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Amélioration du maintien d'ouvrabilité de compositions hydrauliques à faible
teneur en clinker
La présente invention concerne des compositions de liant hydraulique
comprenant
des laitiers de hauts fourneaux ou autre source alumino-siliceuse et une
quantité réduite de
clinker et le maintien d'ouvrabilité de composition hydraulique obtenue
notamment par ajout
d'eau à ladite composition de liant hydraulique.
Les compositions cimentaires usuelles comprennent une proportion variable,
parfois
importante de clinker. Par exemple, une composition cimentaire selon la norme
NF EN 197-
1 de 2012 comprend de 5 à 95% en poids de clinker.
Cependant, la fabrication de clinker nécessite l'utilisation de fours
puissants,
engendrant l'émission d'importantes quantités de dioxyde de carbone.
L'extraction des
matières premières est également source de rejet de dioxyde de carbone.
On recherche donc à abaisser la teneur en clinker des compositions cimentaires
afin de réduire leur impact carbone, tout en maintenant leurs propriétés
mécaniques et
rhéologiques.
Pour cela, des nouvelles compositions de liant hydraulique sont développées
dans
lesquelles la quantité de clinker est réduite.
Des compositions cimentaires dans lesquelles le liant hydraulique est un
laitier de
hauts fourneaux ont été décrites, ces compositions sont généralement rendues
durcissables par l'ajout d'une source alcaline. Cependant, l'ouvrabilité de
ces compositions
chute très rapidement, ce qui signifie qu'elles passent d'un état fluide à
presque solide en
moins de 30 minutes. Du point de vue rhéologique, on observe typiquement des
contraintes
seuil de 1 à 10 Pa cinq minutes après le gâchage, qui augmentent jusqu'à 50 à
100 Pa
entre 30 et 60 minutes après le gâchage.
Il y a donc un intérêt à fournir une solution permettant d'améliorer la
fluidité des
compositions de laitiers de hauts fourneaux ou d'autres sources alumino-
siliceuses.
Un objectif de la présente invention est de fournir une composition de liant
hydraulique de laitiers de hauts fourneaux ou d'autres sources alumino-
siliceuses
permettant l'obtention de composition hydraulique présentant un maintien de
fluidité
amélioré.
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Un autre objectif de la présente invention est de fournir une telle
composition
permettant un maintien de fluidité pendant 1h ou 1h30.
D'autres objectifs encore apparaîtront à la lecture de la description de
l'invention qui
suit.
Tous ces objectifs sont remplis par la présente invention qui concerne
l'utilisation
d'au moins une molécule dont une solution aqueuse présente une part dispersive
supérieure à 25%, pour améliorer le maintien d'ouvrabilité d'une composition
hydraulique à
base d'une composition de liant hydraulique comprenant au moins un liant
hydraulique
comprenant des alumino-silicates, et un maximum de 10% en poids de clinker, de
préférence de 0 à 10% en poids de clinker.
La composition de liant hydraulique peut être exempte de clinker.
De préférence le liant comprenant des alumino-silicates est choisi parmi les
laitiers
de hauts fourneaux et/ou les autres sources alumino-siliceuses.
La présente invention concerne donc de préférence l'utilisation d'au moins une
molécule dont une solution aqueuse présente une part dispersive supérieure à
25%, pour
améliorer le maintien d'ouvrabilité d'une composition hydraulique à base d'une
composition
de liant hydraulique comprenant du laitier de haut-fourneaux et/ou d'autres
sources
alumino-siliceuses, de préférence du laitier de haut-fourneaux, et un maximum
de 10% en
poids de clinker, de préférence de 0 à 10% en poids de clinker.
Le laitier de hauts fourneaux est défini notamment dans la partie 3.7 et 3.6
de la
norme NF EN 15167-1. Les laitiers de haut-fourneaux sont des matériaux
majoritairement
vitreux et sont des sous-produits de fabrication de la fonte. Les laitiers de
haut-fourneaux
entrant dans les compositions de liant hydraulique sont broyés finement de
préférence
jusqu'à un diamètre maximal de 100 à 150pm, le diamètre étant mesuré par toute
méthode
connue de l'homme du métier, par exemple par granulométrie laser. Les laitiers
de hauts
fourneaux nécessitent généralement une activation calcique ou sulfo-calcique
ou à l'aide
d'une base forte.
