CA3224273A1 - Bloc de beton compresse a faible masse surfacique comportant une matrice argileuse crue et methodes associees - Google Patents

Bloc de beton compresse a faible masse surfacique comportant une matrice argileuse crue et methodes associees Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un bloc de béton compressé comportant une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée et des granulats, ledit bloc de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2 L'invention propose en outre un procédé de préparation (100) d'un bloc de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - Mélanger (110) une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée, des granulats et de l'eau; - Placer (120) le mélange obtenu dans des moules; - Appliquer (140) une pression sur une surface du mélange moulé, de préférence la surface supérieure; - Retirer (160) les blocs de béton compressés des moules, de façon à obtenir un bloc de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2.

Description

Description TITRE : BLOC DE BETON COMPRESSE A FAIBLE MASSE SURFACIQUE
COMPORTANT UNE MATRICE ARGILEUSE CRUE ET METHODES ASSOCIEES
Domaine technique [0001] L'invention concerne le domaine de la construction et plus particulièrement celui des éléments de maçonnerie pouvant être utilisés en construction. En particulier, elle concerne un bloc de béton compressé comportant une matrice argileuse crue. En outre, l'invention concerne un procédé de préparation et d'utilisation du bloc de béton compressé.
Technique antérieure
[0002] Ci-après, nous décrivons l'art antérieur connu à partir duquel l'invention a été
développée.
[0003] Le ciment est la deuxième ressource la plus consommée au monde, avec plus de
4 milliards de tonnes produites chaque année dans le monde. Cette consommation est en constante augmentation, portée par la demande croissante de logements et d'infrastructures. Le ciment est notamment utilisé pour la fabrication d'éléments de maçonnerie tels que des blocs de béton manufacturés (abrégé BBM ou bloc de béton ). On comptabilise plus de 150 références de blocs de béton différents, en forme comme en composition. En particulier, la maîtrise d'oeuvre concevant les bâtiments prescrit des agglomérés de ciment tels que des blocs de béton manufacturés creux (abrégé agglo dans le langage courant ; aussi appelés parpaing). Il y a un intérêt particulier pour les blocs de béton manufacturés présentant une masse surfacique faible (e.g. inférieure à 600 kg/m2) tels que les blocs de béton manufacturés creux en remplacement de murs banchés car ils utilisent moins de matière pour une même surface de mur porteur. Ainsi, ils permettent une réduction significative de l'empreinte carbone CO2. En outre, les blocs de béton manufacturés sont parmi les éléments de maçonnerie, celui qui a le meilleur rapport qualité/prix.
[0004] Suivant les habitudes et spécificités régionales, les blocs les plus courants sont en béton de ciment ou en terre cuite. Majoritairement inerte, le bloc de béton de ciment est généralement composé de 87 % de granulats (pierres, graviers, sable) issus de carrières locales, de 7 % de ciment (calcaire et argile cuite) et de 6 % d'eau. Ils sont de poids moyen usuel entre 10 et 25 kg (ceux en ciment sont plus lourds que ceux en terre cuite mais les blocs de béton de ciment sont souvent creux). En outre, les blocs de béton comportent du ciment Portland ou des clinkers qui sont responsables d'émissions de CO2 dans l'environnement. Lorsqu'ils comportent de l'argile, celle-ci est cuite (type métakaolin), ce qui entraine là encore des dégagements de CO2 liés aux dépenses énergétiques nécessaires à cette cuisson.
[0005] Le ciment, généralement un ciment Portland, est un liant hydraulique qui, mélangé
à de l'eau, durcit et prend en masse. Après durcissement, le ciment conserve sa résistance ainsi que sa stabilité et cela même exposé à l'eau. Il existe une grande variété
de ciments utilisés par le monde. Néanmoins, tous les ciments conventionnels comportent un clinker à un pourcentage variant de 5 % pour certains ciments de hauts fourneaux à un minimum de 95 % pour le ciment Portland qui est le ciment aujourd'hui le plus utilisé par le monde. Le clinker résulte de la cuisson d'un mélange composé d'environ 80 %
de calcaire et de 20 % d'aluminosilicates (tels que des argiles). Cette cuisson, la clinkérisation, se fait généralement à une température de plus de 1200 C, un tel processus de préparation de ciments implique donc une forte consommation énergétique.
De plus, la conversion chimique du calcaire en chaux libère également du dioxyde de carbone. En conséquence, l'industrie du ciment génère environ 8% des émissions mondiales de CO2.
[0006] Face à ce défi, l'industrie et les chercheurs étudient les possibilités de réduire les émissions de dioxyde de carbone générées par l'industrie du ciment et en particulier par l'industrie des blocs de béton à faible masse surfacique. En effet, porté par leur facilité
d'utilisation, il est anticipé une croissance de plus de 5 % par an jusqu'à
2027 de la demande mondiale en blocs de béton manufacturés, pour atteindre un marché de plus de 2 milliards d'euros en 2027.
[0007] II a été récemment proposé, dans le domaine des bétons autoplaçants, de remplacer le ciment Portland par du metakaolin (Saand et al., 2019. Effect of metakaolin developed from Local Soorh on Fresh Properties and Compressive Strength of Self-Compacted Concrete. Engineering, Technology & Applied Science Research. Vol.
9, No.
6, 2019, 4901-4904; Saand et al., 2021. Effect of metakaolin developed from natural material Soorh on fresh and hardened properties of self-compacting concrete.
Innovative Infrastructure Solutions volume 6, Article number: 166). Toutefois, dans ces études, il apparait que le métakaolin (i.e. argile cuite), n'est pas en mesure de remplacer complètement le ciment Portland. Encore dans le domaine des bétons autoplaçants, il a été proposé de remplacer le béton à base de ciment Portland par des bétons à
base de déchets métallurgiques activés (Rosales et al., 2021 ; Alkali-Activated Stainless Steel Slag as a Cementitious Material in the Manufacture of Self-Compacting Concrete.
Materials 2021, 14, 3945.). Ici aussi, dans le cadre de cette étude récente, le ciment Portland n'a été remplacé qu'en partie. En outre, les bétons autoplaçants ont généralement un comportement différent des bétons utilisés pour la fabrication des blocs de bétons manufacturés et en particulier des blocs de bétons manufacturés à faible masse surfacique. Il a également été proposé de combiner de la terre argileuse avec des laitiers de haut fourneaux mais les briques produites nécessitaient des temps de cure très longs (< Engineering properties of unfired clay masonry bricks J.E. Oti et al.
Engineering Geology 107 (2009) 130-139).
[0008] La préparation d'éléments de maçonnerie à faible empreinte carbone s'est longtemps heurtée à l'incompatibilité entre l'absence de ciment Portland et des résistances mécaniques suffisantes pour prétendre à une large utilisation en construction.
Par exemple, la demande de brevet EP1997786 porte sur des plaques de parement à
base de plâtre contenant une proportion d'argile. Ici l'argile est proposée comme une charge pour la formation de matériaux présentant des résistances mécaniques bien trop faibles pour de nombreuses applications. Pour répondre à ce problème, il a déjà été
proposé d'utiliser des agents de défloculation en combinaison avec l'argile crue et un activateur de façon à pouvoir atteindre des valeurs de résistances suffisantes pour prétendre à une large utilisation en construction (W02020141285 et W02020178538).
Toutefois, ces publications ne présentent pas de solution pour la préparation de blocs de béton compressés présentant des masses surfaciques faibles (e.g. inférieure à

kg/m2).
[0009] En effet, les blocs de béton manufacturés à masse surfacique faible (e.g. inférieure à 600 kg/m2) sont formés au cours d'un procédé spécifique comportant l'utilisation d'un moule et une étape de compression. Pour améliorer le comportement du mélange pour bloc de béton compressé, en particulier lors de la conception de blocs de béton manufacturés présentant une masse surfacique réduite (e.g. présence de cavités), il est souvent utilisé des superplastifiants issus de l'industrie pétrochimique dont la production doit être prise en compte dans le calcul de l'empreinte carbone (Dawood et al.
2010.
Hollow block concrete units production using superplasticizer and pumicite.
Australian Journal of Civil Engineering. Volume 6, 2010 - Issue 1). Il a aussi été
proposé des composés d'origines naturelles mais ils n'étaient pas en mesure de remplacer complètement le ciment Portland (Samad et al., 2021. Strength properties of green concrete mix with added palm oil fibre and its application as a load-bearing hollow block.
10P Conf. Series: Materials Science and Engineering 1144 (2021) 012031).
Enfin, il a été

proposé d'ajouter des mélanges de cendres volantes en combinaison avec du Ciment Portland et des granulats recyclés (Posi et al. 2016 Preliminary Study of Pressed Lightweight Geopolymer Block Using Fly Ash, Portland Cernent and Recycled Lightweight Concrete. Key Engineering Materials. Vol. 718, pp 184-190). Toutefois, ces matériaux nécessitent également la présence de ciment Portland. C'est par exemple le cas de la demande de brevet W02008/003150 qui concerne le domaine des matériaux de construction isolants. Elle porte sur la préparation d'un matériau de construction bas carbone, non combustible, faible densité, et recyclable comportant du ciment.
Le matériau proposé présente des résistances à la compression de 4,75 kg/cm2. Cela étant trop faible pour de nombreuses applications.
[0010] Ainsi, le ciment Portland est un élément qui apparait incontournable dans la fabrication des blocs de bétons manufacturés présentant une masse surfacique réduite (e.g. inférieure ou égale à 600 kg/m2). Il existe donc un besoin pour des blocs de bétons manufacturés présentant une masse surfacique réduite, une faible empreinte environnementale et des propriétés mécaniques au moins équivalentes voire supérieures aux propriétés mécaniques des blocs de bétons couramment utilisés dans le domaine de la construction (tels que les blocs bétons définis dans les normes NF EN EN

3+A1/CN, NF DTU 20.1, NF DTU 20.13, NF EN 1996-1-1 et NF EN 1996-1-1/NA) d'une part et présentant une bonne compactabilité pour permettre un processus de fabrication industrialisable, d'autre part.
[0011] L'invention vise à pallier ces inconvénients.
[0012] L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. En particulier, l'invention a pour but de proposer un élément de maçonnerie, en particulier un bloc de béton compressé présentant une faible masse surfacique, de bonne propriété de compactabilité et une résistance à la compression compatible avec une utilisation dans le bâtiment.
[0013] L'invention a en outre pour but de proposer un procédé de préparation de tels blocs de béton compressés, ledit procédé présentant des émissions de CO2 réduites par rapport aux procédés de l'art antérieur.
Résumé de l'invention
[0014] L'invention vise à pallier ces inconvénients.
[0015] L'invention vise en particulier un bloc de béton compressé comportant une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée et des granulats, ledit bloc de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2.
[0016] En particulier, l'invention porte sur un bloc de béton compressé
susceptible d'être obtenu selon un procédé selon l'invention. De préférence, l'invention porte aussi sur un bloc de béton compressé obtenu selon un procédé selon l'invention. Comme cela sera détaillé, le bloc de béton compressé comporte une matrice argileuse crue, des oxydes métalliques et des granulats. En particulier, le bloc de béton compressé présente une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2 et une épaisseur d'au moins 15 cm.
[0017] La demanderesse a mis au point un procédé de préparation de blocs de béton compressés similaires à des blocs de béton manufacturés, mais produits à
partir d'un liant comportant de l'argile crue, de façon à en limiter l'empreinte carbone et présentant des propriétés de compactabilité rendant une industrialisation possible. En combinaison avec une composition d'oxydes métalliques calcinée, cette argile crue vient avantageusement remplacer le clinker, le ciment Portland ou encore l'argile cuite.
[0018] La demanderesse a en particulier développé un mélange spécifique, à
savoir la présence combinée d'argile crue avec des oxydes métalliques et un activateur, permettant de fabriquer des blocs de béton compressés présentant de bonnes performances.
Les inventeurs ont également développé un procédé de préparation d'un bloc de béton compressé qui permet, même en l'absence de défloculant, d'atteindre des valeurs de résistances mécaniques suffisantes, c'est-à-dire au moins égale à 40 kg / cm2.
[0019] Selon d'autres caractéristiques optionnelles du bloc de béton, ce dernier peut inclure facultativement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison :
- il présente une masse surfacique inférieure ou égale à 500 kg/m2, de préférence inférieure ou égale à 400 kg/m2, de préférence inférieure ou égale à 300 kg/m2, de préférence inférieure ou égale à 200 kg/m2. De tels blocs sont plus aisés à
manipuler en particulier pour construire rapidement des plans de mur, tels que des murs de façades ou des murs porteurs.
- Il comporte moins de 2 % en poids de ciment Portland.
- Il comporte moins de 2 % en poids de clin ker.
- Il présente une densité inférieure ou égale à 2000 kg/m3, de préférence inférieure ou égale à 1900 kg/m3, de façon plus préférée inférieure ou égale à 1800 kg/m3.
- Il comporte moins de 5 % en poids de matrice argileuse cuite.
- Il comporte au moins 2 % en poids de matrice argileuse crue, de préférence au moins 2,5 % en poids, de façon plus préférée au moins 3% en poids, et de façon encore plus préférée au moins 4% en poids de matrice argileuse crue.
- La matrice argileuse crue comporte au moins une argile sélectionnée parmi :
kaolinite, bentonite, Montmorillonite, Illite, Smectite, Chlorite, Muscovite, Hallocyte, Sepiolite, Attapulgite et Vermiculite.
- Au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à une terre excavée.
- Au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une D50 inférieure ou égale à 500 pm, de préférence inférieure ou égale à 250 pm, de façon plus préférée inférieure ou égale à 100 lm ou de façon encore plus préférée inférieure ou égale à 50 m. Cette argile crue broyée peut constituer une partie seulement de l'argile crue de la matrice argileuse crue et peut de préférence être combinée avec une autre argile crue présentant une D50 différente. Cela est avantageusement applicable dans le cadre de l'ajout d'une argile crue complémentaire lors de l'utilisation d'une terre excavée.
- Au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une D50 supérieure ou égale à 0,1 pm, de préférence supérieure ou égale à 1 pm, de façon plus préférée supérieure ou égale à 10 lm ou de façon encore plus préférée supérieure ou égale à 20 pm, de manière plus préférée, supérieure à 40 m.
- Au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une D50 comprise entre 10 pm et 500 [lm, de préférence comprise entre 15 rn et 200 lm, de façon plus préférée comprise entre 20 m et 100 pm ou de façon encore plus préférée comprise entre 20 pm et 50 m.
- Il comporte au moins 1 `)/0 en poids d'oxydes métalliques divalents, de préférence au moins 2% en poids, de façon plus préférée au moins 3% en poids. Cela peut permettre d'obtenir des blocs de béton compressé présentant une meilleure résistance mécanique à la compression.

