FR2892116A1 - Procede de preparation d'une composition a base de sulfate de calcium resistante a l'eau. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation d'une composition à base de sulfate de calcium anhydre ou non à résistance à l'eau améliorée, dans lequel on associe le sulfate de calcium avec un clinker sulfo-alumineux, ledit clinker étant présent à hauteur de 20 à 40% en poids par rapport au poids total de la composition, et ledit clinker comprenant de 50 à 65% en poids de yeelimite par rapport au poids du clinker sulfo-alumineux.L'invention concerne également un liant hydraulique comprenant une telle composition, des matériaux de construction pouvant être obtenus à partir d'un tel liant hydraulique, et l'utilisation d'un clinker sulfo-alumineux pour améliorer la résistance à l'eau d'une composition contenant du sulfate de calcium anhydre ou non.

Description

La présente invention concerne un procédé de préparation d'une composition

à base de sulfate de calcium anhydre ou non présentant une résistance à l'eau améliorée, un liant hydraulique comprenant une telle composition, ainsi que les matériaux de construction pouvant être obtenus à partir d'un tel liant hydraulique. Elle concerne également l'utilisation d'un clinker sulfo-alumineux pour améliorer la résistance à l'eau d'une composition contenant du sulfate de calcium anhydre ou non. io Les liants à base de sulfate de calcium et notamment de plâtre, sont des liants économiques mais dont le développement est limité par leur mauvaise tenue à l'eau. De ce fait par exemple, l'utilisation du plâtre est souvent limitée à des travaux d'intérieur. 15 Pour améliorer la résistance à l'humidité du plâtre, et donc pour étendre l'utilisation des plâtres à des travaux d'extérieur ou dans des zones exposées à l'humidité, des solutions ont été développées qui consistent à ajouter des agents hydrofugeants. 20 Le brevet US 6.547.874 décrit par exemple une technique consistant à ajouter au plâtre un solide pulvérulent organique ou minéral comportant une surface spécifique supérieure à 5 g/m2 tel que de la silice pulvérulente, et un organohydropolysiloxane. 25 Le brevet US 5.437.722 divulgue une composition à base de gypse résistante à l'eau prenant la forme d'une émulsion aqueuse comprenant de l'eau et i) une paraffine ayant un point de fusion compris entre 40 et 80 C , ii) de la cire de lignite et iii) un alcool polyvinylique. 30 Ces solutions d'ajout d'agents hydrofugeants ont pour principal inconvénient leur coût de fabrication élevé. De plus, ils présentent parfois des résultats aléatoires. Par conséquent, il existe un besoin accru pour trouver des solutions pour hydrofuger le sulfate de calcium et y 35 compris le plâtre, qui ne présentent pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'une composition à base de sulfate de calcium B1590fr anhydre ou non à résistance à l'eau améliorée, dans lequel on associe ledit sulfate de calcium avec un clinker sulfoalumineux, ledit clinker sulfo-alumineux étant présent à hauteur de 20 à 40% en poids par rapport au poids total de la s composition et ledit clinker sulfo-alumineux comprenant de 50% à 65% en poids de yeelimite par rapport au poids du clinker sulfo-alumineux. Le fait d'associer le sulfate de calcium avec un clinker sulfo-alumineux dans de telles proportions, le clinker 10 présentant lui-même un pourcentage spécifique de yeelimite, permet d'obtenir de façon surprenante une composition présentant des propriétés de résistance à l'eau améliorées par rapport aux compositions connues. Dans le cadre de la présente invention : 15 clinker sulfo-alumineux signifie un mélange de calcaire, de bauxite et de sulfate de calcium, porté à environ 1300 C puis brutalement refroidi et broyé. Habituellement, les proportions massiques de ces différents composants sont : - bauxite à teneur en alumine supérieure à 55% : 30 à 40% 20 - carbonate de calcium (calcaire) : 45 à 50%, - sulfate de calcium (gypse) : 16 à 18%. Le clinker sulfo-alumineux est alors formé des principales phases suivantes : yeelimite ou kleinite, 25 bélite, ferrite, perovskite et, mayénite ; liant hydraulique signifie des matières minérales 30 finement broyées, formant par addition d'eau en quantité appropriée une pâte liante susceptible de durcir même sous l'eau et de lier entre eux des matériaux granulaires ; sulfate de calcium signifie à la fois le gypse naturel, c'est-à-dire le sulfate de calcium bihydrate ou de 35 synthèse (sulfogypse, phosphogypse, titanogypse, borogypse, lactogypse et autres types de sous-produits du même type ainsi que leurs mélanges). Le plâtre, à savoir le sulfate de calcium hémihydrate, fait également partie des sulfates de calcium que l'on peut utiliser dans le cadre de la présente invention, ainsi que tous les plâtres améliorés , à savoir comprenant une proportion accrue de sulfate de calcium anhydre. Enfin, le sulfate de calcium anhydre, ou anhydrite, peut être le sulfate de calcium. De la même façon que pour le gypse, tous les types d'anhydrites conviennent. On peut notamment citer l'anhydrite naturelle ou de synthèse tel que la fluoroanhydrite, la phosphoanhydrite, l'anhydrite III ou a et leurs mélanges. Bien entendu, les mélanges de ces différents types de sulfate de io calcium dans leurs formes anhydres ou hydratées, sont aptes à être mis en oeuvre dans un procédé selon l'invention. Par conséquent, pour des raisons de simplification, l'utilisation du terme sulfate de calcium dans la suite de la description recouvre toutes les types de sulfate de calcium 15 cités ci-dessus. Le clinker sulfo- alumineux utilisé dans le procédé de l'invention est majoritairement constitué de yeelimite (4 CaO. 3 Al2O3. SO3), et peut contenir en outre de la bélite (2 CaO.SiO2) et du ferro-aluminate de calcium ou phase ferrite 20 (4 Cao. Al2O3 . Fe2O3) . Pour assurer son hydratation, il faut ajouter une source de sulfate de calcium afin de former de l'ettringite. On obtient alors un liant hydraulique, c'est-à-dire qui fait prise sous eau. 25 Les équations d'hydratation s'écrivent : - en l'absence d'hydroxyde de calcium C4A3E + 2CEH2 + 34H > C6AE3H32 + 2AH3 Yeelimite + gypse + eau = ettringite + gibbsite - en présence d'hydroxyde de calcium 30 C4A3E + 8CEH2 + 6CH + 74H = 3 (C6AE3H32) Yeelimite + gypse + hydroxyde de calcium + eau = ettringite où C = CaO, A = Al2O3, = SO3r H = H2O, selon la notation cimentière. Le clinker sulfo-alumineux utilisé dans le procédé selon 35 la présente invention comprend de préférence de 50 à 65% en poids de yeelimite. Il peut en outre contenir de 10 à 25% de bélite, de 0 à 20% de ferrite, de 0 à 10% de mayénite et de 0 à 20% en poids de perovskite.

