FR2505318A1 - Procede et composition pour maitriser la variation de volume de melanges cimentaires a prise rapide, impermeables aux fluides - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET COMPOSITION POUR MAITRISER LA VARIATION DE VOLUME DE MELANGES CIMENTAIRES A PRISE RAPIDE, IMPERMEABLES AUX FLUIDES. LA COMPOSITION COMPORTE DE 60 A 90 DE CIMENT ALUMINEUX ET DE 10 A 40 DE GYPSE, AVEC ADDITION DE 0,1 A 25 D'UN INHIBITEUR DE RETRAIT AU SECHAGE (DE PREFERENCE DU CIMENT PORTLAND) ET 0,01 A 15 D'UN SEL DE LITHIUM COMME INHIBITEUR DE GONFLEMENT DU PRODUIT HUMIDE.

Description

La présente invention concerne un procédé et une composition pour

maîtriser la variation de volume des

mélanges cimentaires à prise rapide, imperméables aux flui-

des En particulier, la présente invention concerne un procédé et une composition pour inhiber le gonflement humi- de, à l'état durci, des mélanges cimentaires contenant du

ciment alumineux, du gypse et du ciment Portland, par ad-

dition de sels de lithium à de tels mélanges.

L'expression "mélange cimentaire", telle qu'elle sert ici, est destinée à signifier des compositions qui possèdent généralement la caractéristique de durcir sous l'effet de l'eau, ce qui comprend des produits cimentaires d'imperméabilisation, des produits pour revêtements de couverture, comme du béton de plancher à hourdis, des enduits et revêtements protecteurs, et des compositions analogues, ainsi que des mélanges avec des agrégats et

de l'eau comme du béton, du mortier, du coulis et des pro-

duits qui en dérivent.

Telle qu'elle sert ici, l'expression "ciment a Lunineux," est destinée à englober les mélanges des matières cimentaires qui, selon la pratique, contiennent normalement, comme constituant cimentaire principal, de l'aluminate monocalcique (Ca O:A 1203), comme du ciment à haute teneur en alumine et du ciment à base d'aluminate de calcium Des exemples de ciments alumineux disponibles dans le commerce et qui conviennent pour servir dans l'invention sont "Lumnite" de Lehigh Portland Cement Company et le ciment Fondu à haute teneur en alumine ou Secar, de Lone Star La Farge Aluminous Cement Company, Ltd. Tel qu'il sert ici, le terme "gypse" est destiné

à englober du gypse tel qu'on l'entend normalement en pra-

tique, ce qui comprend du sulfate de calcium (Ca SO 4) et

ses diverses formes, du sulfate de calcium anhydre, du sul-

fate de calcium hémihydraté, du sulfate de calcium dihydraté ainsi nue du gypse calciné, du gypse calciné sous pression et du plâtre de Paris Des exemples de gypses disponibles dans le commerce et qui conviennent pour servir dans l'invention sont le gypse calciné sous pression, vendu sous la marque commerciale "K-5 " par Georgia Pacific Corporation ou sous la marque commerciale "Hydrostone" par United States

Gypsum Company.

Telle qu'elle sert ici, l'expression "ciment Portland" est destinée à englober les ciments que la prati- que désigne normalement comme étant des "ciments Portland", comme ceux décrits sous la désignation de ASTM C 150, le type I et le type III étant particulièrement préférés pour servir dans l'invention, bien que d'autres formes de ciments Portland puissent convenir aussi Le ciment Portland

a pour rôle de diminuer le retrait au séchage et il va aug-

menter le gonflement à l'état humide de la composition dans la présente invention Ainsi, bien que d'autres ciments, jouant le rôle "d'inhibiteurs de retrait au séchage", ne soient pas spécifiquement désignés comme étant du ciment Portland, ils conviennent également pour servir ici, et

l'expression doit être comprise comme englobant de tels au-

tres ciments De tels autres inhibiteurs du retrait au sé-

chage peuvent comprendre, par exemple, des promoteurs de gonflement, comme des ciments expansifs, qui sont compatibles

avec les autres constituants du mélange ou système.

L'expression "gonflement humide", telle qu'elle

sert ici, est destinée à signifier le gonflement d'un mélan-

ge cimentaire à l'état durci, c'est-à-dire après prise fi-

nale, dans des conditions d'humidité telles que celles dé-

terminées généralement en accord avec la méthode normalisée d'essai ASTM C 157-75 pour "Length Change of Hardened Cement, Mortar and Concrete" Lvariations de longueur du ciment,

du mortier et du béton durcis 7.

