TINTILLIER, Patrick (Rue du Stade, Diemoz, F-38790, FR)
JAVIERRE, Isabelle (3 rue de la Luminière, Four, F-38080, FR)
REBOUSSIN, Sandrine (20 rue Santos Dumont, Lyon, F-69008, FR)
DUBOIS-BRUGGER, Isabelle (1 Place Jean-Philippe Rameau, Chassieu, F-69680, FR)
TINTILLIER, Patrick (Rue du Stade, Diemoz, F-38790, FR)
JAVIERRE, Isabelle (3 rue de la Luminière, Four, F-38080, FR)
REBOUSSIN, Sandrine (20 rue Santos Dumont, Lyon, F-69008, FR)
| REVENDICATIONS 1 . Composition de démoulage, destinée à la fabrication de pièces en matériau à prise hydraulique, comprenant en pourcentage en masse par rapport à la masse de la composition de démoulage, au moins : - de 10 à 20 % d'une huile ; - de 1 à 5 % d'un agent hydrofuge ; - de 0,1 à 1 % d'un sel de calcium ; - de 0,5 à 3 % d'un tensioactif non-ionique ou un mélange de tensioactifs ayant un rapport hydrophile-lipophile (HLB) supérieure à 8 ; et - de l'eau. 2. Composition de démoulage selon la revendication 1 , dans laquelle l'huile comprend une huile végétale. 3. Composition de démoulage selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'huile comprend un ester d'acide gras. 4. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant de 1 1 à 19 % en masse d'huile par rapport à la masse de la composition de démoulage. 5. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle l'agent hydrofuge comprend un polydiméthylsiloxane ou un dérivé de polydiméthylsiloxane. 6. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant de 1 ,5 à 4 % en masse de l'agent hydrofuge par rapport à la masse de la composition de démoulage. 7. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l'hydrosolubilité du sel de calcium est supérieure à 2 g / 100 ml à 20°C 8. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le sel de calcium est le thiocyanate de calcium. 9. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant de 0,2 à 0,6 % en masse du sel de calcium par rapport à la masse de la composition de démoulage. 10. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle le tensioactif comprend un dérivé alkyl alcoxylé dont les chaînes alkyl sont basées sur un alcool gras ou un polypropylène ou polybutylène glycol, ou comprend un ester de sucre. 1 1 . Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle le tensioactif comprend un alcool gras éthoxylé comprenant une chaîne alkylée de 6 à 22 atomes de carbone. 12. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 dans laquelle le tensioactif comprend un tensioactif anionique. 13. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant de 1 à 2 % en masse du tensioactif par rapport à la masse de la composition de démoulage. 14. Composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, formulée sous forme d'émulsion. 15. Procédé de fabrication de la composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, comprenant les étapes suivantes : - former une première émulsion de l'agent hydrofuge, la première émulsion comprenant une partie du tensioactif ; - former une deuxième émulsion de l'huile, la seconde émulsion comprenant le reste du tensioactif ; - former une solution du sel de calcium ; et - mélanger la solution du sel de calcium, la première émulsion et la deuxième émulsion. 16. Procédé de préparation de pièces moulées en matériau à prise hydraulique, comprenant les étapes suivantes : - enduire les parois d'un moule avec la composition de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 ; - introduire dans le moule le matériau à prise hydraulique à l'état frais ; et - retirer la pièce du moule après durcissement du matériau à prise hydraulique. 17. Pièce moulée susceptible d'être obtenue par le procédé selon la revendication 16. 18. Pièce moulée selon la revendication 17, dans laquelle le matériau à prise hydraulique est un matériau à base de ciment. |
La présente invention se rapporte à une composition pour le démoulage, notamment utile pour la fabrication de pièces moulées en matériau à prise hydraulique comme le béton.
Lors de la fabrication de pièces par moulage, il est important de maîtriser l'étape de démoulage afin d'obtenir un aspect de surface intact (par exemple non bullé) et homogène et de réduire les non conformités. En particulier, les matériaux à prise hydraulique comme le béton ont tendance à réagir avec la surface du moule. Ces réactions tendent à diminuer la qualité de la pièce moulée et la durée de vie du moule.
Afin de remédier à cette difficulté, il est connu d'enduire le moule avec une composition dite de décoffrage ou de démoulage. Pour le démoulage de pièces en matériaux à prise hydraulique, on peut utiliser des huiles de démoulage. Le film d'huile ainsi déposé sur les parois du moule permet d'éviter un contact direct entre le matériau à prise hydraulique et la surface du moule, protégeant ainsi la surface du moule.
Cependant, les huiles de démoulage connues présentent encore certains inconvénients. Notamment, il reste difficile d'obtenir des pièces ayant un aspect de surface homogène. On observe notamment l'apparition de petites bulles en surface et des inhomogénéités de teinte, comme par exemple des traînées blanchâtres ou des auréoles foncées.
Ainsi, il reste difficile d'obtenir des pièces moulées présentant un aspect et une teinte d'une homogénéité suffisante pour certaines applications, comme par exemple pour des parements non recouverts après décoffrage.
La demande de brevet WO2008/087298 décrit une composition de démoulage comprenant au moins une huile et au moins un sel de calcium. Bien que les pièces moulées obtenues en utilisant les compositions de démoulage selon les exemples décrits dans cette demande de brevet présentent un aspect de surface homogène, la stabilité des compositions de démoulage n'est pas toujours satisfaisante.
