BE359827A - - Google Patents

Description

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  "Procédé de fabrication de matériaux cellulaires réfractaires"   La   présente invention a pour objet un procédé de fa- brication perfectionné de matériaux réfractaires cellulai- res en partant d'argiles réfractaires ou non   réfraotaires   et sans utiliser de matières organiques brûlant à la cuis- son pour donner naissance à la   structure   cellulaire, ce procédé utilisant à cet effet une poudre métallique   effer-'   vescente (gazogène) telle que la poudre d'aluminium ou de zinc . 



   Ce procédé simple, de mise en oeuvre peu coûteuse et de grand rendement permet de fabriquer facilement des ma- 

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 tériaux cellulaires durs, réfractaires et calorifuges pos- sédant malgré leur légèreté les mêmes qualités de résis- tance mécanique que les produits céramiques ordinaires , 
Ce procédé perfectionné consiste essentiellement à mélanger des argiles réfractaires ou non réfractaires et (ou) des ahamdtes ou du sable, de la   silice   ou des matières premières analogues, cuites ou non, avec du ciment Portland (ou son équivalent) et une poudre métallique effervescente propre à créer les cellules au sein de la masse, ensuite à ajouter de l'eau et à mélanger, malaxer ou brasser intime- ment les divers ingrédients pour en faire une barbotine,

   à oouler cette barbotine dans des moules de formes et   dimen-   sions suffisantes, puis une fois que la masse ainsi coulée s'est prise à froid, par suite de l'hydratation et de la cristallisation du ciment, à la démouler et à la laisser sécher, enfin à faire cuire lesblocs ainsi conformés et séchés à une température suffisante (1300  par exemple) pour déshydrater le ciment et fondre ou vitrifier totale  ment ou partiellement les ingrédients de l'agrégat, cette cuisson ayant   pour   effet de faire disparaître le ciment en obligeant ses silicates et aluminates à se combiner à la silice et aux silicates ou aluminates de l'agrégat pour donner naissance à d'autres silicates multiples réfractai- res qui confèrent au matériau cellulaire sa dureté et sa résistance mécanique . 



   Selon l'invention, l'argile, avant   d'être   mélangée au ciment Portland et à la poudre métallique effervescente, est préférablement chauffée à une température (200  à   1100    par exemple) inférieure à la température de cuisson finale mais suffisante pour la déshydrater sans la cuire et pour 

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   éviter.son   retrait puis criblée à la dimension appropriée pour perdre sa plasticité et constituer un premier agrégat. 



   En outre, selon   l'invention,   le pourcentage de ciment 
Portland   (ou   son équivalent) ajouté à   l'argile,   préféra-   blement   déshydratée et criblée comme indiqué plus haut, varie selon la résistance mécanique, le degré de féfrao- tairité et la densité que doit posséder le matériau une fois fini étant entendu qu'il faut ajouter plus de ciment que d'argile ou de chamotte si ce matériau doit être fai- blement réfractaire et très léger et davantage d'argile ou de chamotte s'il doit être plus réfractaire . 



   Au surplus, selon l'invention, il y a avantage à ajou- ter un certain pourcentage (10 % par exemple d'argile non cuite au mélange pour qu'après son façonnage, celui-ci prenne un léger retrait facilitant le démoulage', 
Enfin, selon l'invention, les moules utilisés qui peuvent être par exemple en bois, métal, plâtre,   été..   ont tout avantage à être rendus préalablement imperméables à lteau par graissage ou autrement, ces moules ne devant être remplis qu'à moitié ou aux deux tiers suivant la composi- tien de la barbotine puisque la réaction de   l'sau   sur les ingrédients provoque un dégagement de gaz faisant gonfler la masse, les bavures résultant de ce gonflement pouvant ainsi être facilement coupées au ras des moules,

   s'il est besoin   @   
La réalisation industrielle de ce procédé   perfectionné   peut comprendre, par exemple, la succession des phases opératoires suivantes 
1 - chauffer une argile réfraotaire de bonne quali- té à une température de 2000 à 1100  C. de façon à la 

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 déshydrater sans la /cuire puis, après broyage, la cribler à la dimension appropriée suivant la section des pièces réfractaires à obtenir de façon à lui enlever sa plasti- cité et à en faire un premier agrégat . 