Il comporte une composition d'activation alcaline. En particulier, il a été
formé à partir d'un liant comportant une composition d'activation alcaline.
- le rapport massique d'oxydes métalliques sur la matrice argileuse crue est compris entre 0,4 et 2,5.
- Les granulats comportent des granulats minéraux, les granulats minéraux étant de préférence sélectionnés parmi les fillers, des poudres, du sable, des gravillons, des graviers et leur combinaison. En particulier les granulats sont majoritairement, en poids, des granulats minéraux. Par exemple, les granulats sont composés à plus de 80% en poids de granulats minéraux.
- Il présente une ou plusieurs cavités d'un volume supérieur ou égale à 2 cm3, de préférence d'un volume supérieur ou égale à 4 cm3, de façon plus préférée d'un volume supérieur ou égale à 6 cm3, de façon encore plus préférée d'un volume supérieur ou égale à 8 cm3. Les volumes correspondent aux volumes individuels de chaque cavité.
- Il présente une ou plusieurs cavités, de préférence ladite ou lesdites cavités représentant un volume total d'au moins 30 % du volume total du bloc de béton compressé.
- Il comporte au moins 40 % en poids de granulats, de préférence de granulats minéraux, de préférence au moins 60% en poids, de façon plus préférée au moins 70% en poids, et de façon encore plus préférée au moins 80% en poids.
- Les granulats comportent un granulat biosourcé, le granulat biosourcé
étant de préférence sélectionné parmi le bois de préférence copeaux ou fibres, le chanvre, la paille, la chènevotte de chanvre, le miscanthus, le tournesol, le typha, le maïs, le lin, des balles de riz, balles de blé, du colza, des algues, du bambou, la ouate de cellulose, du tissu défibré et leur combinaison. En particulier les granulats sont majoritairement, en poids, des granulats végétaux. Par exemple, les granulats sont composés à plus de 60% en poids de granulats végétaux.
- Il comporte au moins 10 % en poids de granulats biosourcés, de préférence au moins 15% en poids, de façon plus préférée au moins 20% en poids, et de façon encore plus préférée au moins 35% en poids.
- Il présente une capacité de tampon hydrique (MBV), mesurée au plus tôt à
10 jours après fabrication, supérieure ou égale à 0,75, de préférence d'au moins 1.
- Il comporte un défloculant, de préférence un défloculant organique.
- le bloc de béton compressé présente une valeur de résistance à la compression à
7 jours, telle que mesurée par la norme NF EN 771-3, d'au moins 4 MPa.
- Il présente une valeur de résistance à la compression, telle que mesurée par un scléromètre selon la norme NF EN 13791/CN d'au moins 6 MPa.
[0020] Selon un deuxième objet, l'invention porte sur un procédé de préparation d'un bloc de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- Mélanger une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée, des granulats et de l'eau ;
- Placer le mélange obtenu dans des moules ;
- Appliquer une pression sur une surface du mélange moulé, de préférence sur la surface supérieure ; et - Retirer les blocs de béton compressés des moules de façon à obtenir des blocs de béton compressés présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2.
[0021] En particulier, l'invention porte sur un procédé de préparation de blocs de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- Mélanger une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée, des granulats et de l'eau ; au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une D50 inférieure ou égale à 500 [lm telle que déterminée selon la norme ASTM
D422-63;
- Placer le mélange obtenu dans des moules ;
- Appliquer une pression sur une surface du mélange moulé, de préférence la surface supérieure ; et - Retirer les blocs de béton compressés des moules.
[0022] Un tel procédé pourra utiliser avantageusement une matrice argileuse broyée présentant une D50 de préférence inférieure ou égale à 250 pm, de façon plus préférée inférieure ou égale à 100 pm telle que mesurée par les méthodes connues des personnes du métier telle que les méthodes décrites par ASTM D422-63 ou ASTM D6913-04.
Comme cela sera illustré cela peut permettre d'améliorer la résistance mécanique à la compression du bloc de béton compressé obtenu. En outre, cela permet d'homogénéiser la qualité des blocs produits et réduire les phénomènes de variations dimensionelles.
[0023] Cela permet d'obtenir des blocs de béton compressés présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2 et de préférence une résistance à
la compression à 7 jours supérieure à 0,5 MPa, telle que mesurée par la norme NF

3. La résistance à la compression du bloc de béton est avantageusement supérieure à 2 MPa, de préférence supérieure à 4 MPa lorsque les granulats sont des granulats minéraux. Lorsque les granulats sont des granulats végétaux, elle est de préférence supérieure à 0,5 MPa, et de façon plus préférée supérieure à 1 MPa.
[0024] Selon d'autres caractéristiques optionnelles du procédé, ce dernier peut inclure facultativement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison :
- l'étape de mélange comporte une étape de prémélange de la matrice argileuse crue et de la composition d'oxydes métalliques calcinée de façon à former un liant de construction. Cela permet de produire un liant homogène avec une argile bien répartie pour améliorer les performances du bloc. En particulier, l'étape de mélange peut comporter une étape d'hydratation de ce prémélange.
- le liant de construction est mélangé aux granulats et à l'eau lors de l'étape de mélange, de préférence à une teneur en liant de construction inférieure ou égale à
250 kg/m3 de volume de mélange. De préférence et comme les autres mesures, cette mesure est indiquée en poids sec.
- l'étape de mélange comporte en outre l'ajout d'une composition d'activation, de préférence une composition d'activation alcaline. Cet ajout d'une composition d'activation est de préférence réalisé lors de l'étape de prémélange. Cela permet de former un liant homogène qui sera ensuite mélangé aux granulats et à l'eau.
- l'étape de mélange comporte en outre l'ajout d'un défloculant, de préférence un défloculant organique. Cet ajout d'un défloculant est de préférence réalisé
lors de l'étape de prémélange. Cela permet de former un liant homogène qui sera ensuite mélangé aux granulats et à l'eau. Comme cela sera illustré dans les exemples, l'usage d'un défloculant permet de limiter la friabilité du bloc de béton compressé.
le rapport massique de la composition d'oxydes métalliques calcinée sur la matrice argileuse crue est compris entre 0,4 et 2,5.
- Il comporte une étape de cure des blocs de béton compressés obtenus, de préférence dans une chambre de cure.
- Il comporte en outre une étape de chauffage, entre 20 C et 90 C, de préférence entre 40 C et 80 C. Cette étape de chauffage est de préférence incluse lors d'une étape de cure qui peut être humide par exemple à plus de 80% d'humidité
relative.
Cela vise à faire durcir les blocs de béton compressés obtenus.
- L'étape de mélange comporte une extrusion du mélange.
- La matrice argileuse crue comporte au moins une argile sélectionnée parmi :
Kaolinite, Bentonite, Montmorillonite, Illite, Smectite, Chlorite, Muscovite, Hallocyte, Sepiolite, Attapulgite et Vermicu lite.
- La matrice argileuse crue comporte au moins une argile crue de la famille des smectites, et l'au moins une argile crue de la famille des smectites représente, plus de 20 % en poids de la matrice argileuse crue. Comme cela sera décrit, cela permet d'allier propriétés mécaniques et capacité de tampon hydrique.
- la matrice argileuse crue comporte au moins 50% en poids sec de kaolinite et/ou d'illite. Comme cela sera décrit, cela permet d'obtenir les meilleurs résultats en termes de rapidité de prise et de résistance mécanique à 20 heures.
- au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à une terre excavée.
- au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une D50 supérieure ou égale à 0,1 pm telle que mesurée par la norme ASTM D422-63. De préférence, elle présente une D50 supérieure ou égale à 1 ptm, de façon plus préférée supérieure ou égale à 10 gm ou de façon encore plus préférée supérieure ou égale à 20 pm, de manière plus préférée, supérieure à 40 pm. La D50 peut être mesurée par toute technique connue de la personne du métier comme ASTM 0422-63 ou ASTM D6913-04(2009).