Aussi le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir une composition de démoulage de pièces moulées en un matériau à prise hydraulique permettant d'obtenir une pièce moulée présentant un aspect de surface homogène et correspondant à une émulsion ayant une stabilité au stockage avant utilisation d'au moins un jour, de préférence d'au moins 2 jours.
L'invention peut être mise en œuvre dans au moins l'une des industries telles que l'industrie du bâtiment, l'industrie chimique (préférentiellement adjuvantiers) et l'industrie cimentière, dans les marchés de la construction (bâtiment, génie civil, routes ou usine de préfabrication), ou dans les centrales à béton.
De manière inattendue, les inventeurs ont mis en évidence que l'introduction avec des proportions spécifiques d'un tensioactif, d'un agent hydrofuge, d'une huile et d'un sel de calcium dans une composition de démoulage peut conduire à l'obtention d'une composition de démoulage dont les performances quant à l'amélioration de l'aspect de surface des pièces moulées se conservent pendant au moins un jour lorsque la composition de démoulage est laissée au repos.
La présente invention vise à proposer une composition qui s'étale facilement quand elle est appliquée à la surface d'un moule ; qui peut être stockée sans agitation et conserve sensiblement ses propriétés de démoulage pendant au moins un jour à 25 °C ; qui permet la production d'objets moulés ayant un aspect de surface homogène ; et/ou qui a une viscosité qui lui permet d'être appliquée, par exemple, par pulvérisation.
Dans ce but, la présente invention propose une composition de démoulage, destinée à la fabrication de pièces en matériau à prise hydraulique, la composition comprenant en pourcentage en masse par rapport à la masse de la composition de démoulage :
- de 10 à 20 % d'une huile ;
- de 1 à 5 % d'un agent hydrofuge ;
- de 0,1 à 1 % d'un sel de calcium autre que le borate de calcium ou un sel de calcium d'un acide gras ;
- de 0,5 à 3 % d'un tensioactif non-ionique ou un mélange de tensioactifs ayant un rapport hydrophile-lipophile (HLB) supérieure à 8 ; et
- de l'eau, de préférence de l'eau déminéralisée.
La composition de démoulage selon l'invention est de préférence une émulsion.
Une émulsion est généralement un mélange substantiellement homogène d'au moins deux substances liquides non miscibles, une première substance étant dispersée dans une seconde substance sous forme de gouttelettes. Dans les émulsions selon l'invention, le diamètre moyen des gouttelettes est, de préférence, inférieur à environ 10 micromètres.
De préférence, la stabilité de la composition de démoulage est d'au moins environ 1 jour à 25°C, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à environ 2 jours, en particulier supérieure ou égale à environ 5 jours. Par « stabilité » de la composition de démoulage, on entend que la composition de démoulage reste sous la forme d'une émulsion, avec substantiellement aucune agglomération des gouttelettes ; de préférence le diamètre moyen des gouttelettes de l'émulsion reste inférieur à environ 10 micromètres. La stabilité peut également être évaluée visuellement.
La composition de démoulage selon l'invention peut comprendre une huile ou un mélange de différentes huiles. Les huiles utilisées dans la composition selon l'invention sont des matières essentiellement hydrocarbonées liquides à température ambiante et non miscibles avec l'eau. Les huiles permettent de réduire le coefficient de frottement et facilitent de ce fait le démoulage. Ces huiles comprennent les huiles minérales, animales et végétales. Les huiles animales et végétales peuvent aussi être synthétiques, en utilisant des acides gras d'origine animale ou végétale.
De préférence, l'huile est une huile végétale ou animale. En effet, elles sont plus polaires et on constate que les pièces moulées présentent un aspect de surface plus homogène, avec notamment une diminution de l'apparition de bulles. En outre, les huiles minérales sont soumises à une réglementation stricte au niveau de leur décharge.
De préférence, l'huile est une huile d'origine végétale. En effet, les huiles d'origine végétale contiennent des fonctions qui sont susceptibles d'être saponifiées en milieu alcalin pour donner un alcool et un sel, par exemple un sel de calcium.
Particulièrement préférée est une composition de démoulage dans laquelle l'huile d'origine végétale comprend un ou plusieurs composés choisis parmi les esters d'acides gras, et notamment les triglycérides d'acides gras, les esters d'acides gras de neopentylpolyol, les esters d'acides gras de triméthylolpropane et les esters de diglycérol. Les huiles végétales peuvent être des huiles obtenues directement de sources végétales ou des huiles dont la molécule comprend des groupements chimiques, par exemple des résidus d'acide gras, d'origine végétale.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, la composition de démoulage comprend de 1 1 à 19 %, de préférence de 12 à 18 %, encore plus préférentiellement de 13 à 17 %, en masse d'huile par rapport à la masse de la composition de démoulage.
La composition de démoulage selon l'invention peut comprendre un agent hydrofuge ou un mélange de différents agents hydrofuges. L'agent hydrofuge peut être un agent hydrophobe, et est généralement un produit déperlant, visant à réduire la pénétration de l'eau dans le matériau. La composition de démoulage peut notamment comprendre à titre d'agent hydrofuge des produits à base de silicones, de silanes, de siloxanes ou des sels métalliques d'acides gras. L'agent hydrofuge est de préférence un produit à base de silicones, de silanes, de siloxanes, encore plus préférentiellement un polydiméthylsiloxane ou un dérivé de polydiméthylsiloxane. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la composition de démoulage comprend de 1 ,5 à 4 %, de préférence de 2,5 à 3 %, en masse de l'agent hydrofuge par rapport à la masse de la composition de démoulage.