   2 - Ajouter à la chamotte ainsi obtenue un pour- centage de ciment   Portland   (ou son équivalent) variant se- lon la résistance mécanique, le degré'de réfractairité et la densité désirée, par exemple ajouter plus de ciment que de chamotte pour obtenir un matériau de faible réfractai- rité mais très léger et davantage de chamotte pour obtenir un matériau plus réfractaire . 



   3 - Ajouter un certain pourcentage (10 % le plus souvent) d'argile non cuite pour qu'après façonnage le mé- lange prenne un léger retrait facilitant le démoulage . 



   4 - Incorporer au mélange une certaine quantité d'une poudre effervescente (par exemple de la poudre d'a- luminium ou de zinc) et faire une barbotine, par addition   d'eau,   en provoquant un mélange intime des divers ingré-   dients,   par un brassage ou malaxage vigoureux pendant 3 minutes au moins , 
50- Couler cette barbotine dans des moules en bois,   méta.,   plâtre ou toute autre matière convenable rendue im- perméable à l'eau par graissage ou autrement, ces moules ne devant être remplis qu'à moitié ou aux deux tiers sui- vant la composition de la barbotine puisque la réaction de l'eau sur les ingrédients en provoquant un dégagement de gaz au sein de la masse la fait gonfler, les bavures résul- tant de ce gonflement étant facilement coupées au ras des moules . 



   6 -   Quand   la masse a pris un retrait suffisant, 

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   @   démouler et laisser sécher les blocs ainsi senfermés et cuire (par exemple dans un four céramique) à une tempéra- ture supérieure à celle de la phase Ne 1, par   exem   à 1300  C. si ladite température a été 500  C. 



   L'exemple suivant porte sur un   matériau   de cestruc- tion cellulaire obtenu par ce procédé et possédant une densité de   0,9   et, après cuisson à 1250  C., une résistan- ce thermique et une réfractairité très satisfaisantes 
 EMI5.1 
 Ciment Portland ..................... 40 Chamotte d'argile réfractaire cuite en à go0 broyée et tamisée .,o.aù... 50 poids ) poias Argile ........ 10 - Aluminium pulvérulent ............... ojiz- 
On peut faciliter la réaction donnant   naissance   aux cellules en employant une eau de gâchage saponifiée ou non à 40  C. environ . 



   Il y a lieu de noter que, dans la succession des sus- dites phases opératoire s, c'est le ciment Portland   (en   son équivalent) qui permet la formation des cellules tout en donnant au 'bloc une résistance mécanique suffisante pour permettre son démoulage et sa manipulation avant la cuis- son finale . L'argile réfractaire cuite ou chamotte prend la place d'un agrégat quelconque lors du   gâchage   et de la prise du béton spécial obtenu pour jouer ensuite, en fin de cuisson, son rôle propre d'argile c'est-à-dire   d'agglomérant   et cela justement à partir du moment où le ciment , perdant son eau de cristallisation, peut tomber en poussière . 



   Il y a lieu de noter également que l'utilisation de ciment Portland (ou   ,on   équivalent) dans le présent   procédé   

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 n'est en quelque sorte   qu'un   artifice de fabrication puis- que les caractéristiques structurales et hydrauliques de ce ciment disparaissent lors de   la;cuisson   finale par com- binaison de ses silicates et aluminates avec la silice et les silicates ou aluminates de   l'agrégat,   ce qui donne naissance à d'autres silicates réfractaires multiples qui confèrent au matériau cellulaire sa dureté et sa solidité. 



  On voit donc que l'intervention de la chaleur est capitale, ce qui distingue très nettement ce procédé de deux qui opèrent à froid même quand ils font intervenir du ciment . 



  En réalité, le ciment Portland ou matière équivalente qui, dans la première phase du procédé, sert d'agglomérant es t rendu poreux par l'adjonction de la poudre effervescente (gazogène) de sorte que l'ensemble de la masse devient cel- lulaire et le reste après moulage et dessication, le ciment demeurant sans modification hydraulique tout d'abord à l'é- tat d'ingrédient de la barbojine puis de la masse prise et séchée .

   Lorsqu'ensuite on soumet la masse ainsi produite et manutentionnée à la cuisson finale (par exemple à 1300  U.) jusqu'au point de fusion ou de vitrification ou tout au moins de commencement de vitrification des silicates, les hydrates du ciment disparaissent complètement et il ne reste plus après refroidissement qu'une masse dure et ré- fractaire en tous points semblable à une brique réfractai- re sauf que les cellules qui ont été créées à froid au sein de l'agrégat très fluide subsistent comme si la cuisson fi- nale les avait en quelque sorte figées ou fossilisées en donnant ainsi naissance à une structure qui est non seule- ment réfractaire mais calorifuge et poreuse (cellulaire) . 



