférieures à 600 kg/m3 par exemple.
Une solution adoptée à ce jour sur certains marchés comme l'Allemagne consiste en une réduction de la fluidité du mortier (étalement). On connaît ainsi des mortiers à dosage de 560kg/m3 et étalement de 23cm. Cette solution n'est pas acceptable car elle modifie la rhéologie du mortier et rend son application plus pénible. En effet, un dosage à 500kg/m3 conduirait à un étalement de 18 à 20 cm, donc une valeur inférieure à la valeur de 22 cm requise dans la norme pour une classification en tant que chape fluide.
Une autre solution est l'utilisation de charges inertes en remplacement du sulfate de calcium. La charge inerte remplace certes le sulfate de calcium mais est aussi difficile à mettre en œuvre dans les centrales à béton, où le silo de charges (filler) n'est pas facilement raccordé à l'installation de fabrication de mortier pour chape. Le filler est certes moins cher que le liant mais pose des problèmes dans les centrales béton car la toupie devra changer de place pour charger les ingrédients. Ceci nécessite des centrales à béton dédiées (qui sont pratiquées aux Pays-Bas). Une autre solution suppose l'incorporation dans les sables, afin d'utiliser les sables dits fillérisés. Cette solution n'est cependant possible que dans les pays dans lesquels de tels sables sont disponibles, comme en Espagne.
D'autres caractéristiques doivent être conservées pour les chapes avec une teneur de liant réduite. Notamment, on cherche à formuler un mortier pour chape, à base de sulfate de calcium, à bas dosage en liant (500kg/m3) tout en conservant ses propriétés rhéologiques (fluidité élevée), son homogénéité (pas de ségrégation) et son accessibilité (accessibilité à 48h après coulage)
Il existe donc un réel besoin de mettre un point une chape qui offre un compromis entre les caractéristiques de rhéologie, d'homogénéité et d'accessibilité, tout en ayant un dosage en liant faible.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention a donc pour objet une composition sèche pour mortier de chape comprenant :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité inférieure à 600kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- un accélérateur ajouté, en une quantité comprise entre 0,5 et 50kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise.
Le temps de prise d'un mortier selon l'invention se détermine comme suit. Le temps de prise est mesuré sur une composition de mortier comprenant 650kg de liant, 290I d'eau courante et 1260kg de sable de référence CEN conforme à la norme EN 196-1 , paragraphe 5.1 .2. Le temps de prise est mesuré à l'aide d'un dispositif de mesure de prise Vicat, avec une aiguille en acier de 1 kg, en chute libre, le mortier étant placé dans le moule Vicat. Le temps de prise est enregistré comme étant le temps, depuis le gâchage, au bout duquel la distance entre l'aiguille et la plaque est de 4 +/- 1 mm.
Selon un mode de réalisation, la quantité de liant est inférieure à 550kg/m3, avantageusement supérieure à 400kg/m3, et de préférence d'environ 500kg/m3.
Selon un mode de réalisation, l'accélérateur est du sulfate de potassium.
Selon un mode de réalisation, la quantité d'accélérateur ajouté est comprise entre 1 et 5kg/m3.
Selon un mode de réalisation, la composition comprend en outre un additif choisi parmi les ou retardateurs de prise, fluidifiants, dispersants, plastifiants et superplastifiants, agents épaississants, agents de viscosité et/ou rétenteurs d'eau, entraîneurs d'air, agents anti mousse, agents anti pellicule, traceurs, agents hydrophobants, agents colorants et leurs mélanges, en particulier les agents viscosifiants et/ou les épaississants.
Selon un mode de réalisation, le liant comprend un (super)plastifiant.
Selon un mode de réalisation, l'accélérateur ajouté est dans un sachet hydrosoluble.
Selon un mode de réalisation, la composition comprend :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité d'environ 500kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité de sulfate de potassium comprise entre 0,5 1 ,5kg/m3 et/ou telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- du sulfate de potassium ajouté, en une quantité comprise entre 1 et 1 ,5kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- un agent viscosifiant et/ou épaississant, de préférence ajouté concurremment avec le sulfate de potassium.
L'invention a encore pour objet une composition de pâte pour chape comprenant :
- une composition sèche pour mortier de chape selon l'invention ; et
- de l'eau, en quantité telle que ratio eau/liant est compris entre 0.27 et 0.70, de préférence entre 0.50 et 0.65, avantageusement entre 0.55 et 0.60.
