FR2609980A1

FR2609980A1 - Binder used for binding materials

Info

Publication number: FR2609980A1
Application number: FR8800638A
Authority: FR
Inventors: Heinz Pisters
Original assignee: READYMIX ZEMENTWERKE
Current assignee: READYMIX ZEMENTWERKE
Priority date: 1987-01-22
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1988-07-29
Anticipated expiration: 2008-01-21
Also published as: DE3701717C1; FR2609980B1; BE1002412A5; NL8703169A; LU87105A1

Abstract

Binder is based on a 55-89 wt. %, pref. 75-85 wt. % latent hydraulic blast furnace slag with a synthetically mfd. Ca sulphate carrier, produced from flue gas desulphurisation or dilute acid neutralisation. The slag is pref. a glassy solidified, granulated milled product. Portland cement clinker or lime can be added to initiate and promote reaction, in a proportion of 1-5, pref. 1-2 wt. %. The binder is used in a prportion of 30-70 wt. % with 70-30 wt. % of a filler, such as fly ash, volcanic ash or electrostatic filter ash, while a further addn. can be made of unreactive material, such as limestone.

Description

Liant, et mélange de matériaux de construction fabriqué à partir de ce liant
La présente invention concerne un liant à base d'un laitier de haut fourneau à hydraulicité latente en présence d'un activant, ainsi qu'un mélange de matériaux de construction réalisé à partir de ce liant.Binder, and mixture of building materials made from this binder
The present invention relates to a binder based on a blast furnace slag with latent hydraulics in the presence of an activator, as well as a mixture of building materials produced from this binder.

Lors d'un processus de fusion en haut fourneau réalisé en employant des quantités importantes de coke, il se produit une transformation du minerai préalablement traité et enrichi d'additifs en fonte brute métallique liquide et en un résidu liquide plus léger -le laitier de haut fourneau calcifère, aluminifère ou siliceux. During a blast furnace smelting process using large quantities of coke, there is a transformation of the ore previously treated and enriched with additives in liquid metallic pig iron and in a lighter liquid residue - the high slag calciferous, aluminiferous or siliceous furnace.

Il existe toute une série de possibilités de récupération efficace du laitier de haut fourneau produit comme résidu. Le premier intéressé est le secteur des matériaux de construction ; mais on emploie également du laitier de haut fourneau dans le domaine des engrais. There are a variety of possibilities for effective recovery of blast furnace slag produced as a residue. The first concerned is the building materials sector; but blast furnace slag is also used in the fertilizer sector.

La majeure partie du laitier de haut fourneau est absorbée par l'industrie des matériaux de construction. On y utilise principalement un laitier de haut fourneau granulé. Pour réaliser la granulation, on fait refroidir rapidement le laitier en fusion dans de l'eau, de sorte qu'on obtient un produit vitreux à propriétés hydrauliques latentes, appelé "sable de laitier", qui présente des propriétés remarquables en tant que ciment. Le sable de laitier est utilisé dans le ciment Portland de fer, où sa teneur est limitée à 35% (en poids), ou dans le ciment de haut fourneau, qui est constitué de 15 à 64% (en poids) de clinker de ciment Portland et d'un pourcentage en poids correspondant (allant donc de 85 à 36%) de sable de laitier, avec addition de sulfate de calcium.Alors que la fabrication du clinker de ciment Portland est grevé de coûts énergétiques et de matières premières élevés - ces coûts énergétiques constituent près de la moitié du coût de fabrication total du ciment Portland-, l'emploi de sable de laitier permet à la fois d'épargner les réserves naturelles de matières premières et de réduire considérablement la consommation d'énergie primaire. Most of the blast furnace slag is absorbed by the building materials industry. It mainly uses a granulated blast furnace slag. To achieve granulation, the molten slag is quickly cooled in water, so that a glassy product with latent hydraulic properties is obtained, called "slag sand", which has remarkable properties as a cement. Slag sand is used in Portland iron cement, where its content is limited to 35% (by weight), or in blast furnace cement, which consists of 15 to 64% (by weight) of cement clinker. Portland and a corresponding percentage by weight (therefore ranging from 85 to 36%) of slag sand, with the addition of calcium sulphate. While the manufacture of Portland cement clinker is burdened with high energy and raw material costs - these energy costs constitute almost half of the total manufacturing cost of Portland cement - the use of slag sand allows both to save the natural reserves of raw materials and to considerably reduce the consumption of primary energy.

