BE1009303A3

BE1009303A3 - Briques incorporant de la laine de verre.

Info

Publication number: BE1009303A3
Application number: BE9500369A
Authority: BE
Original assignee: Isover B V
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1997-02-04
Also published as: WO1996033142A1; CZ379096A3; PL317831A1; NO965251L; NO965251D0; EP0770045A1

Abstract

L'invention est relative à des briques d'argiles cuites incorporant une certaine quantité de laine de verre. Selon l'invention, entre 2 et 25 % en poids de déchets de fibres de verre sont incorporés à la pâte constituée essentiellement d'argiles. L'addition de ces fibres conduit à un séchage plus rapide des briques crues, une amélioration des propriétés mécaniques et une cuisson à température légèrement plus basse.

Description


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   BRIQUES INCORPORANT DE LA LAINE DE VERRE 
L'invention est relative à des briques à base d'argiles cuites incorporant une certaine quantité de laine de verre. 



   La production de briques, bien que faisant l'objet de techniques éprouvées, reste soumise à la nécessité d'améliorations notamment dans les coûts de production et/ou dans les caractéristiques des produits préparés. 



   Un poste important dans le coût de production est celui de l'énergie nécessaire pour la cuisson. Toute opération qui permet de réduire ce coût sans entraîner d'autres charges est donc particulièrement souhaitée. 



   Dans ce sens, l'usage de   fondants   dans la composition des briques est une mesure qui permet d'opérer la cuisson à température plus basse qu'avec l'argile seule. Le coût des matériaux habituellement susceptibles de servir de fondants ne conduit pas à un ensemble économiquement avantageux. 



   Les inventeurs ont mis en évidence que l'utilisation de sousproduits et déchets de l'industrie de la laine de verre pouvait conduire, lorsque ceux-ci sont incorporés en quantités adéquates, à des économies d'énergie pour la cuisson des briques. Les inventeurs ont aussi montré que cette même utilisation avait également d'autres effets secondaires avantageux comme de limiter le retrait au séchage ou de conduire à des 

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 produits de masse volumique allégée pour des performances mécaniques inchangées. 



  Dans la pratique, les sous-produits ou déchets de l'industrie de la laine de verre qui sont utilisables peuvent être très divers. Ils doivent essentiellement permettre une incorporation commode dans l'argile et conduire à une pâte non friable facilement travaillable. De tels produits sont notamment les fibres récupérées dans l'eau de lavage qui est utilisée en permanence dans les installations de production, notamment sur les convoyeurs et sur les parois des enceintes dans lesquelles les fibres nouvellement formées sont recueillies. Les fibres entraînées par ces eaux de lavage sont récupérées notamment par décantation ou filtration sous forme de gâteaux humides.

   En dehors de ces produits provenant directement des lignes de production, tout matériau de laine de verre, pour autant que les dimensions aient été ajustées comme indiqué plus loin, convient pour la mise en oeuvre de l'invention. Ce sont très largement les produits isolants eux-mêmes ou des fragments de ceux-ci qui constituent une fraction significative des laines produites. Dans ce cas, la possibilité d'incorporation est fonction principalement des dimensions des particules introduites dans l'argile. Intervient également dans la possibilité d'incorporation la teneur en fibres introduites. 



  Si l'industrie de production des laines de verre constitue la source de matériau la plus importante pour la mise en oeuvre de l'invention, une autre source est constituée par des matériaux usagés, en particulier les substrats horticoles en laine de verre. Ces produits, qui sont abondamment utilisés pour les cultures sans sol, sont renouvelés périodiquement, entre autres tous les ans ou tous les deux ans. Après une ou plusieurs cultures, ils ne présentent plus les qualités nécessaires notamment de stérilité. Les utilisateurs doivent être débarrassés de ces 

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 matériaux très volumineux dont   ils n'ont plus l'usage. Jusqu'à   présent, ces produits étaient mis en décharge ou servaient comme remblais industriels.

   Leur capacité à s'intégrer dans une pâte d'argile-ils sont en effet très facilement mouillables-en fait des produits bien adaptés pour la mise en oeuvre de l'invention. 



