FR2875496A1 - Inertant d'argile - Google Patents

Abstract

L'invention vise un procédé d'inertage d'argiles dans des sables destinés à la préparation de compositions hydrauliques, caractérisé en ce que lors de la production du sable, on met le sable en contact avec un produit polymérique cationique susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formol, éventuellement en présence d'autres composés.Ce procédé est particulièrement utile pour la préparation de mortiers et les bétons.

Description

La présente invention concerne un procédé de traitement de sables destinés

à la préparation de compositions hydrauliques, en particulier de compositions de bétons.

Le ciment est un liant hydraulique qui, gâché avec de l'eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réaction de processus d'hydratation et qui, après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité même sous l'eau.

Le ciment, mélangé avec des granulats et gâché avec de l'eau de façon appropriée, est capable de produire un mortier ou un béton qui conserve son ouvrabilité pendant un temps suffisamment long et atteint, après des périodes déterminées, des niveaux de résistance prescrits et présente aussi une stabilité de volume à long terme.

Afin d'augmenter la fluidité de la composition sans modifier le ratio eau/ciment, on ajoute généralement des plastifiants ou superplastifiants.

Toutefois, la fluidité et/ou la demande en eau des bétons peut varier en fonction de la nature des sables et de leur teneur en impuretés. En particulier, certaines impuretés de la famille des argiles peuvent avoir un effet marqué et entraîner des, demandes en eau importantes et par voie de conséquence des chutes de résistance mécanique indésirables.

Afin de pallier à ce problème, on peut augmenter le dosage en plastifiant dans la composition. Ce surdosage doit cependant être déterminé par des essais préalables et est par ailleurs source d'un coût supplémentaire.

Le document WO 98/58887 propose l'utilisation au moment de la fabrication des bétons de composés ayant une affinité importante pour les argiles à titre d'agents sacrificiels.

Toutefois, pour que cette solution soit intéressante, le coût de l'agent sacrificiel doit être inférieur à celui du surdosage en superplastifiant. Par ailleurs, il est souhaitable que les agents ne nuisent pas aux propriétés de la composition de ciment, notamment son ouvrabilité, le maintien d'ouvrabilité dans le temps, le temps de prise et les résistances mécaniques. II est aussi souhaitable que ces agents soient robustes, c'est-à-dire efficaces pour différents types d'argiles rencontrées dans les sables, notamment aussi les argiles non gonflantes, et avec différents ciments.

Enfin, il est souhaitable que le traitement soit simple, rapide et fiable et qu'il ne nécessite pas d'appareillages sophistiqués.

Le but de la présente invention est de proposer un tel procédé.

Plus particulièrement, l'invention vise un procédé utile pour limiter la demande en eau ou le surdosage en superplastifiant dans les compositions à prise hydraulique réalisés avec des sables contenant des dérivés argileux.

Ainsi, l'invention vise principalement un procédé d'inertage d'argiles dans des sables destinés à la préparation de compositions hydrauliques, caractérisé en ce que lors de la production du sable, le sable est mis en contact avec un produit polymérique susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formol, éventuellement en présence d'autres composés.

Par le terme sable , on entend définir des granulats d'une taille granulométrique moyenne comprise entre 0 et 20 mm, de préférence entre 0 et 4 mm. Ils peuvent être de toute nature minérale, calcaire, siliceuse ou silico-calcaire ou autre. Leur teneur en argile n'est pas limitée, si ce n'est par des considérations économiques. De ce fait, on traitera généralement des sables ayant une teneur en argile de 0,5 à 5% en poids.

Par le terme composition hydraulique , on entend définir toute composition présentant une prise hydraulique, et tout particulièrement les ciments, mortiers et bétons destinés à l'ensemble des marchés de la construction (bâtiment, génie civil ou usine de préfabrication).

Par le terme "argiles", on entend désigner des silicates d'aluminium et/ou de magnésium, notamment les phyllosilicates à structure en feuillets, typiquement espacées d'environ 7 à environ 14 Angstrôms. Ce terme vise toutefois aussi des argiles d'autres types, notamment les argiles amorphes.

