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" Procédé de bonification du mortier et du béton "
La bonification du mortier et du béton embrasse toute une série de problèmes, tels que l'obtention de l'imperméabi- lité à l'eau, la oonstance de volume, l'augmentation de la résistance proprement dite, de la densité, de la résistance aux influences mécaniques et chimiques, l'empêchement de la formation de boue sur les surfaces, le pouvoir d'adhérence maximum possible au fer, et d'autres propriétés ou qualités importantes.
Un nouveau développement opéré en connaissance du but à atteindre doit s'efforcer d'éviter l'amélioration de cer- taines propriétés du mortier ou du béton au détriment d'au- tres, comme c'est le cas pour la plupart des propositions d'amélioration faites jusqu'à présent. Il parait plutôt désirable d'obtenir seulement une augmentation de la quali- té dans son ensemble, qui intéresse le plus possible toutes les améliorations particulières.
Pour obtenir l'étanchéité à l'eau, on utilise depuis
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longtemps une série de matières colloïdales organiques et inorganiques ayant pour effet de remplir les pores,telles que, par exemple, les savons, les résines, l'émulsion de bi- came, les matières albuminoides, le verre soluble et d'autres hydroxydes colloïdaux inorganiques ou des substances conte- nant ces hydroxydes-,-dont les unes agissent d'une façon net- tement défavorable sur les autres propriétés, en particulier sur la résistance, et dont les autres n'exercent en tous cas pas une action améliorante sur ces autres propriétés.
@ Des agents plus favorableau point de vue de la bonifi- cation générale des matériaux de construction sont, selon des propositions plus récentes, ceux qui, tels les urées,les acides-alcools, les acides humiques,les dérivés de la ligni- ne et les produits analogues, dans des conditions appropriées conduisent,par économie d'eau, à des matériaux plus denses et à une imperméabilité correspondante à l'eau, telle qu'elle doit être désirée dans maints cas.
La tendance vers une nouvelle amélioration s'exesce dans le sens de la recherche de combinaisons de substances de nature plus ou moins compliquée, afin d'obtenir des effets plus marqués. Ainsi, on a déjà proposé d'employer des savons et du verre soluble en combinaison avec des déri- vés de la lignine, ou d'utiliser un acide-alcool en combinai- son avec un phosphate alcalin, sans que par ces propositions on ait atteint complètement le but ou qu'on ait épuisé les d' possibilités, fût-ce seulement/une manière approximative.
Les phosphates solubles,tels que le phosphate alcalin proposé, sont, par eux-mêmes et pour les petites quantités dont l'addition peut être envisagée en pratique, sans effets prononcés sur l'économie d'eau, la densité ou l'étanchéité et la résistance; ils ont seulement pour effet de diminuer un peu la vitesse de prije, comme c'était déjà constant et comme des études approfondies du demandeur l'ont confirmé.
En combinaison avec d'autres agents d'amélioration du ciment,
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les phosphates alcalins ne donnent non plus aucun effet accru'.
Une nouvelle proposition tend à employer des phosphates pour accélérer la prise. Cet emploi de phosphate alcalin est manifestement fondé sur une erreur. Lorsqu'on utilise les phosphates secondaires et en particulier, les phosphates ter- tiaires, qui ont une action basique prononcée, on peut certes constater une certaine accélération de la prise quand on met en oeuvre de grandes quantités de phosphate. Ceci est dû uniquement à la forte alcalinité, les alcalis ayant , comme on le sait, une forte action accélératrice sur la pri- se. L'acide phosphorique ne coopère pas dans ce sens. Si, par exemple, au lieu de phosphate alcalin tertiaire, on a- joute au mortier ou au béton la quantité d'alcali contenue dans ce phosphate, la vitesse de prise est beaucoup plus grande.
L'effet d'un phosphate à réaction alcaline se compo- se par conséquent de l'action accélératrice de l'aloali et de l'action retardatrice de l'acide phosphorique.
Selon une proposition plus ancienne, pour obtenir des mortiers de ciment plus étanches à l'eau et à prise plus rapi- de, on utilise du verre soluble en combinaison avec des sels inorganiques, entre autres avec du phosphate alcalin. Dans ce procédé, dans lequel on travaille avec des quantités a- joutées totales vraiment grandes, s'élevant à environ 10%, seul le verre soluble agit,conformément à ses propriétés connues, de façon à rendre étanche et à accélérer la prise, cependant que le sel inorganique , par exemple le phosphate, est destiné à réduire la quantité d'eau réclamée par le mortier, laquelle est fortement augmentée par le verre solu- ble. Cet effet qui, selon la proposition, peut être obtenu avec de très nombreux sels et est difficile à expliquer,ne caractérise aucune action typique quelconque des phosphates.