Ces ciments présentent d'autres avantages, à savoir, par exemple, un rible développement de chaleur d'hydratation, de sorte que les qualités citées sont principalement employés lors de la réalisation de constructions de grand volume, comme par exemple des barrages de vallées. These cements have other advantages, namely, for example, a low development of heat of hydration, so that the qualities mentioned are mainly used when carrying out large-volume constructions, such as, for example, dams of valleys.

Aujourd'hui encore, du fait de la baisse de la demande de ciment et que de la teneur quantitativement limitée du sable de laitier dans ces ciments, des quantités importantes de laitier de haut fourneau doivent être mises au rebut ou utilisées comme matériau pour la construction routière sous la forme de ce qu'on appelle du "laitier de haut fourneau en morceaux
En outre, il existe, par exemple dans l'industrie minière, un besoin pressant d'un liant qui satisfasse aux exigences suivantes : tout d'abord, il doit être peu coûteux, parce qu'on en a besoin en grandes quantités. Du fait de leur prix relativement élevé dû à la part importante de clinker de ciment
Portland, les qualités de ciment précitées ne conviennent pas.Par ailleurs, pour l'utilisation en industrie minière -comme matériau de remplissage derrière un ouvrage par exemple-, les mortiers ou bétons correspondants n'ont pas besoin de présenter les résistances qu'atteignent par exemple le ciment de haut fourneau ou le ciment Portland de fer. Du fait de l'utilisation souterraine et pour la réalisation d'ouvrages de grande taille, il est également nécessaire que la chaleur d'hydratation soit réduite à un minimum, afin de supprimer les moyens coûteux nécessaires pour évacuer la chaleur. Enfin, du fait de la longueur de certains parcours de transport, il est nécessaire que les mortiers ou bétons correspondants présentent un comportement de solidification et de durcissement retardé, afin d'assurer, si possible sans retardateurs chimiques, une faculté de mise en oeuvre aisée et fiable.Even today, due to the drop in demand for cement and the quantitatively limited content of slag sand in these cements, large quantities of blast furnace slag must be discarded or used as a building material. road in the form of what is called "blast furnace slag in pieces
In addition, there is, for example in the mining industry, a pressing need for a binder which satisfies the following requirements: firstly, it must be inexpensive, because it is needed in large quantities. Due to their relatively high price due to the large proportion of cement clinker
Portland, the aforementioned qualities of cement are not suitable. Furthermore, for use in the mining industry - as a filling material behind a structure for example -, the corresponding mortars or concretes do not need to present the resistances that reach for example blast furnace cement or Portland iron cement. Because of the underground use and for the realization of large-scale works, it is also necessary that the heat of hydration be reduced to a minimum, in order to eliminate the costly means necessary for removing the heat. Finally, because of the length of certain transport routes, it is necessary that the corresponding mortars or concretes exhibit a behavior of solidification and delayed hardening, in order to ensure, if possible without chemical retardants, a facility of easy implementation. and reliable.

Des exigences similaires sont requises des liants ou encore des mortiers et bétons réalisés à partir de ces liants, qui sont employés pour lier des matériaux, sols ou similaires chargés de substances nocives, et en particulier chargés d'ions de métaux lourds. Similar requirements are required for binders or even mortars and concretes made from these binders, which are used to bond materials, soils or the like loaded with harmful substances, and in particular loaded with heavy metal ions.