Le tensioactif utilisé selon l'invention est non-ionique. Un tensioactif est un composé qui diminue la tension superficielle d'un liquide et/ou qui abaisse la tension d'interface entre deux liquides ou entre un liquide et un solide La valeur HLB d'un tensioactif peut être obtenue auprès des fabricants. La mesure du HLB d'un tensioactif peut se faire expérimentalement à température ambiante à partir d'une gamme de solvants de HLB définis ; par préparation de leurs émulsions et examen des stabilités de celles-ci.
La valeur HLB d'un tensioactif non-ionique ayant une structure moléculaire simple peut être calculée selon la méthode de Griffin décrite dans le document « Calculation of HLB Values of Non-lonic Surfactants » Journal of the Society of Cosmetic Chemists 5 (1954): 259. Le rapport HLB pour un tel tensioactif non-ionique est donné par la relation suivante :
HLB=M h /Mx20
où M est la masse de la molécule de tensioactif et M h est la masse de la partie hydrophile de la molécule de tensioactif. Le HLB selon la méthode de Griffin varie de 0 à 20, 0 étant attribué à un produit totalement hydrophobe et 20 à un produit totalement hydrophile. Il est entendu que la valeur calculée selon la méthode de Griffin ne peut pas excéder 20. Cependant les valeurs HLB de certains tensioactifs, en particulier des tensioactifs anioniques, peuvent dépasser 20 quand elles sont mesurées expérimentalement.
Dans la présente description, y compris les revendications qui l'accompagnent, sauf indication contraire, les valeurs HLB sont obtenues auprès du fabricant du tensioactif ou sont mesurées expérimentalement.
Les valeurs HLB sont aussi disponibles dans les publications. Par exemple, page
40 de « Surfactants : fundamentals and applications in the petroleum industry », Laurier Lincoln Schramm, Cambridge University Press 2000, liste plusieurs valeurs HLB, incluant les suivantes :
Tensioactifs non-ioniques
Sorbitan monolaurate (SPAN™ 20) 9
Monostéarate de glycérol 1 1
Polyoxyéthylène(10) cétyl éther (BRIJ™56) 13
Polyoxyéthylène sorbitan monooléate (TWEEN™80) 15 Tensioactifs anioniques
Octadécanoate de sodium 18
Dodécanoate de sodium 21
Octanoate de sodium 23
Dioctyl sodium sulphosuccinate 32
Sodium heptadécyl sulphate 38
Sodium dodécyl sulphate 40
Sodium octyl sulphate 42 Le HLB est une propriété qui s'additionne ; le HLB d'un mélange de plusieurs tensioactifs est la moyenne des HLB de ces tensioactifs, compte tenu des proportions du mélange. Un mélange de 20 % d'un produit de HLB 6 avec 80 % d'un produit de HLB 14 a un HLB de :
6 x 0,2 + 14 x 0,8 =12,4 Les valeurs HLB du tensioactif non-ionique ou du mélange de tensioactifs utilisé dans les compositions selon l'invention sont de préférence de 8 à 20, plus préférentiellement de 8 à 19, par exemple de 8 à 18,5. Les valeurs HLB supérieures à 10 sont préférées, plus préférentiellement supérieures à 13.
Les tensioactifs non ioniques peuvent être classés en fonction de la nature de la liaison entre les parties hydrophile et hydrophobe de la molécule, par exemple les esters et les éthers.
Les esters comprennent les esters de glycol (par exemple les esters avec les acides gras, par exemple le stéarate d'éthylène glycol), les esters de glycérol (par exemple les esters avec les acides gras, par exemple le stéarate de glycérol), les esters de polyoxyéthylèneglycol (obtenus par exemple par l'action d'oxyde d'éthylène sur un acide gras ou un mélange d'acides gras) et les esters de sorbitan, par exemple les esters de sorbitan polyoxyéthyléniques, appelés Tweens ou polysorbates et les esters osidiques (glucosidiques) (comprenant les esters de sucre (par exemple de saccharose)).
Les Tweens comprennent les Tweens 20, 60, 80 dans lesquels les numéros représentent l'acide gras présent dans la molécule. Le monolaurate est identifié par 20, le monostéarate par 60 et le monooléate par 80. Les esters de sucre comprennent un groupement osidique (glucosidique) hydrophile et une chaîne grasse hydrophobe. Les éthers comprennent les éthers d'alcools gras et de polyoxyéthylèneglycol. Le tensioactif est, par exemple, un dérivé alkyl alcoxylé dont les chaînes alkyl sont de préférence basées :
- sur un alcool gras (linéaire ou ramifié, saturé, insaturé ou polyinsaturé, de préférence linéaire) ; ou
- sur un polypropylène glycol ou polybutylène glycol (par exemple les polymères par blocs EO-PO-EO et les polymères PO-EO dans lesquelles le symbole EO signifie l'éthylèneoxy et le symbole PO signifie le propylèneoxy) ; ou le tensioactif est, par exemple un ester de sucre (incluant un dérivé de sucre) ; le sucre est de préférence le sucrose (saccharose);
Le tensioactif est de préférence un dérivé alkyl alkoxylé, par exemple un alcool gras éthoxylé qui comprend au moins une chaîne alkylée combinée à quelques unités d'oxyde d'éthylène. L'alcool gras éthoxylé comprend préférentiellement une chaîne alkyle de 6 à 22 atomes de carbone et plus préférentiellement de 10 à 14 atomes de carbone.
