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Procédé pour la fabrication de masses bitumeuses.
Il est déjà connu que du charbon, de préférence sous forme de poussier de charbon, peut être décomposé par chauffage en présence de goudron et/ou de produits goudronneux. Dans ce but par exemple du charbon ou du poussier de charbon mélangé à des moyens de désagrégation sont portés à des températures allant de 200 à 300 .
L'état des produits obtenus de cette manière varie chaque fois d'après la quantité de charbon ou de poussier de charbon ajoutée, il va depuis l'état liquide ou graisseux-graveleux jusqu'à l'état friable ; de ce fait, ces produits ne peuvent être employés comme matière plastique. Il a déjà été essayé d'améliorer les qualités du charbon désagrégé quant à sa plasticité, par une addition de substances coagulantes sans cependant arriver à un bon résultat, de sorte que 1'utilisation technique de telles matières est inconnue jusqu'à présent.
Or, il vient d'être trouvé qu'il est possible d'obtenir par un procédé particulièrement simple et économique, dans lequel des matières obtenues par désagrégation du charbon réalisée d'une manière connue en partant de charbon, de préférence de poussier de charbon, et de goudron et/ou de produits goudronneux, sont ajoutées à du brai à point de ramollissement d'au moins 100 , de préférence 130 et plus
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suivant K-S, jusqu'à l'obtention du point de ramollissement désiré, des substances bitumeuses présentant des intervalles particulièrement larges entre le point de rupture et le point de ramollissement, un grand pouvoir agglutinant, une bonne adhérence, une forte ténacité, etc. La préparation du brai sec peut être quelconque en soi.
L'emploi d'un brai sec à point de ramollissement d'au moins 100 , de préférence 130 et plus, présentant en marne temps une teneur en carbone dit libre supérieure à 45 µ3, de préférence 55 % et au-dessus, se recommande tout particulièrement.
Il a été constaté particulièrement économique d'utiliser un charbon désagrégé obtenu par le simple chauffage d'un mélange de charbon, de préférence de poussier de charbon, et de goudron et/ou de produits goudronneux, sans notable distillation.
L'amélioration obtenue par les matières réalisées suivant l'invention ressort des résultats expérimentaux consignés ci-après :
1) Du brai gras normal, à point de ramollissement suivant K-S de 40 , présentait un point de rupture suivant Frass d'environ + 12 .
2) Si 68 parties d'un brai sec, à point de ramollissement de 130 suivant K-S et une teneur en carbone dit libre d'environ 50 %, sont mélangées à 32 parties d'un produit de distillation du goudron de houille à haute température d'ébullition, le point de rupture est de -1,5 pour un point de ramollissement de 40 .
3) Afin de mettre en évidence l'action du poussier de charbon utilisé en tant que matière de remplissage sur les matières décrites dans l'exemple 2,30 parties de poussier de charbon furent mélangées à froid à 70 parties d'un produit de distillation du goudron de houille à haute température d'ébullition. Du brai sec à point de ramollissement de 130 et teneur en carbone dit libre d'environ 50 %, est dissous dans ce mélange dans un rapport de 55:45 sous un chauffage modéré. La matière plastique obtenue présentait, pour un point de ramollissement de 40 , un point de rupture de -3 .
4) Les propriétés d'un charbon désagrégé mélangé à du brai aggloméré ressortent de l'expérience suivante . 30 parties de poussier de charbon avec 70 parties d'un produit de distillation du goudron de houille à haute température d'ébullition sont maintenues pendant cinq
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heures à une température de 330 . Du brai aggloméré, ayant un point de ramollissement de 65 suivant K-S, fut ajouté- à ce dérivé de charbon dans une proportion de 40 :60. Pour un point de ramollissement de 39,5 , la matière obtenue présentait un point de rupture de + 1 .
Les matières suivant les exemples 3 et 4 ne présentent ainsi que de très légères améliorations ou même n'en présentent pas du tout par rapport à la matière suivant l'exemple 2.
Le progrès très conséquent réalisé par les matières obtenues suivant l'invention est mis en évidence dans l'exemple suivant :
5) Du brai sec dont le point de ramollissement est de 130 et la teneur en carbone dit libre d'environ 50 %, est ajouté dans un rapport de 65:35 au même. charbon désagrégé que celui utilisé dans l'exemple 4. Cette matière présente pour un point de ramollissement de + 40 , un point de rupture de -18 .
