BE556244A - - Google Patents

Description

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   La transformation-libre.et progressive de la chaux hydratée en carbonate au contact de l'air est connue. 



  Elle se produit pendant le durcissement des'mortiers ordi-   naires,   ce qui demande toutefois des mois et même des années, étant donné le très faible pourcentage de CO2 dans l'air. 

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    L'accélération   de cette réaction, par exposition de mélanges de chaux et de sable à une atmosphère de CO2 a dégà été pro- posée. Les produits de ces deux processus, naturel et artificiel, ont une très faiule résistance mécanique, bien inférieure aux normes agréées pour les éléments de construction habituels. 



   La présente invention a pour objet une pierre artificielle en carbonate.de calcium possédant une résistance mécanique beaucoup plus élevée, satisfaisant aux normes agréées des matériaux de constructions usuels, ainsi qu'un procédé de fabrication par carbonatation de suspensions d'hydrate de chaux avec ou sans agrégates. 



   L'invention est fondée sur la constatation suivante: une pierre artificielle de forte résistance mécanique peut être fabriquée par réaction d'anhydride carbonique avec une suspen- sion aqueuse concentrée de chaux hydratée dans des conditions telles que l'eau est progressivement éliminée du mélange en réaction à mesure de la formation du carbonate de calcium, et l'élimination de l'eau est réglée de sorte que le mélange ne soit pas complètement sec avant la transformation de tout l'hydrate en carbonate, et pendant le processus, la teneur en eau du mélange ne s'abaisse pas au-dessous d'un minimum qui, au début de l'opération, est compris entre 30 et   120 %   de la quantité d'hydrate sec,

   et pendant le processus s'abaisse pro- gressivement jusqu'à une proportion finale comprise entre en- viron 1   % et   10% du carbonate formé. Le taux de   diminution   de la proportion d'eau est coordonné avec le   développement   de la formation de carbonate, et la courbe optimum des proportions eau/carbonate doit être préalablement déterminée pour chaque 

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 sorte de matière première, car le taux optimum d'élimination de l'eau de la suspension dépend des propriétés spécifiques de cette derniére, notamment de la "valeur de fixation'de l'eau", ainsi que du rapport entre le volume de la suspension et sa surface -exposée aux gaz de réaction.

   Ce taux peut être ajusté par réglage de facteurs tels que la température et' l'humidité régnant dans les chambres de' réaction ainsi que la vitesse des gaz. 



   Dans le procédé selon l'invention, on.peut utiliser soit CO2 pur, soit des mélanges de gaz contenant du CO2, par exemple des gaz perdus s'échappant des fours à chaux. 



   La résistance mécanique finale de la pierre artifi- cielle ou des éléments de construction obtenus avec le pro- cédé selon l'invention dépend largement de la teneur initiale en eau de la suspension d'hydrate, et est normalement d'autant plus élevée que la concentration initiale de la suspension est forte. 



   Dans la présente description, les termes "chaux hydratée" englobent la chaux hydraté à forte teneur en calcium, magnésienne et dolomitique, et même l'hydrate précipité chimiquement. 



   La mise en forme d'éléments avec le mélange de pré- paration de la réaction avec l'anhydride carbonique, peut s'effectuer de toute manière appropriée connue, selon la con- sistance du mélange, par exemple par coulée, moulage avec ou sans pression, vibrage, damage,   etc.-.   



   Comme agrégats incorporés dans la fabrication des blocs de construction, 'briques, tuiles, pavés, poutres, et analogues, on peut utiliser des pierres et sables de diverses compositions 

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 et origines, et même des matières qui seraient nuisibles dans des mélanges de ciment de Portland,   telles   qu'en con- tiennent, par   exemple,   les sulfates ou matières organiques. 



   Le mélange d'hydrate de chaux utilisé avec le pro- cédé selon la présente invention peut également être mélange avec des matières capables d'augmenter la résistance à la traction des produits définitifs, par exemple de l'amiante,   de' la   laine minérale, du bois, de la paille, etc.. D'autre part, on peut également armer les produits avec des tiges d'acier de la même manière que pour le oéton, et ces éléments armés peuvent aussi être précontraints. 



   Le procédé selon l'invention permet de fabriquer des éléments légers de construction en incorporant au mélange d'hydrate de chaux des substances de faible poids spécifique, telles que, par exemple; l'argile expansé, le schiste, l'ardoise, le schiste d'infusoires, la perlite, la verm culite, le   mâchefer   de haut-fourneau expansé, la ponce, les scories, les cendres   volcaniques)le   tuff, la terre d'infusoires, les cendres industri- elles, etc. On peut encore obtenir des éléments légers par l'uti- lisation de mousse de la manière usuelle, ou par incorporation d'un très faible pourcentage de poudre d'aluminium dans la suspension d'hydrate de chaux-. 



