CH620663A5

CH620663A5 - Process for the manufacture of a hydraulic mortar or concrete

Info

Publication number: CH620663A5
Application number: CH633977A
Authority: CH
Inventors: Jean Verlaeten; Gaetan Della Faille D Huysse
Original assignee: Solvay
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1980-12-15
Also published as: ES458914A1; LU75014A1; GB1521019A; BE854539A; DE2723233A1; FR2352762B1; NL7705647A; FR2352762A1; IT1084687B

Description

La présente invention a pour objet la fabrication de mortiers ou de bétons hydrauliques au départ de produits résiduaires de l'industrie.

Elle concerne plus particulièrement un procédé pour fabriquer un mortier ou béton hydraulique à partir d'une scorie métallurgique et d'un produit résiduaire du procédé de fabrication de soude à l'ammoniaque.

Une difficulté majeure rencontrée dans l'exploitation des soudières à l'ammoniaque telles que décrites dans l'ouvrage intitulé «Manufacture of soda», de Te-Pang-Hou, Hafner Publishing Company, 1969, réside dans l'évacuation des produits résiduaires des colonnes de distillation des eaux mères résultant de la précipitation du bicarbonate de sodium. Ces produits résiduaires consistent en solutions aqueuses de chlorure de calcium et de chlorure de sodium, contenant en suspension divers sels insolubles, notamment de l'aluminate, du silicate, du carbonate et du sulfate de calcium, ainsi que de la silice, des oxydes de fer et de l'hydroxyde de calcium.

On a proposé, dans une étude de A. Kryzanovskaja publiée dans la revue «Stroitelnye materialy», 1958, vol. 4, pp. 25-26, d'utiliser ces boues résiduaires pour fabriquer des ciments métallurgiques. A cet effet, on mélange intimement un laitier de haut fourneau granulé aux boues humides (contenant environ 75 à 80% d'eau), à raison d'environ 85% de laitier pour 15% de boues, puis on sèche le mélange ainsi obtenu et on le broie jusqu'à obtention d'un ciment en poudre présentant une surface spécifique d'environ 3000 cm2/g.

Les ciments métallurgiques ainsi obtenus permettent la fabrication de mortiers présentant des propriétés mécaniques comparables à celles des ciments de haut fourneau traditionnels.

Bien que résolvant partiellement le problème posé par l'élimination des résidus de distillation des soudières à l'ammoniaque en permettant par la même occasion leur utilisation, ce procédé connu présente toutefois le désavantage de consommer beaucoup d'énergie à cause de la teneur élevée en eau des boues de soudière, cette eau devant être éliminée lors de l'opération de séchage. L'opération de séchage risque par ailleurs d'être préjudiciable aux qualités du ciment, à cause de la présence d'anhydride carbonique dans les gaz de séchage.

On a maintenant constaté qu'il est possible de remédier à cet inconvénient du procédé connu, en fabriquant directement un mortier ou un béton hydraulique par incorporation d'une scorie métallurgique et de matière de charge, dans la suspension aqueuse résiduaire des colonnes de distillation des soudières à l'ammoniaque, sans production intermédiaire d'un ciment anhydre.

En conséquence, l'invention est relative à un procédé de fabrication d'un mortier ou béton hydraulique, suivant lequel on mélange un liant hydraulique, un activant, éventuellement une matière de charge et/ou un additif et de l'eàu, le liant hydraulique comprenant une scorie métallurgique, et l'activant et l'eau étant constitués au moins partiellement par une suspension aqueuse résiduaire d'une colonne de distillation d'une soudière à l'ammoniaque.

Dans le procédé suivant l'invention, l'activant a pour fonction d'initier la prise du liant hydraulique en présence d'eau.

Le procédé suivant l'invention s'applique indifféremment à la fabrication de mortiers ou de bétons hydrauliques. Dans le cas particulier où il s'applique à la fabrication d'un mortier hydraulique, on incorpore habituellement une matière de charge siliceuse telle que du sable au mélange de scorie et de suspension résiduaire de soudière; dans le cas où il s'applique à la fabrication d'un béton hydraulique, on incorpore, au mélange de scorie et de suspension aqueuse, résiduaire de soudière, des granulats communément utilisés dans les compositions pour béton, par exemple un mélange de graviers et de sable.