Les autres sources alumino-siliceuses peuvent faire partie de la famille des
matériaux pouzzolaniques (tels que définis dans la norme Ciment NF EN 197-
1(2012)
paragraphe 5.2.3), les cendres volantes (telles que définies dans la norme
Ciment NF EN
197-1(2012) paragraphe 5.2.4), les schistes calcinés (tels que définis dans la
norme Ciment
NF EN 197-1(2012) paragraphe 5.2.5), ou encore les fumées de silices (telles
que définies
dans la norme Ciment NF EN 197-1(2012) paragraphe 5.2.7) ou leurs mélanges.
D'autres
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minéraux, non actuellement reconnus par la norme Ciment NF EN 197-1(2012),
peuvent
aussi être utilisés. Il s'agit notamment des métakaolins, tels que les
métakaolins de type A
conformes à la norme NF P 18-513 (août 2012) ou des argiles calcinées, des
additions
siliceuses, telles que les additions siliceuses de minéralogie Qz conformes à
la norme NF
P 18-509 (septembre 2012), des alumino-silicates notamment de type
géopolymères
inorganiques, des alumino-silicates contenant des oxydes de fer tels les
résidus de bauxite,
des norites ou des aphtes provenant d'excavations.
De préférence, on entend par composé alumino-siliceux les cendres volantes
(telles
que définies dans la norme Ciment NF EN 197-1(2012) paragraphe 5.2.4), les
métakaolins,
tels que les métakaolins de type A conformes à la norme NF P 18-513 (août
2012) ou des
argiles calcinées, des alumino-silicates notamment de type géopolymères
inorganiques.
La composition de l'invention peut comprendre un mélange de composés alumino-
siliceux.
De préférence, la composition de liant hydraulique comprend de 75 à 99% en
poids
de composé alumino-siliceux, de préférence de BO à 95% en poids, par exemple
de 80 à
90% en poids, par rapport au poids total de liant hydraulique.
La composition de liant hydraulique peut être exempte de clinker.
Dans le cadre de la présente invention, le clinker peut être un clinker de
ciment
Portland, de ciment sulfo-alumineux ou sulfo-bélitique.
Ainsi, la composition de liant hydraulique de l'invention, peut comprendre en
outre
un activateur des laitiers de haut-fourneaux et/ou d'autres sources alumino-
siliceuses. Ces
activateurs sont connus et notamment décrits dans Alkaline activation of
different
aluminosilicates as an alternative to Portland cernent: alkali activated
cements or
geopolymers. Revista Ingenieria de ConstrucciônRICVol 32 N 22017. De
préférence un
activateur calcique ou sulfo-calcique ou un sel alcalin, de préférence
carbonate, hydroxyde,
silicate, de sodium ou de potassium, ou leurs mélanges. Cet activateur est
utilisé dans des
proportions de 0 à 20% en poids sec, de préférence de 0 à 10% en poids sec par
rapport
au poids de liant hydraulique, de préférence de 0,1 à 20% en poids sec par
rapport au poids
de liant hydraulique, de préférence de 1% à 20% en poids sec par rapport au
poids de liant
hydraulique.
La composition de liant hydraulique peut également comprendre du sulfate de
calcium, notamment dans une proportion de 5 à 20% en poids. De telles
compositions de
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liant hydrauliques sont également appelées ciment sur-sulfaté (CSS) et sont
notamment
tels que définis dans la norme NF EN 15743+A1.
De préférence, la composition de liant hydraulique consiste en un laitier de
haut-
fourneaux et/ou d'autres sources alumino-siliceuses et éventuellement un
activateur.
Dans un mode de réalisation, le liant hydraulique consiste en un composé
alumino-
silicieux et un activateur alcalin ou sulfate.
La composition de liant hydraulique peut également comprendre des additions
minérales, de préférence de 0 à 10% en poids par rapport au poids de liant
hydraulique.
L'expression additions minérales désigne les matériaux pouzzolaniques
(tels
que définis dans la norme Ciment NF EN 197-1(2012) paragraphe 5.2.3), les
cendres
volantes (telles que définies dans la norme Ciment NF EN 197-1(2012)
paragraphe 5.2.4),
les schistes calcinés (tels que définis dans la norme Ciment NF EN 197-1
(2012)
paragraphe 5.2.5), les calcaires (tels que définis dans la norme Ciment NF EN
197-1(2012)
paragraphe 5.2.6) ou encore les fumées de silices (telles que définies dans la
norme Ciment
NF EN 197-1(2012) paragraphe 5.2.7) ou leurs mélanges. D'autres ajouts, non
actuellement reconnus par la norme Ciment NF EN 197-1(2012), peuvent aussi
être utilisés.
