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Procédé perfectionné de fabrication de matières cimentaires et produits en résultant.
Cette invention a trait à la fabrication de matières oimentaires et plus particuliérement à un procédé perfectionné permettant de fabriquer des matières de ce genre dont le prix de revient est relativement faible en comparaison avec les précèdes actuels et dont la résistance mécanique et d'antres propriétés physiqnes peuvent être réglées de la façon désirée poar répondre aux conditions qui interviennent dans l'une quelconque d'une grande variété d'applications industrielles.
L'invention comprend aassi, à titre de produits industriels nouveaux, les produits cimentaires qu'on peut obtenir par ce procédé.
Les procédés qui ont habituellement été appliquée jusqu'à ce jour pour préparer les ciments hydrauliques des types connus sous l'appellation de ciment Portland et de ciment fondu comprenaient, à titre d'opération essentielle, la calcination jusqu'au commencement de fusion d'un mélange intime et convenablement proportionné
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de matières calcaires et argileuses. Cette opération entraîne une grande dépense de premier établissement comprenant le prix des fours et des appareils s'y rappor- tant,une dépense d'exploitation relativement élevée comprenant les réparations et l'entretien des appareils employés ainsi qu'une consommation coûteuse en combustible
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et en force motrice.
Le produit du. traitement de caleina- tion doit être soumis à un nouveau broyage, ce qui oontri- bue à augmenter le prix de revient.
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Le traitement de calcination mentionné ei-dessaa avait jnsgntiei été considéré comme essentiel pour réaliser entre l'élément calcaire et les éléments xiliceux et ainaineux da la matière argileuse des combinaisons chi- miqaea propres; à conférer au produit les propriétés d'hydratation, de résistance mécanique et de prise que
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doit posséder an ciment hydraliqQe de lian on, l'autre de* types anamentionnéa.
T'a présente invention est basée sur cette découverte que ai une chaux sous nne forme telle
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qu'elle réagit avec la silice et l'alumine et à non état de grande $bd1vislon est amenée en contact intime avec une matière silioensae finement divisée on avec une matière argileuse de l'tm qaeloonqne des types considérés juaqu'à ce jour comme appropriés à la fabrication du ciment Portland, et ce dans des conditions de températures basses
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et réglées et en présence d'epu ou. de vapeur d'eau, la chaux se combine chimiquement aux composants siliceux
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ainsi qu'aulx composante alwminenx de la matière argileuse.
Selon la durée dn traitement, la température et les
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sortes et proportions des matières calcaires et silieeuses on argileuses appliquées, le produit résultant pent être soit un produit dont la oompoaition est analogue à celle
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dea meilleures aorteg de ciment Fortano. et dont les propriétés ph1i!qnea sont égales à celloa. de cou derrières et moue, dans o$ta1nq oaù, égales oa apériens ato:
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propriétés des cimenta dits "fondus" et autres ciments hydrauliques de grande qualité qu'on peut se procurer à l'heure -actuelle, soit an produit dont les propriétés sont telles qu'il est particulièrement propre à être employé comme mortier ou comme ciment de qualité relative- ment intérieure.
On a trouvé en outre que l'addition de quantités variables de ciment Portland,ou de roches on clinker de ce ciment, et le broyage ou malaxage de ces matières d'addition avec les matières calcaires et siliceuses ou argileuses des types susmentionnés dans les conditions de températures et d'humidité basses et réglées susmention- nées effectuent une amélioration marquée des propriétés de résistance mécanique et autres caractéristiques phy- siques désirables des produits cimentaires fabriquée.
On a en outre constaté que lorsqu'on ajoute certains agents dits "catalyseurs" et "accélzrateurs" à un stade approprié du procédé, il se produit une nouvelle améliora- tion marquée des propriétés du produit fini.
Plue particulièrement,on constate que, par l'ap- plication de matières calcaires et siliceuses ou argileuses des types susmentionnée et convenablement choisis et le réglage convenable des conditions de températures et d'humidité qui interviennent pendant le stade de réaction, on peut provoquer la combinaison partielle on complète de l'élément silice et de l'élément alumine, s'il est présent, ou de la matière siliceuse ou argileuse avec l'élément chaux et obtenir ainsi un produit de propriétés physiques et chimiques réglées.