Dans le procédé suivant l'invention, on peut utiliser les suspensions aqueuses résiduaires telles qu'elles sortent des colonnes de distillation des soudières à l'ammoniaque. Il est toutefois avantageux de concentrer au préalable ces suspensions aqueuses, par exemple par décantation, pour qu'elles contiennent entre environ 20 et 60% en poids de matière sèche, de préférence entre 25 et 50%.

Suivant l'invention, la scorie métallurgique est avantageusement une scorie sidérurgique vitreuse, par exemple un laitier basique granulé de haut fourneau.

En variante, on peut aussi utiliser une scorie d'aciérie, obtenue sous forme vitreuse et contenant des composés hydrauliques.

On peut éventuellement incorporer, dans la composition de mortier, en plus de la scorie métallurgique, du ciment portland ou d'autres liants.

Les propriétés des mortiers et des bétons obtenus par application du procédé suivant l'invention dépendent, toutes autres choses étant égales, de la granulométrie ou finesse de mouture de la scorie. Suivant l'invention, il est avantageux de régler la finesse de mouture de la scorie entre sensiblement 1000 et 8000 Blaines, de préférence 3000 et 6000 Blaines.

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Pour renforcer les propriétés mécaniques des produits fabriqués à partir des mortiers et des bétons obtenus par le procédé suivant l'invention, on peut incorporer au mélange de scorie et de suspension résiduaire de soudière des matières de charge supplémentaires communément utilisées dans les compositions de mortier ou béton hydraulique, par exemple des gravillons, des particules de verre, des fibres minérales et/ou organiques. On peut, par ailleurs, incorporer au mélange des additifs communément utilisés pour améliorer les propriétés d'isolation thermique et/ou phonique des matériaux, par exemple de la vermiculite, de la perlite, du liège, des copeaux de bois, du polystyrène expansé.

Dans une variante intéressante du procédé suivant l'invention, on incorpore au mélange de scorie et de suspension résiduaire de soudière des fibrilles d'un polymère synthétique et un agent mouillant du polymère, comme décrit et revendiqué dans la demande de brevet français N° 7603021 du 2 février 1976 au nom de Solvay.

On peut aussi, suivant l'invention, incorporer au mélange de scorie et de suspension résiduaire de soudière des adjuvants communément utilisés pour conférer des propriétés particulières aux mortiers hydrauliques, par exemple des fluidifiants, des épaisis-sants, des plastifiants, des hydrofuges, des pigments, en quantités connues en soi dans les compositions de mortier hydraulique.

Le procédé suivant l'invention s'applique notamment à l'obtention de mortiers ou bétons hydrauliques destinés à la fabrication de matériaux de construction rigides, compacts, non cellulaires, tels que des briques, des tuiles, des dalles, des poteaux, des piquets, des hourdis, etc.

En variante, le procédé suivant l'invention peut aussi trouver une application intéressante pour l'obtention de mortiers destinés à la fabrication de matériaux de construction à structure cellulaire, rigides, après incorporation d'une matière de charge siliceuse et d'un agent porophore au mélange de scorie et de suspension aqueuse résiduaire de soudière. Il est ainsi possible de fabriquer, notam-cellulaire, utilisables en maçonnerie dans l'industrie du bâtiment et présentant de bonnes propriétés d'isolation acoustique et thermique. En variante, ces matériaux cellulaires peuvent aussi comprendre des armatures destinées à renforcer leur résistance à la traction.

Le procédé suivant l'invention peut, par exemple, être exécuté dans un broyeur-malaxeur connu en soi, alimenté par la scorie, la suspension aqueuse, ainsi que l'eau, les matières de charge et les adjuvants éventuels, et débitant le mortier ou le béton dans un coffrage approprié. En variante, on peut aussi broyer les constituants secs, notamment la scorie, puis introduire séparément les constituants secs broyés et la suspension aqueuse résiduaire de soudière dans un malaxeur.

Dans une forme de réalisation avantageuse du procédé suivant l'invention, appliqué plus spécialement à la fabrication de mortiers ou bétons non cellulaires, on mélange, à la suspension aqueuse résiduaire contenant 100 parties en poids de matière sèche, entre 75 et 1000, de préférence 150 et 750 parties en poids de scorie, entre 200 et 1500, de préférence 350 et 1000 parties en poids de matière de charge siliceuse et éventuellement un complément d'eau en quantité suffisante pour que le mélange contienne entre environ 100 et 400 parties en poids d'eau.

