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PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DE LA PIERRE
ARTIFICIELLE de construction moulés, à la pierre artificielle, aux dalles de trottoirs, aux tuyaux et poteaux moulés et aux produits analogues qui sont fabriqués par un procédé consistant à mélanger de la chaux broyée et une matière siliceuse et ( ou ) argileuse, qui peut être calcinée avec de l'eau, à façonner le mélange par moulage ou de quelque autre manière et à le durcir par l'action de' vapeur d'eau sous des pressions supé-
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Pages: rieures à celle de l'atmosphère ; concerne aussi les objets tels que les blocs de construction qui sont rendus poreux par l'addition de poussière d'aluminium ou par quelque autre moyen connu, avant leur durcissement.
Jusqu'à ce jour, il avait, généralement, été considéré comme recommandable d'éviter 1'utilisation de chaux non hydratée dans les matières cimentaires, mais on a aussi proposé d'utiliser de la chaux non hydratée en prévoyant des moyens pour permettre à la matière de se dilater pendant qu'elle fait prise dans les moules, ceux-ci étant, dans ce cas, spécialement établis pour résister à une pression.
La demanderesse a découvert qu'il est possible d'utiliser de la chaux non hydratée dans de tels produits, moulés ou autrement façonnés, sans qu'il soitnéceucaire d'empocher, pur des moychu de retonue mécaniques, la matière de se dilater dans les moules pendant qu'elle fait prise, et, en outre, que l'incorporation de chaux non hydratée présente certains avantages importants.
Suivant la présente invention, on produit des objets moulés par un procédé consistant à mélanger une matière siliceuse et ( ou ) argileuse, avec de la chaux vive, le mélange contenant un composé d'un oxy-acide, du soufre et de l'eau, à mouler eu autrement façonner le mélange à la forme requise, à permettre à la chaux du mélange dé s'hydrater et à durcir la matière par l'action de vapeur d'eau sous près-
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Pages: sion. On laisse l'objet moulé ou autrement façonné, pendant un temps suffisant pour permettre l'hydratation de toute ou sensiblement toute la chaux du mélange, puis on le durcit en le traitant pur de la vapeur d'eau sous pression.
La Demanderesse a découvert que, par l'addition de sulfate de calcium ( ou d'un autre sel d'un oxy-acide du soufre ) ou par le choix de matières qui sont riches en oxy-acide de composés sulfurés, par exemple, de schistes, de houille, si une quantité suffisante d'eau est présente pour qu'on soit sûr que l'hydratation aura lieu en présence d'un liquide, la chaux s'hydrate sans se dilater ou en ne se dilatant que très légèrement et, pourvu que son hydratation soit sensiblement terminée avant le durcissement par la vapeur, il ne se produit aucune dilatation pendant ce durcissement. Il est probable que l'action du sulfate de calcium régit l'hydratation de la chaux en vertu du fait que le sulfate se dissout très rapidement et que la chaux s'hydrate alors dans une solution de sulfate de calcium.
Il est nécessaire d'éviter l'emploi d'un mélange trop riche en chaux vive ou de chaux s'étaignant trop rapidement car, s'il en était autrement, la chaleur engendrée par l'hydratation élèverait la température du mélange au-dessus du point d'6bulli- tion de la solution aqueuse, auquel cas la chaux pourrait s'hydrater de la manière ordinaire en se dilatant ce qui provoquerait la désagrégation ou l'affaiblis-
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Pages: sement du bloc.
On indiquera que 5 % au moins du mélange entier sont composés de chaux vive et que pour tous les usages ordinaires, l'aide de blocs ou produits massifs, c'est-à-dire, non cellulaires, le pourcentage de chaux vive varierait de la % à environ 20 %, alors que, si l'on utilise des mélanges fluides contenant de grandes proportions d'eau, par exemple, pour fabriquer des blocs et objets analogues, cellulaires ou appelés " poreux 9, on n'emploierait pas moins de la % de chaux vive.
Dans des mélanges tels que ceux dont il vient d'être question, la température ne s'élèverait pas normalement, au-dessus du point d'ébullition du mélange, mais dans les cas où l'on désirerait un mélange très riche en chaux, on pourrait maintenir la température à une valeur modérée en utilisant de la chaux partiellement hydratée, ou un mélange de chaux vive et de chaux hydratée, au lieu de chaux vive pure. Il est préférable que cette chaux ne soit aucunement de la chaux très calcinée et il est préférable qu'elle soit d'une sorte dont l'extinction est relativement rapide. S'il en était autrement, il faudrait laisser une longue période de temps s'écouler entre le moulage et le traitement par la vapeur d'eau ce qui présente des inconvénients.
La Demanderesse a découvert qu'il est commode de régler dans une certaine mesure le taux de l'hydratation de la chaux en faisant varier la température de l'eau utilisée dans le mélange. Le mélange fait prise d'autant plus rapidement que la température de
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Pages: l'eau utilisée dans ee mélange est plus élevée, mais si la température initiale de l'eau est trop élevée, le mélange perd sa fluidité avant de sortir du mélangeur, et, pur conséquent, il est avantageux d'atiliser de l'eau à j0 - 35 C. Dans le cas où la chaux du mélange serait très active ou dans le cas où le méla.- ge contiendrait une proportion élevée de chaux vive, il conviendrait d'appliquer une température initiale plus basse que celle spécifiée ci-dessus.