au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une D50 comprise entre 10 prn et 500 pirn telle que mesurée par la norme ASTM D422-63. De préférence, elle présente une D50 comprise entre 15 'lm et 200 lm, de façon plus préférée comprise entre 20 lm et 100 grn ou de façon encore plus préférée comprise entre 20 pm et 50 pm. La D50 peut être mesurée par toute technique connue de la personne du métier comme ASTM
D422-63 ou ASTM D6913-04(2009).
- les granulats comportent des granulats minéraux, les granulats minéraux étant de préférence sélectionnés parmi les fillers, des poudres, du sable, des gravillons, des graviers, des agrégats fossilisés et leur combinaison.
- Le mélange comporte au moins 40 % en poids de granulats minéraux, de préférence au moins 60% en poids, de façon plus préférée au moins 70% en poids, et de façon encore plus préférée au moins 80% en poids.
- les granulats comportent des granulats biosourcés, les granulats biosourcés étant de préférence sélectionnés parmi le bois, de préférence copeaux ou fibres, le chanvre, la paille, la chènevotte de chanvre, le miscanthus, le tournesol, le typha, le maïs, le lin, des balles de riz, balles de blé, du colza, des algues, du bambou, la ouate de cellulose, du tissu défibré, et leur combinaison.
- Le mélange comporte au moins 10 c/o en poids de granulats biosourcés, de préférence au moins 15 % en poids, de façon plus préférée au moins 20 % en poids, et de façon encore plus préférée au moins 35 % en poids.
[0025] Selon un troisième objet, l'invention porte sur une utilisation d'un bloc de béton compressé selon l'invention pour la réalisation d'ouvrages maçonnés ; en complément avec un mortier qui peut avantageusement être formulé à partir d'un liant à
base d'argile crue, de façon préférée un liant comportant au moins 20% en poids d'argile cru tel que ceux définis dans les W02020141285 et W02020178538.
[0026] Selon un quatrième objet, l'invention porte sur un ouvrage maçonné
comportant une pluralité de blocs de béton compressé selon l'invention. L'ouvrage maçonné
selon l'invention pourra par exemple prendre la forme d'un mur de façade ou d'un mur porteur.
Brève description des dessins
[0027] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés, donnés à titre illustratif et nullement limitatif.
La figure 1 représente un schéma d'un procédé de préparation d'un élément de construction selon l'invention, de préférence d'un bloc de béton compressé.
La figure 2 représente une illustration de blocs de béton compressé selon la présente invention.
La figure 3 représente une illustration de blocs de béton compressé selon la présente invention.
[0028] Les figures ne respectent pas nécessairement les échelles, notamment en épaisseur, et ce à des fins d'illustration.
[0029] Des aspects de la présente invention sont décrits en référence à des organigrammes et / ou à des schémas fonctionnels de procédés, d'appareils (systèmes) et de produits de programme d'ordinateur selon des modes de réalisation de l'invention.
[0030] Sur les figures, les organigrammes et les schémas fonctionnels illustrent l'architecture, la fonctionnalité et le fonctionnement d'implémentations possibles de systèmes, de procédés et de produits selon divers modes de réalisation de la présente invention. A cet égard, chaque bloc dans les organigrammes ou blocs-diagrammes peut représenter un système, ou un dispositif. Dans certaines implémentations, les fonctions associées aux blocs peuvent apparaître dans un ordre différent que celui indiqué sur les figures. Par exemple, deux blocs montrés successivement peuvent, en fait, correspondre à des actions réalisées sensiblement simultanément. Chaque bloc des schémas de principe et / ou de l'organigramme, et des combinaisons de blocs dans les schémas de principe et / ou l'organigramme, peuvent être mis en uvre par des systèmes matériels spéciaux qui exécutent les fonctions ou actes spécifiés.
Description des modes de réalisation
[0031] Ci-après, nous décrivons un résumé de l'invention et le vocabulaire associé, avant de présenter les inconvénients de l'art antérieur, puis enfin de montrer plus en détail comment l'invention y remédie.
[0032] Dans la suite de la description, le terme % en poids en lien avec l'élément de maçonnerie, ou bien en lien avec le bloc de béton compressé, doit être compris comme étant une proportion par rapport au poids sec de l'élément de maçonnerie ou du bloc de béton compressé. Le poids sec correspond au poids avant l'addition d'eau par exemple nécessaire à la formation de l'élément de maçonnerie. Lorsque les valeurs de %
en poids sont données sous la forme d'intervalles, les bornes sont comprises.
[0033] On entend par matrice argileuse , un ou plusieurs matériaux rocheux à base de silicates hydratés ou d'aluminosilicates de structure lamellaire, ladite matrice argileuse étant composée de particules fines provenant en général de l'altération de silicates à charpente tridimensionnelle, tels que les feldspaths. Une matrice argileuse peut ainsi comporter un mélange de tels matériaux rocheux pouvant par exemple consister en de la kaolinite, de l'illite, de la smectite, de la bentonite, de la chlorite, de la vermiculite, ou leurs mélanges.
[0034] Par béton , il faut comprendre un mélange de granulats, éventuellement de sable, avec un liant de construction (par exemple du ciment) et de l'eau, ayant fait prise.
Ainsi, un bloc de béton peut correspondre au sens de l'invention à un élément constructif formé à partir d'un mélange de granulat, minéraux ou végétaux, dont éventuellement du sable, de liant de construction et d'eau.
[0035] L'expression matrice argileuse crue correspond au sens de l'invention à une matrice argileuse n'ayant pas subi d'étape de calcination. En particulier, c'est-à-dire qu'elle n'a fait l'objet d'aucun traitement thermique préalable. Par exemple, cela correspond à une matrice argileuse n'ayant pas subit une montée en température supérieure à 300 C, de préférence supérieure à 200 C et plus préférentiellement une température supérieure à
150 C. En effet, la matrice argileuse crue peut subir une étape de chauffage nécessitant une montée en température généralement sensiblement égale ou inférieure à 150 C mais pas d'étape de calcination. Une matrice argileuse crue peut de préférence comporter un mélange de matériaux rocheux pouvant par exemple comporter de la kaolinite, de l'illite, de la smectite, micas tels que la muscovite, de la bentonite, de la chlorite, de la vermiculite, ou leurs mélanges.
[0036] Au sens de l'invention, un agent défloculant , défloculant ou agent de défloculation , peut correspondre à un composé capable de dissocier des agrégats et des colloïdes notamment en suspension aqueuse. Des agents défloculant ont par exemple été
utilisés dans un contexte de forage ou d'extraction pétrolière pour rendre l'argile plus fluide et faciliter l'extraction ou le forage.
[0037] L'expression composition d'oxydes métalliques peut se référer au sens de l'invention à une composition comportant des oxydes métalliques tels que des aluminates.
En particulier, la composition d'oxydes métalliques comporte plus de 25 % en poids d'oxydes métalliques, de préférence plus de 30 % en poids d'oxydes métalliques, de façon plus préférée plus de 40 % en poids d'oxydes métalliques et de façon encore plus préférée plus de 45 % en poids d'oxydes métalliques. Par exemple, la composition d'oxydes métalliques comporte plus de 2 `)/0 en poids d'aluminate, de préférence plus de 5% en poids d'aluminate, de façon plus préférée plus de 7% en poids d'aluminate et de façon encore plus préférée plus de 10 % en poids d'aluminate. En outre, les oxydes métalliques peuvent correspondre à, ou comporter, des oxydes d'alcalinoterreux. Par exemple, la composition d'oxydes métalliques peut comporter plus de 10 % en poids d'oxyde de calcium, de préférence plus 20 % en poids d'oxyde de calcium, de façon plus préférée plus 25 % en poids d'oxyde de calcium et de façon encore plus préférée plus de 30 `3/0 en poids sec d'oxyde de calcium. La composition d'oxydes métalliques peut comporter des espèces chimiques n'étant pas des oxydes métalliques. Par exemple, la composition d'oxydes métalliques peut comporter des oxydes de métalloïdes avec par exemple plus de 10 % en poids d'oxyde de métalloïdes, de préférence plus 20 A en poids d'oxyde de métalloïdes, de façon plus préférée plus 25 % en poids d'oxyde de métalloïdes et de façon encore plus préférée plus de 30 % en poids d'oxyde de métalloïdes. Ces concentrations massiques peuvent être aisément mesurées par l'homme du métier utilisant les techniques classiques de dosage des oxydes métalliques ou des oxydes de métalloïdes. En particulier, l'expression composition d'oxydes métalliques se réfère à une composition comportant plus de 50%, de préférence plus de 70%, de façon plus préférée plus de 80% et de façon encore plus préférée plus de 90% d'oxydes métalliques et/ou d'oxydes de métalloïdes, dont des aluminates. De préférence, une composition d'oxydes métalliques correspondra à un laitier issu de la métallurgie, tel qu'un laitier de hauts fourneaux ou encore à des cendres volantes. Comme cela sera détaillé par la suite, la composition d'oxydes métalliques est de préférence une composition d'oxydes métalliques calcinée. C'est-à-dire qu'elle a subi une étape à haute température. Cette étape à haute température peut être naturelle ou artificielle, dans ce cas, il s'agit d'un traitement à haute température.
L'étape à haute température peut par exemple correspondre à un traitement à une température supérieure ou égale à 500 C, de préférence supérieure ou égale à 750 C et de façon plus préférée supérieure ou égale à 900 C ; et de façon encore plus préférée supérieure à
1000 C. La composition en oxydes métalliques d'une composition ou d'un élément de construction peut être déterminée par diffractométrie par rayon X ( X-ray Diffraction-Based Quantification of Amorphous Phase in Alkali-Activated Blast Furnace Slag June 2021 Advances in Civil Engineering Materials ; Iron speciation in blast furnace slag cements Cernent and Concrete Research, Volume 140, February 2021, 106287).
[0038] Le terme liant ou liant de construction au sens de l'invention peut être compris comme une formulation permettant d'assurer l'agglomération de matériaux entre eux, notamment lors de la prise, puis du durcissement d'un matériau de construction. Ainsi, il permet en particulier d'assurer l'agglomération du sable et autres granulats avec les constituants du liant. Le liant selon l'invention est en particulier un liant hydraulique, c'est-à-dire que le durcissement se fait au contact de l'eau.
[0039] L'expression ciment Portland correspond à un liant hydraulique composé
principalement de silicates de calcium hydraulique dont la prise et le durcissement est rendue possible par une réaction chimique avec de l'eau. Le ciment Portland contient généralement au moins 95% de clinker et au maximum 5% de constituants secondaires tels que des alcalis (Na2O, K20), de la magnésie (MgO), du gypse (CaSO4 - 2 H20) ou encore diverses traces de métaux.
[0040] L'expression valeur de tampon hydrique ou MBV pour moisture buffer value selon une terminologie anglo-saxonne, représente la capacité d'un matériau à
échanger de l'humidité avec son environnement. Elle permet d'estimer le comportement hygrothermique dynamique du matériau en question et est utilisée pour déterminer le confort thermique dans le domaine de la construction et plus particulièrement la régulation de l'humidité intérieure d'une pièce ou d'un bâtiment. Par exemple dans le cadre d'un bloc de béton compressé, la MBV sera relative au béton constitutif du bloc et non sur le bloc dans sa globalité. La MBV s'exprime en g/m2.%HR et indique la quantité moyenne d'eau qui est échangée par sorption ou désorption lorsque les surfaces du matériau sont soumises à des variations d'humidité relative (HR) sur un temps donné. La valeur de tampon hydrique peut être mesurée par toute méthode connue par la personne du métier.
Par exemple, la personne du métier pourra se référer à la méthode décrite dans Durability and hygroscopic behaviour of biopolymer stabilised earthen construction materials Construction and Building Materials 259 (2020). En particulier, les échantillons (béton pour bloc de béton compressé selon l'invention) pourront être placés dans une enceinte climatique à 23 C et 33% d'humidité relative et sont laissés jusqu'à avoir une masse constante (par exemple une enceinte climatique modèle MHE 612). Dans ces conditions, les échantillons sont équilibrés après 15 jours de stockage. On expose ensuite les échantillons à des cycles d'humidité élevée (75% HR pendant 8h) puis un cycle d'humidité
relative basse (33% HR pendant 16h). Les échantillons sont pesés à intervalles réguliers avec une balance de laboratoire précise à 0,01g. Après deux cycles stables, les échantillons sont sortis de l'enceinte climatique.
[MATH 1]
\Ili W\r Nil où Am est le changement de masse de l'échantillon dû au changement d'humidité
relative, S est la surface d'exposition totale et A /0 HR est la différence entre les niveaux d'humidité.
[0041] Le terme sensiblement égale au sens de l'invention correspond à une valeur variant de moins de 20 % par rapport à la valeur comparée, de préférence de moins de %, de façon encore plus préférée de moins de 5 Y0.