La matière de charge siliceuse consiste avantageusement en sable; en variante, elle peut contenir des cendres volantes en provenance, par exemple, des centrales thermiques de production d'énergie électrique.

En variante, on peut incorporer au mélange précité des granu-lats appropriés, tels que des graviers, pour réaliser un béton.

Pour l'obtention de mortiers cellulaires, on incorpore une charge siliceuse et un agent porophore au mélange de scorie et de suspension aqueuse résiduaire de soudière.

A titre d'agent porophore, on peut faire usage de substances habituellement utilisées dans la fabrication des bétons cellulaires, telles que, par exemple, une poudre de zinc ou d'aluminium.

Dans une forme d'exécution particulière du procédé suivant l'invention, On peut utiliser, à titre d'agent porophore, un peroxyde inorganique, de préférence du peroxyde d'hydrogène. On a en effet observé, en pratique, qu'il n'est pas nécessaire, dans le procédé suivant l'invention, d'adjoindre à la composition de mortier un catalyseur ou un réactif pour décomposer le peroxyde inorganique, contrairement à ce qu'enseigne habituellement la littérature (Schumb, Satterfield, Wentworth: «Hydrogen peroxide», Rein-hold Publishing Corp., 1955, pp. 467-469 et 611-612).

Dans une forme de réalisation particulière du procédé suivant l'invention, appliqué à la fabrication d'un mortier cellulaire, on règle la composition du mélange, de manière qu'il contienne, en poids de matière sèche du mélange, entre 10 et 70% de matière sèche de la suspension aqueuse résiduaire de soudière, entre 0,03 et 1% d'agent porophore et entre 15 et 80% de scorie métallurgique, le solde étant constitué par la matière de charge siliceuse et les additifs éventuels; on règle par ailleurs la quantité d'eau totale du mélange pour qu'elle soit comprise entre 30 et 200% du poids de matière sèche du mélange.

Dans une variante préférée de cette forme de réalisation de l'invention, on règle la composition du mélange de manière qu'il contienne entre 15 et 60% de matière sèche de la suspension résiduaire de soudière, entre 0,07 et 0,4% d'agent porophore qui est de préférence une poudre de zinc ou d'aluminium, entre 20 et 50% de scorie métallurgique, de préférence un laitier basique granulé de haut fourneau, et entre 10 et 60% d'une matière de charge siliceuse, et on règle la quantité globale d'eau du mélange, de manière qu'elle soit comprise entre 40 et 100% du poids de matière sèche du mélange.

Pour fabriquer des matériaux de construction denses, non cellulaires, au départ de mortier ou béton obtenu par le procédé suivant l'invention, on coule celui-ci dans un coffrage, puis on démonte le coffrage pour en extraire le matériau après prise et durcissement du mortier ou du béton. Suivant la pratique habituelle, on peut démonter le coffrage avant ou après la prise du liant, selon que la consistance du mélange frais le permet ou non.

On peut avantageusement, suivant l'invention, exécuter la prise et le durcissement dans le coffrage à l'air, à température ambiante et sous pression atmosphérique. Toutes autres choses étant égales, les mortiers et bétons obtenus par le procédé suivant l'invention présentent ainsi l'avantage appréciable de réduire considérablement la consommation d'énergie lorsqu'ils sont utilisés pour la fabrication de matériaux de construction denses, non cellulaires. Il est évidemment possible d'accélérer la prise en travaillant à une température supérieure à la température ambiante.

En variante, on peut soumettre le matériau à une compression, avant prise, pour lui conférer une forme adéquate et améliorer sa résistance mécanique après durcissement.

Suivant une autre variante, on peut disposer dans le coffrage, avant coulée de la composition de mortier ou de béton, des armatures métalliques destinées à renforcer la résistance à la traction du matériau.

Il est préférable de traiter les armatures en acier pour éviter leur corrosion au contact de la scorie ou de la suspension résiduaire de soudière, par exemple en les enrobant d'une couche de bitume, d'une peinture anticorrosion ou d'un film en matière plastique.

Pour fabriquer des matériaux de construction rigides et cellulaires au départ de mortier obtenu par le procédé suivant l'invention, on façonne une ébauche du matériau avec le mortier contenant une matière de charge siliceuse et un agent porophore, on fait expanser et prendre le mortier de l'ébauche, puis on soumet celle-ci à un étuvage ou un autoclavage pour réaliser le durcissemènt complet.