La réaction de la chaux et des éléments siliceux et alamineux semble avoir lien lorsque la chaux introduite sous forme de chaux vive a été amenée à l'état hydraté et semble être accompagnée d'une mise en liberté d'eau.
Lorsqae les conditions ont été réglées de façon que les éléments Siliceux et alumineux
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réagissent sensiblement complètement avec la chaux, le produit résultant ne contient ordinairement qu'une pro- portion d'eau libre extrêmement faible, usuellement inférieure à 1 %, et qu'une proportion faible de l'eau combinée qui était primitivement présente dans la matière siliceuse ou argileuse employée et dans la matière oal- oaire, si cette matière a été introduite sous forme de chaux hydratée. La présence, pendant le stade de réaction, d'eau libre,soit comme telle,soit sons forme de vapeur d'eau,semble être essentielle pour déterminer les com- binaisons désirées entre la chaux et la silice et l'alumine.
D'autre part, il n'est pas essentiel, pour obtenir un produit satisfaisant, que les réactions soient réalisées jusqu'au point où la plus grande partie de l'eau combinée primitivement présente a été éliminée.
On a trouvé que, en présence d'une quantité limitée d'eau ou de vapeur d'eau, on peut faire en sorte que la chaux, qu'elle soit introduite sous forme de chaux vive ou sous forme de chaux hydratée, réagisse avec les com- posants siliceux d'une matière siliceuse ou avec les composants siliceux et alumineux d'une matière argileuse entre les limites d'une échelle relativement grande de températures. La réaction qui intervient aux températures inférieures au point d'ébullition de l'eau est relativement lente et incomplète, mais on peut l'intensifier jusqu'à un certain point en ayant recours à un broyage extrêmement fin et à une agitation énergique des matières pendant le traitement.
Aux températures plus élevées, les réactions s'accomplissent plus rapidement, et les combinaisons désirées peuvent être effectuées dans un temps relativement court au-dessus de 120 C.environ. Ordinairement, pour qu'on soit sûr que l'ean, qui peut être initialement présente à l'état combiné ou libre dans les matières appliquées ou leur avoir été ajoutée au cours de l'opération
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ne sera pas éliminée assez rapidementpour n e plus pouvoir contribuer à accélérer les réactions désirées, il ne faut pas que les températures de traitement soient poussées au-dessus de 400 C.environ,par exemple. Les températures indiquées ei-dessus sont celles que possède le produit à sa sortie du broyeur à tube ou.
autre appareil de broyage ou de malaxage employé pour effectuer les réactions désirées. La température régnant dans la zone de réaction sera on peu supérieure.
On peut employer l'une quelconque des matières siliceuses ou argileuses habituellement employées dans la fabrication du aiment, mais on a trouvé qu'on obtient des résultats particulièrement avantageux avec des ma- tières qui, à leur état naturel ou après un faible degré de broyage, sont à un état de grande subdivision. Des matières possédant cette -caractéristique physique sont le tripoli et la terre de diatomées. Ces matières sont faciles à réduire à un degré de finesse tel qu'il en passe au moins 90 % à travers un tamis de 6200 mailles par centimètre carré.
Lorsqu'il s'agit d'employer d'autres matières siliceuses, par exemple le sable,on des matières d'une nature argileuse, il importe de broyer ses matières soit préalablement, soit an cours du procédé, à un degré de finesse plus grand qu'on l'a généralement fait jusqu'à ce jour lorsqu'on s'est servi de ces matières pour fabriquer le ciment Portland par le procédé à haute tempéra tare.
La demanderesse n'ignore pas qu'on a déjà proposé de réaliser des combinaisons chimiques entre la chaux et l'alumine en éteignant la chaux vive en présence de certaines argiles extrêmement alumineuses. Toutefois, dane les procédés proposés on appliqués jusqu'à ce jour, on avait soin d'éviter l'emploi de matières contenant de
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grandes quantités de silice. Contrairement à cela, le présent procédé a pour objet de réaliser entre la chaux et les composants siliceux d'une argile siliceuse ou autre matière siliceuse employée des combinaisons telles qu'on obtient un produit possédant les caractéristiques de prise et de résistance des matières contenant des silicates de calcium.