   Dans la pratique, les fibres de verre sont mélangées à l'argile humide sous forme soit de fibres non liées, comme celles récupérées dans les eaux de lavage, soit sous forme de particules de feutres de faibles dimensions. Ce dernier cas est notamment celui des produits récupérés après usage et qui sont à l'origine sous forme de feutres. Le feutre est, dans ce cas, déchiqueté ou broyé pour constituer des particules dont les dimensions sont telles qu'elles ne s'opposent pas à un mélange homogène avec l'argile en présence d'eau en quantité adéquate. Pour les produits habituellement déchiquetés, les dimensions des particules convenables sont ordinairement inférieures à 20 mm et, de préférence, inférieures à 10 mm.

   Dans ces conditions, indépendamment de leur structure initiale, le malaxage dans la pâte d'argile qui a pour but une bonne homogénéisation, aboutit à une bonne dissociation de ces particules. 



   Le taux de laine de verre introduite dans l'argile peut varier sensiblement selon l'importance de l'effet recherché, la nature exacte du matériau fibreux, les éventuels éléments étrangers qu'il contient, le taux d'humidité de la pâte mise en oeuvre, la nature de l'argile utilisée et le type de brique à obtenir, etc... Dans la pratique, pour obtenir une pâte qui se travaille convenablement et notamment qui ne soit pas trop friable et/ou ne nécessite pas une trop forte teneur en eau, le poids de matériau en fibres de verre ne dépasse pas 25 % du poids total à sec du mélange. 



   De préférence, ce pourcentage est inférieur à 15 %. 

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   Bien entendu, si des quantités très faibles de matériau fibreux peuvent être introduites, les effets obtenus seront également faibles. Pour cette raison, la teneur en fibres n'est normalement pas inférieure à 2 % et, de préférence, pas inférieure à 4 % en poids. 



   Pour obtenir une baisse significative de la température de cuisson, les inventeurs ont constaté par ailleurs l'intérêt dans la composition des fibres de verre utilisées d'avoir une certaine quantité de bore. La teneur en bore de ces fibres est au moins égale à 0.5 %. Dans la pratique, les compositions verrières mises en oeuvre dans la fabrication de laine d'isolation renferment des teneurs en bore de l'ordre de 2 à 20 % et, le plus fréquemment, de 4 à 15 % et sont bien adaptées à l'utilisation correspondant à l'invention. Dans les produits destinés à la culture horssol, le taux de bore est de l'ordre de 0.5 %. 



   La préparation du mélange argile/fibres de verre ne requiert qu'un malaxage des constituants. L'incorporation peut être faite progressivement pour assurer une meilleure homogénéité de la pâte. 



   Par rapport à l'utilisation   d'argile seule, le mélange argile/fibres   peut nécessiter une teneur en eau légèrement supérieure pour maintenir la plasticité adéquate. 



   L'invention est décrite de manière détaillée en faisant référence aux exemples de mise en oeuvre. 



   Trois séries d'essais ont été effectués avec respectivement : (A) de l'argile de rivière (de couleur bronze après cuisson), (B) la même argile additionnée de 10 % en poids de laine de verre d'isolation ne contenant pas de silicone, (C) la même argile additionnée de 10 % en poids de déchets de substrats horticoles. 



   Les compositions de ces verres peuvent être, par exemple, les suivantes : 

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<tb> 
<tb> Verre <SEP> isolation <SEP> Verre <SEP> horticole
<tb> SiO2 <SEP> 64. <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 5i02 <SEP> 61. <SEP> 63 <SEP> %
<tb> Al2O3 <SEP> 3. <SEP> 4 <SEP> % <SEP> SO3 <SEP> 0. <SEP> 28%
<tb> CaO <SEP> 7. <SEP> 2 <SEP> % <SEP> Fe203 <SEP> 0. <SEP> 19%
<tb> MgO <SEP> 3 <SEP> % <SEP> AI203 <SEP> 6. <SEP> 6 <SEP> %
<tb> Na20 <SEP> 15. <SEP> 75 <SEP> % <SEP> CaO7. <SEP> 4 <SEP> %
<tb> K20 <SEP> 1. <SEP> 15 <SEP> % <SEP> MgO <SEP> 2.45%
<tb> 8203 <SEP> 4. <SEP> 5 <SEP> % <SEP> 1 <SEP> Na20 <SEP> 17. <SEP> 6 <SEP> %
<tb> 503 <SEP> + <SEP> Fe203 <SEP> 0. <SEP> 9 <SEP> % <SEP> K20 <SEP> 1. <SEP> 4 <SEP> %
<tb> B2O3 <SEP> 0. <SEP> 4 <SEP> %
<tb> Ti02 <SEP> 2.