Parmi les argiles rencontrées fréquemment dans les sables peuvent être mentionnées notamment la montmorillonite, l'illite, la kaolinite, la muscovite et la chlorite.

Par le terme lors de la production de sable , est visé la période de temps pendant laquelle le sable est extrait des carrières et stocké, avant d'être mis en oeuvre, par exemple en centrale de béton.

Selon un mode de réalisation préféré, le produit polymérique est susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formol 10 en présence de: A) un polyalkylène glycol; et/ou B) un polycarboxylate polyalkoxylé ; et/ou C) un dérivé ammonium.

La constitution chimique précise du produit polymérique n'est pas connue avec précision. Il sera donc décrit ci-après essentiellement au moyen de son procédé de préparation.

Procédé de préparation Le produit polymérique est susceptible d'être obtenu par condensation du dicyandiamide avec du formol, éventuellement en présence d'autres composés, notamment d'un polyalkylène glycol (A), d'un polycarboxylate polyalkoxylé (B) et/ou d'un agent de quaternisation (C).

La réaction de condensation entre le dicyandiamide et le formol requiert 2 moles de formol pour 1 mole de dicyandiamide, selon le schéma réactionnel (I) suivant: H2N\ ,NH2 fl N

C -N

HN\ NH HO- CH2 C CH2-OH

N C =N H\ /H + 2

2875496 4 HN NH /HN NH n HO CH2 C CH2 OH HO CH2 CH2 0 N C=N Ainsi, le ratio molaire entre formol et dicyandiamide est de préférence situé dans la plage de 0,8:1 à 4:1, en particulier de 1:1 à 3:1. Un excès molaire supérieur à 4 n'apporte pas d'avantage supplémentaire, mais peut conduire à une prise en masse indésirable.

II est particulièrement préféré de conduire la réaction en léger excès stoechiométrique de formol, avec un ratio molaire entre formol et dicyandiamide situé dans la plage de 2,2:1 à 2,8:1.

De préférence, le produit polymérique est obtenu par condensation de formol avec dicyandiamide en présence de composés additionnels. En effet, cela permet de moduler les propriétés du polymère, notamment sa solubilité dans l'eau et son affinité pour les argiles.

Le polyalkylène glycol (composé A) est de préférence un composé de formule (I) : R2-0-[RI-O],-R3 dans laquelle: R1 est un groupe alkyle en C1 à C4, de préférence un groupe éthyle et/ou propyle; R2 et R3 sont indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en C1 à C4, de préférence un groupe méthyle; et n est un nombre de 25 à 1000.

A titre d'exemple, il peut s'agir de polyéthylène glycol, de polypropylène glycol, d'un copolymère oxyde d'éthylène/oxyde de propylène ou d'un mélange de ces différents composés. De préférence, il s'agit de polyéthylène glycol.

HN NH

CH2 ''CH2 OH + n H20 N C--=-N n-1 Le poids moléculaire du composé A va de préférence de 1000 à 35000.

Il a été mis en évidence par des mesures de viscosité que la présence du composé A modifie la structure du polymère formé ainsi que ses performances.

La quantité de composé A mis en oeuvre dans la réaction le cas échéant est en principe inférieure à celle des réactants principaux dicyandiamide et formol.

Ainsi, le mélange réactionnel contient généralement 0 à 10%, de préférence 0,5 à 3, et tout particulièrement 0,8 à 1 % en poids de composé A. Le polycarboxylate polyalkoxylé (composé B) est un polymère peigne comportant une chaîne principale hydrocarbonée à laquelle sont liés à la fois des groupes latéraux carboxyliques et des groupes alkoxylés, en particulier des groupes d'oxyde de propylène (PO), des groupes oxyde d'éthylène (EO) et/ou des combinaisons de ceux-ci. Les groupes latéraux peuvent être ioniques ou non ioniques. Il s'agit de préférence un composé de formule (II) suivante: R2 (-C H2 C-)m-(CHZ C-)P

I

C=O C=0 OH R3 OR5 dans laquelle: RI et R2 sont, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle; R3 et R4 sont, indépendamment l'un de Vautre, un groupe alkylène en ci à C4, de préférence un groupe éthylène, propylène ou une de leurs combinaisons; R5 est un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en CI à C4, de préférence un groupe méthyle; m est un nombre entier de 2 à 100; p est un nombre entier de 2 à 100; et q est un nombre entier de 2 à 100.

