BE534283A - - Google Patents
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Description
<Desc/Clms Page number 1>
L'objet de la présente invention est un procédé de préparation de mortier et de béton et a pour but de réduire la quantité d'eau de gâ- chage, d' augmenter le. résistance au gel et d' améliorer la résistance à la flexion et à la compression.
Par l'emploi de substances liquéfiantes, appelées aussi plasti- fiants ou disperseurs, on a réussi jusqu'à présent de réduire la quantité d' eau de gâchage, c'est-à-dire le facteur Eau-Ciment (facteur E/C),et ainsi on a pu atteindre avec une même quantité de ciment des plus grandes résistan- ces à la compression et à la flexion, comme une meilleure adhérence aux armatures en fer et aux joints de reprise.Malgré la réduction de la quanti- té d' eau et par conséquent du volume des pores capillaires, la résistance au gel d' un mortier ou d'un béton ayant fait sa prise ne pouvait pas être augmentée.
Une amélioration considérable de la résistance au gel du mortier et du béton a été atteinte par l'introduction de 3 à 5% de pores remplis d' air ( au moyen desdits agents entraîneurs d' air, substances introduc- trices de pores remplis d' air,)qui sont répartis à travers toute la masse du ciment et y interrompent les pores capillaires et diminuent par consé- quent la montée capillaire d' humidité dans le mortier ou béton hygrosco- pique.Bien que le facteur E/C soit plus petit, si-on ajoute un agent en- traîneur d' air a un mélange donné et de la même maniabilité,la densité ap- parente et l'adhérence aux armatures en fer diminuent, les résistances à la compression et à la flexion cependant restent les mêmes avec la réduc- tion du facteur E/C.Si le facteur E/C est tenu constant,
on reçoit une amé- lioration considérable de la maniabilité mais les résistances diminuent.
Ces désavantages ont été éliminés pour la première fois en combi- nant des substances liquéfiantes avec des agents entraîneurs d'air .On a employé comme substances liquéfiantes des oxacides aliphatiques et aromatiques, leurs sels et éthers, Comme substances introductrices de pores remplis d' air, on a employé des résinâtes ou des résines naturelles ou synthétiques qui se dissolvent comme sels alcalins et des agents mouillants du type des sulfates ou suif oncles.
De plus, ont été employées comme agents entraîneurs d'air amélio- rés des matières organiques, qui forment des sels-complexes alcalino-ter- reux solubles contenus dans le liant ou ajoutés au cours du gâchage du mortier ou du béton.De pareilles matières organiques sont le plus souvent des acides sulfoniques ou des substances représentées par la formule de constitution générale R-N(CH COOh) n.
On a constaté que le but de l'invention indiqué dans le préambu- le est atteint de cette manière qu'on emploie au moins un agent entraîneur d' air et au moins une substancesans foor actifs àactivité superficielle. Confor- mément au but, on emploie comme .substance sans ions actifs à activité super- ficielle un produit de condensation de polyoxyalkylène de la formule de constitution générale R-0 (Cn H2n 0) xH.
Des essais avec des bétons de granulation jusqu'à 100 mm dans la courbe de granulométrie selon Bolomey ont démontré qu'après la fabrication du béton, l' eau montante par les pores capillaires ressue à la surface du béton.On a confectionné un béton-témoin, un béton avec un agent entraîneur d'air et un béton avec un agent entraîneur d' air plus une substance ten- sio-active non ionique de consistance ferme et de la même maniabilité en prismes de 60 x 60 x 70 cm et on a vibré ces bétons à l'aide d'un vibra- ' teur interne de 5000 t/min.( Tableau 1) .Tandis que l'agent entraîneur d' air seul a réduit l' eau ressuée du béton à la moitié,
la combinaison d' un agent entraîneur d'air avec une substance tensio-active non ionique à diminué !la reasuée à un tiers jusqu'à un quart.
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TABLEAU 1.