Les groupes polyalkoxy, par exemple EO et PEO, comprennent de préférence à une extrémité un groupe alkyle en C1 à C4, par exemple un méthyle ou un butyle.
Selon un autre exemple de réalisation de l'invention, la composition selon l'invention comprend un mélange de tensioactifs non ioniques et anioniques ayant une valeur HLB supérieure à 8.
Les tensioactifs anioniques libèrent une charge négative (anion) en solution aqueuse. Ils ont une balance Hydrophile/Lipophile (HLB) relativement élevée (8 à 45). Ils orientent l'émulsion dans le sens Huile/Eau (H/E). Les tensioactifs anioniques sont généralement compatibles avec les tensioactifs non-ioniques. Ils ne sont généralement pas compatibles avec les tensioactifs cationiques.
Les tensioactifs anioniques comprennent les savons, les dérivés sulfatés et les dérivés sulfonés. Ils sont des sels d'acides gras, de formule générale RCOOM (R = une longue chaîne hydrocarbonée ; M = un métal, par exemple un métal alcalin, un métal alcalino terreux ou une base organique). Selon la nature du groupement M, ces tensioactifs comprennent les savons alcalins (par exemple les savons de Na+, K+ ou NH 4 +), les savons métalliques (par exemple de calcium) et les savons organiques (savon de triéthanolamine par exemple, y compris le stéarate de triéthanolamine).
Les dérivés sulfatés comprennent les sulfates d'acides gras, par exemple le laurylsulfate de sodium et le laurylsulfate de triéthanolamine, très utilisés comme agents émulsionnants.
Les dérivés sulfonés comprennent le dioctylsulfosuccinate de sodium. Dans la présente description, y compris les revendications qui l'accompagnent : les alcools gras et les acides gras comprennent un groupement lipophile comprenant généralement de 6 à 32 atomes de carbone, de préférence 8 à 22 atomes de carbone, plus préférentiellement de 8 à 18 atomes de carbone ; et
les groupements alkoxylés comprennent généralement de 1 à 100 groupes alkoxy, de préférence 3 à 30 groupes alkoxy, plus préférentiellement de 8 à 18 groupes alkoxy, dans lesquels le groupe alkoxy est de préférence propylèneoxy ou plus préférentiellement éthylèneoxy.
De préférence, la composition de démoulage comprend au moins 1 % du tensioactif par rapport à la masse de la composition de démoulage. Les inventeurs ont en effet mis en évidence que lorsque la composition de démoulage comprend au moins 1 % du tensioactif par rapport à la masse de la composition de démoulage, la stabilité de la composition de démoulage est généralement d'au moins 2 jours. De préférence, la composition de démoulage comprend au moins 1 ,2 % du tensioactif par rapport à la masse de la composition de démoulage. Les inventeurs ont en effet mis en évidence que lorsque la composition de démoulage comprend au moins 1 ,2 % du tensioactif par rapport à la masse de la composition de démoulage, la stabilité de la composition de démoulage est généralement d'au moins 5 jours. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la composition de démoulage comprend de 1 à 2 %, de préférence de 1 ,2 à 1 ,5 %, en masse du tensioactif par rapport à la masse de la composition de démoulage.
Un sel de calcium est un composé qui comprend un ion de calcium et un contre- ion inorganique ou organique. Les sels de calcium utilisés selon l'invention sont préférentiellement hydrosolubles ; l'hydrosolubilité est préférentiellement supérieure à 2 g / 100 ml à 20°C. Particulièrement visés sont les halogénures de calcium comme le chlorure ou le bromure ; le thiocyanate de calcium ; l'hydroxyde de calcium ; les sels d'ions azotés comme le nitrate ou nitrite de calcium ; les sels d'ions soufrés comme le sulfate, le sulfite ou le bisulfite de calcium ; ou les sels d'acides carboxyliques ou hydroxycarboxyliques tels que les lactates. Le sel de calcium est de préférence choisi parmi le chlorure, le bromure, le nitrite et le thiocyanate de calcium. Le sel de calcium est de préférence le thiocyanate de calcium. Généralement, une concentration faible de sels de calcium, de l'ordre de 0,1 % en masse par rapport à la masse de la composition de démoulage est suffisante pour améliorer l'aspect de surface des pièces moulées. Aussi, la composition de démoulage contiendra en général 0, 1 à 1 % en masse de sel de calcium exprimé en termes de sel anhydre. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la composition de démoulage comprend de 0,2 à 0,6 %, de préférence de 0,25 à 0,5 %, en masse de sel de calcium par rapport à la masse de la composition de démoulage.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, la composition de démoulage comprend de 71 à 88 %, de préférence de 75 à 85 %, encore plus préférentiellement de 77 à 83 %, en masse d'eau, notamment d'eau déminéralisée, par rapport à la masse de la composition de démoulage.
La composition de démoulage peut comprendre en outre d'autres matériaux, par exemple un ou plusieurs composés choisis parmi un stabilisant, un dispersant, un conservateur, un solvant, un épaississant, un agent de thixotropie, un agent biocide ou un pigment.
Parmi les pigments, on peut citer en particulier les pigments inorganiques tels que notamment les oxydes ou hydroxydes de métaux tels que le fer, le chrome, le titane, le cobalt, l'aluminium ou le manganèse, leurs mélanges et composés mixtes, ainsi que le noir de carbone. On utilisera de préférence le dioxyde de titane et/ou les oxydes de fer, cobalt ou chrome. Ces pigments inorganiques et leurs mélanges sont connus en soi et commercialisés notamment par la société Chryso, France.
