BE500042A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  COMPOSITIONS AUTO-DURCISSANTES A BASE DE   VERRE .SOLUBLE,   . LEURS APPLICATIONS ET 
LEUR PREPARATION. 



   Pour les constructions qui doivent résister aux acides, on utilise, dans une large mesure, des ciments à base de verre soluble qui durcissent spon- tanément en raison des sels de l'acide hydrofluosilicique ou des composés com- plexes analogues du fluor renfermés dans les poudres de ciment. Comparés aux ciments à base de verre soluble ne durcissant pas d'eux-mêmes, ces produits offrent des avantages considérables dans la pratique, surtout en abrégeant et en accélérant les travaux de construction:, 
Pour certaines applications, cependant, les poudres de ciment con- tenant des composés du¯fluor ne donnent pas entière satisfaction dans tous les caso 
Par exemple, dans le cas des cimentations en contact avec des a- ciers au chrome-nickel ou du plomb, la présence de composés du fluor dans le ciment donne lieu à la corrosion des métaux et alliages de métaux;

   de ce fait, des détériorations considérables peuvent se produire   parfoiso   De même, la présence de composés du fluor est à exclure lorsqu'on fait circuler des liqui- des corrosifs et les solutions d'acide fluorhydrique qui se forment alors, quoique diluées, corrodent graduellement la maçonnerie construite à l'aide de ces ciments. 



   Or, la demanderesse a trouvé que l'on pouvait obtenir des compo- sitions à base de verre soluble exemptes d'halogène et durcissant d'elles- mêmes pour former des matières résistant aux acides, qui ne montrent pas les désavantages mentionnés ci-dessus et qui se prêtent avec un avantage parti- culier aux fins en question.

   A l'aide de ces compositions, on obtient des cimentations satisfaisantes et chimiquement stabies surtout au contact des aciers au chrome-nickel ou du plombe La corrosion des matières à base de pier- re qui se produit dans' certains cas par l'emploi de ciments contenant des composés du fluor est entièrement évitéeo D'autres avantages résident dans 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 une imperméabilité remarquable aux liquides, un bon pouvoir de gonflement, très utile pour certains besoins, et un pouvoir de liaison très amélioré dés cimentations avec les matières anti-acides à base de pierre et avec les mé- taux, même après qu'ils ont été soumis à des longues fatigues. 



   Pour la préparation des nouvelles compositions, on utilise, d'a- près la présente invention, des solutions à base de verres solubles alcalins dans les proportions déterminées qui sont indiquées ci-dessous, une charge inerte et, comme durcissant, un dérivé fonctionnel d'un acide aliphatique or- ganique capable de réagir avec le constituant alcalin de la solution à base de verre soluble. 



   Dans les solutions à base de verres solubles alcalins, la propor- tion de SiO2 par rapport à H20 est supérieure à environ   0,350   Une autre ca- - ractéristique des-solutions en question réside dans le fait que, pour les s o- lutions de silicate de sodium, la proportion de SiO2 par rapport à Na20 est inférieure à environ 2,75 et, pour les solutions de silicate de potassium, celle de SiO2 par rapport à K20 est inférieure à environ   2,250   
La gamme des solutions à base de verres solubles alcalins est li- mitée, d'un côté, par les proportions indiquées   ci-dessus,et,   de l'autre cô- té, par le fait que leur viscosité ne doit pas dépasser environ 600 centipoi- ses à 20  Avec des solutions de silicate de sodium, la proportion de SiO2 -par rapport à Na2O peut avantageusement être d'environ 2,

  5 ou mêle plus bas- se, par exemple d'environ   1,720   Avec les solutions de silicate de potassium, il y a avantage à utiliser une proportion de SiO2 par rapport à K20 qui est d'environ 2,0 ou plus basse encore, par exemple,   1,64,   la proportion. de SiO2 par rapport à H20 étant toujours supérieure à environ 0,350 
Dans certains cas, il peut être avantageux d'utiliser des mélanges de solutions de silicate de sodium et de silicate de potassium, les proportions des deux solutions, l'une par rapport à l'autre, pouvant varier dans de larges limiteso Ainsi, par exemple, on peut utiliser des mélanges dans lesquels la proportion des deux- solutions est de 1 : 1. Toutefois, l'un ou l'autre des constituants peut prédominer et la proportion peut aller d'environ 1 : 2 à 2 : 1 ou être même plus élevée. 



