WO2020128312A1 - Bloc de construction avec coke de pétrole - Google Patents

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WO2020128312A1
WO2020128312A1 PCT/FR2019/053132 FR2019053132W WO2020128312A1 WO 2020128312 A1 WO2020128312 A1 WO 2020128312A1 FR 2019053132 W FR2019053132 W FR 2019053132W WO 2020128312 A1 WO2020128312 A1 WO 2020128312A1
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WO
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weight
building block
aggregates
binder
particle size
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Application number
PCT/FR2019/053132
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English (en)
Inventor
Denis DEUTSCH
Original Assignee
Deutsch Denis
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/02—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements
    • E04B1/04—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements the elements consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stone-like material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C08L95/005—Aqueous compositions, e.g. emulsions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/72—Fillers; Inorganic pigments; Reinforcing additives
    • C08L2666/74—Aggregates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to building blocks comprising petroleum coke and the use of compositions comprising petroleum coke for the manufacture of building blocks.
  • Petroleum coke is a co-product from petroleum refining.
  • Document EP 2878624 describes a waterproofing membrane comprising a reinforcing material coated with a composition comprising a mixture of bitumen and plasticizer, petroleum coke and an elastomeric or plastomeric polymer.
  • Document SU 1154299 describes bitumen-based compositions for the production of soil for agricultural buildings sheltering livestock.
  • CN 105439632 describes a water-permeable brick based on sand and prepared from a composition comprising petroleum coke. Such a brick, having a high permeability to water, would not, for example, be suitable for replacing concrete blocks in the construction of walls.
  • the invention relates firstly, quite generally, to a building block comprising petroleum coke and at least one binder.
  • the building block has a vertical and / or horizontal water permeability of 0.005 mm / s or less.
  • petroleum coke is present in an amount ranging from 0.1 to 52% by weight, preferably 5 to 31% by weight, based on the total weight of the building block.
  • the building block further comprises aggregates.
  • the aggregates are chosen from the group consisting of coarse aggregates having a particle size of 6.3 mm or greater, medium aggregates having a particle size greater than 2 mm and less than 6.3 mm, fine aggregates having a particle size of 80 ⁇ m to 2 mm, fines having a particle size of less than 80 ⁇ m and combinations thereof.
  • the building block comprises as aggregates:
  • the binder is a hydraulic binder, preferably selected from the group consisting of cement, blast furnace slag, pozzolans, fly ash, gypsum, or a mixture thereof, and / or a hydrocarbon binder, preferably chosen from the group consisting of bitumen, modified or not, pitch, heavy fuel oil, or a mixture of these, the binder being preferably present in an amount of 0.1 to 41% by weight, even more preferably from 2 to 26% by weight, relative to the total weight of the building block.
  • the building block further comprises reinforcing fibers, such as metallic fibers and / or polymer fibers and / or organic fibers, preferably in an amount of 0 to 21% by weight per relative to the total weight of the building block.
  • reinforcing fibers such as metallic fibers and / or polymer fibers and / or organic fibers, preferably in an amount of 0 to 21% by weight per relative to the total weight of the building block.
  • the invention also relates to the use of a composition comprising petroleum coke and at least one binder, for the manufacture of a building block.
  • composition comprises:
  • reinforcing fibers such as metallic fibers and / or polymer fibers and / or organic fibers.
  • the hydrocarbon binder is in the form of a hydrocarbon binder in water emulsion.
  • the present invention makes it possible to meet the need expressed above. More specifically, it provides an economical and recyclable building block with good thermal insulation and sound insulation properties (superior to those of concrete blocks, plaster / gypsum blocks or traditional walled concrete).
  • the building block according to the invention may be lighter (that is to say that its density may be lower) than a traditional cement building block (concrete block or concrete slab for example).
  • the building block according to the invention can also constitute a very large carbon sink, by absorbing a large amount of carbon in a sustainable manner.
  • the building block according to the invention may include a fire resistance superior to that of building materials such as wood or materials comprising wood, a solidity greater than that of plaster blocks (or gypsum) and wood particle boards as well as a forability greater than that of concrete blocks or concrete.
  • Figure 1 is a snapshot of the compacted block described in Example 1.
  • Figure 2 is a snapshot of the compacted block described in Example 2.
  • FIG 3 is a snapshot of the plates with and without petroleum coke installed on an electric heater, as described in Example 4.
  • the left plate is the plate without petroleum coke
  • the right plate is the plate with petroleum coke.
  • Figure 4 shows the temperature of a volume of water heated through a building block (plate) without petroleum coke (solid black circles) and the temperature of an identical volume of water through a building block ( plate) with petroleum coke (solid gray triangles), as described in Example 4.
  • the abscissa axis represents the time of the measurement (in min), and on the ordinate axis is the temperature of water (in ° C).
  • a binder must be understood to mean “one or more binders”. The same applies to all the other components.
  • the invention relates firstly to a building block comprising petroleum coke.
  • building block is meant any solid building element, full or hollow. It can in particular be blocks, bricks, vertical or horizontal slabs, or any other block which can be manipulated in order to be assembled with other elements. These blocks can be prefabricated in the factory or can be manufactured on site. These building blocks are in particular used in the production of walls, foundations, or floors.
  • the building block has a vertical and / or horizontal water permeability less than or equal to 0.005 mm / s.
  • the vertical and horizontal water permeabilities can be measured on a cylindrical test piece according to standard NF EN 12697-19. More preferably, the vertical water permeability of the building block is less than or equal to 0.004 mm / s, or less than or equal to 0.003 mm / s, or less than or equal to 0.002 mm / s, or less than or equal to 0.001 mm / s, and / or the horizontal water permeability of the building block is less than or equal to 0.004 mm / s, or less than or equal to 0.003 mm / s, or less than or equal to 0.002 mm / s, or less or equal to 0.001 mm / s.
  • the building block according to the invention can have any possible shape.
  • the building block has a parallelepipedic or essentially parallelepipedic shape.
  • the building block can also have a cylindrical shape, or an irregular shape.
  • the building block is hollow, that is to say comprises one or more walls providing at least one internal cavity, the cavity being open or closed.
  • the building block can have any suitable size.
  • the building block may have a rectangular shape and be 20 to 100 cm long, 10 to 50 cm wide and 10 to 50 cm high.
  • the building block can be a large surface element (facade panel, floor slab).
  • Petroleum coke is a carbonaceous solid resulting from the refining of petroleum and produced by a coking process from very heavy cuts of petroleum. It can for example be obtained by a coking process in a fluidized bed (“fluid coking”) or discontinuous coking ("delayed coking").
  • Petroleum coke is the ultimate product of petroleum refining, that is to say the product with the highest carbon / hydrogen atomic ratio, typically greater than 25, and therefore a non-measurable viscosity since petroleum coke comes in solid form. Petroleum coke coming directly from coking units is called “green coke”. This green coke can undergo a calcination process, for example in a rotary kiln, making it possible to remove the residual volatile hydrocarbons from the coke: the coke is then called "calcined coke”.
  • the petroleum coke can be green petroleum coke or calcined petroleum coke.
  • Petroleum coke is preferably green petroleum coke, the latter having the advantage of being more economical.
  • petroleum coke has a maximum particle size less than or equal to 5 mm, more preferably less than or equal to 3 mm.
  • the particle size of petroleum coke can be measured by sieving, for example according to standard NF EN 933-1.
  • Petroleum coke can be considered as a secondary material within the meaning of standard NF EN 15978 (definition 3.32 of the standard) which describes construction works and their contribution to sustainable development.
  • the building block preferably comprises from 0.1 to 52% by weight, preferably from 5 to 31% by weight, of petroleum coke relative to the total weight of the building block.
  • the building block may comprise from 0.1 to 2% by weight, or from 2 to 5% by weight, or from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 21% by weight, or from 21 to 26% by weight, or from 26 to 31% by weight, or from 31 to 36% by weight, or from 36 to 41% by weight, or from 41 to 46% by weight, or from 46 to 52% by weight, of petroleum coke relative to the total weight of the building block.
  • the building block also comprises aggregates (or aggregates).
  • aggregate is meant any solid fragment whose maximum dimension is less than 125 mm (as measured by sieving, according to standard NF EN 933-1, for example). In the context of the present invention, this term excludes petroleum coke particles.
  • the aggregates according to the invention are mineral and / or synthetic aggregates. These aggregates are preferably obtained from the crushing of massive rocks or alluvial rocks. Aggregates therefore designate a granular material used in construction. An aggregate can be natural, artificial or recycled.
  • natural aggregate designates an aggregate which has not undergone any deformation other than mechanical.
  • artificial aggregate designates an aggregate of mineral origin resulting from an industrial process comprising thermal or other transformations.
  • Recycled aggregate means an aggregate previously used in construction or otherwise.
  • the particle size (or diameter) of the aggregates can be measured by sieving, for example according to standard NF EN 933-1, or by laser granulometry.
  • the building block can comprise from 0 to 93% by weight of coarse aggregates, preferably from 5 to 62%, relative to the total weight of the building block.
  • the building block may comprise from 0 to 10% by weight, or from 10 to 21% by weight, or from 21 to 31% by weight, or from 31 to 41% by weight, or from 41 at 52% by weight, or from 52 to 62% by weight, or from 62 to 72% by weight, or from 72% to 82% by weight, or from 82% to 93% by weight, of coarse aggregates, relative the total weight of the building block.
  • the building block can also comprise from 0 to 93% by weight of average aggregates, preferably from 5 to 62%, relative to the total weight of the building block.
