BE621096A - - Google Patents

Description

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  "Ciment auto-durcissant à basa de verre   soluble'    
On sait durcir des ciments à base de verre soluble au   moyen   des   sels   de   l'acide   silicofluorhydrique. 



   Ces   sels     présentent     1 'inconvénient   de pouvoir libérer de   l'acide     fluorhydrique   du ciment durci, sous l'action d'acides forte et de la   chaleur.     L'acide   fluorhydrique libéré nuit à l' adhésion des briques résistantes aux acides, qui ont été posées avec ce ciment, ou & l'adhésion du   ciment à   des métaux tels que le plomb, l'acier ou les acier.   spéciaux.   On a également cons- 

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 statué qu'au cours de distillations, l'acide fluorhydrique libéré est chassé du récipient revêtu de maçonnerie et et condeno sur      les parties plus froides de l'appareil où il provoque des corro- sions. 
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  On sait aussi ajouter des composés d'acide phol \'01'1 qUI à des cimenta A base de verre soluble, afin de renforcer It ci- ment et d'accélérer son durcissement. Il est connu de pim, qu' une addition d'acide phosphorique ou de   non   sale acides, en pré-   sence   de SiO2 tend à se comporter comme un ciment.

   
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 Pour durcir des cimenta 1 base de verre soluble, etout    1-dire   des mélanges de solutions de verre soluble et de charges Inertes, telles que les poudres de quarts, on à également proposé des anhydrides d'acides organiques, des   *stars   internes de   l'aci-   de glycolique et des amides d'acide gras, 
Or la demanderesse a constaté que le produit de conden- sation d'acide borique et d'acide phosphorique convient particu- 
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 lièrement bien pour le durcissement de cimenta à base de verre soluble et quil permet d'obtenir des propriétés excellentes, ur. qu'à présent inconnues pour ce genre de ciment. 
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  COl1l:úe produit de condensation on utilise avantageuse- ment celui qui a été obtenu à partir d'acide borique et d'acide phosphorique en un rapport molaire H 3 Ro- 3 1 H)PO". compris entre 0|Ô et 1,2, de préférence en un rapport molaire de 1,0* Conviennent particulièrement bien comme agents de dur- cissement, les produits d'acide borophosphori qua qui ont d'abord été préparés comme acides borophoarphoriques complètement solubles dans l'eau et qui ont ensuite été soumis A un traitement thermique. 



   Il y a avantage à préparer l'agent de durcissement, en   procédant, par exemple, de la manière suivante @ on mélange de   
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 l'acide borique (",B03) finement divisé et de l'acide ortho-phos- ';:.horiqu8 aqueux (",3P J,: à 70 à 100 %) en un rapport molaire H3BO 4 s Ii3PU compris -Mire environ 0,8 et 1,2, de préférence en un rapport 
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   Moitié   de 1,0, au moyen d'un agitateur à grande vitesse, pour obtenir une   pâte   qu'on sèche sous   vide   à   un*     température   d'en- viron 65 à 110 C, de préférence de 80 à 100 C. Le produit inter- médiaire ainsi obtenu constitue un acide   borophosphorique     complè-   tement soluble dans l'eau.

   Par calcination   à   une température su- périeure à 1000 C, le produit intermédiaire peut être transformé en   borophosphate   cristallisés complètement déshydraté.   Selon   1' invention il y a avantage,   toutefois, A   ne paa   transformer   com-   platement   l'acide   borophosphorique   ainsi obtenu en borophosphata cristallisé (BPO4), mais à effectuer la calcination à una   tempé-   rature d'environ 300 A 1000 C, de préférence 600 à 850 C.

   En   choisissant   la température de calcination convenable, on peut ajuster les propriétés de   l'agent   de durcissement de façon que le ciment à base de verre soluble selon l'invention réponde aux exigences qu'on lui impose dans chaque cas particulier, notamment, en ce qui concerne le temps de mise en oeuvre et le temps de   dur-   cissement (ou temps de prise). Etant donné que le produit de condensation obtenu de la manière qui vient d'être décrite ne constitue pas encore le borophosphate absolument anhydre (BPO4) mais peut contenir des groupes hydrogène. acide, il est désigné dans la suite du présent mémoire par "acide   borophosphorique   cal-   ciné".   



   Dans la préparation du ciment à base de verre soluble, selon l'invention, il y a avantage à utiliser l'agent de   durcisse-   ment en une quantité d'environ l à 10 % en poids, de préférence d'environ 1,5   à 4 %   en poids, rapportée au mélange constitué de charge inerte et de cet agent. 



