BE1003513A4 - Traitement de poudre de ciment. - Google Patents
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Abstract
Un traitement de liants hydrauliques sous forme de poudre par l'eau par mise sous forme de tourbillons dans un mélangeur continu, qui comporte par exemple un rotor avec des broches ou des pointes en saillie, provoquant une formation régulière de produits d'hydratation du ciment sur la surface des particules du liant. Ce liant modifié a des propriétés améliorées lors d'une transformation ultérieure en mortier et/ou en béton.
Description
Traitement de poudre de ciment L'invention concerne un procédé de traitement de liants hydrauliques sous forme de poudre par l'eau.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un liant hydraulique modifié qui est caractérisé en ce que : a) on met à l'état tourbillonnaire de façon homogène des particules d'un liant hydraulique sec sous forme de poudre dans un récipient, en les mettant en rotation perpendiculairement à la direction de la descente, b) on pulvérise simultanément sur ces particules 0,1 à 10 parties en poids d'eau (pour 100 parties de liant hydraulique), et c) on mélange de façon intense les particules et l'eau à l'aide de forces de cisaillement, le liant ou l’eau pouvant, le cas échéant, contenir' un additif pour le béton.
Les forces de cisaillement provoquées dans le dispositif de mélange par rotation et frottement sur la surface des particules provoquent une formation homogène de produit d'hydratation du ciment sur cette surface. On réalise ces forces de cisaillement de préférence à l'aide d'un rotor disposé dans le récipient, rotor muni de broches ou de chevilles en saillie.
Un mode de réalisation préféré du traitement selon l'invention consiste lors de la fabrication du mortier et/ou du béton de laisser une période d'au-moins trois minutes entre le traitement et la transformation du liant modifié.
Comme liant hydraulique, on peut envisager tous les ciments courants, comme le ciment de Portland, le ciment alumineux, le ciment au Pouzzolane et des ciments durcissant rapidement et on peut utiliser les additifs connus comme les cendres volantes, les scories broyées et la silice fumée. Le liant hydraulique peut également contenir déjà avant le traitement par l'eau un additif pour le béton, tel qu'un fluidifiant, un additif pour béton aéré, etc.
Des exemples pour des fluidifiants convenables (agents réduisant l'eau) sont les gluconates, les gluco-heptonates, les lignines sulfonates, la dextrine, les produits de condensation du formaldéhyde avec du naphtaline sulfonate ou de la mélamine sulfonate, les polystyrol-sulfonates, les polyhydroxyacrylates, les copolymères de (di)acides carboxyliques non saturés et d'olefines, les copolymères d'esters(meth)acryliques et de polyalkylène glycol et les acides(meth)acriliques. D'autres additifs sont les ralentisseurs et les accélérateurs de solidification, les renforçateurs, les pigments, etc.
De tels additifs sont utilisés en quantités habituelles (pour les fluidifiants, de préférence de 0,1 à 1 %, mieux encore de 0,2 à 0,5 % par rapport à la substance sèche).
On réalise le traitement selon l'invention de préférence en continu, à savoir dans un mélangeur continu. Un dispositif convenable est le Spiran Pin Mixer fabriqué par la Société Pacific Machinery Engineering Company, Ltd à Tokyo sous la désignation SPM-25D. Sur la Figure 1, on a représenté schématiquement le fonctionnement de ce dispositif. Le liant hydraulique sous forme de poudre est amené par 1'entrée 1 et après traitement on vide par la sortie 2. L'eau est amenée par la conduite 3 et pulvérisée sur la poudre à travers l'ouverture étroite 4. On met le mélange en rotation en faisant tourner rapidement le rotor 5 et le mélange est refoulé dans la zone 6, où on le met en contact avec les chevilles 7. La rotation obtenue provoque avec le tourbillonnement réalisé par le contact avec les chevilles les forces de cisaillement voulues sur la surface des particules.
On réalise de préférence le traitement de telle sorte que 0,5 à 5, mieux encore 0,5 à 2 % en poids d'eau soit absorbé.
On peut obtenir plusieurs avantages avec le liant hydraulique traité selon l'invention lors de sa transformation ultérieure. En comparaison avec un liant non traité, on peut utiliser pour la fabrication de mortier ou de béton moins d'eau pour obtenir la même capacité à la transformation, c'est-à-dire les propriétés rhéologiques sont améliorées et on obtient une meilleure solidité ou on a besoin de moins de liant pour la même solidité. Ceci prolonge la possibilité de transformation et diminue le dégorgement ainsi que le retrait.
Il s'est aussi avéré que le liant peut être partiellement remplacé par des additifs minéraux qui sont moins chers et disponibles comme déchets (par exemple les centres volantes et les scories de hauts fourneaux broyées) sans compromettre la solidité initiale. D'un autre côté, on-peut également utiliser du ciment à durcissement rapide, car la solidification est ralentie.