   En d'autres termes on peut dire que, dans ce procédé, 

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 on se sert de l'hydratation et de la cristallisation du ciment (partie essentielle de l'agrégat) pour solidifier autrement dit conglomérer la masse à froid tandis   quela   poudre effervescente coopère avec lui pour créer   la.   cel- lllarité requise, la cuisson finale (phase indispensable) étant destinée à rendre le produit réfractaire par un processus au cours duquel par vitrification ou commence- ment de vitrification les silicates et aluminates du   ci-   ment se combinent à la silice, aux silicates ou aux   alu-   minates de l'agrégat pour engendrer d'autres silicates multiples réfrautaires,

   de sorte qu'à la fin de cette cuis- son il ne reste à proprement parler plus de ciment dans la masse   puisqu'il     s'st   véritablement combiné avec les      argiles de la chamotte sans   klinkérisation .   



   La résistance mécanique avant cuissonpeut être aug- mentée par addition d'un agglomérant, organique ou autre   Enfin,   en remplaçant la chamotte réfrattaire par une chamotte de terre à grès, on obtient de la même façon un grès cellulaire susceptible d'être émaillé au four sui- vant les procédés connus . 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. - Revendicatiens- 1. Un procédé de fabrication de matériaux cellu- laires réfractaires, légers, calorifuges et très résis- tants à l'aide d'argiles réfractaires ou non, par emploi de ciment Portland ou matière équivalente et d'une poudre effervescente (poudre d'aluminium par exemple) donnant naissance aux cellules, suivant lequel on mélange des ar- giles réfractaires ou non et(ou) des chamottes ou du sa- ble, de la silice ou des matières analogues cuites ou non <Desc/Clms Page number 8> avec du ciment Portland, de la chaux ou une matière équi- valente et avec la poudre effervescente, qu'on mouille et malaxe le tout à l'état de barbotine, qu'on coule cette barbotine dans des moules possédant la forme et la gran- deur définitives,

   qu'on laisse la barbotine ainsi coulée prendre et sécher, et qu'enfin, on cuit les blocs ainsi moulés dans un four céramique à une température assez éle- vée (par exemple à 1300 C.) pour déshydrater le ciment puis fondre ou vitrifier totalement ou partiellement les ingrédients de la masse de façon à,faire disparaître le ciment en donnant naissance par sa combinaison avec les argiles ou chamottes à des silicates réfractaires multi- ples donnant aux matériaux obtenus la résistance mécani- que requise , 2.

   Un procédé de fabrioation de matériaux cellulai- res réfractaires suivant la revendication 1, dans lequel les argiles sont chauffées, avant d'être mé- langées avec le ciment Portland ou matière équivalente et avec la poudre effervescente, à une température (comprise par exemple entre 200 et 1100 C.) inférieure à la tempé- rature de cuisson finale mais suffisante pour les déshydra- ter sans les cuire et pour réduire leur retrait .

   3. un procédé de fabrication de matériaux cellulai- res réfractaires suivant les revendications 1 et 2 dans lequel les argiles déshydratées sont criblées avant d'être mélangées aux autres ingrédients .

   4. Un procédé de fabrication de matériaux cellu- laires réfractaires suivant les revendications 1, 2 et 3 dans lequel le pourcentage de ciment Portland ou matière équivalente ajouté aux argiles varie selon la résistance <Desc/Clms Page number 9> mécanique, la réfractairité et la densité que doit possé- der le matériau cellulaire , 5. Un procédé de fabrication de matériaux cellulai- res réfractaires suivant les revendications 1, 2, 3 et 4. suivant lequel un certain pourcentage (avantageusement 10%) d'argile non cuite est ajouté au mélange pour permet- tre un certain retrait de celui-ci après moulage et fari- liter le démoulage , 6.

   Un procédé de fabrication de matériaux cellulai- res réfractaires suivant les revendications précédentes dans lequel on utilise des moules en bois, métal, plâtre ou autre matière appropriée rendus imperméables à l'eau par graissage ou autrement avant le moulage et remplis jusqu'à moitié ou aux deux tiers selon la composition de la barbotine .