L'expérience de la demanderesse confirme l'opinion généralement admise que l'alumine réagit relativement facilement avec la chaux pour former des composés à prise rapide, alors que la silice, qui est relativement inerte, donne, lorsqu'elle est amenée à se combiner à la chaux, des composée qai, an moment où ils font prise, font preuve d'une grande résistance mécanique.
les recherches de la demanderesse montrent que la silice existant dans les argiles ou matières siliceuses qu'on trouve dans la nature, ou bien ne réagit pas avec la chaux lorsqu'elle lui est mélangée aux températurea ambiantes ordinaires ou bien réagit ai lentement qu'il devient pratiquement impossible de fabriquer des composés ayant des propriétés de prise ot une résistance mécanique satisfaisantes en mélangeant simplement les matières aux températures ordinaires.
Ce n'est qu'après des recherches et études approfondies qu'on découvrit que la silice réagit avec la chaux à un degré satisfaisant lorsqu'elle est amenée en relation intime avec elle à des températures modérément élevées,pourvu que ce contact soit effectué en présence d'humidité et dans des conditions propres à assurer le mélange et la subdivision des éléments respectifs. La demanderesse n'ignore pas non plus qu'on a déjà proposé d'augmenter la réactivité de la siliee à l'égard de la chaux en soumettant les matières siliceuses à nne calcination préliminaire.
Toutefois, des recherchea soigneuses lui ont permis d'établir que, même
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avec une telle calcination préliminaire, la silice ne réagit pas avec la chaux aux basses températures avec fine rapidité on à an degré suffisante pour donner un produit possédant les propriétés de prise et la résistance qui caractérisent les cimenta contenant des silicates de calcium et que,même à des températures modérément élevées, par exemple de l'ordre de 100 à 400 C.environ, on n'ob- tient pas de résultat pratique, si les matières n'ont pas été réduites à an degré de finesse convenable, que ce soit de façon préliminaire on au cours de l'opération,
et si l'on n'a pas introduit une quantité d'eau suffisante pour assurer la présence d'humidité dans la zone de réaction pendant tonte la durée de l'opération.
La mise en pratique de l'invention sera illustrée par les exemples suivants:
On introduisit dans un broyeur à tube de la chaux caustique et de la terre de diatomées dans les proportions,. en poids,de deux parties de chaux pour une partie de terre de diatomées, calculées à sec, et l'on soumit ces matières à une action de broyage et de malaxage selon la pratique courante du broyage normal. La. terre de diatomées contenait environ 40 % de son poids se d'eau libre. On ajouta nne quantité suffisante d'eau supplémentaire pour assurer l'hydratation complète de la chaux et le broyage continu en présence d'humidité sans toutefois créer des conditions de broyage au monillé.
La température des matières intro- duites était approximativement 22 C. On régla les conditions de travail de façon que la température dn produit sortant de l'extrémité de sortie du broyeur soit approximativement 150 C. On effectue ce réglage en réglant la vitesse d'avancement des matières de la charge. On ajouta et mélangea aux matières que contenait le broyeur tube diverses quantités de ciment Portland et l'on
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préleva et éprouva des échantillons du produit résultant.
Des échantillons ne contenant pas de ciment Portland furent aussi préparés et éprouvés. On a indiqué ci-dessous les résistances à la traction et les temps de prise des divers produits, ainsi que des comparaisons, en poareents, de ces produite avec une composition de ciment Portland de grande qualité choisie à titre d'étalon.