   Comme charge inerte on utilise les substances ordinai- rement utilisées, pour les ciments auto-durcissants connus à base de verre soluble, par exemple la poudre de quarts, le kaolin, 1' argile, le spath lourd, etc ... 



   Comme silicate alcalin on utilise le silicate de soude et/ou le silicate de potasse, comme il est connu pour les ciments 

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   baise   de verre soluble. 



   Le cimant à base de verre soluble selon   l'invention     résiste   aux acides de concentrations   quelconque...   l'exception de l'acide fluorhydrique. A rencontre de tous les cimenta con-      nus, à base de verre soluble, le ciment selon l'invention offre   l'avant.age   de n'avoir pas besoin une foie durci, d'aucun traite. ment ultérieur réalisé à l'aide d'un acide ou d'une   solution   de silico-fluorure de magnésium, comme cela est nécessaire pour ce*   cimenta   connue. Les   cimente   selon l'invention une fois durcis sont déjà résistants à l'eau ayant une température quelconque, nana avoir été traités   ultérieurement.   



   Les exemples suivants illustrent la présente invention nana toutefois la limiter. Sauf mention spéciale, les quantités S'entendent en poids. 



   EXEMPLE 1. 



   Pour la préparation du produit de condensation d'acide borique et d'acide phosphorique servant d'agent de durcissement, on mélange intimement au moyen d'un agitateur à grande vitesse 371 grammes d'acide borique pur (H3BO3) finement divisé (passé par un tamis ayant une grandeur de mailles de 0,125 mm) avec 651 grammes d'acide phosphorique pur obtenu par dilution d'un acide polyphosphroique courant dans l'eau à une concentration de   90,4 %   de H3PO4' ce qui correspond à une densité de   1,749   à 25 C. Au cours du mélange, on ajoute environ 30 grammes d'eau, la tempe** rature du mélange étant 35 C environ. Le mélange ainsi obtenu a une consistance pâteuse. On le sèche pendant   24   heures à 95 C, dans des bottes plates et à l'intérieur d'une étuve à vide.

   On obtient une matière cassante, sous la forme de morceaux secs qu'on broie et qui constitue un acide   borophosphorique   complè- tement soluble dans l'eau. On calcine ensuite le produit   pen..   dant 1 heure à 700 C (dans les exemples suivants à des tempéra- tures différentes) et on le broie jusqu'à ce qu'une grosseur de particule inférieure à 0,5 mm. soit atteinte. 

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   On mélange intimement 2,5 parties de l'agent dit dur- cissement à base décide borophosphoriqieu ainsi obtenu, avec 2,5 parties de kaolin, 47,5 parties de poudre de quarts   W     10   et 47,5 parties de poudre de quarts CM, sur un dispositif de mélange ap-   proprié.   On mélange le mélange précédent, désigné dans la suite du présent mémoire par l'expression "poudre de ciment", avec 37 parties de silicate de soude contenant 75 parties de Na2O, 25,5 parties de SiO2 et   67   parties de H2O et ayant un poids spécifique de 1,33   (20*0)   et une   viscosité   d'environ 38 centipoises   (20*0),   de façon à obtenir un ciment plastique sans retassures, pouvant   , Être   bien travaillé. 



   Le tableau suivant montre le spectre granulométrique des charges inertes incorporées A la poudre de ciment, dans le présent exemple et dans les exemples   suivante.   

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    TABLEAU   
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<tb> Grandeur <SEP> de <SEP> maillas <SEP> Poudre <SEP> de <SEP> Poudre <SEP> de <SEP> Kaolin <SEP> Carbure <SEP> de <SEP> Spath <SEP> lourd
<tb> 
 
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 du tamis 3 , quartz W quartz Gii. silicium ¯=¯ 10. (fe) ±>w} fa) CJJS fa) O6 .. o 0.02 2,40 0,00. 20,20 0,00 0,-0,15 0,06 32,00 0,00 42,20 1.40 e,X5-o,io 0,30 '5tOO 0,02 28,45 3prflQ 0,10 - fi,08 2,88 3, 0,04 S,50 . 32,60 0,08-. 0,06 5'40 6,20 2,20 6,60 28,80 0,06 91,34 14'|40 S'I.74- 4,80 7.20 

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 Temps de saidse en oeuvre , 25 admîtes temps de durcissement 24 heurta. 



