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pourPRODUIT POUR REVETEMENT DE ROUTES ET SON PROGEDE DE PREPARATION.
Dans ce qui suit, le mot goudron s'entend dans son sens le plus large, c'est à dire celui de distillat non . gazeux, total ou partiel, de la houille, du bois, du pétrole, des schistes, etc.. ou matières analogues.
On a préconisé et employé, notamment pour les @ @ revêtements de route, des goudrons additionnés de bitume ou de brai, ces derniers corps étant incorporés à l'état fondu au goudron. Le taux de cette addition varie suivant; la teneur initiale du goudron en brai; pour obtenir de Irons résultats,
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d'après la technique actuelle, on adopte une teur totale en brai ou bitume de 70 à 75% environ du goudron-brai ou du goudron-bitume. Cette addition de bitume ou de brai fondu constitue un supplément de frais. De plus, l'incorporation, dans le goudron, de bitume ou de brai fondu, exige un appareillage compliqué, car la fusion du bitume ou du brai ne peut se faire qu'à des températures assez élevées et exige un temps assez long.
L'inventeur a reconnu qu'il est préférable d'incorporer le bitume ou le brai à l'état solide, sous forme de poudre fine, plut8t qu'à l'état fondu. Le bitume, ou le brait pour pouvoir être pulvérisé, doit se trouver à une température assez basse, par exemple à moins de 50 C pour le brai sec.
On incorpore cette poudre au goudron en barattant le mélange; cette incorporation une fois faite, il suffit de chauffer l'ensemble pour obtenir la dissolution du bitume ou du brai dans le goudron; on obtient ainsi le même résultat que si l'on avait incorporé le bitume ou le brai à l'état fondu, mais la température à laquelle se fait cette dissolution est inférieuse à celle à laquelle il eut fallu porter les récipients pour la fusion préalable du bitume ou du brai, En outre, la stabilité du bitume ou du brai à l'état de poudre dans le goudron permet de ne pas exécuter au même moment, ni aux mêmes lieux, si on le désire, les deux: phases de l'opération;
par exemple, la dissolution du bitume ou du brai, au lieu d'être provoquée par une élévation de température avant l'épandage, peut être obtenue par un processus lent après mise en place du revêtement, par exemple par l'action .de la chaleur solaire s'exerçant durant: 1' été sur les revêtements de routes en couche mince,
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Mais l'inventeur a reconnu que, malgré les avantages du procédé ci-dessus décrit par rapport au procédé ordinaire, il peut subsister encore des difficultés à incorporer au goudron du bitume ou du brai finement pulvérisé.
Il y a en effet des précautions à prendre pour éviter la prise en masse de la poudre de bitume ou de brai, au sein du goudron, avant dissolution, et l'inventeur a reconnu que ces difficultés s'évanouissent si l'on incorpore au goudron une poufre qui ne soit plus seulement du bitume ou du brai pur, mais qui contienne en outre une forte pro- portion d'une autre matière, par exemple de charbon, ou de matière combustible analogue, Un tel nfiller" peut être incorporé en quantité importante, par exemple à raison de 30 volumes de charbon au moins pour 100 volumes de mélange total.
L'inventeur a reconnu en outre que cette addition le ' complémentaire de filler, qui sera, dans le cas/plus général, du charbon, loin d'être un remplissage inerte, substitue partiellement son rôle pour l'obtention des qualités du revêtement de route à celui de brai ou bitume, de sorte que la teneur du produit en brai ou bitume peut être fortement abaissée par rapport à celle des goudrons-brais ou goudrons- bitumes utilisés sans filler, ce qui a comme résultat de faire réaliser, en plus des avantages techniques ci-après indiqués, une économie très importante.