L'intervalle entre le point de rupture et le point de ramollissement qui, dans les exemples 1 à 4, était respectivement de 28 , 41,5 , 43 et 38,5 , est ainsi, dans l'exemple 5, monté à 58 .
D'autres essais ont prouvé qu'il est déjà possible d'obtenir des résultats aussi favorables lorsque le charbon désagrégé est obtenu par un simple chauffage, pendant une durée d'au moins une heure, d'un mélange de charbon, de préférence de poussier de charbon, avec du goudron et/ou des produits goudronneux, à des températures nettement plus basses que dans les exemples 4 et 5, notamment de 120 à 180 seulement, sans donner lieu à une véritable distillation,. ainsi qu'il est prouvé par les exemples suivants :
6) 20 parties de poussier de charbon ainsi que 80 parties d'un produit de distillation du goudron de houille à haute température d'ébullition sont maintenues pendant deux heures à une température de 150 .
Du brai sec, à point de ramollissement de 130 et à teneur en carbone dit libre d'environ 50 %, est ajouté à ce charbon désagrégé dans'une proportion de 65:35. La substance obtenue présentait, pour un point de ramollissement de +40 , un point de rupture de -17 /
7) 20 parties de poussier de charbon ainsi que 80 parties.d'un produit de distillation du goudron de houille à haute température
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d'ébullition sont maintenues pendant deux heures à une température de 150 . Du brai sec, dont le point de ramollissement est de 160 et la teneur en carbone dit libre d'environ 50 %, est ajouté à ce charbon désagrégé dans une proportion de 70 :30. Lasubstance obtenue présentait, pour un point de ramollissement de +40 , un point de rupture de -21 .
L'emploi du charbon désagrégé obtenu de cette manière offre, par suite de sa mise en oeuvre simple et du bon marché de sa fabrication, des avantages économiques tout particuliers.
Pour un même point de ramollissement des matières bitumeuses, il est possible d'abaisser encore avantage le point de rupture, si à un charbon désagrégé, à teneur en charbon relativement faible, on ajoute soit un brai sec, à la matière initiale duquel du charbon, de préférence du poussier de charbon., est ajouté avant ou pendant que s'effectue la distillation ayant pour but de fabriquer le brai, soit un brai sec ayant, après sa fabrication, été chauffé pendant un temps assez long sous une addition de charbon, de préférence de poussier de charbon.
8) 20 parties de poussier de charbon ont été distillées avec 80 parties de goudron jusqu'à l'obtention d'un brai sec dont le point de ramollissement se trouve à 130 . Ce brai sec fut aussitôt ajouté, dans une proportion de 70:30 au charbon desagrégé, qui a été obtenu par un chauffage pendant deux heures à 150 de 20 parties de poussier de charbon avec 80 parties d'un produit de distillation du goudron de houillJ à haute température d'ébullition. pour un point de ramollissement de 41 , il a été constaté un point de rupture inférieur à -25 . L'intervalle entre le point de ramollissement et celui de rupture dépassait ainsi 66 .
Cet intervalle entre les points de ramollissement et de rupture peut encore être agrandi, bien entendu en acceptant un point de ramollissement nettement plus élevé que le point de ramollissement d'environ 40 des résultats cités jusqu'à présent, si les charbons désagrégés utilisés renferment de plus grandes'quantités de charbon, en particulier de poussier de charbon.
9) 40 parties de poussier de charbon en même temps que 60 parties
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d'un produit de distillation du goudron de houille à haute température d'ébullition furent maintenues pendant deux heures à une température de 150 . Du brai sec ayant un point de ramollissement de 130 et une teneur en carbone dit libre d'environ 50 %, fort mélangé dans une proportion de 70 :30 à ce charbon désagrégé. La matière obtenue présentait un point de ramollissement de + 68 et un-point de rupture de -9 .
10) 50 parties de poussier de charbon en même temps que 50 parties d'un produit de distillation du goudron de houille à haute température d'ébullition furent maintenues pendant deux heures à une température de 150 . Du brai sec ayant un point de ramollissement de 130 et une teneur encarbone dit libre d'environ 50 %, fut ensuite ajouté dans un rapport de 70 :30 à ce charbon désagrégé. Le point de ramollissement de la matière obtenue était de 145 et son point de rupture de + 25 .