   Comme charges, on peut utiliser les matières inertes généralement employées à cet effet, par exemple le sable de quartz et la poudre de quartz., A part ces substances, on peut aussi utiliser d'autres silicates pulvérisés tels que la poudre de verre, la poudre de porcelaine, la poudre de chamotte et la poudre.de terre cuite. Dans certains cas l'emploi de charges d'une bon- ne conductibilité calorifique,   telles   que le graphite naturel ou   artificiel   par exemple le graphite utilisé pour électrodes de charbon, le carbure de si- licium,le silicium   etc....   a été avantageuxo Parfois., des mélanges de dif- férentes matières de charge ont donné des résultats satisfaisants. 



   Dans quelques cas, il est indiqué d'ajouter d'autres substances solides,par exemple du "kieselweis'., acide silicique à réactivité particu- lièranent élevée vis-à-vis des lessives alcalines, même à froido 
Des durcissants particulièrement avantageux sont les esters, tels que le di-formiate de glycol et le tri-formiate de glycérine, ainsi que des esters d'acides'polybasiques, tels que les oxalates de diméthyle, et lés es- ters d'acides hydroxylés, tels que les citrates de triméthyle, ainsi que les esters internes, tels que le glycolide, avantageusement sous une forme poly- mériséeo Les amides d'acides aliphatiques organiques, telles que la formia- mide,   l'oxamide.,   la tri-acétamide, la   malonamidg   et les anhydrides, tels que l'anhydride succinique, l'anhydride maléique, etc....

   se prêtent également au but en questions On peut utiliser les substances séparémento Dans des cas particuliers, il peut être' avantageux d'utiliser, comme durcissants, des'   mé   langes des substances ou des classes de substances mentionnées ci-dessus, par exemple, des mélanges des'esters et des amides dans des proportions quelconques. 



   Comme durcissants entrent en ligne de compte surtout les dérivés fonctionnels des acides aliphatiques organiques de l'espèce décrite et qui ont un poids équivalent d'environ 60 tout au plus. Les substances de cette 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 sorte qui sont solides à la température ordinaire sont avantageusement utili- sées sous la forme de poudres. Cependant, on peut aussi se servir de pro- duits liquides de ce genre, surtout ceux qui bouillent au-dessus de 100 C, Dans la plupart des cas, une petite quantité d'un durcissant est suffisante, par exemple, environ 1 à 5%, calculés sur le poids de la matière de charge. 



  Dans des cas particuliers, on peut aussi utiliser des pourcentages plus bas ou plus élevéso 
Dans la pratique, se sont révélées très avantageuses les composi- tions qui contiennent, comme durcissant,, du glycolide à l'état moléculaire quelconque, par exemple à l'état polymérisé,- dans ce cas, il est parfois in- diqué   d'utiliser   une matière de charge ayant une bonne conductibilité calori- fique, par exemple,le graphitée Pour obtenir un effet tout particulier, on peut remplacer une partie du glycolide par une amide d'un acide aliphatique organique, par exemple, par la   formiamide.   Dans tous les cas, une addition de "Kieselweiss" (acide silicique actif) s'est révélée avantageuseo 
Pour préparer les compositions, d'après la présente   invention ,   il y a avantage à mélanger,

   peu de temps avant l'emploi, d'abord les sub- stances mentionnées, à savoir la charge, l'agent de durcissement et les au- tres produits solides utilisés éventuellement et à empâter alors ce mélan- ge avec une solution d'un silicate alcalin du genre ci-dessus indiqué. 



   Par exemple, on mélange du glycolide, préférablement à l'état po- lymérisé, avec une matière de charge, en ajoutant éventuellement de la for- miamide et/ou de l'acide silicique actif, et on   empâte   ce mélange avec une solution d'un silicate alcalin du genre mentionné   ci-'dessus.   



   Peu de temps après l'empâtement, au bout d'une demi-heure envi- ron,-la composition commence à durcir pour former une masse   anti-acideo   La prise est complète après quelques jourso 
La réaction entre les agents de durcissement et les solutions de verre soluble du genre indiqué ùi-dessus a lieu d'une manière telle que l'al- cali de la solution de verre soluble utilisée est neutralisé et l'acide sili- cique ainsi précipité sert de liants 
La quantité de la solution de verre soluble, par rapport au mélan- ge comprenant la matière de charge et l'agent de durcissement dépend du gen- re et de la quantité des constituants individuels utilisés et peut varier dans de-larges limites.