Les expressions "inhibition du gonflement humide" et "neutralisation du gonflement humide" serventde manière essentiellement interchangeableici pour décrire, au minimum, une diminution du gonflement humide du mélange cimentaire à l'état durci et/ou avantageusement le maintien d'un volume égal ou supérieur au volume de mise en place du mélange,

et cette notion englobe les termes semblables comme "élimina-

tion du gonflement humide".

Il y a eu dans l'art antérieur diverses tentatives pour proposer des mélanges cimentaires répondant aux besoins de l'industrie de la construction, particulièrement pour la protection, l'étanchement et la réparation des structures en béton On souhaite que de tels mélanges ou systèmes soient ininflammables et non toxiques et qu'ils fassent prise en un temps relativement court pour donner une masse

dure ou un revêtement ayant suffisamment de solidité mé-

canique, de résistance à l'abrasion et de résistance à la

corrosion Les mélanges doivent également présenter de l'im-

perméabilité aux fluides, notamment aux liquides En même temps, de tels mélanges ne doivent pas présenter, dans les

conditions de sécheresse ou d'humidité, de variations exces-

sives du volume de la matière durcie Pour une utilisation

commerciale, ces types de mélanges cimentaires doivent égale-

ment posséder de bonnes caractéristiques de liaison à des surfaces humides ou sèches, une solidité mécanique précoce aussi bien qu'à long terme et une bonne aptitude à la mise

en oeuvre en pratique (ou une bonne maniabilité) sur le ter-

rain Ils doivent en outre être capables de supporter une congélation et une décongélation, aussi bien que l'action

de sels, de solvants et autres substances corrosives.

S'il existe des compositions de mélanges cimen-

taires possédant une ou plusieurs des propriétés intéres-

santes ci-dessus, les tentatives de l'art antérieur visant à obtenir la totalité des propriétés ci-dessus dans une seule composition n'ont-eu qu'un succès limité De nombreuses compositions de ciments mélangés présentent un gonflement humide D'autres compositions, qui comportent l'addition de certains accélérateurs en vue de raccourcir le temps de prise, présentent un retrait excessif au séchage Ainsi, les tentatives de l'art antérieur visant à proposer des

compositions cimentaires ayant un intérêt marchand ou com-

mercial dans l'industrie de la construction ont généralement

été spécifiques ou ont mis l'accent sur des propriétés par-

ticulières en ne tenant pas compte d'autres propriétés vou-

lues ou, dans certains cas, au détriment de ces autres pro-

priétés souhaitées.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique Nu 3 861 929 étudie les caractéristiques de retrait inhérent des bétons fabriqués à l'aide de ciments classiques, ce qui provoque des

craquelures lors du durcissement et du séchage Ce brevet dé-

crit un ciment expansif qui, pendant et après la prise et

le durcissement, augmente beaucoup de volume Le ciment ex-

pansif décrit comprend un mélange consistant essentiellement en du ciment Portland et en du ciment de type aluminate de calcium, et une certaine de quantité de sulfate de calcium qui peut se trouver sous forme de gypse Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 775 143 décrit un ciment "de précontrainte"

qui comprend du ciment Portland et un constituant qui se di-

late et consiste en du sulfate de calcium, de l'oxyde de cal-

cium et une matière contenant de l'aluminate, comme du ciment

alumineux ou de l'hydro-aluminate de calcium fortement alca-

lin Le ciment est déclaré présenter de l'imperméabilité à

l'eau ainsi que de l'imperméabilité à l'essence et aux gaz.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 147 129 étudie certains des problèmes apparaissant dans les procédés fondamentaux de production de ciment du type sulfoaluminate, notamment la difficulté de la maîtrise des propriétés Le

brevet décrit ensuite une composition de ciment de type sulfo-

aluminate déclarée présenter des propriétés uniformes et que l'on peut utiliser comme ciment expansif après inclusion

d'additifs convenables comme du sulfate de zinc et du bisul-

fate de sodium Le brevet affirme que l'on peut ajouter à titre de retardateurs certains constituants qui ne provoquent

pas de gonflement appréciable et tendent même à neutra-

liser l'action de gonflement des additifs comme le sulfate

de zinc et le bisulfate de sodium De tels constituants peu-

vent comprendre du saccharose, des mélanges de chaux hydratée

et de silice.