Le dioxyde de titane, en vertu de ses propriétés photocatalytiques, peut également être utilisé comme agent de dépollution.
Le matériau à prise hydraulique peut être teinté également à l'aide de pigments organiques comme par exemple le catéchol ou le bleu de bromothymol.
On choisira cependant préférentiellement des pigments inorganiques.
Ces pigments peuvent être ajoutés en des quantités variables, mais généralement dans la plage de 2 à 70 %, de préférence 5 à 40 % en masse par rapport à la composition de démoulage finale.
La présente invention se rapporte également à un procédé de préparation d'une composition de démoulage selon l'invention, le procédé comprenant une étape de mise en contact entre un agent hydrofuge, une huile, un tensioactif non-ionique et un sel de calcium autre que le borate de calcium ou un sel de calcium d'un acide gras, et de l'eau.
La présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication de la composition de démoulage telle que définie précédemment comprenant les étapes suivantes :
- former une première émulsion de l'agent hydrofuge, la première émulsion comprenant une partie du tensioactif ;
- former une deuxième émulsion de l'huile, la seconde émulsion comprenant le reste du tensioactif ; - former une solution du sel de calcium ; et
- mélanger la solution du sel de calcium, la première émulsion et la deuxième émulsion.
De préférence, la solution du sel de calcium est tout d'abord mélangée à la première émulsion de l'agent hydrofuge pour obtenir une troisième émulsion. La deuxième émulsion de l'huile est ensuite mélangée à la troisième émulsion.
La première émulsion de l'agent hydrofuge peut être obtenue en mélangeant de l'eau et ladite partie du tensioactif, puis en introduisant l'agent hydrofuge.
La deuxième émulsion d'huile peut être obtenue en mélangeant de l'eau et ledit reste du tensioactif, puis en introduisant l'huile. L'ensemble est alors dilué avec de l'eau.
Etant donné que le sel de calcium est généralement peu soluble dans l'huile, on l'introduit de préférence sous forme de solution, notamment de solution aqueuse.
Le mélange des constituants est préférentiellement soumis à une étape supplémentaire d'émulsification pour réduire la taille des gouttelettes, par exemple à moins de 10 μηη. Cette émulsification peut être réalisée par des méthodes connues, par exemple à l'aide d'un émulsifiant haute pression utilisant une émulsification dynamique haute pression. Cela peut être réalisé en utilisant, par exemple, un Emulsiflex C3. Plus d'un passage dans l'émulsifiant peut être réalisé ; dans ce cas, l'émulsion est de préférence refroidie à une température inférieure à 25°C avant chaque passage. L'émulsion selon l'invention comprend de préférence des gouttelettes ayant une distribution étroite de taille de particules, par exemple une distribution qu'il est possible d'obtenir en utilisant un Emulsiflex C3.
L'invention se rapporte également à un procédé de préparation de pièces moulées en matériau à prise hydraulique, comprenant l'étape comprenant :
- enduire les parois d'un moule avec la composition de démoulage selon l'invention ;
- introduire dans le moule le matériau à prise hydraulique à l'état frais ; et
- retirer la pièce du moule après durcissement du matériau à prise hydraulique.
Le matériau à prise est un mélange d'au moins un liant hydraulique, avec de l'eau, éventuellement des granulats, éventuellement des adjuvants, par exemple des adjuvants conformément à la norme EN 934-2, et éventuellement des additions minérales. Un liant hydraulique est un composé qui prend et durcit après hydratation y compris les liants hydriques. Le liant hydraulique utilisé selon l'invention peut en particulier être un plâtre, un ciment ou de la chaux hydraulique. De préférence, le liant hydraulique selon l'invention est un ciment, par exemple un ciment Portland. Le matériau à prise hydraulique comprend un matériau à l'état frais ou durci. Le matériau à prise hydraulique utilisé selon l'invention peut être, par exemple, un coulis de ciment, un mortier, un béton ou un coulis de chaux hydraulique. Préférentiellement, le matériau à prise hydraulique est un coulis de ciment, un mortier ou un béton. Le matériau à prise hydraulique peut être par exemple un béton comme le béton hautes performances (BHP), le béton ultra hautes performances (BUHP), le béton autoplaçant, le béton autonivelant, le béton autocompactant, le béton fibré, le béton prêt à l'emploi, le béton de chantier, le béton moussé, le béton léger, le béton préfabriqué, le béton lourd, le béton extrudé, le béton calandré, le béton coloré ou le béton précontraint. Les bétons comprennent également les bétons ayant subi une opération de finition telle que le béton bouchardé, le béton désactivé ou lavé, ou le béton poli. Le béton prêt à l'emploi comprend un béton présentant un temps ouvert d'ouvrabilité suffisant pour permettre le transport du béton jusqu'au chantier où il sera coulé. Le béton comprend les mortiers ; dans ce cas précis le béton comprend un mélange d'un liant hydraulique, de sable, d'eau et éventuellement d'additifs et éventuellement d'additions minérales. Le béton comprend le béton frais ou le béton durci.
La prise comprend le passage à l'état solide du liant hydraulique par réaction d'hydratation. La prise est généralement suivie par la période de durcissement. Avant la prise, le béton est dit frais, ou à l'état frais.
