CH548959A - Composition de coulage, de haute densite, a temps de prise prolonge et a durcissement rapide. - Google Patents

Description

  
 



   La presente invention se rapporte à une composition pour coulage   ä    base de plâtre de haute densité, à temps de prise prolongé et à durcissement rapide destinée à la préfabrication ou à la réalisation sur chantier d'elements de construction lourds, et à performances mécaniques élevées.



   On sait que la préfabrication et la realisation sur chantier d'é- léments lourds destinés à la construction de bâtiments et réclamant l'utilisation de moules ou de coffrages nécessitent la mise en   @euvre    de matériaux présentant une durée d'emploi relativement longue et permettant un durcissement rapide des elements   coules.   



  L'utilisation de matériaux traditionnels tels que le plâtre au le ciment ne permet de satisfaire que tres imparfaitement ces exigences contradictoires. Ainsi, le plâtre utilisé seul permet des   cadences    de moulage rapides mais les résistance mécaniques des elements n'atteignent une valeur élevée qu'après sechage complet. D'autre part, les mortiers de ciment presentent rapidement des résistances mécaniques elevees, mais la durée requise pour leur demoulage ne permet pas un cycle d'utilisation des moules ou des coffrages suffisamment rapide.



   En revanche, on a constate qu'un mélange de plâtre et de ciment en proportions calculées, dont le temps de prise est convenablement retardé et traité en vue d'obtenir à la fois un gâchage avec peu d'eau et une évolution rhéologique convenable de la pâte permet de concilier les deux avantages recherchés.



   Le principe de mélanger du sulfate de calcium et du ciment est en lui-même connu, mais on sait que les mélanges obtenus ont la propriété de faire prise très rapidement dès qu'ils ont été gâchés dans l'eau. Cette propriété a été mise à profit pour la réalisation de plâtres spéciaux de coulage et la préfabrication d'éléments légers. mais ne saurait   convenir    à la preparation d'éléments lourds de grandes dimensions. La prise de ces mélanges peut   etre    retar   dee    selon des procédés connus en utilisant des produits habituellement employés pour modifier la prise des plâtres. Cependant, ces mélanges ne permettent que la réalisation de pâtes de faible densité, gâchées avec une quantité importante d'eau et ne fornissent apres hydratation et séchage que des masses relativement poreuses et peu resistantes.



   La composition selon l'invention présente en revanche, comme l'une de ses caractéristiques principales, par rapport aux compositions   connucs,    la propriete de pouvoir   etre    gâchée avec peu d'eau tout en presentant une faible consistance permettant la mise en place de la pâte par coulage ou par pompage. En outre, le produit etant gâché avec peu d'eau la vitesse de sechage des elements est très rapide et les résistances mécaniques finales sont élevées. La résistance à la traction est particulièrement importante et très supérieure à celle du plâtre pur : cette propriété permet l'utilisation de la composition selon l'invention pour des usages spéciaux. Parallèlement, la porosité et la sensibilité à l'eau des éléments sont considerablement reduites.

  L'inventeur a constaté que les resistances mécaniques finales du produit dépendent des propriétés propres du ciment et du plâtre utilisés comme ingrédients principaux, ainsi que des proportions relatives de ces ingrédients dans la composition.



   Une composition de coulage de haute densité à temps de prise prolonge et à durcissement rapide est donc caractérisée en ce qu'elle   comprend    du sulfate de calcium hémihydraté à titre de composant principal, du ciment Portland sans constituants secondaires, un agent retenteur d'eau et un agent plastifiant choisi et ajouté en quantité telle que la composition présente une consistance adéquate pour le coulage pour un rapport de gâchage eau, poudre au plus egal à 0,45.



   Les meilleurs résultats sont obtenus en mélangeant un ciment Portland obtenu par broyage de clinker additionné de la quantite de gypse nécessaire à la régularisation de la prise, à l'exclusion de tout constituant secondaire présentant un caractère d'hydraulicité tel que laitier, pouzzolanes ou cendres, et un plâtre constitue de sulfate de calcium hémihydraté aussi pur que possible. Les proportions optimales de ces deux ingrédients principaux dependent de la composition du ciment. L'invention prévoit que ces proportions peuvent varier de 5 à 40% pour le ciment et de 60 à 95% pour le sulfate de calcium hémihydraté. De préférence, les mélanges comportent de 15 à 25% de ciment Portland sans constituant secondaire et de 75 à 80% de sulfate de calcium hémihydraté.



   Dans ces conditions, on sait que le produit est susceptible d'une hydratation tres rapide et cette propriété a   ete    mise à profit pour obtenir une grande vitesse de durcissement. Mais les temps de prise de tels mélanges etant tres courts il est nécessaire de les prolonger à l'aide de retardateurs de prise permettant de décaler dans le temps l'hydratation du liant sans modifier ultérieurement d'une maniere sensible la vitesse de cette hydratation. A cette fin, des   retardateurs    de prise organiques, tels que la keratine, les amines dégradées, les proteines, les acides amines, les acides aliphatiques dicarboxyliques, les agents   complexants,    peuvent   etre    utilises.