   L'invention est illustrée, à titre non limitatif, par les exemples suivants: 
 EMI4.1 
 1:1A 1^A.C1IJ 1 
Pour la fabrication   d'une   pierre artificielle con- tenant   'Un   agrégat, on utilise de la chaux hydratée sèche, pure, d'origine minérale, présentant les caractéristiques suivantes: 

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 a) composition chimique: 
 EMI5.1 
 .C a0 ^ . -. e ........ 73p7 51 en poids ^^^l'1V ,. o . e v . a e . 0.,25 SiO.-, .... '.... 0,5 Fe2U.z .. '. , ....... 0,1 fil 0 . v . e v ..¯ . ¯ 5 CI: 11 b)   Analyse   au tamis: 
 EMI5.2 
 
<tb> 'cassant <SEP> au <SEP> tamis <SEP> de <SEP> 20 <SEP> mailles <SEP> ... <SEP> 100 <SEP> %
<tb> 
 
 EMI5.3 
 >' . fi -" " 40 Il 96 z{ " Il " 80 Il ... 90 10 
 EMI5.4 
 
<tb> c) <SEP> Consistance <SEP> normale:

   <SEP> H20 <SEP> / <SEP> Solides <SEP> .... <SEP> 0,94
<tb> d) <SEP> Valeur <SEP> de <SEP> fixation <SEP> de <SEP> l'eau:'..... <SEP> 89 <SEP> %
<tb> 
 La composition du mélange est la suivante: 
 EMI5.5 
 
<tb> Chaux <SEP> hydratée <SEP> (telle <SEP> que <SEP> ci-dessus) <SEP> ..... <SEP> 21 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Eau <SEP> ....................'.' <SEP> .10,5% <SEP> 
<tb> 
 
 EMI5.6 
 Pierre dolomitique broyée ¯...........68.5 % 
Dans ce mélange, dont la'consistance est plastique- sèche, la rapport   eau/cnaux   est de   0,5.   



   Le mélange est moulé dans la forme désirée, puis exposé à un courant de gaz contenant CO2, environ 95 % en volume, pendant environ trois semaines et l'élimination de l'eau du mélange est contrôlée selon la courbe   inc.iquée   à la figure 1 du dessin annexé. Ce graphique indique en abscisses la quantité d'eau dans la'suspension, exprimée par le rapport H2O; Teneur totale en solides de la suspension, et en ordonnées le rapport carbonate (exprimé en CaCO; Teneur totale en solides de   1---   suspension pendant la réaction).

   Pour obtenir de ce mélange des produits de résistance mécanique maximum, le taux 

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 d'élimination.de l'eau, aussi bien initiale que celle formée pendant la-réaction, doit être réglé de telle sorte que, pour une quantité donnée de CaO3, présente dans la suspension à tout moment au cours de la réaction, la teneur en eau ne s'abaisse jamais, jusqu'à un point situé à gauche de la courbe. 



   Les propriétés du produit obtenu.-sont les suivantes: Poids unitaire .....................   1,99     kg/dm3   Résistance à la compression (après 24 heures de séjour dans l'eau) ..............492 kg/cm2 Résistance à la traction (après   24   heures de séjour dans   l'eau)...................42     kg/cm2   
Il esu évident que ces propriétés sont tout-à-fait   remarquables en   ce qui concerne la pierre artificielle calcaire. 



   En sacrifiant une partie de la résistance mécanique du produit définitif, on peut accélérer le procédé en réduisant, au commencement, même avant le début de la réaction avec le CO2 ajouté, la teneur en eau, soit mécaniquement soit par évapora- tion, jusqu'à environ 0,35 (au lieu de la valeur de départ de   0,5   indiquée par le graphique de la figure   1).   La marche à suivre est une question de   considérations  pratiques. 



   La   courbe représentée a   la figure 1 correspond aux .matières premières et aux conditions de réaction décrites, en vue d'obtenir un produit possédant les propriétés sus-indiqées. 



  Ce graphique peut recevoir de nombreuses variantes pour des matières et/ou des conditions différentes Par conséquent, pour appliquer le procédé d'une manière satisfaisante aux fins désirés, il est nécessaire d'établir au préalable une courbe par des ex- périences appropriées de laboratoires. 