Les granulats peuvent être des graviers, des gravillons et/ou du sable. Le ciment
Portland peut être, par exemple un ciment de type CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV ou CEM V selon la norme « Ciment » NF EN 197-1 . Les additions minérales peuvent être un matériau minéral finement divisé utilisé dans le béton ou le ciment afin d'améliorer certaines propriétés ou pour lui conférer des propriétés particulières. Il s'agit, par exemple, des cendres volantes (par exemple telles que définies dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.4 ou telles que définies dans la norme « Béton » EN 450), des matériaux pouzzolaniques (par exemple tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.3), des fumées de silice (par exemple telles que définies dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.7 ou telles que définies dans la norme « Béton » prEN 13263 :1998 ou NF P 18-502), des laitiers (par exemple tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.2 ou tels que définis dans la norme « Béton » NF P 18-506), des schistes calcinés (par exemple tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.5), des additions calcaires (par exemple telles que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.6 ou telles que définies dans la norme « Béton » NF P 18-508) et des additions siliceuses (par exemple telles que définies dans la norme « Béton ») NF P 18-509) ou leurs mélanges.
De préférence, l'enduction du moule est réalisée par pulvérisation.
L'enduction du moule avec la composition de démoulage peut être réalisée par des moyens connus en soi, par exemple par application au pinceau, au chiffon, ou rouleau, par trempage ou encore par pulvérisation, ce dernier mode d'application étant préféré.
La quantité de composition de démoulage à appliquer est généralement choisie de manière à être suffisante pour former un film continu sur l'ensemble de la surface du moule destinée à être en contact avec le matériau à prise hydraulique. L'épaisseur du film d'huile formé est généralement suffisante pour produire un film sec ayant une épaisseur de l'ordre de 1 à 15 micromètres.
Ainsi, la quantité de composition de démoulage dépend de sa viscosité et donc de sa formulation. Le matériau et la topologie du moule peuvent également être des facteurs à considérer.
A titre indicatif, il est généralement suffisant d'appliquer 5 à 30 g/m 2 , de préférence 5 à 20 g/m 2 , par exemple 5 à 15 g/m 2 d'une composition de démoulage ayant, par exemple une viscosité inférieure ou égale à 50 mPa.s à température ambiante sur un moule, par exemple un moule métallique. La quantité appliquée sera plus importante sur des moules absorbants, par exemple en bois, ou pour une formulation de viscosité plus élevée.
La composition de démoulage sur le moule est généralement mise à sécher. Le temps de séchage dépend des conditions ambiantes, mais est généralement de 10 heures ou plus.
La composition de démoulage est efficace sur des moules de matériaux différents.
On peut ainsi citer notamment les moules métalliques, en bois, en bois bakélisé ou encore en polymère.
Les pièces moulées à partir de moules ainsi traités sont généralement facilement démoulées et présentent généralement des aspects de surface homogènes. En particulier, on constate généralement :
- une bonne homogénéité de teinte ;
- une coloration plus durable ;
- une diminution des bulles visibles en surface ; et /ou
- la possibilité de conférer des propriétés hydrofugeantes. L'utilisation de la composition de démoulage décrite permet ainsi l'accès à des pièces moulées d'aspect esthétique compatible avec une application exigeante, par exemple pour des parements non recouverts après décoffrage.
L'invention se rapporte également à une pièce moulée susceptible d'être obtenue par le procédé de l'invention, notamment dans laquelle le matériau à prise hydraulique est un matériau à base de ciment, notamment un béton. Les pièces moulées peuvent être des éléments pour le domaine de la construction, par exemple un mur, une cloison, une contre-cloison, un plafond, une poutre, un plan de travail, un pilier, une pile de pont, un parpaing, un bloc en béton cellulaire, un tuyau, une canalisation, un poteau, un escalier, un panneau, une corniche, un moule, un élément de voirie (par exemple une bordure de trottoir), une tuile, un élément en béton extrudé et des carreaux de plâtre.
Dans la présente description, y compris les revendications qui l'accompagnent : les pourcentages sont exprimés en masse, sauf indication contraire.
La taille et la distribution de taille des gouttelettes sont mesurées en utilisant un granulomètre à laser de marque Malvern MS2000. La mesure est effectuée dans l'eau. La source de lumière consiste en un laser rouge He-Ne (632 nm) et une diode bleue (466 nm). Le modèle optique est celui de Mie et la matrice de calcul est de type polydisperse.
L'appareil est contrôlé avant chaque utilisation au moyen d'un échantillon standard (silice Sifraco C10), pour lequel la distribution de taille de particules est connue.
Les mesures sont réalisées avec les paramètres suivants : vitesse de pompe de 2300 rpm and vitesse d'agitation de 800 rpm. L'échantillon est introduit en vue d'établir un obscurcissement entre 10 et 20 %. La mesure est effectuée après stabilisation de l'obscurcissement. Une mesure est réalisée pendant 15 secondes (15000 images analysées). Sans vider la cellule, la mesure est répétée au moins deux fois pour vérifier la stabilité des résultats et l'élimination d'éventuelles bulles.