  • the building block may comprise from 0 to 10% by weight, or from 10 to 21% by weight, or from 21 to 31% by weight, or from 31 to 41% by weight, or from 41 at 52% by weight, or from 52 to 62% by weight, or from 62 to 72% by weight, or from 72% to 82% by weight, or from 82% to 93% by weight, of average aggregates, relative the total weight of the building block.
  • the building block can also comprise from 0 to 72% by weight of fine aggregates, preferably from 5 to 41%, relative to the total weight of the building block.
  • the building block may comprise from 0 to 2% by weight, or from 2 to 5% by weight, or from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 at 21% by weight, or from 21 to 26% by weight, or from 26 to 31% by weight, or from 31 to 36% by weight, or from 36 to 41% by weight, or from 41 to 46% by weight , or from 46 to 52% by weight, or from 52 to 57% by weight, or from 57 to 62% by weight, or from 62 to 67% by weight, or from 67 to 72% by weight, of fine aggregates relative to the total weight of the building block.
  • the building block can also comprise from 0 to 10% by weight, preferably from 0 to 3% by weight, of fines.
  • the building block may comprise from 0 to 1% by weight, or from 1 to 2% by weight, or from 2 to 3% by weight, or from 3 to 4% by weight, or from 4 at 5% by weight, or from 5 to 6% by weight, or from 6 to 7% by weight, or from 7 to 8% by weight, or from 8 to 9% by weight, or from 9 to 10% by weight , fine compared to the total weight of the building block.
  • the aggregates belonging to the categories described above can be, of a category compared to the other, of the same or different nature.
  • the aggregates, in each of the categories described above can all be of the same nature or of a different nature.
  • the aggregates can comprise, or be composed, for example, of limestone, silica, and / or of magmatic or plutonic rock.
  • the aggregates may be, in whole or in part, bituminous mix fragments from the road industry, for example millings from the recycling of asphalt, gravel and road asphalt, with the exception of those containing asbestos, and / or fragments of crushed building material from the construction industry.
  • bituminous mix means a mixture of a bituminous binder composition with aggregates.
  • Such fragments can comprise a certain proportion of hydrocarbon binder.
  • the hydrocarbon binder in question is counted with the hydrocarbon binder provided separately, for the purposes of calculating the proportions of the various compounds of the mix.
  • bituminous mix fragments from the road industry and / or the fragments of crushed building material from the construction industry can for example be present in a proportion of 0 to 10% by weight, or from 10 to 21% by weight, or from 21 to 31% by weight, or from 31 to 41% by weight, or from 41 to 52% by weight, or from 52 to 62% by weight, or from 62 to 72% by weight, or from 72% to 82% by weight, or from 82% to 93% by weight, relative to the total weight of the building block.
  • Preferred ranges are 5 to 62%, or 15 to 51%, by weight, based on the total weight of the building block.
  • the aggregates in whole or in part, can also comprise, or be composed of, polymers. It can in particular be plastics recovered and / or recovered rubber. Adding polymer to the building block can increase the elasticity of the building block and / or its thermal and / or acoustic insulation capacity.
  • the aggregates comprising, or compounds of, polymers are present in a mass amount of 0 to 21% by weight, more preferably from 0 to 10% by weight, for example from 0 to 5%, or from 5 to 10% , or from 10 to 15%, or from 15 to 21%, by weight, relative to the total weight of the building block.
  • the fine aggregates can in particular be sand.
  • the building block also includes at least one binder.
  • binder means a product allowing the agglomeration of all or part of the solid elements constituting the building block.
  • the building block comprises from 0.1 to 41% by weight of binder, preferably from 2 to 26% by weight, even more preferably from 2 to 12% by weight, relative to the total weight of the building block.
  • the building block may comprise from 0.1 to 2% by weight, or from 2 to 4% by weight, or from 4 to 6% by weight, or from 6 to 8% by weight, or from 8 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 21% by weight, or from 21 to 26% by weight, or from 26 to 31% by weight, or from 31 to 36% by weight, or from 36 to 41% by weight, of binder relative to the total weight of the building block.
  • the binder can be cement (hydrated). The presence of cement can increase the hardness of the building block.
  • the binder can be another hydraulic binder, such as in particular blast furnace slag, fly ash, pozzolans and / or gypsum.
  • the binder can be a hydrocarbon binder.
  • hydrocarbon binder is meant any binder comprising one or more hydrocarbons. In the context of the present invention, this term excludes petroleum coke.
  • the hydrocarbon binder is considered a secondary material within the meaning of standard NF EN 15978 (definition 3.32 of the standard) which describes construction works and their contribution to sustainable development.
  • the hydrocarbon binder is advantageously chosen from the group consisting of bitumen, modified or not, pitch, heavy fuel oil or a mixture of these.
  • the bitumen preferably has a penetration of less than 800 tenths of a mm at 25 ° C., measured by standard NF EN 1426.
  • the bitumens according to the invention include the bitumens of natural origin, those contained in natural bitumen, natural asphalt or oil sands deposits.
  • the bitumens according to the invention also include the bitumens originating from the refining of crude oil. Bitumens come from atmospheric and / or vacuum distillation of petroleum. These bitumens can possibly be blown, visbreaked and / or resulting from the deasphalting process.
  • the different bitumens obtained by the refining processes can be combined with one another.
  • the bitumens can be hard grade or soft grade bitumens.
  • Heavy fuel oil and pitch also come from the atmospheric and / or vacuum distillation of petroleum. They are mainly used as fuel. Pitch differs from heavy fuel oil by its higher viscosity, up to 4000 mm 2 / s for kinematic viscosity at 50 ° C (measured for example according to standard NF EN ISO 3104). Pitch is also known as “high viscosity fuel”.
  • the hydrocarbon binder is pitch.
  • Pitch has the advantage of being more economical than bitumen and heavy fuel oil.
  • the binder comprises a hydraulic binder and a hydrocarbon binder.
  • the building block comprises from 0 to 26% by weight, preferably from 1 to 15% by weight, of hydraulic binder and from 0 to 15% by weight, preferably from 1 to 10% by weight, of binder hydrocarbon based on the total weight of the building block.
  • the building block comprises from 0 to 0.5% by weight, or from 0.5 to 1% by weight, or from 1 to 2% by weight, or from 2 to 3% by weight, or 3 to 4% by weight, or 4 to 5% by weight, or 5 to 6% by weight, or 6 to 7% by weight, or 7 to 8% by weight, or 8 to 9 % by weight, or from 9 to 10% by weight, or from 10 to 12% by weight, or from 12 to 14% by weight, or from 14 to 16% by weight, or from 16 to 19% by weight, or from 19 to
  • the building block comprises from 0 to 1% by weight, or from 1 to 2% by weight, or from 2 to 3% by weight, or from 3 to 4% by weight, or from 4 to 5% by weight, or from 5 to 6% by weight, or from 6 to 7% by weight, or from 7 to 8% by weight, or from 8 to 9% by weight, or from 9 to 10% by weight, or from 10 to 11% by weight, or from 1 1 to 12% by weight, or from 12 to 13% by weight, or from 13 to 14% by weight, or from 14 to 15% by weight, of hydrocarbon binder relative to the total weight of the building block.
  • the amounts of binder indicated above refer to the amount of the binder as such and do not take account of any additives incorporated into the binder, for example to facilitate its addition with the other constituents of the block, for example water when the hydrocarbon binder is introduced in the form of an emulsion in the composition intended for the manufacture of the block.
  • the hydrocarbon binder (as such) preferably has a kinematic viscosity at 50 ° C greater than or equal to 50 mm 2 / s, even more preferably greater than or equal to 100 mm 2 / s, for example from 50 to 100 mm 2 / s, or from 100 to 500 mm 2 / s, or from 500 to 1000 mm 2 / s, or from 1000 to 1500 mm 2 / s, or from 1500 to 2000 mm 2 / s, or from 2000 to 2500 mm 2 / s, or from 2500 to 3000 mm 2 / s, or from 3000 to 3500 mm 2 / s, or from 3500 to 4000 mm 2 / s, or greater than 4000 mm 2 / s.
  • Kinematic viscosity can be measured at 50 ° C according to standard NF EN ISO 3104.
  • the building block may also include reinforcing fibers, such as metallic fibers and / or polymer fibers and / or organic fibers. These reinforcing fibers are preferably present in an amount from 0 to 21% by weight, more preferably from 0 to 10% by weight, for example from 0 to 5%, or from 5 to 10%, or from 10 to 15% , or from 15 to 21%, by weight, relative to the total weight of the building block.
  • reinforcing fibers such as metallic fibers and / or polymer fibers and / or organic fibers.
  • the building block may also include other additives.
  • additives can for example be emulsifying agents and / or concrete admixtures, preferably in an amount ranging from 0 to 1% by weight, for example from 0.01 to 1% by weight, relative to the total weight of the block of construction.
  • the building block essentially consists, or consists, of the compounds described above.
  • the building block according to the invention can be recycled, one or more times, for example as aggregates.
  • the building block can be crushed and / or crushed, so as to obtain fragments of smaller size.
  • These fragments can then be screened for selection based on their size. They can, for example, be reused as coarse aggregates, as medium aggregates, as fine aggregates and / or as fine.
  • the invention also relates to the use of a building block as defined above, for the construction of a wall, foundations or a masonry floor.
  • the walls and floors can be interior or exterior walls or floors.
  • the invention also relates to a wall, a foundation or a masonry floor comprising at least one building block as defined above.
  • the invention also relates to the use of petroleum coke for the manufacture of a building block.
