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Procède pour la fabrication de ciments hydrauliques et pour leur utilisation, ou celle de ciments analogues, dans la construction de routes, chemins, etc..
La présente invention a trait à un procède pour la fabrication de ciments hydrauliques qui entrent en ligne de compte pour diffdrents emplois, en particulier pour la
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construction tant de routes du type dit macadamisé que pour des routes à structure analogue à celle du béton.Par ailleurs l'invention vise des opérations particulières lors de l'utili- sation de ces nouveaux ciments, ou de ciments connus présentant des propriétés analogues, pour la confection de revêtements routiers du type précité.
Les mortiers connus, en ciment de Portland, en ci- ment de laitier, en laitier de hauts-fourneaux, en chaux hydrau- lique supérieure et analogues, présentent entre leur résistance à la traction et leur résistance à la compression un rapport qui est de l'ordre de 1:10 à 1:20. Ces mortiers présentent donc par rapport à leur résistance à la compression une faible résistance à la traction, phénomène qui donne lieu à la formation de fissu- res dans le mortier après sa prise. Par ailleurs, les mortiers ci-dessus présentent la particularité de prendre relativement vite et ne doivent pas être exposés à des chocs pendant cette période de prise.
Ces propriétés représentent pour de nombreux emplois un inconvénient sérieux, tout particulièrement dans la construc- tion de routes. L'invention cherche en premier lieu à résou- dre le problème de la création d'un ciment hydraulique qui supprime en majeure partie ces inconvénients. Ce résultat est obtenu en soumettant du ciment Portland, du eiment de laitier, ou d'autres matières hydrauliques ou hydrauliques latentes, à une hydratation par .suspension (éschlammage") dans l'eau, de façon à former une matière de consistance analogue à celle d'un gel. Cette opération de suspension sera désignée ci-après sous le non de "hydratation", et peut s'effectuer de différentes manières.
Le produit hydraté- est mélangé avec du ciment frais et donne alors un ciment dont le rapport entre la résistance à la traction et la résistance à la compression n'est plus de
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1 :10 à 1:20, mais aux environs de 1:6 . La résistance absolue à la compression est quelque peu abaissée par rapport à celle du ciment; ce mortier prend d'ailleurs très lentement.
Bien entendu, le rapport entre la résistance à la traction et la résistance à la compression qu'il est possible d'obtenir, ainsi que la durée du temps de prise,'peuvent prendre d'autres valeurs qui dépendent du degré de l'hydratation effectuée et de la proportion de ciment frais; mais il est à noter tout particulièrement que pendant son temps de prise, ce ciment, contrairement à ceux cites plus haut, connus jusou'à présent, est insensible aux chocs et aux vibrations.
Ces propriétés de principe du. nouveau ciment hydrau- lique présentent une importance considérable pour la construction routière et pour tous les autres emplois dans lesquels il s'agit moins d'obtenir une grande résistance à la compression qu'une certaine élasticité du ciment et un temps de prise un peu plus long pour permettre l'exécution commode de toutes les opérations nécessaires ou avantageuses, et pour lesquelles le mortier est susceptible d'être exposé à des chocs ou à des vibrations pendant le temps de prise.
Lors de l'emploi de ces ciments, dans la construction de routes macadamisées par exemple, on constate que le cylindrage habituel, relativement long, de l'empierrement, au moyen du rouleau compresseur, peut également s'effectuer dans le cas présent. Les vibrations créées de ce fait ne gênent en rien la prise du mortier. On peut néanmoins obtenir avec une quantité relativement faible de mortier un revêtement bien aggloméré et solidement ancré sur l'infrastructure, et présentant une surface solide et lisae, insensible aux influences atmosphériques. Le rapport favorable entre la résistance à la
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traction et à la compression empêche presque entièrement la formation de fissures.
L'hydratation du ciment par suspension dans l'eau peut s'effectuer par des opérations et à lTaide de machines ou dispositifs connus en soi, par exemple par agitation mécanique, par insufflation d'air ou analogues. La suspension est ainsi maintenue en mouvement, constamment ou temporairement, afin d'éviter une agglomération ou un durcissementprématurés des matières. La fabrication de la masse de constitution géliforme peut être accélérée en soumettant les ma- tières premières, destinées à l'hydratation, à un traitement préalable à chaud,
On peut par exemple utiliser de la vapeur au lieu de l'eau ou encore de la vapeur avec de l'eau réchauffée ou de l'eau chaude seulement .
La formation du gel peut encore être accélérée par introduction diacide carbonique ou d'autres moyens chimiques appropriés.
Conformément à l'invention, la masse géliforme ainsi obtenue est séchée et soumise à un broyage plus ou. moins poussé.
On ajoute à ce produit du ciment Portland, ou de laitier ou analogue, non traité, du plâtre, ou d'autres substances régulatrices. Le broyage du produit intermédiaire géliforme peut s'effectuer par adjonction de ciment ou de briques de ciment, c'est-à-dire en même temps pour tous les constituants du produit fini.
On va donner ci-après, et à titre d'exemple de mise en oeuvre, des indications pour la fabrication du ciment objet de l'invention.
On mélange 50 parties de ciment Portland avec 50 à 100 parties d'eau, dans un récipient par des moyens mécaniques,
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jusqu'à ce que toute la masse ait pris une consistance géliforme. On a constaté qu'il n'y a pas de diminution notable des qualités, même pour un grand excès d'eau. Cette masse est ensuite séchée soit par séchage naturel à l'air, soit par séchage artificiel dans l'une des installations de séchage de type connu, pour être ensuite soumise au broyage. Ce produit peut être ensuite additionné d'une égale quantité de ciment Portland. Si on procède de cette manière, on obtient un ciment qui après 28 jours présente une résistance à la compression d'environ 325 kgs. et une résistance à la traction d'environ 54 kgs., c'est-à-dire un rapport de 1 à 6 entre la traction et la compression.