De façon encore plus préférée, le clinker sulfo-alumineux utilisé dans le procédé selon la présente invention comprend de 60 à 65% de yeelimite. Il peut en outre contenir de 10 à 20% de bélite, de 0 à 15% de ferrite, de 0 à 8% de mayénite et de 7 à 18% en poids de perovskite. Les variations sur les quantités relatives des différents constituants permettent d'obtenir toute une gamme de matériaux de construction dont les propriétés peuvent être modulées. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le io clinker est présent à hauteur de 30% en poids du poids total de la composition. Le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre par mélange des différents constituants selon les techniques classiques connues de l'homme du métier. Cette 15 fabrication ne nécessite aucun outillage spécifique, ce qui met en lumière un autre avantage de la présente invention. La procédé selon la présente invention peut se faire à température ambiante dans tout type de mélangeur habituellement utilisé pour mélanger des poudres tel que : 20 le mélangeur à vis, le mélangeur à train valseur, le mélangeur à turban et, le mélangeur à turbine. De plus, l'invention concerne les liants hydrauliques 25 comprenant des compositions obtenues par la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ainsi, le liant hydraulique peut être préparé à partir de la seule composition en tant que telle, ou être plus complexe et contenir en outre d'autres constituants. Par exemple, les liants hydrauliques selon l'invention 30 peuvent en outre contenir d'autres additifs tels que des superplastifiants, du ciment Portland, du filler calcaire, des cendres volantes, du laitier broyé, des retardateurs de prise (acide borique), des agents de viscosité (par exemple gomme Welan, gomme de guar ou gomme xanthane), de l'acide polyviny- 35 lique et des surfactants (polyols). Parmi les superplastifiants on peut citer les polycarboxylates.