La présente invention a donc pour but de proposer un liant ou encore un mélange de matériaux de construction qui contiennent une part quantitative la plus élevée possible en laitier de haut fourneau, sans renoncer aux propriétés typiques d'un ciment de haut fourneau par exemple. De préférence, le liant ou encore le mélange de matériaux de construction doit aussi contenir d'autres déchets, qui devraient autrement être mis au rebut. Enfin, on cherche à fournir un liant le plus économique possible, afin de lui ouvrir d'autres domaines d'application, en particulier dans l'industrie minière. The present invention therefore aims to provide a binder or a mixture of building materials which contain the highest possible quantitative share in blast furnace slag, without giving up the typical properties of a blast furnace cement for example. Preferably, the binder or the mixture of building materials should also contain other waste, which would otherwise have to be discarded. Finally, we seek to provide a binder as economical as possible, in order to open up other fields of application, in particular in the mining industry.

L'invention prévoit, à cet effet un liant à base d'un laitier de haut fourneau à hydraulicité latente, d'un support de sulfate de calcium et d'un activant, contenant une substance retardant et/ou diminuant la formation des produits d'hydratation et/ou la chaleur d'hydratation du liant gâché d'eau. To this end, the invention provides a binder based on a latent blast furnace slag, a calcium sulphate support and an activator, containing a substance which delays and / or reduces the formation of the products of hydration and / or heat of hydration of the binder mixed with water.

L'invention se base sur la constatation qu'il existe des substances qui, comme composants d'un liant à base d'un laitier de haut fourneau à hydraulicité latente, engendrent un retardement de la formation des produits d'hydratation, abaissent dans le même temps la chaleur d'hydratation, et présentent cependant des valeurs remarquables de résistance tant initiale que définitive, qui sont tout à fait suffisantes pour la plupart des domaines d'application. The invention is based on the observation that there are substances which, as components of a binder based on a slag from a blast furnace with latent hydraulicity, cause a delay in the formation of hydration products, lower in the at the same time the heat of hydration, and yet present remarkable values of resistance, both initial and final, which are quite sufficient for most fields of application.

D'une manière très étonnante, on a constate qu'une substance particulièrement adéquate en la matière était un support de sulfate de calcium produit synthétiquement. Des supports de sulfate de calcium produits synthétiquement apparaissent comme déchets dans de nombreux processus industriels, par exemple lors de la désulfuration de fumées ou de la neutralisation d'acide dilué. Surprisingly, it has been found that a particularly suitable substance in this matter is a support for synthetically produced calcium sulphate. Synthetically produced calcium sulphate carriers appear as waste in many industrial processes, for example during the desulfurization of fumes or the neutralization of dilute acid.

Le liant selon l'invention contient# donc comme matériaux de rebut, outre le laitier de haut fourneau, une autre substance qui est par exemple le sulfate de calcium béta rebut d'une désulfuration humide de fumées. The binder according to the invention therefore contains # as waste materials, in addition to blast furnace slag, another substance which is for example beta calcium sulphate waste from a wet desulfurization of fumes.

Il y a actuellement une production importante de ces dernières substances, dont la majeure partie est mise au rebut. Et cela doit souvent être effectué dans des décharges spéciales, car de telles substances contiennent des quantités notables d'ions de substances nocives, et en particulier d'ions de métaux lourds. There is currently a significant production of these latter substances, most of which is scrapped. And this often has to be done in special landfills, since such substances contain significant amounts of harmful substance ions, and in particular heavy metal ions.

Dans un liant selon l'invention, la part de sulfate ainsi que les ions de substances nocives sont liées dans les différentes phases hydratées, et les ions sont fixés dans ces phases et rendus ainsi largement inoffensifs. In a binder according to the invention, the proportion of sulphate as well as the ions of harmful substances are linked in the various hydrated phases, and the ions are fixed in these phases and thus rendered largely harmless.

D'une manière étonnante, on a constaté que la combinaison d'un laitier de haut fourneau à hydraulicité latente avec un support de sulfate de calcium produit synthétiquement apportait une formation retardée des phases hydratées, c'est-à-dire que le liant gâché d'eau ou encore un mélange de matériaux de construction réalisé à partir de ce liant reste plus longtemps apte à la mise en oeuvre. Des expériences ont montré que la formation d'ettringite, soit donc la formation de la première phase hydratée, est réduite tant dans le temps que quantitativement. Simultanément, la chaleur d'hydratation en est également réduite. Surprisingly, it has been found that the combination of a latent blast furnace slag with a support of synthetically produced calcium sulphate provides delayed formation of the hydrated phases, that is to say that the spoiled binder water or a mixture of building materials made from this binder remains longer suitable for use. Experiments have shown that the formation of ettringite, ie the formation of the first hydrated phase, is reduced both over time and quantitatively. At the same time, the heat of hydration is also reduced.

