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uprocéaé et disPQsitif polar lVobtention dean matériau CI@ très grandes r6aîstance et âarotég à bazo do eîment et
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sable"
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\ Tl' MQl1Sieur Georges ,1< Monaîelar Georges BEISBENSI "" " "'' 10, rup .J1nnklin LYON (Rhône) France Ayant lait l'objet d'une demande de brevet en Franceen date
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du 12 février 1930.
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L'invention concerne un pF@oa. d@bt6ti@ dW matérlaul à base de ciment et sable, posabaant me rnr6té Mt une réglotanoe 8xeept1ennellea, e9mparativemnt aux matriass osnnms de même base. Le procédé est combln6 avec aR àisposi%1± partîoalîer de oêohoîr-baîn, qai complêto avantagouoemesàt la résultat 1m!q. que donne 1'emplei da proeé&6.
Le procédé est caractérîsé essentiellement: le/ Par l'emploi d'une solatlon aq@u#@ de oblorare de fer comme 11q1de de mouillage at de pétrissage du mélange ciment- sable constituant la base du matérisa à obtonîr, Le chlorure de fer ayant pour résultats deactiver la prise du mélange et de
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durcir notablement celui..!.
2 / par une dessication graduelle du matériau. après la prise et le séchage naturel usuels, Cette dessication est obtenue par le séjour approprie de ce matériau dans une succession de chambres-séchoirs dont les températures sont différentes et croissantes, obtenues par circulation d'air chaud.
3 / par une immersien du matériau arrivé au degré voulu de siceité, dans un bain de seufe foudu, à l'effet de compléter le durcissement du mélange siment-sable,
Un processus industriel du prodédé est décrit cièaprès. à titre d'exemple: Le ciment et le sable, en proportions convenables, sont mélangés et pétris dans un appareil ad nec, avec une solution de chlorure de fer à 20% environ.
Une fois la pâte obtenue on la moule, suivant les besoins ultérieurs, soit sans compression, soit avec compressien, et selon les formes et dimensions désirées; puis après démoulage les blocs sont déposés dans des endroits humides et laissés le temps nécessaire pour que la prise du ciment et du sable s'aocem- plisse et que le séchage s'opère.
Ensuite les blocs sont disposée et empilés dans des tasse appropriées disposées pour être véhiculées dans les chambres consécutives d'un séchoir en vue d'obtenir la dessication com- plète du matériau,,
Le dessin annexé représente schématiquement le dispositif spécial de séchoir à chambres successives indépendantes et qui comprend une dernière chambre pourvue d'un bassin contenant un bain de soufre en fusion dans lequel les blocs sèches doivent être immergés,
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la fige 1 est aaa vue on élévatîoa de Ilenaemble au séchoir suivant une coupe verticale longitudinale, La fis.
a est une vue en plan suivant une coupe horizontale duaprès A B fig, 1.
Les fla. 3 et 4 sent dos coupes transversales faites respective- ment suivant 0 D et E F 3o la fige 1, Dans l*@x@mgle dessiné les ahambeos de dassieat10n da mati- rlau sont au Nombre de quatre référencées 1, 2. 5, 4, mais ce nombre peut varier selon les 'besims Ces chambres sont suivies par une cinquième 5 comportant un bassin 6 destina à tentenir le bain de soufre fondu.
Testée ces chambres sont rondueu indépen- dantes les unes a-es autres par des eloloeus transversales ealori- fugées 7 au bas desquelles sent âlOpOQ600 dOs pertes de communi- cation 8 s'ouvrant du dehors au dedanszos chambrez extrêmes 1 et 5 sont pourvues da portes roopeotlveo 9 et 1µÉooavrant du dedans au dehors, Les dites portes 7, 9 et 10 sont disposées de telle sorte que la fermeture soit relativement étanche afin dedvitex
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les pertes de chaleur.
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13R rail unique constitué par ana poutrelle métalllqtm 11,
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traverse tentas les chambres, Il est soutenu, à ses extrémités
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dépassant l'avant et lVarr1ère da séchoir, par d@s6npperts 12
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d'inégale hauteur afin que la poutrelle ait une légère inclinai-
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son formant une déolivité dans la d1r0ti@ de la chambre 5.
