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Procédé pour faire du oéton léger.
L'invention concerne un procédé pour faire au béton léger en cimenta le cas échéant avec aes aaaitions et des agents ae gonflement,
Le 'béton léger est une forme particulière des produits en béton; c'est un produit auquel une porosité plus grande a été donnée par une création artificielle de pores, en particulier par un dégagement de gaz par suite de la réaction d'une poudre métallique appropriée avec de l'eau. On réussit ainsi à réduire le poids spécifique de ces produits en béton et à augmenter ain- si le pouvoir isolant vis-à-vis de la chaleur.
On connaît un mode opératoire suivant lequel on mélange le béton comme d'ha- bitude et on laisse durcir à l'air la masse produite par le mélange gonflé de ciment et d'eau, le cas échéant avec des ad- ditions. On a proposé en outre, d'ajouter au ciment du calcai- re schisteux finement broyé et de laisser durcir cette masse.
Une troisième proposition consiste à préparer le mélange brut avec de la chaux, de la cendre de schiste et des agents de gonflement, à lui faire subir le traitement créant des pores,
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et à soumettre à un durcissement à la vapeur les corps défini- tivement moulés.
Toutes les propositions connues n'aboutissent qu'à un résultat défectueux; en effet, même si l'on réussit à réduire le poids spécifique par la création de pores, toutes les sortes connues de béton léger présentent cependant un retrait très considérable qui, ce qui est singulier, n'est pas encore arrêté après qu'on a laissé le béton reposer pen- dant tres longtemps, ainsi qu'un manque de résistance, la formation de fissures et a'autres défauts.
Or, on a trouvé, de façon inattenaue, un moyen de sup- primer les inconvénients actuels, mayen qui permet en par- ticulier de produire du béton léger ne présentant pratique- ment aucun retrait du tout ou aucun retrait appréciable, et se distinguant ainsi par une grande stabilité quant au volume, jointe à une grande résistance mécanique, a l'absence de fissures, ainsi qutà une résistance extraordinaire à la corrosion.
Le nouveau procédé se caractérise en ce qu'on ajoute à la masse brute préparée avec du ciment, le cas échéant des additions et des agents de gonflement, des quantités telles de silice ou de matières siliceuses fine- ment broyées que la chaux du ciment soit transformée complètement en silicate de chaux, de préférence en mono- silicate, lors du traitement à la vapeur servant à durcir le béton.
Conformément à l'invention on part donc d'aoord du ciment servant de liant (cent Portland, ciment Portland armé, ciments de laitier de haute qualité, etc..). on pro- voque en outre le durcissement des corps au moyen de vapeur,
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durcissement qui est effectué de préférence au moyen de va- peur sous une pression de 5 à 15 kg/cm2 par exemple pendant un laps de temps durant de 5 à 20 heures. Toutefois, on utilise finalement aussi de la silice très finement broyée ou une matière siliceuse correspondante, en quantité telle que la chaux de ciment puisse être transformée complètement en silicate de chaux, de préférence en mono-silicate.
En conséquence, si l'on part par exemple d'un ciment contenant 65% de CaO et 20% de SiO2, il faudra ajouter au moins en- viron 50 parties de SiO2 sous forme de sable très finement 'broyé ou de matière analogue.
Les trois conditions indiquées ci-dessus ont une importance décisive pour assurer le résultat cherché.
Le broyage fin de la matière siliceuse d'addition a. une importance particuliere. Il faut que cette iaatiere ait en général une finesse correspondant au tamis à 10. 000 mailles, pour assurer aussi que la réaction voulue aura lieu entre la chaux et la silice. Dans le choix des matières siliceuses à utiliser il faut donner la préférence à des matières premières aussi pures que possible. Des matières pures telles que des sables, quartzite, etc.. sont donc particulièrement appropriées. Les pouzzolanes proprement di- tes, telles que le trass, les laitiers, etc.. sont moins fa- vorables. Jusqu'ici on a ootenu comparativement les meilleurs résultats en utilisant du sable pur tres finement broyé.
On obtient ainsi des corps ayant le maximum de stabilité quant au volume et le maximum de résistance pour un poids relative- ment fai-ole.
D'autre part, toutefois, l'argile, par exemple l'argile brute, est avantageuse. L'argile qui a subi un chauf- fage, c'est-à-dire par exemple l'argile cuite ou la poudre
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de brique, est moins avantageuse.