On connaît des compositions, contenant du ciment à haute teneur en alumine et du ciment Portland, destinées à servir de mélange à prise rapide Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4 012 264 affirme qu'il est connu que l'on peut produire du ciment à prise et durcissement très rapides en mélangeant du ciment Portland et du ciment

à haute teneur en alumine et/ou en utilisant divers accélé-

rateurs, et ce brevet décrit une composition de ciment Portland et de ciment à l'aluminate de calcium comportant des retardateurs et/ou des accélérateurs Du ciment à haute teneur en alumine a également été ajouté à du plâtre de Paris ou à des plâtres du type anhydrite afin d'obtenir des moules ou des pièces coulées plus solides T D Robson ré- vèle dans "High Alumina Cements and Concretes" /ciments et bétons à haute teneur en alumine 7 John Wiley & Sons, New-York, 1962, pages 126 et 127, que des sels de lithium ont été suggérés à titre d'accélérateurs pour des ciments à haute teneur en alumine Cependant, il a été trouvé que des compositions contenant du ciment alumineux, du gypse et seulement des sels de lithium comme accélérateurs

manifestent un retrait excessif du produit durci après sé-

chage En outre, des compositions ne contenant que du ciment alumineux et du gypse manifestent un gonflement humide

excessif du produit durci.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2 339 163

décrit une composition pour revêtements de ciment protec-

teur, comprenant un ciment à base d'aluminate de calcium et un additif minéral choisi parmi le chlorure de calcium, le sulfate de calcium, le sulfate de magnésium, le sulfate ferrique, le sulfate d'aluminium et des carbonates de métaux alcalins pour accélérer la prise, ainsi que de la caséine pour limiter le taux d'évaporation de l'eau afin d'empêcher un séchage trop rapide et du retrait Il est dit que la matière produira un revêtement qui ne se craquèlera pas après prise et durcissement, ce qui semble se référer à la

diminution du retrait au séchage.

Les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 4 045 237

et NO 4 157 263 décrivent une composition cimentaire pos-

sédant un degré élevé d'imperméabilité à du liquide et à de la vapeur et un retrait réduit à long terme, composition qui est constituée d'un mélange particulaire de ciment Portland, d'un gypse calciné et d'un ciment à haute teneur en alumine En variante, la composition peut consister en

un mélange particulaire d'un ciment à haute teneur en alu-

mine et d'un gypse calciné sous pression.

Il vient d'être découvert qu'une composition cimentaire qui, par mélange à l'eau, peut rapidement durcir en donnant une masse dure de grande résistance à la compression sans retrait important au cours de la prise, peut être dotée de caractéristiques de variations réduites du volume humide et sec à l'état durci tout en possédant un degré élevé d'imperméabilité à du fluide et de bonnes caractéristiques de résistance à l'abrasion, à l'érosion et aux produits chimiques ainsi que des caractéristiques semblables souhaitées dans une composition ayant sa pleine utilité marchande et commerciale dans l'industrie de la construction On y parvient, selon la présente invention,

en proposant une composition cimentaire comprenant un mé-

lange de ciment alumineux, de gypse, d'un inhibiteur du retrait au séchage et d'un inhibiteur du gonflement à l'état

humide.

En particulier, la composition cimentaire selon la présente invention comprend du ciment alumineux, du gypses un inhibiteur du retrait au séchage, de préférence du ciment Portland, et un sel de lithium présent en une quantité lui permettant de jouer efficacement le rôle d'un inhibiteur

de gonflement à l'état humide.

Ainsi, un objet de la présente invention consiste à proposer une composition cimentaire qui, lorsqu'on la mélange à de l'eau, fait prise en un temps relativement court pour donner une masse dure sans variations excessives

du volume du produit durci, humide ou sec.

Un autre objet de la présente invention consiste à proposer un procédé pour inhiber des variations de volume du produit durci, dans le cas de compositions cimentaires

contenant un ciment alumineux et du gypse ainsi qu'un inhi-

biteur de retrait au séchage.