Le taux d'ester du composé B, donné par le ratio pl(m+p), peut être 10 compris entre 10 à 60%, et en particulier de 20 à 40%.

Avantageusement, le mélange réactionnel contient 0,1 à 10%, de préférence 0,5 à 5, et tout particulièrement 0,5 à 2 % en poids de composé B. Le dérivé ammonium (composé C) a pour fonction principale d'augmenter le caractère ionique du polymère en apportant des fonctions cationiques. Le caractère ionique du polymère contribue grandement à sa solubilité dans l'eau et à son affinité pour les argiles, et est donc avantageux en vue de l'application envisagée.

De préférence, l'ion ammonium du dérivé ammonium est de formule (IV) suivante: NH(R6)3+ dans laquelle les groupements R6 sont identiques ou différents et signifient H ou un groupement alkyle en CI à C6.

Parmi les dérivés ammonium appropriés, on peut citer notamment les halogénures d'ammonium tels que le chlorure d'ammonium, le bromure d'ammonium et l'iodure d'ammonium, le sulfate d'ammonium et l'acétate d'ammonium, le chlorure d'ammonium étant préféré.

La quantité de composé C mise en oeuvre peut varier dans de larges proportions. Toutefois, le ratio molaire entre le composé C par rapport au dicyandiamide est de préférence de 1 à 1,5 et tout particulièrement de 1,1 à 1,3. Typiquement, le mélange réactionnel contient 1 à 10%, de préférence 3 à 8%, et tout particulièrement 6 à 8 % en poids de composé C. La réaction de condensation a lieu dans un solvant approprié, l'eau étant tout particulièrement préférée.

La quantité de solvant dans le mélange réactionnel est choisie de manière à permettre la solubilisation des différents composants. A titre indicatif, le mélange réactionnel peut contenir 10 à 80% en poids, de préférence de 20 à 70% en poids de solvant.

Généralement, il est préférable de limiter la quantité d'eau dans le mélange réactionnel, afin de déplacer l'équilibre de la réaction de condensation vers le produit souhaité. Si l'on souhaite un produit dilué, il est donc avantageux d'ajouter le complément d'eau après la réaction.

Il peut être intéressant d'ajouter d'autres adjuvants classiques dans les polymérisations, tels que des agents de terminaison moléculaire. Ces composés permettent de contrôler la taille de molécules synthétisées et donc leur masse molaire et d'en diminuer ainsi l'indice de polydispersité. Parmi les agents de terminaison appropriés, on peut citer notamment l'acide sulfamique.

La réaction de condensation se déroule rapidement, généralement en l'espace de 30 minutes à 4 heures environ. La vitesse de la réaction dépend de la température, laquelle peut être comprise entre la température ambiante et le point d'ébullition du mélange réactionnel. De préférence, elle est comprise entre 20 et 95 C, de préférence entre 60 et 70 C. A plus basse température, le temps de réaction sera plus long. Un maintien prolongé à température élevée est toutefois indésirable, car il peut conduire à la dégradation du produit.

Avantageusement, le produit polymérique est mis en oeuvre directement à l'issue de la réaction, sans purification préalable. Il peut donc contenir d'autres produits que le polymère attendu selon le schéma réactionnel (I) indiqué ci-dessus.

Le produit polymérique obtenu est particulièrement utile pour neutraliser les effets néfastes des argiles contenues dans certains sables. Il présente en outre les avantages suivants: - il permet de réduire la quantité d'eau ou de fluidifiant nécessaire à 10 l'obtention d'une fluidité voulue.