Pour fabriquer des blocs massifs, c'est-àdire, non poreux, sans porosité artificielle, on peut, par exemple, réaliser le procédé comme suit :
On broie la chaux à un degré tel qu'il en passe approximativement 90 % à travers un tamis de 40 mailles par centimètre linéaire, et on la mélange avec la matière siliceuse ou argileuse, par exemple, du sable, à raison de 7 parties de sable pour une
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pnr'bjo \la ohnux, pnr excmp7. , ptljr on ajoute troiri parties de gypse broyé. On ajoute et mélange avec les matières solides une quantité d'eau qui peut va- rier de 15 à 40 %, ou entre les limites d'une échelle plus étendue, suivant la nature de la matière utili- sée et la proportion de chaux. Le mélange est rendu suffisamment mouillé pour se prêter au moulage.
On transfère le mélange mouillé à l'intérieur de moules qui, si on le désire, peuvent être " vibrés " pendant ou après le remplissage, et on laisse les moules au repos, pendant un temps d'une durée suffisante pour assurer l'hydratation de la chaux, cette durée pouvant
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Pages: âtre d'une ou deux heures ou d'un jour an auivant; à l'achèvement de cette période, on constate que le bloc est devenu suffisamment dur pour pouvoir être retiré du moule, sa dureté étant suffisante pour toutes les manipulations ordinaires et beaucoup plus grande que celle d'une brique de sable-chaux non traitée par la vapeur.
Avant d'être enlevé du moule, ou à tout instant de la période comprise entre le remplissage et l'enlèvement, on peut araser la matière à l'affleurement du sommet du moule à l'aide d'un couteau ou autre outil convenable. On-transfère alors les blocs à un autoclave dans lequel on les soumet à l'action de vapeur d'eau saturée sous pression, par exemple, pendant o heures sous une pression de 8,4 kg. par cmê ( au manomètre).
Le procédé décrit présente, sur celui utilisant de la chaux complètement hydratée, plusieurs avantages, Jusqu'à ce jour, le seul procédé satisfaisant a été celui appliqué pour fabriquer des briques de sable-chaux, procédé dans lequel le mélange de sable et de chaux hydratée est malaxé avec une quantité d'eau juste suffisante pour assurer sa cohésion lorsqu'il a été comprimé et dans lequel, on moule ce mélange sous une pression élevée sous forme de briques.
En raison de la pression de moulage élevée qui est nécessaire pour communiquer aux objets moulés une résistance mécanique suffisante pour leur permettre d'être manutentionnés à l'état non traité par la vapeur et pour donner une résistance mécanique
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Pages: et une densité suffisantes au produit final, ce procédé n'est pas économiquement applicable aux blocs
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on 8'rnndoo c.1:lt1lntllJ'iolW. Si l'on njottLo mlO (11;LtlrlL.l Ltl d'eau plus grande de façon que le mélange puisse être moulé sane pression, par exemple do la manièro dont on fabrique les blocs de béton, le résultat final n'est pas satisfaisant parce que, au cours du traitement par la vapeur, il se produit du retrait et il se développe des fissures ou autres défauts superficiels.
De plus, on est obligé de laisser les blocs dans les moules jusqu'à ce qu'ils aient été traités par la vapeur parce qu'ils sont trop mous pour être manipulés. De plus, les blocs traités par la vapeur ne sont pas aussi résistants que des briques de sable-chaux fabriquées de la manière usuelle.
Les blocs fabriqués suivant la présente invention ne subissent aucun retrait. Pendant l'hydratation de la chaux, il semble qu'il se produise une très faible dilatation, de sorte qu'on bbtient un moulage très net. On peut enlever le bloc moulé du moule avant le traitement par la vapeur, ce qui permet de réaliser des économies dans le nombre des moules et dans la place nécessaire dans l'autoclave.
Après l'hydratation de la chaux, mais avant le trai- 'teillent par la vapeur, les blocs sont fermes, sans être durs, et sont dans un état tel qu'ils se prêtent au raclage de la surface ou autre traitement propre à produire une surface d'un genre désiré. La quantité d'eau nécessaire pour produire un bloc convenant pour le moulage sans pression est plus faible que
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Pages: lersqu'on utilise de la chaux hydratéo, ot une partie de cette eau est absorbée par la chaux dans l'hydratation, de sorte que la teneur en.eau du bloc destiné à être traité par la vapeur est beaucoup plus faible que dans un bloc de chaux hydratée analogue. Par conséquent, on peut produire un bloc beaucoup plus dense et possédant une résistance beaucoup plus grande.
Contrairement au procédé de fabrication de briques de sable-chaux, on peut fabriquer des blocs de grandes dimensions aussi facilement que des briques ou petits blocs.