Il s'agit notamment des métakaolins, tels que les métakaolins de type A
conformes à la
norme NF P 18-513 (août 2012) ou des argiles calcinées, des additions
siliceuses, telles
que les additions siliceuses de minéralogie Oz conformes à la norme NF P 18-
509
(septembre 2012), des alumino-silicates notamment de type géopolymères
inorganiques,
des alumino-silicates contenant des oxydes de fer tels les résidus de bauxite,
des norites
ou des aphtes provenant d'excavations. Les proportions d'ajouts et leur nature
peuvent
également être conformes à la norme prEN 197-5, qui définit les ciments CEM
II/C-M
comprenant entre 50 et 64% de clinker et de 36 à 50% de laitier de haut
fourneau et les
ciments CEM VI comprenant de 35 à 49% de clinker, de 31 à 59% de laitier de
haut
fourneau et de 6 à 20% d'additions minérales telles que définies ci-dessus.
De préférence, l'expression additions minérales désigne les matériaux
pouzzolaniques (tels que définis dans la norme Ciment NF EN 197-1(2012)
paragraphe
5.2.3)õ les schistes calcinés (tels que définis dans la norme Ciment NF EN 197-
1 (2012)
paragraphe 5.2.5), les calcaires (tels que définis dans la norme Ciment NF EN
197-1(2012)
paragraphe 5.2.6) ou encore les fumées de silices (telles que définies dans la
norme Ciment
NF EN 197-1(2012) paragraphe 5.2.7) ou leurs mélanges. D'autres ajouts, non
actuellement reconnus par la norme Ciment NF EN 197-1(2012), peuvent aussi
être utilisés.
Il s'agit notamment des additions siliceuses, telles que les additions
siliceuses de
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minéralogie Qz conformes à la norme NF P 18-509 (septembre 2012)Les
proportions
d'ajouts et leur nature peuvent également être conformes à la norme prEN 197-
5, qui définit
les ciments CEM 11/G-M comprenant entre 50 et 64% de clinker et de 36 à 50% de
laitier de
haut fourneau et les ciments CEM VI comprenant de 35 à 49% de clinker, de 31 à
59% de
5 laitier de haut fourneau et de 6 à 20% d'additions minérales telles que
définies ci-dessus.
Ainsi, dans le cadre de la présente invention, la composition de liant
hydraulique
comprend du laitier de hauts-fourneaux et/ou d'autres sources alumino-
siliceuses,
éventuellement un activateur tel que défini ci-dessus, éventuellement du
clinker de ciment
Portland, de ciment sulfo-alumineux ou sulfo-bélitique et éventuellement des
additions
minérales telles que décrites ci-dessus.
De préférence le liant hydraulique de l'invention comprend du laitier de hauts-
fou rneaux.
Dans le cadre de la présente invention on entend par , poids total de liant
hydraulique , le poids des liants comprenant des aluminosilicates, de
préférence laitier de
hauts-fourneaux et/ou des autres sources alumino-siliceuses, de l'activateur
s'il est présent,
du clinker s'il est présent, et des additions minérales si elles sont
présentes.
Dans le cadre de la présente invention, l'amélioration du maintien
d'ouvrabilité,
mesuré par exemple par l'évolution de la contrainte seuil d'une composition
hydraulique
obtenue à partir de la composition de liant hydraulique définie ci-dessus,
notamment par
ajout d'eau, au cours du temps, est de préférence à long terme, à savoir sur
une durée
supérieure ou égale à 45 minutes, notamment supérieure à 60 minutes, voire
supérieure à
90 minutes lorsque la composition est utilisée à 20 C. On souhaite donc des
contraintes
seuil de l'ordre de 1 à 10 Pa pendant les mêmes intervalles de temps, c'est-à-
dire sur une
durée supérieure ou égale à 45 minutes, notamment supérieure à 60 minutes,
voire
supérieure à 90 minutes lorsque la composition est utilisée à 20 C.
L'amélioration du maintien d'ouvrabilité est déterminée par rapport à la même
composition en l'absence de ladite molécule.