- il est efficace avec différentes argiles; il ne perturbe pas les caractéristiques du mortier en cas de surdosage; - il ne perturbe pas les résistances mécaniques, ni à court terme, ni à 15 long terme; - il ne présente pas d'effet retardateur de prise; et - il est stable dans le temps et résiste à la chaleur et au gel.

Le traitement des sables à teneur d'argile est aisé et rapide. En effet, le produit polymérique présente une affinité importante avec les argiles, gonflantes ou non. Ainsi, il suffit en principe de mettre le produit polymérique en contact avec le sable pour assurer un inertage des argiles contenues dans ceux-ci. Une mise en contact de quelques minutes est généralement suffisante.

Ce procédé ne nécessite donc pas la mise en place d'un appareillage particulier.

De préférence, le sable est mis en contact avec le produit polymérique par pulvérisation du produit en solution aqueuse sur le sable.

De préférence, on traite de préférence le sable sec. Ainsi, le sable 30 présente de préférence une humidité inférieure à 10% en poids. En effet, on a constaté que l'efficacité du produit polymérique diminue avec la teneur en eau du sable. Le traitement du sable a donc lieu préférentiellement en carrière.

Afin d'assurer une bonne répartition du produit polymérique et obtenir un sable traité de manière homogène, le sable est de préférence mélangé.

La pulvérisation peut avoir lieu dans un récipient, par exemple dans une caisse à chicanes à la sortie d'un tapis. Ce mode de réalisation assure en outre une faible perte du produit. En variante, il est envisageable de pulvériser une solution du produit polymérique dans un mélangeur placé en sortie de bande. Il peut également être envisagé de préparer un prémélange d'une petite quantité de sable avec le produit puis d'ajouter ce pré-mélange au sable.

Le produit polymérique est de préférence appliqué sur le sable en une quantité appropriée pour assurer l'inertage complet des argiles présentes dans le sable et donc éviter le surdosage en superplastifiant.

Toutefois, un traitement partiel peut être envisagé et l'application en quantité supérieure ne détériore pas les propriétés recherchées de la composition hydraulique. Ainsi, il n'est pas nécessaire de doser au préalable la quantité d'argile présente dans le sable pour déterminer la quantité nécessaire en produit polymérique.

En effet, la quantité de produit polymérique nécessaire pour l'inertage dépend principalement de la teneur en argiles du sable. Elle peut également varier en fonction de la nature des argiles présentes. A titre indicatif, le traitement d'un sable est généralement satisfaisant avec un dosage de 2 à 20%, de préférence 5 à 10% en poids de produit polymérique par rapport au poids en argile sèche dans le sable.

Les sables ainsi traités sont utiles dans la préparation de compositions hydrauliques, dans lesquelles les argiles peuvent gêner l'efficacité des superplastifiants. Ils peuvent être utilisés de manière habituelle pour la préparation de compositions à prise hydraulique.

On constate que ce procédé de traitement est très versatile. En effet, il donne des résultats très satisfaisants pour différents ciments. En outre, son efficacité n'est pas limitée à une classe d'argile particulière.

Les compositions hydrauliques comprenant des sables à teneur d'argile traités avec le produit polymérique présentent des propriétés rhéologiques comparables avec celles préparées avec des sables exempts d'argile, sans surdosage en superplastifiant, et dont d'un coût inférieur.

L'invention sera décrite plus en détail au moyen des exemples 10 suivants, donnés à titre non limitatif.

EXEMPLES

a) Formulation et préparation du mortier de référence Dans le bol d'un malaxeur Perrier, on introduit le sable, puis l'eau de pré-mouillage en agitant à faible vitesse (140 tr/min). On laisse reposer pendant 4 minutes avant d'introduire les liants (ciment, sables et filler). On malaxe à nouveau pendant 1 minute à petite vitesse puis on ajoute à petite vitesse l'eau de gâchage additionnée du superplastifiant. Enfin, on malaxe encore 2 minutes à 280 tr/min.