[0042] L'expression terre argileuse excavée correspond au sens de l'invention à une terre argileuse obtenue suite à une étape où le sol a été creusé par exemple au cours d'opérations de régalements et/ou de terrassements, en vue de construire, bâtir ou remblayer. En particulier, au sens de l'invention, la terre argileuse excavée peut être ou non déplacée hors du site de production. De façon préférée et selon un avantage de l'invention, la terre excavée est utilisée sur le site de production ou à une distance inférieure à 200 km, de préférence inférieure à 50 km. En outre, avantageusement, la terre argileuse excavée dans le cadre de l'invention est une terre argileuse excavée crue, c'est-à-dire qu'elle n'a pas subi d'étape de calcination. En particulier, c'est-à-dire qu'elle n'a fait l'objet d'aucun traitement thermique préalable. Par exemple, cela correspond à une terre argileuse n'ayant pas subit une montée en température supérieure à 300 C, de préférence supérieure à
200 C et plus préférentiellement une température supérieure à 150 C. En effet, la terre argileuse crue peut subir une étape de séchage nécessitant une montée en température généralement sensiblement égale à 150 C mais pas d'étape de calcination. Une étape de calcination pourra par exemple correspondre à un traitement thermique à plus de 600 C
pendant plusieurs secondes. L'argile telle qu'utilisée conventionnellement présente un profil granulométrique relativement constant avec des tailles inférieures à 2 m. Une terre argileuse excavée peut présenter différents profils granulométriques. Dans le cadre de l'invention, une terre argileuse excavée pourra comporter des particules de taille supérieure à 2 m, de préférence supérieure à 20 m, de préférence supérieure à 50 m et par exemple supérieure à 75 [lm telle que déterminée selon la norme ASTM D422-63.
De préférence, la terre argileuse excavée ne comporte pas de granulat de taille supérieure à 2 cm telle que déterminée selon la norme NF EN 933-1.
[0043] Le terme clin ker se rapporte à un constituant du ciment et provient de la cuisson d'un mélange composé de sensiblement 80 % de calcaire et 20 %
d'aluminosilicates (tels que des argiles). Cette cuisson, la clinkérisation, se fait généralement à une température de plus de 1200 C, particulièrement énergivore et générant de fortes émissions de gaz à
effet de serre. Le clinker est généralement moulu puis additivé avec des laitiers de hauts-fourneaux afin de produire du ciment.
[0044] Le terme D50 correspond au diamètre médian pour lequel 50% (en volume ou en masse, de préférence en volume) des grains, particules, granulats ou sédiments ont une taille inférieure à un diamètre donné. A titre d'exemple, si D50 = 5,8 mm, alors 50 % des particules de l'échantillon (en volume ou en masse, de préférence en volume) sont supérieures à 5,8 mm et 50 % sont inférieures à 5,8 mm. D50 est généralement utilisé pour représenter la taille des particules d'un groupe de particules. La D50 peut être mesurée par toute méthode connue de la personne de métier. La D50 est de préférence mesurée selon la norme ASTM D422-63 ou selon la norme ASTM D6913-04(2009).
[0045] L'expression masse surfacique peut se rapporter au sens de l'invention à une masse par unité de surface. Son unité de mesure dans le Système international d'unités est le kilogramme par mètre carré (kg/m2 ou kg m-2). Dans le cadre de l'invention, elle permet d'exprimer la masse des blocs de béton compressés en fonction de la surface de construction concernée (e.g. la surface d'un pan de mur). Par exemple, un bloc de béton compressé selon l'invention de 20*20*50 présentera une surface de 1000 cm2. Il faudra donc 10 blocs de béton compressé pour faire 1 m2 de surface. Si les blocs de béton compressé pèsent 20 kg chacun alors la masse surfacique des blocs de béton compressé
selon l'invention sera de 200 kg/m2.
[0046] Le terme densité peut se rapporter au sens de l'invention au rapport de la masse d'un bloc de béton compressé par rapport à son volume. Ici est en particulier considéré la masse du béton utilisé par rapport à son volume.
[0047] Le domaine de la construction se doit d'évoluer pour optimiser sa productivité tout en répondant aux enjeux sociétaux et environnementaux. Dans ce contexte, les laboratoires de recherche et les industriels ont proposé des mélanges pour blocs de bétons compressés comportant des quantités réduites en ciment Portland.
Toutefois, ces mélanges comportaient toujours au moins 2 A, en poids de ciment Portland.
[0048] En effet, même lors de l'utilisation de cendres volantes activées pour des bétons autoplaçants, les mélanges comportaient au moins 300 kg/m3 de ciment Portland.
Cela permettait de conserver des qualités de compaction des blocs, et de compactabilité du béton.
[0049] Pourtant, il devient urgent de réduire l'empreinte carbone du secteur de la construction et la suppression du ciment Portland des blocs de bétons compressés pourrait permettre d'accélérer la transition du secteur. Pour répondre à cela, les inventeurs ont mis au point de nouveaux blocs de béton compressés à masse surfacique réduite et pouvant se passer de la présence de ciment Portland tout en présentant des qualités élevées de compaction.
[0050] Ainsi, l'invention porte en particulier sur un bloc de béton compressé
comportant une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée et des granulats. En outre, ce bloc de béton compressé présente avantageusement une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2.
[0051] Comme cela sera présenté dans les exemples, un bloc de béton compressé
selon l'invention présente une quantité élevée de matrice argileuse crue, une résistance mécanique à 7 jours généralement supérieur ou égale à 20 kg/cm2, de préférence supérieur ou égale à 30 kg/cm2, de façon plus préférée supérieur ou égale à 40 kg / cm2 mesurée selon la norme NF EN 771-3/CN, et pour certains mode de réalisation, une MBV
supérieure à 0,7, de façon préférée supérieure à 1, et de façon plus préférée supérieur à
1,3 et de façon encore plus préférée supérieur à 1,5.
[0052] Nous allons présenter en détails les caractéristiques générales et préférées de chacun des constituants d'un bloc de béton compressé selon l'invention. Ces modes de réalisation sont aussi bien applicables au bloc de béton compressé selon l'invention qu'aux autres aspects de la présente invention tels que les procédés de préparation selon l'invention, le bâtiment intégrant un élément de maçonnerie selon l'invention ou encore l'utilisation d'un élément de maçonnerie selon l'invention.
[0053] Selon un premier aspect, l'invention porte sur un élément de maçonnerie et en particulier sur un bloc de béton compressé. En outre, l'invention porte sur un élément de maçonnerie obtenu, ou susceptible d'être obtenu, à partir d'un procédé de préparation selon la présente invention.
[0054] De façon préférée, l'élément de maçonnerie pourra présenter une largeur d'au moins 5 cm, une hauteur d'au moins 15 cm et une longueur d'au moins 30 cm.
Ainsi, l'élément de maçonnerie ou bloc de béton compressé, pourra prendre la forme de claustras.
[0055] L'élément de maçonnerie pourra également présenter une largeur (ou épaisseur) d'au moins 10 cm, de façon préférée d'au moins 15 cm, de façon plus préférée d'au moins 20 cm. Par exemple, le bloc de béton compressé pourra prendre une forme de parpaing de sensiblement 50 x 20 x 15 cm ou encore 50 x 20 x 20 cm. Ainsi, l'élément constructif pourra être utilisé pour réaliser des murs extérieurs. En fonctionnement de la construction envisagée, les murs formés avec les éléments de maçonnerie pourront être des murs porteurs ou pourront être couplés à une ossature poteaux-poutres, par exemple en bois ou en béton armé.
[0056] Alternativement, l'élément de maçonnerie pourra prendre la forme de briques avec par exemple les dimensions suivantes largeur d'au moins 5 cm, une hauteur d'au moins 5 cm et une longueur d'au moins 20 cm.
[0057] Comme cela a été évoqué et comme cela sera illustré dans les exemples, avantageusement l'élément de maçonnerie ne comporte pas de ciment Portland.
Toutefois, l'élément de maçonnerie resterait nouveau par rapport à la littérature s'il comportait contrairement aux solutions proposées pour des blocs de béton compressés de faible quantité de ciment Portland. Ainsi, l'élément de maçonnerie ne comporte pas de ciment Portland ou il comporte par exemple moins de 5 % en poids de ciment Portland, de préférence moins de 4 % en poids de ciment Portland, de façon plus préférée moins de 2 %
en poids de ciment Portland, et de façon encore plus préférée moins de 1 % en poids de ciment Portland (i.e. de 0% à < 1%).
[0058] De la même façon, avantageusement l'élément de maçonnerie ne comporte pas de clinker. Toutefois, l'élément de maçonnerie resterait nouveau par rapport à la littérature s'il comportait contrairement aux solutions proposées pour des blocs de béton compressés de faible quantité de clinker. Ainsi, l'élément de maçonnerie ne comporte pas de clinker ou il comporte par exemple moins de 5 % en poids de Clinker, de préférence moins de 4 % en poids de Clinker, de façon plus préférée moins de 2 `)/0 en poids de Clinker, et de façon encore plus préférée l'élément de maçonnerie comporte moins de 1 /c. en poids de Clinker (i.e. de 0% à < 1%).
[0059] L'argile cuite a été proposée en remplacement du ciment Portland.
Toutefois, l'argile cuite nécessite des étapes de montées en température ayant un impact sur l'empreinte carbone du matériaux l'incorporant. Ainsi, avantageusement l'élément de maçonnerie ne comporte pas d'argile cuite. En particulier, l'élément de maçonnerie ne comporte pas d'argile cuite ou il comporte par exemple moins de 5 % en poids d'argile cuite, de préférence moins de 4 % en poids d'argile cuite, de façon plus préférée moins de 2 % en poids d'argile cuite, et de façon encore plus préférée l'élément de maçonnerie comporte moins de 1 % en poids d'argile cuite (i.e. de 0% à < 1%).
[0060] De façon préférée, l'élément de maçonnerie selon l'invention présente une valeur de résistance à la compression sur cylindres à 7 jours, telle que mesurée par la norme NF
EN 771-3, d'au moins 4 MPa.
[0061] De façon préférée, l'élément de maçonnerie selon l'invention présente une valeur de résistance valeur de résistance à la compression à partir de mesures d'indice sclérométriques, telle selon la norme NF EN 13791/CN, d'au moins 10 MPa, de préférence 12, de manière encore plus préférentielle 15 MPa.
[0062] Comme cela sera présenté dans les exemples, l'élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé, présente une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2. Une telle masse surfacique en combinaison avec la présence d'argile crue, permet de réduire l'empreinte carbone d'une construction à base d'un élément de maçonnerie selon l'invention.
[0063] De façon préférée, la masse surfacique de l'élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé, est inférieure ou égale à 400 kg/m2, de façon plus préférée inférieure ou égale à 300 kg/m2, de façon plus préférée inférieure ou égale à 200 kg/m2.
[0064] De façon préférée, la masse surfacique de l'élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé, est supérieure ou égale à 20 kg/m2.
[0065] Par exemple, la masse surfacique de l'élément de maçonnerie selon l'invention peut être comprise entre 10 kg/m2 et 600 kg/m2, de façon préférée entre 20 kg/m2 et 500 kg/m2, et de façon encore plus préférée 30 kg/m2 et 400 kg/m2.
[0066] Outre une masse surfacique faible, le béton constituant un bloc de béton compressé
selon l'invention pourra présenter une densité réduite par rapport à d'autres blocs de bétons compressés. En particulier, le béton qui constitue le bloc de béton compressé
selon l'invention pourra présenter une densité inférieure ou égale à 2000 kg/m3, de préférence inférieure ou égale à 1900 kg/m3, de façon plus préférée inférieure ou égale à
1800 kg/m3.
[0067] En particulier, l'élément de maçonnerie selon l'invention pourra présenter une ou plusieurs cavités. En effet, la masse surfacique d'un élément de maçonnerie selon la présente invention pourra être atteinte par la présence de granulat de très faible densité ou par la présence d'une ou de plusieurs cavités. Ces présences de granulat de très faible densité ou d'une ou de plusieurs cavités nécessitent de bonnes propriétés de compaction permises par la présente invention.
[0068] De préférence, la ou les cavités présentent un volume total d'au moins 30 % du volume total de l'élément de maçonnerie tel que défini par les plans formant la périphérie de l'élément de maçonnerie. De façon plus préférée, la ou les cavités présentent un volume total d'au moins 45 % du volume total de l'élément de maçonnerie et de façon encore plus préférée d'au moins 60 % du volume total.
[0069] La ou les cavités pourront être des cavités ouvertes ou des cavités fermées. De façon préférée, les cavités présenteront une seule ouverture. De façon plus préférée, l'élément de maçonnerie comportera plusieurs cavités ouvertes, lesdites cavités ouvertes présentant de préférence une seule ouverture. Alternativement, l'élément de maçonnerie comportera plusieurs cavités fermées.
[0070] Comme cela a été mentionné, l'élément de maçonnerie selon la présente invention comporte une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée et des granulats. En particulier, l'élément de maçonnerie selon la présente invention a été formé
à partir d'une matrice argileuse crue, d'une composition d'oxydes métalliques calcinée et de granulats. Ainsi, un élément de maçonnerie selon la présente invention comportera de façon logique une matrice argileuse crue, des oxydes métalliques et des granulats. Ces éléments seront détaillés ci-après.
[0071] Matrice argileuse crue
[0072] La matrice argileuse crue peut par exemple comporter au moins une espèce minérale sélectionnée parmi : Illite, Kaolinite, Smectite, Bentonite, Vermiculite, Chlorite, Muscovite, Halloysite, Sépiolite, et Attapulgite. La famille des smectites comporte notamment les montmorillonites et la bentonite.