Il est entendu que les additifs éventuels sont à inclure dans des proportions réduites lorsque l'on souhaite obtenir des liants hydrauliques à coûts modérés. Ils peuvent toutefois être intéressants pour obtenir certains liants hydrauliques pour des applications particulières. Grâce à la présence du clinker sulfo-alumineux dans les teneurs exposées ci-dessus, le liant hydraulique selon la présente invention montre des qualités de résistance à l'eau qui permettent d'en faire une utilisation dans des zones io humides, tout en conservant ses qualités de résistance à la compression lorsqu'il est mis en œuvre dans un mortier selon la "norme européenne de composition des mélanges" EN 196-1, ainsi que le démontrent les exemples ci-après. Le liant hydraulique selon la présente invention peut i5 être formulé de manière à obtenir des matériaux de construction selon les techniques habituelles connues de l'homme du métier. Par exemple, pour la fabrication de parpaings à partir du liant hydraulique selon la présente invention, le procédé de 20 fabrication consiste habituellement en les étapes successives suivantes . - mélanger pendant 1 à 2 minutes dans un malaxeur : le sable et les graviers, le liant hydraulique pré-mélangé ou non, 25 l'eau, - déverser l'ensemble dans une trémie tampon située au-dessus d'une presse à parpaings et enfin, -remplir les moules de cette presse et les soumettre à un vibrocompactage pour obtenir des parpaings. 30 Toutes ces opérations se font à température ambiante. Par conséquent, l'invention a également pour objet un matériau de construction contenant un liant hydraulique selon l'invention. Des exemples non limitatifs de tels matériaux de 35 construction sont le béton de remplissage, les blocs à bâtir, le mortier de pose, les enduits extérieurs, les chapes et les enduits intérieurs.

Les liants hydrauliques selon l'invention sous forme de mortier normalisé présentent une résistance à la compression à 28 et 90 jours respectivement comprise entre 5 et 30 MPa et 10 et 40 MPa.

L'invention a également pour objet l'utilisation d'un clinker sulfoalumineux comprenant de 50% à 65% en poids de yeelimite, pour améliorer la résistance à l'eau d'une composition contenant entre 60 et 80% de sulfate de calcium anhydre ou non. io Dans le cadre de cette utilisation, le sulfate de calcium est défini comme précédemment. Le clinker-sulfoalumineux utilisé comprend de préférence 60 à 65% en poids de yeelimite, et peut contenir en outre de la bélite et de la ferrite. 15 Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la composition contient 70% de sulfate de calcium anhydre ou non. Les exemples et figures qui suivent illustrent la présente invention, sans toutefois la limiter. 20 La figure 1 est une représentation relative à l'exemple 1 de la conservation sous eau du clinker CK1, La figure 2 est une représentation relative à l'exemple 1 de la conservation en sac étanche du clinker CK1, La figure 3 est une représentation relative à l'exemple 1 25 de la conservation sous eau du clinker CK2, La figure 4 est une représentation relative à l'exemple 1 de la conservation en sac étanche du clinker CK2, La figure 5 représente l'évolution du retrait des enduits, en relation avec l'exemple 4.2, 30 La figure 6 représente l'aspect des enduits après 40 jours de vieillissement naturel, en relation avec l'exemple 4.2.

Exemple 1 Essais sur la proportion de clinker dans le phosphogypse Deux types de clinkers ont été étudiés: CK1 et CK2. Leurs compositions sont données dans le tableau 1.