En outre, les cristaux d'ettringite produits semblent se différencier en matière de forme cristalline caractéristique de ceux de mélanges à base de liants conventionnels. Cela peut vraisemblablement être expliqué par la coopération synergique du support de sulfate de calcium produit synthétiquement avec les composants hydrauliques du laitier de haut fourneau. In addition, the ettringite crystals produced seem to differ in terms of crystalline form characteristic of those of mixtures based on conventional binders. This can probably be explained by the synergistic cooperation of the synthetically produced calcium sulphate support with the hydraulic components of the blast furnace slag.

Un problème particulier qui se pose,lors de la fabrication de mortiers et bétons connus contenant du laitier de haut fourneau, est le phénomène de "sablage" de la surface des ouvrages. La couche sablée peut atteindre 5 mm. A particular problem which arises during the manufacture of known mortars and concretes containing blast furnace slag, is the phenomenon of "sanding" of the surface of the works. The sanded layer can reach 5 mm.

On considère que les raisons de cette défaillance sont le durcissement insuffisant de la couche superficielle. Scientifiquement, le durcissement insuffisant est considéré comme une conséquence de l'aspiration intérieure d'eau, due à la demande importante d'eau qui a lieu lors de la formation des phases d'ettringite pendant l'hydratation.The reasons for this failure are considered to be insufficient hardening of the surface layer. Scientifically, insufficient hardening is considered to be a consequence of the internal aspiration of water, due to the large demand for water which takes place during the formation of the ettringite phases during hydration.

Ce problème disparaît totalement avec les mortiers et bétons réalisées à partir d'un liant selon l'invention, car -comme précité- la formation des phases d'ettringite est réduite dans le temps et quantitativement. Cela veut dire que le phénomène "d'aspiration d'eau" ne se produit plus dans la mesure qui était la sienne selon l'état de la technique. This problem disappears completely with the mortars and concretes produced from a binder according to the invention, because - as mentioned above - the formation of the ettringite phases is reduced over time and quantitatively. This means that the "water suction" phenomenon no longer occurs to the extent that it was according to the state of the art.

En outre, ce problème est encore minimisé lorsqu'un mortier ou béton à base d'un liant selon l'invention est par exemple employé comme remblai dans l'industrie minière. En effet, le mortier s'applique alors pour une grande partie contre la roche, et n'est ainsi pratiquement plus soumis à l'attaque du dioxyde de carbone de l'air, qui engendre une carbonisation du mortier et par suite une perte de résistance. A l'inverse, le mortier ou béton est bien plutôt maintenu humide par l'eau souterraine ; or, des mortiers ou bétons humidifiés sont encore moins carbonisés par le dioxyde de carbone éventuellement présent. In addition, this problem is further minimized when a mortar or concrete based on a binder according to the invention is for example used as backfill in the mining industry. Indeed, the mortar is then applied for a large part against the rock, and is thus practically no longer subjected to the attack of carbon dioxide from the air, which generates a carbonization of the mortar and consequently a loss of resistance. Conversely, the mortar or concrete is rather kept wet by groundwater; however, humidified mortars or concretes are even less carbonized by the carbon dioxide possibly present.

Un autre avantage consiste en ceci que l'hydratation d'un liant selon l'invention se déroule à des pH nettement inférieurs (environ 11) et une faible concentration d'ions de calcium. La conséquence en est que lors de l'hydratation, la formation d'ettringite a une action augmentant encore la résistance. On a en outre constaté que c'est précisément les cristaux d'ettringite qui apportent une contribution décisive à la résistance, qui est supérieure à celle de "ciments conventionnels" comparables tels q'un ciment
Portland. Grâce au faible pH (environ 11), la consistance de la croûte est également nettement améliorée, ce qui est important pour l'utilisateur.Another advantage consists in that the hydration of a binder according to the invention takes place at clearly lower pHs (approximately 11) and a low concentration of calcium ions. The consequence is that during hydration, the formation of ettringite has an action which further increases the resistance. It has also been found that it is precisely the ettringite crystals which make a decisive contribution to the resistance, which is greater than that of comparable "conventional cements" such as a cement.
Portland. Thanks to the low pH (around 11), the consistency of the crust is also significantly improved, which is important for the user.