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Le chauffage des chambres 1 à 4 est obtenu par une circula-
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tion d'air chaud montrée fîg, 1 leair atmosphérique est aspiré par un ventilateur 13 mû par un moteur électrique non figuré; cet air est refoulé dans des radt9urs appropriée tels que 16 dans lesquels circule do la vapeur à haute pression (6 à e Xi1. par exemple).
L?air à haute t3mpâratur9 refoalé est distribué d'abord dans la chambre 4 et à,sa partie supérieure,, par une série
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de tQ7aux partant d'un collecteur 16 et débottakant en 17 sur les parois latérales de la dite chambre 4. L'air chaud remplit cette chambre d'où il sort au bas des parois par les orifices 18 de conduites qui vent déboucher en 19 au bas de la chambre précédente
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6, que l'air chaud remplit à sotcu..r pour sortir dette fois-ci é la partie supérieure par des oon&aiten 20 aboutissant à un collecteur ZI, Ce dernier comporte une deuxième série de conduites débouchant es 38 au haut de la chambre 2 eh )'air chaud est dis- .. tribal peur sertir par le bas et se rendre à la chambre 1 également , par la bas.
Cet air sert enfin par le haut de cette première
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chambre 1, en 24, pour aller au collootour final 2b à'où t1 est préférablsment refoulé,, par une conduite non dessinée, dans les radiateurs 15. on congoit que par suite de la circulation d'air chaud dans les chambres 1 , en partant de la chambre 4 pvur allet à la
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chambre 1, on obtient la plus lil>ute tempéxatnre en chambre 4 et des températures déoroissantes en chambres x, 3 et 1, pour réaliser une a88sioat1en progressive des matériaux qui sont lntrodulte en chambre 1 et passent successivement dans les ohaltires 2, ap 4 pour se rendre au bain de soufre fondu situé dans la dernière chambre 5.
On fait remarquer qu'en entre des supports d'extrémité 12, le rail 11 est maintenu par des aupperts intermédiaires constituée
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par exemple par les okoiseu 7, ce q>1 permet le sectionnement de va rail dans la portion de longueur traversant la chambre 5.
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la ig 1 montre deux sectionnements pratiquée en 2& afin de rendre mobile la partie 2'1 et de la suspendre à des eaeloe eu chaînes 28 passant sur des poulieu de renvoi 29 et allant s'en- rouler sur un treuil 30 eemmaudé par un moteur 31 par exemple,,
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plaeés À ;l' annt du s'ohtlt ig. 1).
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La haie1\}. du enaeo rempllasant le bassin 6 et le maintien du bain à la température nécossaireg sent obtenus par des fais- ceaux de tabes eu de serpentins garnissant les parais de ce bassin et parcourue par de la vapeur provenant ù?un générateur particulier on bien prise dans les radiatenra 15.
Ces faisceaux tabulaires nieent pas représentés au âesaîn, Après le pétrissage au mélango avec la vola%ion de chlorure de fer, le moulage de prodult pâteux obtenu, la prise as mélange et le séchage naturel, les matériaux sent placée dans une cage ZZ ayant des dimensions déterminées à'apoeés celles des chambres au sèchoir afin qutelle puisse y entrer, y séiourner et en sortir avec facilité de manatentiona
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la Gage garnie est meule de crochets afin de pouvoir être
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Suspendue au rail 14 et glisser le long do ceinisi souella
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commande d'un câble de traction par exemple.
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Un fîg, 5 la cage 52 c@nt8t des matériaux 33 est repraej têe su8pendo ja rail 11 ét 1m.m"t11illlé@ &a&a la chambre 1. 34
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fig. z. cette même cage est montrée suspendue à la partie section- née 87 du rail 11, laquelle portion 27 do rail est descendue sttffiaatumêBt pour que la dite cage, avec les matériau qu'elle renferme, soit Immergée entièremsnt dan$ Io bain de soufre en fusion contenu dans le bassin 6, Le procédé et le séchoir de disposltlon partloulîbre, utilisés en comb1nais'l1t réalisent l'obteatien de matériaux qui sont sapé... rieurs de beaucoup aux points de vue duvotè et résistance, aux matériaux à base de ciment et de sable obtenus par les proo4&éo
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connus à ce jour.
