BE403492A - - Google Patents

Description

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  "Procédé perfectionné pour le traitement des bitu- mes, des brais, des goudrons d'origines diverses et de leurs mélanges". 



   On utilise depuis plusieurs années comme agglomérants - notamment pour la construction et l'entretien des chaussées - des systèmes hydro- carbonés constitués par des mélanges de goudrons   @   de houille (ou brais de houille) et de bitumes (ou asphaltes), mélanges auxquels on incorpore éventuelle- ment des matières dites "plastifiantes" destinées à assurer la bonne tenue de la-route pendant les pé- riodes froides de l'hiver.

   Ces mélanges peuvent être épandus sur la chaussée à des températures relativement basses (70 à 100  c.) lorsqu'ils sont mis en oeuvre sous forme d'émulsions aqueuses du type "eau dispersée dans le sys- tème hydrocarboné",c'est-à-dire sous forme de 

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 systèmes dont la grande viscosité s'oppose gé- héralement à leur épandage par des moyens mécaniques, tels que la pulvérisation, la dispersion en jets ou en nappes, etc... et, d'une façon générale à leur application sous forme de couches très minces. 



  Lesdites émulsions sont, en outre, le plus souvent, foncièrement instables, c'est-à-dire qu'elles se précipitent, avec ressuage de l'excès d'eau qu'elles contiennent, après leur épandage sur la chaussée ;   lebravillonnage et le cylindrage, qui suivent géné-   ralement l'épandage, accélèrent encore ledit ressuage. 



   La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux procédés de préparation de systèmes hydrocarbonés à base de goudrons ou brais de houille, de lignite, de schistes ou de bois, de bitumes ou asphaltes naturels ou artificiels, de mélanges de ces diverses substances et de leurs dérivés - systèmes hydrocarbonés susceptibles d'être utilisés pour l'agglomération de toutes matières et pour l'enduisage imperméable de toutes surfaces, notamment pour la construction, le revêtement xx et l'entretien des routes, en vue d'obtenir des pro- duits ou "systèmes" hydrocarbonés qui se présentent aux basses températures sous forme d'émulsions aqueuses du type "eau dispersée dans le système   h,ydrocarboné"   indéfiniment stables et, éventuelle- ment, instables au-dessous d'une certaine tempé- rature (par exemple au-dessous de 50  C.

   ), produits Qui restent plastiques et non cassants même par les plus grands froids et qui adhèrent immédiatement et   d'une   façon complète à tous les éléments pierreux de 

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 la chaussée secs et humides, tout. en présentant à leur température d'utilisation, variable selon le but à atteindre (de 0  C. jusqu'aux environs de 100  C.) une fluidité telle que l'épandage du système hydrocarboné puisse être réalisé très aisément avec un appareillage mécanique convenable, en couches minées ou épaisses à volonté. 



   Le procédé perfectionné qui fait l'objet de l'invention est caractérisé essentiellement par l'introduction dans le système hydrocarboné, à n'im- porte quelle phase de sa fabrication, d'une quantité convenable, généralement faible, d'un corps ou d'un mélange de corps déterminant, soit par lui- .même, soit après réaction avec certains constituants du système hydrocarboné précité, une dissolution partielle ou totale de l'eau contenue dans ledit système, à la température de mise en oeuvre de ce dernier; l'abaissement de sa viscosité, qui ré- sulte de cette dissolution, est encore. accentué par l'intervention des substances ou mélanges de subs- tances ainsi ajoutées ou par l'intervention des combinaisons formées au cours de la réaction pré- citée. 



   Le procédé objet de l'invention est carac- térisé de plus par le fait. qu'on ajoute au système hydrocarboné, à n'importe quel moment de la fabri- cation, des produits émulsionnants convenablement choisis, xxx afin que, lors du refroidissement du système hydrocarboné, l'eau qui se précipite dans sa masse ou qui s'y trouvait déjà dispersée y de- meure à l'état de très fines gouttelettes (dont le diamètre est de l'ordre du millième de millimètre et même moins).

   L'inventeur a reconnu,en effet, que 

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 la présence de ces gouttelettes sous forme très fine agissait comme un véritable "filler" et con- férait au produit final une grande plasticité à toutes les températures et une résistance mécanique accrue; 
Il n'en est pas ainsi lorsque l'eau dispersée dans la masse hydrocarbonée se pré- sente sous forme de gouttelettes de plus gros diamètre. Le phénomène en question a lieu aussi bien lorsque l'eau se trouve à l'état liquide qu'après congélation de celle-ci.