  • Petroleum coke is present in a composition, in combination with at least one binder.
  • the composition comprises:
  • reinforcing fibers such as metallic fibers and / or polymer fibers and / or organic fibers; for making a building block.
  • the composition for manufacturing the building block comprises at least 0.1% of binder (hydraulic binder and / or hydrocarbon binder).
  • the characteristics concerning the nature and the particle sizes of the components of the building block described above can also apply to the composition used for the manufacture of the building block.
  • the amounts of binder indicated refer to the amounts of binder as such.
  • the particle size of the aggregates or petroleum coke can be measured by sieving or laser granulometry, as described above.
  • composition for manufacturing the building block comprises:
  • composition for its use for the manufacture of a building block can comprise from 0.1 to 2% by weight, or from 2 to 5% by weight, or from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 20% by weight, or from 20 to 25% by weight, or from 25 to 30% by weight, or from 30 to 35% by weight, or from 35 to 40% by weight, or 40 to 45% by weight, or 45 to 50% by weight, of petroleum coke relative to the total weight of the composition.
  • the composition can comprise from 0 to 10% by weight, or from 10 to 20% by weight, or from 20 to 30% by weight, or from 30 to 40% by weight, or from 40 to 50% by weight, or from 50 to 60% by weight, or from 60 to 70% by weight, or from 70% to 80% by weight, or from 80% to 90% by weight, of coarse aggregates, relative to the total weight of the composition.
  • the composition can comprise from 0 to 10% by weight, or from 10 to 20% by weight, or from 20 to 30% by weight, or from 30 to 40% by weight, or from 40 to 50% by weight, or from 50 to 60% by weight, or from 60 to 70% by weight, or from 70% to 80% by weight, or from 80% to 90% by weight, of average aggregates, relative to the total weight of the composition.
  • the composition can comprise from 0 to 2% by weight, or from 2 to 5% by weight, or from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 20% by weight, or from 20 to 25% by weight, or 25 to 30% by weight, or 30 to 35% by weight, or 35 to 40% by weight, or 40 to 45% by weight, or 45 to 50% in weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, of fine aggregates relative to the total weight of the composition.
  • the composition can comprise from 0 to 1% by weight, or from 1 to 2% by weight, or from 2 to 3% by weight, or from 3 to 4% by weight, or from 4 to 5% by weight, or from 5 to 6% by weight, or 6 to 7% by weight, or 7 to 8% by weight, or 8 to 9% by weight, or 9 to 10% by weight, fines relative to the total weight of the composition.
  • the composition may comprise from 0 to 0.5% by weight, or from 0.5 to 1% by weight, or from 1 to 2% by weight, or from 2 to 3% by weight, or from 3 to 4% by weight.
  • the composition can comprise from 0 to 1% by weight, or from 1 to 2% by weight, or from 2 to 3% by weight, or from 3 to 4% by weight, or from 4 to 5% by weight, or from 5 to 6% by weight, or 6 to 7% by weight, or 7 to 8% by weight, or 8 to 9% by weight, or 9 to 10% by weight, or 10 to 11% by weight, or from 1 1 to 12% by weight, or from 12 to 13% by weight, or from 13 to 14% by weight, or from 14 to 15% by weight, of hydrocarbon binder relative to the total weight of the composition.
  • the composition can comprise from 0 to 2% by weight, or from 2 to 4% by weight, or from 4 to 6% by weight, or from 6 to 8% by weight, or from 8 to 10% by weight, or from 10 to 12% by weight, or 12 to 15% by weight, of water relative to the total weight of the composition.
  • the composition may comprise from 0 to 5%, or from 5 to 10%, or from 10 to 15%, or from 15 to 20% by weight, of reinforcing fibers, relative to the total weight of the composition.
  • composition can also comprise other additives, for example one or more emulsifying agents and / or concrete admixtures, preferably in an amount ranging from 0 to 1% by weight, for example from 0.01 to 1% by weight , relative to the total weight of the composition.
  • additives for example one or more emulsifying agents and / or concrete admixtures, preferably in an amount ranging from 0 to 1% by weight, for example from 0.01 to 1% by weight , relative to the total weight of the composition.
  • Aggregates consisting of fragments of bituminous mix from the road industry and / or fragments of crushed building material from the construction industry may be present in the composition, for example in an amount from 0 to 10 % by weight, or from 10 to 20% by weight, or from 20 to 30% by weight, or from 30 to 40% by weight, or from 40 to 50% by weight, or from 50 to 60% by weight, or from 60 to 70% by weight, or from 70% to 80% by weight, or from 80% to 90% by weight, relative to the total weight of the composition. Preferably, they are present in an amount of 5 to 60% by weight, or 15 to 50% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • Aggregates comprising, or being composed of, polymers may be present in the composition, preferably in an amount of 0 to 20% by weight, more preferably from 0 to 10% by weight, for example from 0 to 5%, or from 5 to 10%, or from 10 to 15%, or from 15 to 20%, by weight, by relative to the total weight of the composition.
  • the composition essentially consists, or consists, of the composition as described above.
  • the composition can be prepared by mixing, in one or more steps, the components.
  • the components are mixed using a mixing device of the mixer type.
  • the mixing of the components is carried out at ambient temperature but it can alternatively be carried out at a higher temperature, for example if the hydrocarbon binder is introduced hot.
  • the petroleum coke is mixed with the aggregates, that is to say it is for example mixed with the coarse aggregates, with the medium aggregates, with the fine aggregates and / or with the fines, and / or with the hydraulic binder, and / or with the hydrocarbon binder and / or with water, and / or with the additives (reinforcing fibers and / or other additives).
  • the above components can be introduced into the mixture in any order or all at the same time, or in part at the same time. Some of these components can be premixed before being mixed with the other components.
  • the coarse aggregates, the medium aggregates, the fine aggregates and the fines which are mixed to prepare the composition used for the manufacture of a building block are as described above, as regards their nature and their granulometry.
  • the petroleum coke is preferably ground prior to mixing with the other components.
  • the hydrocarbon binder can be incorporated into the mixture in the form of a hydrocarbon binder in water emulsion.
  • Hydrocarbon binder emulsions are well known to those skilled in the art.
  • the emulsion comprises from 50 to 90%, preferably from 60 to 85%, by weight of hydrocarbon binder; from 10 to 50%, preferably from 15 to 40%, by weight of water; and optionally one or more emulsifying agents, preferably in an amount of less than 1% by weight, for example from 0.01 to 1% by weight.
  • the emulsion preferably has a viscosity ranging from 5 to 500 s (corresponding to the flow time with a 4 mm orifice, at 40 ° C, measured according to standard NF EN 12846-1).
  • the emulsion can be prepared just before mixing with the other components or more upstream of the mixing.
  • the first case is advantageous since it is then not necessary to obtain an emulsion having a large stability, which makes it possible to decrease the amount of emulsifying agents used, or even their complete elimination.
  • the emulsion when the hydrocarbon binder is incorporated into the mixture in the form of an emulsion, the emulsion is introduced at ambient temperature, (that is to say at a temperature of 15 to 30 ° C.), or, alternatively, the emulsion is previously heated to a temperature of up to 90 ° C.
  • the introduction of the hydrocarbon binder in the form of an emulsion can make it possible to facilitate the binding of the binder, in particular to petroleum coke.
  • the use of a hydrocarbon binder emulsion can make it possible to avoid mixing the binder hot.
  • the hydrocarbon binder can also be incorporated into the mixture in pure form. In this case, it is advantageously previously heated to a temperature ranging from 50 to 100 ° C, or, alternatively, to a temperature ranging from 100 to 200 ° C.
  • a hydrocarbon binder When a hydrocarbon binder is introduced into the mixture in the form of an emulsion, it is preferably incorporated after the other components, at the end of the mixing step.
  • petroleum coke is agglomerated by means of all or part of the hydrocarbon binder prior to its introduction into the mixture.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a building block. This process includes:
  • the composition generally loses part of its water, if the initial composition comprises water or a hydrocarbon binder emulsion, typically of the order of 2 to 5% of its initial weight.
  • the method of manufacturing the building block can also include a step of compacting the composition in the mold, preferably between the step of supplying the composition in a mold (for example after the introduction of the composition into the mold) and the step of curing the composition.
  • the compaction of the composition when it is carried out, is preferably carried out using a stationary press, a vibrating press or a layer.
  • the use of vibrations increases compaction.
  • Curing is preferably carried out by leaving the composition to stand for several hours, more preferably between 24 and 48 hours.
  • the hardening step is carried out at ambient temperature, leaving the composition to stand in ambient air.
  • the hardening step can be carried out in an oven.
  • the composition dries and solidifies.
  • the hydraulic binder, if present, hardens upon hydration and the emulsion, if present, is broken.
  • the manufacturing process advantageously comprises a step of demolding the composition, preferably after the compaction step when a compaction step is present, and before that of hardening.
  • the demolding step is performed after the hardening step.
  • the manufacturing process of the building block in particular for a large, non-prefabricated block, can be implemented on site, for example by means of formwork. Curing and demolding are then carried out on site.
  • a composition is prepared by mixing the following components, in the mass quantities indicated:
  • the particle sizes of aggregates and petroleum coke are measured according to standard NF EN 933-1.
  • composition is then compacted into a cylindrical block of approximately 9 cm in diameter and approximately 4 cm in height, with a weight of approximately 0.5 kg.
  • a weight of approximately 0.5 kg.
  • a composition is prepared by mixing the following components, in the mass quantities indicated:
  • the particle sizes of aggregates and petroleum coke are measured according to standard NF EN 933-1.