La contrainte seuil peut notamment être mesurée à l'aide d'un rhéomètre en
effectuant plusieurs mesures de la contrainte appliquée pour obtenir chaque
valeur de
vitesse de déformation correspondante. La contrainte appliquée en-dessous de
laquelle la
vitesse de déformation devient très faible ou nulle peut être considérée comme
la contrainte
seuil. De préférence, la contrainte seuil obtenue par la mise en oeuvre de la
présente
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invention est inférieure à 130 Pa à 120 min, de préférence comprise entre 30
et 130 Pa à
120 min, elle est par exemple comprise entre 30 et 90 Pa à 120 min.
Dans le cadre de la présente invention, la part dispersive d'une solution
aqueuse de
ladite molécule est déterminée par mesure des composantes de l'énergie de
surface d'une
solution aqueuse comprenant ladite molécule (SAM). Pour ce faire, la solution
aqueuse de
ladite molécule (SAM) est déposée sur une bandelette de
poly(tétrafluoroéthylène) (PTFE),
déposée sur une lame de verre. Le PTFE est un matériau ayant la particularité
de ne pas
être polaire et présentant une énergie de surface purement dispersive connue o-
sP = 18
mJ/m2.
Les molécules de toute substance, solide ou liquide, interagissent via deux
classes
de forces : les forces dispersives (dues à des dipôles électriques
transitoires : London ¨
van der Waals...) et les forces polaires (dues à des dipôles électriques
permanents).
L'énergie de surface d'un liquide L et d'un solide S se décompose comme la
somme de
chacune de ses composantes :
aL = ae + of (2)
= Cie (3)
La loi d'Owens-Wendt permet de relier aux composantes polaires et dispersives
des énergies de surface des deux matériaux l'angle de contact qui sera formé
par le dépôt
d'une gouttelette de L sur une surface de S:
cr,(1+cos (9)
= pof (4)
2
Avec le dépôt de la solution aqueuse de ladite molécule (SAM) sur le PTFE,
l'équation (4) devient alors :
edi+cos 0) = viol! = 18 (5)
2
On peut alors déduire la composante dispersive de la solution SAM par dépôt de
gouttelette, mesure de l'angle et connaissance de la tension superficielle par
la mesure à
la goutte pendante. La composante polaire de la solution SAM est ensuite
déduite par
différence entre la tension superficielle et la composante dispersive.
La part dispersive correspond au pourcentage de la composante dispersive par
rapport à la somme de la composante dispersive et de la composante polaire.
De préférence, la molécule selon l'invention permet de produire une solution
aqueuse dont la part dispersive est supérieure à celle de l'eau, de préférence
comprise
entre 25 et 50%, de préférence entre 25 et 45%, par exemple entre 25 et 45%.
Dans le
cadre de la présente invention on entend par une molécule permettant de
produire une
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solution aqueuse dont la part dispersive est supérieure à celle de l'eau, de
préférence
comprise entre 25 et 50%, de préférence entre 25 et 45%, par exemple entre 25
et 45%,
une molécule qui mélangée à de l'eau permet d'obtenir une solution aqueuse
(solution dans
l'eau) dont la part dispersive est supérieure à celle de l'eau, de préférence
comprise entre
25 et 50%, de préférence entre 25 et 45%, par exemple entre 25 et 45%.
De préférence, la molécule est mise en oeuvre dans l'eau dans une teneur
permettant d'obtenir un mélange eau + molécule dont la part dispersive est
supérieure à
celle de l'eau, de préférence comprise entre 25 et 50%, de préférence entre 25
et 45%, par
exemple entre 25 et 45%, de préférence la teneur en molécule dans l'eau est
comprise
entre 1 et 5% en poids, de préférence entre 1 et 4% en poids par rapport au
poids total de
la solution eau+molécule.
De préférence, la molécule selon l'invention permet de produire une solution
aqueuse (solution eau+molécule) dont la part dispersive est comprise entre 12
mN/m et 35
mN/m, de préférence comprise entre 14 et 32 mN/m.
De préférence, la molécule selon l'invention permet de produire une solution
aqueuse (solution eau+molécule) dont la part dispersive est comprise entre 12
mN/m et 35
mN/m, de préférence comprise entre 14 et 32 mN/m et une composante polaire
comprise
entre 25 et 60 mN/m, de préférence comprise entre 25 et 55 mN/m.