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Teneur <SEP> en <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> Compa- <SEP> Temps <SEP> de <SEP> prise
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<tb> ciment <SEP> de <SEP> en <SEP> kg/om2 <SEP> (1:3 <SEP> de <SEP> sable) <SEP> raison <SEP> (heures <SEP> et <SEP> minutes)
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<tb> l'échantillon <SEP> au. <SEP> bout <SEP> de <SEP> avec <SEP> le <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
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<tb> d'essai <SEP> 24 <SEP> 3 <SEP> 7 <SEP> 28 <SEP> ciment
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<SEP> Final <SEP>
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<tb>
Il ressort de ce qui précède que le produit contenant 42,
6 % de ciment Portland posaède des résistances qui sont de 16 % environ supérieures à celles d'un ciment Portland de grande qualité pris comme étalon et qui, par conséquent, sont de l'ordre des propriétés d'an ciment fondu, Il est recommandable, si l'on vent obtenir des résistances "promptee encore plus élevées, d'ajouter des pourcentages de ciment Portland encore pins grands et pouvant s'élever jusqu'au voisinage de 50 % et même plue, si on le désire. Le produit qui ne comportait pas d'addition de ciment Portland possé- dait les propriétés physiques et d'autres caractéristiques qui le rendaient propre à être employé soit comme mortier, soit comme plâtre de grande qualité.
Avec des additions de ciment Portland de 5 à 10 % environ on peat produire an mortier de grande qualité.
Dans nne autre opération d'essai, on mélangea de la chaax caustique et du tripoli dans les proportions,en poids., de deux parties de chaux pour ane partie de tripoli et avec de l'eau dans un appreil d'hydratation consistant en une
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longue via d'Archiméde dans laquelle les matières et l'eaa étaient introduites à l'une des extrémités et à la sortie de laquelle le mélange de chaux hydratée et de tripoli était directement transféré à l'intérieur d'un broyeur à tube, à l'état chaud résultant des réactions d'hydratation. On ajoata dans l'appareil d'hydratation un excès d'eau suffisant pour assurer la présence d'humidité dans les matières introduites dans le broyeur.
Les condi- tions du traitement dans le broyeur à tube furent réglées de la même façon que dans l'exemple précédent. On mélangea diverses quantités de ciment Portland avec les matières dans le broyeur à tube, préleva des échantillons des produits résultants et éprouva ces échantillons. La table ci-après indique les résistances à la traction et les temps de prise des divers produits ainsi que les comparaisons en pourcents de ces produits avec un ciment Portland de grande qualité.
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Compa-
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<tb> Teneur' <SEP> en <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> raison <SEP> Temps <SEP> de <SEP> prise
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<tb>
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4 <SEP> 32,7 <SEP> 39 <SEP> 122,5 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 50 <SEP> 4 <SEP> - <SEP> 50
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<tb> 64,6 <SEP> 13,8 <SEP> 24,1 <SEP> 29,6 <SEP> - <SEP> 98,4 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 45
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Ces essais montrent que, dans la mise en pratique de ce mode de réalisation de l'invention et avec la matière silieeuse indiquée, on petit produire des mortiers et stuce très satisfaisants en ajoutant de 10 à 20 % de ciment Portland au cours du traitement; et que, avee des additions ;
de 65 %, par exemple, de ciment Portland, on peut obtenir un produit ayant une résistance "prompte" et d'autres propriétés désirées égales à celles d'un ciment Portland
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de grande qualité; et que, lorsque l'addition de aiment Portland constitue 70 à 90 % du produit final, ce produit possède les caractérisitques d'un ciment fonda.
Au lien de mélanger la matière siliceuse avec la chaux avant le stade d'hydratation comme dans l'exemple précédent, on peut hydrater la chaux séparément et a jouter alors la matière siliceuse à la chaux hydratée dans le broyeur à tube. Des essaie effectués sur la terre de diatomées et le tripoli montrent que les résultats qu'on petit obtenir en procédant de cette manière, à la fois avee et sans l'addition complémentaire de quantités variables de ciment Portland, sont aussi bons et dans certains eas meilleurs que ceax qu'on a obtenus en mettant l'invention en pratique de l'une quelconque des manières précédemment décrites.
