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BREVET D'INVENTION.
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"Perfectionnements apportés aux bétons magnésiens hydrauliques dérivés des cimenta du type Sorel"
La présente invention est relative aux bétons ma- gnésiens hydrauliques dans lesquels les liants sont constitués par des oiments du type Sorel, c'est-à-dire une combinaison d'oxyde de magnésium (sous forme de magnésie calcinée caustique), de chlorure de magnésium et d'eau, cette combinaison formant des hydroxyohlorures de magnésium ayant pour formule générale mMgO. MgC12 nH2O.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces bétons tels que, en plus de leurs propriétés de résistance et de la rapi dite avec laquelle se font leur prise et leur duroissement, ils présentent des qualités hydrauliques remarquables et des
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résistances mécaniques, plus spécialement une réaistance à la traction plus élevées,
Elle consiste) principalement -- pour ce qui est des liants magnésiens entrant dans la constitution des bétons du genre en question @ à ajouter à l'exyde de magnésium, avant que celui-ci soit mouillé par la solution de chlorure de ma- gnésium, au moins un agent hydraulisant actif et à l'état pulvirulent;
et @@ pour ce qui est des liés entrant dans la oonstitu- tion des bétons du genre en question @@ à utiliser comme liés des sables ou graviers à l'état sec ou en tenant compte avec précision de leur teneur en eau d'imbibition au mément de leur mélange avec le liant, les proportions moléculaires optima dudit liant étant déterminées empiriquement par des essais métho- diques en fonction de la teneur en eau et de la granulométrie des liés utilisés.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de pré- férence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après$ notamment: - en une deuxième disposition, consistant à ajouter à la soin** tion de chlorure de magnésium au moins un formateur de gel colloïdal} - en une troisième disposition, consistant à ajouter 6 la solation de chlorure de magnésium, au moins un mouillant orga- nique.
- et en une quatrième disposition, consistant à ajouter à la solution de chlorure de magnésium au moins un activant minérale
Elle vise plus particulièrementcertains modes d'applioation, ainci que certains modes de réalisation desdites dispositions: et elle @@se plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les bétons dn genre en question comportant application desdites dispositions,
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les appareils spéciaux convenant à leur préparation, ainsi que les articles, objets, produits et constructions obtenus à l'aide de ces matériauxo
Et elle pourra, de toute façon, être bien oomprise
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à l*aide du complément de description qui suit, lequel complet ment est, bien entendu, donné surtout à titre d'indication.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes duplication, ainsi que ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties;, auxquels il semble qu'il y ait
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lieu d* accorder la préférence, se proposant de préparer un béton magnésien hydraulique à l'aide d'un ciment du type Sorel, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On sait que les bétons magnésiens,'préparés avec des ciments Sorel à base de magnésie, présentent l'inconvénient que leur"résistanoe mécanique, après leur prise et leur dur-
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ciazuruent complets, diminue sensiblement dans l'eau pour la raison que les ciments Sorel eàx-ulmea ne résistent pas et que les bétons préparés avec des ciments ne résistent que d'une
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manière irrégulière à 1.8otion de l'eatio On oonnait également un béton dont le liant a pour formule globale EfLg0.lsgOl.a,sl6H,, 0 et dont les liés sont obns%1%âéa pÀÔ.àà sable et du gravier.
Les qualités hydrauliques de ce béton sont meilleures, bien' qu'encore insuffisantes, mais ses caractéristiques mécaniques sont irrégulières et il présente le défaut d'augmenter fortes ment de volume et de se déformer quelques mois après son duroissement et en étant exposé à l'air libre ou à 1 eau.