Dans l'exemple 9, l'intervalle entre le point de ramollissement et celui de rupture est de 77 , dans l'exemple 10 il atteint 120 .
Les matières bitumeuses décrites jusqu'à présent peuvent, à l'aide d'émollients (diluants) ou de dissolvants, recevoir une consistance ou.une viscosité appropriée à chacune des utilisations envisagées. Si par exemple les matières bitumeuses d'après les exemples 9 et 10 sont diluées avec des produits de distillation du goudron de houille à haute température d'ébullition jusqu'à obtenir un point de ramollissement de 40 , les points de rupture obtenus sont respec- tivernent de -22 et en-dessous de -25 . Cela correspond approximativement au résultat mentionné dans l'exemple 7.
Des goudrons déshydratés et/ou débarrassés des particules à basse température d'ébullition, des huiles de goudron, des huiles d'anthracène particulièrement lourdes et d'autres produits goudronneux peuvent par exemple entrer en ligne de compte comme moyens de désagrégation pour la préparation du dérivé de charbon. Il est également avantageux d'utiliser des moyens de désagrégation qui, par suite de leur teneur en particules cristallisables, présentent une propriété analogue à celle d'une pommade.
Les résidus précipitant lors de l'hydrogénation du charbon, par
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exemple les résidus centrifugés,constitués essentiellement par des hydrocarbures aromatiques et aliphatiques renfermant du charbon, peuvent également être utilisés par exemple comme moyen de désagrégation pour la préparation du charbon désagrégé ou comme substance diluante, ce qui peut encore donner lieu à une augmentation du rendement du procédé décrit.
Enfin, les matières bitumeuses décrites peuvent être mélangées à des substances de remplissage. L'avantage que présente l'utilisation de ces substances ressort clairement des tableaux ci-joints. Au tableau I sont données les propriétés de trois matières bitumeuses qui, préparées en partant du même charbon désagrégé auquel sont ajoutées différentes quantités de brai à différents points de ramollissement; ont été amenées au même point de ramollissement. Le tableau II donne les propriétés que présentent cas trois mêmes matières bitumeuses après leur remplissage, dans une même proportion, au moyen d'une même substance de remplissage.
Le tableau I montre l'influence du point de ramollissement du brai utilisé sur le point de rupture et la grandeur de chute de la ténacité des matières bitumeuses fabriquées en partant des matières initiales : charbon désagrégé plus brai. Avec les brais secs utilisés suivant l'invention, il est obtenu pour ces raisons, pour un même point de ramollissement, un abaissement extraordinaire du point de rupture, d'où il ressort clairement que toute augmentation du point de ramollissement du brai sec utilisé entraîne une diminution du point de rupture des matières bitumeuses. En outre, l'emploi de brais secs donne lieu à une augmentation extraordinaire de la grandeur de chute de la ténacité.
Ici également, les valeurs deviennent toujours plus favorables au fur et a mesure que le point de ramollissement du brai sec employé augmente.
Le tableau II montre l'influence de la matière de remplissage en liaison avec la qualité du brai sur le point de ramollissement et la grandeur de chute de la ténacité des matières bitumeuses. Lorsque l'on passe du brai aggloméré dont le point de ramollissement est de 70 au brai sec, dont le point de ramollissement est de 130 , le point de ramollissement et la grandeur de chute de la ténacité montent d'une
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manière extrêmement rapide pour un même genre et une même qualité de matière de remplissage. D'autres augmentations très sensibles du point de ramollissement et de la grandeur de chute de la ténacité sont obtenues pour un même genre et une même quantité de matière de remplissage par l'emploi d'un brai sec fondant encore à une plus haute température, dont le point de ramollissement se situe à 160 .
Les points de rupture des trois matières bitumeuses sont à peine modifiés par l'addition de la matière de remplissage.