Tableau 1. Phases des clinkers utilisés Phase CK1 CK2 Bélite - C2S 17,2 15,6 Yeelimite - 60, 9 66, 4 C4A3E Mayénite - - 7,1 C12A7 Perovskite - 7,9 9,9 C3FT2 Ferrite - C4AF 14,0 - La première étude a eu pour objectif de déterminer la quantité minimale de clinker sulfo-alumineux à ajouter au sulfate de calcium (phosphogypse) pour assurer sa stabilité à io l'eau et développer des résistances suffisantes permettant d'envisager la fabrication de matériaux de construction. C'est cette approche qui est retenue pour l'évaluation des liants hydrauliques classiques. Le phosphogypse utilisé dans l'étude comportait 98% de is gypse pur, comme indiqué dans le Tableau 2. Le diamètre moyen de la distribution granulométrique était de 12 pm et le pH légèrement basique (8,8). Tableau 2. Composition chimique du phosphogypse (% pondéral) Oxydes Al203 CaO Na2O MgO P2O5 SO3 LOI Teneur 0,2 32,0 0,2 0,6 0,4 45,7 20,4 Six liants ont été préparés avec le clinker CK1. Leurs références et compositions sont données dans le tableau 3. 20 Tableau 3. Références et compositions des liants CK1 Liant % gypse % clinker 1 95 5 2 90 10 3 85 15 4 80 20 75 25 6 70 30 L'étude avec le clinker CK2 a porté sur trois liants : 2, s 4 et 6 (Tableau 4). Tableau 4. Références et compositions des liants CK2 Liant % gypse % clinker 2 90 10 4 80 20 6 70 30 La composition du mortier normalisé est donnée ci-après : io sable normalisé : 1350 g ; liant 450 g ; eau : 225 g, soit Les résistances en 24 heures, 7, 28 et 90 jours sur moitiés de prismes 15 4 x 4 x 16 cm. Pour les échéances 7, 28 et 90 jours, deux modes de conservation des éprouvettes ont été comparés : . en sac étanche : les éprouvettes sont démoulées 48 heures après leur fabrication puis conservées en sac étanche à 20 C jusqu'à l'échéance (j -l) , puis à 20 C et 50% 20 d'humidité relative jusqu'à l'échéance de l'essai. sous eau : les éprouvettes sont démoulées 48 heures après leur fabrication puis conservées sous eau à 20 C jusqu'à l'échéance (j-1), puis à 20 C et 50% d'humidité relative jusqu'à l'échéance de l'essai. un rapport eau / liant = 0,5. compression ont été mesurées à Les résistances en compression des mortiers préparés avec le clinker CK1 sont données sur les figures 1 (conservation sous eau) et 2 (conservation en sac étanche). Comme le montrent les figures 1 et 2, qui représentent respectivement pour le clinker CK1 la conservation sous eau (figure 1) et la conservation en sac étanche (figure 2), les résistances à 24 heures sont très faibles que ce soit en sac étanche ou sous eau. Entre 24 heures et 7 jours, les résistances croissent rapidement, sauf pour le liant 1. io Dans le cas de la conservation sous eau, pour les liants 5 et 6 (les plus résistants), une augmentation de résistance significative intervient entre 7 et 28 jours. Elle n'existe pas pour le liant 4. Pour les autres (Li à L3), les résistances baissent. Ces liants ne sont donc pas stables dans l'eau. 15 Entre 28 et 90 jours, on constate une augmentation de résistance pour les liants 4 à 6. Les liants 1 et 2 ont une résistance pratiquement nulle. Ceci confirme leur instabilité à l'eau (figure 1). Les meilleures performances sont obtenues pour les liants 5 et 6 en conservation sous eau. 20 Trois mortiers (L2, L4 et L6) ont été testés avec le clinker CK2. Leurs résistances en compression sont données sur les figures 3 (conservation sous eau) et 4 (conservation en sac étanche). On peut constater sur ces figures que la principale 25 augmentation de résistance intervient également pendant les premiers jours, pour les deux types de conservation et pour tous les liants. La conservation en sac étanche est moins efficace, sauf pour le liant 2. Pour les liants 4 et 6, on observe que les éprouvettes conservées sous eau ont des résis- 30 tances plus importantes. Ces résultats montrent que, pour obtenir un mortier stable à l'eau, il faut utiliser au moins 20% de clinker sulfo-alumineux pour activer le gypse.