Selon un mode de réalisation, l'accélérateur est ajouté avec une partie de l'eau.
L'invention a encore pour objet une composition de pâte pour chape comprenant :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité inférieure à 600kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- un accélérateur ajouté, en une quantité comprise entre 0,5 et 50kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- de l'eau, en quantité telle que ratio eau/liant est compris entre 0.27 et 0.70, de préférence entre 0.50 et 0.65, avantageusement entre 0.55 et 0.60.
Selon un mode de réalisation, les compositions (de pâte) selon l'invention présentent un étalement d'au moins 22cm, de préférence au moins 24cm, avantageusement au moins 25cm.
L'invention a encore pour objet la chape obtenue par le durcissement d'une composition de pâte selon l'invention. L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un accélérateur, de préférence le sulfate de potassium pour la réalisation de chape ayant une teneur en liant inférieure à 600kg/m3.
Selon un mode de réalisation, ledit accélérateur est ajouté à un liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures.
Selon un mode de réalisation, ledit accélérateur est ajouté dans un sachet hydrosoluble. Ledit accélérateur peut être ajouté dans un sachet hydrosoluble avec un agent viscosifiant et/ou épaississant.
Selon un mode de réalisation, ledit accélérateur est ajouté avec une partie de l'eau.
L'invention a encore pour objet un procédé de préparation d'une composition de pâte pour chape, ladite composition comprenant :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité inférieure à 600kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- un accélérateur ajouté, en une quantité comprise entre 0,5 et 50kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- de l'eau, en quantité telle que ratio eau/liant est compris entre 0.27 et 0.70, de préférence entre 0.50 et 0.65, avantageusement entre 0.55 et 0.60 ;
ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- fourniture desdits liant, granulats, accélérateur et eau ;
- combinaison desdits liant, granulats, accélérateur et eau selon n'importe quel ordre.
Selon un mode de réalisation, l'accélérateur est ajouté au mélange desdits liant, granulats et eau, de préférence au cours d'une étape de mélange desdits liant, granulats et eau.
Selon un mode de réalisation, l'accélérateur est ajouté dans un sachet hydrosoluble.
Selon un mode de réalisation, l'accélérateur est ajouté avec une partie de l'eau. Selon un mode de réalisation, la quantité de liant est inférieure à 550kg/m3, avantageusement supérieure à 400kg/m3, et de préférence d'environ 500kg/m3.
Selon un mode de réalisation, l'accélérateur est du sulfate de potassium.
Selon un mode de réalisation, la quantité d'accélérateur ajouté est comprise entre 1 et 5kg/m3.
Selon un mode de réalisation, la composition comprend en outre un additif choisi parmi les ou retardateurs de prise, fluidifiants, dispersants, plastifiants et superplastifiants, agents épaississants, agents de viscosité et/ou rétenteurs d'eau, entraîneurs d'air, agents anti mousse, agents anti pellicule, traceurs, agents hydrophobants, agents colorants et leurs mélanges, en particulier les agents viscosifiants et/ou les épaississants.
Selon un mode de réalisation, l'agent viscosifiant et/ou épaississant est ajouté concurremment avec l'accélérateur, de préférence le sulfate de potassium.
Selon un mode de réalisation, le liant comprend un (super)plastifiant. Selon un mode de réalisation, la composition comprend :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité d'environ 500kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité de sulfate de potassium comprise entre 0,5 1 ,5kg/m3 et/ou telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- du sulfate de potassium ajouté, en une quantité comprise entre 1 et 1 ,5kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- un agent viscosifiant et/ou épaississant, de préférence ajouté concurremment avec le sulfate de potassium.
Selon un mode de réalisation, la composition présente un étalement d'au moins 22cm, de préférence au moins 24cm, avantageusement au moins 25cm.
L'invention a encore pour objet un additif pour mortier de chape comprenant, dans un sachet hydrosoluble :
- un accélérateur, de préférence du sulfate de potassium ; et
- éventuellement un agent viscosifiant et/ou épaississant. La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement une chape dans laquelle le sulfate de potassium, traditionnellement utilisé comme accélérateur, permet de réduire la quantité de liant sans pour autant perdre les qualités essentielles de la chape.
