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WO2018167391A1 - Liant hydraulique pour mortier à faible empreinte carbone et mortier contenant un tel liant hydraulique - Google Patents

Liant hydraulique pour mortier à faible empreinte carbone et mortier contenant un tel liant hydraulique Download PDF

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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • Hydraulic binder for low carbon mortar and mortar containing such a hydraulic binder.
  • the present invention relates to a hydraulic binder for mortar, and a mortar containing such a hydraulic binder.
  • hydraulic binder means a mineral material which, mixed with water, forms a paste which sets and hardens as a result of reactions and hydration processes and which retains its strength and stability. stability after curing even under water.
  • This hydraulic binder is intended for use in making a mortar.
  • Document EP-1 775 270 discloses a hydraulic binder having a particular composition of consistencies in very precise respective proportions. This hydraulic binder can generate high strengths from the first hours. However, it does not appear particularly ecological.
  • a slag corresponds to slags that are formed during melting or elaboration of metals by liquid means.
  • the present invention aims to overcome this disadvantage, by proposing a hydraulic binder for mortar, particularly ecological, with very favorable carbon and energy balances.
  • the hydraulic binder comprises at least 60% steelmaking slag and at least one catalyst (or activator).
  • at least 60% steelmaking slag and at least one catalyst (or activator).
  • the carbon footprint (in kilogram C0 2 equivalent per ton) is ten times lower for a hydraulic binder according to the invention used as a road hydraulic binder, a road-based hydraulic binder based on high slags. furnaces.
  • the hydraulic binder according to the invention based on steelmaking slag makes it possible to manufacture mortars with low or medium strength, mainly intended to form surface soils, especially road surfaces.
  • the resistance obtained by the hydraulic binder according to the invention is sufficient for such applications.
  • the present invention thus makes it possible to efficiently manage steelmaking slags which have a highly penalizing waste volume for the steelworks.
  • said hydraulic binder catalyst comprises at least one of the following components:
  • the present invention also relates to a mortar formed from at least one hydraulic binder, an aggregate and water, said hydraulic binder being such as that mentioned above.
  • the mortar comprises a percentage of hydraulic binder by weight, between 5% and 15%.
  • said mortar is of the self-placing type
  • said aggregate comprises excavation cuttings.
  • the hydraulic binder that is intended to be used to make a mortar therefore comprises at least 60% steelmaking slag and at least one catalyst (or activator). This hydraulic binder has a very low carbon footprint.
  • said catalyst comprises one or more of the following components:
  • the present invention also relates to a mortar formed from at least said hydraulic binder, an aggregate and water.
  • the mortar comprises a percentage of hydraulic binder by weight, of between 5% and 15%, and preferably of the order of 7%.
  • the present invention goes against the usual practice and the prior art, which provide not to use steel mills to form hydraulic binders, in particular because of disadvantages such as risks of swelling.
  • the hydraulic binder according to the invention based on steelmaking slag makes it possible to manufacture mortars with low or medium strength, mainly intended to be used for forming surface soils, especially road surfaces.
  • the resistance obtained by the hydraulic binder according to the invention is sufficient for such applications.
  • the present invention thus makes it possible to efficiently valorise steel mill slags which have a very penalizing waste volume.
  • the mortar retains the natural color of the aggregate used.
  • said aggregate comprises excavation cuttings. It can be any type of construction site, and in particular of a laying site of cables or pipes.
  • the mortar can in particular be manufactured and reused directly on the site where the cuttings are produced, which in particular avoids having to evacuate the cuttings that are thus used and valued.
  • a self-consolidating mortar is a mortar capable, under the sole effect of gravity, to be placed in spaces intended to receive it, either manufactured and removable spaces such as formwork, or natural areas such as trenches for example these spaces can be complex and congested.

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Abstract

- Liant hydraulique pour mortier à faible empreinte carbone et mortier contenant un tel liant hydraulique. - Le liant hydraulique pour mortier comporte au moins 60 % de laitier d'aciérie et au moins un catalyseur.