  Le ciment à base de verre soluble, obtenu de là mi nière ci-dessus décrit* sert, en premier lieu, gaz poser des bris que# anti-acides dans des tours de réaction susceptibles de contenir de l'acide ahlorhydr3que, de l'acide nitrique ou des sub- stances libérant ces acides. Les ciments durcis se distinguent par une grande   résistance     à   la   compression,     un*     bonne     adhésion   et par le fait que les   Joints   de la   maçonnerie   ne   mont   pas   iota-   
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 quêm par l'eau chaude ou froide, même ai l"eAU, au lieu d'un aci- de, est le promter agent à l'action duquel le récipient revêtu   cet exposés     EXEMPLE   2. 



     On   mélange   100   parties   d'une   poudre de ciment   composé*   de   1,7   partie   d'un   agent de durcissement, acide   borophosphorique   
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 calciné pendit 1 heure à 600*0, 2s3 parties de kaolin, 40,5 par- ties de   poudre   de quartz W 10 et 48,5 parties de poudre de quarts GM, avec 38 parties du silicate de soude utilisé dans l'exemple 1, de façon à obtenir un ciment plastique pouvant être bien travail- lé. Temps de mis en oeuvre 35 minutes ; temps de   durcisse-   ment   @     24   heures* 
EXEMPLE 3. 



   On mélange la poudre de ciment décrite dans l'exemple 
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 1 avec un silicate de potasse constitué de 11)2 % de K.,0, 2lr,â de 8102$ 64,3 gaz d'eau et ayant un poids spécifique de 1,32 de façon à obtenir un ciment plastique pouvant être bien travaillé, environ 37 parties du silicate de potasse étant exigées pour 100 parties de poudre de ciment. On utilise le ciment ainsi obtenu pour revêtir un récipient en acier destiné à recevoir de l'acide sulfurique. Temps de mise en oeuvre environ 25 minutes à 20 C; 
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 temps de durcissement ; environ 24 heures. 



  Le ciment durci   possède   une   résistance     excellente   aux 

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 acides et à l'eau. Il possède   aussi   une très bonne   adhésion   à   des   pièces   Métalliques,   adhésion qui n'est pas détériorée au cours de l'emploi du récipient. Aucune corrosion ne se produit à la   sur-   face de   contact     EXEMPLE   4. 



   D'une manière analogue à   celle     décrit*   dans les exem- ples précédents, on mélange 100 parties d'une pourdre de ciment constituée de 8,0 parties d'agent de durcissement, acide boro- phosphorique calciné pendant 1 heure à 950 C, 2,0 parti.. de kaolin, 35,0 parties de poudre de quarts W 10, 35,0 parties de poudre de quarts GM et   10,0   parties de carbure de   silicium,   avec   45   parties du silicate de potasse utilisé dans l'exemple 
3, de façon à obtenir un ciment plastique pouvant être   travail    le. Temps de miae en oeuvre ; 45 minutes ; temps de durcis-   sement :  : 48 heures. 



   Le ciment à base de verre soluble ainsi obtenu convient particulièrement bien pour des cas où une grande résistance$ aux acides et aux variations de température est exigée. 



   EXEMPLE 5. 



   On mélange 100 parties d'une poudre de ciment   consti-   tuée de 5,0 parties d'agent de durcissement, acide borophosphorique calciné pendant 1 heure à 850 C, 5,9 parties de poudre de spath lourd,   40,5   parties de poudre de quarts W 10, et   40,5   parties de poudre de quarts GM, avec 39 parties du silicate de soude utilisé dans l'exemple 1, de façon à contenir un ciment plastique. Temps de mise en oeuvre : 20 minutes ; temps de durcissement 18 heures. 



   Le ciment à base de verre soluble ainsi obtenu convient particulièrement bien pour des cas où une grande résistance aux acides et une bonne adhésion au verre ou à des surfaces vernissées ou émaillées sont exigées*

Claims (1)

1. RESUME.

   La présente invention comprend notamment @ 1 ) A titre de produit industriel nouveau, un ciment auto-durcissant à base de verre solubles consistant en un mélange d'une charge inerte, d'un agent de durcissement et d'un silicate alcalin, ciment à base de verre soluble qui contient, comme agent de durcissement, un produit de condensation:d'acide borique et d'acide phophorique, dans une quantité d'environ 1 à 10 % en poids, rapporté au mélange constitué d'une charge inerte et de cet agent.

   2 ) Un mode de réalisation du ciment auto-durcissant base de verre soluble spécifié nous 1 ), selon lequel le pro- duit de condensation ajouté comme agent de durcissement est ob- tenu à partir d'acide borique et d'acide phosphorique, en un rapport molaire H3BO3 :H3PO4 compris entre 0,8 et 1,2, de préfé- rence égal à l'unité.