A titre d'exemple, voici comment on peut obtenir un produit satisfaisant, On pulvérise finement un mélange de
90 % de charbon et de 10 % de bitume sec ; on incorpore ce mélange vers 50 C à un goudron contenant seulement 55% environ de brai, dans la proportion approximative de 55 volumes de ce goudron pour 45 volumes de poudre charbon + bitume. Si l'on provoque, par chauffage de ce produit vers 100 C, la dissolution du bitume, soit dans la machine répandeue
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elle-même,soit avant d'introduire le produit, on obtient un liant contenant, en plus de son brai naturel, environ 5 % de bitume et 40 % de filler de charbon.
Comme cela a été indiqué ci-dessus, on peut même ne pas provoquer par chauffage, avant l'épandage, la dissolution dans le goudron du bitume contenu dans le mélange charbon + bitumeUne variante de l'exemple ci-dessus consiste à remplacer les 10 % de bitume par 10 % de brai de houille et, dans ce cas, le procédé ci-dessus aboutit, dans l'exemple cité, à un produit composé pour 60 % de goudron riche en brai et pour 40 % de filler de charbon.
Il est des cas où l'on a facilement à sa disposition du goudron préalablement enrichi @@ bitume ou de brai; tel est notamment le cas où l'on dispose d'installations drincor- poration de bitume ou de brai dans le goudron et où l'on désire continuer à s'en servir. Les produits que vise la présente invention peuvent alors être obtenus en incorporant le filler de charbon seul au mélange enrichi .goudron-bitume ou goudron-brai, préalablement fabriqué dans les installations existantes.
A titre d'exemple, on indiquera que l'inventeur a obtenu un excellent résultat en préparant d'abord un liant contenant 12 à 15 % de bitume et 88 à 85 % de goudron de houille déshydraté, et en incorporant ensuite à ce liant un filler de charbon en proportion telle que la mixture finale contienne 35 à 40 volumes de ce filler pour 100 volumes du total. Ce produit possède une viscosité assez faible pour quil puisse se laisser répandre par pulvérisation sur la route à la température de 150 C environ par le matériel habituel de répandage superficiel,
Un autre,exemple est celui où l'on dispose d'avance de goudron enrichi préalablement en brai de houille, sans bitume.
De tels goudrons enrichis en brai s'obtiennent, soit en poussant la déshydratation ordinaire des goudrons de
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houille plus loin que la simple déshydratation, de façon à accroître la proportion du brai par rapport aux huiles, soit en reconstituant par synthèse un goudron riche en brai par mélange d'huiles moyennes ou lourdes et de brai. !De tels goudrons sont dits "préparés". Par ailleurs, on appelle "goudrons-brais" et "goudrons-bitumes" desgoudrons qui, naturellement ou artificiellement, ont une teneur en brai ou bitume supérieure ou égale à 65 %.
Si les goudrons employés contiennent une quantité du brai égale à 65 % au moins du mélange goudron + brai, les produits visés par le brevet peuvent être obtenus par incorporation à ces goudrons du filler de charbon dans la proportion de 30 à 40 % du volume du mélange final, sans autre addition de brai;
si ces goudrons contiennent moins de 65 % de brai, les produits visés par le brevet peuvent être obtenus par addition de brai (ou de bitume) en proportion voulue. pour atteindre ou dépasser la teneur de 65 % ci-dessus indiquée, l'incorporation de brai ou de bitume étant effectuée, soit à létat fondu, soit de préférence à l'état pulvérisé en mélange avec la poudre de filler charbonneux, soit encore selon un autre procédé qui se décrit comme suit pour mélanger le filler avec du bitume ou du brai, on peut fluidifier le bitume ou le brai au moyen d'un solvant ayant un point d'ébullition inférieur à 100 C,
et verser ce bitume ou brai ainsi rendu fluide dans une bouille queuse contenant un filler de charbon plus ou moins purs un barattage incorpore ce bitume ou ce brai ainsi rendu fluide au charbona et une élévation de la température entre le point d'ébullition et celui de l'eau permet de récupérer le solvant . du solvant.
