Procédé de fabrication de matériaux<B>de</B> construction<B>à</B> structure poreuse ou cellulaire et notamment du béton. La présente invention (inventeur- Simon Missotten, Bruxielles) concerne un procédé de fabrication de matériaux de construction<B>à</B> structure poreuse ou cellulaire et en paxticu- lier un procédé de fabrication de bétons, mor tiers, plâtre et analogues, dans la masse des quels des cellules, bulles, interstices ou es paces vides sont formés par dégagement de gaz pendant la prise.
On a<B>déjà</B> proposé de fabriquer des pro duits en ciment ou des mortiers très poreux en ajoutant aux matières premières en pré sence d'eau, des métaux en poudre tels que, par exemple, l'aluminium et le zinc. Ces ma tières présentent, toutefois, l'inconvénient de donner une réaction trop lente et peu sûre. D'autre part, la répartition des pores étant inégale, la masse obtenue est hétérogène et présente une consistance inégale.
On a é-alement -pro-posé de fabriquer du ciment très poreux en ajoutant, avant la prise, aux matières employées, des composés contenant de l'oxygène chimiquement actif et en provoquant le dégagement de gaz pen dant la prise, par un catalyseur de décom position, tel que, par exemple, du cuivre mé tallique en poudre, ou des composés métalli ques tels que du bioxyde de manganèse. L'emploi de ces matières dans la fabrication du ciment est cependant trop coûteux eu égard<B>à</B> leur prix et<B>à</B> leur faible efficacité. Le produit fini est d'ailleurs peu résistant.
La présente invention a, pour but un pro <B>cédé</B> de fabrication qui, tout en obviant aux inconvénients des procédés connus actuelle ment, permet d'obtenir une masse présentant <B>à</B> es degrés divers les trois qualités sui vantes: <B>10</B> Lne production de gaz favorable<B>à</B> la formation des cellules dans le matériau pen dant la prise; 2() Une formation de gaz favorable<B>à</B> la qualité et formant des composés favorables au durcissement du matériau, par suite de l'effet de ces gaz sur les matières en pré sence; <B>30</B> Un dégagement lent et progressif des gaz assurant une porosité uniforme et régu lière ainsi qu'une structure homogène de la masse.
Dans ce but, selon la présente invention, on ajoute au mélange d'eau, de liants<B>hy-</B> drauliques ou aériens et de matières inertes, de l'eau oxygénée et au moins un hypochlo- rite de métal léger.
On emploie avantageusement<B>à</B> cet effet en même temps que l'hypochlorite un chlo rure de métal léger de préférence un chlorure de métal alcalino-terreux, ou du chlorure d'aluminium, en quantités déterminées, de manière que le dégagement des gaz soit ter miné avant la prise complète du béton.
Dans une forme de réalisation du procédé, on emploie en combinaison avec de l'eau oxy- géuée soit de l'hypochlokrite d'aluminium, soit du chlorure de chaux, soit de l'hypochlorite de sodium ou de potassium avec du chlorure de calcium.
L'eau oxygénée par sa décompo sition et sa réaction sur les hypochlorites, provoque Dans une un fort forme dégagement de réalisation de gaz' particuliè- rement avantageuse du procédé, on emploie du chlorure de chaux (CaOC12),
de l'hypo- chlorite de soude (NaOCl) et de l'eau oxygé née (HI!02) avec addition d'ammoniaque (Nl7I#,) en solution aqueuse; il se produit alors, d'après l'inventeur, un dégagement des gaz suivants:
a) du chlore (Cl#) qui tend<B>à</B> former (les cellules et agit sur la chaux libre (CaO) pour former un chlorure de calcium (CaCI2) favo rable au durcissement, <B>b)</B> de l'oxygène dont une certaine quan tité est produite par la décomposition de l'eau oxygénée et des hypochlorites, c) de l'ammoniaque (NII,) dont le gaz favorise lui aussi la production des cellules et de plus, comme anti-chlore, peut agir sur le chlore en excès pour former du chlorure d'ammoniaque (,NH, <B>CI),</B> dont les vapeurs fa vorisent également la production des cellules, <B>d)</B> de l'azote<B>(N)
</B> qui est libéré par la réaction décrite sous<B>c)</B> et qui contribue aussi <B>à</B> la formation des cellules dans le matériau, e) de l'anhydride carbonique (CO2) par action de l'acide chlorhydrique formé sur le carbonate de calcium présent, qui renforce la formation des cellules et en plus fixe la chaux libre qui pourrait encore exister dans le béton.
