CH154459A - Procédé d'obtention d'un matériau de très grandes résistance et dureté, à base de ciment et sable, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé d'obtention     d'un    matériau de     très    grandes résistance et     dureté,    à base de       ciment    et sable, et     dispositif        pour    la mise en     #uvre    de ce procédé.    L'invention se rapporte à un procédé  d'obtention d'un matériau de très grandes  résistance et dureté, à base de ciment et  sable, et à un     dispositif    pour la mise en       rnuvre    de ce procédé.  



  Le procédé est     caractérisé    par l'emploi  d'une     solution    -de chlorure de fer comme       liquide    .de mouillage et de pétrissage du mé  lange de ciment et de sable en vue d'activer  la prise du mélange et -de durcir notable  ment celui-ci.  



  Le procédé peut, en outre, comporter:       1o    une dessiccation graduelle du matériau  après la prise et le séchage     naturel    usuels,  cette dessiccation étant obtenue par le sé  jour de ce matériau dans une succession de  chambres-séchoirs dont les températures sont  différentes et croissantes;  20 une immersion du matériau sortant de  la dernière chambre chaude, dans un bain de  soufre fondu, à l'effet de compléter le dur  cissement du mélange de ciment et sable.    Le procédé peut être exécuté par exem  ple comme décrit ci-après  Le ciment et le sable, en proportions con  venables, sont mélangés et pétris dans un  appareil ad hoc, avec une solution aqueuse  de chlorure de fer à 20 % environ.  



  Une fois la pâte obtenue on la moule,  suivant les besoins ultérieurs, soit sans -com  pression, soit avec compression, et selon les  formes et dimensions désirées; puis après  démoulage les blocs sont déposés dans des  endroits humides et laissés le temps néces  saire pour que la prise du ciment et du sable       s'accamplisse    et que le séchage s'opère.  



  Ensuite les blocs sont disposés et empilés  dans des cages disposées pour être véhiculées  dans les chambres consécutives d'un séchoir  en vue d'obtenir la dessiccation complète du  matériau.  



  Le dessin     ci-joint    représente, schémati  quement, à titre     d'exemple,    une forme d'egé-           cution    du     dispositif    pour la mise en     oeuvre    du  procédé.  



  La     fig.    1 est une vue en     élévation    de  l'ensemble -d'un séchoir suivant une coupe  verticale longitudinale;  La     fig.    2 est une vue .suivant une coupe  horizontale d'après     A-B        fig.    1;  Les fi-. 3 et 4 sont des coupes transver  sales faites respectivement suivant     C-D    et  ri     -F    de la     fig.    1.  



  Dans la forme d'exécution dessinée du       dispositif,    les chambres de dessiccation du  matériau sont au nombre de quatre 1, 2, 3, 4,  suivies par une cinquième 5 comportant un  bassin 6     destiné    à contenir le bain de soufre  fondu. Toutes ces chambres sont rendues       indépendantes    les     unes    des autres par des  cloisons 7 transversales     calorifugées,    au bas  desquelles sont disposées des portes 8 de  communication s'ouvrant de gauche à droite       (fig.    1). Les chambres     extrêmes    1 et 5 sont  pourvues de portes 9 et 10 respectives s'ou  vrant du dedans au dehors.

   Lesdites portes  8, 9 et 10 sont disposées de telle sorte que  la fermeture soit relativement étanche afin  d'éviter les pertes de chaleur.  



  Un rail unique constitué par une pou  trelle 11 métallique,     traverse    toutes les cham  bres. Il est soutenu, à ses extrémités dépas  sant l'avant et l'arrière du séchoir, par des  supports 12 d'inégale hauteur afin que la  poutrelle ait une légère inclinaison formant  une déclivité dans la direction de la cham  bre 5.  



  Le chauffage des chambres 1 à 4 est  obtenu par une circulation d'air chaud mon  trée     fig.    1. L'air atmosphérique est aspiré  par un ventilateur 14 mû par un moteur  électrique non figuré; cet air est refoulé  dans des radiateurs 15 dans lesquels circule  de la vapeur à haute pression de 6 à 8 kg  par exemple. L'air à haute température re  foulé est distribué d'abord dans la chambre  4 et à sa partie supérieure, par une série de  tuyaux partant     d'un    collecteur 16 et débou  chant en 17 sur les parois latérales de ladite  chambre 4.