   On a trouvé que l'on obtient, par exemple,   des- pro-   duits utiles en employant, pour 100 g d'un mélange comprenant une matière de charge et un agent de durcissement, environ 25 à 30 cm3 d'une solution de ver- re soluble alcalin du genre mentionné ci-dessus. Dans certains cas, ces va- leurs peuvent être plus basses ou plus hauteso 
Pour-la réalisation du procédé, il peut être avantageux d'utiliser deux préparations, en emballages séparés, aptes à être mélangées pour former les compositions auto-durcissantes;

   l'une des préparations est alors un mé- lange renfermant la matière de charge, un ou plusieurs des dérivés fonction- nels des acides aliphatiques organiques servant d'agents de durcissement et, le cas échéant, une ou plusieurs autres substances solides, par exemple l'a- cide silicique actif, et l'autre préparation est une solution de verre solu- ble alcalin du genre décrit ci-dessus, 
EXEMPLE 1 :

   
On mélange 90 parties en poids de quartz pulvérulent d'une gros- seur des grains appropriée, avec un résidu de-10 à   25%   sur un tamis à 10.000 mailles, 4 parties en poids d'argile et 2,5 parties en poids d'un acide si- licique actif, c'est-à-dire un-acide silicique ayant une   réactivité.particu-   lièrement haute à l'égard des lessives alcalines même à froid, et 3,5 parties en poids de glycolideo Peu de temps avant l'emploi, on mélange 100 g de cet- te poudre de ciment avec 30 cm3 d'une solution de   silicate' depotassium   dans laquelle la proportion de SiO2 par rapport à K20 est de 1,64 et celle de SiO2 par rapport à H2O est de 0,46 La viscosité de la solution de verre soluble s'élève   à   80 centipoises à 20  Au bout,-d'environ 20 minutes, la composition commence à durcir,

   et à la température ordinaire, la prise est complète au 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 bout de 3 jours. 



   EXEMPLE 2., : 
On mélange 4   parties.,en   poids d'oxalate de diméthyle avec de la poudre de ciment composé de 92 parties en poids de quartz pulvérisé à gros- seur des grains convenable et 4-parties en poids de kaolin. Peu de temps avant l'emploi, on fait une pâte avec 100 g de cette poudre de ciment et 30 cm3 d'une solution de silicate de sodium dans laquelle la proportion de SiO2 par rapport à Na20 est de 1,72 et celle de SiO2 par rapport à H20 est de 0,43 La viscosité de la solution de verre soluble s'élève   à 450   centi- poises à une température de 20  Au bout de 30 minutes environ, la composi- tion commence à durcir et elle a fait prise complètement au bout de 3 jours. 



   EXEMPLE 3 : 
On mélange ensemble 1 partie en poids de glycolide, avantageuse- ment à l'état polymérisé, 3 parties en poids de formiamide, 4 parties en poids de "Kieselweiss" (acide silicique à réactivité particulièrement élevée), 46 parties en poids de sable de quartz fin et 46 parties en poids de poudre de   quartz très fine.

   Peu de temps avant l'emploi, on fait une pâte avec 100 g de ce mélange et 30 cm3 d'une solution de silicate de sodium dans laquelle la    proportion de SiO2 par rapport à Na20 est de 2,55 et celle de Sio2 par rap- port à H2O est de 0,55, le poids spécifique est de 1,48 et la viscosité est de 350 centipoises à 20  Cette composition commence à durcir au bout de 30 minutes et finalement elle donne un mortier résistant aux acides, imperméable aux liquides et ayant une résistance à la pression d'environ 300 kg/cm2 
EXEMPLE 4:

   
Partant d'un mélange composé de 1 partie en poids de glycolide, éventuellement à l'état polymérisé, et de 3 parties en poids de formiamide, on le mélange avec 6 parties en poids de   "Kieselweiss"   (acide silicique ac- tif) et 90 parties en poids de quartz pulvérisé à un degré convenant aux be- soins de chaque cas particulier. Peu de temps avant l'emploi, on empâte 100 g de ce mélange avec 25 cm3 d'une solution de silicate de potassium dans la- quelle la proportion de Si02 par rapport à K20 est de 2,1 et celle de SiO2 par rapport à H20 est de 0,37 La viscosité de la solution de verre soluble s'élève à 50 centipoises à une température de 20  La composition commence à durcir au bout de 25 minutes.