On peut exécuter l'expansion et la prise du mortier de l'ébauche à la température ambiante, sous pression atmosphérique. Il est toutefois préférable, suivant l'invention, d'exécuter l'expansion et la prise du mortier à une température sensiblement comprise entre 40 et 100°C, de manière à réduire la durée de l'opération. La durée

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4

de l'opération de prise et d'expansion peut ainsi être réduite à moins de 24 h.

On soumet de préférence l'ébauche à un autoclavage à une température sensiblement comprise entre 100 et 200° C, en présence de vapeur d'eau sous une pression sensiblement comprise entre 5 et 20 kg/cm2.

Le procédé suivant l'invention présente l'avantage de ne nécessiter, comme matière première principale du liant du mortier ou du béton, que des produits résiduaires de l'industrie; de plus, il ne requiert pas une étape de séchage à haute température dans un four de cimenterie.

Les mortiers et les bétons obtenus par le procédé suivant l'invention présentent, en outre, l'avantage appréciable de subir la prise et le durcissement à température ambiante et sous pression atmosphérique, de sorte qu'ils peuvent facilement être mis en œuvre sur un chantier et permettent la fabrication, à peu de frais, de matériaux de construction tels que, par exemple, des dalles, des blocs de maçonnerie, des briques, des tuiles, des tuyaux, des poutres. Il est toutefois évident que, si on désire accélérer la prise et le durcissement des mortiers et des bétons obtenus par le procédé suivant l'invention, on peut les chauffer à température modérée, de l'ordre par exemple de 40 à 220° C.

On a, d'autre part, observé que, toutes autres choses étant égales, les mortiers obtenus par le procédé suivant l'invention présentent des propriétés mécaniques supérieures à celles des mortiers fabriqués au départ des ciments métallurgiques obtenus par le procédé connu précité de Kryzanovskaja. A propriétés mécaniques comparables, les mortiers obtenus par le procédé suivant l'invention peuvent généralement contenir une teneur plus élevée en produit résiduaire de la soudière à l'ammoniaque que ne le peuvent les mortiers fabriqués à partir du ciment métallurgique de Kryzanovskaja. L'invention apporte ainsi une solution intéressante pour évacuer les boues résiduaires des colonnes de distillation des soudières à l'ammoniaque, en permettant leur utilisation.

Les mortiers et les bétons obtenus par le procédé suivant l'invention peuvent facilement être mis en œuvre aux abords d'une unité métallurgique ou, de préférence, au voisinage d'une soudière à l'ammoniaque, d'où ils peuvent ensuite être transportés jusqu'à leur lieu d'utilisation.

Les exemples d'application qui vont suivre ont pour but d'illustrer l'invention sans toutefois en limiter la portée.

Première série d'essais

Les essais qui vont suivre s'appliquent à la préparation de mortiers conformément à l'invention, pour la fabrication de matériaux de construction denses, non cellulaires.

Exemple 1 :

On a préparé un mortier hydraulique en mélangeant un laitier de haut fourneau, du sable, une boue à 50% en poids de matière sèche résiduaire d'une colonne de distillation d'une soudière à l'ammoniaque, et de l'eau.

On a consigné aux tableaux 1 et 2 respectivement les compositions du laitier et de la boue, exprimées en grammes par kilo de matière sèche. (Tableaux en tête de la colonne suivante)

La finesse de mouture du laitier choisie était de l'ordre de 5000 Blaines, tandis qu'on a utilisé un sable normalisé du type Rilem-Cembureau.

On a réglé la composition du mélange de manière qu'à 100 parties en poids de matière sèche de la boue, il corresponde 96,3 parties en poids de laitier, 247 parties en poids de sable et 174 parties en poids d'eau.

On a fabriqué, avec le mortier ainsi obtenu, des éprouvettes parallélépipédiques de 4 x 4 x 16 cm.

La résistance à la compression des éprouvettes s'est élevée à 90 kg/cm2, 7 j après la coulée du mortier; elle s'est élevée à 147 kg/cm2, après 28 j.