Lorsque l'hydratation est réalisée à titre d'opération séparée du. mélange et du. broyage finals dans le broyeur à tnbe, il est préférable de faire passer la matière hydratée directement dans le broyeur à tube sans lai permettre de se refroidir, ce qui conserve la chaleur d'hydratation et contribue ainsi à maintenir les conditions de température les plus favorables en vue de favoriser les réactions désirées dans le stade de broyage et de malaxage à l'intérieur du broyeur à tube. Des modifications similaires peuvent être apportées lorsqu'on applique l'une quelconque des matières argileuses précédemment mentionnéea.
Dans un antre essai, on mélangea de la chaux éteinte à l'air, du tripoli et de l'ean dans l'appareil d'hydrata* tion à vis d'Archimède et on traita alors le mélan dans le broyeur à tube. On ajouta ane quantité d'ean suffisante pour assurer la présence d'humidité pendant tonte la durée du broyage dans le broyeur à bue, quoique insuffisante pour créer des conditions de broyage au mouillé. On régla la température du traitement dans le broyeur à tube de façon qae la matière possède à sa sortie une température de
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150 C. environ.
La chaux employée dans cet essai avait été calcinée dans un four vertical et contenait un pour- centage relativement grand de sulfate de chaux et de sulfure de chaux, alors que la chaux employée dans des essais antérieurs avait été calcinés dans un four rotatif et ne contenait qu'une trace de ces éléments. A certains égards, les résultats de cet essai furent encore pins intéressants que ceux des essais précédents.
Sur la base d'essais de résistance effectués sur des échantillons jusqu'à 7 jours inclus, on a obtenu, à la fois sans addition de aiment Portland et avec des additions variables de ciment, des produits güi, en comparaison avec le ciment Portland déjà employé eomme base de comparaison dans les essais précédemment spécifiés avec plus de détail,possédaient les valeurs en pourcents suivantes :
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<tb> Ciment <SEP> en <SEP> % <SEP> dans <SEP> Comparaison <SEP> en <SEP> % <SEP> avec <SEP> le
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<tb> l'échantillon <SEP> d'essai <SEP> aiment <SEP> Portland
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Les résultats de cet essai indiquent qu'une addition de 30 % de eiment Portland donnerait an produit fini possé- dant les résistances normales du ciment Portland. Avec des additions plus grandes, on peut obtenir un produitpossédant les résistances "promptes" élevées d'un oimerxt fondu..
Les résistances supérieures des produite de cet essai, comparés avec ceux précédemment mentionnés se rapportant à un mélange de chaux et de tripoli, sont probablement dues à la présence, dans la chaux, de carbonate de calcium qui s'est formé dans la chaux pendant la période d'extinction à l'air et de soufre sous forme de sulfate ou de sulfure, et aux effets avantageux créés par ces composés au cours des opérations de broyage et de malaxage du procédé.
En plus des essais décrits ci-dessas, d'autres essais réalisés avec de l'argile et du sable de rivière
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indiquent que le procédé n'est pas limité dans son appliea- tion à des types spécialement choisis et de qualité relative. ment grande de matières siliceuses tellea que la diatomite et le tripoli.
Dans des essais effectués avec l'argile,on a constaté qu'on pent obtenir une bonne qualité de mortier avec de faibles additions de ciment Portland. Poar fabriquer an produit possédant les propriétés physiques désirées dn ciment Portland,il conviendrait d'ajouter 50 % environ de ciment Portland aux autres matières traitées dans le procédé; et pour fabriquer un ciment fonda de bonne qualité, une addition de 75 % de ciment Portland serait nécessaire.
Des mélanges de terre de diatomées, de tripoli et d'argile et des mélanges de terre de diatomées et de tripoli ont aussi été employés avec des résultats satisfaisants à titre de composants siliceux on silico-argileux. Ainsi qu'il a été indiqué précédemment d'une façon plus générale, les présents essais ont démontré que le procédé est susceptible d'être appliqué à une grande variété de matières argileuses.
Ainsi qu'on l'a dit précédemment,on a trouvé que l'application de certaine agents accélérateurs ou. amélio- rants semble augmenter dans une mesure marquée les résistan- ces obtenues et la rapidité de prise du produit. On citera parmi les agents de ce type qui améliorent les produits du présent procédé, le sel ordinaire, le chlorure de calcium, la sonde caustique et l'acide tannique.