Tableau 1

Quantité [kg/m3] Ciment CEM 152.5 N selon EN 197 382 Filler BL 200 (Granicalcium OMYA) 268 Sable <0,1 mm CL 200 103 (Granicalcium OMYA) Sable 0,1 0,5 mm 458 (Granicalcium OMYA) Sable 0,5 1 mm 229 (Granicalcium OMYA) Sable 1 -2,5 mm 350 (Granicalcium OMYA) Sable 2,5 4 mm 257 (Granicalcium OMYA) Superplastifiant (Glénium 27 de MBT) 6 Eau de prémouillage 84 Eau de gâchage 185 Eau totale 269 b) Mesure de l'ouvrabilité du mortier On mesure l'étalement d'un mortier à 5, 15, 30 et 60 minutes après la préparation de manière suivante.

On remplit un moule sans fond de forme tronconique, de reproduction à l'échelle 0,5 du cône d'Abrams (voir norme NF 18-451, 1981) de dimensions suivantes: diamètre du cercle de la base supérieure 50 +1- 0,5 mm diamètre du cercle de la base inférieure 100 +1- 0,5 mm hauteur 150 +1- 0, 5 mm d'un mortier fraîchement préparé en trois couches de volume identique, puis on pique entre chaque couche le mortier 15 fois à l'aide d'une tige de piquage en acier de 6 mm de diamètre et à extrémité sphérique. On arase la surface supérieure du cône puis on soulève le cône verticalement. L'étalement est mesuré à intervalles de temps déterminés selon quatre diamètres à 45 avec un pied à coulisse. Le résultat de la mesure d'étalement est la moyenne des quatre valeurs à +/- 1 mm.

c) Préparation du mortier avec sable argileux On prépare un mortier de référence, sauf que l'on remplace le sable propre par un sable argileux.

Le sable argileux est préparé par mélange d'un sable d'une granulométrie de 0 à 4 mm issu d'une recomposition granulométrique de sables calcaires très propres (Granicalcium OMYA, possédant la valeur (test au Bleu de Méthylène sur le 0-4mm: Norme NF-EN 933-9) suivante MBo14 = 0,063g de bleu de méthylène/kg) avec 1% en poids de montmorillonite (Montmorillonite de Sardaigne fournie par la Société SOCODIS) et l'eau de pré-mouillage dans un mélangeur de type Perrier à petite vitesse. Après avoir laissé le mélange se reposer pendant 4 minutes, on ajoute le ciment, et le filler et on mélange pendant 1 minute.

Ensuite, on ajoute en 30 secondes l'eau de gâchage avec le superpiastifiant et on mélange à 280 tr/min pendant 2 minutes.

La mesure de l'étalement à 5 minutes est réalisée après 1 minute 30. Le mortier est préparé comme indiqué ci-dessus, sauf que la quantité de filler est diminuée de la teneur en argile, afin de conserver le taux de fines constant dans la formulation.

Les résultats des mesures d'étalement sont portés dans le tableau 3. On constate que l'étalement est nul après 5 minutes.

d) Préparation du mortier avec sable argileux surdosé en superplastifiant On prépare un mortier comme indiqué dans la section c), sauf que l'on ajoute dans l'eau de gâchage une quantité supplémentaire en superplastifiant de 13,5% en poids sec par rapport à la quantité d'argile dans le sable.

Les mesures d'étalement sont portées dans le tableau 3. On constate que les valeurs sont à nouveau proches de celles du mortier préparé avec du sable non argileux.

e) Préparation du mortier avec sable arqileux inerté On prépare un mortier comme indiqué dans la section c), sauf que l'on ajoute dans l'eau de pré-mouillage les produits polymériques selon les exemples 1 à 5 suivants à titre d'inertant. Les résultats sont consignés dans le tableau 3.