Dans ces dernières années, à raison de nouvelles possi- bilités d'utilisation qui ont été découvertes à cette fin dans l'industrie du savon et dans celle qui les emploie ou
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les transforme, une série de composés anhydres de l'acide phosphorique sont devenus accessibles industriellement et sont arrivés sur le marché. Ce sont, entre autres, les poly- phosphates alcalins comme le tripolyphosphate, ainsi que les métaphosphates alcalins polymères comme l'hexamétaphosphate de sodium. Ces nouveaux produits intéressants n'ont encore été ni pris sérieusement en considération ni traités par des spécialistes, dans le domaine des matériaux durcissant hydrauliquement.
Jusqu'à présent, on a uniquement remarqué que la vites- se de prise du gypse peut être retardée par addition de quantités de ces phosphates anhydriques allant jusqu'à 25%, qui ne peuvent pas précisément agir d'une manière favorable sur la stabilité à l'eau, et que la vitesse de prise du mor- tier de ciment peut être retardée par addition de quantités de 0,1 à 1% des phosphates anhydres de de genre.
Cette constatation n'offre rien de nouveau en principe par rapport au fait, comme depuis longtemps, que l'orthophos- phate alcalin exerce une action analogue tant sur le gypse que sur le mortier de ciment. D'après des essais poussés du demandeur, les phosphates anhydres solubles , en quanti- tés allant jusqu'à 0,2 %, n'influencent point la vitesse de prise des mortiers de ciment,/ dans une mesure utilisable en pratique. D'ailleurs, en comparaison, une quantité de 0,5% d'orthophosphate alcalin, par rapport au ciment , double en- viron la durée de prise du mortier de ciment ; lamême quanti- té d'hexamétaphosphate alcalin quadruple environ la durée de prise ordinaire.
Toutefois, le commencement de la prise, qui est en pratique le facteur le plus important, n'est pas retardé, en particulier dans le cas des phosphates anhydres, approximativement selon les rapports numériques susdits. Con- sidérés dans leur ensemble, ces effets des phosphates anhy- dres sont encore absolument compris en ordre de grandeur dans les limites de l'effet connue pour l'orthophosphate et, dans
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les cas extrêmes, on peut obtenir en pratique le même effet retardateur avec une quantité double d'orthophosphate. Etant donné que par de semblables additions de phosphate de nature anhydre on n'assure non plus aucune autre amélioration du mortier et du béton, mais que, par ailleurs, on connaît de très nombreux autres retardateurs efficaoes, la proposition susdite ne constitue pas un enrichissement de la technique.
Dans le cas de la présente invention, il s'agit en particulier de la fabrication de mortier et de béton à prise normale ayant des propriétés d'étanchéité (imperméabilité), de résistance et autres très améliorées,c'est-à-dire de l'obtention d'effets tout autres. On a constaté que des phosphates anhydres salubles, ajoutés en très petite quanti- té en combinaison avec une matière additionnelle connue,de nature organique ou inorganique,ayant une action imperméabi- lisante ou améliorante, à du mortier ou à de béton avant ou pendant leur élaboration, produisent une bonification extraor- dinaire du matériau de construction, qui ne peut jamais être obtenue, fût-ee même approximativement , avec du phosphate ordinaire.
Si, par exemple, du savon alcalin ou alcalino-terreux, de l'émulsion de graisse ou de bitume, du verre soluble ou un autresilicate soluble ou pouvant gonfler, un alumina- te alcalin ou un hydroxyde métallique colloïdal, ou une substance fournissant un hydroxyde métallique , telle que le chlorure d'aluminium ou une autre substance connue pour le remplissage des pores, est ajouté en combinaison avec 0,01 à 0,2% de phosphate anhydre soluble, en particulier d'huxamétylosphate alcalin, à du mortier ou du béton,l'agent d'imperméabilisation acquiert une activité extraordinairement augmentée. En ajoutant une quantité déterminée, on obtient une imperméabilisation beaucoup plus prononcée et en même temps de meilleures propriétés du mortier et du béton.
On obtient des résistances accrues, une meilleure force adhési-
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ve et une plus grande constance de volume, et ainsi les désa- vantages présentés jusqu'ici par de nombreux agents d'im- perméabilisation sont évités. L'addition tout à fait minime de phosphate anhydre soluble permet de réduire en général considérablement la quantité totale de l'agent additionnel à employer, et dans chaque cas on obtient de meilleurs ré- sultats que sans l'addition et avec emploi de plus grandes quantités.