Les mortiers et bétons fabriqués avec un liant traité selon l'invention peuvent être utilisés en raison de ces propriétés améliorées dans les domaines les plus divers du bâtiment et des travaux souterrains et montrent leurs avantages avant tout sous des charges extrêmes sous l'influence des conditions climatiques et d'environnement.
Les exemples suivants illustrent le traitement selon l'invention avec différents liants hydrauliques qui sont chaque fois soumis à une pulvérisation par l'eau ou une solution aqueuse d'additif en continu dans un "Spiral Pin Mixer" modèle SPM-25D de la société Pacific Machinery & Engineering Co. Ltd. Les tableaux 1 à 3 indiquent les quantités utilisées et les résultats d'essais avec les mortiers ou bétons préparés avec ces liants.
Dans tous les cas, la vitesse d'addition est réglée de telle sorte qu'l % en poids d'eau est absorbé par 100 % de liant et un prélèvement après différentes périodes (chaque fois après 5 minutes jusqu'à 160 minutes) a montré que la perte par combustion selon la norme japonaise JIS R
5202 (Method for Chemical Analysis of Portland Cement) pour le ciment portland est sans changement d'environ 2,0 à 2,4 (moyenne 2,18 avec un écart type de 0,142).
Comme liant, on a utilisé les sortes de ciment suivantes î A Ciment portland à haute résistance à prise rapide High early strength Portland cement (Nihon Cement Co. ) B Ciment à prise ultra rapide
Ultra rapid hardening cernent (Jet cernent type A, Sumitomo Cernent Co.) C Ciment portland à haute résistance à prise rapide
High early strength Portland Cernent (Mitsubishi Mining & Cernent Co. Ltd).
Comme additifs, on a utilisé :
Produit de condensation de $ -naphtalène sulfonate (sel de sodium) et de formaldéhyde (solution à 32,43 %) P Gluconate de sodium 5 Lignine Sulfonate de Calcium ^ Dextrine 2L Produit de condensation de la mélanine sulfonate et de formaldéhyde
On a utilisé chaque fois comme agrégat : pour les exemples 1 à 3 et 30 à 61 :
Shizuoka Préfecture Oi river System pit sand (FM 2,71 %, poids spécifique 2,63)
Tokyo Ohme greywacke crushsa stone (qrès greywacke broyé) (FM 6,78 %, poids spécifique 2,65)
Dans un rapport 42/58 pour les exemples 30 à 37 et 47 à 61 : -· " 45/55 " " " 38 à 41 - " 43/57 " " " 42 à 43 " ” 40/60 " ” " 44 à 46
Pour les exemples 4 à 29 (rapport sable/ciment 2,275) et 62 à 82 (rapport sable/ciment 2,5) :
Sable de Oi River System pit sand (FM 2,57 %, Absorption 1,57 %, poids spécifique 2,65)
La cendre volante utilisée a été préparée par la firme EPDC Fly Ash Co. Ltd. et avait une densité spécifique de 2,19 et une finesse de 2880 cm2/g.
La scorie de hauts fourneaux utilisée a été livrée sous deux finesses différentes par la firme Nippon Steel Corp : 1) finesse 3700 cm2/g avec une densité spécifique de 2,94 2) " 9700 cm2/g " " " 2,89
Tableau 1
Tableau 2
Tableau 3 (Tout avec du ciment type C)
Claims (9)
1. Procédé pour la fabrication d'un liant hydraulique modifié, caractérisé en ce que s a) on met à l'état tourbillonnaire de façon homogène des . particules d'un liant hydraulique sec sous forme de poudre dans un récipient, en les mettant en rotation perpendiculairement à la direction de la descente, b) on pulvérise simultanément sur ces particules 0,1 à 10 parties en poids d'eau (pour 100 parties de liant hydraulique), et c) on mélange de façon intense les particules et l'eau à l'aide de forces de cisaillement, le liant ou l'eau pouvant, le cas échéant , contenir un additif pour le béton.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise les forces de cisaillement à l'aide d'un rotor disposé dans le récipient, muni de chevilles ou de broches en saillie.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'on utilise comme liant hydraulique du ciment de portland ou du ciment à durcissement rapide.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le liant hydraulique est allongé avec un additif.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on pulvérise sur le liant hydraulique une solution aqueuse d'un additif pour béton.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le liant hydraulique est mélangé avant traitement avec un additif pour béton.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 0,5 à 2 % en poids d'eau (par rapport au poids du liant) sont absorbés.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on réalise le traitement en continu.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on laisse reposer le liant hydraulique au moins 3 minutes après le traitement, avant de continuer à le transformer pour la fabrication de mortier et/ou de béton.
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