Manipulation des mortiers spéciaux

Il existe aujourd’hui une très large gamme de mortiers spéciaux, correspondant à autant de types d’additifs que de besoins à satisfaire. Parmi eux figurent les mortiers monocouches colorés, les mortiers-colles, les mortiers expansifs, les mortiers autonivelants, les mortiers pour hautes températures ainsi que de nombreuses autres formulations spécifiques.

Le principal défi réside dans la manipulation des différents additifs entrant dans ces mélanges, car leurs caractéristiques physiques et chimiques peuvent varier considérablement d’un produit à l’autre.

Par exemple, le comportement d’une fibre telle que la laine de roche n’a rien de comparable à celui d’un pigment comme l’oxyde de fer lorsqu’il s’agit de son stockage, de son extraction depuis la zone de stockage ou de son transport jusqu’au processus de fabrication.

Il est pourtant courant de vouloir fabriquer une grande variété de ces mortiers dans une même installation, en utilisant les mêmes équipements sans tenir suffisamment compte des exigences propres à chaque produit.

Cette situation rend nécessaire le développement de nouveaux procédés, équipements et installations capables de manipuler correctement chacun de ces composants.

À l’heure actuelle, dans une grande partie des mélanges spéciaux contenant des produits au comportement complexe, le dosage est encore réalisé manuellement. Cela entraîne des risques pour les opérateurs chargés de manipuler ces produits et rend difficile le maintien d’une qualité constante ainsi que d’une homogénéité optimale du mortier dans le temps.

Il est donc indispensable de développer de nouveaux composants pour les équipements de transport, de dosage et de mélange afin d’automatiser ces opérations et de supprimer toute intervention manuelle.

La majorité des additifs peuvent être dosés au moyen de systèmes à vis sans fin. Toutefois, les doseurs et agitateurs industriels conventionnels ne permettent généralement pas une extraction et un mélange adaptés à ce type de matériaux.

La conception des pales de l’agitateur, ainsi que le type et la géométrie de la spire de la vis, sont des facteurs déterminants pour assurer une extraction régulière et continue du produit. Cet aspect est essentiel car, dans les procédés de dosage continu, toute interruption de l’alimentation compromet la qualité du mélange final.

Les principaux problèmes associés à ce type d’additifs, qui génèrent également des difficultés de traitement, sont les suivants :

• Forte cohésivité.
• Hygroscopicité.
• Déliquescence.
• Décomposition chimique sous l’effet de l’humidité ou de la température.
• Défibrage par frottement.
• Enchevêtrement des fibres.
• Rupture des grains.
• Formation de voûtes dans les trémies et les silos.
• Formation de cheminées ou de canalisations internes dans les trémies et les silos.

L'utilisation de ces matériaux représente d'importants défis techniques pour les fabricants de machines et d'équipements conventionnels, puisqu'elle impose le dosage et le mélange de composants présentant des densités très différentes.

C'est notamment le cas des mortiers allégés, dans lesquels les composants principaux présentent des densités comprises entre 100 et 150 kg/m³, tandis que certains additifs peuvent atteindre une densité de 1 500 kg/m³. À cette différence de densité s'ajoute une très forte disproportion entre les quantités utilisées de chaque composant.

Dans certaines formulations, il est nécessaire de doser seulement 1 kg d'additif pour 10 000 kg de composant principal.

Il s'agit d'un mélange particulièrement complexe qui nécessite un développement spécifique, tant des paramètres du procédé que de certains composants de l'installation, tels que la conception des pales de mélange, la vitesse de rotation de la machine ou encore le temps de mélange.

Développement d'équipements expérimentaux

Dans ce contexte, SOTECMA a identifié la nécessité de développer un procédé de dosage, de transport et d'application du mélange capable de fournir les conditions optimales permettant au produit d'exprimer pleinement son potentiel tout au long de sa durée de vie.

L'étude de la formulation constitue une partie essentielle du projet. Toutefois, la phase expérimentale est tout aussi indispensable, puisqu'il sera nécessaire de développer de nouveaux procédés et composants spécifiquement adaptés à ce type d'applications.

À cette fin, SOTECMA concevra et fabriquera des équipements exclusivement expérimentaux, destinés à offrir les conditions de travail nécessaires à la recherche et à la validation de nouvelles solutions.

Cette machine d'essai consistera en un prototype de démonstration conçu pour expérimenter des additifs présentant un comportement complexe, spécifiquement développé pour répondre aux incertitudes liées aux nombreuses variables intervenant dans la fabrication de mélanges spéciaux contenant des additifs.