[0073] De façon préférée, la matrice argileuse crue comporte au moins deux types d'argiles sélectionnés parmi : Illite, Kaolinite, Smectite, Bentonite, Vermiculite, Chlorite, Muscovite, Halloysite, Sépiolite, et Attapulgite. Cela inclut les argiles dites interstratifiées qui sont des combinaisons complexes de plusieurs argiles. Encore plus préférée, la matrice argileuse crue comporte au moins une espèce minérale sélectionnée parmi : Kaolinite, Illite, Smectite, Bentonite, Chlorite et Vermiculite.
[0074] Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéristiques chimiques de ces espèces minérales.
[Tableau 1]
Type d'argile Composition Illite (K,H30)(AI,Mg,Fe)2(Si,A1)4010[(OH)2,(H20)]
Smectite (Na,Ca)0,0(AI,Mg)2Si4010(OH)2, n Kaolinite Al2Si205(OH)4 Matrice Bentonite (Na,Ca)0,3(AI,Mg)2Si4010(OH)2 Argileuse Vermiculite (Mg,Ca)0,7(Mg,Fe,A1)6(AI,Si)8022(OH)4, n H20 Crue Chlorite (Fe,Mg,A1)6(Si,A1)4010(OH)8 Muscovite KAl2(AlSi3010) (OH,F)2 Halloysite Al2Si205(OH)4 Sépiolite Mg4Si6015(OH)2, n H20 Attapulgite (Mg,A1,Fe3)5[Si8020](OH)2 (0H2)4 n
[0075] Comme cela a été exposé, selon un mode préféré, un liant de construction puis un élément de maçonnerie selon l'invention comportera au moins deux types d'argile différents et comportera de la smectite, de la kaolin ite, et/ou de l'illite.
[0076] Le type d'argile pourra être déterminé par les méthodes connues de la personne du métier. En particulier, il sera possible d'utiliser de la diffractométrie des rayons X. Par exemple les conditions suivantes pourront être utilisées :
- Appareillage : Diffractomètre, par exemple un BRU KER D8 ADVANCE
(Géométrie Bragg-Brentano) ; par exemple présentant les réglages suivants : Tube au Cuivre (A Ka1 1.54 Å) Puissance du générateur : 40 kV, 40 mA ; Optiques primaires :
fente fixe 0.16' ; fente de Soller 2.5 ; Optique secondaire : fente de Soller 2.5 ;
Détecteur LynXeye XE-T
- Paramètres d'acquisition :Balayage de 4 à 90 20 ; Vitesse de balayage de 0,03 20/seconde, Temps de comptage : 480 secondes par pas ; Echantillon tournant.
[0077] Par exemple, un élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé selon l'invention, comprend au moins 1 % en poids de matrice argileuse crue, de façon préférée au moins 2 % en poids de matrice argileuse crue, de façon plus préférée au moins 3 A. en poids de matrice argileuse crue et de façon encore plus préférée au moins 4 % en poids de matrice argileuse crue, par exemple, au moins 5 % en poids de matrice argileuse crue ou au moins 10 `)/0 en poids de matrice argileuse crue.
Les inventeurs ont en particulier réussi à produire des blocs de béton compressés présentant un aspect visuel amélioré par rapport à des blocs de béton compressés classiques grâce à
l'ajout d'une matrice argileuse crue. En outre, un liant utilisé pour former un élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé selon l'invention, pourra comporter au moins 5 % en poids de matrice argileuse crue, de façon préférée au moins 10% en poids de matrice argileuse crue, de façon plus préférée au moins 15% en poids de matrice argileuse crue et de façon encore plus préférée au moins 20 %
en poids de matrice argileuse crue, par exemple, au moins 25 % en poids de matrice argileuse crue ou au moins 30 "Yo en poids de matrice argileuse crue.
[0078] En outre, de façon préférée, un élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé selon l'invention, comprend au plus 90 "Yo en poids de matrice argileuse crue, de façon plus préférée au plus 80 % en poids de matrice argileuse crue, de façon plus préférée au plus 70% en poids de matrice argileuse crue, de façon plus préférée au plus 60% en poids de matrice argileuse crue. De telles quantités de matrice argileuse crue peuvent être en particulier atteintes lorsque la matrice argileuse crue correspond à une terre argileuse excavée. En outre, un liant utilisé pour former un élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé
selon l'invention, pourra comporter au plus 60 % en poids de matrice argileuse crue, de façon préférée au plus 55 % en poids de matrice argileuse crue, de façon plus préférée au plus 50 % en poids de matrice argileuse crue et de façon encore plus préférée au plus 45 % en poids de matrice argileuse crue.
[0079] Ainsi, en particulier, un élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé selon l'invention, peut comprendre entre 1 et 90 % en poids de matrice argileuse crue, par exemple entre 3 et 90 (3/0 en poids de matrice argileuse crue, de façon préférée entre 3 et 50 % en poids ou entre 3 et 40 % en poids de matrice argileuse crue, de façon plus préférée entre 4 et 35 % en poids de matrice argileuse crue.
[0080] De façon préférée, la matrice argileuse crue d'un élément de maçonnerie selon l'invention comprend au moins 20 % en poids de smectite, d'Inde et/ou de Kaolinite, par exemple au moins 30 % en poids de smectite, d'Illite et/ou de Kaolinite, de façon préférée au moins 40 % en poids de smectite, d'Illite et/ou de Kaolinite, de façon plus préférée au moins 50 % en poids de smectite, d'Illite et/ou de Kaolinite et de façon encore plus préférée au moins 60 % en poids de smectite, d'Illite et/ou de Kaolinite. Le pourcentage en poids correspondant au pourcentage cumulé de smectite, d'Illite et de Kaolin ite.
[0081] En particulier, une matrice argileuse selon l'invention peut comprendre entre 20 et 80 A, en poids de smectite, d'Illite et/ou de Kaolinite, de façon préférée entre 30 et 70 % en poids de smectite, d'Inde et/ou de Kaolinite ou entre 40 et 60 A) en poids de smectite, d'Inde et/ou de Kaolinite, de façon plus préférée entre 40 et 60 % en poids de smectite, d'Inde et/ou de Kaolinite. De façon préférée, la smectite pourra être de la Montmorillonite.
[0082] De façon plus préférée, la matrice argileuse crue d'un liant de construction selon l'invention comprend au moins une argile crue de la famille des smectites et au moins une autre argile crue sélectionnée parmi Kaolinite, Ill ite, Chlorite et Vermiculite. De façon encore plus préférée, la matrice argileuse crue d'un liant de construction selon l'invention comprend de la smectite et au moins une autre argile crue sélectionnée parmi Kaolinite, Illite, Bentonite, Montmorillonite, Chlorite et Vermiculite.
[0083] La matrice argileuse crue pourra, de façon préférée, correspondre au moins en partie à une terre argileuse excavée, de préférence une terre argileuse excavée non calcinée, telle qu'une terre argileuse excavée crue. En particulier, dans ce cas, la matrice argileuse pourra comporter des particules de taille supérieure à 2 gm, de préférence supérieure à 20 im, de préférence supérieure à 50 prn et par exemple supérieure à 75 ri telle que déterminée selon la norme ASTM D422-63. De préférence, la matrice argileuse ne comporte pas de granulat de taille supérieure à 2 cm telle que déterminée selon la norme NF EN 933-t
[0084] La terre argileuse excavée pourra avantageusement avoir été prétraitée, ledit prétraitement étant sélectionné parmi : broyage, triage, tamisage et/ou séchage de la terre argileuse excavée. Le prétraitement peut par exemple comporter un fractionnement.
[0085] Avantageusement, la matrice argileuse pourra comporter au moins 2 % en poids de particules de limon, de préférence au moins 4 % en poids, de façon plus préférée au moins 6 % en poids. Les particules de limon sont en particulier des particules présentant un diamètre compris entre 2 pim et 50 m.
[0086] Avantageusement, au moins une partie de la matrice argileuse crue pourra correspondre à de l'argile crue broyée. De façon préférée, une partie de la matrice argileuse crue pourra présenter une D50 inférieure ou égale à 500 [lm, de préférence inférieure ou égale à 250 m, de façon plus préférée inférieure ou égale à 100 m ou de façon encore plus préférée inférieure ou égale à 50 m.
[0087] En outre, au moins une partie de la matrice argileuse crue pourra présenter une D50 supérieure ou égale à 0,1 m, de préférence supérieure ou égale à 1 m, de façon plus préférée supérieure ou égale à 10 m ou de façon encore plus préférée supérieure ou égale à 20 m, de manière plus préférée, supérieure à 40 m. Cela permet de limiter les contraintes sur les outils productif industriels dédiés au broyage.
[0088] De façon plus préférée, au moins une partie de la matrice argileuse crue pourra présenter une D50 comprise entre 10 m et 500 m, de préférence comprise entre 15 m et 200 [lm, de façon plus préférée comprise entre 20 [lm et 100 m ou de façon encore plus préférée comprise entre 20 lm et 50 m. La présence d'une argile broyée de façon à
atteindre de tels diamètres peut permettre d'améliorer la compaction des blocs de bétons compressés selon l'invention.
[0089] L'utilisation d'une argile crue broyée et à granulométrie contrôlée est très importante en particulier lors de la préparation de blocs de béton compressés à partir de terre excavée (aussi appelée terre de site). Ainsi, un bloc de béton compressé selon l'invention peut avantageusement comporter une matrice argileuse crue qui est composée d'argile crue provenant d'une terre excavée broyée, par exemple avec une D50 supérieure à
500 m (il n'est pas nécessaire de la broyer finement) d'une part et d'une argile crue broyée finement (cf. D50 présentées ci-dessus).
[0090] De préférence, la matrice argileuse crue comporte de la kaolinite et/ou de l'illite.
C'est lorsque la matrice argileuse crue comporte ces argiles (une ou plusieurs) que les meilleurs résultats en termes de rapidité de prise et de résistance mécanique à 20 heures sont obtenus.
[0091] En particulier, une matrice argileuse crue selon la présente invention pourra comporter au moins 25 % de kaolinite et/ou d'illite. Néanmoins, les matrices argileuses crues comportant une majorité de kaolinite et/ou d'illite auront la préférence dans le cadre de la présente invention. Cela peut par exemple correspondre à une matrice argileuse comportant plus de 25 % de kaolinite et plus de 25% d'illite, ou encore une matrice argileuse comportant plus de 40 % de kaolinite et plus de 10% d'illite. Ainsi, une matrice argileuse crue selon la présente invention comportera de préférence au moins 50% en poids sec de kaolinite et/ou d'illite, de façon plus préférée au moins 70% en poids sec de kaolinite et/ou d'illite.
[0092] En particulier, une matrice argileuse selon l'invention peut comprendre entre 20 et 80 % en poids de kaolinite et/ou d'illite, de façon préférée entre 30 et 70 %
en poids de kaolinite et/ou d'illite ou entre 40 et 60 % en poids de kaolinite et/ou d'illite, de façon plus préférée entre 40 et 60 % en poids de kaolinite et/ou d'illite. Pour le calcul du poids il faut de préférence considérer le poids en kaolinite additionné au poids en illite pour déterminer si la matrice argileuse considérée correspond à une matrice argileuse selon l'invention.
[0093] En particulier, la matrice argileuse crue comprend de la smectite, de préférence de la Montmorillonite. La famille des smectites comporte notamment les montmorillonites et la bentonite. En particulier, la matrice argileuse comporte au moins 10 % en poids de smectite, de préférence de montmorillonite, de façon préférée au moins 20 % en poids. En effet, si la matrice argileuse crue comporte au moins une argile crue de la famille des smectites et en particulier lorsque l'au moins une argile crue de la famille des smectites représente, plus de 20 % en poids de la matrice argileuse crue, de préférence au moins 30% en poids de la matrice argileuse crue, alors le bloc de béton compressé formé allie propriétés mécaniques et capacité de tampon hydrique. C'est en particulier le cas lorsque les granulats comportent des granulats végétaux.
[0094] Composition d'oxydes métalliques calcinée
[0095] Sans être limité par la théorie, la composition d'oxydes métalliques calcinée selon l'invention permet de renforcer les liaisons entre les feuillets d'argile de façon à apporter ses propriétés mécaniques au bloc de béton compressé.
[0096] Une composition d'oxydes métalliques calcinée comporte avantageusement des oxydes métalliques sélectionnés parmi : des oxydes de fer tels que FeO, Fe304, Fe2O3, l'alumine A1203, l'oxyde de manganèse (II) MnO, l'oxyde de titane (IV) TiO2, l'oxyde de magnésium MgO et leurs mélanges.
[0097] Une composition d'oxydes métalliques calcinée peut également comporter des aluminosilicates.
[0098] La composition d'oxydes métalliques calcinée est par exemple sélectionnée parmi des laitiers de hauts fourneaux, des pouzzolanes telles que des cendres volcaniques, des cendres volantes, de la fumée de silice ou du métakaolin, des cendres de matières végétales telles que des cendres de riz, des résidus de bauxite ou leurs combinaisons. En particulier, la composition de silicate et d'oxydes métalliques est par exemple sélectionnée parmi des laitiers de hauts fourneaux, des pouzzolanes telles que des cendres volcaniques, des cendres volantes, de la fumée de silice, des cendres de matières végétales telles que des cendres de riz, des résidus de bauxite ou leurs combinaisons.
[0099] De façon préférée, les oxydes métalliques sont des oxydes de métaux de transition.
Les oxydes métalliques peuvent de préférence provenir d'une composition de laitiers de hauts fourneaux par exemple formés lors de l'élaboration de la fonte à partir de minerai de fer.
[0100] Les inventeurs ont identifié une importance de la quantité massique d'oxydes métalliques en combinaison avec la matrice argileuse crue. De façon préférée, l'élément de maçonnerie comporte au moins 1 % en poids sec d'oxydes métalliques, de façon plus préférée au moins 2% en poids, de façon encore plus préférée au moins 3% en poids.