La demanderesse n'ignore pas que ces agents, et d'antres agents qui peuvent être considérés comme en étant des équivalents, ont déjà été appliqués pour améliorer jusqu'à un certain point lee propriétés de prise et de résistance des matières cimentaires, Toutefois, les résultats dea recherches de la demanderesse démontrent que ces agents améliorent les propriétés physiques désirées des produite du présentprocédé à un degré beaucoup plus grand qne celui qu'on pouvait attendre de leur effet
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sur les matières eimentaires avec lesquelles ils avaient
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été employés jnsqn'à ce jour.
Ceci est probablement da. au moine en partie, au fait t que ces agents sont introduits dans le produit à un différent stade de sa fabrication, et dans des conditions radicalement différentes,du stade et des conditions d'emploi desdite agents dans les procédés
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antérienrs.
Par exemple, la demanderesse a découvert que si
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l'on Se sert d'une solution de ehlorare de sodium à 1 eu à titre d'eaa. de mélange poor hydrater l'élément de chaux libre d'un mélange de deux parties de chaux caustique et d'une partie de matière argileuse telle que la terre de diatomées, et si l'on soumet le mélange résultant au broyage dans un broyeur à tube en présence d'humidité et à une température de 150 C. environ, les résistances à
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la traction obtenues an boit de 24 heures, 3 jours9 7 jours et 28 jours sur des échantillons éprouvés dans les condi- bions normales d'essai du ciment Portland sont considérab7e ment augmentées.
En plus de produits ne cohtenant pas d'addition de ciment Portland on a aussi préparé des échantillons en vue d'essais dans lesquels du ciment Port- land avait été incorporé à la matière dans le broyeur à tube. Une amélioration des propriétés des produits a été constatée dans chaque cas.
Si on le désire,on peut, avec des résultats simi-
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laires,ajouter tout oa partie de l'agent après l'opéra- tion d'hydratation et pendant la phase finale du broyage et du malaxage. Des essais réalisés sur une série de produits ebtenus en introduisant de la chaux caustique et du tripoli dans un broyeur à tube avec une quantité d'ean supérieure à celle nécessaire pour l'hydratation
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et avec des additions variables de ciment Portlsnd,d'ane part, et sans addition de ciment Portland,d'aatre part,
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ont démontré que l'addition d'une solution de chlorure de sodium à 1 % dans le broyear à tube augmente remarqua- blement la résistance,
en particulier dans les périodes de débat. Des accroissements de résistance de 50 % environ ont été observés dans le oas de l'essai au bout de 24 heures; les essais au boni de 3 jonrs et 7 joars ont montré des accroissements de 20 % et l'on a obtenu des accroissements de 30 % environ an boat de 28 jours. Cet accroissement de la résistance a été obtenu avec une diminution sensible du temps de prise. Lorsqu'on ajoata une solution de sonde caustique à 2 %,on observa an accroissement de 45 % de la résistance à la traction au. bout de 24 heures. L'accroissement de résistance à la traction était de plus de 40 % au bout de 3 jours, de 10 % environ au bout de 7 jours et de 2,3 % environ an bout de 28 jours.
Arec une solution de chlorure de calcium à 2 %, on constata un accroissement de résistance de 36 % aa bout de 24 heures sans aucune diminution de résistance à la fin des périodes de 3, 7 et 28 jours. Les temps de prise tarent considérablement diminués lorsqu'on employa la soude oaastiqae et le chlorue de calcium. Des essais similaires effectués avec l'acide tanniqae indiquent que des additions de 0,
02 % environ d'acide tannique à l'eaa de mélange destinée à l'hydratation confèrent an produit des accroissements de résistance encore plus grande qne l'an quelconque des autres agents susmentionnée. On pent substituer à la terre de diatomées et au. tripoli d'antres matières argileasea. Entre antres matières, la demanderesse a obtenu, des essais satisfaisants avec le sable de rivière et l'argile.
En fait, des résultats particulièrement satisfaisants ont été obtenue en ce qui concerne l'ac- croissement des résistances de produits qui n'auraient autrement fait preuve que de résistances relativement faibles, en comparaison avec les produits obtenus à l'aide
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de matières argileuses choisies plus soigneusement et de qualité supérieure.