   L'invention prévoit toutefois le moyen consistant à main- tenir lesdites gouttelettes à l'état liquide par dissolution, dans l'eau d'émulsion, di- rectement ou indirectement (c'est-à-dire par dissolution secondaire de certains éléments de la phase hydrocarbonée dans l'eau), de substances abaissant le point de congélation finissante de ladite eau jusqu'aux températures les plus basses de l'hiver. Le maintien de l'eau sous force de fines gouttelettes dans la masse hydrocarbonée peut être réalisée, soit par les substances abaissant sa viscosité, soit par d'autres corps ou mélanges, notamment par des produits ou mélanges émulsionnants, convenablement choisis, ainsi qu'on l'a indiqué précédemment. 



   A titre indicatif et non limitatif, le demandeur précise   que :   a) comme éléments assurant la dissolution partielle ou totale (suivant les concentrations relatives des constituants en présence) de l'eau dans la masse hydrocarbonée, à la température d'uti- lisation de celle-ci on peut utiliser, confor- mément à l'invention, non seulement les 

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 dissolvants courants, tels que les corps conte- nant une ou plusieurs fonctions alcooliques, cétoniques, phénoliques et autres produits si- milaires, à la fois solubles dans l'eau et dans le système hydrocarboné mis en oeuvre, mais en- core certains goudrons et huiles riches en matières solubles dans l'eau (goudrons et huiles provenant de la distillation de la houille en fours continus, goudrons et huiles de basse température,

   goudrons et huiles de schistes et de lignites et produits similaires) et aussi cer-' tains composés organiques comme les sels et mélan- ges de sels alcalins, alcalino-terreux, magné- siens et alumineux (par exemple : acétates, buty- rates, sulfonates, etc...), les combinaisons for- mées par les mêmes bases avec les substances possédant une ou plusieurs fonctions phénoli- ques, ou plus simplement encore lorsque le sys- tème hydrocarboné mis en oeuvre contient des substances à une ou plusieurs fonctions acides ou phénoliques, par exemple les goudrons et brais de houilles, de schistes, de lignite, de bois et leurs dérivés, une petite quantité d'une base alcaline, alcalino-terreuse, magnésienne ou alumineuse, notamment une petite quantité d'am- moniaque, de potasse ou de soude caustique,

   de chaux ou d'alumine précipitée dont le pouvoir fluxant est tout à fait remarquable vis à vis des systèmes contenant des goudrons et brais de houille, de lignite, de schiste, de bois, parfois même de pétrole ou de mélanges de ces substances. b) Comme produits permettant d'assurer le maintien- de l'eau d'émulsion sous forme de très fines gouttelettes, on utilisera, conformément à l'in- 

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 vention, soit les substances précitées qui provoquent un abaissement massif de la viscosité du système à sa température d'épan- dage, soit un autre émulsionnant ou stabili-   sant   approprié, tel que :

   les carbonates et silicates alcalins, les savons, colles végé- tales ou   arrima.les,     hymates,   amidons   solubi-   lisés ou produits similaires, employés seuls ou en mélange. c) Comme substances destinées à éviter ou à re- tarder la congélation des fines gouttelettes d'eau dispersées dans la masse du produit hydrocarboné, on peut utiliser, conformément à l'invention, toute substance ou mélange de substances solubles, minérales ou organiques qui ne diminuent pas la stabilité de l'émulsion.

   Parmi ces substances on citera la plupart de celles indiquées ci- dessus et utilisées soit pour assurer la disso-   lution   partielle ou totale de l'eau dans la masse hydrocarbonée à la température d'épandage de celle-ci, soit pour maintenir dans ladite masse, lors de son refroidissement, l'eau à l'état de très fines gouttelettes. On utili- sera également à cet effet des corps qui peu- vent être ajoutés au système hydrocarboné paur éviter son vieillissement (corps anti-oxygènes, tels que les amino-alcools, les amino-phénols et corps similaires) et ceux qui peuvent se for- mer à partir d'une réaction entre certains cons- tituants du mélange hydrocarboné et les corps correcteurs qui lui sont ajoutés conformément à l'invention et qui possèdent la propriété d'être solubles dans l'eau. 