Il est généralement admis que la réduction de la quantité de liant va provoquer un allongement du temps de prise et des problèmes de ségrégation (ce qui se remarque aussi par la mesure de l'étalement). L'addition de sulfate de potassium ou autre accélérateur permet de régler le premier problème (si on devait faire une mesure du temps de prise avec les quantités de sulfate de potassium ou accélérateur dans un liant dosé normalement à 650kg/m3, le temps de prise serait réduit de 2 à 3 heures). L'addition de sulfate de potassium ou autre accélérateur permet aussi, de façon surprenante, de résoudre le problème de la ségrégation. L'ajout d'une quantité supplémentaire de sulfate de potassium ou autre accélérateur avant l'utilisation permet une plus grande homogénéité et donc permet de conserver toutes les propriétés de mise en œuvre du mortier sur chantier
Un surdosage en accélérateur permet la réduction de la quantité de liant tout en évitant les problèmes de ségrégation, tout en maintenant un étalement et une accessibilité conforme à l'application.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.
Chape sulfate de calcium.
La chape sulfate de calcium est aussi désignée sous le terme de chape anhdydrite. Une telle chape comprend un liant qui est du sulfate de calcium,de préférence anhydrite, ou un liant comprenant au moins 50 % en poids de sulfate de calcium, de préférence au moins 85% voire sensiblement 100%. Des fillers du type calcaire peuvent être utilisés en complément du sulfate de calcium ; de tel fillers calcaires sont connus et on pourra se référer à la norme EN 206-1 à cet effet.
Ce sulfate de calcium peut être du semi-hydrate (forme beta ou alpha, de source naturelle ou de synthèse) ou anhydre, par exemple anhydrite II ou anhydrite III, obtenue à partir de sources de synthèse (fluoroanhydrite par exemple) ou de carrières naturelles ou par calcination de gypse naturel ou de synthèse (par exemple du gypse de desulfuration FGD). On peut par exemple utiliser un procédé de calcination classique ou un procédé Rocal™. On peut utiliser des mélanges de différentes sources de sulfate de calcium. La chape selon l'invention remplit généralement les exigences des normes européennes EN 13454-1 (liant) et EN 13813 (mortier) relatives aux liants et mortiers à base de sulfate de calcium pour chapes fluides. Par exemple, la chape reste accessible dans une durée normale de 24 à 48 heures.
La quantité de liant dans la chape est inférieure à 600kg/m3, de préférence inférieure 550kg/m3. Le liant est présent en une quantité minimale pour conserver les qualités minimales spécifiées dans les normes ci-dessus. La quantité sera généralement supérieure à 400kg/m3. La quantité de liant dans la chape est en général d'environ 500kg/m3.
La composition de chape selon l'invention comprend un accélérateur, de préférence du sulfate de potassium, généralement en une quantité comprise entre 0,5 et 50kg/m3. De préférence, cette quantité est comprise entre 1 et 5kg/m3.
Un ou plusieurs accélérateurs de prise peuvent être utilisés, bien que le sulfate de potassium soit préféré. De tels autres accélérateurs sont par exemple le sulfate de sodium, sulfate de lithium, sulfate d'ammonium, la chaux sous diverses formes comme la chaux vive et la chaux éteinte, le ciment portland ou alumineux, un hydrate alpha ou béta ou du gypse finement broyé (BMA Bail Mill Accelerator gypse broyé avec de l'amidon). Ces accélérateurs vont former par exemple des syngénites, qui sont des sulfates doubles calcium et autre (potassium, sodium, etc) qui sert de germe de cristallisation et donc in fine d'accélérateur.
L'accélérateur est généralement ajouté sous forme de poudre, mais un ajout sous forme liquide est aussi possible. L'ajout sous forme liquide permet de façon générale un dosage automatisé des additifs.
L'accélérateur qui est ajouté peut être identique ou différent de l'accélérateur qui peut être éventuellement déjà présent dans le liant.
Les granulats qui sont utilisés dans la formulation selon l'invention sont des granulats classiques conformes à la norme ΈΝ 12620 (sables pour béton). En pratique, le Dmax est inférieur à 8mm, et en général le sable présente des tailles de particules sensiblement entre 0 et 4mm (qui sont dénommés généralement sables 0-4).
On peut encore ajouter des éléments du type fibre, comme des fibres polymères ou des fibres de verre.
Additifs
La composition de mortier comprend des additifs classiques dans le domaine des chapes à base de sulfate de calcium. On peut citer par exemple les accélérateurs ou retardateurs de prise, fluidifiants, dispersants, plastifiants et superplastifiants, agents épaississants, agents de viscosité et/ou rétenteurs d'eau, entraîneurs d'air, agents anti mousse, agents anti pellicule, traceurs, agents hydrophobants, etc.