Une étude systématique et approfondie a montré à
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l'inventeur que les qualités de résistanoe et dathydraulicité des bétons magnésiens sont fonction de la composition mol6oulaire du liant MUGO'MsolaenH a0 dont les éléments constitutifs sont la magnésie oalcinée'oaustique MSOI d'une part, et une solution aqueuse de ohlorure de magnésium US012.,nHaol d'autre part. De plus, les caractéristiques mécaniques'et les propriétés hydrauliques de ces bétons dépendent de la composition
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chimique et de la granulome trie des liés (sables, graviers, etc.) ajoutés à ces liants ainsi que de leur teneur en humidité.
On considérera, tout d@aberd, la question des liants en indiquant les raisons pour lesquelles les résultats obtenus avec les bétons du genre en question ntont pas donné satisfac-
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tion et les moyens préconisés]) conformément à l.nont:onp pour améliorer les qualités de résistance et de l'hydraulicité de ces bétons.
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La magnésie calcinée aauatique, utilisée pour être mélangée à la solution de chlorure de magnésium ntest qu'appa-
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ramment amorphe, car en étant conservée pendant quelques moisa à 1'a3r libre on a constaté une modification de sa structure oriatalline et ce n'est queâ partir de ce moment qu'elle de- vient pratiquement inaotive.
Quand on mélange @e produit au chlorure do magnésium, il se forme des oxychlorures dont la cristallisation est ai-
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guillaire et qui 6"agglomèrent fortement par feutrage. Dans cette combinaison feutrée subsiste du MgO à l'état oristallin
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donc peu actif et du MgO qui nta été touché par le 1 et qui:, de ce fait, neeet pas entré en combinaison. Cet oxyde de magnésium non lié s*hydrate au contact de 19eau) ce qui est une cause de la réduction de la résistance du béton obtenu. De plus, l'hydrate de magnésium ainsi formé peut se cristalliser généralement avec 18 molécules d'eau en augmentant donc de volume, ce qui explique les déformations constatées.
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Pour écarter ces défauts on veut), oonformànent à Itinvention, stabiliser de prime abord la magnésie calcinée caustique avant de la mélanger à la solution de chlorure de magnésium.
'On a constaté que le liant seul, otest-à-dire le
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ciment Sorel former au moment de la prise); des hydroychloru res de magnésium dont la teneur en eau varie avec le temps, ce qui rend ces chlorures plus ou moins accessibles à l'hydrolyse. On peut admettre qu'un hydroxyohlorure de magnésium, ayant poux formule
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MgC12 5Mg (OH)2 7H2O est presque totalement stable tout'en pouvant subir, néanmoins, une attaque réduite par hydrolyse après un temps prolongé (10 jours ou plus).
Quand on mélange un tel liant avec de la silioe libre ou active, ou encore aveo des oxydes métalliques Fe2O3. Fe3O4, A12O3 et autres, on obtient des combinaisons quaternaires qui sont-,totalement stables et inattaquables par l'eau* Toutefois, ces combinaisons quaternaires ne peuvent se former'que ai les proportions moléculaires du liant sont strictement respectées ce qui implique l'intervention de la silice aotive ou libre en quantités appropriées et avec une finesse de grain oorrespon- dante, et il en est de même en ce qui concerne les oxydes métalliques.
Or, il est manifeste que, même pour des proportions parfaitement dosées du liant, peu de liés naturels (sables, graviers, etc.) présentent les conditions requises en ce qui oonoerne la quantité et la dispersion des oxydes libres (SiO, Fe203, etc.). On peut admettre que les teneurs non contrôlées en oxydes libres et en eau des liés utilisés sont la cause des irrégularités et des échecs rencontrés avec les bétons magnésiens.
Pour y remédier, et conformément à 1 invention, on se sort d'agents hydrauliaants, constitués par de la silice libre etou des oxydes métalliques tels que Fe2O3, pour les incorporer, à l'état pulvérulent, dans la magnésie calcinée vaustique ou même dans les mélanges de oelle-oi avec les liés; avant d'y ajouter la composante liquide, c'est-à-dire la solution de chlorure de magnésium (MgCl2 + nH2O).