Il se forme alors des grains complexes de bitume (ou de brai)'et de charbon (ces deux corps étant par exemple dans la proportion de 15. à 25 pour le bitume ou le brai contre
85 à 75 Pour le charbon), qui sont assez gros et assez durs
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pour être aisément séparés de la bouillie aqueuse puis séchés, Suivant les cas, ces grains complexes sont laissés tels quels, .ou dissociés à nouveau par une pulvérisation, et on les utilise suivant le procédé décrit plus haut pour les incorporer au goudron,
Un cas intéressant est celui où le goudron utilisé est un goudron de distillation de charbon à basse température, provenantsoit de la fabrication du gaz dans les fours Glower-
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West ou Woodall:
-,soit de la distillationde charbons au-dessous de ?50 G pour la. fabrication des substituts de l'anthracite, etc.-; ou encore le cas où ce goudron est constitué par une huile de pétrole; dans ces divers cas, il faut, comme il a été dit ci-dessus, additionner le goudron insuffisamment riche en brai ou bitume, de la quantité voulue de brai ou bitume pour réaliser la teneur minima de 65 % en brai et bitume du mélange goudron + brai ou bitume.
Un cas particulier consiste à partir d'un goudron très pauvre en brai, par exemple une huile moyenne ou lourde (créosote, huile d'anthracène, etc..) et à réaliser la teneur minima de 65 % ci-dessus visée avec du bitume seul ou du brai de pétrole, à l'exclusion de brai de houille, A titre d'exemple, des produits conformes à l'invention et ayant donné de ,bons résultats, ont été obtenus sous forme d'une mixture comprenant 60 à 65 % d'un goudron-bitume (formé lui-même d'un mélange de 85 % de brai de pétrole ou bitume et de 15 % de créosote) et de 35 à 40 % de filler de charbon.
Ce produit peut être épandu sur route à peu près dans les mêmes conditions que le brai de pétrole ou bitume qui entre pour 85 % dans la composition du goudron-bitume ci-dessus, mais il a sur lui les avantages (décrits ci-après) des produits visés par la présente invention.
Un autre cas particulier très important est celui où l'on se propose d'utiliser desgoudrons qui, à cause de leur viscosité élevée, ne se prêtent pas, sans précautions
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spéciales, a l'incorporation du pourcentage optimum de filler
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Il y a cependant avantage à incorporer le maximum possible de filler pour porter à leur maximum aussi les avantages, décrits ci-après, que le filler confère au revient. Dans le cas du filler de charbon, le pourcentage optimum est celui qui correspond aux proportions de 35 à 45 volumes de filler pour 65 à 55 volumes de goudron; le pourcentage de 40 volumes de filler de charbon contre 60 de goudron est spécialement préconisé.
Mais, malgré cette haute teneur en filler, le mélange doit garder, aux tempé- ratures d'épandage habituellement utilisées (75 à 125 C environ) une courbe de viscosité voisine de celle des goudrons aux mêmes températures, afin qu'on puisse utiliser pour l'épandage les appareils existants sans modification appréciable.
Ceci n'offre pas de difficultés si l'incorporation se fait dans un goudron assez fluide, Par contre, certains goudrons, surtout parmi les goudrons "préparés", créent des difficultés parce qu'ils sont trop visqueux, du fait qu'on leur a enlevé une proportion trop importante d'huile au cours de leur préparation. C'est le cas notamment de goudrons dont la consistance E.P.C. est supérieure à 30 à la température de 18 C - secondes environ/, Si, à de tels goudrons, on incorpore une ' proportion de filler voisine de 40 %, le mélange obtenu devient trop visqueux pour être épandu aux températures habituelles d'épandage.
Pour surmonter cet obstacle, l'homme de l'art pouvait naturellement songer à deux méthodes, dont ni l'une ni l'autre ne s'est montrée satisfaisante.La première consiste à diminuer la teneur en filler; mais cette diminution doit être considérable et ,elle réduit en proportion correspondante les avantages techniques et financiers de l'addition de filler; l'économie, en particulier, est vite supprimée.