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   L'invention a également pour objet les nouveaux produits industriels que constituent les systèmes hydrocarbonés obtenus conformément au procédé décrit ci-dessus. Ces systèmes sont carac- térisés essentiellement par le fait qu'ils adhèrent aux surfaces humides et résistent parfaitement, sans aucune altération, aux pluies les plus fortes surve- nant même immédiatement après leur application. Ils permettent, en outre, un enrobage très aisé de tous gravillons et pierrailles séchés ou non séchés, chauffés ou non chauffés.

   Pour faciliter l'adhérence et la pénétration des produits hydrocarbonés qui font l'objet de l'invention dans les pores et interstices des systèmes à revêtir ou à agglomérer, on peut, bien entendu, introduire dans ces produits des suse , tances telles que : résines, huiles et graisses animales ou végétales, résidus de leur fabrication, de leur purification ou distillation, mono et poly- alcools supérieurs et leurs esters, camphres et dérivés, cétones halogénées et produits similaires. 



   On peut également incorporer dans les produits traités conformément à l'invention toutes autres substances susceptibles d'agir sur leurs pro- priétés mécaniques et leur fluidité (soufre, caout- chouc, huiles diverses, matières inertes pulvérulen- tes, telles que : calcaires, poudre d'asphalte, poussières de concassage ou de broyage, fines et poussièrs de combustibles fossiles, poudres de schistes bitumineux ou non bitumineux, résidus de la distillation des schistes, ardoise pulvérisée, sable fin, argiles, kadin, sciure de bois, poudre de liège, etc..., ou encore des fibres minérales végétales ou animales tissées ou non tissées). 

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   Voici à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs, les compositions de divers systèmes hydrocarbonés préparés conformément à l'inventiori : 
 EMI8.1 
 
<tb> a) <SEP> Goudron <SEP> de <SEP> gazogène <SEP> pauvre <SEP> en <SEP> produits
<tb> volatils................................. <SEP> 100
<tb> Bitumes <SEP> .................................. <SEP> 2U
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau...................................... <SEP> 30
<tb> 
<tb> Soude <SEP> caustique.......................... <SEP> 2,5
<tb> 
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> soude <SEP> anhydre............... <SEP> 1
<tb> 
<tb> b) <SEP> Goudron <SEP> de <SEP> cokerie <SEP> distillé <SEP> pour <SEP> routes;. <SEP> 100
<tb> 
<tb> Bitumes <SEP> .................................. <SEP> 2U
<tb> 
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> chaux <SEP> pulvérisé...:

  ......... <SEP> 4U
<tb> 
<tb> Eau...................................... <SEP> 25 <SEP> 
<tb> 
<tb> Potasse <SEP> caustique........................ <SEP> 2
<tb> 
<tb> Savon <SEP> alcalin............................ <SEP> 0,5
<tb> 
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> potasse................-...... <SEP> Il,8
<tb> 
<tb> c) <SEP> Goudron <SEP> de <SEP> lignite....................... <SEP> 50
<tb> Bitumes <SEP> .................................. <SEP> 100
<tb> 
<tb> Eau....................................... <SEP> 30
<tb> 
<tb> 
<tb> Alcool <SEP> éthylique, <SEP> propylique <SEP> ou <SEP> butylique <SEP> 3
<tb> Oléine................................... <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> d) <SEP> Goudron <SEP> de <SEP> houille <SEP> de <SEP> cornues <SEP> continues,
<tb> 
<tb> déshydraté............................... <SEP> 100
<tb> Bitumes..................................

   <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> Poudre <SEP> d'asphalte <SEP> naturel................. <SEP> 60
<tb> Soude <SEP> caustique, <SEP> carbonate <SEP> de <SEP> soude <SEP> ou
<tb> (et) <SEP> acétate-de <SEP> soude.................... <SEP> 3,5
<tb> 
<tb> Eau...................................... <SEP> 30
<tb> 
<tb> e) <SEP> Brai <SEP> de <SEP> houille <SEP> fluxé.................... <SEP> 100
<tb> 
<tb> Bitumes.................................. <SEP> 150
<tb> 
<tb> 
<tb> Potasse <SEP> et <SEP> carbonate <SEP> de <SEP> potasse.......... <SEP> 2,5
<tb> 
<tb> Savon <SEP> d'ammoniaque <SEP> ....................... <SEP> 1
<tb> Eau...................................... <SEP> 50
<tb> 
 

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 EMI9.1 
 
<tb> f) <SEP> Goudron <SEP> de <SEP> houille.................... <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> Bitumes................................

