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Perfectionnements à la fabrication de ciments au moyen de sulfate de calcium et de laitier de haut fourneau.
'Cette invention est relative aux ciments produits au moyen de sulfate de calcium et de laitier de haut fourneau granulé, avec ou sans un accélérateur ou excitateur contenant ou produisant de la chaux, par exemple un clinker de ciment Portland.
On sait que des ciments hydrauliques ou faisant prise sous l'eau peuvent être produits au moyen de mélanges de laitier de haut fourneau granulé, de gypse et de clinker
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de ciment Portland. Ces ciments ont la prise typique rela- bivement lente du ciment Portland ordinaire.
Un but de la présente invention est de procurer un ciment du genre décrit qui ait une prise initiale rapide. Un autre but est de procurer un ciment qui soit moins sujet au retrait que les ciments connus de cette nature. D'autres buts de l'invention apparaîtront ci-après.
On a trouvé que la nature et la vitesse de prise de ciments du genre précité peuvent être avantageusement modifiées en employant comme constituant sulfate de calcium une poudre de sulfate de calcium à prise rapide, telle que le plâtre ordinaire(hémihydrate de sulfate de calcium).Cette poudre a prise rapide peut être remplacée dans le ciment, entièrement ou partiellement, par d'autres formes de sulfate de calcium, par exemple par du gypse, ou elle peut être ajoutée en plus et au delà de la proportion de gypse employée habituellement. Cela étant, suivant la présente in- vention, on produit un ciment hydraulique comprenant du laitier de haut fourneau et du sulfate de calcium, dans lequel au moins une partie du sulfate de calcium se compose d'hémihydrate de sulfate de calcium.
L'invention englobe aussi des articles moulés ou des masses, faits au moyen de ce ciment.
Le mécanisme de la prise des ciments conformes à l'invention implique deux phases. Dans la première phase, l'hémihydrate de sulfate de calcium réagit, comme dans le cas du plâtre, pour former du gypse, et dans la seconde phase il se produit une autre réaction entre les produits de la réaction de la première phase et le laitier. La seconde phase est lente en l'absence d'un catalyseur ou accélérateur, et pour cette raison on préfère incorporer
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dans le mélange des substances contenant ou produisant de la chaux, qui agit comme accélérateur. La chaux et le clinker de ciment Portland sont des exemples de ces substances.
Après la première phase de prise, caractéristique pour le plâtre ordinaire, le mélange continue à durcir, à accroître sa résistance à l'eau et, en général, à développer toutes les caractéristiques d'un ciment hydraulique, à un degré non moindre qu'un ciment de sulfate de calcium et de laitier ordinaire. On peut accélérer la prise initiale en incorporant au plâtre de faibles proportions, par exemple jusque 10% du mélange, de gypse, de préférence à l'état de plâtre ayant fait prise et moulu. Si on désire retarder la prise, on peut le faire à l'aide des retardateurs usuels pour le plâtre. On peut aussi régler la vitesse de prise en employant de l'eau de gâchage à une température choisie, par exemple à une température comprise entre 0 et 50 C. Plus chaude est l'eau et plus rapide est la prise.
Pour exécuter l'invention, on préfère employer des mélanges contenant 35 à 90 parties en poids de laitier et 65 à 7 parties de sulfate de calcium à prise rapide, conjointement avec 0,5 à 15 parties en poids d'un accélérateur ou excitateur, par exemple de clinker de ciment Portland. De préférence, au moins 60% en poids des particules du laitier, au moins 50% en poids des particules de l'accélérateur et au moins 60% en poids des particules du ciment mélangé final ont un diamètre ne dépassant pas 30 microns. En employant des rapports de laitier et de plâtre de l'ordre de 1:1, on a trouvé possible de produire des prises initiales rapides de 2 à 3 minutes et des prises fermes finales de 5 à 10 minutes.
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EXEMPLE 1.
On prépare un mélange se composant de 50 parties de laitier de haut fourneau moulu, 50 parties de plâtre ordinaire et 3,2 parties de clinker de ciment Portland, les parties indiquées étant en poids, on ajoute environ 28% d'eau et on moule le mélange à la forme de briquettes. La durée de la prise initiale est de 5 minutes et la résistance à la traction de ces briquettes, exprimée en Kg/cm2 est de 9,1 , 11,6 et 30,1 après 1, 3 et 7 jours, respectivement.
Il est à noter que des briquettes faites en plâtre pur n'ont, à 7 jours, qu'une résistance de 10,5 à 16,1 Kg/cm2.
EXEMPLE 2.