Le fait que ces gaz différemment solu bles dans l'eau de gâchage se dégagent d'une manière uniforme et progressive au fur et<B>à</B> mesure de l'hydratation des liants, présente l'avantage d'assurer la répartition uniforme des cellules et une grande homogénéité de la masse du béton obtenu.
Afin d'augmenter la plasticité du liant, d'assurer une agglutination parfaite du pro duit et de produire, en outre, un supplément d'anhydride carbonique, on peut ajouter aux <B>composés</B> énumérés du calcaire, de préfé rence en poussier, qui sera décomposé par l'a cide chlorhydrique formé.
Par leur action propre et par leur action complexe ces diverses matières produisent en quantité réglable en volume et en vitesse, des gaz nécessaires pour la formation, au sein de la, masse encore plastique, des cel lules, des espaces vides ou des pores réguliè rement répartis dans la masse du produit.
Dans le but de régler la grandeur des cellules, on peut aussi recourir<B>à</B> l'addition d'un faible pourcentage d'un colloïde protec teur. L'osséine, l'albumine, la colle animale, la gélatine, la saponine, des colloïdes miné raux, la bentonite, de l'argile savonneuse, des terres colloïdales ou analogues peuvent être employés<B>à</B> titre d'un tel colloeïde protec teur.
Les proportions des ingrédients et les composés chimiques<B>à</B> employer et leur con centration peuvent varier d'un cas<B>à</B> l'autre.
Ci-dessous, trois exemples de composi tions donnant du béton d'une résistance très élevée.
EMI0003.0001
La, combinaison des matières premières en proportions indiquées donne un béton pos sédant une densité apparente de<B>0,8.</B>
EMI0003.0002
<I>Exemple <SEP> II:
</I>
<tb> Ciment <SEP> <B>7,700 <SEP> <I>kg</I></B>
<tb> Sable <SEP> <B>1,700 <SEP> ,</B>
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 0,240 <SEP> <B> </B>
<tb> Hypochlorite <SEP> de <SEP> sodium <SEP> (solu tion <SEP> <B>à</B> <SEP> 20-295 <SEP> <B>0</B> <SEP> Bé) <SEP> <B>0,100</B> <SEP> litre
<tb> <B>El</B> <SEP> au <SEP> oxy <SEP> <B>,</B> <SEP> gênée <SEP> (solution <SEP> <B>à <SEP> 30%) <SEP> 0,065</B>
<tb> Osséine <SEP> (solution <SEP> <B>à <SEP> 1 <SEP> %) <SEP> 0,030 <SEP> </B> Les proportions indiquées permettent d'obtenir un béton d'une densité apparente de<B>0,6.</B>
EMI0003.0003
<I>Exemple <SEP> III:
</I>
<tb> Ciment <SEP> <B>19,000 <SEP> kg</B>
<tb> Sable <SEP> 4,500 <SEP> <B> </B>
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> chaux <SEP> <B>0,600 <SEP> </B>
<tb> Hypochlorite <SEP> de <SEP> sodium <SEP> (solu tion <SEP> <B>à <SEP> 20-25 <SEP> '</B> <SEP> Bé)
<tb> Calcaire <SEP> <B>0,500</B>
<tb> Ammoniaque <SEP> (solution <SEP> <B>ù, <SEP> 20,7 <SEP> %) <SEP> 0,100</B> <SEP> litre
<tb> Eau <SEP> oxygénée <SEP> (solution <SEP> <B>à</B> <SEP> <I>30%,o)</I> <SEP> <B>0,150 <SEP> </B>
<tb> Osséine <SEP> (solution <SEP> <B>à <SEP> 1%) <SEP> 0,075 <SEP> ,</B> Le. produit résultant est un béton de densité apparente comprise entre<B>0,5</B> et<B>0,6.</B>
<B>Il</B> est<B>à</B> remarquer que les indications numériques ci-dessus ne sont pas limitatives, et que le composé tel que l'hypochlorite de sodium pourrait être remplacé par l'hypo- chlorite de potassium ou d'un autre métal du même groupe.