La prise de ce ciment commence après 4 heures environ et est terminée après 10 heures environ,
Le rapport favorable que l'on recherche entre la traction et la compression tout en conservant l'insensibilité aux chocs pendant le temps de prise et le début du durcissement, peut encore être amélioré, conformément à l'invention, en faisant choix de substances additionnelles hydrauliques, par exemple de calcaire et surtout de brique de ciment, qui par leurs propriétés chimiques contribuent au renforcement de la surface de la chaussée ; celle-ci sera préférablement cylindrée lors de sa confection.
Jusqu'à présent, on a proposé comme matière additionnelle dans des constructions en ciment, du sable de briques, soit pour obtenir une plus grande résistance contre l'attaque des eaux, soit encore pour obtenir une résistance absolue à la traction et à la compression aussi élevée que possible. Dans le cas présent, l'adjonction de substances hydrauliques, par exempla de calcaire et surtout de brique de ciment, en combinaison avec le mortier spécial insensible, a pour objet d'améliorer
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encore le rapport entre la résistance à la compression et la résistance à la traction dans le sens cité plus haut.
Si l'on mélange le ciment cité dans l'exemple donné plus haut, le composé de 50% de ciment hydraté et 50% de ciment frais, avec de la brique de ciment dans le rapport de 1 à 2, on obtient, après 28 jours, une résistance à la compression de 475 kgs environ, et une résistance à la traction de 91 kgs environ. II y a donc dans ce cas un rapport de 1 à 5 entre la traction et la compression, c'est-à-dire que l'on dispose ainsi d'un mortier qui présente des qualités tout particulièrement intéressantes, surtout pour la construction de routes.
'On cannait déjà des mortiers de trass-calcaire, des mortiers de trass, des mortiers de chaux, de ciment, et bitu- mineux qui pendant leur temps de prise sont dans une certaine mesure insensibles aux chocs et présentent donc des propriétés analogues à celles du mortier hydraté conforme à la présente invention. Dans ces mortiers connus, il est également possible d'obtenir par adjonction de substances hydrauliques, de briques de ciment en particulier, @ un rapport très favorable entre la résistance à la traction et la résistance à la compression. L'invention a donc également trait à l'ad- jonction de ces substances à ces mortiers connus, insensible aux chocs pendant leur temps de prise.
L'emploi de mortiers hydratés ou de mortiers hy- drauliques de propriétés analogues, tels que par exemple les mortiers trass-caloaires, trass-calcaire-ciment ou analogues, permet d'obtenir, surtout dans la construction de routes, des effets conduisant à des améliorations techniqueset économi- ques inconnues jusqu'à présent. Il en est ainsi en particu-
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lier pour la construction de routes à structure de béton. On a en effet constaté que des revêtements en mortiers de ce genre peuvent être comprimés, avant et pendant le temps de prise, par cylindrage, par pilonnage ou analogue. Dans des routes à structure de béton, il n'y a pas d'agglomération interne telle que celle formée dans les routes empierrées par calage du ballast.
Pour les routes en béton, on utilise en général de petits cailloux de forme sensiblement sphérique et entièrement enrobés dans le mortier. Dans ces conditions, il n'y a pas de limites précises à la compression du revêtement., comme dans le cas de routes macadamisées, une fois que le calage de l'empierrement est atteint,, D'après la présente invention,' on est donc en mesure, dans Lc cas de revêtements routiers à structure de béton, de comprimer fortement des mortiers suivant le poids du rouleau. L'opération du cylindrage peut s'étendre sur une durée considérable, surtout pendant la période de prise et la première période de durcissement.
On obtient de la sorte un revêtement relativement mince, reposant bien sur l'infrastructure qui, grâce à son élasticité, satisfait à toutes les exigences, et résiste en particulier à toutes les influences atmosphériques. Cette compression du revêtement n'est possible que grâce à l'emploi de mortiers qui pendant le temps de prise sont insensibles aux chocs et aux vibrations. La compression par cylindrage du revêtement se recommande précisément pendant la période de prise au moment où le mortier a déjà commencé à prendre, puisque à ce moment, la masse du mortier peut plus difficilement éviter la pression du rouleau, ce qui facilite l'obtention d'un revêtement à surface plane.
Lors de la confection de surfaces'routières de
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ce genre, on peut procéder de la manière suivante: on dispose tout d'abord une couche de 10 centimètres environ sur l'infrastructure. Après compression de cette couche, on en dispose une deuxième d'une manière analogue jusque ce que l'épaisseur voulue de la couche totale soit atteinte. Il est recommandé lors du remplissage de la surface de revêtement d'utiliser comme matire ajoutée dans le mortier, du sable de briques ou analogue.
L'utilisation d'une zone élastique résistant particulièrement à la traction dans la couche de roulement de la chaussée permet d'éviter les inconvénients constatés jusqu'à, présent dans la construction des routes en béton et consistant dans l'obligation de prévoir des fentes, dans la formation de fissures ou analogues.
Dans toutes les applications à la construction routière ci-dessus mentionnées, les particularités du mortier, objet de l'invention, rendent inutile l'arrêt de la circulation.
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R'LüETTI7I C1 IOTIS 1 ) Procède pour la fabrication de ciments hydrauliques, en particulier pour la construction de routes et de chemins, tant du type macadamisé ou empierre que du type à structure de béton, caractérisé en ce que l'on soumet du ciment Portland, du ciment de laitier, ou d'autres ciments hydrauliques ou substances hydrauliques latentes à une hydratation par
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su.sl)ension QQ#.l'eoau., de manière à obtenir une masse de consis- tance géliforme.