Des expériences ont montré que la résistance à la pression d'un matériau de construction selon l'invention en fonction de la durée de prise non seulement répond aux exigences de la recherche minière, mais les dépasse. On se reportera à ce sujet à l'exemple joint. Experiments have shown that the pressure resistance of a building material according to the invention as a function of the setting time not only meets the requirements of mining research, but exceeds them. See the attached example on this subject.

Comme laitier de haut fourneau, on emploie de préférence un produit solidifié vitreux, et granulé ("sable de laitier"). Selon l'invention, le terme "d'activant" désigne une substance qui favorise la formation des phases hydratées ou encore qui démarre et active la réaction hydraulique. De telles substances sont par exemple du clinker de ciment Portland (moulu) ainsi que de la chaux ou d'autre substances alcalines, qui augmentent le pH par rapport à la plage préférentielle précitée d'environ Il. As blast furnace slag, a glassy, granulated solidified product ("slag sand") is preferably used. According to the invention, the term "activator" designates a substance which promotes the formation of hydrated phases or which starts and activates the hydraulic reaction. Such substances are for example Portland cement clinker (ground) as well as lime or other alkaline substances, which increase the pH compared to the above-mentioned preferential range of about II.

De préférence, un liant selon l'invention présente la composition suivante (en % en poids) - laitier de haut fourneau : 55 à 89, de préférence 75 à 85 - support de sulfate de calcium synthétique : 10 à 40, de préférence 13 à 23 - activant : 1 à 5, de préférence 1 à 2, la somme des différents composants étant égale à 100 % (en poids). Preferably, a binder according to the invention has the following composition (in% by weight) - blast furnace slag: 55 to 89, preferably 75 to 85 - synthetic calcium sulphate support: 10 to 40, preferably 13 to 23 - activating: 1 to 5, preferably 1 to 2, the sum of the various components being equal to 100% (by weight).

Ainsi, le liant selon l'invention a non seulement une teneur en laitier de haut fourneau à hydraulicité latente pouvant atteindre 89% (en poids), mais encore peut être constitué jusqu'à 95 et de préférence 98 (99) % (etl poids) de matériaux de rebut (le support de sulfate de calcium synthétique étant ici compris), et seulement de 1 à 5 et de préférence 1 à 2 % (en poids) de clinker de ciment Portland normal ou autre matériau similaire. Thus, the binder according to the invention not only has a content of blast furnace slag with latent hydraulicity of up to 89% (by weight), but also can be made up to 95 and preferably 98 (99)% (and weight ) of waste materials (the support of synthetic calcium sulphate being included here), and only from 1 to 5 and preferably 1 to 2% (by weight) of clinker of normal Portland cement or other similar material.

Le liant selon l'invention peut ainsi contribuer notablement à l'élimination des résidus cités. The binder according to the invention can thus contribute significantly to the elimination of the residues mentioned.

Un mélange de matériaux de construction réalisé en employant le liant selon l'invention est constitué de préférence de 30 à 70 % (enpoids) du liant et de 70 à 30% (en poids) d'un matériau de remplissage qui est de préférence à hydraulicité au moins latente, et qui peut être par exemple une cendre volante, une cendre volcanique, une cendre de filtre électrique ou similaire. A mixture of building materials produced using the binder according to the invention preferably consists of 30 to 70% (by weight) of the binder and 70 to 30% (by weight) of a filling material which is preferably at least latent hydraulicity, which can be, for example, fly ash, volcanic ash, electric filter ash or the like.

Bien évidement, on peut adjoindre directement au mélange de matériaux de construction ou encore au liant des granulats pour l'essentiel non réactifs, même à gros grains. Obviously, it is possible to add directly to the mixture of building materials or to the binder, aggregates which are essentially non-reactive, even with large grains.