<B>Il</B> est<B>à</B> remarquer en outre que le mé lange de matières premières tel que décrit peut recevoir une addition des substances utilisées habituellement pour conférer<B>à</B> la masse les propriétés d'isolation<B>à</B> la chaleur et de résistance au feu. De même, des sub stances pour rendre le produit résistant<B>à</B> l'action de l'eau peuvent être ajoutées.
<B>Il</B> résulte de ce qui précède que l'on peut, par le procédé selon l'invention, obtenir une masse poreuse ou cellulaire dont la structure et les propriétés sont particulièrement remar quables, ayant une résistance<B>à</B> la compres sion et<B>à</B> la traction élevées, une grande ca pacité de conservation et dont la résistance augmente avec le temps.
Les mélanges peuvent être préparés dans un état très liquide et permettent par ce fait d'obtenir une grande homogénéité ainsi qu une répartition uniforme des cellules dans la masse, qui convient plus spécialement pour la fabrication de produits moulés prépa rés d'avance ou<B>à</B> pied d#uvre.
Process for the manufacture of <B> construction </B> materials <B> with </B> porous or cellular structure and in particular concrete. The present invention (inventor- Simon Missotten, Brussels) relates to a process for manufacturing building materials <B> with </B> porous or cellular structure and by paxticu- lating a process for manufacturing concrete, mortar, plaster and the like. , in the mass of which cells, bubbles, interstices or empty spaces are formed by the release of gas during setting.
It has <B> already </B> proposed to manufacture cement products or very porous mortars by adding to the raw materials in the presence of water, powdered metals such as, for example, aluminum and carbon. zinc. These materials have, however, the drawback of giving a reaction that is too slow and insecure. On the other hand, the distribution of the pores being unequal, the mass obtained is heterogeneous and has an uneven consistency.
It has also been proposed to manufacture very porous cement by adding, before setting, to the materials used, compounds containing chemically active oxygen and by causing the release of gas during setting, by a catalyst. decomposition, such as, for example, metallic copper powder, or metallic compounds such as manganese dioxide. The use of these materials in the manufacture of cement is, however, too expensive in view of their <B> </B> price and <B> </B> their low efficiency. The finished product is moreover not very resistant.
The present invention aims at a <B> assigned </B> manufacturing process which, while obviating the drawbacks of the currently known methods, makes it possible to obtain a mass having <B> to </B> various degrees the following three qualities: <B> 10 </B> Lne production of gas favorable <B> to </B> the formation of cells in the material during setting; 2 () A gas formation favorable <B> to </B> the quality and forming compounds favorable to the hardening of the material, as a result of the effect of these gases on the materials present; <B> 30 </B> A slow and progressive release of gases ensuring uniform and regular porosity as well as a homogeneous structure of the mass.
For this purpose, according to the present invention, is added to the mixture of water, <B> hydraulic or aerial binders and inert materials, hydrogen peroxide and at least one metal hypochlorite. lightweight.
<B> to </B> this effect is advantageously employed at the same time as hypochlorite, a light metal chloride, preferably an alkaline earth metal chloride, or aluminum chloride, in determined quantities, so that the release of gas is completed before the concrete sets completely.
In one embodiment of the process, in combination with oxygenated water, either aluminum hypochlokrite, or chloride of lime, or sodium or potassium hypochlorite with calcium chloride is employed. .
The hydrogen peroxide by its decomposition and its reaction with hypochlorites causes In a particularly advantageous form of gas release 'of the process, lime chloride (CaOC12) is used,
sodium hypochlorite (NaOCl) and oxygenated water (HI! 02) with the addition of ammonia (Nl7I #) in aqueous solution; it then occurs, according to the inventor, a release of the following gases:
a) chlorine (Cl #) which tends to <B> to </B> form (the cells and acts on the free lime (CaO) to form a calcium chloride (CaCl2) favorable to hardening, <B> b) </B> oxygen, some of which is produced by the decomposition of hydrogen peroxide and hypochlorites, c) ammonia (NII,) whose gas also promotes cell production and more , as an anti-chlorine agent, can act on excess chlorine to form ammonia chloride (, NH, <B> CI), </B> whose vapors also promote cell production, <B> d) </B> nitrogen <B> (N)
</B> which is released by the reaction described under <B> c) </B> and which also contributes <B> to </B> the formation of cells in the material, e) carbon dioxide (CO2 ) by the action of hydrochloric acid formed on the calcium carbonate present, which reinforces the formation of cells and in addition fixes the free lime which may still exist in the concrete.