En plus des produits possédant les propriétés de l'ordre de celles du ciment Portland et des ciments fondas, on peut, par l'application des principes de la présente invention, fabriquer des produits possédant des propriétés de plasticité et d'étalement qui les rendent propres à être employés comme mortiers et piètres de premier choix. A cet égard,on a observé que les produits fabriqués soit sans addition de aiment Portland,soit avec addition de faibles quantités - par exemple inférieures à 10 % - de ciment Portland font preuve d'accroissements de résistance nette- ment élevés dans la période comprise entre 7 et 28 jours.
En d'antres termes, on constate que les mortiers possédant au bout de 7 jours des résistances soit faibles, soit normales, ont acquis au. bout de 28 joure des résistances de beaucoup supérieures à callas que possèdent les mortiers actuels et, an bout de 7 jours. des résistances analogues à celles des mortiers actuels.
Comme antre explication des résistances et temps de prise observés et spécifiés dans les tables précédentes on indiquera que les essais enregistrés dans ces tables ont tous été réalisés conformément aux méthodes normales américaines d'essais du ciment Portland. Ceci Implique, pour'les essais de résistance, le maintien des éprouvettes pendant 24 heures dans l'air, suivi de leur immersion dans l'eau pendant lea autres périodes. On remarquera que cette méthode ne donnerait pas, dans le cas des compositions de mortier, des résistances aassi élevées que celles qu'on obtiendrait si les échantillons étaient éprouvée dans les conditions normales prescrites pour l'essai des mortiers.
Pour permettre de mieux évaluer les produits d'essai qui promettaient de meilleurs résultats comme mortiers que comme cimenta, on procéda à une série d'essais derésistance
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dans lesquels les éprouvettes furent conservées pendant un jour dans l'air, puis pendant 3,7 et dans certains cas 28 jours dans l'air humide, c'est-à-dire qu'on les disposa dans un récipient installé au-dessus d'une cuvette d'eau de façon à assurer des conditions humides. Ces essais donnèrent uniformément des résistances nettement plus élevées que celles obtenues dans les essais erécntés selon la méthode d'essai des cimenta Portland.
Le broyeur à tube employé pour les essais dont il a été question ci-dessus était un broyeur du. type normal ayant un diamètre interne de 1,5 mètre et une longueur de 6,5 mètres et muni d'éléments de broyage composés de blocs métalliques cylindriques de 15,8 mm environ de diamètre et de 38 mm environ de longueur. Il va de soi qu'on pourrait employer d'autres types d'appareils broyeurs et malaxeurs propres à aa sarer an degré de broyage et de malaxage similaire.
On remarquera que les opérations susmentionnées réalisées dans an broyeur à tube n'ont été indiquées qu'é titre d'exemples. Il existe évidemment de nombreux antres procédés et dispositifs permettant d'effectuer le mélange intime désiré de matières calcaires et siliceuses ou argileuses en présence d'humidité et dans des conditions de température réglées.
Au. lien d'un broyeur à tube tel que celai décrit, on peut se servir d'antres types de broyeurs et de dispositifs malaxeurs, pour va que des précautions soient prises pour assurer au cours de l'opéra- tion la présence d'humidité et le réglage de la température entre les limites d'une échelle favorisant les réactions désirées. lorsque le broyeur à tube oa autre type de broyeur est employé, le malaxage dea matières est accompagné d'un certain degré de broyage.
Toutefois, le broyage n'est pas
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essentiel si les matières ont été réduites à un degré suffisant de finesse avant d'être mélangées.Si cette dernière condition est réalisée, on peut par conséquent substituer au broyeur un appreil de malaxage propre à assurer un mélange parfait et rapide des matières.
Le degré de finesse auquel il convient d'amener les matières soit avant, soit pendant le malaxage variera dans une certaine mesure avec les matières et avec le type de ciment qu.'on désire finalement fabriquer. Pour fabriquer un produit possédant des propriétés de grande résistance et de prise rapide supérieures à celles possédées par le ciment Portland ordinaire ou analogues ou même supérieures à celles des cimenta fondas qu'on trouve actuellement dans 1'industrie, il importe d'employer des matières possédant un degré de finesse relativement élevé.
