Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Ecole Nationale Polytechnique d’Oran ENPO Département de génie civil Les Produi

Ecole Nationale Polytechnique d’Oran ENPO Département de génie civil Les Produits Noirs Dr. Benhouna Med Il s'agit effectivement de produits noirs (ou brun foncé), riches en carbone et en hydrogène naturels ou obtenus en général par distillation de matières organiques. Ces matériaux sont connus depuis l'Antiquité, surtout comme liants (les briques de la tour Babel étaient hourdées au bitume), constituent des matières de base pour réaliser divers produits commerciaux intéressant de plus en plus la construction, particulièrement dans le domaine de l'étanchéité et celui de la technique routière. Les liants hydrocarbonés différent des liants hydrauliques. Ils se présentent soit comme liquides visqueux soit encore sous la forme de solides demi-mous. PRODUITS NOIRS : On distingue deux grandes classes : • les produits naturels : bitumes et asphaltes qui ont subi ou non après extraction certains traitements : raffinage, broyage, etc., • les produits pyrogènes : les brais et goudrons divers essentiellement ceux qui proviennent de la distillation de la houille et du pétrole. Ces produits sont, en général, trop visqueux dans leur état naturel, pour pouvoir être employés directement. Il faut diminuer cette viscosité ou les liquéfier par différents procédés (chauffage, dissolution dans des solvants volatils, émulsions dans l'eau), pour pouvoir les utiliser à la place qui leur est destinée. Il est indispensable que ces traitements n'altèrent pas leurs caractéristiques essentielles à savoir leur souplesse, plasticité, imperméabilité, ductilité et adhésivité. De ces caractéristiques dépend l'emploi du liant ainsi que la méthodologie pour sa mise en œuvre. Les qualités prédéfinies sont utilisées par la manière suivante : • souplesse, plasticité d'où leur emploi en chape souple ou en écran étanche, • une imperméabilité à l'eau et à l'air remarquable d'où leur utilisation comme revêtement d'étanchéité, de couverture, de cuvelage, • ductilité, résistance à l'usure ce qui les destinent aux revêtements de chaussées, de pistes,...à la réalisation de mortiers et de bétons hydrocarbonés où ils jouent le rôle de liants, • une adhésivité remarquable et un pouvoir pénétrant offrant ainsi une bonne tenue à l'eau, • ils possèdent néanmoins des défauts (faible résistance mécanique, fragilité, ramollissement à la chaleur) auxquels on remédie par une mise en œuvre appropriée. PRINCIPAUX LIANTS : Les goudrons et brais de houille : Ils proviennent de la distillation, en vase clos et en atmosphère neutre (non oxydante), de diverses variétés de charbons et notamment de charbons gras. On obtient ainsi un sous-produit très important, le goudron brut de houille. Ce dernier soumis à la distillation pour en retirer des huiles donne un résidu résineux que l'on appelle le "brai de houille". Ce brai de houille, plus ou moins plastifié par les huiles qui s'y trouvent, ou qu'on y ajoute, peut servir soit à la fabrication de bétons goudronneux (brai mou), soit à la fabrication de goudrons reconstitués, appelés simplement goudrons, qui sont utilisés en technique routière pour le répandage superficiel et les imprégnations. Les goudrons et les brais de houille sont obtenus par distillation du goudron brut à une température généralement supérieure à 1000 °C (≈ 1100 °C). Le goudron brut: liquide noir et visqueux, de composition chimique très complexe : mélange de carbures d'hydrogène (benzols, phénols, anthracène) et de carbone en fines particules. C'est un sous-produit de la fabrication du gaz d'éclairage ou du coke métallurgique. Le goudron brut provient en général de houille distillée à haute température (1000 < T < 1300 °C); il y a toutefois des goudrons de moyenne température (T = 800 °C) et de basse température (T = 600 °C). Voilà comment on passe du goudron brut au brai de houille : Goudron brut Brai de houille 0° 170° 230° 270° 360° (T) I--------------------------l-------------------I-----------------I----------------------------------I--- Huile légère Huile moyenne Huile lourde Huile anthracènique (naphtaline et légère moyenne lourde phénol actif) (270:300) (300:320) (320:360) Le goudron reconstitué ou goudron routier. : Sont reconstitués à partir de brais et d'huiles épurées de différentes viscosités afin de fluidifier le liant et le rendre facilement utilisable par un chauffage approprié. Ces huiles sont destinées à faciliter la mise en œuvre et à offrir la souplesse, la cohésion et l'adhérence au liant et pour que ce dernier ne ressue pas par temps chaud et ne devient pas cassant et fragile par temps froid. En fait, il y a deux catégories de goudrons : • les goudrons à vieillissement normal, dénommés A,B,C,D et E en allant du plus fluide au plus visqueux, • les goudrons à vieillissement lent, appelés