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(Dosage <SEP> E/C <SEP> Agent <SEP> Volume <SEP> Eau <SEP> ressuée <SEP> Eau
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<tb> du <SEP> des <SEP> pores <SEP> après <SEP> 2 <SEP> heu- <SEP> totale
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<tb> ciment <SEP> en <SEP> % <SEP> res <SEP> en <SEP> cm3. <SEP> en.%
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<tb> kg/m3
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<tb> 225 <SEP> 0,49 <SEP> - <SEP> 1,7 <SEP> 430 <SEP> 100
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<tb> 0,45 <SEP> Entraîneur <SEP> 3,3 <SEP> 177 <SEP> 41
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<tb> d'air
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<tb> 0,45 <SEP> Entraîneur <SEP> d'air <SEP> 3,3 <SEP> 112 <SEP> 26
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<tb>
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<tb> + <SEP> une <SEP> substance
<tb>
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<tb> tension-active
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<tb>
<tb> non <SEP> -ionique.
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200 <SEP> 0,52 <SEP> 1,7 <SEP> 475 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,48 <SEP> Entraîneur <SEP> d'air <SEP> 3,3 <SEP> 266 <SEP> 56
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<tb> 0,48 <SEP> Entraîneur <SEP> d'air <SEP> 3,2 <SEP> 182 <SEP> 38
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<tb>
<tb> + <SEP> une <SEP> substance
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<tb>
<tb> tension-active <SEP> non
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<tb>
<tb>
<tb> ionique.
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On a observé, en outre,les propriétés de la sédimentation de suspensions de ciment dans 1' eau avec différents agents. 2,00 gr.de ciment ont été secoués dans un tube en verre, fermé en bas de 32 cm de longueur et de 1,5 cm de diamètre intérieur pendant 1/2 minute avec de l'eau et 0 à 0,3 % des agents.
A la suite a été observée devant une forte source de lumière varticale (lampe Néon) la tombée des particules de ciment dans le tube et on a constaté ce qui suit:
Dans l'eau à une hauteur de remplissage de 30 cm.le temps de sé dimentation du ciment était de 2min 40 sec le volume du dépôt était de 2,1 cm
Tandis qu'un liquéfiant pur(sel d'un oxacide) a élevé le tempe de sédimentation de 2min. 40 sec. à 9 jusqu'à 14 1/2 min., le volume total du dépôt, soit la hauteur finale du dépôt a diminué de 2,1 cm à 1,2 jusqu'à 1 cm.Les liquéfiants augmentent par conséquent la densité.
Des agents entraîneurs d' air (sel alcalin de la résine vinsel) montrent en faible concentration seulement une augmentation du temps de sédimentation à 5 min. par contre en concentrations plus élevées, cette augmentation monte jusqu'à 20 min.La hauteur finale du dépôt augmentait à 2,8 jusqu'à 4,2 cm.
La combinaison connue des agents entraîneurs d'air avec des substances liquéfiantes montre en faibles concentrations une augmentation du temps de sédimentation à 5 min. 10 sec., en concentrations plus élevées il tombe de nouveau à 3 min.La hauteur finale du dépôt monte lentement jusqu'à 3,4 cm.
Des substances sans ions actifs à activité superficielle seules ne modifient le temps de sédimentation que dans une très petite mesure en- tre 2 à 3 min., la hauteur finale du dépôt est seulement légèrement aug- mentée à 3 cm.
La combinaison d'au moins un agent entraîneur d'air avec une sub- stance sans ions actifs à activité'superficielle montre déjà avec des dosa- ges minimaux une augmentation du temps de la:'sédimentation à 5 min.Des concom- trations moyennes, par contre, comme elles sont employées généralement dans le mortier et dans le béton, ne montrent aucune sédimentation des particules fines du ciment jusqu'à 30 min .Après 200 min, de temps de sédi-
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EMI3.1
.1e:rir3. ti011 seulent 1 à 3 cr. 1".1.1 3'i'iu.ide, mesure à partir du niveau supéri- eur, bt:,,'ls'11: s. peu près clairs, tels qu'on pouvait faiblement discerner les trai'fs :1pp:J..iqUf,J <:1l::':- une plaque de verre, tenue entre le tube et la lumiè- re .