Le dosage des additions siliceuses a une Importance particulière. Ainsi que 1'inventeur l'a reconnu, le durcis- sent du ciment se produit, lorsqu'on utilise de la vapeur, de façons entièrement autres que pour le durcissement or- dinaire du ciment à l'air. pendant le durcissement à la vapeur, il se produit dans le ciment seulement des silicates de chaux contenant une quantité de silice sensiblement moin- dre que lorsque le ciment durcit à l'air et les corps pré- parés avec du ciment sans addition de matière siliceuse tres finement broyée et durcie à la vapeur ont une qualité sen- siblement inférieure à celle des corps préparés avec les mêmes matières et durcis à l'air.
D'apres les résultats de l'expérience de l'inven- tion, le composé silico-calcaire qui se forme pendant le durcissement à la vapeur et qui est le plus stable, semble être le mono-silicate et ce dernier se distingue aussi en ce qu'il assure aux corps le maximum de stabilité quant au volume, le maximum de résistance mécanique, ainsi que le maximum de résistance à la corrosion.
Pour utiliser les additions siliceuses, il faut qu'elles scient très finement brodes, comme cela est dit plus haut. Il convient d'effectuer le broyage tres fin par voie humide. Ce mode opératoire fournit le produit le mieux approprié. Il semble que le broyage humide augmente aussi la capacité de ration de la matière siliceuse brute.
La préparation du mélange orut peut avoir lieu par exemple de la façon suivante : ranger 25 parties en poids de ciment avec 25 parties en poids de sable pur très finement broyé et 50 parties en poids de matière d'amaigrissement, par exemple de
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poudre de pierre jusqu'à une grosseur de 0,5 mm. ainsi qu'avec de petites quantités de poudre d'aluminium. Mélanger ensuite à la masse la quantité d'eau nécessaire,, En général, il faut que celle-ci ne soit pas inférieure a 70% du poids du ciment.
Une quantité d'eau plus grande assure une meilleure structure du produit final et aussi une économie d'agents de gonflement ou de litière formant de l'écume. Une addition d'eau beaucoup trop grande ne diminue pasen fait, la résistance mécanique, mais elle augmente la capacité d'absorption de l'eau du béton léger jusqu'à un degré inopportun.
'Mettre la masse dans des moules, et la laisser re- poser pendant 4 à 12 heures. Pendant ce ternes la poudre d'a- luminiurù réagit sur l'eau en formant de 1'hydrogène, la masse augmente de volume, remplit complètement le moule et déporde même, Au bout de 4 à 12 heures, enlever la masse qui déoorde et sort du moule et soumettre les pièces moulées au durcisse- ment à la vapeur sous pression, par exemple de 8 atmospheres pendant 10 heures environ.
Il faut que la température augmente lentement pen- dant le durcissement, puis baisse lentement, ceci évitant la formation de tension dans les produits. C'est ainsi qu'on a constaté qu'il convient de faire augmenter la température pendant 3 à 5 heures, puis de maintenir la température de durcissement pendant 12 heures et de faire baisser la tem- pérature ensuite pendant 3 à 4 heures.
L'utilisation de matières d'amaigrissement est bien utile, mais elle n'est pas une nécessité. Lorsqu'on utilise des matières de ce genre, par exemple des agents d'amaigrissement de nature quartzeuse et rocheuse, la préfé- rence devant être donnée aux matières de nature poreuse, il faut veiller à ce que la grosseur de grain de cette matière
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que ne dépasse pas 0,5 mm de diamètre, même pour/les éléments de niasse même tres fluides ne se séparent pas.
Comme matière d'amaigrissement on peut utiliser aus- si avantageusement du béton léger concassé préparé suivant l'invention, en morceaux grossiers. Dans ces conditions, le maintien d'une grosseur de grain d'une valeur supérieure déterminée n'a pas une importance décisive. De préférence la matière qui déborde hors des moules après la formation de pores dans le mélange brut et qui est séparée est également soumise au durcissement à la vapeur, puis granulée et ajoutée dans cet état à un mélange brut frais.
L'utilisation d'une matière d'amaigrissement de ce genre assure notamment des surfaces extérieures rugueuses au béton léger, sur lequel le crépi etc., adhere particulie- renient bien.