   L'air chaud remplit cette cham  bre d'où il sort au bas des parois par les    orifices 18 de conduites qui vont déboucher  en 19 au bas de la chambre précédente 3,  que l'air chaud     remplit    à son tour pour sor  tir cette fois-ci à la partie supérieure par  des conduites 20 aboutissant à un collecteur  21. Ce dernier comporte une     -deuxième    série  de conduites débouchant en 22 en haut de la  chambre 2 où l'air chaud est distribué pour  sortir par le bas et se rendre à la chambre 1  également par le bas. Cet air sort enfin par  le haut de cette première chambre 1, en 24,  pour aller au collecteur final 25.  



  Par suite de la circulation     d'air    chaud  dans les chambres 1 à 4, en partant de la  chambre 4 pour aller à la chambre 1, on       obtient    la plus haute     température    en cham  bre 4 et des températures décroissantes en  chambres 3, 2 et 1, pour réaliser une dessic  cation progressive des matériaux qui sont  introduits en chambre 1 et passent succes  sivement dans les chambres 2, 3, 4 pour se  rendre au bain de soufre fondu situé dans  la dernière chambre 5.  



  En outre des     supports    12 d'extrémité, le  rail 11 est maintenu par des supports inter  médiaires constitués par exemple par des cloi  sons 7, ce qui permet le sectionnement de ce  rail dans la portion de longueur traversant la  chambre 5. La     fig.    1 montre deux sectionne  ments     pratiqués    en 26 afin -de rendre mobile  la partie 27 et de la suspendre à des câbles  ou chaînes 28 passant sur des poulies de ren  voi 29 et allant s'enrouler sur un treuil 39  commandé par un moteur 31 par exemple,  placés à l'avant du séchoir     (fig.    1).  



  La fusion du soufre remplissant le bassin  6 et le     maintien    du bain à la température  nécessaire, sont obtenus     par    des faisceaux de  tubes ou de serpentins garnissant les parois  de ce bassin et parcourus par de la vapeur  provenant d'un générateur particulier ou bien  prise dans les radiateurs 15. Ces faisceaux  tubulaires ne sont pas représentés au dessin.  



  Après le pétrissage du mélange avec la  solution du chlorure de fer, le moulage du  produit pâteux obtenu, la prise du mélange  et le séchage naturel, les     matériaux    sont pla-           cés    dans une cage 32 ayant des dimensions  déterminées d'après celles des chambres -du  séchoir afin qu'elle puisse y entrer, y séjour  ner et en sortir avec facilité de manutention.  



       La,    cage garnie est munie de crochets afin  de pouvoir être suspendue au rail 11 et glis  ser le long de celui-ci sous la commande d'un  câble de traction par exemple.  



  En     fig.    3, la cage 32     contenant    des maté  riaux     33    est représentée suspendue au rail 1,1  et immobilisée dans la chambre 1. En     fig.    4,  cette même cage est montrée suspendue à la  partie sectionnée 27 du rail 11, laquelle por  tion 27 de rail est descendue suffisamment  pour que ladite cage, avec les matériaux  qu'elle renferme, soit immergée entièrement  dans le bain  &  soufre en fusion contenu dans  le bassin 6.  



  Le procédé et le séchoir de disposition  particulière, utilisés en combinaison, réa  lisent     l'obtention    de matériaux qui sont su  périeurs de beaucoup aux points de vue  dureté et résistance, aux matériaux à base de  ciment et de sable obtenus par les procédés  connus à ce jour.  



  On indique ci-après les diverses réactions  chimiques résultant     @de    l'emploi préalable du  chlorure de fer pour mouiller et pétrir le mé  lange ciment et sable, et de l'emploi final du  soufre après la prise du mélange, lé moulage  et la dessiccation complète de ce mélange.  



  Dans le premier temps de prise qui suit  le pétrissage et le moulage du mélange, le  chlorure de fer réagit sur le silicate de cal  cium du ciment et provoque la formation,  d'une part, d'un silicate de fer donnant     aia     mélange une grande résistance, d'autre part,  d'un chlorure de calcium qui active notable  ment la prise     dudit    mélange.  