Ce 1. te con,zlii=1;ao;1 moncre, par conséquent, an effet prononcé de suspension
EMI3.2
sur le ciment.
EMI3.3
C'0!!JIlP ::1..41-'3ta;'!Ces 'cx. :rzû .respectivement, introduisant des micro- pores rc.rrzp::i.: '3' .;.r entrent er ,-1{)!'Isidè1ëltion des résinâtes de résines na- +.iùe3.lcs et syr. 1::ét.iques, ainsi iue iis résines elles-mêmes, qui, par 1' influence d.es J1 ('.'!lins, peuvent entrer en solution sous forme de sels al- calirÇ,ï;nr¯-:r at-F.i.iies S1.ÙJstanc:c., i;o.us ci tOl1 par exemple; résine de pin et de sa3.ncaltpha.nesïrt .faldènyce fora'ique de caséine é% d.''aryle.6e.De'' même conviennent comme agentsentra1neur d'air des sabstances.. te.n-acties à anion actifs et:
à cations actifs , 9 dénommées également agents mouillants ou humectants$ yomme par exen1ple le sulfonate d'alcool laurylique, respec- tivement le sulfate de cety tp:yrx.ir.xr
EMI3.4
Gomme substances sans ions actifs à activité superficielle, qui ne
EMI3.5
réduisent pas, ou en hautes concentrations seulement légèrement, le besoin cl'eau-cd.!11ent d'un mortier ou d'un béto2i1 conviennent particulièrement les '::ioly4ihe:N>xJ'des 6'3 1 a formule R-0 C' h ' )E oû R peut représenter les grou- pes Qlkyl, ary?.,¯ et/ou alkylaryl, qui eux-mêmes peuvent contenir en-
EMI3.6
core d' autres substituants.Le plus souvent n à la valeur 2, mais peut
EMI3.7
monter ju'3qu*à 5'.r.our 1' emploi selon l'intention, x peut atteindre, par condensa Mon,une valeur maximale de 200 mois.
Comme produit de vonc18N.3a t,i on alkylpolyéther alcool sont cités par exemple 1 ±s poiyoxyéthylsne é#3,zrs "le .J. alcool lauryliq,.!8, du stéara- te de patïnliate de 1301' t'i "tan, du laurate de sorbitol, etc.; comme produits de condensation de arylpolrrÉ+,; alcool on peut citer 1' éther phénolique de polyox,-:t.7yà :ne dTi est connu qu'on peut;
aussi condenser les phénols substituée et ses homologues avec î ' oxyétb;rlèi1e, ainsi que les amines des ac1dsnatUTels,gras à'hu112¯et de résine,, par exemple d' pèsxl2formu- le générale R-N = (C ir'0) ii ' R--C1-N (C II 0) H ou R-CO (C Ji1"O) II l.ans ces formules le R -peue provenir de l'huile de OOOOf 'de talle, de soya
EMI3.8
ou de ricin,
EMI3.9
Ces Ru"t8ta:zJ.C('S tel1s1o-acti vas ,-lc!i ioniques ont le caractère de polyétheroxydes et zone à recornaltre chimiquement par le fait que les gnou.- pers conder.sus de po'lyozyalkylène ne se détachent qu'à l'aide de l'acide hyd 1'011 6mj.qllE:; .
1Qx.emÜe;.s,,=.