Exemple 2 Influence de la nature du sulfate de calcium Des essais ont été réalisés en remplaçant le phosphogypse par du plâtre (hémihydrate (3) et en utilisant le clinker CK2. s Les compositions des liants sont données dans le Tableau 5. Tableau 5. Composition des liants contenant le clinker CK2 et du plâtre. Liant % CK2 % Plâtre 1 0 100 2 10 90 3 20 80 4 30 70 La composition des mortiers était la suivante : io Sable normalisé : 1350 g Liant : 450 g Eau / Liant : 0.85. L'utilisation de plâtre au lieu de phosphogypse conduit à une augmentation considérable du taux de gâchage (Eau/Liant) 15 pour obtenir la même maniabilité : + 70%. La maniabilité est mesurée par l'étalement que prend un tronc de cône de mortier *nf = 100 mm, (I)suP = 70 mm, h = 50 mm) après 15 coups sur une table à chocs. Cet étalement est de l'ordre de 165 mm 10 mm. Les mortiers ont été retardés ou non de façon à améliorer 20 la durée pratique d'utilisation (DPU), c'est-à-dire maintenir la maniabilité pendant un certain temps. Le retardateur, une protéine dégradée, a été dosé à 0,02 % du poids de liant. Les caractéristiques mesurées sur les mortiers ont été la DPU, et la résistance en compression. 25 Les résultats sont présentés dans les Tableaux 6 (DPU) et 7 (Résistance en compression).

Tableau 6. Durée pratique d'utilisation Liant Sans Avec retardateur retardateur 100% plâtre 5' 55' CK2 90% plâtre-10% 10' 60' CK2 80% plâtre-20% 10' 70' CK2 70% plâtre-30% 10' 75' Tableau 7. Résistance en compression à 28 jours (MPa) après immersion dans l'eau. Liant Sans Avec retardateur retardateur 100% plâtre 4,5 4,7 CK2 90% plâtre-10% 9 8,3 CK2 80% plâtre-20% 14 12,6 CK2 70% plâtre-30% 21,8 18,7 Avec le phosphogypse, on avait obtenu : - 9 MPa avec le mélange 80% phosphogypse et 20% CK2, 21 MPa avec le mélange 70% phosphogypse et 30% CK2, soit des performances assez voisines en partant d'un sous-produit et non d'un produit manufacturé comme le plâtre. io Exemple 3 Essais de durabilité : cycles d'immersion - séchage Pour les essais de durabilité, les mortiers préparés avec les liants L4 et L6 contenant les clinkers CK1 et CK2 et le phosphogypse ont été testés après 7 et 28 jours d'hydratation. 15 Le protocole a été le suivant: - coulage des éprouvettes prismatiques 4x4x16 cm; - démoulage 1 jour après coulage; - conservation en sac étanche jusqu'à l'échéance (j). Ensuite, les éprouvettes ont été soumises à 25 cycles d'immersion/séchage de 24h : 1 cycle = 18 heures sous eau puis 6 heures en étuve à 60 C. Les cycles d'immersion - séchage ont pour but de simuler le comportement des mortiers en vieillissement accéléré. Le tableau 8 montre les résultats obtenus avant (0 cycle) et après 25 cycles d'immersion - séchage. Les éprouvettes de io référence (0 cycle) ont été conservées jusqu'à l'échéance (j-1) en sac étanche puis ont été écrasées à l'échéance j (soit 7 ou 28 jours). Pour les clinkers CK1 et CK2, on n'observe aucune chute de résistance après les cycles d'immersion -séchage. En fait, 15 on constate un accroissement de résistance assez significatif : de 17 à 37%. Tableau 8. Résistance en compression des mortiers préparés avec du phosphogypse après les cycles d'immersion-séchage. Age du Résistance en Clinker Liant mortier au compression démarrage (MPa) des cycles 0 25 (Jours) cycle cycles 7 5 5.9 4 28 6.1 7.3 CK1 7 13.7 17.7 6 28 17.4 20.3 7 7.8 10.3 4 28 9.6 11.8 CK2 7 18.3 24.5 6 28 21 28.8 io Les résultats obtenus après les cycles d'immersion - séchage confirment la bonne tenue à l'eau des mortiers élaborés avec un liant contenant au moins 20% de clinker sulfo-alumineux et du phosphogypse.