  • composition is prepared, and then compacted into a cylindrical block of approximately 9 cm in diameter and approximately 4 cm in height, with a weight of approximately 0.5 kg, as described in Example 1.
  • composition for the manufacture of a building block is prepared, in the mass quantities indicated:
  • the composition is prepared in the manner described in Example 1.
  • the building materials described in the examples above comprise a large proportion of petroleum coke and hydrocarbon binder: they therefore represent a very large carbon sink.
  • one tonne of the dry final product sequesters about 225 kg of carbon, equivalent to CO2 equivalent of about 800 kg.
  • Two plates are prepared respectively from the two mixtures. After setting and drying (hardening) of the plates, the plate without petroleum coke and the plate with petroleum coke have a weight of 1350 g and 1295 g respectively and an approximate density of 1.909 g / cm 3 and of 1.804 g / cm 3 .
  • Both plates are tested for their heat transfer property.
  • the two plates are placed on an electric heater, as shown in Figure 3.
  • a certain volume of water is maintained in a container on the upper face of each of the plates, while the plates are heated together at their underside.
  • the temperature of the 2 identical volumes of water on each of the plates is measured over time. The results are shown in Figure 4.
  • the rise in water temperature is significantly lower in the case of the plate with petroleum coke than in that of the plate without petroleum coke.
  • the thermal conductivity of the plate with petroleum coke is about 18% lower than that of the plate without petroleum coke.
  • the plate with petroleum coke therefore has better thermal insulation than the plate without petroleum coke.

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Abstract

L'invention concerne un bloc de construction comprenant du coke de pétrole et au moins un liant et présentant une perméabilité à l'eau verticale et/ou horizontale inférieure ou égale à 0,005 mm/s. L'invention concerne également l'utilisation d'une composition comprenant du coke de pétrole et au moins un liant, pour la fabrication d'un bloc de construction.

Description

Bloc de construction avec coke de pétrole
Domaine de l’invention
La présente invention concerne des blocs de construction comprenant du coke de pétrole et l’utilisation de compositions comprenant du coke de pétrole pour la fabrication de blocs de construction.
Arrière-plan technique
Le coke de pétrole est un co-produit issu du raffinage de pétrole.
Différentes applications ont été développées afin de valoriser ce produit. Ainsi, il est à l’heure actuelle souvent utilisé en tant que combustible, ou pour la fabrication d’électrodes. Le document EP 2878624 décrit quant à lui une membrane d’étanchéité comprenant un matériau de renfort revêtu par une composition comprenant un mélange de bitume et de plastifiant, du coke de pétrole et un polymère élastomère ou plastomère.
D’autre part les matériaux de construction font l’objet d’une recherche constante afin de mettre au point un modèle de construction durable.
Le document SU 1154299 décrit des compositions à base de bitume pour la production de sols de bâtiments agricoles abritant du bétail.
Le document CN 105439632 décrit une brique perméable à l’eau à base de sable et préparée à partir d’une composition comprenant du coke de pétrole. Une telle brique, ayant une perméabilité à l’eau élevée, ne serait par exemple pas adaptée pour remplacer les parpaings dans la construction de murs.
Il existe un réel besoin de fournir un bloc de construction à la fois durable, économique et recyclable, comprenant de bonnes propriétés d’isolation thermique et acoustique et qui puisse agir comme puits de carbone. Résumé de l’invention
L’invention concerne en premier lieu, de manière tout à fait générale, un bloc de construction comprenant du coke de pétrole et au moins un liant. Facultativement, le bloc de construction présente une perméabilité à l’eau verticale et/ou horizontale inférieure ou égale à 0,005 mm/s.
Dans des modes de réalisation, le coke de pétrole est présent en une quantité allant de 0,1 à 52 % en poids, de préférence de 5 à 31 % en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
Dans des modes de réalisation, le bloc de construction comprend en outre des granulats.
Dans des modes de réalisation, les granulats sont choisis dans le groupe constitué des granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure, des granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm, des granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm, des fines ayant une taille de particule inférieure à 80 pm et des combinaisons de ceux-ci.
Dans des modes de réalisation, le bloc de construction comprend en tant que granulats :
- de 0 à 93 % en poids, de préférence de 5 à 62 % en poids, de granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure ;
- de 0 à 93 % en poids, de préférence de 5 à 62 %, en poids de granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm ;
- de 0 à 72 % en poids, de préférence de 5 à 41 %, en poids de granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm ; et
- de 0 à 10 % en poids, de préférence de 0 à 3 % en poids, de fines ayant une taille de particule inférieure à 80 pm ;
par rapport au poids total du bloc de construction.
Dans des modes de réalisation, le liant est un liant hydraulique, de préférence choisi dans le groupe constitué du ciment, du laitier de haut fourneau, des pouzzolanes, des cendres volantes, du gypse, ou un mélange de ceux-ci, et/ou un liant hydrocarboné, de préférence choisi dans le groupe constitué du bitume, modifié ou non, du brai, du fioul lourd, ou un mélange de ceux-ci, le liant étant de préférence présent en une quantité de 0,1 à 41 % en poids, encore plus préférentiellement de 2 à 26 % en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
Dans des modes de réalisation, le bloc de construction comprend en outre des fibres de renfort, telles que les fibres métalliques et/ou les fibres de polymères et/ou les fibres organiques, de préférence en une quantité de 0 à 21 % en poids par rapport au poids total du bloc de construction. L’invention concerne également l’utilisation d’une composition comprenant du coke de pétrole et au moins un liant, pour la fabrication d’un bloc de construction.
Dans des modes de réalisation, la composition comprend :
- de 0,1 à 50 % en poids, de préférence de 5 à 30 % en poids, de coke de pétrole ;
- de 0 à 90 % en poids, de préférence de 5 à 60 % en poids, de granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure ;
- de 0 à 90 % en poids, de préférence de 5 à 60 % en poids, de granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm ;
- de 0 à 70 % en poids, de préférence de 5 à 40 % en poids, de granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm ;
- de 0 à 10 % en poids de fines ayant une taille de particule inférieure à 80 pm ;
- de 0 à 25 % en poids, de préférence de 1 à 15 % en poids, de liant hydraulique ;
- de 0 à 15 % en poids, de préférence de 1 à 10 % en poids, de liant hydrocarboné ;
- de 0 à 15 % en poids, de préférence de 0 à 10 % en poids, d’eau ; et
- de 0 à 20 % en poids de fibres de renfort, telles que des fibres métalliques et/ou des fibres de polymères et/ou des fibres organiques.
Dans des modes de réalisation, le liant hydrocarboné est sous forme d’une émulsion de liant hydrocarboné dans l’eau.
La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un bloc de construction économique et recyclable, et possédant de bonnes propriétés d’isolation thermique et d’isolation acoustique (supérieures à celles des parpaings de ciment, des blocs de plâtre/gypse ou du béton banché traditionnel). De plus, le bloc de construction selon l’invention peut être plus léger (c’est-à-dire que sa densité peut être plus faible) qu’un bloc de construction traditionnel en ciment (parpaing ou dalle béton par exemple). Le bloc de construction selon l’invention peut également constituer un puits de carbone très important, en absorbant de manière durable une grande quantité de carbone. En outre, le bloc de construction selon l’invention peut comprendre une résistance au feu supérieure à celle de matériaux de construction tels que le bois ou les matériaux comprenant du bois, une solidité supérieure à celle des blocs de plâtre (ou gypse) et des panneaux de particules de bois ainsi qu’une forabilité supérieure à celle des parpaings de ciment ou du béton.
Cela est accompli grâce à l’utilisation de coke de pétrole dans le bloc de construction.
Brève description des figures
La Figure 1 est un cliché du bloc compacté décrit dans l’exemple 1 .
La Figure 2 est un cliché du bloc compacté décrit dans l’exemple 2.
La Figure 3 est un cliché des plaques avec et sans coke de pétrole installées sur un dispositif de chauffage électrique, tel que cela est décrit dans l’exemple 4. La plaque de gauche est la plaque sans coke de pétrole, la plaque de droite est la plaque avec coke de pétrole.
La Figure 4 représente la température d’un volume d’eau chauffé à travers un bloc de construction (plaque) sans coke de pétrole (ronds pleins noirs) et la température d’un volume identique d’eau à travers un bloc de construction (plaque) avec coke de pétrole (triangles pleins gris), tel que cela est décrit dans l’exemple 4. L’axe des abscisses représente le temps de la mesure (en min), et sur l’axe des ordonnées figure la température de l’eau (en °C).
Description détaillée
L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.
Sauf indication contraire, tous les pourcentages concernant des quantités sont des pourcentages massiques.
Dans la présente demande, l’expression « un liant » doit être comprise comme signifiant « un ou plusieurs liants ». Il en est de même de tous les autres composants.
Bloc de construction
L’invention concerne en premier lieu un bloc de construction comprenant du coke de pétrole.
Par « bloc de construction », on entend tout élément solide de construction, plein ou creux. Il peut notamment s’agir de parpaings, de briques, de dalles verticales ou horizontales, ou de tout autre bloc pouvant être manipulé en vue d’être assemblé avec d’autres éléments. Ces blocs peuvent être préfabriqués en usine ou peuvent être fabriqués sur site. Ces blocs de construction sont en particulier utilisés dans la production de murs, fondations, ou sols.