Le sel de lithium, qui inhibe le gonflement du produit à l'état humide, peut être choisi dans le groupe

constitué par le carbonate de lithium, le citrate de li-

thium, l'hydroxyde de lithium et l'acétate de lithium Ce sel de lithium peut être ajouté en une quantité efficace, se situant entre 0,1 et 0,5 % en poids, et de préférence entre 0,1 et 0,3 'O en poids, par rapport au ciment alumineux et au gypse On préfère utiliser de 60 à 90 % en poids de

ciment alumineux et de 10 à 40 ID en poids de gypse L'inhi-

biteur du retrait au séchage du produit durci, le ciment Portland, est ajouté en une proportion comprise entre 0,1 et 25 'a, et de préférence entre 1 et 20 % , en poids,

par rapport au ciment alumineux et au gypse.

Par exemple, une composition cimentaire selon l'invention peut comporter 80 parties en poids de ciment à haute teneur en alumine, 20 parties en poids de gypse, 10 parties en poids de ciment Portland de type III, et 0,2

partie en poids d'un sel de lithium, par exemple le carbo-

nate de lithium.

En plus, des constituants essentiels précités de la composition cimentaire de la présente invention, on peut utiliser et ajouter des constituants supplémentaires comme des agents de réglage de la viscosité, des agents de maturation, des agents tensio-actifs, des retardateurs, des accélérateurs, des agents engendrant ou dégageant du gaz, des cendres volantes, des plastifiants, des adjuvants facilitant le pompage (agents de fluidité), des adjuvants

favorisant la rétention de l'eau, des charges et des agré-

gats. La présente invention vise également à proposer un procédé et une composition pour inhiber le gonflement humide des mélanges cimentaires tout en permettant la prise

en un temps relativement court de tels mélanges pour for-

mer une masse dure de haute résistance à la compression, de haute résistance à l'abrasion et de grande résistance à l'érosion et à la corrosion, sans retrait important au cours de la prise et sans variations excessives du volume

du produit durci et sec, la composition de l'invention pos-

sédant également un degré élevé d'imperméabilité aux fluides.

Les objets, caractéristiques et avantages ci-

dessus de l'invention, et d'autres encore, apparaîtront

à l'examen de la description détaillée suivante.

Les exemples suivants, illustratifs et non

limitatifs de l'invention, servent à bien illustrer l'in-

vention et montrent que, de manière surprenante, l'addi-

tion de sels de lithium à des compositions cimentaires contenant du ciment alumineux, du gypse et du ciment Portland comme inhibiteurs de retrait au séchage du produit durci,

permet d'inhiber le gonflement en milieu humide de la compo-

sition à l'état durci Dans les exemples, on mélange les constituants à l'état de poudre sèche,puis on les mélange avec de l'eau du robinet pour obtenir une consistance lâche permettant la mise en oeuvre Généralement, le rapport des constituants au sable ou à l'agrégat est de l:l ou de 1:2 On place ensuite le mélange homogène dans des moules en acier pour la production de barres de 25,4 cm, répondant aux spécifications de la norme ASTM C 490 pour "Apparatus for Use in Measurement of Length Change of Hardened Cement Paste, Mortar, and Concrete" /Appareil à utiliser pour la mesure de la variation de longueur de la pâte de ciment durci, du mortier et du béton 7 Les moules comportent un fort revêtement intérieur d'un agent de démoulage à base

de résine et une mince feuille de polyéthylène pour faci-

liter le démoulage des éprouvettes durcies délicates On démoule les éprouvettes aussitôt que possible après leur durcissement sans endommager l'éprouvette d'essai durcie, le démoulage s'effectuant habituellement une demi-heure à

deux heures après la prise finale.

On effectue immédiatement après le démoulage des mesures de variation de la longueurinitiale des éprouvettes

d'essai afin de mieux déterminer la vraie variation de lon-

gueur à l'état durci On soumet aux essais deux éprouvettes

de chaque mélange; on utilise une éprouvette pour déter-

miner la variation de longueur à l'état humide et la seconde pour déterminer la variation de longueur à l'état sec On

immerge totalement dans de l'eau, pendant la durée de l'es-

sai, les éprouvettes pour essai humide, cependant qu'on laisse mûrir et durcir à l'air, pendant la durée de l'essai, les éprouvettes sèches Sur les éprouvettes d'essai en