Les matières bitumeuses fabriquées suivant l'invention convien- nent à tous les usages pour lesquels des matières bitumeuses peu- vent être utilisées. Elles peuvent recevoir n'importe quel degré de dureté désiré par le choix approprié de différents charbons désagré- @ gés renfermant de plus ou moins grandes quantités de charbon, par l'addition de quantités variables de différents brais secs, par l'ad- dition de diluants et de dissolvants et par un mélange avec des ma- tières de remplissage, Suivant les conditions techniques et indus- trielles envisagées, il est encore possible.de combiner les diffé- rentes modifications décrites du procédé., Les matières bitumeuses fabriquées suivant l'invention sont par exemple appropriées à ser- vir de protection pour des tubes et des pièces de construction mé- talliques et non métalliques ;
à servir comme mastic, matières adhé- sives, matières de remplissage pour sceller ; comme liants pour la fabrication de pierre artificielle et de matières comprimées et pour l'agglomération en briquettes de minerais, de combustible, etc.; comme liants dans la construction de routes ; comme goudron pour les toits et pour l'imprégnation de cartons, feutres etc. ; comme matière de peinture au goudron dans les aciéries et comme liants de noyau dans les fonderies, etc.
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Tableau I
EMI8.1
<tb> N <SEP> Masse <SEP> bitumeuse <SEP> faite <SEP> de <SEP> point <SEP> de <SEP> rupture <SEP> Abaissement <SEP> du <SEP> hauteur <SEP> de <SEP> Augmentation <SEP> de
<tb> Charbon <SEP> désagrégé <SEP> Brai <SEP> Point <SEP> de <SEP> ramollis- <SEP> des <SEP> masses <SEP> bitu- <SEP> point <SEP> de <SEP> rup- <SEP> chute <SEP> de <SEP> la <SEP> hauteur <SEP> de
<tb> 20 <SEP> % <SEP> Poussier <SEP> semant <SEP> des <SEP> masses <SEP> meuses <SEP> faites <SEP> des <SEP> ture <SEP> par <SEP> rap- <SEP> la <SEP> téna- <SEP> chute <SEP> de <SEP> la <SEP> té-
<tb> 80 <SEP> % <SEP> Produit <SEP> de <SEP> distil- <SEP> bitumeuses <SEP> faites <SEP> matières <SEP> de <SEP> dé- <SEP> port <SEP> à <SEP> cité <SEP> nacité <SEP> par
<tb> lation <SEP> de <SEP> goudron <SEP> de <SEP> des <SEP> matières <SEP> de <SEP> part <SEP> rapport
<SEP> à
<tb> houille <SEP> à <SEP> haute <SEP> tempe- <SEP> départ
<tb> ratura <SEP> d'ébullition
<tb> 1 <SEP> 30 <SEP> % <SEP> 70 <SEP> % <SEP> orai <SEP> + <SEP> 40 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> 30 <SEP> cm
<tb> aggloméré
<tb> de <SEP> point
<tb> de <SEP> ramollissement
<tb>
EMI8.2
70 brai 40 - 170 65 % 35 % brai 40 igo 300 cm ? = 270 cm sec de point 19 300 270
EMI8.3
<tb> de <SEP> ramollissement <SEP> =130
<tb> 3 <SEP> 70 <SEP> % <SEP> 30 <SEP> % <SEP> brai <SEP> + <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 21 <SEP> N 1 <SEP> = <SEP> 23 <SEP> N <SEP> 1 <SEP> = <SEP> 370 <SEP> cm
<tb> sec <SEP> de <SEP> point <SEP> N 2 <SEP> = <SEP> 4 <SEP> 400 <SEP> cm <SEP> N <SEP> 2 <SEP> = <SEP> 100 <SEP> cm
<tb> de <SEP> ramollis-
<tb>
EMI8.4
sement =1600 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Tableau II
EMI8.5
HO Masse bitllG1eUSe
ratière de point de ramollisse- Augmentation du Hauteur de chute de la Augmentation Point de rupture suivant ? remplissage ment de la riasse .1i- point de ratmlLis- ténacité de la masse de la hauteur de la ,;lasse bitu- :.¯'icro- tumeuse avec ma1:.e- seamt par rap- Utummse axes matière ce chute da la mause avec r!lati8asbeste de remplissage port $. de remplissage ténacité par re de remplissage 25 -, 48 \TO 1 ¯ ¯ 8 140 cm?1 110Cm + 0 a ¯¯¯¯¯¯¯' , ,..' ?5 (7 59 ,\;V cm?2 180cm - 15 75 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ C" 36 50? 326)5 plus 500 cm?3 plus 22 36,5- i\l 0 3 26,50 plus 500 IT03 plus 220 zizi 63 ,0' 100 cm