.On propose ainsi un mélange de matériaux de construction constitué de 18 à 66,5 % (en-poids) du liant selon l'invention, de 18 à 66,5 % (en poids) du matériau de remplissage à hydraulicité latente, et de 5 à 40% (en poids) d'un granulat pour l'essentiel non réactif présentant une taille de grains de 2 à 10 mm, la somme des trois composants devant toujours être égale à 100 % (en poids). Le granulat peut être par exemple de la roche calcaire, des schistes (y compris la roche stérile extraite lors de l'exploitation de minerais, charbon en particulier), du laitier (laitier de haut fourneau en morceaux ou laitier du procédé de conversion Linz-Donawitz par exemple), st du sable quartzeux. We therefore offer a mixture of construction materials consisting of 18 to 66.5% (by weight) of the binder according to the invention, from 18 to 66.5% (by weight) of the filling material with latent hydraulicity, and from 5 to 40% (by weight) of an essentially non-reactive aggregate having a grain size of 2 to 10 mm, the sum of the three components must always be equal to 100% (by weight). The aggregate can be for example limestone, shale (including sterile rock extracted during the exploitation of ores, coal in particular), slag (blast furnace slag in pieces or slag from the Linz conversion process). Donawitz for example), st of quartz sand.

L'utilisation d'un tel granulat facilite le transport du mélange de matériaux de construction sec et/ou gâché d'eau. De préférence, la teneur en eau est comprise entre 25 et 35 % (en poids), par rapport à la teneur en liant. Cette quantité d'eau suffit pour obtenir une bonne facilité de transport et une hydratation complète. The use of such an aggregate facilitates the transport of the mixture of dry building materials and / or mixed with water. Preferably, the water content is between 25 and 35% (by weight), relative to the binder content. This quantity of water is sufficient to obtain good ease of transport and complete hydration.

Selon l'application considérée et les exigences posées, la part de support de sulfate de calcium produit synthétiquement peut aussi être remplacée partiellement par un support de sulfate de calcium naturel (gypse ou anhydrite en particulier). Toutefois, les avantages précités diminuent alors en conséquence. Mais même si les avantages diminuent encore plus lorsque le support de sulfate de calcium réalisé artificiellement est totalement remplacé par un produit naturel correspondant, l'utilisation de ce liant ou encore de ce mélange de matériaux de construction sous terre ou pour lier des substances nocives n'en demeure pas moins encore plus avantageuse que l'emploi de liants (ou mélanges) conventionnels. Depending on the application considered and the requirements, the proportion of calcium sulphate support produced synthetically can also be partially replaced by a natural calcium sulphate support (gypsum or anhydrite in particular). However, the above advantages then decrease accordingly. But even if the benefits diminish even more when the artificially produced calcium sulphate support is completely replaced by a corresponding natural product, the use of this binder or this mixture of building materials underground or to bind harmful substances n 'remains no less even more advantageous than the use of conventional binders (or mixtures).

Outre son utilisation dans l'industrie minière comme mortier ou béton pour le soutènement porteur de galeries, locaux de grande taille, bunkers, puits aveugles, pour la fixation de soles, le remblayage arrière de plaques de retrait ou le remplissage de cavités, le liant selon l'invention ou encore le mélange de matériaux de construction correspondant convient également pour lier des matériaux, sols ou liquides chargés de substances nocives, et en particulier chargés d'ions de métaux lourds. Les ions de substances nocives sont alors fixés dans les phases hydratées.On peut ainsi traiter des substances solides et/ou des liquides chargés d'hydrocarbures aromatiques ou chlorés, de sels et ou d'oxydes d'azote, de même que les eaux résiduelles d'installations de désulfuration de fumées (qui sont ensuite utilisées de préférence comme eau de gâchage), mais aussi que des boues de curage, des eaux résiduelles industrielles ou domestiques, des sols contaminés de terrains industriels, des terrils ou des résidus de flottation. In addition to its use in the mining industry as mortar or concrete for the supporting support of galleries, large rooms, bunkers, blind wells, for the fixing of sole, the backfilling of withdrawal plates or the filling of cavities, the binder according to the invention or also the corresponding mixture of building materials is also suitable for binding materials, soils or liquids charged with harmful substances, and in particular charged with heavy metal ions. The ions of harmful substances are then fixed in the hydrated phases. We can thus treat solid substances and / or liquids charged with aromatic or chlorinated hydrocarbons, salts and or oxides of nitrogen, as well as residual waters. smoke desulphurization plants (which are then preferably used as mixing water), but also that sewage sludge, industrial or domestic waste water, soil contaminated with industrial land, slag heaps or flotation residues.