   <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> Poudre <SEP> d'ardoise....................... <SEP> 50
<tb> 
<tb> 
<tb> Soude <SEP> et <SEP> carbonate <SEP> de <SEP> soude............ <SEP> 3
<tb> 
<tb> 
<tb> Brai <SEP> stéarique......................... <SEP> 2
<tb> 
 
Pour rendre encore plus économique le procédé qui vient d'être décrit, on pourra faire varier les conditions de fabrication en les adaptant aux circonstances et en réduisant au minimum les emballages et les frais de transport.

   Ainsi, con- formément à l'invention, on pourra préparer en usine un mélange ayant, par exemple, l'une des compositions suivantes : 
 EMI9.2 
 
<tb> a) <SEP> Bitumes.............................. <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Goudron <SEP> de <SEP> houille <SEP> de <SEP> cornues <SEP> conti-
<tb> 
<tb> 
<tb> nues <SEP> ................................. <SEP> 25
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau.................................. <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Alcalis <SEP> caustiques <SEP> et <SEP> carbonates <SEP> alca-
<tb> 
<tb> 
<tb> lins <SEP> ................................. <SEP> 6
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> b) <SEP> Bitumes.............................. <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Matières <SEP> minérales <SEP> pulvérisées, <SEP> ......

   <SEP> 8U
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Goudron <SEP> de <SEP> houille <SEP> de <SEP> cornues <SEP> conti-
<tb> 
<tb> 
<tb> nues................................. <SEP> 50
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau................................... <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Alcalis <SEP> caustiques <SEP> et <SEP> carbonates <SEP> alca-
<tb> 
<tb> 
<tb> lins................................. <SEP> 8
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> c) <SEP> Bitumes.............................. <SEP> 80
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Goudron <SEP> de <SEP> houille...................

   <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Phénate <SEP> de <SEP> soude <SEP> en <SEP> solution <SEP> concentrée10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> d) <SEP> Bitumes............................., <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Goudron <SEP> de <SEP> houille <SEP> distillé <SEP> (pour <SEP> rou-
<tb> 
<tb> 
<tb> tes)................................. <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Huile <SEP> légère <SEP> de <SEP> houille.............. <SEP> 5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau.................................. <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Alcalis <SEP> caustiques <SEP> et <SEP> carbonates <SEP> alca-
<tb> 
<tb> 
<tb> lins..............................

   <SEP> 6
<tb> 
 

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Ces mélanges   peuvent   être ajoutés par exemple à du goudron brut de houille ou de lignite dont la valeur, au point de vue routier, est   extré-   mement faible, notamment à du goudron brut d'usines à gaz, sur le lieu même de production ou d'utilisa-   tion de ce dernier ; cetteaddition se fait très ai-   sément à une température peu élevée, par exemple dans la proportion de trois à quatre parties de gou- dron brut pour une partie de l'un des mélanges ci- dessus indiqués ;

   ceux-ci doivent donc être, dans ces conditions, considérés comme de véritables pro- duits correcteurs destinés à améliorer, dans des proportions considérables, les matières auxquelles ils sont mélangés et qu'ils transforment en produits aisément épandables par voie mécanique à basse tem- pérature et possédant toutes les qualités d'un excellent liant, notamment pour usages routiers. 



   Les exemples ci-dessus sont, bien en- tendu, donnés à titre indicatif et noh limitatif.     

Claims (1)

1. - RESUME - L'invention a pour objet : 1 - Un procédé perfectionné pour la préparation de mélanges ou systèmes hydrocarbonés et de leurs émulsions du type "eau dans l'huile" utilisés comme agglomérants ou enduits imperméable, notamment dans les travaux de voirie et autres, pro- cédé ayant pour but de conférer à ces émulsions à la température de leur mise en oeuvre (température pou- vant varier, suivant les applications, entre 0 C. et 100 C.).