Les dispersants, plastifiants et superplastifiants sont en particulier utilisés dans l'invention. L'addition d'un tel additif à une composition aqueuse de sulfate de calcium permet notamment de réduire la demande en eau et de maintenir la fluidité/rhéologie de la pâte.
Par exemple on peut utiliser des dispersants obtenus par condensation de formaldéhyde et de naphtalène sulfoné ou par condensation de formaldéhyde et de mélamines sulfonées. Des dispersants à base de copolymère acrylique peuvent aussi être utilisés, de préférence ce sont des polymères comprenant une chaîne avec une fonction polycarboxylique, éventuellement salifiée, à laquelle un autre groupe (par exemple du type polycarboxylate ou polyoxyéthylène) est attaché.
Un ou plusieurs retardateurs de prise peuvent être utilisés, notamment compte tenu de la quantité importante de sulfate de potassium qui en général jour le rôle d'accélérateur de prise. De tels retardateurs sont par exemple les acides carboxyliques tells que l'acide citrique, les sucres et leurs dérivés, le sel de calcium de polyoxymethylene amino-acide.
Les retardateurs et accélérateurs sont utilisés pour obtenir un temps de prise (entre le début et la fin de la prise) qui est compatible avec l'application souhaitée.
Des agents viscosifiants et des épaississants peuvent aussi être utilisés, notamment pour éviter la ségrégation et/ou le ressuage. Par exemple on peut utiliser des bio polymères (tels que les gommes) notamment obtenus par fermentation, la silice précipitée ou les dérivés de cellulose. Ces agents peuvent être présents dans l'additif contenant l'accélérateur. On peut utiliser de 0,005 à 0,1 kg/m3 de ces additifs, notamment de 0,01 à 0,05 kg/m3.
Il est possible d'ajouter un colorant (pigment) dans le mortier pour chape, notamment au niveau de l'additif dans son sachet. Le colorant sera de préférence bleu, de sorte à indiquer que l'utilisation de la chape ne vise pas les planchers chauffants (les codes couleurs traditionnels sont le rouge pour le chaud et le bleu pour le froid).
La quantité d'eau est ajustée en vue d'obtenir la consistance et les résistances mécaniques requises pour l'application du mortier sur chantier. La quantité d'eau est généralement susceptible d'être exprimée par rapport au liant, et le ratio eau/liant est généralement compris entre 0,27 et 0,80, de préférence entre 0,50 et 0,65, avantageusement entre 0,55 et 0,60.
En général, le liant qui est utilisé sur les chantiers est livré avec une quantité de sulfate de potassium ou autre accélérateur qui est déjà intégrée dans le liant. Cette quantité est généralement entre 0,5 et 1 ,5% en poids, typiquement environ 1 % en poids. La quantité de sulfate (ou autre accélérateur) ajoutée est déterminée en fonction du type de liant pour obtenir un temps de prise prédéterminé. Ce temps de prise prédéterminé peut être compris dans une large gamme, par exemple entre 8 et 18 heures, notamment d'environ 13 heures (plus ou moins 2 heures).
De façon classique, le liant qui est livré sur les chantiers comprend aussi un (super)plastifiant SP. Le liant est dit préfluidifié. La quantité de SP dépend des caractéristiques physico chimiques des matériaux et de la rhéologie recherchée.
L'invention est donc l'utilisation d'un accélérateur qui est livré en complément, généralement sous forme de sachets, pour mélange, d'un liant contenant une quantité prédéterminée de sulfate ou accélérateur et généralement aussi un (super)plastifiant. La quantité de surdosage en accélérateur est généralement comprise entre 0.1 % et 5% du poids du liant, de préférence entre 0,5 et 3%, et généralement environ 1 ,25% du poids du liant au total.
L'invention peut être mise en œuvre de différentes façons. On peut ajouter l'additif de surdosage (notamment sous forme d'un sachet hydrosoluble) dans la toupie (au niveau de la centrale à béton). Le camion peut aussi comporter une mini-centrale à béton avec remorques de produits secs et dans ce cas la composition selon l'invention est fabriquée à commande. Il est aussi possible de livrer directement sur chantiers pour gâchage sur place.