  On explique que pendant la période     d@     prise précitée à la     suite    de la décomposition  des silicates tricalciques et     bicalciques,    il se  forme du silicate     manocalcique    qui est un  corps possédant une grande valeur hydrau  lique.  



  On ajoute que, -de même que toute réac  tion chimique, la décomposition mentionnée  aura une tendance à l'équilibre; l'adjonction    du chlorure de fer donne une combinaison di  recte entre ledit chlorure et le silicate     mono-          calcique    qui s'est formé. En conséquence, à  la suite de l'élimination de ce dernier, l'équi  libre dont il est fait mention ci-dessus, sera  déplacé dans le sens d'une plus grande dé  composition .des produits supérieurs inertes.  



  Par l'emploi du soufre en fusion dans le  quel le matériau selon le premier stade du  processus est immergé, il résulte que le sili  cate de fer contenu dans le ciment se com  bine avec le soufre pour former un sulfure  de fer. Cette réaction se produit en deux  temps, ainsi qu'il est expliqué ci-après.  



  D'abord le soufre se combine avec la  chaux qui s'est formée pendant la prise du  ciment par l'action de l'eau sur le silicate     tri-          calcique    et donne lieu au sulfure de calcium.  



  La sulfure -de calcium agit sur le silicate  de fer suivant la     réaction:            CaS        -f-        FeS10a    =     CaSi03        -I-        FeS.       On a constaté que cette réaction a pour  résultat de faciliter la pénétration du soufre  à l'intérieur de la masse du matériau.  



  Ces     réactions    produites par l'apport du  soufre, déterminent finalement une transfor  mation     telle    -de la masse du matériau, que la  dureté et la résistance de celle-ci sont compa  rables à celles du granit naturel.  



  L'immersion dans le bain de soufre en  fusion est faite, comme il a été expliqué,  après que le matériau a été moulé et a subi  plusieurs séchages     consécutifs    à des tempé  ratures différentes et croissantes, dans les  chambres 1 à 4 du séchoir, dans chacune des  quelles le séjour des matériaux est     d'environ     une heure.  



  L'expérience a démontré que les maté  riaux     abandonnent    en moyenne 60 % de leur  humidité dans la chambre 1, 25 % dans la  chambre 2, 10 % dans la chambre 3 et 5  dans la chambre 4. Ils arrivent donc parfai  tement asséchés et à une température de 100         environ    dans la chambre 5 pour subir     l'action     du bain de soufre.  



  Les détails du processus décrit peuvent  varier dans une     certaine    limite, selon les ci-           ments    et sables utilisés et également en Tai  son du degré de dureté et de résistance que  le matériau doit posséder en     vue    des usages  auxquels il sera destiné. Les     dispositions    de  détails du séchoir peuvent également varier.

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé d'obtention -d'un matériau de très grandes résistance -et dureté, à base de ciment et sable, caractérisé par l'emploi d'une solu tion de chlorure de fer comme liquide de mouillage et de pétrissage du mélange de ci ment et de sable, en vue d'activer la prise du mélange et de durcir notablement celui-ci. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication I, carac térisé par une dessiccation graduelle du matériau après la prise et le séchage natu rels usuels, cette dessiccation étant obtenue par le séjour de ce matériau dans une suc cession de chambres-séchoirs dont les tem pératures sont différentes et croissantes.

   <B>2</B> Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé par l'im mersion du matériau sortant de la dernière chambre chaude, dans un bain de soufre fondu, à l'effet de compléter le durcisse ment du mélange de ciment et de sable.

   REVENDICATION II: Dispositif pour la mise en aeuvre du pro cédé suivant la revendication I et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé par un sé choir comprenant des chambres destinées à la dessiccation graduelle du matériau et qui sont suivies d'une dernière chambre dont la partie inférieure est un bassin disposé pour contenir un bain de soufre, les parois dudit bassin étant garnies de faisceaux de tubes destinés à être parcourus par de la vapeur à haute pres sion, et toutes les chambres étant indépen dantes entre elles,et séparées par des cloisons avec portes de communication à fermeture suffisamment étanche pour éviter des pertes de chaleur.

   SOUS-REVENDICATION 3 Dispositif suivant la revendication II, ca ractérisé par un rail aérien régnant sur toute la longueur d'ensemble du séchoir et par au moins une cage remplie des maté riaux à traiter, et pouvant rouler sur ce rail.