   une fluidité considérable permettant l'épandage par voie mécanique, une stabilité indé- finie, une grande plasticité à toutes températures, une adhérence très forte aux sols humides, ainsi que la propriété d'enrober aisément tous gravillons et pierrailles, même non séchés et non chauffés, ledit procédé étant caractérisé par les points suivants <Desc/Clms Page number 11> a) Introduction dans le système hydro- carboné, à n'importe quelle phase de sa fabrica- tion, d'une quantité convenable d'un corps, ou d'un mélange de corps, déterminant soit par lui-même, soit après réaction avec certains constituants du système hydrocarboné une dissolution partielle ou totale dans celui-ci de l'eau contenue dans ledit système, à la température de mise en oeuvre de ce dernier et, par exemple,

   d'un ou de plusieurs corps contenant une ou plusieurs fonctions alcooliques, cétoniques, phénoliques et autres produits similai- res, à la fois solubles dans l'eau et dans le sys- tème hydrocarboné mis en oeuvre ; goudrons et huiles riches en matières solubles dans l'eau ; de sels et mélanges de sels organiques alcalins, al- calino-terreux, magnésiens, alumineux; de combinai- sons formées par les mêmes bases avec les substan- ces contenant une ou plusieurs fonctions phénoli- ques, ou plus simplement lorsque le système hydro- carboné mis en oeuvre contient des substances à fonction phénolique, addition d'une petite quantité d'une base alcaline, alcalino-terreuse, magnésienne ou alumineuse dont le pouvoir fluxant est considé- rable dans ces conditions; bien entendu, les subs- tances précitées peuvent être employées seules ou en mélange;

   b) Addition au xx système hydrocarboné à n'importe quel moment de sa fabrication, de produits émulsionnants permettant de maintenir l'eau disper- sée dans sa masse sous forme de très fines goutte- lettes dont le diamètre est de l'ordre de 0,001 mm., et même moins (savons et leurs constituants, alcalis. carbonates et silicates alcalins, sels organiques, phénates, colles végétales et animales, humâtes, amidons solubilisés et produits similaires) ces di- verses substances étant employées seules ou en mélange;

   <Desc/Clms Page number 12> c) Mise en solution éventuelle, dans l'eau d'émulsion, de substances abaissant le point de congélation finissante de l'eau dispersée dans le système hydrocarboné, lesdites substances pouvant être constituées par tous corps ou mélanges de corps minéraux ou organiques qui ne diminuent pas la stabilité de l'émulsion; d) Incorporation éventuelle, au mélange ou système hydrocarboné, de corps susceptibles d'agir sur les propriétés mécaniques ou la fluidité du sys- tème (soufre, caoutchouc, huiles diverses, matières végétales, animales ou minérales, concassées, pul- vérulentes, ou sous forme de fibres tissées ou non tissées);

   e) Addition éventuelle de substances fa- cilitant l'adhérence et la pénétration du produit final dans les pores et interstices des systèmes à revêtir ou à agglomérer, telles que :huiles et graisses animales et végétales, résidus de leur fa- brication, de leur purification et distillation, mono et poly-alcools supérieurs et leurs esters, camphres et dérivés, cétones halogénées et produits analogues, ces diverses substances pouvant être uti- lisées seules ou à l'état de mélanges; f) Incorporation éventuelle, dans les sys- tèmes hydrocarbonés de substances ayant pour but d'évi- ter leur vieillissement et de conserver leurs pro- priétés plastiques, substances telles que les amino- alcools, les amino-phénols et les corps similaires et plus généralement les corps dits anti-oxygènes .

   2 - Une variante du procédé ci-dessus spéci- fié, dans laquelle le système hydrocarboné est mis d'abord sous forme d'un concentré ou d'un produit correcteur fabriqué en usine et destiné à être mélangé avec des produits complémentaires, tels que <Desc/Clms Page number 13> l'eau ou avec des goudrons,/notamment des gou- drons de qualité inférieure, tels que les gou- drons bruts d'usine à gaz, qui peuvent être ainsi transformés, très aisément, en produits de quali- té très satisfaisante pour les travaux routiers.

   3 - Les produits industriels nouveaux que constituent les systèmes hydrocarbonés, les émulsions du type 'eau dans l'huile" et les produits concen- trés ou correcteurs obtenus par le procédé ci- dessus spécifié.

   RESUME SUCCINCT - Incorporation dans des mélanges ou systèmes hydrocarbonés et dans leurs émulsions du type"eau dans l' huile" de phénolates ou de phénol additionna d'une petite quantité d'une base alcaline, alcalino-terreuse, magnésienne ou alumineuse, en vue de fluxer le système hydrecarboné. -