Les valeurs des différentes propriétés sont mesurées comme suit. - Etalement. L'étalement est mesuré comme suit. On dispose un étalomètre en matière plastique La Chape Liquide humidifié à l'éponge sur une surface parfaitement stable et horizontale. Immédiatement après le gâchage, on remplit soigneusement à ras le moule tronconique en acier (diamètre intérieur = 70mm, diamètre extérieur = 1 10mm, hauteur = 60 mm, norme EN459-2T préalablement humidifié) centré sur la plaque en moins de 25 secondes. On retire lentement le moule après 25 secondes et on lit la valeur d'étalement à 30 secondes à l'aide d'une règle graduée par la moyenne des deux diamètres perpendiculaires représentatifs.
- Temps de prise. L'appareil est un dispositif de mesure de prise Vicat, avec une aiguille en acier de 1 kg, en chute libre, qui est mis en œuvre non pas sur pâte pure mais sur une composition de mortier dosé à 650kg comme suit : 650kg de liant, 290I d'eau courante et 1260kg de sable de référence CEN conforme à la norme EN 196-1 (paragraphe 5.1 .2). Le mortier est placé dans le moule Vicat. Le temps de prise est enregistré comme étant le temps, depuis le gâchage, au bout duquel la distance entre l'aiguille et la plaque est de 4 +/- 1 mm.
- Ségrégation. Elle est appréciée visuellement par la détermination de la présence des granulats au fond du bol.
- Accessibilité. Elle est appréciée sur chantier par le délai possible de circulation sur la chape.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
EXEMPLES
On utilise les produits suivants
- Liant : liant CAp (référence commerciale)
- Granulats : Sable 0/4 Perrin (ex.1 ) ou Sable 0/4 (ex.2) Perrier
(Dmax 4mm)
- K2SO4 : pureté >95%, société SLI.
Les formulations suivantes sont fabriquées, et on a testé les caractéristiques de ces formulations de chape. Les résultats sont consignés dans les tableaux correspondant aux exemples ci-dessous.
Exemple 1 .
Mortier Mortier peu Mortier selon Classique dosé l'invention
Liant kg/m3 650 500 500
Eau kg/m3 305 305 305
Sable kg/m3 1220 1390 1390
K2SO4 ajouté kg/m3 0 0 2,5
Etalement cm 26 25 28
Ségrégation visuel Non Oui Non
Accessibilité 24hres Oui Oui Oui Exemple 2.
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L'invention permet donc de diminuer la quantité de liant tout en préservant les qualités essentielles de la chape.

Claims

REVENDICATIONS
Composition sèche pour mortier de chape comprenant :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité inférieure à 600kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- un accélérateur ajouté, en une quantité comprise entre 0,5 et 50kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise.
Composition selon la revendication 1 , dans laquelle la quantité de liant est inférieure à 550kg/m3, avantageusement supérieure à 400kg/m3, et de préférence d'environ 500kg/m3.
Composition selon les revendications 1 ou 2, dans laquelle l'accélérateur est du sulfate de potassium.
Composition selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la quantité d'accélérateur ajouté est comprise entre 1 et 5kg/m3.
Composition selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre un additif choisi parmi les ou retardateurs de prise, fluidifiants, dispersants, plastifiants et superplastifiants, agents épaississants, agents de viscosité et/ou rétenteurs d'eau, entraîneurs d'air, agents anti mousse, agents anti pellicule, traceurs, agents hydrophobants, agents colorants et leurs mélanges, en particulier les agents viscosifiants et/ou les épaississants.
Composition selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le liant comprend un (super)plastifiant.
Composition selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle l'accélérateur ajouté est dans un sachet hydrosoluble. Composition selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité d'environ 500kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité de sulfate de potassium comprise entre 0,5 1 ,5kg/m3 et/ou telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- du sulfate de potassium ajouté, en une quantité comprise entre 1 et 1 ,5kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- un agent viscosifiant et/ou épaississant, de préférence ajouté concurremment avec le sulfate de potassium.
Composition de pâte pour chape comprenant :
- une composition selon l'une quelconques des revendications 1 à 8 ; et
- de l'eau, en quantité telle que ratio eau/liant est compris entre 0.27 et 0.70, de préférence entre 0.50 et 0.65, avantageusement entre 0.55 et 0.60.
Composition de pâte selon la revendication 9 dans laquelle l'accélérateur est ajouté avec une partie de l'eau.
Composition de pâte pour chape comprenant :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité inférieure à 600kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- un accélérateur ajouté, en une quantité comprise entre 0,5 et 50kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- de l'eau, en quantité telle que ratio eau/liant est compris entre 0.27 et 0.70, de préférence entre 0.50 et 0.65, avantageusement entre 0.55 et 0.60. Composition selon l'une des revendications 9 à 1 1 , présentant un étalement d'au moins 22cm, de préférence au moins 24cm, avantageusement au moins 25cm.