[0101] Par exemple, un élément de maçonnerie selon l'invention peut comporter au moins 2% en poids sec d'une composition de laitiers de hauts fourneaux. De façon avantageuse, un élément de maçonnerie selon l'invention comportera en outre au moins 3 % en poids d'au moins un oxyde métallique correspondant à l'oxyde d'un métal présentant au moins deux électrons de valence. De façon préférée, les au moins 3 A, en poids peuvent être formé à partir de plusieurs oxydes métalliques différents. Ces oxydes métalliques pourront provenir de plusieurs sources. De façon préférée, les oxydes métalliques formés avec un métal présentant au moins deux électrons de valence seront contenus dans la composition d'activation et/ou dans la composition d'oxydes métalliques calcinée. De façon préférée, l'élément de maçonnerie selon l'invention comporte au moins 3 % en poids d'au moins un oxyde métallique correspondant à l'oxyde d'un métal présentant au moins deux électrons de valence, de façon plus préférée au moins 4 % en poids. Cela pourrait permettre d'augmenter la résistance mécanique à la compression d'un élément de maçonnerie (e.g.
bloc de béton compressé) selon l'invention. Un liant pour élément de maçonnerie selon l'invention comporte de préférence au moins 5 % en poids sec d'oxydes métalliques, de façon plus préférée au moins 10 A, en poids sec d'oxydes métalliques et de façon encore plus préférée au moins 15% en poids sec d'oxydes métalliques.
[0102] Néanmoins, contrairement à d'autres solutions techniques privilégiant une concentration très élevée de laitiers de haut fourneaux, cendres volantes ou métakaolin, les inventeurs de la présente invention ont déterminé qu'il était préférable de ne pas dépasser certaines concentrations. Ainsi, un liant pour élément de maçonnerie selon l'invention comporte de préférence au plus 70 % en poids sec d'oxydes métalliques, de façon plus préférée au plus 60 % en poids sec d'oxydes métalliques et de façon encore plus préférée au plus 50 % en poids sec d'oxydes métalliques. De même, à titre d'exemple, un liant pour élément de maçonnerie selon la présente invention pourra comporter moins de 30 % en poids sec d'oxydes métalliques, de préférence moins de 20 /0, de façon plus préférée moins de 10%.
[0103] En outre, les inventeurs ont identifié que certaines valeurs de rapport entre la quantité massique de composition d'oxydes métalliques calcinée et la quantité
massique de matrice argileuse crue permettait d'améliorer les performances d'un bloc de béton compressé ainsi constitué. Avantageusement, la composition d'oxydes métalliques calcinée et la matrice argileuse crue sont mélangées pour former un liant pour béton d'élément de maçonnerie de façon à ce qu'un ratio massique de la composition d'oxydes métalliques calcinée sur la matrice argileuse crue soit compris entre 0,2 et 3, de préférence 0,4 et 2,5, de façon plus préférée 0,5 et 2. En particulier, la composition d'oxydes métalliques calcinée et la matrice argileuse crue sont mélangées pour former un liant pour béton d'élément de maçonnerie de façon à ce qu'un ratio massique d'oxydes métalliques sur la teneur en argile soit compris entre 0,2 et 3, de préférence 0,4 et 2,5 ; de façon plus préférée 0,5 et 2 ; et de façon encore plus préférée 0,66 et 2.
[0104] En particulier, la composition d'oxydes métalliques calcinée représente de 20 A, à
70 % en poids sec du liant constituant le béton de l'élément de maçonnerie. De façon préférée, la composition d'oxydes métalliques calcinée représente de 30 % à 45 % en poids sec du liant constituant le béton de l'élément de maçonnerie. De façon plus préférée, la composition d'oxydes métalliques calcinée représente de 55 % à 70 % en poids sec du liant constituant le béton de l'élément de maçonnerie.
[0105] Par exemple, un élément de maçonnerie selon l'invention, en particulier le bloc de béton compressé selon l'invention, comprend au moins 1 % en poids d'une composition d'oxydes métalliques calcinée, de façon préférée au moins 2 % en poids d'une composition d'oxydes métalliques calcinée, de façon plus préférée au moins 3 % en poids d'une composition d'oxydes métalliques calcinée et de façon encore plus préférée au moins 4 %
en poids d'une composition d'oxydes métalliques calcinée. Par exemple, au moins 5 % en poids d'une composition d'oxydes métalliques calcinée ou au moins 10% en poids d'une composition d'oxydes métalliques calcinée.
[0106] Composition d'activation alcaline
[0107] Sans être limité par la théorie, la composition d'activation en combinaison avec la composition d'oxydes métalliques calcinée, de préférence renforcé par l'agent défloculant, va permettre la constitution d'un réseau entre les feuillets d'argile qui apportera ses propriétés mécaniques bloc de béton compressé selon l'invention. Ainsi, avantageusement, l'élément de maçonnerie, et de préférence le bloc de béton compressé comporte une composition d'activation alcaline. En particulier, le béton du bloc de béton compressé selon l'invention a été formé à partir d'un liant incorporant une composition d'activation alcaline.
[0108] Avantageusement, la composition d'activation est une composition d'activation alcaline. Elle comporte alors de préférence comporte au moins une base, telle qu'une base faible ou une base forte. La composition d'activation alcaline peut de préférence comporter un ou plusieurs composés présentant un pKa supérieur ou égal à 8, de façon plus préférée supérieur ou égal à 10, de façon plus préférée supérieur ou égal à 12, de façon encore plus préférée supérieur ou égal à 14.
[0109] Ainsi, la composition d'activation peut comporter des sulfates, des hydroxydes, des carbonates, des silicates, des lactates, des organophosphorés, de la chaux ou leurs combinaisons.
[0110] De façon préférée, la composition d'activation comporte des hydroxydes et des silicates. En particulier, la composition d'activation peut comporter un mélange d'hydroxyde de sodium et de silicate de sodium. Lorsque la composition d'activation comporte des silicates, le pourcentage de silicate dans le mélange pour élément de maçonnerie provenant de la composition d'activation et le pourcentage de silicate dans le mélange pour élément de maçonnerie provenant de la composition d'oxydes métalliques calcinée sont comptabilisés séparément.
[0111] En particulier, la composition d'activation peut comporter un mélange de sulfate de sodium et de chlorure de sodium.
[0112] De façon préférée, la composition d'activation comporte des silicates et des carbonates. En particulier, la composition d'activation peut comporter un mélange de silicate de sodium ou de potassium et de carbonate de sodium ou de potassium.
[0113] De façon plus préférée, la composition d'activation alcaline comporte des hydroxydes.
[0114] Avantageusement, la composition d'activation comporte un oxyde d'un métal présentant au moins deux électrons de valence. En particulier, la composition d'activation peut comporter au moins 40 % en poids d'au moins un oxyde métallique correspondant à
l'oxyde d'un métal présentant au moins deux électrons de valence. Par exemple, les au moins 40% en poids peuvent correspondre à plusieurs oxydes métalliques différents.
Toutefois de façon préférée, la composition d'activation, de préférence lorsque celle-ci est une composition d'activation alcaline, pourra comporter un seul oxyde d'un métal présentant au moins deux électrons de valence ou plus de 50% en poids de cet oxyde métallique.
[0115] De façon préférée, la composition d'activation comporte au moins 50 %
en poids d'au moins un oxyde métallique correspondant à l'oxyde d'un métal, ou d'un alcalinoterreux, présentant au moins deux électrons de valence, de façon plus préférée au moins 6063/0 en poids ; de façon encore plus préférée au moins 80 c)/0 en poids.
[0116] La composition d'activation peut comporter un composé organophosphoré
tel que le tripolyphosphate de sodium. De préférence le composé organophosphoré
représente au moins 2% en poids du liant de construction.
[0117] De façon préférée, la composition d'activation comporte un lactate tel que du lactate de sodium, de potassium, et/ou de lithium.
[0118] Comme cela sera décrit ci-après, la composition d'activation peut être une composition liquide. En particulier, la composition d'activation peut être une composition aqueuse. Comme cela sera décrit par la suite, son utilisation peut être combinée à l'ajout d'eau lors de la formation d'un mélange pour élément de maçonnerie. Néanmoins, alternativement, la composition d'activation se présente sous forme solide, par exemple sous forme de poudre. Le pourcentage indiqué de composition d'activation alcaline correspond au poids sec de la composition.
[0119] La composition d'activation est par exemple présente à une teneur d'au moins 0,1 %
en poids sec de l'élément de maçonnerie, de préférence d'au moins 0,2 `)/0 en poids sec de l'élément de maçonnerie.
[0120] De façon préférée, le liant utilisé pour former le béton de l'élément de maçonnerie comprend de 0,2 % à 50 % en poids sec d'une composition d'activation. De façon plus préférée, il comprend de 2 (3/0 à 40 % en poids sec d'une composition d'activation. De façon encore plus préférée, il comprend de 10% à 25% d'une composition d'activation.
[0121] Comme cela sera illustré dans les exemples, le liant pour élément de maçonnerie pourra comprendre de 20 % à 40 % en poids d'une composition d'activation alcaline. C'est particulièrement le cas lorsque la composition d'activation alcaline comporte des hydroxydes et silicates. Alternativement, le bloc de béton compressé à base de liant construction pourra comprendre de 2 % à 10 % en poids sec d'une composition d'activation.
C'est particulièrement le cas lorsque la composition d'activation alcaline comporte des carbonates.
[0122] Le liant pour élément de maçonnerie, ou le liant du bloc de béton compressé, lorsque sa préparation aura intégré l'ajout d'une composition d'activation alcaline, comportera de préférence au moins 0,1% en poids de sodium ou de potassium, de façon plus préférée au moins 0,2% en poids de sodium ou de potassium.
[0123] Défloculant
[0124] Comme cela a été abordé et présenté dans les exemples, la présente invention ne nécessite pas la présence obligatoire de défloculant pour permettre la fabrication de blocs de béton compressés répondant aux attentes du marché. Toutefois, la présence d'un ou de plusieurs défloculants peut améliorer les performances de fabrication de blocs de béton compressés selon l'invention. Ainsi, avantageusement, l'élément de maçonnerie, et de préférence le bloc de béton compressé comporte un défloculant, avantageusement un défloculant organique.
[0125] De nombreux composés peuvent faire office d'agents défloculant et beaucoup sont généralement connus de l'homme du métier.
[0126] Dans le cadre de l'invention, l'agent défloculant est en particulier un surfactant non-ionique tel qu'un éther de polyoxyéthylène. L'éther de polyoxyéthylène peut par exemple être sélectionné parmi : un éther de lauryl poly(oxyéthylène).
[0127] L'agent défloculant peut aussi être un agent anionique tel qu'un surfactant anionique. En particulier, l'agent anionique peut être sélectionné parmi : des sulfonates d'alkylaryle, des aminoalcool, des acides gras, des humates (e.g. humates de sodium), des acides carboxyliques, des lignosulfonates (e.g. lignosulfonates de sodium), des polyacrylates, des carboxyméthylcelluloses et leurs mélanges.
[0128] L'agent défloculant peut aussi être un polyacrylate. Il peut alors être sélectionné par exemple parmi du polyacrylate de sodium et du polyacrylate d'ammonium.
[0129] L'agent défloculant peut également être une amine sélectionnée par exemple parmi : les 2-amino-2-methy1-1-propanol ; mono-, di- ou triethanolamine ; les isopropanolamines (1-amino-2-propanol, diisopropanolamine et triisopropanolamine) et N-alkylated ethanolamines.
[0130] Alternativement, l'agent défloculant peut être un mélange de composés, tel qu'un mélange comportant au moins deux composés sélectionnés parmi : surfactant non-ionique, agent anionique, polyacrylate, amine et composé organophosphoré.
[0131] L'agent défloculant est de préférence un agent défloculant organique.
Selon la présente invention, un agent défloculant organique comporte au moins un atome de carbone et de préférence au moins une liaison carbone-oxygène. De façon préférée, l'agent de défloculation organique est sélectionné parmi : un lignosulphonate (e.g.
lignosulphonate de sodium), un polyacrylate, un humate, un polycarboxylate tel qu'un polycarboxylate d'ether, et leurs mélanges. De façon plus préférée, l'agent de défloculation comporte un humate, un lignosulphonate et/ou un polyacrylate.
[0132] L'agent défloculant est de préférence utilisé sous forme d'un sel.
Cependant, l'invention ne saurait se limiter aux agents défloculant cités précédemment ou leurs sels.
Cependant, l'invention ne saurait se limiter aux agents défloculants organiques cités précédemment. Tout type d'agent défloculant organique connu par l'homme du métier peut être utilisé en lieu et place desdits agents défloculant cités précédemment.
[0133] L'agent défloculant peut par exemple représenter de 0 A. à 5% en poids sec du liant pour béton d'élément de maçonnerie. En effet, dans le cadre d'un procédé selon l'invention, il peut y avoir absence d'agent défloculant. De façon préférée, l'agent défloculant représente de 0,1 % à 3% en poids sec du liant de construction. De façon encore plus préférée, l'agent défloculant représente de 0,2 % à 1% en poids sec du liant pour béton d'élément de maçonnerie.
[0134] En particulier, l'agent défloculant représente au moins 0,1 % en poids sec de la matrice argileuse crue, de préférence au moins 0,2 `)/0 en poids sec de la matrice argileuse crue, de façon plus préférée au moins 0,3 % en poids sec de la matrice argileuse crue, de façon encore plus préférée au moins 0,4 % en poids sec de la matrice argileuse crue, et par exemple au moins 0,5 % en poids sec de la matrice argileuse crue.
[0135] En particulier, dans le bloc de béton compressé, l'agent défloculant représente au moins 0,02 % en poids sec, de préférence au moins 0,05 % en poids sec, de façon plus préférée au moins 0,07 A, en poids sec.
[0136] En outre, l'élément de maçonnerie, et de préférence le bloc de béton compressé