!.Béton t1c?ICt la main. a) On a ajouté à 5eO kg de citent Portland 39,8 kg, de gravier ' et gable séché s s 3., ? ke;. d' eau (CP 2rO3 Pela fl 64 .Ap ès 3 minutes de '!,E';²rps de m81vllC", le 'b.3ton a été prélevé du malaxeur à chute libre .De tas- srament de ce 'béton-témoin était de 1 , j cni=, 1'éta.lement de 36 à 44 cm"Avec i;n voleame de poras de oye8 % 2a densité apparente du béton frais damé était de 2,47*Les' priâmes de béton de 12 y i2 x 36 cm ont été conservés jusqu' 11 â;
re de 7 respectivement 28 jours sc-us des sacs humides (tableau 2). i 0?i a ajouté à 5,0 kg de ciment 39,8 kg. de gravier et sable 2/7 kg. dl eau \.'rE/C Q?54 et 0,5 gr (0,01 %) d'un sel alcalin d'une résine de pin soluble dn-ns des hydro-carbures aromatiques et Os5 gr.(0,01 %) de polyoxyéthylène éther de Il alcool laurylique à un nombre d' oxyéthylène de 30 i1ois en qh4 ffre rond,Après 3 minute- de temps de mélange, le tasse- ment .7ai-. de 1,5 cm, Il étalement de 34 à 41 cm. Le volume des pores a été mésuré à .'2 fil et la densité apparente à 2,49.En comparaison avec le béton- témoin, la rëduc-u,lon de l' eaa de gâchage était de 16 % (tableau 2).
<Desc/Clms Page number 4>
c) On a mélangé pendant 3 minutes dans le malaxeur 5,0 kg. de ciment, 39, 8 kg. de gravier et de sable, 2,85 kg, d' eau (E/C 0,57) et 0,5 gr.
(0,0 1%) d'un sel alcalin d'une résine de pin insoluble dans des hydrocarbures aromatiques et 0,5 gr de polyoxyéthylène éther d'un phénol substitué.Le tassement était de 1,5 cm, 1'étalement de 32 à 39 cm et la densité apparente de 2, 48 avec un volume de pores de 3,2 %.En comparai- son avec le béton-témoin, la réduction de 1' eau de gâchage était de 11% (tableau 2).
TABLEAU 2.
Résistances
EMI4.1
<tb> après <SEP> 7 <SEP> jours <SEP> après <SEP> 28 <SEP> jours
<tb> Béton <SEP> à <SEP> la <SEP> com- <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> à <SEP> la <SEP> com- <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion
<tb>
<tb> pression <SEP> pression.
<tb>
<tb> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm2 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> a) <SEP> 135 <SEP> 100 <SEP> 22,8 <SEP> 100 <SEP> 201 <SEP> 100 <SEP> 27,4 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb> b) <SEP> 188 <SEP> 141 <SEP> 31,5 <SEP> 138 <SEP> 283 <SEP> 141 <SEP> 37,3 <SEP> 136
<tb>
<tb>
<tb> c) <SEP> 201 <SEP> 149 <SEP> 34,2 <SEP> 150 <SEP> 309 <SEP> 154 <SEP> 36,1 <SEP> 132
<tb>
2. Béton compacté sur la table vibrante.
Les essais ont été exécutés avec des bétons au dosage de 250 kg. de ciment Portland par m3.0n a examiné d'une part un béton-témoin de la consistance faible plastique et d'autre part un béton avec des adjonctions de 0,01 % ( du poids de Ciment) d'un sel alcalin d'une résine de pin insolu- ble dans des hydrocarbures aromatiques et de 0,01 % d'un composé arylalkyl- polyéther alcool.On a mesuré à différents âges les résistances des bétons de la même maniabilité, qui fut constatée par les mêmes temps nécessaires de vibration sur une table vibrante électromagnétique.Ces résistances sont indiquées dans le tableau 3.
Tableau 3.