   <SEP> 05%
<tb> 
 
Les produits préparés ont fait l'objet d'une étude sur leur comportement au séchage. 



   Une première détermination est celle du coefficient de diffusion d'humidité (K) par le test de   Pfefferkorn  . Cette mesure permet de comparer l'aptitude des produits à sécher. Plus le coefficient est élevé, plus facile est le séchage des produits. Les taux respectifs de A, B et C sont : 4, 1 ; 4, 7 et 4, 9. 



   La mesure de la porosité des produits fait également ressortir une plus forte porosité pour les produits chargés de laine de verre. 



   La masse volumique des produits secs est également sensible à l'incorporation des fibres. Elle s'établit, toujours pour les produits A, B et 
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 3 C, à 1975, 1645 et 1800 kg/m3. Les produits préparés avec la laine de verre sont donc sensiblement de plus faible masse volumique. 



   La présence de laine de verre dans l'argile modifie aussi la stabilité dimensionnelle au séchage. Le retrait du produit sec par rapport à ses dimensions à l'état humide en % est respectivement de 7,8 ; 3,7 et 5,5. 

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 Les produits obtenus par l'incorporation de fibres de verre se déforment moins, en dépit du fait indiqué précédemment que la pâte à l'origine renferme   plus d'eau.   



   Globalement, les   mélanges argile/fibres   de verre conduisent donc à un meilleur séchage et à un moindre risque de déformation ou fissuration. 



   Des éprouvettes des trois produits ont été préparées pour étudier leurs caractéristiques mécaniques. Cet essai a été effectué sur des produits secs et n'ayant pas subi de cuisson. La résistance à la rupture à la flexion trois points s'établit respectivement à 1510,1860 et 1760 N. La présence des fibres accroît donc de manière très sensible la résistance à la flexion. 



   Des éprouvettes analogues sont cuites dans un four à gaz de laboratoire à   1050 C.   La masse volumique après cuisson est encore une fois sensiblement plus faible pour les produits selon l'invention. Les résultats sont 1780,1715 et 1690   kglm3.   



   Les produits sont enfin observés par analyse thermo-mécanique dans le courant de la cuisson. Pour cet essai, les échantillons sont placés dans un four auquel on applique une température croissant dans le temps à raison de 1  C/min. 



   Les variations dimensionnelles suivent l'évolution de la cuisson. 



  On compare le degré de cuisson par le taux de retrait. On se fixe une valeur de retrait de 1 % et on compare les températures correspondant à ces retraits. 



   Pour ces produits et par comparaison avec deux formés d'argile seule, le retrait de 1 % de B est atteint   40 C   plus bas et pour C   250C   plus bas. Cette différence sensible montre l'aptitude des produits selon l'invention à une cuisson dans des conditions plus économiques.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de briques dans lequel hors les matériaux traditionnels, essentiellement de l'argile, on incorpore dans la pâte humide des déchets de fibres de verre en quantité comprise entre 2 et 25 % en poids de matière sèche.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la teneur en fibres de verre est inférieure à 15 % en poids.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel les fibres introduites sont soit dissociées les unes des autres, soit sous forme de particules de feutres dont les dimensions ne sont pas supérieures à 20 mm.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel les fibres incorporées proviennent des rebuts de fabrication.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel les fibres incorporées proviennent de produits usagés d'application isolation ou des substrats de culture hors-sol usagés.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel les fibres incorporées présentent, dans leur composition, une teneur en bore comprise entre 0.5 et 20 % en poids.
7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel les fibres incorporées présentent, dans leur composition, une teneur en bore comprise entre 4 et 15 %.
8. Briques obtenues par le procédé selon l'une des revendications précédentes.