La molécule selon l'invention comprend de préférence au moins une fonction OH,
de préférence une, deux ou trois fonctions OH. De préférence, la molécule
selon l'invention
est choisie parmi les alcools et les alcanolamines, par exemple 2-méthy1-2,4
pentanediol,
2,2-dimethylpropane-1,3-diol, 2-méthy1-1,3-propanediol, 5-éthy1-1,3-dioxane-5-
méthanol,
tri(isopropanol)amine, de préférence 2-méthy1-2,4 pentanediol, 2-méthy1-1,3-
propanediol,
5-éthy1-1,3-dioxane-5-méthanol, tri(isopropanol)amine.
De préférence, la molécule selon l'invention est utilisée dans des teneurs
comprises
entre 0,5 et 3% en poids, de préférence entre 1 et 2% en poids par rapport au
poids total
de liant hydraulique.
De préférence, la molécule est apportée à la gâchée. Ainsi, l'invention
concerne
l'utilisation d'une solution aqueuse d'une molécule (solution eau+molécule)
présentant une
part dispersive supérieure à celle de l'eau, de préférence supérieure à 25%,
de préférence
comprise entre 25 et 50%, de préférence entre 25 et 45%, par exemple entre 25
et 45%.
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De préférence, la solution aqueuse de la molécule dont la part dispersive est
mesurée ne comprend que de l'eau et ladite molécule.
La molécule peut éventuellement être apportée au cours du broyage du liant
hydraulique.
Un sel de guanidine peut en outre être utilisé pour améliorer le maintien
d'ouvrabilité.
D'autres adjuvants peuvent être mis en oeuvre dans le cadre de la présente
invention en complément des molécules mentionnées ci-dessus. Ces adjuvants
peuvent
être choisis par l'homme du métier parmi les adjuvants typiques des
compositions
cimentaires et des compositions hydrauliques. On peut notamment citer les
alcanolamines,
les sels tels que le chlorure de sodium, le chlorure de calcium, le
thiocyanate de sodium, le
thiocyanate de calcium, le nitrate de sodium et le nitrate de calcium et leurs
mélanges, les
glycols, les glycérols, les adjuvants réducteurs d'eau et haut réducteurs
d'eau, les
tensioactifs, des acides carboxyliques et leurs sels tels que les acides
acétique, adipique,
gluconique, formique, oxalique, citrique, maléique, lactique, tartrique,
malonique et leurs
mélanges, les additifs anti-mousse, les additifs entraineurs d'air et/ou les
agents de
mouture, des retardateurs de prise.
Dans le cadre de la présente invention, parmi les retardateurs de prise on
peut
notamment citer les retardateurs de prise à base de sucre, de mélasses ou de
vinasse.
De préférence, les adjuvants réducteurs d'eau et haut réducteurs d'eau sont
choisis
parmi :
- Les sels sulfonés de polycondensés de naphtalène et de formaldéhyde,
couramment appelés les polynaphtalènes sulfonates ou encore les
superplastifiants à base
de naphtalène ;
- Les sels sulfonés de polycondensés de mélamine et de formaldéhyde,
appelés
couramment les superplastifiants à base de mélamine ;
- Les lignosulfonates ;
- Le gluconate de sodium et le glucoheptonate de sodium ;
- Les polyacrylates ;
- Les polyaryléthers (PAE) ;
- Les produits à base d'acides polycarboxyliques, notamment les copolymères
peignes polycarboxylate, qui sont des polymères ramifiés dont la chaîne
principale porte
des groupes carboxyliques et dont les chaînes latérales sont composées de
séquences de
type polyéther, en particulier le polyoxyde d'éthylène, comme par exemple le
poly [acide
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(méth)acrylique - greffé - polyoxyde d'éthylène]. Les superplastifiants des
gammes
CH RYSO"Fluid Optima, CHRYSO"Fluid Premia et CHRYSO"Plast Omega commercialisés
par CHRYSO peuvent notamment être utilisés ;
- Les produits à base de polyphosphonates polyalkoxylés notamment décrits dans
le brevet EP 0 663 892 (par exemple CHRYSO8Fluid Optima 100).
La composition hydraulique peut également comprendre d'autres additifs connus
de
l'homme du métier, par exemple une addition minérale et/ou des additifs, par
exemple un
additif anti-entraînement d'air, un agent antimousse, un accélérateur ou
retardateur de
prise, un agent modificateur de rhéologie, un autre fluidifiant (plastifiant
ou superplastifiant),
notamment un superplastifiant, par exemple un superplastifiant CHRYSO6Fluid
Premia
180 ou CHRYSOeFluid Premia 196.