   En outre, la destination de la composition selon l'invention exige l'utilisation dans le melange d'un agent rétenteur d'eau destine à empecher la décantation de la poudre gâchée et à assurer l'homogénéité de la pâte La presence de cet ingredient est egalement nécessaire à l'obtention des résistances finales maximales.



   D'autre part, un mélange de plâtre et de ciment préparé dans les proportions connues ne peut normalement presenter une consistance favorable au coulage qu'en pratiquant le gâchage avec une quantité importante d'eau, le rapport eau/poudre etant au minimum de 0,8. Or, I'un des buts principaux de l'invention etant la réalisation de pâtes de coulage de haute densité capables de fournir des masses prises présentant des propriétés mecaniques elevées, il est nécessaire que le rapport eau/poudre soit compris au plus egal   ä      0,45.    de préférence entre 0,40 et 0,45.

  Cette exigence est satisfaite en incorporant dans la composition un agent plastifiant   capablc    de fluidifier la pâte jusqu'à lui donner la consistance adéquate pour le coulage, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter exagérément la teneur en eau du produit gâché.



   On a constaté que   certains    produits d'addition pouvaient tenir lieu   ä    la fois de retenteur d'eau et de plastifiant. Les produits les plus couramment employes à cet effet sont des dérivés cellulosiques et plus particulièrement des methylcelluloses, des hydroxyéthyl-ou hydroxypropylcelluloses dont la viscosité en solution à 2% est   comprise    entre 4000 et 6000   centipoises.   



   A titre d'exemple, une pâte ainsi préparée et comportant:  - environ 75% de sulfate de calcium hémihydraté  - environ 25 . de ciment Portland sans constituant secondaire  - 0,03 à 0,1% de retardateur organique de prise  - 0,1 à 0,2% de dérivé cellulosique présenterait les propriétés suivantes pour un taux de gâchage eau/poudre de 0,40:  - temps de coulabilité: 1 heure à 4 heures selon les doses de retardatcur employées  - résistance à la compression des elements humides au moulage: 100 bars  - résistance à la compression des éléments secs après 24 heures: 200 bars  - résistance maximale des produits secs, complètement hydratés: 250 bars.

 

   On peut   associer    à la composition selon l'invention divers additifs pour l'obtention de resultats particuliers. On peut notamment introduire dans la composition précédemment définie des plâtres surcuits, des granulats fins, des agents hydrofugeants, des resines, des colorants.



   Sans qu'on s'écarte de l'invention, on peut encore prévoir certaines modifications de la composition de base,   telles    que les suivantes:
1. Le sulfate de calcium semihydraté peut être remplacé par un melange de 60 à 75% en poids de sulfate de calcium hémihy- drate et de 15 à   400 o    d'anhydrite naturel ou   synthétique.     

 

   2. Une fraction de sulfate de calcium et de ciment peut   etre    remplacee par une charge minerale (sable, silice fine, calcaire broyé) ou par une matiere pouzzolanique pour donner une composition du type suivant:
60% de semihydrate
30% de sable fin ou autre charge
10% de ciment sans constituant secondaire.



   3. La composition selon 2 constituant la base d'un micromortier peut   etre    encore additionnee de   colorants,    dans les proportions inférieures à 1% en poids du mélange, de résines, particulièrement de polymère ou copolymere vinylique dans des proportions variant de 1 à 5%, et   d'hydrofuges    de masse principalement constitues de sels alcalino-terreux d'acides gras dans des proportions inférieures à 1% du poids total du mélange. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Composition de coulage de haute densité, à temps de prise prolongé et à durcissement rapide, caractérisée en ce qu'elle comprend du sulfate de calcium hemihydrate à titre de composant principal, du ciment Portland sans constituants secondaires, un agent rétenteur d'eau et un agent plastifiant choisi et ajoute en quantite telle que la composition presente une consistance adé- quate pour le coulage pour un rapport de gâchage eau/poudre au plus egal à 0,45.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Composition selon la revendication, caracterisee en ce qu'elle comprend essentiellement, en poids, de 60 à 95 parties de sulfate de calcium hémihydraté et de 5 à 40% de ciment Portland sans constituant secondaire.

   2. Composition selon la sous-revendication 1, caracterisee en ce qu'elle contient additionnellement de 0,01 à 0,2% d'ester cellu losique ou autre plastifiant.

   3. Composition selon la sous-revendication 1, caracterisee en ce que le sulfate de calcium hémihydraté est remplacé par un melange de 60 à 75% de sulfate de calcium hémihydraté et de 15 à 40% d'anhydrite naturel ou synthétique.

   4. Composition selon la revendication, caracterisee en ce qu'elle contient en outre des additifs.