Cette condition est satisfaite lorsque la matière appliquée est soit la terre de diatomées, soit le tripoli. La premiè re de ces matières est facile à réduira à un degré de finesse tel qu'il en passe environ 95 % à travers un tamis de 16.800 mailles environ par centimètre carré. De même, il est facile de réduire le tripoli à un degré de finesse tel qu'il en passe 95 % environ à travers un tamia de 6.200 mailles par centimètre carré et 70 % à travers un tamis de 16.800 mailles par centimètre carré. La terre de diatomées et le tripoli employés dans les essaie précz- demment décrits possédaient ces finesses.
Si d'antres matières siliceuses ou des matières argileuses sont appli- quées en vue de la fabrication de produite de propriétés supérieures du genre susmentionné, il importe de les réduire à un degré de finesse de l'ordre spécifié. Pour obtenir des produits possédant des résistanees données, on peut diminuer la proportion de ciment Portland ajoutée en se servant de ciment Portland ayant été broyé plus finement qu'on ne le fait habituellement,
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En ce qui concerne l'addition de ciment Portland il est important de noter que cette addition doit.lorsqu.' elle est effectuée sous forme de ciment finement broyé,
être effectuée après la phaae d'hydratation si l'on vent obtenir un produit possédant lespropriétés de prise on autres d'an aiment Portland on d'nn ciment fondu. S'il en était autrement, les propriétés de prise du produit seraient détruites dans la phase d'hydratation. Si l'hydra- tation de la chaux doit être réalisée dans le broyeur à tube simultanément au broyage et au malaxage accompagnant la réaction de la chaux avec les composants siliceux ( on siliceux et alumineux) présents, il est préférable d'ajouter le ciment Portland sous forme de roches on "clinker" on sons forme de ciment grossièrement broyé, par exemple sons forme de clinker tamisé à moins de 3,17 mm de maille.
En plus des propriétés désirables possédées par le prodnit et précédemment mentionnées,on indiquera qu'on peut obtenir an produit qui est caractérisé par une plasti- cité plus. grande que oelle du ciment Portland et par le fait qu'il possède par conséquent de bonnea propriétés d'imperméabilité à l'eau., même aans l'addition d'une substance quelconque propre à lai communiquer des pro- priétés d'imperméabilité à l'eau.
L'addition d'un agent convenable d'imperméabilisa- tion à l'ean à an stade intermédiaire de l'opération, par exemple dans l'appareil d'hydratation ou le broyeur à tube, rentre aussi dans le cadre de cette invention. Des essais ont démontré que l'addition de colophane jusqu'à 2 % environ en poids du. produit final augmente l'imperméabilité à l'ean. D'antres résines ou. matières organiques suceptibles de donner naissance à des résinâtes avec le composant de chaux du mélange peuvent être appliquées.
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Une antre caractéristique qae possède ce type de produit lorsqu'il est préparé à ltaide diane matière sili- censé telle qu'une des terres infusoires, par exemple la terre de diatomées ou. le tripoli, est son poids spécifique relativement faible. L'application de la terre de diatomées permet d'obtenir des produits de ciment ayant un poids spécifique voisin de 2,3. L'application du tripoli permet d'obtenir des produits ayant un poids spécifique voisin ' de 2,6. Ces chiffres sont favorablement comparables avec le poids spécifique de 3,1 environ du ciment Portland ordinaire et il en résulte un autre avantage du produit dans les sittations où un poids réduit est désirable con- jointement avec une résistance élevée.
Un aatre avantage du procédé est qu'il rend possible l'obtention de différentes nuances,jusque et y compris le blanc, par un choix convenable des matières employées.
Le terme "eaa" s'entend ici non seulement pour l'eau à l'état liquide mais aussi pour la vapeur d'eau.
Il va de soi que diverses modifications peuvent être apportées aux détails des modes opératoires et aux proportions et sortes de matières appliquées sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
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