On prépare un ciment au moyen de 60 parties en poids de laitier de haut fourneau granulé broyé, 40 parties de plâtre ordinaire et 5 parties de clinker de ciment Portland.
On moule debriquettes (a) en employant le ciment pur gâché avec 32% d'eau et (b) en employant un mélange constitué de 3 parties en poids de sable et 1 partie en poids de ciment, le rapport eau-ciment étant 1:2. Les résistances à la traction à des âges différents sont réunies au tableu suivant:-
EMI4.1
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> (en <SEP> Kg/cm2)
<tb> à <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> à <SEP> 3 <SEP> Jours <SEP> à <SEP> 7 <SEP> jours <SEP> à <SEP> 28 <SEP> jours
<tb> Briquettes
<tb> faites <SEP> en
<tb> ciment <SEP> pur <SEP> 12,5 <SEP> 24,6 <SEP> 31,9 <SEP> 46,1
<tb> Briquettes
<tb> faites <SEP> en
<tb> mélange <SEP> sable/ciment. <SEP> 7,0 <SEP> 20,6 <SEP> 24,5 <SEP> 24,3
<tb>
EXEMPLE 3.
On prépare un ciment au moyen de 85 parties en poids de laitier de haut fourneau granulé moulu, 15 parties de plâtre ordinaire et 10 parties de ciment Portland. On produit
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des briquettes comme à l'exemple 2, et les résistances à la traction sont les suivantes:-
EMI5.1
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> (en <SEP> Kg/cm)
<tb> à <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> à <SEP> 3 <SEP> jours <SEP> à <SEP> 7 <SEP> jours <SEP> à <SEP> 38 <SEP> jours <SEP>
<tb> Briquettes
<tb> faites <SEP> en
<tb> ciment <SEP> pur <SEP> 10,9 <SEP> SI, <SEP> 3 <SEP> 30,9 <SEP> 35,4
<tb> Briquettes
<tb> faites <SEP> en
<tb> mélange <SEP> sable/ciment <SEP> 2,9 <SEP> 19,6 <SEP> 23,4 <SEP> 24,9
<tb>
EXEMPLE 4.
On prépare un ciment au moyen de 80 parties en poids de laitier de haut fourneau granulé, 20 parties de plâtre orindiare' et 5 parties de clinker de ciment Portland.
Après avoir été gâché avec de l'eau, le ciment fait une prise initiale en environ 10 minutes et une prise ferme en 15 à 20 minutes.
Un ciment ayant la même composition, mais contenant de l'anhydrite au lieu de plâtre ordinaire exige deux heures pour acquérir une prise initiale et quatre heures pour acquérir une prise ferme. @
Les ciments fabriqués conformément à l'invention présentent les avantages suivants:- (1) A lieu de la prise lente caractérisant les ciments de sulfate de calcium et de laitier proposés jusqu'ici, ils ont la prise initiale rapide et la prise ferme rapide, conditions qui caractérisent le plâtre ordinaire.
(2) Lorsqu'on façonne des masses avec les ciments conformes à l'invention, elles tendent à prendre et à conserver la forme et les dimensions fixées par la prise du plâtre et sont beaucoup moins sujettes, dans les phases ultérieures, au retrait qui caractérise les ciments de sulfatejde calcium et de laitier proposés jusqu'ici.
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La combinaison des avantages cités ci-dessus en (1) et (2) confère aux ciments conformes à l'invention une très grande valeur industrielle. Ainsi, dans la fabrication d'articles moulés, l'emploi des ciments conformes à l'invention assure qu'on puisse démouler ces articles quelques minutes après l'opération de moulage et les empiler sanseucun dispositif de support. Lorsqu'on emploie les ciments perfectionnés comme enduits sur des murs, par exemple comme souscouches pour du plâtre, ces sous-couches sont prêtes à être revêtues après quelques heures, alors qu'il faut habituelle- ment quelques jours quand on emploie les ciments de sulfate de calcium et de laitier connus.
D'autre part, lorsqu'on emploie les ciments perfectionnés pour des ouvrages en béton armé coulé en coffrages, le temps après lequel on peut superposer une tranche à une autre se trouve très notablement abrégé.
REVENDICATIONS.
1. Ciment hydraulique comprenant du laitier de haut fourneau et du sulfate de calcium, caractérisé en ce qu'au moins une partie du constituant sulfate de calcium se compose d'hémihydrate de sulfate de calcium.
2. Ciment hydraulique comprenant du laitier de haut fourneau, du sulfate de calcium et un accélérateur contenant ou produisant de la chaux, caractérisé en ce qu'au moins une partie du constituant sulfate de calcium se compose d'hémihydrate de sulfate de calcium.
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