peut comporter d'autres additifs tels que de la glycérine, des agents accélérateurs, des agents entraîneurs d'air, des agents moussants, des agents mouillants, ou encore des agents de contrôle du retrait.
[0137] Granulats
[0138] Comme cela a été mentionné, le bloc de béton compressé selon l'invention comporte des granulats. Classiquement les granulats pourront correspondre à
des granulats naturels, des granulats artificiels ou encore des granulats recyclés.
[0139] Les granulats pourront en outre comporter des granulats minéraux, c'est-à-dire principalement constitués de matière minérale et/ou des granulats végétaux, c'est-à-dire principalement constitués de matière d'origine végétale. Les granulats pourront aussi comporter des granulats marins, c'est-à-dire principalement constitués de matière organique ou inorganique provenant des fonds marins tels que des granulats siliceux et des substances calcaires (e.g. maërl et sables coquilliers).
[0140] Les granulats minéraux pourront par exemple correspondent à du sable, des gravillons, des graviers, des fillers (ou matériaux fins), des poudres, déchets fossilisés et à leur combinaison.
[0141] En particulier, lorsque le bloc de béton compressé selon l'invention comportera des granulats minéraux, il comporte de préférence au moins 50 % en poids de granulats minéraux, de préférence au moins 60% en poids de granulats minéraux, de façon plus préférée au moins 70% en poids de granulats minéraux, et de façon encore plus préférée au moins 80% en poids de granulats minéraux. Généralement, lorsque des granulats minéraux sont utilisés, le bloc de béton compressé selon l'invention comportera de préférence au plus 95 A. en poids de granulats minéraux, de façon plus préférée au plus 90% en poids de granulats minéraux. Par exemple, le bloc de béton compressé
selon l'invention pourra comporter de préférence entre 50 % et 95 % en poids de granulats minéraux et de façon plus préférée entre 60 % et 90 % en poids de granulats minéraux.
[0142] Les granulats végétaux pourront par exemple correspondre à du bois (copeaux ou fibres), du chanvre, de la paille, de la chènevotte de chanvre, du miscanthus, du tournesol, du typha, du maïs, du lin, des balles de riz, des balles de blé, du colza, des algues, du bambou, la ouate de cellulose, du tissu défibré et à leur combinaison.
[0143] En particulier, lorsque le bloc de béton compressé selon l'invention comportera des granulats végétaux, il comporte de préférence au moins 10% en poids de granulats végétaux, de préférence au moins 15% en poids de granulats végétaux, de façon plus préférée au moins 20% en poids de granulats végétaux, et de façon encore plus préférée au moins 25% en poids de granulats végétaux. Généralement, lorsque des granulats végétaux sont utilisés, le bloc de béton compressé selon l'invention comportera de préférence au plus 60 % en poids de granulats végétaux, et de façon plus préférée au plus 50% en poids de granulats végétaux. Par exemple, le bloc de béton compressé selon l'invention pourra comporter de préférence entre 10 % et 50 A, en poids de granulats végétaux et de façon plus préférée entre 15% et 35% en poids de granulats végétaux.
Lors de l'utilisation de granulats végétaux dans le bloc de béton compressé
selon l'invention, ils pourront être combinés avec des granulats minéraux tel que du sable. Cela peut permettre d'améliorer les performances mécaniques.
[0144] Dans plusieurs modes de réalisation et en particulier lorsque les blocs de béton compressé comportent des granulats végétaux, ils peuvent présenter une valeur de tampon hydrique, mesurée au plus tôt à 10 jours après fabrication, d'au moins 0,75 ; de préférence d'au moins 1. Alors, de tels blocs de béton compressés permettant d'allier propriété mécanique, compactabilité, faible empreinte carbone et capacité de tampon hydrique améliorant le confort d'été des habitations. De plus, ces matériaux ont une esthétique remarquable (cf. figures 2 et 3)
[0145] Selon un autre aspect, l'invention porte sur un procédé de préparation d'éléments de maçonnerie, en particulier un procédé de préparation de blocs de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2.
[0146] Un procédé de préparation d'éléments de maçonnerie selon l'invention pourra être mis en oeuvre avec des dispositifs ou systèmes habituellement utilisés pour la préparation de blocs de béton compressés.
[0147] Comme illustré à la figure 1, un procédé 100 de préparation selon l'invention comportera les étapes suivantes : mélanger 110 une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée et des granulats et de l'eau ;
placer 120 le mélange obtenu dans des moules ; appliquer 140 une pression sur une surface du mélange moulé, de préférence la surface supérieure ; retirer 160 les blocs pressés des moules.
[0148] En outre, le procédé de préparation pourra comporter des étapes de vibration 130 des moules pour disposer le mélange dans le moule et de vibration à nouveau 150 des moules avant de retirer les blocs pressés ; et de cure 170 des blocs de bétons compressés obtenus de préférence dans une chambre de cure.
[0149] Un procédé de préparation 100 selon l'invention comporte une étape de mélange 110 d'une matrice argileuse crue, d'une composition d'oxydes métalliques calcinée, de granulats et d'eau.
[0150] En particulier, l'étape de mélange pourra être réalisée en plusieurs sous étapes.
Par exemple, dans un premier temps, le procédé de préparation 100 pourra comporter un pré-mélange d'une matrice argileuse crue et d'une composition d'oxydes métalliques calcinée. En outre, lors de ce pré-mélange, le procédé selon l'invention pourra avantageusement comporter l'ajout d'une composition d'activation, de préférence une composition d'activation alcaline. Ce prémélange pourra être hydraté de façon à former un liant de construction.
[0151] Comme cela a été mentionné, les inventeurs ont identifié que certaines valeurs de rapport entre la quantité massique de composition d'oxydes métalliques calcinée et la quantité massique de matrice argileuse crue permettait d'améliorer les performances d'un bloc de béton compressé ainsi constitué. Ainsi, de façon préférée, le procédé
selon l'invention peut comporter un mélange d'une composition d'oxydes métalliques calcinée et d'une matrice argileuse crue de façon à ce qu'un ratio massique de la composition d'oxydes métalliques calcinée sur la matrice argileuse crue soit compris entre 0,2 et 5, de préférence 0,4 et 2,5 ou 0,7 et 4, de façon plus préférée 0,8 et 3 ou entre 0,5 et 2.
[0152] Une fois le liant de construction formé, le procédé peut comporter l'ajout de granulats et éventuellement d'eau. Dans le cadre de la formation d'un mélange pour blocs de béton compressé, le mélange à placer dans les moules est faiblement hydraté
avec un rapport massique eau sur matières sèches de la composition ajusté de préférence à une valeur comprise entre 0,3 et 0,6 et de façon plus préférée entre 0,3 et 0,45.
[0153] Un procédé de préparation 100 selon l'invention comporte une étape visant à
placer 120 le mélange obtenu dans des moules. Les moules donneront la forme au bloc de béton compressé et formeront ses cavités le cas échéant. Dans certains cas, l'étape visant à placer 120 le mélanger obtenu dans les moules pourra être précédée par une étape d'extrusion du mélange.
[0154] Un procédé de préparation 100 selon l'invention pourra à ce moment comporter une étape visant à faire vibrer 130 les moules de façon à répartir le mélange dans les moules. Ainsi, le mélange est réparti de façon homogène dans le moule. L'étape de vibration peut être réalisée avec les paramètres habituellement utilisés dans le domaine, en particulier, la fréquence de vibration peut varier en fonction des propriétés ciblées.
[0155] Un procédé de préparation 100 selon l'invention comporte une étape visant à
appliquer 140 une pression sur le mélange moulé, par exemple sur une surface du mélange moulé, de préférence sur la surface supérieure. La pression pourra être exercée via des moyens classiques de formation de blocs de béton compressés. Au sens de l'invention, le fait d'appliquer une pression sur une surface n'exclut pas la possibilité
d'appliquer des pressions sur plusieurs surfaces. Ainsi, ceux-ci pourront par exemple appliquer la pression sur plusieurs surfaces du mélange moulé. La pression exercée pourra typiquement correspondre à une pression au moins égale à 50 kg/m2 pendant au moins 15 secondes.
[0156] La compression pourra être réalisée par exemple grâce à une presse à
béton fixe.
Dans ce cas, la presse peut être associée à une centrale à béton équipée de sondes de contrôle de l'hydrométrie des matériaux afin d'avoir une bonne maitrise des consistances béton. Les capacités de production pourront être variables en fonction des produits, toutefois le procédé selon l'invention est avantageusement configuré de façon à fabriquer au moins 15 000 blocs de béton compressé sur 12 heures
[0157] Alternativement, une presse manuelle ou pondeuse pourra être utilisée.
Elle peut par exemple être associée à une unité de production de béton en adéquation avec les besoins et capable de produire des bétons contrôlés .
[0158] Avantageusement, un procédé de préparation 100 selon l'invention pourra comporter une étape visant à faire vibrer à nouveau 150 les moules avant de retirer les blocs de bétons compressés des moules. Cette étape permet de faciliter le retrait des moules. L'étape de vibration peut être réalisée avec les paramètres habituellement utilisés dans le domaine.
[0159] Le procédé comporte également une étape visant à retirer 160 les blocs de béton compressés des moules. Cette étape est de préférence réalisée juste après avoir compressé le mélange ou juste après avoir vibrer à nouveau le moule. Par exemple, l'étape visant à retirer les blocs de béton compressé peut être réalisée moins de 5 minutes, de préférence moins de 2 minutes, de façon plus préférée moins de 1 minute, de façon encore plus préférée moins 30 secondes après l'étape visant à placer 120 le mélange dans les moules. Une fois démoulés, les blocs de construction présentent avantageusement une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2.
[0160] Le procédé pourra alors comporter une étape de cure 170 visant à faire maturer les blocs de béton compressé obtenus et éventuellement à les placer dans une chambre de cure. Une telle étape permet de laisser le temps aux blocs de béton compressé de maturer et permettre une amélioration des propriétés mécaniques, physicochimiques et hygrométrique des blocs. En particulier, cette étape, aussi appelée étape de cure peut permettre une augmentation de la résistance à la compression des blocs obtenus. Par exemple, cette étape de cure peut être inférieure à 28 jours, de façon préférée inférieure à
15 jours, de façon plus préférée inférieure à 10 jours, de façon encore plus préférée inférieure ou égale à 7 jours. En effet, les blocs de béton compressés selon la présente invention présentent l'avantage d'atteindre plus rapidement un plateau pour leur valeur de résistance mécanique en compression. Ainsi, les blocs de bétons compressés selon la présente invention, outre une empreinte carbone plus faible, présentent des caractéristiques avantageuses pour l'industrialisation de leur production et la réduction des couts opérationnels de préparation.
[0161] De façon préférée, l'étape de cure pourra comporter un traitement thermique réalisé à une température supérieure à 25 C, de façon plus préférée supérieure à 30 C.
Toutefois, de façon à respecter un bilan énergétique favorable, le traitement thermique, pouvant être réalisé dans le cadre de l'étape de cure, est réalisé à une température inférieure à 100 C, de préférence inférieure ou égale à 80 C. Par exemple, le traitement thermique est réalisé à une température comprise en 20 C et 90 C, de façon préférée l'étape de cure thermique est réalisée à une température comprise en 25 C et 80 C; de façon encore plus préférée entre 25 C et 65 C. En outre, le traitement thermique peut être réalisé sur l'intégralité de l'étape de cure mais également sur une période plus courte.
Ainsi, de façon préférée, le traitement thermique est réalisé sur une durée inférieure à 20 heures, de façon plus préférée inférieure à 15 heures, et de façon encore plus préférée inférieure à 10 heures. Idéalement, la chaleur utilisée pour l'étape de cure provient de la récupération de chaleur fatale issue d'autres process environnants.
[0162] En outre, l'étape de cure pourra être réalisée dans l'eau ou bien comporter un stockage dans un environnement humide (e.g. humidité supérieure à 80%; de préférence supérieure à 85% d'humidité relative) ou encore inclure une ou plusieurs étapes de mouillage des blocs de béton compressés.
[0163] EXEMPLES
[0164] Préparation d'un mélange pour élément constructif :
[0165] Dans tous les exemples présentés ci-après, les formulations selon l'invention sont préparées selon un protocole identique, à savoir qu'un prémélange à sec est réalisé entre une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes métalliques calcinée, et des granulats dans des quantités prédéterminées, puis, après un premier mélange, de l'eau est ajoutée.
[0166] Le mélange a été ensuite soigneusement mélangé pendant au moins 20 secondes après qu'il a été placé dans des moules appropriés.
[0167] Le rapport massique eau sur matières sèches de la composition est ajusté à une valeur comprise entre 0,04 et 0,07. Dans un exemple particulier, le liant pour béton d'élément de maçonnerie comporte 35% en poids de matrice argileuse crue, 65 %
en poids de composition d'oxydes métalliques calcinée ; et le mélange sec pour béton d'élément de maçonnerie comporte 90% en poids de granulats et 10% en poids de liant.
Ce mélange étant complété par de l'eau pour un rapport massique eau sur matières sèches du liant ajusté à une valeur de 0,06.
[0168] Le mélange pour élément constructif ainsi formé est ensuite placé dans un moule, compressé, démoulé puis laissé à maturation à température ambiante, c'est-à-dire environ 20 degrés Celsius pendant sept jours.
[0169] Alternativement, le mélange peut être placé dans un moule, compressé, démoulé
puis laissé à maturation.
[0170] Méthodologie de mesure des propriétés mécaniques des mélanges pour élément constructif:
[0171] Une fois la maturation terminée, la résistance mécanique est mesurée.
On entend par résistance mécanique d'un élément de maçonnerie, sa résistance à la compression, une telle compression étant mesurée selon la norme NF EN 771-3+A1/CN et est exprimée en Méga Pascal (MPa).
[0172] Comparaison des éléments constructifs selon l'invention aux éléments constructifs connus :
Le tableau 2 ci-dessous présente, pour différents types de bloc de béton compressés, les propriétés obtenues.
[Tableau 2]