La base de l'activité étendue, nouvellement découverte, des phosphates anhydres solubles, semble être le pouvoir 'qu'ils ont en propre de s'associer avec n'importe celles autres substances pour former des produits ayant des pro- priétés nouvelles, manifestement très favorables à la boni- fication du mortier et du béton. Pour obtenir l'effet confor- me à l'invention, l'emploi de 0,01 à 0,2 % de phosphate an- hydre soluble, rapporté au ciment, suffit complètement , L'effet n'est plus augmenté considérablement par des quanti- tés plus grandes, mais il ne se perd pas non plus de ce fait.
Un effet notable de retardement de la prise ne se manifeste point pour desquantités ajoutées allant jusqu'à 0,2 % ; pour des quantités plus grandes, selon la nature des matiè- res additionnelles utilisées conjointement, cet effet ne se manifeste pas davantage ou bien plus ou moins affaibli. Pour cela, il faut de nouveau recourir à la combinaison des phos- phates anhydres avec les matières additionnelles employées conjointement. Il s'agit ici précisément d'effets qui ne sont pas exercés par les phosphates anhydres solubles seuls, mais qui sont inhérents à la combinaison de ces phosphates avec d'autres matières actives.
L'activité, conforme à l'invention, des différents phosphates anhydres n'est pas tout à fait la même; les pyro- phosphates agissent relativement le plus faiblement; toute- '¯fois, les différences ne sont pas considérables; les matières telles que l'@@xamétaphosphate agissent le plus fortement.De
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préférence, on n'emploie que 0,01 à 0,2 % de phosphate anhy- dre, par rapport au ciment; des quantités plus grandes se- raient en général antiéconomique puisqu'elles n'offrent au- oun avantage particulier.
Pour autant qu'un certain retarde- ment de la prise du mortier ou du béton à fabriquer dût pa- raitre désirable, il pourrait aussi être effectué, dans des circonstances appropriées, par des quantités choisies plus grandes de phosphate anhydre ou d'orthophosphate utilisé con- jointement. Toutefois, en règle générale, il sera nécessaire d'employer conjointement un des retardateurs de prise plus actifs oonnus.
L'emploi de phosphate anhydre exposé ci-avant se présente d'une manière particulièrement favorable lorsque, comme autres composants, on emploie des matières organiques connues ayant une influence favorable-généralisée sur le mor- tier et le béton, telles que, par exemple, les urées,les acides-alcools, les acides humiques, l'acide algique ou les dérivés de lignine. En ce qui concerne la matière nommée en dernier lieu, Inaction du procédé va être expliquée plus en détail ci-après.
Si, par exemple, on emploie une quantité de sel alcalin pur d'acide ligninesulfonique égale à 0,2 % parrapport au ciment, on obtient un mortier de plasticité accrue, qui at- teint des résistances un peu augmentées,mais ne donne pas lieu à une imperméabilité à l'eau satisfaisant à de très grandes exigences. Si, cependant, on emploie, en plus des
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0,2 % de dérivéne lignine , 0,05 % d'hexamétaphospha-te de sodium, on obtient un produit d'une très haute imperméabilité à l'eau, ayant en même temps une résistance considérablement augmentée, une force adhésive et une constance de volume très grandes, des surfaces complètement exemptes de boue, et enfin une très bonne résistance d'adhérence au fer.
D'une manière analogue, d'autres matières additionnelles connues, agissant d'une façon similaire, pour le mortier et le béton,
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en particulier celles citées plus haut, en combinaison avec un phosphate anhydre fournissent des produits d'une valeur augmentée en conséquence.
Un mortier ou un béton de ce genre fabriqué selon l'in- vention réunit sous le rapport de la possibilité d'élabora- tion ou d'emploi et de la qualité finale un degré de perfec- tion en soi, qui ne pouvait pas être atteint jusqu'à présent.
L'état de choses exposé introduit la nouvelle connaissance que les phosphates anhydres solubles, qui, employés seuls, ne sont pas capables d'une amélioration quelconque,sont ca- pables , en combinaison avec d'autres matières auxiliaires connues, de produire des effets extraordinaires pour l'amé- lioration du mortier et du béton.
Pour l'utilisation pratique des nouvelles matières d'ad- dition combinées,les conditions usuelles sontapplicables ; on peut mélanger les mélanges de matières ou les matières sépa- rément, éventuellement sous forme de poudre, au mélange
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lt sec constitutif des matériaux de construction ou rajouter tk sous une forme convenable à l'eau de gâchage ou rajouter d'une autre manière avant ou pendant la préparation ou élabo- ration . De plus, évidemment, toutes les autres matières additionnelles usuelles ajoutées au mortier et au béton,par exemple les accélérateurs ou retardateurs de prise, agents de durcissement, , charges, colorants etc. sont utilisables.
La procédé entre en considération principalement pour la préparation de mortier et de béton, mais aussi pour les matériaux de construction dont la prise doit être acoélérée ou ralentie par des additions convenables.
REVENDICATIONS.
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