EXEMPLE 1

Polycondensation de dicyandiamide et formol en présence de chlorure d'ammonium Dans un réacteur en émail muni d'un thermostat et d'un agitateur, on introduit 20,3 parties en poids d'eau, 11,7 parties en poids de chlorure d'ammonium, 18,2 parties en poids de dicyandiamide, puis 48,8 parties en poids de formol (solution aqueuse à 37% en poids) à température ambiante, selon la formule chimique donnée dans le tableau 2.

On chauffe le mélange à 95 C en agitant pendant deux heures. Le produit obtenu présente un extrait sec d'environ 48%. Avant stockage, le produit est dilué à 20% d'extrait sec.

Les résultats des essais sur mortier sont consignés dans le tableau 3. On constate que le produit polymérique compense les effets néfastes des argiles à un dosage d'environ 15 % en poids par rapport au poids d'argile. Un dosage inférieur, de 10%, ne permet pas encore d'atteindre les valeurs d'étalement du mortier de référence.

EXEMPLE 2

Polycondensation de dicyandiamide et formol en présence de chlorure 5 d'ammonium et de polycarboxylate polyalkoxylé Dans un réacteur en émail muni d'un thermostat et d'un agitateur, on introduit 36 parties en poids d'eau, 2,15 parties en poids de polyméthacrylate estérifies à 20% avec du PEG M 2000 pur, 18,2 parties en poids de dicyandiamide, puis 48,6 parties en poids de formol (solution aqueuse à 37% en poids) à température ambiante, selon la formule chimique donnée dans le tableau 2.

On chauffe le mélange à 75 C en agitant pendant une heure puis on ajoute 11,7 parties en poids de chlorure d'ammonium. On agite encore pendant quatre heures.

Le produit obtenu présente un extrait sec d'environ 40% et est prêt à l'emploi. II est stable sous cette forme pendant trois mois.

Les résultats des essais sur mortier sont consignés dans le tableau 3. On constate que le produit polymérique compense les effets néfastes des argiles à un dosage d'environ 10 % en poids par rapport au poids d'argile. Il semble donc plus efficace que le produit selon l'exemple 1.

EXEMPLE DE COMPARAISON 2A Effet du polycarboxylate polyalkoxylé Afin de mettre en évidence le rôle du polycarboxylate polyalkoxylé (composé B) dans le produit polymère, une composition de mortier a été préparée comme dans l'exemple 2, mais avec le produit polymère de l'exemple 1, synthétis. sans composé B, le composé B étant ajouté dans la même proportion dans le sable.

On constate tout d'abord que les valeurs d'étalement mesurées 30 diffèrent de celles obtenues avec le produit polymérique selon l'exemple 2.

On peut en. conclure que le polycarboxylate polyalkoxylé intervient dans la réaction de polycondensation et n'est pas seulement présent à titre de composant d'une composition.

On constate par ailleurs que le produit polymérique synthétisé en présence du polycarboxylate polyalkoxylé est plus efficace pour inerter les argiles, puisqu'il permet d'atteindre un étalement comparable au mortier de référence à un dosage inférieur.

EXEMPLE 3

Polycondensation de dicyandiamide et formol en présence de chlorure d'ammonium et de polyéthylène glycol Dans un réacteur en émail muni d'un thermostat et d'un agitateur, on introduit 20 parties en poids d'eau, représentant un tiers de l'eau totale, 1 parties en poids de polyéthylène glycol de masse moléculaire de 17500, 9 parties en poids de chlorure d'ammonium, 9 parties en poids de dicyandiamide, puis 25 parties en poids de formol (solution aqueuse à 37% en poids) à température ambiante. Les proportions sont résumées dans le tableau 2.

On chauffe le mélange à 85 C en agitant pendant deux heures puis on ajoute les 30 parties en poids restants d'eau.

Le produit obtenu présente un extrait sec d'environ 23,6% et est prêt à l'emploi.

Les résultats des essais sur mortier sont consignés dans le tableau 3. On constate que le produit polymérique compense essentiellement les effets néfastes des argiles à un dosage d'environ 8 % en poids par rapport au poids d'argile. Il semble donc efficace 4 un dosage plus faible que les produits selon les exemples 1 et 2. .