   Au bout de 8 jours, la matière durcie à une résistance à la pression de 250   kg/cm2o   
EXEMPLE 5 
On prépare un mélange à partir de 4 parties en poids d'anhydride succinique et 96 parties en poids de graphite artificiel. On empâte 100 g de ce mélange avec 40 cm3 d'une solution de silicate de sodium dans laquelle la proportion de SiO2 par rapport à Na20 est de 2,0 et celle de SiO2 par rap- port à H20 est de 0,50 La viscosité de la solution de silicate de sodium s'élève à   50   centipoises à 20  Au bout d'environ 30 minutes, la composition obtenue commence à durcir et, au bout d'environ 4 jours, elle a fait prise complètement 
EXEMPLE 6:

   
On prépare un mélange à partir de 1 partie de   triformiate   de   gly-   cérine, 2 parties d'anhydride maléique, 47 parties de graphite naturel, 47 parties de poudre de verre très fine et 3 parties d'acide silicique actif, par exemple du   "Kieselweiss".   Peu avant l'usage, on empâte 100 g de ce mé- lange avec 22 cm3 d'une solution de silicate de potassium dans laquelle la proportion de SiO2 par rapport à K2O est 1,75 et celle de siO2 par rapport à H2O est 0,39 La solution de silicate de potassium a une viscosité de 60 centipoises à 20  Au bout d'environ 35 minutes, la composition commence à durcir et au bout d'environ 3 jours, elle a fait prise complètement,

Claims (1)

1. R E S U M E .

   La présente invention comprend notamment 1.- Un procédé de préparation de compositions à base de verre so-- luble, qui durcissent d'elles-mêmes pour donner des matières anti-acides, pro- cédé caractérisé par le fait qu'on utilise une solution de silicate de sodium ayant une proportion de SiO2 par rapport à Na20 inférieure à environ 2,75 ou une solution de silicate de potassium ayant une proportion de SiO2 par rapport EMI5.1 à K20 inférieure à environ 2,259 la proportion de Sio2 à H20 étant toujours supérieure à environ 0,35, une matière de charge inerte et, comme'agent de durcissement, un dérivé fonctionnel d'un acide aliphatique organique capable de réagir.àvec le constituant alcalin de la solution du verre soluble.

   2.- Des modes d'exécution du procédé spécifié sous 1 , présentant EMI5.2 les particularités,spftiante1Êsmen5éprémmnm bussdl-orirles ddwèrBessoDmb3= @aisens; possibles : a) on utilise, comme dérivés fonctionnels d'acides organiques ali- phatiques, des composés ayant un poids équivalent de 60 tout au plus;-, b) on.utilise, comme dérivé fonctionnel d'acide organique alipha- tique, un ester, une amide ou un anhydride ou plusieurs de ces substances no- tamment sous la forme de mélanges quelconques d'esters, d'amides et d'anhydri- des ; c) on utilise les dérivés fonctionnels d'acides organiques alipha- tiques en quantités d'environ 1% à environ 5%, calculés sur la quantité de la matière de charge;

   d) on utilise à l'état pulvérulent les dérivés fonctionnels des' acides aliphatiques organiques qui sont solides à la température ordinaire ; e) on utilise des dérivés fonctionnels d'acides aliphatiques or- ganiques ayant un point d'ébullition supérieur à 100; f) on utilise des mélanges de solutions de silicate de sodium et de solutions de silicate de potassium; g) on utilise des solutions de verre soluble ayant une viscosité inférieure à environ 600 centipoises à 20; h) on utilise des matières de charge ayant une bonne conductibili- té thermique, le cas échéant avec d'autres matières de charge inerte-s; i) on adjoint de l'acide silicique actif au mélange de matières de charge et du dérivé fonctionnel d'acide aliphatique organique;

   j) peu de temps avant l'application des compositions, on confec- tionne une pâte avec, d'une part, un mélange des matières solides, a sa- voir la charge, l'agent de durcissement et,éventuellement, l'acide silicique actif, d'autre part, les solutions de verre soluble; k) pour la préparation de la pâte, on utilise environ 25 a environ 30 cm3 de solution de verre soluble pour 100 g du mélange des substances so- lides.

   30 - A titre de produits industriels nouveaux, les compositions fabriquées par le procédé spécifié sous 1 et 2 ou ces mêmes compositions obtenues de toute autre manière ainsi que les produits durcis qui en dérivent et l'application de ces divers produits dans l'industrie.

   4.- La présentation commerciale des ingrédients de confection des compositions spécifiées sous 3 en deux portions placées dans des emballages distincts, l'une étant constituée par la solution de verre soluble alcalin, l'autre par un mélange de tous les autres ingrédientso