forme de barre de 25,4 cm, on effectue les mesures à 2,5 micro-

mètre près, en utilisant, pour déterminer la variation de longueur, un comparateur répondant aux exigences de la norme précitée ASTM C 490 On effectue les mesures de variation de longueur en opérant essentiellement selon la méthode d'essai normalisé pour "Length Change of Hardened Cement Mortar and Concrete" /Variation de longueur du ciment, du mortier et du béton durcis/, norme ASTM C-157 Tous les résultats concernant les variations de longueur se fon- dent sur le cas d'un mélange d'une partie de ciment et d'une partie de sable, ou bien les résultats sont ajustés sur cette base On détermine la résistance à l'abrasion dans le cas d'un revêtement formé par le mélange appliqué

à la truelle sur un bloc de ciment.

Les exemples non limitatifs suivants sont re-

présentatifs des résultats obtenus dans la mise en oeuvre

de la présente invention.

Exemple 1

On prépare une éprouvette témoin, en opérant comme décrit ci-dessus et en utilisant 80 % en poids de ciment alumineux("Lumnite")et 20 % en poids de gypse ("Densite K-5 ") Après quatre jours de vieillissement, on effectue des mesures pour déterminer le pourcentage de variation de longueur à l'état durci, et l'on trouve qu'il y a 0,321 "O de gonflement humide et 0, 012 de retrait du produit sec La résistance à l'abrasion, mesurée sur une échelle allant de 1 à 10, pour laquelle 10 représente le

produit le plus dur, est de 4.

Exemple 2

On suit le mode opératoire de l'exemple 1 pour obtenir la composition de l'exemple 1, sauf que l'on ajoute à cette composition 0,2 % en poids L Far rapport au ciment alumineux et au gypse (qui constitueront aussi ci- après les bases, sauf indication contraire)7 d'un inhibiteur de

gonflement à l'état humide comprenant du carbonate de li-

thium Au bout de 4 jours, le poucentage de variation de longueur à l'état durci est de 0,065 "O de gonflement à l'état humide et de 0,179 'O de retrait à l'état sec, la

résistance à l'abrasion étant de 6.

Exemple 3

On suit le mode opératoire de l'exemple 1 pour obtenir la composition de cet exemple 1, sauf que l'on ajoute, comme inhibiteur du retrait au séchage, un ciment Portland de type III, en une quantité de 19 % en poids par

rapport au poids combiné du ciment alumineux et du gypse.

On mesure au bout de 2 heures le pourcentage de variation de longueurcar le gonflement à l'état humide est tel que

l'éprouvette se craquèle A la fin de la période des 2 heu-

res, le gonflement à l'état humide est de 1,33 le Il n'y

a pas de retrait du produit sec mais, au contraire, un gonfle-

ment du produit sec de 0,084 Io La résistance à l'abrasion

est de 7.

Exemple 4

On suit le mode opératoire de l'exemple 2 pour obtenir la composition de cet exemple 2, mais en y ajoutant, en une quantité de 10 ID en poids, du ciment Portland de type III comme inhibiteur du retrait au séchage Au bout de 4 jours, la mesure du pourcentage de variation de longueur donne 0,188 v de gonflement à l'état humide et 0,100 % de retrait

du produit sec La résistance à l'abrasion est de 10.

Il ressort des exemples 1 à 4 ci-dessus que les sels de lithium constituent des inhibiteurs efficaces du gonflement humide pour des formulations de ciment alumineux et de gypse, alors que des compositions contenant du ciment alumineux, du gypse et des sels de lithium avec l'addition supplémentaire de ciment Portland comme inhibiteur du retrait

au séchage donnent un produit possédant des propriétés favo-

rable de variation de longueur En plus du carbonate de li-

thium, d'autres sels de lithium sont utiles à titre d'inhibi-

teurs du gonflement humide Des exemples de tels sels de li-

thium, qui se sont avérés jouer un rôle satisfaisant, com-

prennent le citrate de lithium, l'hydroxyde de lithium et

l'acétate de lithium.

Exemple 5

On suit le mode opératoire de l'exemple 4 pour obtenir la composition de cet exemple 4, sauf que l'on ajoute en une quantité de 11 le ciment Portland et que l'on ajoute après durcissement un agent de maturation Au bout de 30 jours, on mesure le pourcentage de variation de longueur à l'état sec, et l'Qn constate que ce pourcentage est nul La résistance

à l'abrasion est de 10.