De préférence, le bloc de construction a une perméabilité à l’eau verticale et/ou horizontale inférieure ou égale à 0,005 mm/s. Les perméabilités à l’eau verticale et horizontale peuvent se mesurer sur une éprouvette cylindrique selon la norme NF EN 12697-19. Plus préférentiellement, la perméabilité à l’eau verticale du bloc de construction est inférieure ou égale à 0,004 mm/s, ou inférieure ou égale à 0,003 mm/s, ou inférieure ou égale à 0,002 mm/s, ou inférieure ou égale à 0,001 mm/s, et/ou la perméabilité à l’eau horizontale du bloc de construction est inférieure ou égale à 0,004 mm/s, ou inférieure ou égale à 0,003 mm/s, ou inférieure ou égale à 0,002 mm/s, ou inférieure ou égale à 0,001 mm/s. Cela permet au bloc de construction selon l’invention d’être utilisable pour tout type de construction, et notamment la construction de murs, en particulier de bâtiments. Cela permet également une meilleure isolation thermique et acoustique.
Le bloc de construction selon l’invention peut avoir toute forme possible. Selon une variante avantageuse, le bloc de construction a une forme parallélépipédique ou essentiellement parallélépipédique. Le bloc de construction peut également avoir une forme cylindrique, ou une forme irrégulière. De manière particulièrement préférée, le bloc de construction est creux, c’est-à-dire comporte une ou plusieurs parois ménageant au moins une cavité interne, la cavité étant ouverte ou fermée.
Le bloc de construction peut avoir toute taille adaptée. Par exemple, le bloc de construction peut avoir une forme parallélépipédique et avoir une longueur de 20 à 100 cm, une largeur de 10 à 50 cm et une hauteur de 10 à 50 cm. Dans des exemples, le bloc de construction peut être un élément surfacique de grande dimension (panneau de façade, dalle de plancher).
Le coke de pétrole (ou « petcoke ») est un solide carboné issu du raffinage du pétrole et produit par un procédé de cokéfaction à partir des coupes très lourdes de pétrole. Il peut par exemple être obtenu par un procédé de cokéfaction en lit fluidisé (« fluid coking ») ou de cokéfaction discontinue (« delayed coking »).
Le coke de pétrole constitue le produit ultime du raffinage du pétrole, c’est-à-dire celui qui a le ratio atomique carbone/hydrogène le plus élevé, typiquement supérieur à 25, et par conséquent une viscosité non mesurable puisque le coke de pétrole se présente sous forme solide. Le coke de pétrole sortant directement des unités de cokéfaction est appelé « coke vert ». Ce coke vert peut subir un procédé de calcination, par exemple dans un four rotatif, permettant d’éliminer les hydrocarbures volatiles résiduels du coke : le coke est alors appelé « coke calciné ».
Dans le cadre de la présente invention, le coke de pétrole peut être du coke de pétrole vert ou du coke de pétrole calciné. Le coke de pétrole est de préférence du coke de pétrole vert, celui-ci présentant l’avantage d’être plus économique.
De préférence, le coke de pétrole présente une taille de particule maximale inférieure ou égale à 5 mm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 3 mm. La taille de particule du coke de pétrole peut être mesurée par tamisage, par exemple selon la norme NF EN 933-1 .
Le coke de pétrole peut être considéré comme une matière secondaire au sens de la norme NF EN 15978 (définition 3.32 de la norme) qui décrit les ouvrages de construction et leur contribution au développement durable.
Le bloc de construction comprend de préférence de 0,1 à 52 % en poids, de préférence de 5 à 31 % en poids, de coke de pétrole par rapport au poids total du bloc de construction. Dans des modes de réalisation, le bloc de construction peut comprendre de 0,1 à 2 % en poids, ou de 2 à 5 % en poids, ou de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 21 % en poids, ou de 21 à 26 % en poids, ou de 26 à 31 % en poids, ou de 31 à 36 % en poids, ou de 36 à 41 % en poids, ou de 41 à 46 % en poids, ou de 46 à 52 % en poids, de coke de pétrole par rapport au poids total du bloc de construction.
De préférence, le bloc de construction comprend également des granulats (ou agrégats).
Par « granulat », on entend tout fragment solide dont la dimension maximale est inférieure à 125 mm (telle que mesurée par tamisage, selon la norme NF EN 933-1 , par exemple). Dans le cadre de la présente invention, ce terme exclut les particules de coke de pétrole.
Les granulats selon l’invention sont des granulats minéraux et/ou synthétiques. Ces granulats sont de préférence issus du concassage de roches massives ou de roches alluvionnaires. Les granulats désignent donc un matériau granulaire utilisé dans la construction. Un granulat peut être naturel, artificiel ou recyclé. Le terme « granulat naturel » désigne un granulat n'ayant subi aucune déformation autre que mécanique. Le terme « granulat artificiel » désigne un granulat d'origine minérale résultant d'un procédé industriel comprenant des transformations thermiques ou autres. Le terme « granulat recyclé » désigne un granulat précédemment utilisé dans la construction ou autre.
Les granulats sont avantageusement choisis dans le groupe constitué :
- des granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure, de préférence inférieure à 2 cm ;
- des granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm ;
- des granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm ;
- des fines (ou fillers) ayant une taille de particule inférieure à 80 pm ; et
- des combinaisons de ceux-ci.
La taille (ou diamètre) de particule des granulats peut être mesurée par tamisage, par exemple selon la norme NF EN 933-1 , ou par granulométrie laser.
Le bloc de construction peut comprendre de 0 à 93 % en poids de granulats grossiers, de préférence de 5 à 62 %, par rapport au poids total du bloc de construction. Dans des modes de réalisation, le bloc de construction peut comprendre de 0 à 10 % en poids, ou de 10 à 21 % en poids, ou de 21 à 31 % en poids, ou de 31 à 41 % en poids, ou de 41 à 52 % en poids, ou de 52 à 62 % en poids, ou de 62 à 72 % en poids, ou de 72 % à 82% en poids, ou de 82 % à 93% en poids, de granulats grossiers, par rapport au poids total du bloc de construction.
Le bloc de construction peut également comprendre de 0 à 93 % en poids de granulats moyens, de préférence de 5 à 62 %, par rapport au poids total du bloc de construction. Dans des modes de réalisation, le bloc de construction peut comprendre de 0 à 10 % en poids, ou de 10 à 21 % en poids, ou de 21 à 31 % en poids, ou de 31 à 41 % en poids, ou de 41 à 52 % en poids, ou de 52 à 62 % en poids, ou de 62 à 72 % en poids, ou de 72 % à 82% en poids, ou de 82 % à 93% en poids, de granulats moyens, par rapport au poids total du bloc de construction.
Le bloc de construction peut également comprendre de 0 à 72 % en poids de granulats fins, de préférence de 5 à 41 %, par rapport au poids total du bloc de construction. Dans des modes de réalisation, le bloc de construction peut comprendre de 0 à 2 % en poids, ou de 2 à 5 % en poids, ou de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 21 % en poids, ou de 21 à 26 % en poids, ou de 26 à 31 % en poids, ou de 31 à 36 % en poids, ou de 36 à 41 % en poids, ou de 41 à 46 % en poids, ou de 46 à 52 % en poids, ou de 52 à 57 % en poids, ou de 57 à 62 % en poids, ou de 62 à 67 % en poids, ou de 67 à 72 % en poids, de granulats fins par rapport au poids total du bloc de construction.
Le bloc de construction peut également comprendre de 0 à 10 % en poids, de préférence de 0 à 3 % en poids, de fines. Dans des modes de réalisation, le bloc de construction peut comprendre de 0 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids, ou de 5 à 6 % en poids, ou de 6 à 7 % en poids, ou de 7 à 8 % en poids, ou de 8 à 9 % en poids, ou de 9 à 10 % en poids, de fines par rapport au poids total du bloc de construction.
Les granulats appartenant aux catégories décrites ci-dessus (granulats grossiers, granulats moyens, granulats fins et fines) peuvent être, d’une catégorie par rapport à l’autre, de même nature ou de nature différente. De même, les granulats, dans chacune des catégories décrites ci-dessus, peuvent être tous de même nature ou de nature différente.
Les granulats, quelle que soit la catégorie à laquelle ils appartiennent, peuvent comprendre, ou être composés, par exemple, de calcaire, de silice, et/ou de roche magmatique ou plutonique.
Les granulats peuvent être, en tout ou en partie, des fragments d’enrobé bitumineux issu de l’industrie routière, par exemple des fraisais issus du recyclage d’enrobés, graves et asphaltes routiers, à l’exception de ceux contenant des fibres d’amiante, et/ou des fragments de matériau de construction concassé issu de l’industrie de la construction. Par « enrobé bitumineux », on entend un mélange d'une composition de liant bitumineux avec des granulats. De tels fragments peuvent comprendre une certaine proportion de liant hydrocarboné. Dans ce cas, le liant hydrocarboné en question est comptabilisé avec le liant hydrocarboné apporté séparément, pour les besoins des calculs de proportions des différents composés de l’enrobé. Les fragments d’enrobé bitumineux issu de l’industrie routière et/ou les fragments de matériau de construction concassé issu de l’industrie de la construction peuvent par exemple être présents en une proportion de 0 à 10 % en poids, ou de 10 à 21 % en poids, ou de 21 à 31 % en poids, ou de 31 à 41 % en poids, ou de 41 à 52 % en poids, ou de 52 à 62 % en poids, ou de 62 à 72 % en poids, ou de 72 % à 82% en poids, ou de 82 % à 93% en poids, par rapport au poids total du bloc de construction. Des gammes préférées sont de 5 à 62 %, ou de 15 à 51 %, en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
Les granulats, en tout ou en partie, peuvent également comprendre, ou être composés, de polymères. Il peut notamment s’agir de plastiques récupérés et/ou de caoutchouc récupéré. L’ajout de polymère dans le bloc de construction peut permettre d’augmenter l’élasticité du bloc de construction et/ou sa capacité d’isolation thermique et/ou acoustique. De préférence, les granulats comprenant, ou composés de, polymères sont présents en une quantité massique de 0 à 21 % en poids, plus préférentiellement de 0 à 10 % en poids, par exemple de 0 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 21 %, en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
Les granulats fins peuvent être notamment du sable.