La présente invention concerne également une méthode pour améliorer le
maintien
d'ouvrabilité d'une composition hydraulique à base d'une composition de liant
hydraulique
comprenant des liants comprenant des alumino-silicates, par exemple laitier de
haut-
fourneaux et/ou autre source aluminosiliceuse, optionnellement un activateur,
et un
maximum de 10% en poids de clinker, de préférence de 0 à 10% en poids de
clinker,
comprenant l'ajout d'au moins une molécule permettant d'obtenir une solution
aqueuse
présentant une part dispersive supérieure à celle de l'eau, de préférence
supérieure à 25%,
de préférence comprise entre 25 et 50%, de préférence entre 25 et 45%, par
exemple entre
et 45%, à ladite composition hydraulique.
Dans le cadre de la présente invention, l'amélioration du maintien
d'ouvrabilité (ou
maintien de fluidité) est regardée comparativement à la même composition
hydraulique ne
25 comprenant la molécule selon l'invention.
Les caractéristiques préférées et avantageuses mentionnées ci-dessus pour la
molécule, la composition de liant hydraulique, etc, s'appliquent également au
procédé de
l'invention.
L'invention concerne également une composition hydraulique comprenant (voire
étant constituée) de la composition de liant hydraulique définie ci-dessus, de
l'eau, un
granulat et éventuellement une ou plusieurs additions minérales, et au moins
une molécule
permettant d'obtenir une eau de gâchage présentant une part dispersive
supérieure à celle
de l'eau, de préférence supérieure à 25%, de préférence comprise entre 25 et
50%, de
préférence entre 25 et 45%, par exemple entre 25 et 45%.
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Les caractéristiques préférées et avantageuses mentionnées ci-dessus pour la
molécule, la composition de liant hydraulique, etc, s'appliquent également à
la composition
hydraulique.
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Dans le cadre de la présente invention, la composition hydraulique est de
préférence
une composition de béton, mortier ou chape.
Par granulats ), on entend un ensemble de grains minéraux de diamètre moyen
compris entre 0 et 125 mm. Selon leur diamètre, les granulats sont classés
dans l'une des
six familles suivantes : fillers, sablons, sables, graves, gravillons et
ballast (norme XP P 18-
545). Les granulats les plus utilisés sont les suivants :
- les fillers, qui ont un diamètre inférieur à 2 mm et pour lesquels au
moins 85 % des
granulats ont un diamètre inférieur à 1,25 mm et au moins 70 % des granulats
ont un
diamètre inférieur à 0,063 mm,
- les sables de diamètre compris entre 0 et 4 mm (dans la norme 13-242, le
diamètre
pouvant aller jusqu'à 6 mm),
- les graves de diamètre supérieur à 6,3 mm,
- les gravillons de diamètre compris entre 2 mm et 63 mm.
Les sables sont donc compris dans la définition de granulat selon l'invention.
Les fillers peuvent notamment être d'origine calcaire ou dolomitique.
D'autres additifs encore peuvent être ajoutés à la composition hydraulique
(CH)
selon l'invention, tels que des additifs anti-entraînement d'air, des agents
antimousse, un
accélérateur ou retardateur de prise, un agent modificateur de rhéologie, un
autre fluidifiant
(plastifiant ou superplastifiant).
Les compositions hydrauliques sont préparées de façon classique par mélange
des
constituants susmentionnés. La molécule de l'invention est ajoutée au moment
du gâchage
ou au moment du broyage de la composition de liant hydraulique.
L'invention est illustrée dans les exemples qui suivent.
Exemple 1 : Protocole de préparation de la composition de liant hydraulique et
mesure de rhéologie
Le malaxage du matériau est effectué de la manière suivante :
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1. L'eau et la molécule selon l'invention sont pesés dans le bol du malaxeur,
on
démarre le malaxeur sur vitesse 43 tours/min.
2. On déclenche un chronomètre, et on verse le liant en 30 secondes.
3. La vitesse est augmentée à 96 tours/min et le mélange est malaxé pendant
une
minute.
4. Le malaxeur est stoppé pendant 30 secondes, le matériau éventuellement
projeté
sur les parois est raclé vers le centre avec une spatule.
5. La suspension est malaxée une minute à 96 tours / min.
A la fin du malaxage, la pâte obtenue est versée dans la cellule de mesure
cylindrique d'un
rhéomètre Kinexus Pro (Netzsch) muni d'une géométrie de mesure de type
ailette.