L'exemple 5 montre qu'en choisissant la formula-

tion de la composition, on peut régler la longueur nette pour

obtenir une valeur nulle nette du retrait ou du gonflement.

On a également trouvé que l'on peut formuler la composition

cimentaire selon l'invention en faisant varier les inhibi-

teurs ou les combinaisons de ciment de manière à régler la variation nette de longueur dans un environnement particulier, comme un environnement humide ou sec ou bien un environnement

alternativement humide et sec.

Exemple 6

A la composition de l'exemple 5, on ajoute 1 D

en poids d'un agent tensio-actif disponible sous la désigna-

tion commerciale "Lomar D", et 0,1 a% en poids de poudre d'acide citrique anhydre, et l'on mélange les constituants pour obtenir un mélange intermédiaire sec On mélange cette composition de ciment, selon un rapport de 3:7 respectivement, avec un agrégat résistant à l'abrasion On gâche ensuite le mélange résultant avec de l'eau pour obtenir une consistance permettant une auto-égalisation du niveau, et l'on applique ensuite ce mélange sur un bloc de béton La composition fait prise en 20 minutes et développe en 24 heures une résistance à la compression de 41, 35 M Pa, lorsqu'on effectue des essais selon la norme ASTM C 109 La composition manifeste de très grandes propriétés de liaison; elle est très dure et résiste

bien à l'abrasion au bout de 24 heures En outre, la composi-

tion manifeste une grande résistance au gel et au dégel et une bonne résistance aux substances corrosives La prise de la composition s'effectue sans que l'on ait à noter de

retrait, de craquelures de surface, de formation ou d'attrac-

tion d'une poussière fine et sans qu'il soit nécessaire d'ef-

fectuer une maturation en milieu humide ou d'ajouter un agent de maturation En outre, on ne note pas d'érosion appréciable lorsqu'on soumet la surface du bloc ainsi revêtu à l'action, durant une semaine, d'un fin jet d'eau sous une pression de

172,4 k Pa.

Exemple 7

En suivant le mode opératoire décrit ci-dessus à propos des exemples 1 à 4, on réalise une éprouvette témoin supplémentaire, obtenue à partir d'une composition contenant % en poids, par rapport au ciment alumineux et au gypse, de ciment Portland de type III comme inhibiteur du retrait au séchage On mesure au bout de deux jours le pourcentage de variation de longueur et l'on constate qu'il y a eu 0,383 % de gonflement à l'état humide sans retrait ni gonflement

du produit sec.

Exemple 8

A la composition décrite à l'exemple 7, on ajoute 0,2 % en poids de carbonate de sodium, qui est un accélérateur connu, afin d'en déterminer l'efficacité comme inhibiteur de

gonflement à l'état humide Au bout de deux jours, le pour-

centage de variation de longueur est de 0,366 % de gonflement

à l'état humide et de 0,026 % de gonflement à l'état sec.

Ainsi, il y a gonflement à l'état sec par rapport à celui présenté par l'éprouvette témoin de l'exemple 7, alors que le gonflement à l'état humide est presque aussi grand que

celui du témoin et est inacceptable.

Exemple 9

A la composition de l'exemple 7, on ajoute 0,2 %

en poids de sulfate d'aluminium, qui est un accélérateur con-

nu, afin d'en déterminer l'efficacité comme inhibiteur de

gonflement à l'état humide Au bout de deux jours, le pour-

centage mesuré de variation de longueur est de 0,415 'O de gonflement à l'état humide et de 0,017 Il de gonflement à l'état sec, ce qui indique que, comme dans le cas du carbonate de sodium, le sulfate d'aluminium n'est pas un agent efficace pouvant inhiber de manière satisfaisante le gonflement à l'état humide des mélanges ciment alumineux/gypse/ciment Portland.

Exemple 10

A la composition de l'exemple 7, on ajoute 0,2 la en poids de citrate de lithium pour en déterminer

l'efficacité comme inhibiteur de gonflement à l'état humide.

Au bout de 2 jours, le pourcentage de variation de longueur n'est que de 0,186 lé de gonflement à l'état humide, soit moins de la moitié du gonflement de l'éprouvette témoin, et 0,006 'O de retrait du produit sec Cela montre que les sels de lithium constituent de remarquables inhibiteurs du gonflement à l'état humide de ce mélange cimentaire Les

sels de lithium ne nuisent pas à un degré important quelcon-

que aux propriétés d'imperméabilité aux fluides du mélange

cimentaire et, ainsi, ce mélange reste une composition pos-

sédant d'excellentes propriétés d'imperméabilisation.