Cette voie est donc mauvaise.L'autre méthode qui vient à l'esprit.
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c'est d'accroître la température; mais si, comme filler, on emploie le charbon, qui par ailleurs est le filler le plus recommandé, et qu'on utilise, comme il convient?, des charbons ayant une teneur en volatils supérieure à 20 %, il se produit, quand la température-devient élevée, par suite d'une dissolution colloïdale de certains éléments, une séparation du mélange en deux phases dont l'une, formée de grumeaux épais et collants, rend le produit inutilisable.
Ce phénomène crée une barrière insurmontable.
Aucune des deux voies ci-dessus ne pouvant être suivie sans inconvénient majeur, l'inventeur a découvert qu'on obtenait au contraire le résultat cherché en incorpo- rant au goudron, au lieu de la seule poudre solide qui constitue le filler proprement dit., successivement une huile. de flux@e ( ou fluidification) en proportion de 0 à 10 pour cent environ du total et le filler en proportion de 35 à 45 pour cent du total.
Autrement dit, l'inventeur a reconnu que, de deux mélanges réglés pour avoir la même viscosité à chaud: l'un contenant par exemple tcemte pour cent feulement de filler (de préférence de charbon) et soixante dix d'un goudron très visqueux, lautre contenant quarante pour cent de filler, cinq à dix pour cent d'huile de fluxage et cinquante à cinquante cinq pour cent du même goudron, le second présentait toutes les qualités ci-dessus énumérées des goudrons-fillers suivant l'invention, tandis que le premier ne les possédait que partiellement,
L'huile de fluxage peut être une .huile moyenne de houille, mais elle peut être aussi une huile de pétrole, de schiste, etc.. Notamment ,un fuel-oil donne de très bons résultats;
l'évaporation des constituants volatils après épandage du produit est alors plus lente et le goudron-filler ainsi constitué prend des caractères tout-à-fait voisins de ceux d'un bitumeo
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Un mode de réalisation extrêmement Pratique . consiste à opérer l'incorporation du troisième élément qui sert de "fluxant" dans le même appareil incorporateur que celui qui sert à l'incorporation du filler, par exemple dans celui qui est décrit dans le brevet français N provisoire 345.420, déposé le 29 Novembre 1932 , au nom de la Société demanderesse et de la Société Anonyme de Travaux Routiers et d'Application de Goudrons et Asphaltes T R A G A, ayant pour titre " Matériel de préparation et d'épandage des produits hydrocarbonés à fillers pour routes".
On évite ainsi des frais supplémentaires ou des complications, et, comme la valeur marchande de l'huile de fluxage ne dépasse pas , en règle générale, celle du goudron, la méthode n'entraîne pratiquement aucune augmentation du prix,
On trouvera ci-dessous deux exemples d'application de cette méthode ; mais, auparavant, il est nécessaire de donner une courte description de l'appareil viscosimètre, dénommé Viscosimètre SERPI, qui a été utilisé pour la déter- mination des viscosités. Le viscosimètre SERPI comprend un récipient à double enveloppe destiné à recevoir le goudron- filler qui, de là, s'écoule, par l'effet de la pesanteur, dans un cylindre métallique jaugé.
Cet écoulement: se fait à travers un canal, de longueur et de diamètre rigoureusement déterminés, qui traverse, dans leur centre, les deux enveloppes du récipient ou est versé le produit à essayer; une cheville en bois permet d'obturer ce canal. Pour faire la détermina- tion de la viscosité d'un goudron-filler, on chauffe préalablement le goudron-filler à la température voulue, puis l'on verse le produit dans le récipient intérieur dont le canal a été obturé par la cheville;
on enlève la cheville pour permettre l'écoulement du liquide dans le bol placé sous le récipient et l'on note avec un chronographe le temps d'écoulement jusqu'à ce que, dans le bol, le niveau vienne affleurer un index,
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1 Exemple- Un goudron a donné, comme courbe de viscosité à l'appareil SERPI,, les chiffres suivants:
70 13"2
80 9"6
90 6"6
Un mélange de 60 % de ce goudron avec 40 % de filler charbonneux donne un produit dont la viscosité est la suivante:
100 56"5
1100 39"6
120 28"2
La viscosité de ce mélange étant trop élevée, mente à 120 , on a réalisé le mélange suivant:
50 parties de goudron
10 parties de fuel-oil léger
40 parties de filler de charbon
Le mélange ainsi obtenu a la viscosité suivantes
100 30"
1100 24"
120 14" Ge mélange est épandable à 110 .