Comme agents hydraulisants contenant de la silice libre ou active que l'on utilise, comme ci-dessus$ à l'état pulvérulent pour les mélanges avec la magnésie on peut citer les diatomites, les gaizes des Ardennes, la poudre de verre, de la poudre de scories de cubilot, etc. que l'on ajoute au MgO dans les proportions de 5 à 20 et dé préférence de 10 à 16 parties en poids par rapport à MgO seo.
Par ailleurs, la granulométrie du lié, qui exerce
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une influence considérable sur la résistance finale du béton, et cela indépendamment du caractère minéralegique ou pétrogra- phique ou chimique (sauf, mais seulement exceptionnellement par la présence da silice libre en quantité et dispersion dési- rables) de ses constituants nécessitai, pour que le béton obtenu soit maniable (dans le sens de la facilité de la mise en forme et de la constance de sa composition pendant les opérations de formages coulée ou moulage du béton) une certaine quantité de liquide.
Or, les proportions moléculaires acquises conduisent presque toujours à des mélanges trop secs ou ayant au moins l'apparence de l'être et l'adjonction des agents hydraulisants et pulvérulents sus-indiqués à la magnésie initiale ne fait qu'acoroitre le besoin en eau du béton.
Il a été trouvé que certains'oxydes métalliques, propres à former des gels colloïdaux dans des solutions de chlorure de magnésium, utilisée pour compléter le lant après le traitement préalable de la magnésie dans le sens sus-indiqué, confèrent aux bétons auxquels ils sont incorporés, des qualités certaines de maniabilité. Une addition,, entre autres, de 4 à 5% du poids des liés de sesquioxyde de fer (Fe2O3) empêche presque totalement la séparation des grains du'lié en acoumulation de plus petits, dtune part, et de plus gros, d'autre part, et évite également la séparation plus ou moins partielle du liquide du. liant.
De plus, pour parer à la trop grando sécheresse qui résulterait de l'emploi du liquide dans la proportion requise par les exigenoes de la composition poléoulaire du liant, on peut ajouter à la solution de chlorure de magnésium, des fai- bles quantités d'agents mouillants de nature organique et que iton choisit de manière à ne pas déranger l'équilibre des solu- tiens ni celui des colloïdes. Certains sulfonates, tels que certains produits de condensation industriels sulfonés remplis- sent ces conditions. Ces substances peuvent être utilisées,, par exemple, dans des proportions de 0,5 à la pour 1000 du poids de la solution liquide de MgC12.
Les proportions moléculaires du liant ne sont pas à
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le désire, par un formateur de gel colloïdal et/ou un moulin lant organique et/ou d'un activant minéral. Ces soie insolubles procurent au'produit final non seulement une résistance mécanique élevée, plus spécialement à la traction, mais également une grande insensibilité à l'eau.
Comme il va de soi et oomme'il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties ayant été plus spécialement indi qués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS.
1- Béton magnésien hydraulique, dérivé des ciments du type Serait caractérisé par le fait qu'il comporte un liant magnésien obtenu en ajoutant à l'oxyde de magnésium avant que celui-ci soit mouillé par la solution de ohlorure de magnésium, au moins un agent hydraulisant actif et à 1*état pulvérulent.
2- Béton magnésien tel que spécifié sub 1, caractérisé par lé fait que 1 on utilise comme liés de ce béton des sables ou graviers à létat seo ou en tenant compte aveo précision de leur teneur en eau d'imbibition au moment de leur mélange aveo le liant, les proportions moléculaires optima dudit liant étant déterminées empiriquement par des essais méthodiques en fonction de la teneur en eau et de la granulométrie des liés utilisés.
3 - Béton magnésien tel que spécifié sub 1, caractérisé par le fait que l'on ajoute à la solution de chlorure de magnésium au moins un formateur de gel colloïdal.
4- Béton magnésien tel que spécifié sub 1, caractérisé par le fait que l'on ajoute à la solution de chlorure de magnésium au moins un mouillant organique.
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