Les mêmes essais ont été réalisés sur les mortiers contenant du plâtre. Les résultats sont rassemblés dans le Tableau 9. Tableau 9. Résistances en compression après 28 jours d'immersion-séchage Mortiers non retardés Liant Avant Après Perte immersion- immersion- de séchage séchage résistance (%) 100% plâtre 4,5 0 100 90% plâtre- 9 2,6 71 10% CK2 80% plâtre- 14 7,3 48 20 % CK2 70% plâtre- 21,8 13,4 38.5 30 % CK2 Mortiers retardés Liant Avant Après Perte immersion- immersion- de séchage séchage résistance (%) 100% plâtre 4,5 0,6 86.7 90% plâtre- 9 2,4 73.3 10% CSA 80% plâtre- 14 5,8 58.6 20% CSA 70% plâtre- 21,8 12,2 44 30% CSA On note, dans ce cas, une perte de résistance variant 5 entre 38 et 73%. Ici encore, les liants préparés avec du phosphogypse montrent une durabilité supérieure. Ce fait est sans doute en correspondance directe avec la solubilité dans l'eau des différents sulfates de calcium (Tableau 10). 10 Tableau 10. Solubilité dans l'eau des sulfates de calcium exprimée en CaSO4 anhydre (g/L) (Source : Sulfates de calcium et matériaux dérivés.-Colloque International de la RILEM, 1977, Editeurs : M.Murat et M. Foucault, p. 538) Solubilité Gypse Phosphogypse Hémihydrate Anhydrite Anhydrite R III II g/1 2-2,5 3,5-4 8,9-9,5 >10 4 Exemple 4 Conception de matériaux de construction A partir des résultats précédents (stabilité à l'eau à partir d'un dosage en clinker sulfo-alumineux supérieur à 15 20%), il a été possible de formuler des matériaux de construction : - blocs à bâtir B40 et mortier de pose, -enduits extérieurs, - chape. 1. Blocs à bâtir B40. Les blocs de dimensions 15x20x40 cm ont été formulés à partir du liant 6 (70% phosphogypse. + 30% clinker CK2) et ont été fabriqués industriellement par vibro - compactage sur une io presse à parpaings ADLER. Deux types de blocs ont été élaborés et comparés à des blocs classiques fabriqués à partir de ciment Portland. Les compositions des différentes gâchées et les performances des blocs sont données dans le Tableau 11. Tous les blocs ont séjourné en zone de cure pendant 48 heures. 15 Cinquante blocs ont été fabriqués par gâchée. Tableau 11. Blocs à bâtir : composition des gâchées et performances. Composants Témoin Type Type (kg) 1 2 Sable 0/5 400 400 400 Gravillon 540 540 540 6/10 CPA 42.5 R 70 - Liant 6 - 100 120 Eau 91 91 91 Poids des 15.4 16.1 16.6 blocs (kg) Résistance à 5.4 6.4 7.1 7 jours (MPa) Le Tableau 11 montre qu'il est possible de fabriquer des 20 parpaings de même qualité que les parpaings classiques à partir du liant 6. . Enduits extérieurs. La fonction d'un enduit est de protéger un mur contre les intempéries tout en restant perméable à la vapeur d'eau contenue dans l'air et de contribuer à l'esthétique du bâtiment. Le DTU 26.1. Enduits aux mortiers de ciment, de chaux et de mélanges plâtre et chaux aérienne -Cahier des clauses techniques , donne des règles concernant les matériaux à employer, les prescriptions vis-à-vis des supports, io l'exécution des enduits et les caractéristiques des enduits finis (planéité, dureté, aspect, adhérence, épaisseur). Le chapitre 5, Exécution des enduits sur maçonnerie de blocs de béton, briques et blocs de terre cuite , donne les dosages en liant d'enduits à base de ciment avec ou sans chaux : 15 Sable / Ciment / Eau = 6.4 / 1 / 0.5. Le chapitre 12, Enduits aux mortiers de plâtre et de chaux aérienne , donne un dosage en liant plus élevé : Sable / Plâtre + Chaux / Eau = 0.65 / 1 / 0.54. Les performances des enduits commerciaux à base de plâtre 20 sont rappelées dans le Tableau 12. 16 Tableau 12. Caractéristiques des enduits à base de plâtre présents sur le marché. Marque Nom Epaisseur DPU* Résistance Résistance (mm) (minutes) en en flexion compression (MPa) (MPa) Weber Enduit 2 à 10 45 à 60 FP7 Lanko Parbéton 2 à 10 120 15 4 4 1 112 Sider Sider 1 à 5 30 Oxydro nett Lanko Parilien Prise :20 à 30 Fixit 120 Gips- 10 30 à 50 3 1,5 Grundputz * DPU = durée pratique d'utilisation.