L'invention sera décrite plus en détail dans les exemples suivants non limitatifs. EXEMPLES
Dans les exemples, les produits et matériaux utilisés sont disponibles auprès des fournisseurs suivants : Produit ou matériau Fournisseur
(1 ) Ciment Portland Lafarge-France, site Le Havre
(2) Sable 0/4 mm Lafarge France, site
St Bonnet La Petite Craz
(3) Superplastifiant GLENIUM® 27 BASF
(4) Biocide ACTICIDE® MBS THOR
(5) Tensioactif SLOVASOL® 241 1 (HLB=13,8) SASOL
(6) Silicone DOW CORNING® 230 Fluid DOW CORNING
(7) Huile RESINOLINE E 500™ DRT
(8) Tensioactif LUTENSOL® TO 109 (HLB=14,2) BASF
(9) Tensioactif DISPONIL® FES 61 (HLB=42.5) BASF
(10) TEGOSIVIN® HL 250 DEGUSSA Le ciment Portland est un CEM I 52.5N CE CP2 NF. L'adjuvant GLENIUM® 27 est un superplastifiant du type polycarboxylate de polyoxyde d'alkylène. Le produit ACTICIDE® MBS est un agent biocide qui comprend un mélange de méthylisothiazolinone et de benzylisothiazolinone. Le produit SLOVASOL® 241 1 est un tensioactif qui comprend un mélange dodécyl- et tétradécyl- polyéthylèneglycol. Le produit DOW CORNING® 230 Fluid est une silicone qui comprend un polydiméthylsiloxane. L'huile RESINOLINE E 500™ est une huile d'origine végétale qui comprend un ester de pentaérythritol d'acide gras de tall-oil. Le produit LUTENSOL® TO 109 est un tensioactif qui comprend un alcool gras éthoxylé à 10 groupes oxyde d'ethylène. Le produit DISPONIL® FES 61 est un tensioactif comprenant un alkyl éther sulfate ayant 50 groupes d'oxyde d'éthylène. Le produit DOW CORNING® 230 Fluid est un agent hydrophobe basé sur des silanes et siloxanes fonctionnalisés. TEGOSIVIN® HL 250 est une formulation hydrofuge sans solvant à base de silanes et siloxanes fonctionnels. EXEMPLE 1
Composition de démoulage selon l'invention n°1
D'une part, une émulsion de silicone a été réalisée. Pour ce faire, une première solution aqueuse a été réalisée en mélangeant 91 ,95 parties en masse d'eau déminéralisée par rapport à la masse de l'émulsion de silicone, 0,05 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion de silicone, de l'agent biocide ACTICIDE® MBS et 1 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion de silicone, du tensioactif non ionique SLOVASOL® 241 1 . A la solution obtenue ont été ajoutées petit à petit pendant 5 minutes 7 parties en masse, par rapport à la masse de l'émulsion de silicone, de silicone DOW CORNING® 230 Fluid, le mélange étant agité au moyen d'un mélangeur Ultra-Turrax muni d'un outil de dispersion à géométrie rotor/stator tournant à une vitesse de rotation de 17000 tours/min (avec deux pales identiques d'agitation S25N-18G qui sont référencées sous le même numéro : MALX-173-2006/08). L'émulsion grossière obtenue a été affinée dans un Homogénéisateur Haute Pression (HHP) modèle Emulsiflex C3 à une pression à 1500 bars selon la séquence suivante : premier passage, premier refroidissement à une température inférieure à 25°C pour atteindre une température moyenne d'émulsion inférieure à 25°C, deuxième passage et deuxième refroidissement à une température inférieure à 25°C.
D'autre part, une émulsion d'huile végétale a été réalisée. Pour ce faire, une seconde solution a été réalisée en mélangeant 1 ,5 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion d'huile végétale, d'eau déminéralisée, 0,05 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion d'huile végétale, de l'agent biocide ACTICIDE® MBS et 1 ,5 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion d'huile végétale, d'un tensioactif non ionique SLOVASOL® 241 1 . La seconde solution a été agitée avec un mélangeur Rayneri muni d'une pale circulaire à aileron biseauté à une vitesse fixée par la position 4 du variateur de vitesse pendant laquelle sont ajoutées petit à petit 25 parties en masse, par rapport à la masse de l'émulsion d'huile végétale, de l'huile végétale RESINOLINE E 500™. Le produit obtenu a été dilué en ajoutant petit à petit 71 ,95 parties en masse, par rapport à la masse de l'émulsion d'huile végétale, d'eau déminéralisée, en maintenant l'agitation avec un mélangeur Rayneri.
La composition de démoulage selon l'invention a été réalisée en mélangeant successivement 38,3 parties en masse, par rapport à la masse de la composition de démoulage, de l'émulsion de silicone et 0,4 partie en masse par rapport à la masse de la composition de démoulage, d'une solution de sel de thiocyanate de calcium (produit commercialisé par la société BALLU CHIMIE et à 50 % de thiocyanate de calcium en masse), puis en ajoutant à l'ensemble 61 ,3 parties en masse, par rapport à la masse de la composition de démoulage, de l'émulsion d'huile végétale. Le mélange a été réalisé sous agitation magnétique
La stabilité de la composition de démoulage selon le présent exemple de réalisation est de 10 jours. La stabilité a été observée visuellement en laissant la composition de démoulage au repos dans un récipient transparent. La composition de démoulage est considérée comme stable tant qu'il n'est pas observé le début de formation d'au moins deux phases distinctes l'une sur l'autre. La formulation de la composition de démoulage selon le présent exemple réalisation de l'invention est détaillée dans le tableau 1 suivant :
Tableau 1 : Composition de démoulage selon l'invention n°1
EXEMPLE 2
Composition de démoulage selon l'invention n°2
La composition de démoulage selon l'invention n°2 a une formulation proche de la formulation de la composition de démoulage selon l'exemple n°1 à la différence que le tensioactif est un mélange de LUTENSOL® TO 109 et de DISPONIL® FES 61 dans des proportions 85/15 en masse totale de tensio-actif et que l'agent hydrophobe est le produit TEGOSIVIN® HL 250. La stabilité de la composition de démoulage est de 1 jour à température ambiante.