Le bloc de construction comprend également au moins un liant. Par « liant », on entend un produit permettant l’agglomération de tout ou partie des éléments solides constituant le bloc de construction.
Avantageusement, le bloc de construction comprend de 0,1 à 41 % en poids de liant, de préférence de 2 à 26 % en poids, encore plus préférentiellement de 2 à 12 % en poids, par rapport au poids total du bloc de construction. Dans des modes de réalisation, le bloc de construction peut comprendre de 0,1 à 2 % en poids, ou de 2 à 4 % en poids, ou de 4 à 6 % en poids, ou de 6 à 8 % en poids, ou de 8 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 21 % en poids, ou de 21 à 26 % en poids, ou de 26 à 31 % en poids, ou de 31 à 36 % en poids, ou de 36 à 41 % en poids, de liant par rapport au poids total du bloc de construction.
Le liant peut être du ciment (hydraté). La présence de ciment peut permettre d’augmenter la dureté du bloc de construction.
Alternativement, ou en substitution partielle, le liant peut être un autre liant hydraulique, tel que notamment du laitier de haut-fourneau, des cendres volantes, des pouzzolanes et/ou du gypse.
Alternativement, ou en addition, le liant peut être un liant hydrocarboné. Par « liant hydrocarboné », on entend tout liant comprenant un ou des hydrocarbures. Dans le cadre de la présente invention, ce terme exclut le coke de pétrole. Le liant hydrocarboné est considéré comme une matière secondaire au sens de la norme NF EN 15978 (définition 3.32 de la norme) qui décrit les ouvrages de construction et leur contribution au développement durable.
Le liant hydrocarboné est avantageusement choisi dans le groupe constitué du bitume, modifié ou non, du brai, du fioul (ou fuel) lourd ou d’un mélange de ceux-ci.
Le bitume a de préférence une pénétrabilité inférieure à 800 dixièmes de mm à 25°C, mesurée par la norme NF EN 1426. Les bitumes selon l’invention comprennent les bitumes d'origine naturelle, ceux contenus dans des gisements de bitume naturel, d'asphalte naturel ou les sables bitumineux. Les bitumes selon l'invention comprennent aussi les bitumes provenant du raffinage du pétrole brut. Les bitumes proviennent de la distillation atmosphérique et/ou sous vide du pétrole. Ces bitumes pouvant être éventuellement soufflés, viscoréduits et/ou issus du procédé de désasphaltage. Les différents bitumes obtenus par les procédés de raffinage peuvent être combinés entre eux. Les bitumes peuvent être des bitumes de grade dur ou de grade mou.
Le fioul lourd et le brai proviennent aussi de la distillation atmosphérique et/ou sous vide du pétrole. Ils sont essentiellement utilisés comme combustible. Le brai se différencie du fioul lourd par sa viscosité plus importante, jusqu’à 4000 mm2/s pour la viscosité cinématique à 50°C (mesurée par exemple selon la norme NF EN ISO 3104). Le brai est aussi connu sous le terme « combustible haute viscosité ».
De préférence, le liant hydrocarboné est du brai. Le brai présente l’avantage d’être plus économique que le bitume et que le fioul lourd.
De manière particulièrement préférée, le liant comprend un liant hydraulique et un liant hydrocarboné. Par exemple, le bloc de construction comprend de 0 à 26 % en poids, de préférence de 1 à 15 % en poids, de liant hydraulique et de 0 à 15 % en poids, de préférence de 1 à 10 % en poids, de liant hydrocarboné, par rapport au poids total du bloc de construction.
Dans des modes de réalisation, le bloc de construction comprend de 0 à 0,5 % en poids, ou de 0,5 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids, ou de 5 à 6 % en poids, ou de 6 à 7 % en poids, ou de 7 à 8 % en poids, ou de 8 à 9 % en poids, ou de 9 à 10 % en poids, ou de 10 à 12 % en poids, ou de 12 à 14 % en poids, ou de 14 à 16 % en poids, ou de 16 à 19 % en poids, ou de 19 à
21 % en poids, ou de 21 à 23 % en poids, ou de 23 à 25 % en poids, ou de 25 à 26 % en poids, de liant hydraulique, par rapport au poids total du bloc de construction.
Dans des modes de réalisation, le bloc de construction comprend de 0 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids, ou de 5 à 6 % en poids, ou de 6 à 7 % en poids, ou de 7 à 8 % en poids, ou de 8 à 9 % en poids, ou de 9 à 10 % en poids, ou de 10 à 1 1 % en poids, ou de 1 1 à 12 % en poids, ou de 12 à 13 % en poids, ou de 13 à 14 % en poids, ou de 14 à 15 % en poids, de liant hydrocarboné par rapport au poids total du bloc de construction. Les quantités de liant indiquées ci-dessus se réfèrent à la quantité du liant en tant que tel et ne tiennent pas compte des éventuels additifs incorporés au liant, par exemple pour faciliter son ajout avec les autres constituants du bloc, par exemple l’eau lorsque le liant hydrocarboné est introduit sous la forme d’une émulsion dans la composition destinée à la fabrication du bloc.
Le liant hydrocarboné (en tant que tel) a préférentiellement une viscosité cinématique à 50°C supérieure ou égale à 50 mm2/s, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 100 mm2/s, par exemple de 50 à 100 mm2/s, ou de 100 à 500 mm2/s, ou de 500 à 1000 mm2/s, ou de 1000 à 1500 mm2/s, ou de 1500 à 2000 mm2/s, ou de 2000 à 2500 mm2/s, ou de 2500 à 3000 mm2/s, ou de 3000 à 3500 mm2/s, ou de 3500 à 4000 mm2/s, ou supérieure à 4000 mm2/s. La viscosité cinématique peut être mesurée à 50°C d’après la norme NF EN ISO 3104.
Le bloc de construction peut aussi comprendre des fibres de renfort, telles que les fibres métalliques et/ou les fibres de polymères et/ou les fibres organiques. Ces fibres de renfort sont de préférence présentes en une quantité de 0 à 21 % en poids, plus préférentiellement de 0 à 10 % en poids, par exemple de 0 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 21 %, en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
Le bloc de construction peut aussi comprendre d’autres additifs. Ces additifs peuvent par exemple être des agents émulsifiants et/ou des adjuvants pour béton, de préférence en une quantité allant de 0 à 1 % en poids, par exemple de 0,01 à 1 % en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
Selon certains modes de réalisation, le bloc de construction consiste essentiellement, ou consiste, en les composés décrits ci-dessus.
Le bloc de construction selon l’invention peut être recyclé, une ou plusieurs fois, par exemple en tant que granulats. Ainsi, le bloc de construction peut être broyé et/ou concassé, de sorte à obtenir des fragments de taille plus réduite. Ces fragments peuvent ensuite être criblés pour être sélectionnés en fonction de leur taille. Ils peuvent par exemple être réutilisés en tant que granulats grossiers, que granulats moyens, que granulats fins et/ou que fines.
L’invention concerne également l’utilisation d’un bloc de construction tel que défini ci-dessus, pour la construction d’un mur, de fondations ou d’un sol de maçonnerie. Les murs et sols peuvent être des murs ou sols intérieurs ou extérieurs. L’invention a également pour objet un mur, une fondation ou un sol de maçonnerie comprenant au moins un bloc de construction tel que défini ci- dessus.
Fabrication d’un bloc de construction
L’invention concerne également l’utilisation du coke de pétrole pour la fabrication d’un bloc de construction. Le coke de pétrole est présent dans une composition, en association avec au moins un liant.
De préférence, la composition comprend :
- de 0,1 à 50 % en poids de coke de pétrole ;
- de 0 à 90 % en poids de granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure ;
- de 0 à 90 % en poids de granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 et inférieure à 6,3 mm ;
- de 0 à 70 % en poids de granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm ;
- de 0 à 10 % en poids de fines ayant une taille de particule inférieure à 80 pm ;
- de 0 à 25 % en poids de liant hydraulique ;
- de 0 à 15 % en poids de liant hydrocarboné ;
- de 0 à 15 % d’eau ; et
- de 0 à 20 % de fibres de renfort, telles que les fibres métalliques et/ou les fibres de polymères et/ou les fibres organiques ; pour la fabrication d’un bloc de construction.
De préférence, la composition pour la fabrication du bloc de construction comprend au moins 0,1 % de liant (liant hydraulique et/ou liant hydrocarboné).
Les caractéristiques concernant la nature et les tailles de particules des composants du bloc de construction décrites ci-dessus peuvent s’appliquer également à la composition utilisée pour la fabrication du bloc de construction.
De manière similaire à ce qui est indiqué ci-dessus, les quantités de liant indiquées se réfèrent aux quantités de liant en tant que tel.
La taille de particule des granulats ou du coke de pétrole peut être mesurée par tamisage ou granulométrie laser, tel que décrit ci-dessus.