goudrons T.R.S. (Température de ramollissement superficiel). Les goudrons les plus fluides sont utilisés pour l'imperméabilisation par imprégnation; puis viennent les goudrons destinés aux épandages superficiels par période normale; des goudrons plus visqueux sont utilisés pour épandage superficiel par temps chaud ou pour les enrobages (enduits d'usure pour chaussée à forte circulation). Les goudrons les plus visqueux sont uniquement destinés aux enrobages d’agrégats destinés à être agglomérés par compactage sur le chantier routier. Les bitumes et cut-backs : Bitumes : les bitumes ont une origine et une composition chimique différente de celles des brais et goudrons de houille. Les bitumes peuvent être d'origine : naturel : (Iles des Bermudes et de la Trinité); sont souvent mélangés de fillers fortement imprégnés (bitume de Trinidad : 44% de filler et 56% de bitume très pur), artificiel : produit de distillation de pétrole brut de nature, sous vide, asphaltique ou semi-asphaltique (pétrole mexicain : 70% de bitume; celui du Venezuela 60% et les pétroles Roumains et Russes présentent 20% de bitume) Ils peuvent aussi être oxydés ou soufflés, s'obtiennent en faisant passer de l'air à 200 °C à travers de l'huile de bitume asphaltique. Ces derniers sont moins ductiles que les bitumes de distillation mais vieillissent mieux (emploi pour l'étanchéité). Les bitumes sont classés, selon leur degré de dureté, en différentes catégories. Les plus couramment utilisés en technique routière sont : bitumes demi-durs : sert à fabriquer les goudrons, bitume, enrobés denses et les bétons bitumineux, bitumes demi-mous : réservé à la fabrication des émulsions. fluxer un bitume dur : c'est le mélanger à un bitume plus mou pour obtenir un bitume de dureté intermédiaire, fluidifier un bitume : c'est ajouter à un bitume dur ou mou des huiles relativement volatiles de manière à former des cutbacks. Quelques définitions : ce sont des bitumes fluides, c'est-à-dire coupés par des solvants relativement volatils. Ils correspondent aux goudrons, alors que les bitumes correspondent plutôt aux brais mous. Cut backs : Caractères qui différencient les bitumes et les goudrons : Constitution chimique : - le goudron contient des hydrocarbures cycliques non saturés, dérivés du benzène; traité à l'acide sulfurique bouillant il donne, des produits de sulfonation, - le bitume comprend surtout des hydrocarbures cycliques saturés dérivés des cyclanes, il ne donne pas des dérivés sulfonés, le bitume pur est entièrement soluble dans le sulfure de carbone alors que le goudron se trouve floculé par ce solvant, - les résines du goudron sont insolubles dans les huiles de bitume ou de pétrole. Les résines de pétrole sont au contraire, solubles dans les huiles du goudron. • il existe à viscosité égale, une différence de tension superficielle (≈ 10 dynes/cm) entre les huiles de pétrole et les huiles de goudron, • au point de vue des propriétés essentielles des bitumes pour leur emploi, il y a lieu de les envisager sous le même angle que les goudrons : viscosité, adhésivité, aptitude au séchage, résistance au vieillissement, susceptibilité: 1. les bitumes sont plus adhérents que les goudrons et plus stables, 2. le goudron est plus susceptible aux variations de température et vieillit plus vite que le bitume . 3. le goudron est de densité >1; insoluble dans l'eau, mais soluble dans l'acide sulfurique. Chauffé à 80 °C, il déborde des récipients et s'enflamme. Au contact du gaz carbonique de l'air, il durcit et devient cassant, Caractéristiques physico-chimiques. 4. le bitume de densité voisine de l'unité, augmente la résistance du revêtement. En revanche, le goudron ne constitue qu'un liant élastique sans accroître la résistance. 5. le mélange du goudron de houille et du brai de pétrole assez dur et non fluide donne un produit assez stable au stockage tant que le mélange ne contient pas plus de 15% en moyenne de bitume pour les goudrons-bitumes et pas plus de 25% de goudron pour les bitumes-goudrons. Il est à noter qu'il ne faut jamais mélanger un goudron avec un cutback; il y a en général floculation même si la teneur en bitume fluide est de 1% . 6. un bitume-goudron mis en place sur la route sous la forme de goudronnage superficiel ou sous forme d'enrobage a partiellement les avantages d'un goudron (au point de vue de l'adhésivité) et partiellement les avantages du bitume (résistance au vieillissement), 7. un goudron-bitume utilisé en revêtement finit par se recouvrir en surface d'une mince pellicule de bitume pur décanté qui protège la fraction du goudron située sur cette pellicule et l'empêche de s'oxyder et de perdre ces huiles plastifiantes aussi rapidement que si le bitume était absent, En choisissant les liants et en utilisant un mode de préparation approprié, on parvient actuellement à faire uploads/Industriel/ produits-noirs.pdf