On mélange ainsi ensemble uniquement -à l'exception de la part très faible d'activant hydraulique- des produits résiduels ou encore de rebut, pour obtenir un mortier ou béton stable et présentant une résistance élevée. Thus, together only - except for the very small part of hydraulic activator - residual or waste products are mixed together to obtain a stable mortar or concrete with high resistance.

L'invention va maintenant être explicitée à l'aide d'un exemple. The invention will now be explained with the aid of an example.

Le produit de départ est un mélange de matériaux de construction présentant la composition suivante
55,5 % (en poids) de sable de laitier
14,0 % (en poids) de sulfate de calcium béta (résidu de
désulfuration de fumées)
0,7 % (en poids) de clinker de ciment Portland
30,0 % (en poids) de cendre volante
Le sable de laitier moulu présente une taille de grains inférieure à 200 pm, et l'analyse chimique suivante (en % en poids)
Si02: 36,0
Al203+TiO2: 14,0
Fe203 (FeO): 1,0
CaO: 42,0
MgO: 4,0
MnO: 0,3
S2- : 1,0
K2O: 1,5
S03: 0,2
Le sulfate de calcium béta (résidu de désulfuration) provient d'un lavage humide de fumées, présente une taille de grains inférieure à 100 pm, et l'analyse chimique suivante (en % en poids)
Eau cristalline : 20,0
CaO: 32,0
s03 46,5
Si02: 0,5
AL2O # 0,2
Fe203: 0,3
Cl : 0,1
Autres impuretés : 0,4
L'analyse chimique du clinker de ciment Portland moulu est la suivante (en % en poids)
SiO2: 20,0
A1203+Ti02: 5,0
Fe2Ô3 (FeO): 2,5
CaO: 68,0
MgO: 3,0
SO3: 1,0
KzO: 0,5
La cendre de combustion en couche fluidisée, d'une taille de grains inférieure à 250 clam, présente la composition chimique suivante (en % en poids)
SiO2: 55,0
AL203: 25,0
Fe203+TiO2: 7,0
CaO: 5,5
MgO: 2,5
sO3 2,0
K20: 2,5
Cl : 0,1
Na20: 0,4
Le mélange est gâché avec 30% (en poids) d'eau, par rapport à la teneur en liant (constitué du sable de laitier, du clinker de ciment Portland et du sulfate de calcium béta résidu de désulfuration de fumées).The starting material is a mixture of building materials with the following composition
55.5% (by weight) slag sand
14.0% (by weight) beta calcium sulphate (residue from
flue gas desulfurization)
0.7% (by weight) of Portland cement clinker
30.0% (by weight) fly ash
The ground slag sand has a grain size of less than 200 μm, and the following chemical analysis (in% by weight)
Si02: 36.0
Al203 + TiO2: 14.0
Fe203 (FeO): 1.0
CaO: 42.0
MgO: 4.0
MnO: 0.3
S2-: 1.0
K2O: 1.5
S03: 0.2
The calcium sulphate beta (desulfurization residue) comes from a wet washing of fumes, has a grain size of less than 100 μm, and the following chemical analysis (in% by weight)
Crystal clear water: 20.0
CaO: 32.0
s03 46.5
Si02: 0.5
AL2O # 0.2
Fe203: 0.3
Cl: 0.1
Other impurities: 0.4
The chemical analysis of the Portland cement clinker ground is as follows (in% by weight)
SiO2: 20.0
A1203 + Ti02: 5.0
Fe2Ô3 (FeO): 2.5
CaO: 68.0
MgO: 3.0
SO3: 1.0
KzO: 0.5
The combustion ash in a fluidized layer, with a grain size of less than 250 clam, has the following chemical composition (in% by weight)
SiO2: 55.0
AL203: 25.0
Fe203 + TiO2: 7.0
CaO: 5.5
MgO: 2.5
SO3 2.0
K20: 2.5
Cl: 0.1
Na20: 0.4
The mixture is mixed with 30% (by weight) of water, relative to the content of binder (consisting of slag sand, Portland cement clinker and calcium sulphate beta smoke desulfurization residue).