De préférence, la composition pour la fabrication du bloc de construction comprend :
- de 5 à 30 % en poids de coke de pétrole ; - de 5 à 60 % en poids de granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure ;
- de 5 à 60 % en poids de granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm ;
- de 5 à 40 % en poids de granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm ;
- de 1 à 15 % en poids de liant hydraulique ;
- de 1 à 10 % en poids de liant hydrocarboné ; et
- de 0 à 10 % en poids d’eau.
La composition pour son utilisation pour la fabrication d’un bloc de construction peut comprendre de 0,1 à 2 % en poids, ou de 2 à 5 % en poids, ou de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids, ou de 25 à 30 % en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, de coke de pétrole par rapport au poids total de la composition.
La composition peut comprendre de 0 à 10 % en poids, ou de 10 à 20 % en poids, ou de 20 à 30 % en poids, ou de 30 à 40 % en poids, ou de 40 à 50 % en poids, ou de 50 à 60 % en poids, ou de 60 à 70 % en poids, ou de 70 % à 80% en poids, ou de 80 % à 90% en poids, de granulats grossiers, par rapport au poids total de la composition.
La composition peut comprendre de 0 à 10 % en poids, ou de 10 à 20 % en poids, ou de 20 à 30 % en poids, ou de 30 à 40 % en poids, ou de 40 à 50 % en poids, ou de 50 à 60 % en poids, ou de 60 à 70 % en poids, ou de 70 % à 80% en poids, ou de 80 % à 90% en poids, de granulats moyens, par rapport au poids total de la composition.
La composition peut comprendre de 0 à 2 % en poids, ou de 2 à 5 % en poids, ou de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids, ou de 25 à 30 % en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids, ou de 65 à 70 % en poids, de granulats fins par rapport au poids total de la composition.
La composition peut comprendre de 0 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids, ou de 5 à 6 % en poids, ou de 6 à 7 % en poids, ou de 7 à 8 % en poids, ou de 8 à 9 % en poids, ou de 9 à 10 % en poids, de fines par rapport au poids total de la composition. La composition peut comprendre de 0 à 0,5 % en poids, ou de 0,5 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids, ou de 5 à 6 % en poids, ou de 6 à 7 % en poids, ou de 7 à 8 % en poids, ou de 8 à 9 % en poids, ou de 9 à 10 % en poids, ou de 10 à 12 % en poids, ou de 12 à 14 % en poids, ou de 14 à 16 % en poids, ou de 16 à 18 % en poids, ou de 18 à 20 % en poids, ou de 20 à 22 % en poids, ou de 22 à 24 % en poids, ou de 24 à 25 % en poids, de liant hydraulique, par rapport au poids total de la composition.
La composition peut comprendre de 0 à 1 % en poids, ou de 1 à 2 % en poids, ou de 2 à 3 % en poids, ou de 3 à 4 % en poids, ou de 4 à 5 % en poids, ou de 5 à 6 % en poids, ou de 6 à 7 % en poids, ou de 7 à 8 % en poids, ou de 8 à 9 % en poids, ou de 9 à 10 % en poids, ou de 10 à 1 1 % en poids, ou de 1 1 à 12 % en poids, ou de 12 à 13 % en poids, ou de 13 à 14 % en poids, ou de 14 à 15 % en poids, de liant hydrocarboné par rapport au poids total de la composition.
La composition peut comprendre de 0 à 2 % en poids, ou de 2 à 4 % en poids, ou de 4 à 6 % en poids, ou de 6 à 8 % en poids, ou de 8 à 10 % en poids, ou de 10 à 12 % en poids, ou de 12 à 15 % en poids, d’eau par rapport au poids total de la composition.
La composition peut comprendre de 0 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 % en poids, de fibres de renfort, par rapport au poids total de la composition.
La composition peut aussi comprendre d’autres additifs, par exemple un ou plusieurs agents émulsifiants et/ou des adjuvants pour béton, de préférence en une quantité allant de 0 à 1 % en poids, par exemple de 0,01 à 1 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Des granulats consistant en des fragments d’enrobé bitumineux issu de l’industrie routière et/ou des fragments de matériau de construction concassé issu de l’industrie de la construction peuvent être présents dans la composition, par exemple en une quantité de 0 à 10 % en poids, ou de 10 à 20 % en poids, ou de 20 à 30 % en poids, ou de 30 à 40 % en poids, ou de 40 à 50 % en poids, ou de 50 à 60 % en poids, ou de 60 à 70 % en poids, ou de 70 % à 80% en poids, ou de 80 % à 90% en poids, par rapport au poids total de la composition. De préférence, ils sont présents en une quantité de 5 à 60 % en poids, ou de 15 à 50 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Des granulats comprenant des, ou étant composés de, polymères peuvent être présents dans la composition, de préférence en une quantité de 0 à 20 % en poids, plus préférentiellement de 0 à 10 % en poids, par exemple de 0 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 %, en poids, par rapport au poids total de la composition.
Dans certains modes de réalisation, la composition consiste essentiellement, ou consiste, en la composition telle que décrite ci-dessus.
La composition peut être préparée par le mélange, en une ou plusieurs étapes, des composants. Selon une variante préférée, les composants sont mélangés à l’aide d’un dispositif de mélange de type malaxeur. De préférence, le mélange des composants est effectué à température ambiante mais il peut alternativement être effectué à une température supérieure, par exemple si le liant hydrocarboné est introduit à chaud.
De préférence, le coke de pétrole est mélangé avec les granulats, c’est- à-dire qu’il est par exemple mélangé avec les granulats grossiers, avec les granulats moyens, avec les granulats fins et/ou avec les fines, et/ou avec le liant hydraulique, et/ou avec le liant hydrocarboné et/ou avec l’eau, et/ou avec les additifs (fibres de renfort et/ou autres additifs). Les composants ci-dessus peuvent être introduits dans le mélange dans un ordre quelconque ou tous en même temps, ou en partie en même temps. Certains de ces composants peuvent être prémélangés avant d’être mélangés avec les autres composants.
Les granulats grossiers, les granulats moyens, les granulats fins et les fines qui sont mélangés pour préparer la composition utilisée pour la fabrication d’un bloc de construction sont tels que décrits ci-dessus, en ce qui concerne leur nature et leur granulométrie.
Le coke de pétrole est de préférence broyé préalablement à son mélange avec les autres composants.
Le liant hydrocarboné peut être incorporé dans le mélange sous la forme d’une émulsion de liant hydrocarboné dans l’eau. Les émulsions de liant hydrocarboné sont bien connues de l’homme du métier. De préférence, l’émulsion comprend de 50 à 90 %, de préférence de 60 à 85 %, en poids de liant hydrocarboné ; de 10 à 50 %, de préférence de 15 à 40 %, en poids d’eau ; et éventuellement un ou plusieurs agents émulsifiants, de préférence en une quantité inférieure à 1 % en poids, par exemple de 0,01 à 1 % en poids. L’émulsion a de préférence une viscosité allant de 5 à 500 s (correspondant au temps d’écoulement avec un orifice de 4 mm, à 40°C, mesuré selon la norme NF EN 12846-1 ).
L’émulsion peut être préparée juste avant le mélange avec les autres composants ou plus en amont du mélange. Le premier cas est avantageux car il n’est alors pas nécessaire d’obtenir une émulsion possédant une grande stabilité, ce qui rend possible la diminution de la quantité d’agents émulsifiants utilisés, voire leur suppression complète.
De préférence, lorsque le liant hydrocarboné est incorporé au mélange sous forme d’émulsion, l’émulsion est introduite à température ambiante, (c’est-à-dire à une température de 15 à 30 °C), ou, alternativement, l’émulsion est préalablement chauffée à une température pouvant atteindre 90°C. L’introduction du liant hydrocarboné sous la forme d’une émulsion peut permettre de faciliter la liaison du liant notamment au coke de pétrole. De plus, l’utilisation d’une émulsion de liant hydrocarboné peut permettre d’éviter un mélange du liant à chaud.
Le liant hydrocarboné peut également être incorporé au mélange sous forme pure. Dans ce cas, il est avantageusement préalablement chauffé à une température allant de 50 à 100 °C, ou, alternativement, à une température allant de 100 à 200°C.
Lorsqu’un liant hydrocarboné est introduit dans le mélange sous la forme d’une émulsion, il est de préférence incorporé après les autres composants, à la fin de l’étape de mélange.
Dans des modes de réalisation, le coke de pétrole est aggloméré au moyen de tout ou partie du liant hydrocarboné préalablement à son introduction dans le mélange.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un bloc de construction. Ce procédé comprend :
- la fourniture d’une composition telle que décrite ci-dessus dans un moule ; et
- le durcissement de la composition.
Pendant ce procédé de fabrication, la composition perd généralement une partie de son eau, si la composition initiale comporte de l’eau ou de l’émulsion de liant hydrocarboné, typiquement de l’ordre de 2 à 5 % de son poids initial.
Le procédé de fabrication du bloc de construction peut aussi comprendre une étape de compaction de la composition dans le moule, de préférence entre l’étape de fourniture de la composition dans un moule (par exemple après l’introduction de la composition dans le moule) et l’étape de durcissement de la composition.
La compaction de la composition, lorsqu’elle est effectuée, est de préférence réalisée à l’aide d’une presse fixe, d’une presse vibrante ou d’une pondeuse. L’utilisation de vibrations permet d’augmenter le compactage. Le durcissement (ou « maturation ») est de préférence réalisé en laissant la composition reposer pendant plusieurs heures, plus préférentiellement entre 24 et 48 heures.