Pour fabriquer des blocs poreux, on peut par exemple procéder comme suit :
On calcine du kaolin à une température de 800 à 1.000 C, on le mélange avec de la chaux vive et du gypse et on broie le mélange à un degré de finesse tel qu'il en passe approximativement 75 % à travers un tamis de 80 maillespar centimètre liné aire. Les proportions utilisées peuvent être de 77 % d'argile calcinée, eU % de chaux et j % de gypse. On ajoute au mélange broyé une faible quantité, par exemple, 0,1 % de poudre d'aluminium.
On mélange uloro le tout avec de l'eau pour former une bouillie qui est ordinairement beaucoup plus fluide que lorsqu'on fabrique des blocs massifs et qui peut, dans l'exemple considéré, contenir environ b5 % d'eau par rapport au poids des matières solides mélangées.
On coule alors la bouillie dans des moules, dans lesquels elle monte comme une pâte de pain levée en raison
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Pages: du dégagement du gaz engendré par la poudre d'aluminium.La porosité du bloc peut être régie et déterminée non seulement par la quantité ajoutée d'aluminium ou autre agent, mais aussi par la quantité et la tem- pérature de l'eau utilisée dans le mélange ; exem- ple, on a constaté que, lorsque l'eau d'addition possède une température de 40 C. au lieu de 15 C. la porosité obtenue avec de l'aluminium en poudre se trouve doublée.
Après une heure ou plus de repos, la bouillie aura fait prise et aura été convertie en une masse plastique ou semi-plastique et, avant le traitement par la vapeur, on peut araser le sommet des blocs et diviser les blocs en les coupant, comme il sera mentionné ci-après. On les durcit alors par l'action de vapeur d'eau sous pression comme dans le cas de blocs solides. Comme dans l'exemple précédent, la chaux s'hydrate pendant la période de repos et la masse fait prise, mais celle-ci n'est pas aussi dure que les blocs massifs et, ordinairement, on la laisse dans les moules pendant le traitement par la vapeur d'eau.
L'utilisation de la chaux vive présente des avantages importants sur l'utilisation de la chaux hydratée dans la fabrication de blocs poreux. Ordinairement, l'hydratation de la chaux s'effectue simultanément avec une production de gaz et la chaleur de l'hydratation favorise cette production de gaz.
En choisissant correctement la quantité d'eau utilisée dans le mélange, ainsi que sa température, le bloc fera
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Pages: prise ( perdra sa fluidité ) lorsque ( ou peu de temps après que ) la production de gaz aura été terminée, et ceci empêchera la perte de gaz qui résulte de l'union des petites bulles sous forme de grosses bulles s'élevant à la surface. Il est difficile d'éviter une perte de ce genre lorsqu'on utilise de la chaux hydratée. Ces blocs poreux peuvent aussi être découpés aux dimensions voulues à l'aide de couteaux, après qu'ils ont fait prise, mais avant d'avoir été durcis par la vapeur, et on réalise ainsi une économie dans le coût de la fabrication.
De même que dans le cas des blocs massifs, la résistance mécanique des blocs poreux fabriqués à l'aide de chaux vive est plus grande que celle des blocs fabriqués à l'aide de chaux hydratée.
La Demanderesse a découvert qu'il est possible d'utiliser un grand nombre de substances siliceu- ses et argileuses différentes dans le présent procédé et que ces substances peuvent être utilisées soit à l'état brut, soit après calcination. n général, les substances siliceuses telles que les sables ordinaires, les sables et éclats de granit, etc...ne sont pas améliorées par la calcination, alors que les argiles et schistes ne donnent que des résultats relativement médiocres s'ils n'ont pas été calcinés.
La Demanderesse a découvert que la température exacte de la calcination de l'argile ou du schiste n'influence pas directement dans une grande mesure la résistance mécanique des blocs fabriqu-s, mais
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Pages: qu'une température de calcination élevée a généralement comme résultat que la quantité d'eau nécessaire lors du mélange est moindre, ce qui favorise l'ob-
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t0ntion d'une rEW â;;
tr.moe élovéo. lie plun, on oon8tnto qu'une température de calcination assez élevée a généralement comme résultat un faible mouvement d'humidité dans les blocs traités par la vapeur et qu'un grand nombre de schistes, en particulier, peuvent être chauffés avantageusement jusqu'au point ou s'effectue la concrétion mais que, si on les chauffe à des températures plus élevées, jusqu'au point de fusion et de formation d'une masse vitreuse dure, les résultats sont relativement inférieurs.
Bien que, dans la description qui précède, il ait été question de blocs de construction à titre d'objets moulés, l'invention n'est pas limitée à la fabrication de blocs et peut, par exemple être également appliquée à la fabrication de dalles de trottoirs et d'objets analogues, ainsi que de tous autres objets ( tuyaux, poteaux, moulures décoratives, etc..) et, en fait, de la plupart des objets qu'on supposerait devoir être moulés en béton;, plâtre, à modeler et produits analogues ou à l'aide d'articles formés à l'aide de ces matières sur un noyau ou dans un moule en métal ou autre matière convenable. Le présent procédé est applicable à des tuyaux et autres objets moulés par la force centrifuge, comme dans le procédé " Hume " de fabrication de tuyaux en béton.