Tableau 1 Tableau 2

Laitier de haut fourneau

Boue de soudière

5

Constituants g/kg

CaO

379,8

CaSÛ4

129

CaO libre

—

CaCOî

285

Si02

330,9

CaOHCl

62

10

AI2O3

140,4

Mg(OH)2

316

Fe203

2,3

Ca(OH)2

123

FeO

—

AI2O3

16

MgO

81,5

Fe2Û3

31

Na20

4,8

Ti02

1

15

K2O

5,6

SÌO2 total

37

Mn203

6,4

TÏO2

—

TÌ2O3

5,2

SrO

—

20

SO3

1,7

Exemple 2:

25 On a répété l'essai de l'exemple 1, en utilisant les mêmes matières premières, mais en réglant cette fois la composition de mortier, de manière qu'à 100 parties en poids de matière sèche de la boue, il corresponde 154 parties en poids de.laitier, 395 parties en poids de sable et 195 parties en poids d'eau.

3° Les éprouvettes réalisées avec ce mortier ont présenté une résistance à la compression égale à 154,5 kg/cm2, après 7 j et à 204 kg/cm2, après 28 j.

Exemple 3:

35

On a répété l'essai de l'exemple 1, en réglant la composition du mortier, de manière qu'à 100 parties en poids de matière sèche de la boue, il corresponde 371 parties en poids de laitier, 954 parties en poids de sable et 291 parties en poids d'eau.

40 Les éprouvettes réalisées avec le mortier ainsi obtenu ont présenté une résistance à la compression égale à 150 kg/cm2, après 7 j et à 269 kg/cm2, après 28 j.

Exemple 4:

45 On a répété l'essai des exemples précédents, en utilisant cette fois un laitier dont la finesse de mouture correspond à 3200 Blaines. On a réglé la composition du mortier de manière qu'à 100 parties en poids de matière sèche de la boue, il corresponde 154 parties en poids de laitier, 395 parties en poids de sable et 190 parties en poids

50 d'eau.

Les éprouvettes fabriquées avec ce mortier ont présenté une résistance à la compression égale à 170,2 kg/cm2, après 7 j et à 241 kg/cm2, après 28 j.

55 Exemple 5:

On a préparé un mortier hydraulique en appliquant le procédé de l'exemple 1, mais en utilisant cette fois une boue contenant 27% en poids de matière sèche et un laitier à finesse de mouture de

60 3200 Blaines, dont la composition est mentionnée au tableau 3.

(Tableau en tête de la colonne suivanteJ

On a réglé la composition du mélange pour qu'à 100 parties en poids de matière sèche de la boue, il corresponde 555 parties en

65 poids de laitier, 555 parties en poids de sable et 317 parties en poids d'eau.

Les éprouvettes ont présenté une résistance à la compression égale à 158,5 kg/cm2, après 7 j.

5

620 663

Tableau 3

Tableau 4

Laitier de haut fourneau

Cendres volantes

Constituants g/kg

CaO

397,67

CaO

72,25

CaO libre

—

CaO libre

21,47

Si02

340,26

Si02

438,11

A120?

112,59

A1203

206,73

Fe203

—

Fe203

94,39

FeO

29,58

FeO

•—

MgO

66,34

MgO

14,22

Na20

6,63

Na20

9,98

K20

9,35

K20

19,06

Mn203

7,23

Mn203

1,13

Ti02

4,27

Ti02

11,29

Ti2Oj

—

Ti203

—

SrO

0,62

SrO

2,39

SO3

—

SO3

17,08

Exemple 6:

On a répété Tesai de l'exemple 5, à l'exception de la charge siliceuse qui a été constituée d'un mélange de 371 parties en poids de sable et de 185 parties en poids de cendres volantes, pour 100 parties en poids de matière sèche de la boue. On a choisi des cendres volantes présentant une finesse de mouture de 3000 Blaines et dont la composition est mentionnée au tableau 4.

On a relevé, pour les éprouvettes, une résistance à la compression égale à 163 kg/cm2, après 7 j.

Exemple 7:

On a répété l'essai de l'exemple 5, en réglant la composition du mortier, de manière qu'il contienne, pour 100 parties en poids de matière sèche de la boue, 741 parties en poids de laitier, 741 parties en poids de sable et 333 parties en poids d'eau.

Les éprouvettes fabriquées avec ce mortier ont présenté une résistance à la compression égale à 190 kg/cm2, après 7 j.

