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:Procédé d'amélioration des qualités du mortier et du béton.
Description Comme corps additionnels pour le mortier et le béton,on a proposé beaucoup de produits,mais un nombre relativement; faible d'entre eux ont donné des résultats pratiques.Ce sont surtout des corps naturels ou des produits dérivés de ceux-ci,comme par exemple les dérivés de la lignine, les acides de la résine,les acides humiques,les acides gras ou des dérivés des acides gras.
Dans des ouvrages anciens on mentionne parfois le tannin ou l'acide tannique qui ont des propriétés idéntiques comme produits additionnels retardant la prise ou augmen- tant la dureté première du béton et du mortier.
Le tannin est en réalité généralement connu comme étant un agent de tannage épuré et chimiquement purifié. Il convient à plusieurs usages,notamment dans le domaine pharmaceutique, mais il est bien trop coûteux pour être utilisé comme agent de tannage pour le cuir.Il est d'ailleurs peu approprié et par suite peu usité.Pour le béton-et le mortier,cela ne peut avoir aucune utilité pratique.
Comme agent de tannage dans la fabrication du cuir,on uti- lise exclusivement des extraits de tannin parmi lesquels on peut citer les extraits de quebracho,de chataignes,de valonia,de knopper,de gambir,de cotechu,de sumach,de tizera de malette,de mangrove,de dividi,de pins, de sapins.De tels extraits contiennent des corps provenant de l'écorce et/ ou du bois de substances végétales riches en agents tan- nants et encore certains corps non tannants dont la présen- ce est utile pour le tannage du cuir.
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Il existe une différence importante entre l'agent de tanna- ge et l'extrait de tannage.La nature chimique des matières tannantes contenues dans les extraits de tannage est diffé- rente d'un cas à l'autre et cela n'a pas encore été complè- tement éclairci.Le mode d'utilisation industrielle est dif- férent.
Presque tous les extraits de tannage en solution dilluée, acide ou alcaline,possèdent un pouvoir moussant remarquable mais en général seules les solutions acides agissent de façon notable pour la formation de bulles d'air et la dimi- nution de résistance dépend du manque de substance alcaline.
Cette tendance à la formation de bulles d'air augmente con- sidérablement avec l'importance des matières additionnelles: D'après les constatations effectuées,on peut utiliser des @ additions d'extraits de tannage en quantités très faibles comme retardateurs de prise.Mais une amélioration des qua- , lités dau mortier et du béton ne peut pas être obtenue dans cette voie.
Comme on l'a trouvé,les qualités du mortier et du béton sont améliorées d'une façon remarquable si l'on ajoute au béton ou au mortier,ou a leurs constituants,avant ou pendant leur préparation,de faibles,quantités d'extraits de tannage, ayant subi préalablement,à des températures élevées et sous la forme de solutions plus ou moins concentrées,un traite- ment approprié de dissolution,de réduction molléculaire et de sulfonation aveo des sulfites et/ou des bisulfites.
Un tel traitement préalable d'un extrait ayant une action tannante est connu sous le nom de sulfitation,mais on con- sidère que c'est une faible suif italien quand il s'agit d'améliorer la faible solubilité de certains extraits,en particulier de l'extrait de quebracho.Comme l'effet tannant peut être facilement perdu,on doit opérer avec beaucoup de précaution.Dans le cas d'une telle sulfitation faible,on doit faire agir au plus 3 à 5% de sulfite ou de bisulfite rapporté à un extrait sec,grâce à quoi,la réduction mollé- oullaire et la sulfonation sont notablement limitées.
Ainsi qu'on l'a établi,de tels extraits de tannage légèremen sulfités ajoutés comme corps additionnels au mortier et au ciment ont des effets assez faibles.Ce qui est très surpre- nant c'est que l'amélioration du béton produite par l'ex- trait de tannage est à peu près proportionnel au degré de sulfitation et à la réduction molléculaire correspondante
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l'extrait de tannage est à peu près proportionnel au degré de sulfitation età la réduction molléculaire correspondante,et elle atteint sa valeur maxima dans le cas de produits ayant subi un traitement énergique.
Dans l'utilisation préférée suivant l'invention,les produits préparés avec une dépense de 10 à 60% de sulfite et/ou de bisulfite sont obtenus avec une ré- duction moléculaire et une sulfonation poussées aussi loin que possible.