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On indique ci-après les diverses ?6aotio&B chimiques résultant de Ilemplçî préalable da chlorarc do fer pour mouiller et pétrir
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le mélange ciment-sable, et de l'emploi final du soufre après la
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prise du mélange, le moulage et la dessication complète de ce mélange,
Dans le premier temps de prise qui suit le pétrissage et le moulage dit mélange, le chlorure de fer réagit sur le silicate de calcium du ciment et provoque la formation: d'une part d'un silicate de fer donnant au mélange une grande résistance, d'autre
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part d'un chlorure de calcium qui active n.ta.1tlement la prise à dit mélange.
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Cn explique ci-dessous que Jandant la période de prise précités à la suite de la décomposition des silicates tricaloiqueo et bioalciqnos, il se forme du silicate mcanooalai,u,a qui est un corps possédant une grande valeur hydraulique
On ajoute que, de même que toute réaction chimique, la décom- position mentionnée aura une tendance à l'équilibre, ,en sorte que l'on pourrait obtenir la décomposition complète des produits @
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bierledqes et tricalciques: Silicate monocaloique ######## silicates iioaloique 'at trioalaique. -oeµ ' ,..
- L'adjonction du ahlorure àeiger donne une combinaison directe entre le dit chlorure et le silicate monoualelque qui s'est formé. eonsêquenae, à la suite de l'élimination de ce dernier, l'équilibre dont il est fait mention al-clesons, sera déplacé dans le sens d'une plus grande décomposition des produits supérieurs inertes.
-Au surplus, le silicate de fer qui se forme pendant la prise du mélange et le durcissement du ciment, viendra renforcer et homogénéiser les cristaux qui se sont formés, ainsi que les substances amorphes et le sable.
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Il r6sulte donc finalement que ce sont les réactions et combinaisons duos à l'utilisation du chlorate de for.qui déterminent une grande rapidité de prise du mélange et Ilang- mentation très notable de la résistance et du durcissement.
Par l'emploi du soufre en fusion dans laquel le matériau obtenu selon le premier stade du processus est immergé, il résulte que le fer contenu, dans le ciment se combine avee le soufre pour former un sulfure ferrique, Cette réaction se produit en deux temps, ainsi qu'il est expliqué ci-après:
D'abord le soufre se combine avec la chaux qui %'est formée pendant la prise da ciment par l'action de l'eau sur la silicate tricaloique et denne lieR au sulfure ferrique. le sulfure de calcium agit sur le silicate de òr suivant la réaction
Ca S + Fe Si O3 = Ca Si 03 + Fe 3
Le sulfure de calcium augmente encore la résistance que le premier stade du processus a déterminé, en ce sens que ce corps a la propriété d'obturer les pores et to'tes capillarités exis- tant dans la masse du matériau, empêchant par suite la pénétra- tion du soufre.
A ce moment intervient 1 action du silicate ferrque qui réagit sar le sulfure de calcium en donnant naissance au sulfure de fer et au silicate de calcium, ce qui a pour régal fats de libérer,de la présence du sulfare de calcium, la porosité et la capillarité de la masss et de permettre de ce fait au soufre de pénétrer complètement à l'intérieur de la masse du matériau.
Ces réactions produites par l'appât du soufre, déterminent finalement une augmentation telle de la masse da matétiau,que la dureté et la résistance de celle-ci sont comparables à ceux
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du granit naturel.
L'immersion dans le bain de soufre en fusion est faite, comme il a été explique, après que la matériau a été moulé et @ a subi plusieurs séchages consécutifs à des températures diffé- rentes et croissantes,dans les chambres 1 à 4 du séchoir, dans
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ohaeitne desquelles le séjour des matériaux est d'OKTiron uni heure.