On a consigné au tableau 5 les résultats des exemples 1 à 7, relatifs à des mortiers obtenus en appliquant le procédé suivant l'invention et destinés à la fabrication de matériaux de construction à structure dense, non cellulaire.

Tableau 5

Constituants du mortier

Examples N°

1

2

3

4

5

6

7

Boue (mat. sèche)

100

Laitier

96,3

154

371

154

555

741

Sable

247

395

954

395

555 '

371

741

Cendres volantes

—

185

—

Eau d'appoint

74

95

191

90

46

111

62

Eau totale

174

195

291

190

317

382

333

Résistance à la compression (kg/cm2)

— après 7 j

— après 28 j

90 147

154,5 204

150 269

170,2 241

158,5

163

190

A titre de comparaison, des mortiers hydrauliques obtenus au départ d'un ciment métallurgique tel que celui décrit dans l'étude précitée de Kryzanovskaja, contenant 85% de scorie et à peine 15% de résidu de distillation de soudière, ont présenté une résistance à la compression égale à 120 kg/cm2, après 7 j, et à 160 kg/cm2, après 28 j.

Une comparaison de ces résultats avec ceux des exemples 1 à 7, conformes à l'invention, fait immédiatement apparaître l'intérêt du procédé suivant l'invention, en ce qui concerne l'évaucation et l'utilisation des suspensions aqueuses résiduaires des colonnes de distillation des soudières à l'ammoniaque; les résultats montrent, en effet, que le procédé suivant l'invention permet d'obtenir des mortiers hydrauliques aux propriétés mécaniques au moins comparables et généralement supérieures à celles des mortiers obtenus par la technique connue de Kryzanovskaja, pour des teneurs en résidus de soudière nettement plus élevées.

Deuxième série d'essais

Les essais des exemples suivants s'appliquent à la fabrication, conformément au procédé suivant l'invention, de mortiers pour des matériaux de construction cellulaires.

Exemple 8 :

On a préparé un mortier hydraulique en mélangeant un laitier de haut fourneau, du sable, une boue résiduaire d'une colonne de distillation d'une soudière à l'ammoniaque, une poudre d'aluminium à titre d'agent porophore et de l'eau. On a consigné, aux tableaux 6 et 7, les compositions respectives du laitier et de la boue, 45 exprimées en grammes par kilo de matière sèche.

Tableau 6 Tableau 7

Laitier de haut fourneau Boue de soudière

50

Constituants g/kg

CaO

412

CaS04

130

Si02

333

CaCÛ3

397

A1203

133

Mg(OH)2

159

Fe2Û3

29

AI2O3

8

MgO

58

Fe203

23

k2o

7

Si02 total

22

Mn203

5

Ti02

6

S

11

La boue utilisée était une suspension aqueuse contenant, par 65 kilo, 363 g de matière solide non dissoute.

Le laitier de haut fourneau a été broyé jusqu'à une finesse de mouture de 3000 Blaines et le sable utilisé était un sable broyé finement.

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6

La composition du mélange, exprimée en % en poids de matière sèche totale, a été réglée de la manière suivante:

Laitier de haut fourneau: 30,8%

Matière sèche de la boue de soudière: 15,5%

Sable: 53,7% s

Poudre d'aluminium: 0,07%

Eau totale: 49,5%

On a coulé le mortier ainsi réalisé dans un moule en polyéthy-lène, et on a laissé l'expansion et la prise du mortier s'opérer dans le moule pendant 24 h, à température ambiante et sous la pression io atmosphérique. On a ensuite extrait du moule l'ébauche ainsi réalisée et on l'a traitée en autoclave, avec de la vapeur d'eau à 180°C, sous pression de 12 kg/cm2, pendant 8 h, de manière à terminer la prise et à exécuter le durcissement du mortier. Après refroidissement dumatériau ainsi obtenu, on a découpé dans celui- is ci des éprouvettes cubiques de 4 cm de côté, dont on a relevé les caractéristiques suivantes:

Poids spécifique apparent: 0,74 kg/dm2 Résistance à la compression: 47,1 kg/cm2

20

Exemple 9:

On a répété l'essai de l'exemple 8, en réglant cette fois la composition du mélange de la composition du mortier comme suit: Laitier de haut fourneau: 46,1%