EMI4.2
<tb>
Dosage <SEP> Adjonc- <SEP> E/C <SEP> Age <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la
<tb>
<tb> Ciment <SEP> tion <SEP> jours <SEP> compression <SEP> flexion
<tb>
<tb>
<tb> kg/m3 <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/om2 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> P <SEP> 250 <SEP> - <SEP> 0,52 <SEP> 3 <SEP> 228 <SEP> 100 <SEP> 43,5 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb> AS <SEP> 0,47 <SEP> 3 <SEP> 300 <SEP> 132 <SEP> 56,2 <SEP> 129
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,52 <SEP> 7 <SEP> 305 <SEP> 100 <SEP> 54, <SEP> 6 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> AS <SEP> 0,47 <SEP> 7 <SEP> 400 <SEP> 131 <SEP> 61,3 <SEP> 113
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 0,52 <SEP> 28 <SEP> 380 <SEP> 100 <SEP> 68,7 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> AS <SEP> 0,47 <SEP> 28 <SEP> 477 <SEP> 126 <SEP> 75,8 <SEP> 110
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 0,52 <SEP> 90 <SEP> 463 <SEP> 100 <SEP> 76,2 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb> AS <SEP> 0,
47 <SEP> 90 <SEP> 548 <SEP> 119 <SEP> 81,4 <SEP> 107
<tb>
La combinaison selon l'invention est désignée brièvement comme AS.Les densités apparentes du béton-témoin ont été mesurées de 2,45 à 2,47 celles du béton AS de 2,48 à 2,50 selon 1' âge.La granulométrie appliques a été graduée d' après la courbe selon Bolomey et a été composée par pesage de 9 fractions sèches.
Un mortier ou un béton préparé selon ce procédé montre par l' ad-
<Desc/Clms Page number 5>
jonction d' au moins un agent entraîneur d' air et d' au moins une substan- ce sans ions à activité superficielle. aussi bien une diminution de la ten- dance de ségrégation du gravier, un* mélange plus homogène, un aspect plus pâteux et plus riche en ciment qu'une meilleure maniabilité, par laquel- le on peut réduire l'eau de gâchage.La formation de nids de gravier est sup- primée et on reçoit une réduction substantielle de 1' eau ressuée du béton frais compacté.Le mortier et le béton montrent après la prise une augmenta- tion remarquable des résistances en comparaison avec les résistances déjà élevées des béton-témoins.La résistance au gel est, comme bien connu,
sensi- blement améliorée par les micropores d'air de 3 à 5 % du volume de béton.
L'effet extraordinaire de suspension de ciment de cette combinaison agit particulièrement sur une augmentation de la surface active du. ciment etde cette manière améliore la densité apparente et les résistances y compris l' adhé- rende aux armatures en fer et dans les joints de travail.La suspension prolongée jusqu'à la prise du mortier et du béton agit en même temps par la réduction de l'eau sur une diminution du réseau capillaire et par ce fait sur l' étanchéité'*Par ce même phénomène, la formation des couches de boue à la surface des bétons vibrés et des mortiers préparés est fortement réduite.Par la capacité énormément élevéé de la rétention del' eau a lieu un durcissement plus uniforme du liant homogénement réparti.
Les quantités nécessaires d' adjonctions d' agents entraîneurs d'air et de substances tensio-actives non ioniques sont, pour atteindre ces effets, très petites et varient selon le rendement pour chaque matière de 0,0005 à 0,5% du poids du liant.
Les agents entraîneurs d'air comme les substances tensio-actives non ioniques, seuls ou combinés, peuvent être de nature liquide ou pâteuse ou en poudre et peuvent être ajoutés au liant hydraulique ou aux autres composants d'un mortier ou d'un béton soit dans n'importe quel moment de la fabrication du liant , ou sur le chantier,
Ensemble avec les agents entraîneurs d'air et les substances sans ions actifs a activité superficielle peuvent encore être employés des composés connus, augmentant l' étanchéité et les propriétés hydrof ges des disperseurs, stabilisateurs et réglant la prise, tels que les silicates alcalins, les hydroxydes métal-alcalins, les chlorures alcalino-terreux, les hydroxydes métal- alca ino-terreux, les carbonates, les phosphates et les silicones.