Tableau 2 : Composition de démoulage selon l'invention n°2
Produit Quantité (% en masse des matières
premières pour 100g de la composition de démoulage)
Agent hydrophobe U
TEGOSIVIN® HL 250
Huile végétale 15
RESINOLINE E 500™
Tensioactif 0,954
LUTENSOL® TO 109
Tensioactif 0,17
DISPONIL® FES 61
Agent biocide 0,05
ACTICIDE® MBS
Thiocyanate de calcium 0,125
(exprimé en matériau sec)
Eau déminéralisée 82,01 1 Pour la fabrication de l'émulsion finale, une première solution aqueuse a été réalisée, sous agitation à l'Ultra-Turrax, tournant à une vitesse de rotation de 5000 tours/min, en mélangeant :
- 81 ,77 parties en masse, par rapport à la masse de l'émulsion finale, d'eau déminéralisée ;
- 0,05 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion de l'émulsion finale, de l'agent biocide ACTICIDE® MBS (THOR) ;
- 0,25 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion de l'émulsion finale, d'une solution de sel de thiocyanate de calcium commercialisée par la société BALLU CHIMIE et à 50 % de thiocyanate de calcium en masse ;
- 0,954 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion finale, du tensioactif non ionique LUTENSOL® TO 109 (BASF) ; et
- 0,17 partie en masse, par rapport à la masse de l'émulsion finale, du tensioactif DISPONIL® FES 61 (BASF).
A cette solution aqueuse ont été ajoutées successivement, sous agitation Ultra-
Turrax, tournant à une vitesse de 10000 tours/min :
- 15 parties en masse, par rapport à la masse de l'émulsion de l'émulsion finale, de l'huile végétale RESINOLINE E 500™ (DRT) ; et
- 1 ,7 parties en masse, par rapport à la masse de l'émulsion de l'émulsion finale, du silicone TEGOSIVIN® HL 250 (DEGUSSA).
La valeur HLB du mélange de tensioactifs 85/15 utilisé est :
(0.85 x 14.2) + (0.15 x 42.5) = 18.4
L'émulsion grossière obtenue a été affinée dans un Homogénéisateur Haute Pression (HHP) modèle Emulsiflex C3 à une pression à 1500 bars selon la séquence suivante : premier passage, premier refroidissement à une température inférieure à 25°C, pour atteindre une température moyenne d'émulsion inférieure à 25°C, deuxième passage et deuxième refroidissement à une température inférieure à 25°C.
EXEMPLE 3
Composition de démoulage de comparaison
Dans un récipient approprié, on a introduit 30 parties en masse d'huile de démoulage végétale (produit commercialisé par la société CHRYSO sous l'appellation CHRYSO®Dem EC02) puis on a laissé couler 35 parties en masse d'une solution aqueuse de chlorure de calcium (à 75 g/L) et 35 parties en masse d'une émulsion d'agent anti-efflorescence, hydrofugeante (produit commercialisé par la société BASF sous l'appellation RHEOMIX® 791 ). On a mélangé les 3 phases avec le mélangeur Ultra-Turrax et on a obtenu un mélange. La stabilité de la composition de démoulage selon le présent exemple de comparaison est de 0,5 heures (et non pas de plusieurs heures comme indiqué dans l'Exemple 3 de WO2008/087298).
EXEMPLE 4
Le comportement au démoulage des compositions de démoulage préparées selon les exemples 1 à 3 a été évalué pour des mortiers de la manière suivante.
Une quantité appropriée (20 g/m 2 ) de composition de démoulage a été appliquée après avoir été laissée au repos pendant 2 heures après la fabrication de la composition de démoulage sur des moules métalliques à l'aide d'un chiffon. Après séchage pendant environ 10 heures, un mortier selon la formulation du tableau 3 ci-dessous a été introduit dans le moule. La pièce a été ensuite démoulée après durcissement du mortier. Le même essai a été réalisé en utilisant une composition de démoulage après avoir été laissée au repos pendant 2 jours après la fabrication de la composition de démoulage.
Tableau 3 : Formulation de mortier
L'efficacité de la composition de démoulage a été appréciée au niveau de la facilité d'application, de la facilité de démoulage, de l'aspect de surface de la pièce moulée, de la présence de défauts de surface et de l'aspect de surface du moule lorsque la composition de démoulage a été utilisée 2 heures après sa fabrication et 2 jours après sa fabrication. Les résultats sont résumés dans le tableau 4 ci-après.
Les résultats sont comparés à ceux obtenus avec la composition de démoulage selon l'exemple 3 et évalués comme suit :
(+) meilleur
(o) équivalent
(-) Moins bon Tableau 4 : Evaluation des compositions de démoulage
Lorsque la composition de démoulage a été utilisée 2 heures après sa fabrication, on a constaté que la composition de démoulage selon l'exemple 1 et la composition de démoulage selon l'exemple 2 conduisent à une amélioration de l'aspect de surface des pièces et une diminution des défauts de surface tels que les bulles de surface. Par ailleurs, on a constaté que les pièces présentent une teinte plus homogène. D'autre part, les mortiers réalisés se sont démoulés aisément. Enfin, l'aspect des moules après démoulage a été amélioré (moins de poussiérage).
Toutefois, lorsque la composition de démoulage a été utilisée 2 jours après sa fabrication, on a constaté une amélioration des paramètres observés seulement pour la composition de démoulage selon l'exemple 1.
Next Patent: METHOD FOR SIMULATING THE GEOLOGICAL FORMATION OF A RIVER ZONE