L'expérience a démontra que les matériaux abandonnent en
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moyenne 60jeu de leur humidité dans la chamlilra 1, 25/ dans la ehamtre 2, laµµ dans la ahamhro 5 et 5% dans la ohamere 4. Ils arrivent donc parfaitement assèches et à une température de 100 environ dans la chambre 5 pour subir l'action du bain de soufre..
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Les détails du pMoeasas décrit, peuvent variar dans une Eott8mo limite, seleD les ciments et saelea utilisés et égale... ment en raison du degré de dureté et de résistance que le maté- riau doit posséder en va* des usages auxquels il sera destine,
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Les dispositions de détail du sèchoir peUTent égalemett Tariar.
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L'invention est caractérisée par les pots suivants en combinaisou ;
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1*) Empàoi d'une solution ào chlorure ae fer,noomme liquide àw mauillage et de pétrissage du mélange apprpprié àe ciment et de sable, en vue d'augmenter notablement la résistance et la dureté du ciment d'une part, et d'activer la prise du mélagge pendant le premier séchage naturel à température humide,
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des matériaux moulée, aeeatra part, 20) Sèchage complêmentaîro (du Matériau mOU16) en plusieurs pér1odes par le séjeux, do co mat6rîau dans amo pluralité de chambres chaudes à températures 6liffé:
r\1)EJt\!j){o on partait de la chambre la mei1l\s opuffé@ pour finir dans la chambre à tempéra- ture maximum en passant par las oh,la1.m'br08 è, t<iimpératur88 1ntermé- 41a11'e&. en vase à'arrive à une 8I1000.'î:;é ecmplète des matériaux.
30) Immersion die matél'1!i.'&1l e!Ul'ta1!ilt 41e ia dermîère chambre chaude dans un bain de O@UfZ08 (!Il! m1@15i! l\1I@1aten dans un baaalu formant partie inférieure do la dernlèro chambre du sèchoir, 40) 1Jisposi Uf' de li"Ièohfb1r comprenamt un nombre îndétermln6 de chambres destinées à la d6si@ti@n goeadùQ1lo du matériau et étant suivies d'une d(jX'1!i!1$rQ ehawboee dont la partie inférieure est un bassin disposé pour contenir un bala 6l@ soufre deat la fusion est obtenue et maimt@1!iu@ pav dom fic@@1!aX de tubes ou de serpentine parceuruo par de la V0.p eux> à haute pression.
Les chambres de du1!l3ice.tiom du m8tér1u sont c1l811f:f$/S1fJ à des tempéra- %ures différentes par une ci ramati@)"2 goec6o dlair chaud qui commence par la chambre préaédant la chambre à baîn de soufre.. pour passer dans les chambras antérieures et fiair dans la première chambre du séchoir. Toutes les chambras sont 1ndépeDdamtGS eatrt elles et séparées par aloîsons aroc portos de oommunicatiom à fermeture suffîsammeat étanche pour éviter des pertes da chaleur.
Les matériaux à manutentionnés deune chambre à llautre par exemple au moyen d'un rail aérien régJ1it sur toute la lon-
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gueur d'ensemble du séchoir et sur laquai rail roule une cage
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remplie des mat érlaux.
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REVEND! GATIONS
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1 - 2procédé d'obtentîou â uum matériau très dur et à grau
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r8.i...08 à bas* de oirneat et de sable, oonx18tant à incor- porer au ét1"188&88 du chlorure de fer puis, tpra séchage traiter la matériau obtenu par un bain de soufre fondu.
2roc6dé suivant reyendieatio. 1 dans lequel le ¯?touge ne fait par passage due un séchoir à chambres à Irempératuzes guaduellement orolonanteoi, µ - JLsposit1f de 060toir à chambres mUltiples. caractérisé au ce que loi ahambres sont séparées par duo cloisons 6t<moh<n< avec partes peur le passage de. matériaux portés par une sage roulaat qar un rail aérien pourvu d'une portion susceptible dt$tz4 abaissée au droit de la dernière ohambr* qui renforat le bain de soufre :tondu chauffé à la 'vapeur,