EXEMPLE 4

Polycondensation de dicyandiamide et formol en présence de chlorure d'ammonium, de polycarboxylate polyalkoxylé et de polyéthylène glycol Dans un réacteur en émail muni d'un thermostat et d'un agitateur, on introduit 18 parties en poids d'eau, représentant un tiers de l'eau totale, 1 parties en poids de polyéthylène glycol de masse moléculaire de 17500, 1,6 parties en poids sec de polycarboxylate polyalkoxylé (Optima 200 de chez Chryso) 9 parties en poids de chlorure d'ammonium, 9 parties en poids de dicyandiamide, puis 25 parties en poids de formol (solution aqueuse à 37% en poids) à température ambiante, selon la formule chimique donnée dans le tableau 2.

On chauffe le mélange à 95 C en agitant pendant deux heures puis on ajoute les 30 parties en poids d'eau 'restants d'eau. Le produit obtenu présente un extrait sec d'environ 25,3% et est prêt à l'emploi.

Les valeurs d'étalement sont consignées dans le tableau 2. On constate que l'ouvrabilité du mortier de référence est atteinte avec le même dosage que le produit polymérique de l'exemple 3, mais que son maintien est meilleur.

EXEMPLE 5

Polycondensation de dicyandiamide et formol en présence de chlorure d'ammonium, de polycarboxylate polyalkoxylé et de polyéthylène glycol Dans un réacteur en émail muni d'un thermostat et d'un agitateur, on introduit 20 parties en poids d'eau, représentant un tiers de l'eau totale, 1 partie en poids de polyéthylène glycol de masse moléculaire de 20000, 1 parties en poids de polycarboxylate polyalkoxylé (sec), 6 parties en poids de chlorure d'ammonium, ,87.5 parties en poids de dicyandiamide, puis 19,5 parties en poids de formol (solution aqueuse à 37% en poids) à température ambiante, selon la formule chimique donnée dans le tableau 2.

On chauffe le mélange à 95 C en agitant pendant deux heures puis on ajoute les 40 parties en poids restants d'eau. Le produit obtenu présente un extrait sec d'environ 21 % et est prêt à l'emploi.

Tableau 2

EXEMPLE 1 2 3 4 5

Dicyandiamide 18,2 18,2 9 9 8,5 (parties en poids) Formol à 37% 48,8 48,6 25 25 19,5 (parties en poids) NH4CI (parties en 11,7 11,7 9 9 6 poids) Polyéthylène glycol 0 0 1 1 1 (parties en poids) Polycarboxylate 0 2,15 0 0 0 polyalkoxylé 20% MPEG 2000 sec (parties en poids) (Optima 200) (parties 0 0 0 1,6 1 en poids) sec Eau (parties en poids) 20, 3 36 56 54,4 64 Total 99 116,65 100 100 100 Extrait Sec 48% 40% 23,6% 25, 3% 21%

Tableau 3

Dosage (% Etalement (mm) en poids / poids en argile) min 15 min 30 min 60 min Référence -- 320 320 315 300 Sable argileux -- 100 -- -- -- Surdosage en 13,5 % 325 310 310 295 superplastifiant Exemple 1 15% 305 315 320 320 Exemple 1 10% 265 270 260 250 Exemple 2 10% 305 305 300 295 Exemple 2A 10% 250 250 240 210 Exemple 3 8% 305 315 320 320 Exemple 4 7% 300 300 295 290 Exemple 5 8 310 310 300 290

EXEMPLE 6

Effet de la nature du ciment et de l'argile Les essais des exemples cidessus ont été répétés avec le produit polymérique selon l'exemple 5 sur des mortiers préparés avec un ciment CEM 152.5N différent que celui utilisé dans les essais précédents, et pour plusieurs argiles différentes, à savoir la montmorillonite, I'illite (Illite du Puy fournie par la société SOCODIS) et la kaolinite (BS3 fournie par la Société AGS). Les argiles utilisées proviennent du commerce. Les résultats sont consignés dans le tableau 4.