Avantageusement, l’étape de durcissement est effectuée à température ambiante, en laissant reposer la composition à l’air ambiant. Eventuellement, l’étape de durcissement peut être effectuée dans une étuve. Pendant l’étape de durcissement, la composition sèche et se solidifie. Le liant hydraulique, s’il est présent, durcit en s’hydratant et l’émulsion, si elle est présente, est rompue.
Le procédé de fabrication comprend avantageusement une étape de démoulage de la composition, de préférence après l’étape de compaction quand une étape de compaction est présente, et avant celle de durcissement. Dans d’autres modes de réalisation, l’étape de démoulage est effectuée après l’étape de durcissement.
Le procédé de fabrication du bloc de construction, en particulier pour un bloc de grande dimension, non préfabriqué, peut être mis en œuvre sur site, par exemple au moyen de banches. Le durcissement et le démoulage sont alors réalisés sur site.
Exemples
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
Exemple 1
Une composition est préparée par le mélange des composants suivants, dans les quantités massiques indiquées :
- Enrobé bitumineux récupéré concassé (de granulométrie 0 à 15 mm) : 34 % ;
- Granulats minéraux (de granulométrie 6 à 10 mm) : 35 % ;
- Sable (de granulométrie 0 à 2 mm) : 5 % ;
- Coke de pétrole (de granulométrie 0 à 4 mm) : 9 % ;
- Ciment : 4 % ;
- Eau : 8 % ;
- Emulsion de bitume (à 67 % en poids de liant hydrocarboné sec) :
5 %
Les granulométries des granulats et du coke de pétrole sont mesurées selon la norme NF EN 933-1 .
Tous les composants, y compris le coke de pétrole et le ciment, mais à l’exception des composants aqueux (eau et émulsion), sont introduits simultanément dans un malaxeur pour y être intimement mélangés. L’eau et l’émulsion de liant hydrocarboné sont incorporées dans la foulée pour un nouveau malaxage vigoureux.
La composition est ensuite compactée en un bloc cylindrique d’environ 9 cm de diamètre et d’environ 4 cm de hauteur, avec un poids d’environ 0,5 kg. Pour cela, on procède comme dans l’essai Marshall décrit dans la norme EN 12697-34 pour compacter au moyen d’une masse chacune des faces circulaires du bloc.
Le résultat est présenté en figure 1. L’élément blanc entourant le bloc est du papier, ajouté pour faciliter le démoulage du bloc dans cet exemple.
Exemple 2
Une composition est préparée par le mélange des composants suivants, dans les quantités massiques indiquées :
- Granulats (de granulométrie 4 à 6 mm) : 35 % ;
- Sable (de granulométrie 0 à 2 mm) : 30 % ;
- Coke de pétrole (de granulométrie 0 à 4 mm) : 20 % ;
- Ciment : 4 % ;
- Eau : 5 % ;
- Emulsion de bitume (à 67 % en poids de liant hydrocarboné sec) :
6 %.
Les granulométries des granulats et du coke de pétrole sont mesurées selon la norme NF EN 933-1 .
La composition est préparée, et ensuite compactée en un bloc cylindrique d’environ 9 cm de diamètre et d’environ 4 cm de hauteur, avec un poids d’environ 0,5 kg, de la manière décrite dans l’exemple 1 .
Le résultat est présenté en figure 2. L’élément blanc entourant le bloc est du papier, ajouté pour faciliter le démoulage du bloc dans cet exemple.
Exemple 3
La composition suivante pour la fabrication d’un bloc de construction est préparée, dans les quantités massiques indiquées :
- Granulats (de granulométrie 6-10 mm) : 56 % ;
- Granulats (de granulométrie 2-4 mm) : 20 % ;
- Sable : 6 % ;
- Coke de pétrole (de granulométrie 0 à 4 mm) : 10 %
- Ciment : 3% ;
- Emulsion de brai (à 67 % en poids de liant hydrocarboné sec): 5%. Les granulométries des granulats et du coke de pétrole sont mesurées selon la norme NF EN 933-1.
La composition est préparée de la manière décrite dans l’exemple 1. Les matériaux de construction décrits dans les exemples ci-dessus comprennent une part importante de coke de pétrole et de liant hydrocarboné : ils représentent donc un puit de carbone très important. Par exemple, pour le matériau de construction de l’exemple 2, une tonne du produit final sec séquestre environ 225 kg de carbone, soit un équivalent de CO2 d’environ 800 kg.
Exemple 4
Des blocs de construction, sous forme de plaques, sont préparés dans un moule de dimensions 21 ,5 x 14,3 x 2,3 cm et de volume 0,707 I, à partir des mélanges suivants :
Figure imgf000020_0001
Deux plaques sont préparées respectivement à partir des deux mélanges. Après la prise et le séchage (durcissement) des plaques, la plaque sans coke de pétrole et la plaque avec coke de pétrole ont respectivement un poids de 1350 g et de 1295 g et respectivement une densité approximative de 1 ,909 g/cm3 et de 1 ,804 g/cm3.
Les deux plaques sont testées pour leur propriété de transfert de chaleur. Pour cela, les deux plaques sont placées sur un dispositif de chauffage électrique, tel que montré en figure 3. Puis un certain volume d’eau est maintenu dans un récipient sur la face supérieure de chacune des plaques, tandis que les plaques sont chauffées ensemble au niveau de leur face inférieure. La température des 2 volumes identiques d’eau sur chacune des plaques est mesurée au cours du temps. Les résultats sont représentés sur la figure 4.
On constate que la montée en température de l’eau est significativement plus faible dans le cas de la plaque avec coke de pétrole que dans celui de la plaque sans coke de pétrole. La conductivité thermique de la plaque avec coke de pétrole est d’environ 18 % plus faible que celle de la plaque sans coke de pétrole. La plaque avec coke de pétrole présente donc une meilleure isolation thermique que la plaque sans coke de pétrole.

Claims

Revendications
1. Bloc de construction comprenant du coke de pétrole et au
moins un liant et présentant une perméabilité à l’eau verticale et/ou horizontale inférieure ou égale à 0,005 mm/s.
2. Bloc de construction selon la revendication 1 , dans lequel le coke de pétrole est présent en une quantité allant de 0,1 à 52 % en poids, de préférence de 5 à 31 % en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
3. Bloc de construction selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre des granulats.
4. Bloc de construction selon la revendication 3, dans lequel les granulats sont choisis dans le groupe constitué des granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure, des granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm, des granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm, des fines ayant une taille de particule inférieure à 80 pm et des combinaisons de ceux-ci.
5. Bloc de construction selon la revendication 3 ou 4, comprenant en tant que granulats :
de 0 à 93 % en poids, de préférence de 5 à 62 % en poids, de granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure ;
- de 0 à 93 % en poids, de préférence de 5 à 62 %, en poids de granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm ;
- de 0 à 72 % en poids, de préférence de 5 à 41 %, en poids de granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm ; et
- de 0 à 10 % en poids, de préférence de 0 à 3 % en poids, de fines ayant une taille de particule inférieure à 80 pm ;
par rapport au poids total du bloc de construction.
6. Bloc de construction selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le liant est un liant hydraulique, de préférence choisi dans le groupe constitué du ciment, du laitier de haut-fourneau, des pouzzolanes, des cendres volantes, du gypse, ou un mélange de ceux-ci, et/ou un liant hydrocarboné, de préférence choisi dans le groupe constitué du bitume, modifié ou non, du brai, du fioul lourd, ou un mélange de ceux-ci, le liant étant de préférence présent en une quantité de 0,1 à 41 % en poids, encore plus préférentiellement de 2 à 26 % en poids, par rapport au poids total du bloc de construction.
7. Bloc de construction selon l’une des revendications 1 à 6,
comprenant en outre des fibres de renfort, telles que les fibres métalliques et/ou les fibres de polymères et/ou les fibres organiques, de préférence en une quantité de 0 à 21 % en poids par rapport au poids total du bloc de construction.
8. Utilisation d’une composition comprenant du coke de pétrole et au moins un liant, pour la fabrication d’un bloc de construction.
9. Utilisation selon la revendication 8, dans laquelle la composition comprend :
- de 0,1 à 50 % en poids, de préférence de 5 à 30 % en poids, de coke de pétrole ;
- de 0 à 90 % en poids, de préférence de 5 à 60 % en poids, de granulats grossiers ayant une taille de particule de 6,3 mm ou supérieure ;
- de 0 à 90 % en poids, de préférence de 5 à 60 % en poids, de granulats moyens ayant une taille de particule supérieure à 2 mm et inférieure à 6,3 mm ;
- de 0 à 70 % en poids, de préférence de 5 à 40 % en poids, de granulats fins ayant une taille de particule de 80 pm à 2 mm ;
- de 0 à 10 % en poids de fines ayant une taille de particule inférieure à 80 pm ;
- de 0 à 25 % en poids, de préférence de 1 à 15 % en poids, de liant hydraulique ;
- de 0 à 15 % en poids, de préférence de 1 à 10 % en poids, de liant hydrocarboné ; - de 0 à 15 % en poids, de préférence de 0 à 10 % en poids, d’eau ; et
- de 0 à 20 % en poids de fibres de renfort, telles que des fibres métalliques et/ou des fibres de polymères et/ou des fibres organiques.
10. Utilisation selon l’une des revendications 8 ou 9, dans laquelle le liant hydrocarboné est sous forme d’une émulsion de liant hydrocarboné dans l’eau.
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