Pour la moulage on utilise de préférence des moules de dimensions considérables et il convient que la masse qui se trouve dans les moules soit divisée, immédiatement avant le durcissement à' la vapeur, en corps moulés ayant les di- mensions voulues. On prépare ainsi de cette façon dans un moule unique par exemple de 6 à 10 plaques, ou un nombre correspondant de olocs de grand format.
Les corps en oéton léger produits conformément à l'invention ne présentent jamais qu'un retrait ne dépassant pas 0,1 mm pour 1 m de longueur. A titre de comparaison le retrait du béton à gaz normal est de 3,0 mm pour 1 m de longueur.
Lorsqu'on part de saole pur très finement broyé et servant d'addition, on réussit sans difficulté à préparer des corps ayant, à titre d'indication, une résistance de 150 Pour un poids spécifique ae 0,8.. Il convient d'ajouter que l'on peut atteindre des poids spécifiques de
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0,2 à 0,3 avec une résistance moindre, mais cependant suf- fisante dans la plupart des cas.
Comme la matière siliceuse n'est pas de la nature de la pouzzolane, mais qu'elle est constituée par de l'argile non cuite, du sable finement broyé et des matieres analogues, on a constaté.. de façon inattendue, que des liants hydrauli- ques, tels que le ciment portland, donnent des résultats tout différents de ceux des liants non hydrauliques, tels que la .chaux.
On peut dire à titre d'exemple qu'un mélange de 50% de Chaux et de 50% de sable finement broyé a donné, pour un produit,ayant un poids spécifique de 0,8 une résistance à la compression de 24 kg/cm2 après un durcissement de 12 heures à la vapeur, tandis qu'un mélange de 50% de ciment et 50% de sable finement broyé a donnée toutes conditions étant par ailleurs entièrement égales, une résistance a la compres-- sion qui n'est pas inférieure à 112 kg/cm2.
Cette énorme différence quant à la résistance dépend de ce que le béton à gaz ou béton léger doit avoir déjà une certaine résistance avant le durcissement à la vapeur pour pouvoir, supporter, sans présenter de fissures, les tensions caloriques avant durcissement qui accompagnent le durcis- @ , @ sement à la vapeur. Ces tensions caloriques peuvent être réduites, mais elles ne peuvent jamais être supprimées par l'utilisation d'un chauffage préalable suffisant.
Ltutilisation d'argile comme addition siliceuse présente également un certain intérêt, d'abord parce qu'il s'agit ici d'une matière que l'on peut se procurer facile- ment, et d'autre part parce que le broyage tres fin ou la division très poussée qui sont indispensables peuvent être réalisés industriellement d'une faon relativement simple et à peu de frais. Il convient de faire ressortir ici qu'un degré de division très poussée a une importance particuliere- lorsqu'on utilise de l'argile. Lorsqu'on utilise de
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l'argile, il convient que celle-ci soit délayée, et pour la préparation de la suspension on utilise des électrolytes appropriés, tels que des alcalis, pour assurer la division.
En utilisant une argile contenant 50% de SiO2 on a obtenu de bons résultats en opérant avec des mélanges contenant de 20 à 60 parties de ciment et de 80 à 40 parties d'argile. En opérant avec un mélange de 40 parties de ciment et 60 parties d'argile on a obtenu par exemple des corps ayant un poids spécifique de 0,7 et une résistance à la compression de 60 kg/cm2. Du béton à gaz ordinaire du même poids spécifique n'avait, après 28 jours, qu'une résistance à la compression de 39 kg/cm2. Il convient de remarquer que les corps en béton léger préparés avec de l'argile et au ciment étaient pratiquement complètement stables quant au volume. Le durcissement des corps avait lieu au moyen de vapeur à 12 atmosphères. La durée du durcissement a été de 4 à 8 heures.
Il convient parfois d'ajouter, au mélange à traiter, des sels, en particulier des chlorures, des sels de calcium, du verre liquide ou, d'autre part, des matières organiques, telles que des sortes de sucres, etc.. On pro- voque généralement ainsi une augmentation des valeurs de résistance, sans nuire aux autres bonnes propriétés des produits obtenus suivant l'invention. Du chlorure de cal- cium en quantités de 2 à 4% par rapport au poids sec du ci- ment à addition siliceuse provoque généralement une augmen- tation de 25 à 30% de la résistance à la compression. En même temps ces additions permettent aussi de réduire la durée du durcissement.
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