Evidemment,pour obtenir lesproduits désirés, des oondi tions de réaetion favorables sont nécessaires.On peut par exemple traiter dans des récipients ouverts,munis dun malaxeur,les mélanges de réaction fortement con- centrés,en opérant à la température d'ébulition avec une vaporisation permanente de l'eau de telle façon que les températures de réaction puissent atteindre jusqu'à IIO degrés.De cette façon la durée de, transfor- mation qui à 60 degrés exigeait de 20 à 30 heures,est considérablement abrégée.
Une transformation analogue au procédé de préparation de cellulose sulfitée et éxécutée sous pression dans un appareil fermé conduit bien plus rapidement au but.
Cependant,les produits préparés par une voie plus rapi- de ne possèdent pas de meilleures propriétés.Pour la préparation des produits conformes à l'invention,on peut d'ailleurs envisager toutes les méthodes et expé- riences connues et pertinentes de la science et de la technique Le genre du produit de sulfitation à utiliser doit être déterminé d'après la nature de l'extrait de tannage à traiter,par exemple d'après son degré d'acidité.Dans le cas d'une forte acidité,il se produit dans le traite- ment par le bisulfite pur dans des récipients de réaction ouverts,un dégagement d'acide sulfureux.Un tel dégagement peut être évité par l'emploi( simultané ou non) de sul- fite.Bien s ouvent,
le bisulfite est l'agent le plus effi- cace.Dans .certains cas o'est le sulfite et parfois le mélange de sulfite et de bisulfite qui est le plus ap- proprié.On peut aussi introduire successivement un corps et un autre,et passer de l'un à l'autre.Par exemple on peut dans le cas d'un extrait fortement acide,commencer
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par le sulfite et peu à peu utiliser le bisulfite.Un tel traitement se terminant par l'action du bisulfite donne dans bien des cas,desproduits très actifs.Une augmenta- tion du degré de sulfitation et de l'efficacité résulte d'un traitement initial ou intermédiaire par les alcalis caustiques ou les carbonates alcalins.La nature des métaux combinés avec le sulfite ou le bisulfite(par exemple le sodium,le potassium ou un métal alcalino-ferreux)
a aussi une influence sur le résultat obtenu et l'on est porté à conclure à un effet catalytique agissant sur le mécanisme de la réaction.La nature spécifique de chaque extrait de tannage détermine le choix des méthodes de traitement les plus appropriées pour obtenir une sulfi- tation efficace par la voie la plus économique.
Le tableau suivant,relatif à des essais comparatifs por- tant sur le béton,montre les effets que des extraits de tannins sulfités exercent sur le béton,et ce tableau permet de comparer avec les effets des mêmes extraits non traités.
Les trois extraits de tannage différents étaient sulfités de la façon suivante(addition de sulfitation sur l'extrait de tannage supposé secà.
Extrait de châtaigne : Traitement pendant 15 heures aveo modérément sulfité: 18% d'un mélange de bisulfite de sodium et de'sulfite de sodium dans la proportion 2/1 à 102 degrés Extrait de quebracho Traitement pendant 28 heures avec sulfité moyennement: 25% d'un mélange de bisulfite de sodium et de sulfite de sodium dans la proportion de 4/1 à 100 degrés Extrait de mimosa Traitement pendant 35 heures avec fortement sulfite:
40% du mélange de bisulfite de so- dium et de sulfite de sodium dans la proportion 5/1 à 102 degrés Au moyen de ces produits secs d'extraits de tannage,on obtient des solutions à 10% avec addition de 0,5% d'hy- drowyde de sodium et en outre on prépare des solutions correspondantes avec l'agent de tannage hon traité.Le mélange de béton utilisé dans ces expériences contenait 300 kilos par mètre cube de ciment Portland 225 et des corps additionnels convenablement tamisés.A l'eau de
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gâchage on a ajouté exactement les quantités d'extraits de tannage qui correspondaient à 0,5 et 0,1% d'extrait de tannage sec(rapporté à la quanité de ciment).Dans tous les essais on travaille sur du béton ayant la même rigi- dité.