On constate que tout d'abord que le produit polymérique est aussi efficace pour un mortier de nature chimique différente. Par ailleurs, on 2875496 19 constate que le dosage nécessaire en produit polymérique selon l'exemple 5 pour atteindre un étalement proche du mortier de référence est le plus élevé pour la montmorillonite, puis diminue ensuite pour Milite et la kaolinite.

Tableau 4

Dosage (% Etalement [mm] en poids l poids en argile) min 15 min 30 min 60 min Référence -- 320 295 275 245 Montmorillonite 12,0% 315 290 260 235 Illite 12,0 % 330 320 305 270 Kaolinite 9,0% 340 325 320 300 Ainsi, leprocédé décrit permet d'inerter de manière efficace les argiles gênantes présentes dans certains sables. De part son coût et son dosage, il présente une alternative économique, efficace et robuste au surdosage en superplastifiant.

Il permet d'inerter une grande variété d'argiles avec des dosages voisins. Aussi, il ne présente pas de surfluidification en cas de surdosage et peut donc être mis en oeuvre pour différents sables sans difficultés.

Enfin, la présence du produit polymérique dans le mortier n'affecte pas les propriétés du mortier. Ainsi, les résistances restent sensiblement identiques. Par ailleurs, on constate que le temps de prise n'est pas allongé et reste sensiblement identique.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'inertage d'argiles dans des sables destinés à la préparation de compositions hydrauliques, caractérisé en ce que lors de la production du sable, le sable est mis en contact avec un produit polymérique susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formol, éventuellement en présence d'autres composés.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le produit polymérique est susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formol, en présence de: A) un polyalkylène glycol.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le produit polymérique est susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formol, en présence de: B) un polycarboxylate polyalkoxylé.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le produit polymérique est susceptible d'être obtenu par condensation de dicyandiamide avec du formol en présence de: C) un dérivé ammonium.

5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le polyalkylène glycol..st de formule (I) suivante: R2-O-[RI-O] -R3 dans laquelle: RI est un groupe alkyle 'en CI à C4; 2875496 21 R2 et R3 sont indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en CI à C4; et n est un nombre de 25 à 1000.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le ratio molaire entre formol et dicyandiamide est situé dans la plage de 0, 8:1à4:1.

7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel le polyalkylène glycol est un polyéthylène glycol.

8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel le polycarboxylate polyalkoxylé est de formule (Il) suivante: R R2 (-CH2 C-)m-(CHZ C-)p 1 1 C=o c=o dans laquelle: RI et R2 sont, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle; R3 et R4 sont, indépendamment l'un de l'autre, un groupe alkylène en CI àC4; R5 est un atome d'hydrogène ourün groupe alkyle en CI à C4; m est un nombre entier de 2 à 100; p est un nombre entier de 2 à 100; et q est un nombre entier de.2 à 100.

9. Procédé selon l'une des revendications 3 à 8, dans lequel le polycarboxylate polyalkoxylé a un taux d'ester de 10 à 60%.

10. Procédé selon l'une des revendications 4 à 9, dans lequel l'ion ammonium du dérivé ammonium est de formule (IV) suivante: NH(R6)3+ dans laquelle les groupements R6 sont identiques ou différents et signifient H ou un groupement alkyle en CI à C6.

11. Procédé selon l'une des revendications 4 à 10, dans lequel le dérivé ammonium est le chlorure d'ammonium, le sulfate d'ammonium, l'iodure d'ammonium, le bromure d'ammonium, l'acétate d'ammonium.

12. Procédé selon l'une des revendications 4 à 11, dans lequel le ratio molaire entre le composé C et la dicyandiamide est de 1 à 1,5.

13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel le sable est mis en contact avec le produit polymérique par pulvérisation du produit en solution aqueuse sur le sable.

14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le sable présente une humidité inférieure à 10% en poids.