Chape obtenue par le durcissement d'une composition selon l'une des revendications 9 à 12.
Utilisation d'un accélérateur, par surdosage, de préférence le sulfate de potassium pour la réalisation de chape ayant une teneur en liant inférieure à 600kg/m3.
Utilisation selon la revendication 14, dans laquelle ledit accélérateur est ajouté à un liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures.
Utilisation selon la revendication 14 ou 15, dans laquelle ledit accélérateur est ajouté dans un sachet hydrosoluble.
Utilisation selon la revendication 16, dans laquelle ledit accélérateur est ajouté dans un sachet hydrosoluble avec un agent viscosifiant et/ou épaississant.
Utilisation selon la revendication 14 ou 15, dans laquelle ledit accélérateur est ajouté avec une partie de l'eau.
Procédé de préparation d'une composition de pâte pour chape, ladite composition comprenant :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité inférieure à 600kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité d'accélérateur telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ; - un accélérateur ajouté, en une quantité comprise entre 0,5 et 50kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- de l'eau, en quantité telle que ratio eau/liant est compris entre 0.27 et 0.70, de préférence entre 0.50 et 0.65, avantageusement entre 0.55 et 0.60 ;
ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- fourniture desdits liant, granulats, accélérateur et eau ;
- combinaison desdits liant, granulats, accélérateur et eau selon n'importe quel ordre.
20. Procédé selon la revendication 19 dans lequel l'accélérateur est ajouté au mélange desdits liant, granulats et eau, de préférence au cours d'une étape de mélange desdits liant, granulats et eau.
21. Procédé selon la revendication 19 ou 20 dans lequel l'accélérateur est ajouté dans un sachet hydrosoluble.
22. Procédé selon la revendication 19 ou 20 dans lequel l'accélérateur est ajouté avec une partie de l'eau.
23. Procédé selon l'une des revendications 19 à 22, dans lequel la quantité de liant est inférieure à 550kg/m3, avantageusement supérieure à 400kg/m3, et de préférence d'environ 500kg/m3.
24. Procédé selon l'une des revendications 19 à 23, dans lequel l'accélérateur est du sulfate de potassium.
25. Procédé selon l'une des revendications 19 à 24, dans lequel la quantité d'accélérateur ajouté est comprise entre 1 et 5kg/m3.
26. Procédé selon l'une des revendications 19 à 25, dans lequel la composition comprend en outre un additif choisi parmi les ou retardateurs de prise, fluidifiants, dispersants, plastifiants et superplastifiants, agents épaississants, agents de viscosité et/ou rétenteurs d'eau, entraîneurs d'air, agents anti mousse, agents anti pellicule, traceurs, agents hydrophobants, agents colorants et leurs mélanges, en particulier les agents viscosifiants et/ou les épaississants.
27. Procédé selon la revendication 26, dans lequel l'agent viscosifiant et/ou épaississant est ajouté concurremment avec l'accélérateur, de préférence le sulfate de potassium.
28. Procédé selon l'une des revendications 19 à 27, dans lequel le liant comprend un (super)plastifiant.
29. Procédé selon l'une des revendications 19 à 28, dans lequel la composition comprend :
- un liant à base de sulfate de calcium, de préférence anhydrite, en une quantité d'environ 500kg/m3, par rapport au volume du mortier avant prise, ledit liant comprenant une quantité de sulfate de potassium comprise entre 0,5 1 ,5kg/m3 et/ou telle que le temps de prise d'un mortier dosé à 650kg/m3 soit comprise entre 8 et 18 heures, de préférence d'environ 13 heures ;
- des granulats ;
- du sulfate de potassium ajouté, en une quantité comprise entre 1 et 1 ,5kg/m3, par rapport au volume de mortier avant prise ;
- un agent viscosifiant et/ou épaississant, de préférence ajouté concurremment avec le sulfate de potassium.
30. Procédé selon l'une des revendications 19 à 29, dans lequel la composition présente un étalement d'au moins 22cm, de préférence au moins 24cm, avantageusement au moins 25cm.
31. Additif pour mortier de chape comprenant, dans un sachet hydrosoluble :
- un accélérateur, de préférence du sulfate de potassium ; et
- éventuellement un agent viscosifiant et/ou épaississant.
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