The fact that these gases which are differently soluble in the mixing water are released in a uniform and progressive manner as the hydration of the binders is measured, has the advantage of ensuring the uniform distribution of cells and great homogeneity of the mass of the concrete obtained.
In order to increase the plasticity of the binder, to ensure a perfect agglutination of the product and to produce, moreover, a supplement of carbon dioxide, it is possible to add to the <B> compounds </B> listed limestone, preferably rence in dust, which will be decomposed by the hydrochloric acid formed.
By their own action and by their complex action, these various materials produce, in an adjustable quantity in volume and speed, gases necessary for the formation, within the still plastic mass, of cells, empty spaces or regular pores. distributed in the mass of the product.
In order to control the size of the cells, it is also possible to resort to <B> </B> the addition of a small percentage of a protective colloid. Osein, albumin, animal glue, gelatin, saponin, mineral colloids, bentonite, soapy clay, colloidal earths or the like may be used <B> for </B> as such a protective colloid.
The proportions of the ingredients and the chemical compounds <B> to </B> to use and their concentration may vary from one case to another.
Below are three examples of compositions giving concrete with very high strength.
EMI0003.0001
The combination of raw materials in the proportions indicated gives concrete with an attractive bulk density of <B> 0.8. </B>
EMI0003.0002
<I> Example <SEP> II:
</I>
<tb> Cement <SEP> <B> 7,700 <SEP> <I>kg</I> </B>
<tb> Sand <SEP> <B> 1,700 <SEP>, </B>
<tb> <SEP> Calcium <SEP> <SEP> 0.240 <SEP> <B> </B> Chloride
<tb> <SEP> sodium <SEP> hypochlorite <SEP> (solution <SEP> <B> to </B> <SEP> 20-295 <SEP> <B> 0 </B> <SEP> Bé ) <SEP> <B> 0.100 </B> <SEP> liter
<tb> <B> El </B> <SEP> to <SEP> oxy <SEP> <B>, </B> <SEP> constrained <SEP> (solution <SEP> <B> to <SEP> 30 %) <SEP> 0.065 </B>
<tb> Osséine <SEP> (solution <SEP> <B> to <SEP> 1 <SEP>%) <SEP> 0.030 <SEP> </B> The proportions indicated make it possible to obtain a concrete of an apparent density of <B> 0.6. </B>
EMI0003.0003
<I> Example <SEP> III:
</I>
<tb> Cement <SEP> <B> 19,000 <SEP> kg </B>
<tb> Sand <SEP> 4,500 <SEP> <B> </B>
<tb> Chloride <SEP> of <SEP> lime <SEP> <B> 0.600 <SEP> </B>
<tb> <SEP> sodium <SEP> hypochlorite <SEP> (solution <SEP> <B> to <SEP> 20-25 <SEP> '</B> <SEP> Bé)
<tb> Limestone <SEP> <B> 0.500 </B>
<tb> Ammonia <SEP> (solution <SEP> <B> ù, <SEP> 20.7 <SEP>%) <SEP> 0.100 </B> <SEP> liter
<tb> <SEP> oxygenated water <SEP> (solution <SEP> <B> to </B> <SEP> <I> 30%, o) </I> <SEP> <B> 0.150 <SEP> < / B>
<tb> Osséine <SEP> (solution <SEP> <B> to <SEP> 1%) <SEP> 0.075 <SEP>, </B> The. resulting product is concrete with an apparent density between <B> 0.5 </B> and <B> 0.6. </B>
<B> It </B> is <B> to </B> to note that the numerical indications above are not limiting, and that the compound such as sodium hypochlorite could be replaced by hypochlorite potassium or another metal of the same group.
<B> It </B> is <B> to </B> further noted that the mixture of raw materials as described may receive an addition of the substances usually used to impart <B> to </B> the mass the properties of <B> to </B> heat and fire resistance. Likewise, substances to make the product resistant <B> to </B> the action of water can be added.
<B> It </B> results from the above that it is possible, by the process according to the invention, to obtain a porous or cellular mass, the structure and properties of which are particularly remarkable, having a resistance <B> with </B> high compression and <B> </B> traction, great retention capacity and strength increases over time.
The mixtures can be prepared in a very liquid state and thus make it possible to obtain a great homogeneity as well as a uniform distribution of the cells in the mass, which is more especially suitable for the manufacture of molded products prepared in advance or <B > at </B> at work.