Dans la composition cimentaire selon la pré-

sente invention et qui contient du ciment alumineux, du gypse et des inhibiteurs de variation de volume à l'état humide et à l'état sec, on préfère utiliser de 60 à 90 % de ciment

alumineux et de 10 à 40 'a de gypse De façon générale, l'inhi-

biteur de retrait au séchage du produit durci, le ciment Portland, peut être ajouté en une quantité comprise entre 0,1 et 25 'O et encore mieux et de préférence entre 1 et 20 %

-par rapport au poids total du ciment alumineux et du gypse.

De façon générale, il convient d'ajouter les sels de lithium en une proportion comprise entre 0,01 et 0,5 % en poids, avantageusement et de préférence entre 0,1 et 0,3 % en poids,

par rapport au ciment alumineux et au gypse.

En plus des constituants essentiels précités des compositions cimentaires de l'invention, d'autres additifs destinés à ajuster les propriétés peuvent être incorporés de

façon générale sans perte des avantages d'inhibition du gon-

flement à l'état humide, que l'on obtient ainsi, si ces au-

tres additifs sont par ailleurs compatibles avec les consti- tuants essentiels De tels autres additifs comprennent des agents de

réglage de la viscosité, des agents d'expansion, des agents tensio-actifs, des retardateurs, des accélérateurs, des agents engendrant ou libérant du gaz, des cendres volantes, des charges, des adjuvants facilitant le pompage, des adjuvants favorisant la rétention de l'eau, des agents de maturation, et des agrégats, afin de conférer une amélioration sélective de propriétés spécifiques D'autres additifs normalement

utilisés dans l'industrie pour les mélanges cimentaires, peu-

vent également être utilisés, pourvu que leur utilisation ne soit pas incompatible avec les résultats voulus ou décrits ici. Les sels de lithium peuvent être mélangés aux autres constituants à l'état sec ou bien être ajoutés au moment de l'addition de l'eau ou à l'eau ajoutée ou même

après l'addition de l'eau Le moment de l'addition des ma-

tières respectives au mélange n'a pas forcément une impor- tance du moment que les matières sont bien-toutes incorporées afin de produire un mélange homogène en suspension L'homme du métier comprendra que l'on peut utiliser pour la composition de la présente invention des procédés connus de fabrication de composition cimentaire, ce qui comprend des procédés

de mélangeage avant de mettre en oeuvre les étapes opéra-

toires comme la cuisson ou calcination, aussi bien que la mouture de malaxage ou le mélangeage des constituants finals pourvu que les étapes opératoires en cause ne nuisent pas

à l'un quelconque des constituants.

Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'in-

vention, de nombreuses modifications peuvent être apportées à la composition cimentaire et au procédé pour inhiber le gonflement à l'état durci et humide d'un mélange ou d'une

composition cimentaire, décrits ci-dessus.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1 Composition cimentaire qui,par mélange

à l'eau, peut durcir en donnant une masse dure dont le gon-

flement à l'état durci et humide est inhibé, composition caractérisée en ce qu'elle comprend du ciment alumineux, du gypse, un inhibiteur de retrait au séchage et un sel de

lithium, présent en une quantité lui permettant de jouer ef-

ficacement le rôle d'un inhibiteur de gonflement à l'état humide.

2 Composition cimentaire selon la revendica-

tion 1, caractérisée en ce que le sel de lithium est présent en une proportion comprise entre 0,01 et 0,5 O en poids,

par rapport au poids du ciment alumineux et du gypse.

3 Composition cimentaire selon la revendica-

tion 2, caractérisée en ce que le ciment alumineux est pré-

sent en une proportion comprise entre 60 et 90 A en poids

par rapport au poids total du ciment alumineux et du gypse.

4 Composition cimentaire selon la revendica-

tion 2, caractérisée en ce que le gypse est présent en une proportion comprise entre 10 et 40 'O en poids par rapport

au poids total du ciment alumineux et du gypse.