Matière sèche de la boue de soudière: 15,5%

Sable: 38,4%

Poudre d'aluminium: 0,13%

Eau totale: 51%

Les éprouvettes cellulaires réalisées à partir de cette composition de mortier ont présenté les caractéristiques suivantes :

Poids spécifique apparent: 0,70 kg/dm3 Résistance à la compression: 79 kg/cm2

Exemple 10:

On a répété l'essai de l'exemple 8 avec un laitier de haut four- 35 neau présentant une finesse de mouture de 4000 Blaines. On a, par ailleurs, réglé la composition de mortier comme suit:

Laitier de haut fourneau : 23%

Matière sèche de la boue de soudière: 30,8%

Sable: 46,2% 40

Poudre d'aluminium: 0,10%

Eau totale: 78,0%

On a relevé, sur les éprouvettes, les caractéristiques suivantes : Poids spécifique apparent: 0,63 kg/dm3

Résistance à la compression : 43,0 kg/cm2 «

Exemple 11:

On a préparé un mortier hydraulique en appliquant le procédé de l'exemple 8, en utilisant le laitier de haut fourneau du tableau 6, broyé jusqu'à une finesse de mouture de 4000 Blaines et une boue 50 résiduaire de distillation de soudière à l'ammoniaque dont la composition est donnée au tableau 8, en grammes par kilo de matière sèche de ladite boue. Cette boue contenait contenait, par kilo, 303 g de matière solide en suspension.

55

Tableau 8

On a réglé la composition de mortier comme suit:

Laitier de haut fourneau: 38,5%

Matière sèche de la boue de soudière: 15,5%

Sable: 46,0%

Poudre d'aluminium: 0,1%

Eau totale: 47,4%

Les éprouvettes en matériau cellulaire obtenues à partir de ce mortier, de la manière décrite à l'exemple 8, ont présenté les caractéristiques suivantes :

Poids spécifique apparent: 0,86 kg/dm3 Résistance à la compression: 73,4 kg/cm2

Exemple 12:

On a répété l'essai de l'exemple 11 avec la composition de mortier suivante:

Laitier de haut fourneau: 33,0%

Matière sèche de la boue résiduaire de soudière: 40,0%

Sable: 32,0%

Poudre d'aluminium: 0,2%

Eau totale: 77,4%

Les éprouvettes ont présenté les caractéristiques suivantes : Poids spécifique apparent: 0,61 kg/dm3 Résistance à la compression: 45,3 kg/cm2

Exemple 13:

On a préparé un mortier hydraulique en appliquant le procédé de l'exemple 8, en utilisant un laitier de haut fourneau à4000 Blaines, dont la composition est mentionnée au tableau 9, du sable et une boue résiduaire de distillation de soudière à l'ammoniaque, dont la composition est donnée au tableau 10. Cette boue contenait, par kilo, 366 g de matière solide en suspension.

Tableau 9

Tableau 10

Laitier de haut fourneau

Boue de soudière

Constituants g/kg

CaO

424

CaS04

203

SÌO2

337

CaC03

691

AI2O3

138

Mg(OH)2

37

Fe203

18

AI2O3

11

MgO

58

Fe203

5

K20

10

SÌO2 total

13

Mn2Û3

10

1ï02

9

S

14

Boue de soudière

Constituants g/kg

CaS04

145

CaCÛ3

374

Mg(OH)2

237

AI2O3

20

Fe203

10

SÌO2 total

73

On a réglé la composition du mortier comme suit:

Laitier de haut fourneau: 30%

Matière sèche de la boue de soudière: 50%

Sable: 20%

Poudre d'aluminium : 0,094%

Eau totale: 77%

Poids spécifique apparent: 0,66 kg/dm3 Résistance à la compression: 37,9 kg/cm2

Exemple 14:

On a répété l'essai de l'exemple 8 en utilisant, pour préparer le mortier, la boue résiduaire de soudière, dont la composition est mentionnée au tableau 8, des cendres volantes a titre de charge siliceuse, dont la composition est celle du tableau 4, et un laitier de

7

620663

haut fourneau à 3100 Blaines, dont la composition pondérale est celle mentionnée au tableau 9.