Dans cette étude, les performances visées ont été : - Résistance en compression à 28 jours : 10 MPa, - DPU : 60 minutes. Des liants composés respectivement de 80% de phosphogypse io et de 20% de clinker sulfo-alumineux (CSA1) et de 70% de phosphogypse et de 30% de clinker sulfo-alumineux (CSA2) ont été utilisés pour la préparation des enduits. Trois enduits ont été étudiés, leurs compositions et propriétés sont données dans le Tableau 13. Ils répondent tous trois au cahier des 15 charges imposé. L'évolution du retrait des enduits (20 C, 50% H.R.) est donnée sur la Figure 5. Le dosage plus important en ciment Portland CPA dans l'enduit 3 provoque un gonflement initial dû à la formation d'ettringite gonflante (hydratation du CSA en présence de chaux libérée par le CPA).

20 Tableau 13. Compositions et propriétés des enduits. Composants Enduit Enduit Enduit (kg/m3) 1 (CSA1) 2 (CSA2) 3 (CSA2) Sable 0/5 1350 1350 1350 Phosphogypse 340 297 280 Clinker CK2 85 128 120 CPA 25 25 50 Retardateur 0.8 0.8 1.6 Eau 240 240 240 DPU 50 65 60 (minutes) Début de 70 70 155 prise (min.) Résistance en compression 11.4 20.3 20.9 (MPa) 23.5 30.1 30.1 24 heures 28 jours Résistance en flexion (MPa) 24 heures 2.5 3.1 3.1 28 jours 4.0 3.9 3.8 Retrait à 28 690 710 70 jours ( m/m) Afin d'observer leur vieillissement naturel, ces enduits s ont été appliqués sur une face du muret construit avec les blocs décrits précédemment (Figure 6). Puis ils ont été soumis à des cycles d'arrosage pendant 2 heures par jour. L'enduit 2 a été le plus facile à mettre en oeuvre et présente la plus grande uniformité. io Aucune fissure n'est observée après 27 mois de vieillissement. 3. Chapes Deux types de chapes ont été formulées à partir du liant CSA2 (70~ gypse + 30 % clinker sulfoalumineux CK2) : une chape traditionnelle et une chape autonivelante. Leurs s compositions et propriétés sont données dans le Tableau 14. Tableau 14. Compositions et propriétés des chapes. Composants (kg/m3) Chape Chape traditionnelle autonivelante Sable 1350 1250 Liant CSA2 425 420 CPA 5 10 Filler calcaire - 50 Retardateur 0.8 - Eau 240 260 Agent viscosant - 2 Anti-mousse - 0.35 Anti-retrait - 5 Superplastifiant - 6 DPU (minutes) 50 120 Début de prise 65 360 (minutes) Résistance en 15.2 8.3 compression (MPa) 20.4 8.8 24 heures 35.1 19.0 7 jours 360 jours Résistance en 3.2 0. 7 flexion (MPa) 3.4 0.7 24 heures 7 jours Retrait à 50 jours 850 400 ( m/m) Ainsi, il apparaît d'après ces exemples que, à partir du liant 70% de gypse + 30% de clinker sulfo-alumineux , il est possible de développer les matériaux suivants : - blocs à bâtir, s enduits extérieurs, -chapes. Tous ces matériaux présentent des performances améliorées par rapport à celles des matériaux traditionnels présents sur le marché.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation d'une composition à base de sulfate de calcium anhydre ou non à résistance à l'eau améliorée, caractérisé en ce qu'on associe ledit sulfate de calcium avec un clinker sulfo-alumineux, ledit clinker sulfoalumineux étant présent à hauteur de 20 à 40% en poids par rapport au poids total de la composition et ledit clinker sulfo-alumineux comprenant de 50% à 65% en poids de yeelimite par rapport au poids du clinker sulfo-alumineux. io