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   EXEMPLE 2 
Four la fabrication d'une pierre artificielle con- tenant un agrégat, le mélange a la composition suivante: Chaux hydratée (identique à celle de 
 EMI7.1 
 
<tb> l'exemple <SEP> 1) <SEP> ........ <SEP> 14,7% <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 
 EMI7.2 
 ..[1;au .... G .. " 0 tI . ft . Q e, , a . n 1 i ,8 5v ft " 
 EMI7.3 
 
<tb> Pierre <SEP> dolomitique <SEP> broyée <SEP> 73,5% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 
Dans ce mélange dont la consistance est plastique, le rapport eau-chaux est 0,8. 



   Le mélange est moule dans la forme   désirée  puis exposé à un courant de gaz contenant CO2 comme dans l'exemple   1 .   



  Le taux d'élimination de l'eau du mélange peut être de 20 à 100 % par jour,   c'est-à-dire   que   l'opération   peu être terminée au bout de un à cinq jours. 



   Le grapnique de la figure 2 montre une courbe   qui-,,   comme à la figure 1 , indique les valeurs d'eau et de carbonate correspondant aux conditions de la réaction pour l'obtention   d'un   produit possédant les propriétés suivantes: Poids 1,8 kg au dm3 et après un séjour de 24 heures dans   l'eau,   une résistance à la'compression de   105   kg/cm2 
EXEMPLE 3 
On peut préparer un matériau léger de   construction   à partir de la même sorte de chaux   hydratée   que   oeil,     .'écrite   dans 
 EMI7.4 
 l'temple 1 , on ajoutant ae la poudre d'aluminium, L.;

   ..:élange de   réaction     ayant   la   composition     suivante:   
 EMI7.5 
 Chaux hydratée # ......... 53,75 iw en ?c d3 i-ondr.3 c ;.1?zar.init.... < .... 0,25 v l'Ir zur L'aa ................ 4b,0u >. fi : 
 EMI7.6 
 '.La xa2,GtlUY1 avec le gaz coirtenairc 11 anhy(jriûe c:.riJonL!ue peut s'effectuer (le la tu'E3LtG façon que dans les Exemples 1 et 2. 

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   Le produit ainsi obtenu a un poids unitaire de 0,78   kg/dm3,   et une résistance à la   compression   de 22 kg/cm2 après 24 heures de séjour dans l'eau. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. Résumé 1 - Matériau de construction consistant en car- bonate de calcium ou carbonate de calcium et de magnésium artificiellement obtenu par action d'anhydride carbonique sur de la chaux hydratée (définie dans la présente description) avec ou sans incorporation d'un agrégat, et possédant une résistance à la compression satisfaisant aux normes des éléments de construction usuels tels que: briques de béton, tuiles mécaniques, etc.., briques sable et chaux, blocs de construction en argile, etc., ou autres éléments de maçonnerie 2 - Procédé de fabrication de pierre artificielle o d'éléments de construction de forte résistance mécanique, par réaction d'anhydride carbonique sur une suspension aqueus de chaux hydratée avec ou sans agrégat, remarquable notamment par les points suivants, pris séparément ou en combinaison:

   a) la réaction est effectuée dans des conditions telles que l'eau est progressivement éliminée du mélange en réaction à mesure de la formation du carbonate et 1'élimination de l'eau est réglée de telle sorte que le mélange ne soit pas complètement sec avant la transformation de tout l'hydrate en carbonate, et pendant le processus la teneur en eau ou mélange ne s'abaisse pas au-dessous d'un minimum qui, au débat de l'opération, est compris entre 30 et 120 % de la quantité d'hydrate sec, et pendant le processus cette teneur en eau s'abaisse progressivement jusau'à une proportion finale comprise entre environ 1% et 10% du carbonate formé;

   <Desc/Clms Page number 9> b) l'élimination de l'eau du mélange, pendantla réaction est réglée de telle sorte que l'eau présente dans le mélange à tout moment de la réactionest en rapport,avec la quantité de carbonate.déjà formé dans'le mélange de manière que la proportion d'eau ne s'abaisse pas jusqu'à la-gauche d'une courbe préalablement- établie pour une matière première, donnée et un produit désiré, dont l'abscisse indique le rapport eau/ teneur totale en solides du mélange, et l'ordonnée le rapport carbonate/teneur totale en solides du mélange; c) une partie de l'eau est éliminée du mélange de réaction avant que celui-ci soit soumis à la réaction avec l'anhydride carbonique;

   d) pour la fabrication de matériaux légers de con- struction, on incorpore au mélange de chaux hydratée et d'eau @ un agrégat léger et/ou un agent produisant un état cellulaire.

   30 - Pierre artificielle ou éléments de construction fabriqués par le procédé selon 20.