Essais comparatifs sur le béton dans le cas d'additions dtextraits de tannage non traités et sulfites plus ou moins fortement
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<tb> fité <SEP> 0,10 <SEP> 3,1 <SEP> 5h25m <SEP> 0,8 <SEP> 336
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4 <SEP> 298
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<tb> sulfite <SEP> 0,10 <SEP> 5,1 <SEP> 4hI5m <SEP> 1,4 <SEP> 344
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Les essais fournis par les essais ci-dessus font ressor- tir les propriétés avantageuses des extraits de tannages sulfités,telles qu'elles sont indiquées ci-après : Les produits sulfités réalisent une économie d'eau,appré- ciable augmentant avec le degré de sulfitationDe plus, ils déterminent des accroissements importants de résis- tance qui augmentent avec la anatité utilisée.
La formation de bulles d'air causée par les extraits de tannin est plus ou moins grande suivant la nature de l'ex- trait.
Des produits comme l'extrait de québracho sulfité se pré- tent à une formation limitée de bulles d'air. Les effets retardateurs de prise des produits sulfités sont notable- ment atténués.
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Comme on l'a découvert,les extraits de tannage sulfités permettent,dans une mesure déterminée,d'augmenter l'effica- cité d'autres corps additionnels pla stifiants et formant des bulles d'air,ce qui accroit la résistance à la pression et à la flexion,alors que cette résistance est souvent peu satisfaisante.En ce qui concerne l'économie d'eau,il suffit de très faibles quantités de 0,01 à 0,03% des substances propres à l'invention(rapportées à la quantité de ciment) pour réaliser une amélioration surprenante.Ces faibles quan- tités n'agissent pas beaucoup comme retardateurs et d'autre part on peut avec des quantités plus importantes obtenir dans une mesure déterminée l'effet retardateur désiré.
Evidemment, pour régler les conditions de prise,on peut aussi utiliser des accélérateurs comme le chlorure de calcium.
D'après la valeur désirée,du pouvoir de formation des bul- les d'air que possède l'agent plastifiant à combiner avec l'extrait de tannage sulfite, on peut .parmi les différents extraits,rechercher le produit qui n'influence pas le volume des bulles d'air ou le renforce,et il y a lieu de considé- rer l'effet (de freinage exercé par les alcalis et la chaux sur la formation de bulles d'air causée par l'extrait de tannage.
Un tel effet de dégagement d'air provient aussi d'autres substances comme les acides du soufre,les oxacides, les sulfoacides et corps analogues.la combinaison particu- lièrement efficace d'extrait de tannage avec le sulfoacide de lignine peut être modifiée dans tous les sens,relative- ment au volume des bulles d"air,par des extraits appropriés et la constance du volume de bulles d'air est particulière- ment recherchée.
Enfin,l'extrait de tannage aulfité est avantageux comme agent retardateur?Les produits conformes à l'invention peu- vent être 'utilisés en liaison avec des agents d'imperméabi- lisation et/ou d'autres corps pour l'amélioration de certai- nes propriétés du mortier ou du béton, des corps additionnels appropriés pouvant être utilisés avantageusement.
La présente invention est basée sur la constatation que les extraits de tannage sulfités exercent une action favorable sur le béton,elle s'applique à des produits bruts,particu- lièrement utilisables en grandes quantités et suivant de nombreuses variantes avec des frais de fabrication peu élevé
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Lesproduits fournis par un procédé connu comportant l'extraction effectives sur des plantes à l'aide d'une solution sulfitée fraîche,peuvent être utilisés comme salières premières de départ.Enfin,le traitement direct du bois ou d'écorces contenant des corps tannants con- duit à des produits utilisables conformément à la pré- sente invention.En utilisant des extraits de tannage
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très fortementf'-sulfités,
suivant une fabrication délicate et non encore suffisamment économique, on peut obtenir des résultats intéressants.Selon l'invention,on peut avoir recours à des produits résultant de la sulfitation d'extraits de tannin,quelle que soit la façon dont ces produits ont été obtenus.
Résumé
I) Un procédé destiné à améliorer des propriétés du mirtier et du béton,caractérisé en ce que le mortier ou le béton, , ou leurs constituants qui d'ailleurs peuvent contenir d'autres corps,sont additionnés d'extraits de tannage ayant subi un traitement de sulfitation au moyen de sul- fites et/ou de bisulfites solubles et éventuellement en présence de produits auxiliaires,ce traitement déterminant une dissolution,une réduction moléculaire et une sulfona- tion.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.