Claims (1)
- RESUME.1. Procédé de préparation de mortier et de béton résistant au gel, cqntenant un liant caractérisé par l' addition d'au moins un agent entraî- neur d' air et d'au moins une substance sans ions aotifs-à activité super- ficielle. a) Proqédé suivant-1, caractérisé par l'addition de l' entraîneur d'air et de la substance?:tensio-actives non ionique au liant. b) Procède suivant 1, caractérisé par 1' addition de l'entraîneur d' air et de la substance tensio-active non ionique au liant au cours de sa fabrication. c) Procédé suivant 1,caractérisé par l'addition de l'entraîneur d' air et de la substance tensio-active non ionique aux autres éléments con- stitutifs du mortier ou du béton sur le chantier. d) Procédé suivant 1,caractérisé par l' addition de l' entraîneur d'air au liant au cours de sa fabrication et par 1 addition de la substan- ce tensio-active, non ionique aux autres éléments constitutifs du mortier ou du béton sur le chantier.<Desc/Clms Page number 6> e) Procédé suivant 1, caractérisé par l'addition de la substan- ce tensio-active non ionique au liant au cours de sa fabrication et par l'addition de l'entraîneur d'air aux autres éléments constitutifs du mor- tier ou du béton sur le chantier. f) Procédé suivant 1,caractérisé par l'addition d'au moins une résine comme agent entraîneur d'air et par l' addition d'au moins une substance tensio-active non ionique au mortier ou au béton. g) Procédé suivant 1, caractérisé par 7.' addition d' au moins un résina te comme agent entraîneur d'air et par l' addition d'au moins une substance tensio-active non ionique au mortier ou au béton.h) Procédé suivant 1,caractérisé par l' addition au mortier ou au béton d'au moins un agent entraîneur d' air sous forme d'un composé à anions actifs'et par l'addition d' au moins une substance tensio-active non ionique. i) Procédé suivant 1 caractérisé par l' addition au mortier ou au béton d'au moins un agent entraîneur d' air sous forme d'un composé à cations actifs et par l' addition d'au moins une substance tensio-active non ionique. k) Procédé suivant 1,caractérisé par 1' addition au mortier ou au béton d'au moins un agent entraîneur d'air et d'au moins un produit de condensation de polyoxyalkylène représenté par la formule de constitution générale R-0 (CnH nO) x H comme substance sans ions actifs à acti- vité superficielle.1) Procédé suivant 1 k)caractérisé par le fait que R dans la for- mule de la constitution générale représenté au moins un groupe d'alkyl. m) Procédé suivant 1 k) caractérisé par le fait que R dans la for- mule de la constitution générale représente au moins un groupe d'aryle n) Procédé suivant 1 k) caractérisé par le fait que R dans la for- mule de la constitution générale représente au moins ungroupe d'aralkyl. o) Procédé suivant k) caractérisé par le fait que R dans la for- mule de la constitution générale représente au moins un groupe d'alkylaryl. p) Procédé suivant 1 k) caractérisé par le fait que R-O- dans la formule de la constitution générale représenté au moins un reste organique.q) Procédé suivant 1 p) caractérisé par le fait que R-0- dans la formule de la constitution générale est substitué par le groupe R-N = . r) Procédé suivant 1 p) caractérisé par le fait que R-O- dans la formule de la constitution générale est substitué par le groupe R-CO-. s) Procédé suivant 1 p) caractérisé par le fait que R-O- dans la formule de la constitution générale est substitué par le groupe R-CO-N=, t) Procédé suivant 1 p) caractérisé par le fait que R-O- dans la formule de la constitution générale dérive d'acides gras.u) Procédé suivant' p) caractérisé par le fait que R-O- dans la formule de la constitution générale dérive d' acides d'huiles. v) Procédé suivant 1 p) caractérisé par le fait que R-O- dans la formule de la constitution générale dérive d' acides de résines. w) Procédé suivant 1 k) caractérisé par le fait que n dans la for- mule de la constitution générale prend la valeur 2. x) Procédé suivant 1 k) caractérisé par le fait que x dans la <Desc/Clms Page number 7> formule de la constitution générale représente une valeur entre 1 et 200 mols.2. Béton et mortier préparés suivant le procédé énoncé en 1.
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