Description

Liant hydraulique pour mortier à faible empreinte carbone et mortier contenant un tel liant hydraulique.
La présente invention concerne un liant hydraulique pour mortier, ainsi qu'un mortier contenant un tel liant hydraulique.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par liant hydraulique un matériau minéral qui, mélangé avec de l'eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et de processus d'hydratation et qui conserve sa résistance et sa stabilité après durcissement, même sous l'eau. Ce liant hydraulique est destiné à être utilisé pour fabriquer un mortier.
Par le document EP-1 775 270, on connaît un liant hydraulique présentant une composition particulière de consistants dans des proportions respectives très précises. Ce liant hydraulique permet de générer des résistances élevées dès les premières heures. Toutefois, il n'apparaît pas particulièrement écologique.
Pour obtenir un liant plus écologique, via notamment une valorisation de déchets, on peut être amené à utiliser des déchets industriels.
Ainsi, il est connu d'utiliser des laitiers de hauts fourneaux pour fabriquer un liant hydraulique. En sidérurgie, un laitier correspond à des scories qui sont formées en cours de fusion ou de l'élaboration de métaux par voie liquide.
Toutefois, de tels liants hydrauliques à base de laitiers de hauts fourneaux présentent encore une empreinte carbone élevée.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient, en proposant un liant hydraulique pour mortier, particulièrement écologique, avec des bilans carbone et énergétique très favorables.
À cet effet, selon l'invention, le liant hydraulique comporte au moins 60 % de laitier d'aciérie et au moins un catalyseur (ou activateur). Ainsi, grâce à l'utilisation de laitier provenant d'aciéries, on est en mesure d'obtenir un liant hydraulique présentant une empreinte carbone très réduite.
A titre d'illustration, le bilan carbone (en kilogramme équivalent C02 par tonne) est dix fois moins élevé pour un liant hydraulique conforme à l'invention utilisé comme liant hydraulique routier, qu'un liant hydraulique routier à base de laitiers de hauts fourneaux.
La pratique usuelle et l'art antérieur prévoient de ne pas utiliser de laitiers d'aciérie pour former des liants hydrauliques, en particulier en raison d'inconvénients tels que des risques de gonflements. Le laitier provenant d'une aciérie est généralement plus complexe qu'un laitier de haut fourneau et contient des impuretés et des éléments chimiques indésirables en absorbant des inclusions d'oxydes dissoutes dans le métal.
Le liant hydraulique conforme à l'invention à base de laitier d'aciérie permet de fabriquer des mortiers à résistances faibles ou moyennes, destinés principalement à former des sols de surfaces, notamment routiers. La résistance obtenue par le liant hydraulique conforme à l'invention est suffisante pour de telles applications.
La présente invention permet ainsi de valoriser des laitiers d'aciérie qui présentent un volume de déchets très pénalisant pour les aciéries.
Avantageusement, ledit catalyseur du liant hydraulique comporte au moins l'un des composants suivants :
- du silicate de sodium ;
- du sulfate de sodium ;
- du chlorure de calcium ;
- du sulfate de calcium ;
- du carbonate de sodium ;
- du magnésium ;
- des ultrafines calcaire. La présente invention concerne également un mortier formé à partir au moins d'un liant hydraulique, d'un agrégat et de l'eau, ledit liant hydraulique étant tel que celui précité.
Avantageusement, le mortier comporte un pourcentage de liant hydraulique en poids, compris entre 5% et 15 %.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré :
- ledit mortier est de type autoplaçant ; et/ou
- ledit agrégat comporte des déblais de chantier.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre.
Le liant hydraulique qui est destiné à être utilisé pour fabriquer un mortier, comporte donc au moins 60 % de laitier d'aciérie et au moins un catalyseur (ou activateur). Ce liant hydraulique présente une empreinte carbone très faible.
Dans un mode de réalisation particulier, ledit catalyseur comporte l'un ou plusieurs des composants suivants :
- du silicate de sodium ;
- du sulfate de sodium ;
- du chlorure de calcium ;
- du sulfate de calcium ;
- du carbonate de sodium ;
- du magnésium ;
- des ultrafines calcaire.
La présente invention concerne également un mortier formé à partir au moins dudit liant hydraulique, d'un agrégat et de l'eau.
Le mortier comporte un pourcentage de liant hydraulique en poids, compris entre 5% et 15 %, et de préférence de l'ordre de 7%.
En utilisant du laitier d'aciérie, la présente invention va à encontre de la pratique usuelle et de l'art antérieur, qui prévoient de ne pas utiliser de laitiers d'aciéries pour former des liants hydrauliques, en particulier en raison d'inconvénients tels que des risques de gonflements.
Le liant hydraulique conforme à l'invention à base de laitier d'aciérie permet de fabriquer des mortiers à résistances faibles ou moyennes, destinés principalement à être utilisés pour former des sols de surfaces, notamment routiers. La résistance obtenue par le liant hydraulique conforme à l'invention est suffisante pour de telles applications.
La présente invention permet ainsi de valoriser des laitiers d'aciéries qui présentent un volume de déchets très pénalisant.
En outre, en raison des caractéristiques du liant hydraulique, le mortier conserve la couleur naturelle de l'agrégat utilisé.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, ledit agrégat comporte des déblais de chantier. Il peut s'agir de tout type de chantier, et en particulier d'un chantier de pose de câbles ou de canalisations. Le mortier peut notamment être fabriqué et réutilisé directement sur le chantier où sont produits les déblais, ce qui évite notamment d'avoir à évacuer les déblais qui sont ainsi utilisés et valorisés.
On obtient, par conséquent, un mortier particulièrement écologique qui permet de valoriser efficacement deux types de déchets, à savoir des laitiers d'aciéries pour former le liant hydraulique et des déblais de chantier, utilisés comme agrégats.
Bien que non exclusivement, le liant hydraulique conforme à l'invention est plus particulièrement approprié pour former des mortiers autoplaçants. Un mortier autoplaçant est un mortier capable, sous le seul effet de la pesanteur, de se mettre en place dans des espaces destinés à le recevoir, soit des espaces fabriqués et amovibles tels que des coffrages, soit des espaces naturels tels que des tranchées par exemple, ces espaces pouvant être complexes et encombrés.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Liant hydraulique pour mortier,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins 60 % de laitier d'aciérie et au moins un catalyseur.
2. Liant hydraulique selon la revendication 1 ,
caractérisé en ce que ledit catalyseur comporte au moins l'un des composants suivants :
du silicate de sodium ;
- du sulfate de sodium ;
- du chlorure de calcium ;
- du sulfate de calcium ;
- du carbonate de sodium ;
- du magnésium ;
- des ultrafines calcaire.
3. Mortier formé à partir au moins d'un liant hydraulique, d'un agrégat et de l'eau,
caractérisé en ce que le liant hydraulique est tel que celui spécifié dans l'une des revendications 1 et 2.
4. Mortier selon la revendication 3,
caractérisé en ce qu'il comporte un pourcentage en poids de liant hydraulique, compris entre 5% et 15 %.
5. Mortier selon l'une des revendications 3 et 4,
caractérisé en ce qu'il est de type autoplaçant.
6. Mortier selon l'une quelconque des revendications 3 à 5,
caractérisé en ce que ledit agrégat comporte des déblais de chantier.
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