Le mortier préparé présentait la composition pondérale suivante, exprimée en % du poids total de matière sèche :

Laitier de haut fourneau: 32,0%

Matière sèche de la boue de soudière: 36,0%

Cendres volantes: 32,0%

Poudre d'aluminium: 0,12%

Eau totale: 81,0%

Les éprouvettes fabriquées à partir de cette composition de mortier ont présenté les caractéristiques suivantes:

Poids spécifique apparent: 0,66 kg/dm3 Résistance à la compression : 34,4 kg/cm2 On a repris au tableau 11 les résultats des exemples 8 à 14 concernant l'application de l'invention à la fabrication de matériaux de construction à structure cellulaire.

Tableau 11

Constituants du mortier

Exemples N°

8

9

10

11

12

13

14

Laitier de haut fourneau

30,8

46,1

23

38,5

33,0

30

32,0

Boue de soudière (mat. sèche)

15,5

30,8

15,5

40,0

50

36,0

Sable

53,7

38,4

46,2

46,0

32,0

20

—

Cendres volantes

—

32,0

Poudre d'aluminium

0,07

0,13

0,10

0,1

0,2

0,094

0,12

Eau totale

49,5

51

78,0

47,4

77,4

77

81,0

Eprouvettes

Poids spécifique apparent

(kg/dm3)

0,74

0,70

0,63

0,86

0,61

0,66

Rés. à la compression

(kg/cm2)

47,1

79

43,0

73,4

45,3

37,9

34,4

A titre de comparaison, on a mesuré le poids spécifique apparent et la résistance à la compression de quelques blocs à structure cellulaire du commerce, à base de mortier hydraulique, communément utilisés dans l'industrie du bâtiment. On a examiné successivement deux blocs cellulaires en provenance de la firme Durox (Pays-Bas) et trois blocs cellulaires de marque Siporex (Siporex GmbH). Les résultats obtenus sont consignés au tableau 12.

Tableau 12

Origine du Poids spécifique Rés. à la matériau apparent compression

(kg/dm3) (kg/cm2)

0,67 55,0

0,65 51,5

0,65 39

0,61 33,5

0,61 26,5

Une comparaison des tableaux 11 et 12 montre que les matériaux cellulaires conformes à l'invention présentent des caractéristiques mécaniques au moins comparables, voire supérieures, à celles des matériaux cellulaires du commerce, communément utilisés dans l'industrie du bâtiment.

Durox

Siporex

R

Claims

620 663

1. Procédé de fabrication d'un mortier ou béton hydraulique, suivant lequel on mélange un liant hydraulique comprenant une scorie métallurgique, un activant de la scorie et de l'eau, caractérisé en ce que l'activant et l'eau sont constitués au moins partiellement par une suspension aqueuse résiduaire d'une colonne de distillation d'une soudière à l'ammoniaque.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension aqueuse résiduaire contient entre 40 et 50% en poids de matière sèche.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la scorie métallurgique comprend un laitier basique de haut fourneau, granulé.

4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ajoute une matière de charge siliceuse au mélange.

5. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'on règle la finesse de mouture de la scorie entre 3000 et 6000 Blaines.

6. Procédé suivant l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'à la suspension aqueuse résiduaire contenant 100 parties en poids de matière sèche, on mélange entre 75 et 1000 parties en poids de scorie, entre 200 et 1500 parties en poids de matière de charge siliceuse et de l'eau en quantité suffisante pour conférer au mélange entre 100 et 400 parties en poids d'eau.

7. Procédé suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'on ajoute un agent porophore au mélange, choisi parmi le peroxyde d'hydrogène et une poudre d'aluminium ou de zinc.

8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'on règle la composition du mélange, de manière qu'il contienne, en poids de matière sèche du mélange, entre 10 et 70% de matière sèche de la suspension aqueuse, entre 0,03 et 1 % d'agent porophore et entre 15 et 80% de scorie métallurgique, le solde étant constitué par la matière de charge siliceuse et les additifs éventuels, et en ce que la quantité d'eau totale du mélange est comprise entre 30 et 200% du poids de matière sèche du mélange.

9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'on règle la composition du mélange, de manière qu'il contienne, en poids de matière sèche du mélange, entre 15 et 60% de matière sèche de la suspension aqueuse, entre 0,07 et 0,4% d'agent porophore, entre 20 et 50% de scorie métallurgique et entre 10 et 60% d'une matière de charge siliceuse, et en ce que la quantité d'eau totale du mélange est comprise entre 40 et 100% du poids de matière sèche du mélange.

10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le mélange contient, en outre, à titre de liant, du ciment Portland.