La résistance à la pression de prismes réalisés dans ce mélange est (en entreposage dans de l'eau) de 15 N/mm2 au bout de 24 heures, de 35 N/mm2 au bout de 7 jours, et de plus de 45 N/mm2 au bout de 28 jours, et répond ainsi déjà aux résistances minimales à la pression requises pour le soutènement de fosses et la mécanique minière. La résistance à long terme (au bout de plus d'un an) est encore nettement supérieure. La chaleur d'hydratation, déterminée comme chaleur de dissolution selon la norme DIN 1164, est inférieure à 125 Joule/g au bout de 7 jours. The pressure resistance of prisms produced in this mixture is (in storage in water) 15 N / mm2 after 24 hours, 35 N / mm2 after 7 days, and more than 45 N / mm2 after 28 days, and thus already meets the minimum resistance to pressure required for pit support and mining mechanics. The long-term resistance (after more than a year) is still much higher. The heat of hydration, determined as the heat of dissolution according to DIN 1164, is less than 125 Joule / g after 7 days.

Claims

1. Binder based on a latent blast furnace slag, a calcium sulphate support and an activator, containing a substance delaying and / or reducing the formation of hydration products and / or heat hydration of the binder mixed with water.

2. Binder according to claim 1, characterized in that the substance is a support for synthetically produced calcium sulphate.

3. Binder according to claim 2, characterized in that the calcium sulphate support produced synthetically comes from the desulphurization of fumes.

4. Binder according to claim 2, characterized in that the calcium sulphate support produced synthetically comes from the neutralization of dilute acid.

5. Binder according to any one of claims I to 4, characterized in that the blast furnace slag is a solidified vitreous product, and granulated or even ground.

6. Binder according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the activator is a Portland cement clinker or lime.

7. Binder according to any one of claims I to 6, having the following composition (in% by weight) - blast furnace slag: 55 to 89, preferably 75 to 85 - synthetic calcium sulphate support: 10 to 40, preferably 13 to 23 - activating: 1 to 5, preferably 1 to 2, the sum of the various components being equal to 100% (by weight).

8. Mixture of building materials, consisting of 30 to 70% (by weight) of the binder according to any one of claims I to 7, and 70 to 30% (by weight) of a filling material.

9. A mixture of building materials according to claim 8, characterized in that the filling material is a filling material with at least latent hydraulicity.

10. A mixture of building materials according to claim 9, characterized in that the filling material is a fly ash, a volcanic ash and / or an electric filter ash.

11. A mixture of building materials according to any one of claims 8 to 10, having the following composition: - 18 to 66.5% (weight) of binder according to any one of claims I to 7, - 18 to 66.5% ( by weight) of latent hydraulic filling material according to claim 9 or 10, - 5 to 40% (by weight) of an essentially non-reactive aggregate, having a grain size of 2 to 10 mm, the sum of the various components being equal to 100% (by weight).

12. A mixture of building materials according to claim 10, characterized in that the aggregate is limestone, shale, slag and / or quartz sand.

13. Use of a binder or a mixture of construction materials according to any one of claims I to 12 for manufacturing a mortar for the mining industry with the addition of water.

14. Use of a binder or a mixture of building materials according to any one of claims 1 to 12 to bind, if necessary with the addition of water, materials, soils and liquids laden with harmful substances, and in particular charged with heavy metal ions.

15. Use of a binder or a mixture of building materials according to claim 13 or 14, with a water content of between 25 and 35% (by weight), and preferably between 25 and 30% (in weight), relative to the binder content.