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sulfate de calcium est choisi parmi le gypse naturel ou de synthèse, le plâtre, l'anhydrite et leurs mélanges.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gypse de synthèse est choisi parmi le sulfogypse, le 15 phosphogypse, le titanogypse, le borogypse, le lactogypse et leurs mélanges, et l'anhydrite est choisie parmi la fluoroanhydrite, la phosphoanhydrite, l'anhydrite III ou a et leurs mélanges.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 20 à 3, caractérisé en ce que le clinker sulfo-alumineux comprend de 60 à 65% en poids de yeelimite.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le clinker sulfo-alumineux contient en outre de la bélite et de la ferrite. 25

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le clinker sulfo-alumineux comprend de 50 à 65% de yeelimite, de 10 à 25% de bélite, de 0 à 20% de ferrite, de 0 à 10% de mayénite et de 0 à 20% en poids de perovskite. 30

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le clinker sulfo-alumineux comprend de 60 à 65% de yeelimite, de 10 à 20% de bélite, de 0 à 15% de ferrite, de 0 à 8% de mayénite et de 7 à 18% en poids de perovskite.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le clinker sulfo-alumineux est présent à hauteur de 30% en poids de la composition totale.

9. Liant hydraulique comprenant une composition obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.

10. Liant hydraulique selon la revendication 9 comprenant en outre un additif choisi parmi du ciment Portland, du filler calcaire, des cendres volantes, du laitier broyé, des io superplastifiants de type polycarboxylate, des retardateurs de prise, des agents de viscosité pris parmi la gomme Welan, la gomme de guar et la gomme xanthane, de l'acide polyvinylique et des surfactants.

11. Matériau de construction caractérisé en ce qu'il 15 contient un liant hydraulique selon la revendication 9 ou 10.

12. Matériau de construction selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il consiste en du béton de remplissage, des blocs à bâtir, du mortier de pose, de l'enduit extérieur, des chapes ou des enduits intérieurs. 20

13. Utilisation d'un clinker sulfoalumineux comprenant de 50% à 65% en poids de yeelimite, pour améliorer la résistance à l'eau d'une composition contenant entre 60 et 80% de sulfate de calcium anhydre ou non.

14. Utilisation selon la revendication 13, caractérisée 25 en ce que le sulfate de calcium est choisi parmi le gypse naturel ou de synthèse, le plâtre, l'anhydrite et leurs mélanges.

15. Utilisation selon la revendication 14, caractérisée en ce que le gypse de synthèse est choisi parmi le sulfogypse, 30 le phosphogypse, le titanogypse, le borogypse, le lactogypse et leurs mélanges, et l'anhydrite est choisie parmi la fluoroanhydrite, la phosphoanhydrite, l'anhydrite III ou a et leurs mélanges.

16. Utilisation selon l'une quelconque des 35 revendications 13 à 15, caractérisée en ce que le clinker sulfo-alumineux comprend de 60 à 65% en poids de yeelimite.

17. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisée en ce que le clinkersulfo-alumineux contient en outre de la bélite et de la ferrite.

18. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisée en ce que la composition s contient 70% de sulfate de calcium anhydre ou non.