Cinq minutes après le début du malaxage, le mélange cimentaire est soumis à un
pré-
cisaillement d'une minute à une vitesse de déformation de 200 s-1. On soumet
ensuite
l'échantillon à une série de paliers décroissants de vitesse de déformation,
par sauts
logarithmiques de 200 s-1 à 0,01 s-1 et le rhéomètre enregistre la contrainte
à appliquer à
chaque point. L'ensemble constitue une courbe d'écoulement reliant la
contrainte appliquée
pour obtenir chaque valeur de vitesse de déformation.
Ces courbes d'écoulement présentent un minimum de contrainte qui est
interprété comme
une contrainte seuil, soit une contrainte minimale à appliquer pour provoquer
l'écoulement.
Cette valeur varie à l'inverse de la fluidité, on cherche donc à la diminuer
le plus possible.
Une mesure de courbe d'écoulement est effectuée ensuite toutes les 30 min
jusqu'à 120
min après le début du malaxage pour vérifier l'évolution de la fluidité au
cours du temps.
Exemple 2 : Mesure des composantes polaires et dispersives des molécules
Les mesures de composantes polaires et dispersives de différentes solutions de
molécules
sont rassemblées dans le tableau suivant.
CA 03220017 2023- 11- 22
WO 2022/248442
PCT/EP2022/063991
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Tableau 1
Molécule Dosage Dosage en Tension Angle Composante
Composante
en poids poids superficielle de dispersive
polaire
molécule molécule (mN/m) Contact (mN/m)
(mN/m)
pure/liant pure/eau (%) PTFE
(%) (o)
Référence eau - 77,7 123 17,4
60,3
ultrapure
2-methy1-2,4 1,5 3,75 54,8 114 14,7
40,1
pentanediol
2,2- 1,5 3,75 59,3 115 16,3
43,0
diméthylpropane
-1,3-diol
2-methy1-1,3 1,5 3,75 69,7 118 19,0
50,7
Propanediol
5-Ethy1-1,3- 1,5 3,75 60,6 107 25,5
35,1
dioxane-5-
methanol
Poly(naphtalène 1,5 3,75 70 120 17,0
53,0
sulfonate) (
comparatif)
Tri(isopropanol) 1,5 3,75 56,0 100 29,7
26,3
amine
Poly(carboxylate 0,5 1,25 48,8 122 7,3
41,5
de PEG)
(comparatif)
Glycérine 1,5 3,75 74,0 130 9,7
64,3
(comparatif)
Exemple 3 : Résultats
Une composition hydraulique est préparée selon le protocole de l'exemple 1 et
selon
la composition du tableau 2 ci-dessous.
Tableau 2
Composant Masse (g)
Laitier de hauts-fourneaux 176,4
Silicate de sodium 33,6
Sable Palvadeau 0/0,315 mm 190
Eau de ville 84
Les résultats rhéologiques sont résumés par la mesure de la contrainte seuil à
120 min
après le début du mélange, ce qui mesure la capacité des molécules à maintenir
une fluidité
élevée (contrainte seuil basse) lors de cette période. Cette mesure est mise
en relation
avec la part dispersive de l'énergie de surface du liquide, définie comme le
rapport entre la
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PCT/EP2022/063991
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composante dispersive et la tension superficielle.
Les résultats sont donnés au tableau 3 ci-dessous.
Tableau 3
Dosage
Part
Contrainte seuil à 120
Molécule molécule pure
dispersive min
(Pa)
/ liant ( /0)
Référence 22,4%
238,4
2-methy1-2,4 pentanediol (selon
1,5 26,8% 46,4
l'invention)
2,2-diméthylpropane-1,3-diol
1,5 27,5% 121,0
(selon l'invention)
2-methy1-1,3 Propanediol (selon
1,5 27,2% 69,1
l'invention)
5-Ethy1-1,3-dioxane-5-methanol
1,5 42,1% 79,4
(selon l'invention)
Poly(naphtalène sulfonate)
1,5 24,3% 210,0
(comparatif)
Tri(isopropanol)amine (selon
1,5 37,6% 78,0
l'invention)
Poly(carboxylate de MPEG)
0,5 15,0% 506,0
(comparatif)
Glycérine (comparatif) 1,5 13,1%
252,0
Les résultats montrent que les molécules selon l'invention permettent une
diminution
de la contrainte seuil à 120 min et par conséquent une amélioration du
maintien
d'ouvrabilité.
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