Bloc de Bloc de Référence Référence à base de ciment BLOC

comportant des portland cendres volantes 400mm x 200mm x 200 mm x 200 mm x 200 mm x 200 Taille 100 mm 500 mm mm x 500 mm Densité du matériau 1850-2000 kg/m3 1600 à 2300 kg/m3 350 à
2000 kg/m3 sec Poids sec 18 kg 18 à 25 kg 6 à 25 kg Résistance à la 6 à 8 MPa 4 à 12 MPa 4 à 12 MPa compression Conductivité thermique 1,1 ¨ 1,2 VV/mK 0,6 - 1,2 VV/mK < 1,2 VV/mK
Résistance thermique <0,1 m2K/W 0,1 à 0,5 m2K/W 0,05 à
0,5 m2K/W
Retrait au séchage Inférieure à 0,10%
Inférieure à 0,10% Inférieure à 0,10%
Réduction CO2 par rapport à un bloc formulé à partir d'un Jusqu'à 70% 0% Jusqu'à
80%
liant 100% ciment portland
[0173] Le tableau 2 ci-dessus illustre que le bloc compressé selon l'invention, alors qu'il ne comporte pas de ciment Portland ou de clinker permet d'atteindre des performances équivalentes à des produits comportant du clinker et présentant une empreinte carbone élevée.
[Tableau 3]

Matrice argileuse 4 `Yo 4 ("70 27,6 "Yo 27,6 c'70 crue (A) Composition d'oxyde 3% 3% 207%
207%
métalliques calcinée (B) Rapport A/B 4/3 4/3 4/3 Granulats 89 % - Origine 89 (Vo - Origine 30 %- Origine 30 % - Origine minérale minérale végétale végétale Composition d'activation 3% 3% 20,7%
20,7%
alcaline Défloculant par rapport à la 0 % 1 % 0 % 1 %
matrice argileuse crue Volume des 30% 30% 0%
0%
cavités Résistance mécanique en compression à 10 4 MPa 5 MPa 0,5 MPa 0,7 MPa jours Dimension 15*20*50 cm 15*20*50 cm 15*20*50 cm 15*20*50 cm Masse surfacique 140 kg/m2 140 kg/m2 50 kg/m2 62 kg/m2 MBV nd nd 1,1 1,2 Friabilité élevée absente Très élevée moyenne
[0174] Le tableau 3 ci-dessus illustre les propriétés de 4 blocs de béton compressés selon la présente invention en fonction de la teneur en poids sec de certains de ses constituants. Le bloc compressé selon l'invention, alors qu'il ne comporte pas de ciment Portland ou de clinker permet d'atteindre des performances équivalentes à des produits comportant du clin ker et présentant une empreinte carbone élevée.
[0175] En outre, la présence de défloculant peut permettre de réduire la friabilité d'un bloc de béton compressé obtenu selon la présente invention.
[Tableau 4]

Matrice argileuse 40/0 40/0 4%
crue (A) D50 de la matrice 500 iim 2 mm 500 mm 2 mm argileuse crue Composition d'oxyde métalliques 03% 3% 3%
calcinée (B) Rapport A/B 4/3 4/3 4/3 4/3 Granulats 89 % - Origine 89 % - Origine 89 % - Origine 89 % - Origine minérale minérale minérale minérale Composition 3 0/0 3 0/0 3 %

d'activation alcaline Défloculant par rapport à la matrice argileuse crue (en poids) Volume des 30% 30% 30%
30%
cavités Résistance mécanique en 4 MPa 1 MPa 5 MPa 1 MPa compression à 10 jours Masse surfacique 140 kg/m2 135 kg/m2 140 kg/m2 135 kg/m2 MBV nd nd nd nd Friabilité élevée Très élevée absente Très élevée
[0176] Le tableau 4 ci-dessus illustre les propriétés de 4 blocs de béton compressés selon la présente invention. Les blocs compressés MTU-M1 et MTU-M2 qui sont réalisés avec une matrice argileuse broyée présentent une résistance mécanique à la compression bien plus élevée que les blocs compressés MTU-M3 et MTU-M4 qui sont réalisés avec une matrice argileuse non broyée présentant une D50 supérieure à
2 mm.
En outre, l'utilisation d'une argile broyée présentant une D50 inférieure à
50011rn peut permettre de réduire le nombre de non-conformité des blocs produits et homogénéiser les performances intra et inter batch.
[0177] En outre, la présence d'un agent défloculant permet de réduire la friabilité du bloc compressé lorsqu'une matrice argileuse broyée est utilisée alors qu'il n'a pas d'effet significatif lorsque la matrice argileuse utilisée n'est pas broyée.
[0178] L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes et applications autres que celles décrites ci-dessus. En particulier, sauf indication contraire, les différentes caractéristiques structurelles et fonctionnelles de chacune des mises en oeuvre décrite ci-dessus ne doivent pas être considérées comme combinées et/ou étroitement et/ou inextricablement liées les unes aux autres, mais au contraire comme de simples juxtapositions. En outre, les caractéristiques structurelles et/ou fonctionnelles des différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent faire l'objet en tout ou partie de toute juxtaposition différente ou de toute combinaison différente.

Claims (35)

Revendications
1. Procédé de préparation (100) de blocs de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/rn2, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- Mélanger (110) une matrice argileuse crue, une composition d'oxydes rnétalliques calcinée, des granulats et de l'eau ; au moins une partie de la rnatrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une D50 inférieure ou égale à 500 kirn telle que déterminée selon la norme ASTM
D422-63 ;
- Placer (120) le mélange obtenu dans des moules ;
- Appliquer (140) une pression sur une surface du mélange moulé, de préférence la surface supérieure ; et - Retirer (160) les blocs de béton compressés des moules.
2. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de mélange (110) comporte une étape de prémélange de la matrice argileuse crue et de la composition d'oxydes métalliques calcinée de façon à former un liant de construction.
3. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le liant de construction est mélangé aux granulats et à l'eau lors de l'étape de mélange (110), de préférence à une teneur en liant de construction inférieure ou égale à 250 kg/m3 de volume de mélange.
4. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de mélange (110) comporte en outre l'ajout d'une composition d'activation, de préférence une composition d'activation alcaline.
5. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de mélange (110) comporte en outre l'ajout d'un défloculant, de préférence un défloculant organique.
6. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport massique de la composition d'oxydes métalliques calcinée sur la matrice argileuse crue est compris entre 0,5 et 2,5.
7. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de chauffage, entre 20 C et 90 C, de préférence entre 40 C et 80 C.
8. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de mélange (110) comporte une extrusion du mélange.
9. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice argileuse crue comporte au moins une argile sélectionnée parmi : Kaolinite, Bentonite, Montmorillonite, Illite, Smectite, Chlorite, Muscovite, Hallocyte, Sepiolite, Attapulgite et Vermiculite.
10. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice argileuse crue comporte au moins une argile crue de la famille des smectites, et l'au moins une argile crue de la famille des smectites représente, plus de 20 % en poids de la matrice argileuse crue.
11. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice argileuse crue comporte au moins 50% en poids sec de kaolinite et/ou d'illite.
12. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à une terre excavée.
13. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une supérieure ou égale à 0,1 pm telle que mesurée par la norme ASTM D422-63.
14. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'au moins une partie de la matrice argileuse crue correspond à de l'argile crue broyée et présente une comprise entre 10 pm et 500 pm telle que mesurée par la norme ASTM D422-63.
15. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les granulats comportent des granulats minéraux, les granulats minéraux étant de préférence sélectionnés parmi les fillers, des poudres, du sable, des gravillons, des graviers, des agrégats fossilisés et leur combinaison.
16. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le mélange comporte au moins 40 % en poids de granulats minéraux, de préférence au rnoins 60% en poids, de façon plus préférée au moins 70% en poids, et de façon encore plus préférée au moins 80%
en poids.
17. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les granulats comportent des granulats biosourcés, les granulats biosourcés étant de préférence sélectionnés parmi le bois, de préférence copeaux ou fibres, le chanvre, la paille, la chènevotte de chanvre, le miscanthus, le tournesol, le typha, le maïs, le lin, des balles de riz, balles de blé, du colza, des algues, du bambou, la ouate de cellulose, du tissu défibré, et leur combinaison.
18. Procédé de préparation d'un bloc de béton compressé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le mélange comporte au moins 10 % en poids de granulats biosourcés, de préférence au moins 15 % en poids, de façon plus préférée au moins 20 % en poids, et de façon encore plus préférée au moins 35 %
en poids.
19. Bloc de béton compressé susceptible d'être obtenu selon un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit bloc de béton compressé
comportant une matrice argileuse crue, des oxydes métalliques et des granulats, ledit bloc de béton compressé présentant une masse surfacique inférieure ou égale à 600 kg/m2 et une épaisseur d'au moins 15 cm.
20. Bloc de béton compressé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il présente une masse surfacique inférieure ou égale à 300 kg/m2.
21. Bloc de béton compressé selon l'une des revendications 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il comporte au moins 1 % en poids d'oxydes métalliques divalents, de préférence au moins 2% en poids, de façon plus préférée au moins 3% en poids.
22. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, caractérisé en ce qu'il présente une ou plusieurs cavités d'un volume supérieur ou égale à 2 cm3, de préférence d'un volume supérieur ou égale à 4 cm3, de façon plus préférée d'un volume supérieur ou égale à 6 cm3, de façon encore plus préférée d'un volume supérieur ou égale à 8 cm3.
23. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il présente une ou plusieurs cavités, de préférence ladite ou lesdites cavités représentant un volume total d'au moins 30 % du volume total du bloc de béton compressé.
24. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, caractérisé en ce qu'il présente une capacité de tampon hydrique, mesurée au plus tôt à 10 jours après fabrication, supérieure ou égale à 0,75, de préférence d'au moins 1.
25. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce qu'il comporte au moins 2 % en poids de matrice argileuse crue.
26. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, caractérisé en ce qu'il comporte moins de 2 % en poids de ciment Portland.
27. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 26, caractérisé en ce que le rapport massique d'oxydes métalliques sur la matrice argileuse crue est compris entre 0,4 et 2,5.
28. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 27, caractérisé en ce que les granulats comportent des granulats minéraux, les granulats minéraux étant de préférence sélectionnés parmi les fillers, des poudres, du sable, des gravillons, des graviers, des agrégats fossilisés et leur combinaison.
29. Bloc de béton compressé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins 40 % en poids de granulats minéraux, de préférence au moins 60% en poids, de façon plus préférée au moins 70% en poids, et de façon encore plus préférée au moins 80% en poids.
30. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 29, caractérisé en ce que les granulats comportent des granulats biosourcés, les granulats biosourcés étant de préférence sélectionnés parmi le bois, de préférence copeaux ou fibres, le chanvre, la paille, la chènevotte de chanvre, le miscanthus, le tournesol, le typha, le maïs, le lin, des balles de riz, balles de blé, du colza, des algues, du bambou, la ouate de cellulose, du tissu défibré, et leur combinaison.
31. Bloc de béton selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins 10 % en poids de granulats biosourcés, de préférence au moins 15 % en poids, de façon plus préférée au moins 20 % en poids, et de façon encore plus préférée au moins 35 % en poids.
32. Bloc de béton compressé selon l'une quelconque des revendications 19 à 31, caractérisé en ce qu'il comporte un défloculant, de préférence un défloculant organique.
33. Utilisation d'un bloc de béton compressé selon l'une des revendications 19 à 32 pour la réalisation d'ouvrages maçonnés, de préférence avec un mortier formulé
à
partir d'un liant à base d'argile crue.
34. Ouvrage maçonné comportant une pluralité de blocs de béton compressé selon l'une des revendications 19 à 32.
35. Ouvrage maçonné selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il prend la forme d'un mur de façade ou d'un mur porteur.
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