2 Exemple:
On part d'un goudron ayant la courbe de viscosité suivante:
70 17"7
80 12"5
90 9" Un mélange de 60 % de ce goudron avec 40 % de filler charbonneux donne un produit qui, à 120 , a une viscosité de 38" et qui, par conséquent, n'est pas épandable, Un mélange de 50 aries de goudron, 10 parties de créosote et 40 parties de filler de charbon donne la courbe de viscosité suivantes
100 24"7
1100 19"
1200 13"8 Un tel mélange est épandable entre 100 et 110 .
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L'invention ci-dessus décrite en application aux goudrons très visqueux n'est pourtant pas limitée à cet unique emploi. Elle trouve un autre champ d'utilisation dans le cas où l'on est obligé d'utiliser comme filler un charbon mal approprié à cet usage, par exemple, un charbon qui abandonne certains de ses constituants en solution colloïdale à une température hasse, de l'ordre de 125 C par exemple, Dans ce cas, l'invention permet de donner au mélange une viscosité convenant pour l'épandage à une température suffisamment plus basse que celle de la dissolution colloïdale ci-dessus, de sorte que tout danger d'épaississement par dissolution colloïdale se trouve écarté.
A titre d'exemple, à un goudron ayant à 90 C une viscosité de 6", on a incorporé, à raison de 40 volumes de filler pour 60 volumes de goudron, d'une part un filler de charbon qui sera appelé n 1, d'autre part un filler de charbon qui sera appelé n 2 ayant sensiblement les mêmes caractéristiques que le premier, mais provenant d'un bassin houiller différent ; on a ensuite mesuré la viscosité des deux mélanges et on a trouvé que le premier mélange avait, à 100 C une viscosité de 21", tandis que le second avait une viscosité de 80". Pour rendre épandable le mélange à filler n 2, on a réalisé un mélange contenant 55 parties de goudron, 36 parties de filler N 2 et 9 parties de créosoteCe mélange a donné la courbe de viscosité ci-dessous:
90 30"
100 24"
110 20"
Un tel produit est épandable à 100 .
De légères modifications peuvent évidemment être apportées aux chiffres cités ci-dessus, sans sortir de la présente invention ; en particulier, l'invention tolère la présence, dans les produits utilisés, d'impuretés ou autres corps inertes,
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Le produit suivant l'invention s'applique en premier lieu aux revêtements de routes, soit en première couche, soit en couche d'entretien; l'épandage se fait par gravité, par pulvérisation sous pression, par centrifugeage, etc.. et peut être complété par un épandage de gravier et par un cylindrage. Les revêtements ainsi obtenus ont l'avantage d'avoir une grande rapidité de séchage, de ne pas ressuer par la suite, de ne devenir durs, cassants et friables qu'au bout d'un temps beaucoup plus long que pour le goudron utilisé seul.
En outre, grâe à la haute teneur en filler de charbon qui réduit au minimum la proportion en goudron du revêtement, les graviers se noient moins vite dans le liant, de sorte que le revêtement; conserve de remarquables propriétés antidérapantes.
L'invention s'applique aussi aux tarmacadams, aux bétons bitumineux et à tous autres produits analogues.
Un cas particulier où d'excellents résultats peuvent être obtenus est celui où le filler est obtenu par fine pulvérisation (par exemple au tamis 100) d'un charbon pauvre en cendres et riche en matières volatiles.
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