Composition cimentaire selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que l'inhibiteur du retrait au séchage est présent en une proportion comprise entre 0,1

et 25 'a en poids, par rapport au poids total du ciment alu-

mineux et du gypse.

6 Composition cimentaire caractérisée en ce qu'elle comprend 60 à 90 %' en poids de ciment alumineux, à 40 % en poids de gypse, ainsi que 0,1 à 25 % en poids (par rapport au poids du ciment alumineux et du gypse) de ciment Portland et 0,01 à 0,5 % en poids (par rapport

au poids du ciment alumineux et du gypse) d'un sel de li-

thium comme inhibiteur du gonflement à l'état humide.

7 Composition cimentaire selon la revendica-

tion 6, caractérisée en ce que le ciment alumineux est choisi parmi du ciment à haute teneur en alumine, du ciment de type aluminate de calcium et du ciment dont le principal constituant de liaison est de l'aluminate monocalcique; le gypse est choisi parmi du sulfate de calcium, du sulfate de calcium anhydre, du sulfate de calcium hémihydraté, du sulfate de calcium dihydraté, du plâtre de Paris, du gypse calciné et du gypse calciné sous pression; et le sel de lithium est choisi parmi le carbonate de lithium, le citrate

de lithium, l'hydroxyde de lithium et l'acétate de lithium.

8 Composition cimentaire selon l'une des re-

vendications 6 et 7, caractérisée en ce que le sel de li-

thium est présent en une proportion comprise entre 0,1 et

0,3 % en poids, par rapport au poids total du ciment alumi-

neux et du gypse.

9 Composition cimentaire selon l'une des re-

vendications 7 et 8, caractérisée en ce que le ciment Portland est un ciment Portland de type III présent en une proportion comprise entre 1 et 20 % en poids par rapport au

poids total du ciment alumineux et du gypse.

Composition cimentaire capable, après mé-

langeage à l'eau, de faire prise en un temps court pour don-

ner, sans retrait important au cours du durcissement, une masse dure possédant un degré élevé d'imperméabilité aux fluides, cette composition comprenant du ciment alumineux, du gypse et du ciment Portland et étant caractérisée en ce qu'elle comporte également un sel de lithium, présent en une quantité capable d'inhiber efficacement un gonflement,

à l'état humide, du produit durci obtenu.

11 Composition cimentaire selon la revendication

, caractérisée en ce que le sel de lithium est choisi par-

mi le carbonate de lithium, le citrate de lithium, l'hydro-

xyde de lithium et l acétate de lithium.

12 Composition cimentaire selon la revendication , caractérisée en ce que le ciment alumineux est un ciment à haute teneur en alumine, le gypse est un gypse calciné

sous pression et le ciment Portland est un ciment de type III.

13 Composition cimentaire selon la revendication

12, caractérisée en ce que le ciment à haute teneur en alu-

mine est présent en une quantité de 80 parties en poids, le gypse est présent en une quantité de 20 parties en poids, le ciment Portland de type III est présent en une quantité de 10 parties en poids et le sel de lithium est du carbonate

de lithium présent en une quantité de 0,2 partie en poids.

14 Composition cimentaire selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte également un agent de maturation, à ajouter après le durcissement. Composition cimentaire selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle comporte également un agent

tensio-actif et un retardateur.

16 Procédé pour inhiber le gonflement, à l'état

humide, d'un mélange ou d'une composition cimentaire compre-

nant du ciment alumineux, du gypse et un inhibiteur de retrait au séchage, procédé caractérisé en ce que l'on incorpore à

cette composition, avant son durcissement, un sel de lithium.

17 Procédé selon la revendication 16, caractéri-

sé en ce que l'inhibiteur de retrait au séchage est ou

comprend du ciment Portland.

18 Procédé selon l'une des revendications 16

et 17, caractérisé en ce que la proportion du sel de lithium ajouté se situe entre 0,01 et 0,5 t en poids, par rapport

au poids du ciment alumineux et du gypse.

19 Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le sel de lithium est choisi parmi le carbonate de lithium, le citrate de lithium, l'hydroxyde de lithium et

l'acétate de lithium.

20 Composition cimentaire durcie dont le gonfle-

ment à l'état humide est inhibé, caractérisée en ce qu'elle comprend les produits de la réaction, après mélange à l'eau, d'un ciment alumineux, de gypse, d'un ciment Portland et

d'un sel de lithium.