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"Matières calorifuges et leur procédé de fabrication*
La présente invention est relative à un nouveau genre de matières calorifuges, ainsi qu'à des compositions perfec- tionnées et à leurs procédés de préparation.
Dans la fabrication et l'utilisation des matières isolantes et en particulier des calorifuges permettant de maintenir des températures élevées, il est nécessaire de prévoir une matière a haute température" pour celles des surfaces où des températures élevées dominent, par exemple des températures supérieures à 315 C environ. Toutefois, ces matières isolantes à 'haute température- présentent d'autres caractéristiques. Par exemple, elles sont, en règle générale, d'une densité élevée et sont, en conséquence, lour- des. En outre, elles ne conservent habituellement pas leur forme ou bien leur conductivité thermique est plus grande qu'on le désirerait. Le prix en est également comparativement élevé.
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Il serait possible d'employer une épaisseur suffi- sante de matière isolante "à haute température" de ce genre, de manière à isoler des surfaces à température élevée. Tou- tefois, on ne le fait pas. On admet, d'une manière générale, que cela entraînerait un poids d'isolant trop considérable, un revêtement trop épais (avec une surface extérieure trop grande sous le rapport rayonnement et de la déperdition de chaleur) et une dépense trop forte. Cela constituerait, par conséquent, une installation qui, d'une manière géné- rale ne donnerait pas satisfaction.
Pour ces motifs, il est devenu de pratique courante, dans l'isolement des surfaces à température élevée, d'appli- quer une matière calorifuge à température élevée, capable de résister à l'action de la chaleur, et d'une épaisseur suffisante pour que la gamme ou échelle des températures, en allant de celui de ses côtés où règne une température élevée vers celui où règne une température basse, assure une température d'environ 315 C, ou un peu moins, du coté basse température. Cette température est établie comme cri- terium par la limite supérieure de sécurité de température pour les matières isolantes à température 'basse* ou "plus basseu dont on dispose, comme par exemple la magnésie moulée (à 85 %).
Les matières isolantes du type à température "plus basse* présentent l'avantage d'être d*une densité apparente plus basse et d'une conductivité calorifique plus faible.
Par conséquent, elles possèdent un pouvoir d'isolement thermique ou calorifique plus grand, en ce qui concerne les surfaces ou zones exposées à la température extérieure ou à une température plus basse des installations calorifuges de ce genre. Toutefois, ces matières ont un faible pouvoir de conservation des formes ou une faible résistance à la traction et ne sont pas à même de résister aux hautes tempé- ratures. C'est ainsi, par exemple, que la magnésie a 75 %
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tend à se calciner et à s'affaiblir ou à se désagréger aux températures dépassant 315 C.
En outre, les types de matières calorifuges à -haute température" et "à basses températureau (mais particulière- ment ces dernières), sont faibles et sont également sujettes à s'affaiblir ou à se ramollir et à se désagréger davantage sous l'action de l'humidité telle que l*eau des cales de navires ou 1*eau de condensation, la vapeur d'eau, etc., dans les bâtiments ou tours fermés. Par suite, lorsqu*il en est fait usage en pareils lieux, des précautions spéciales et des soins constants sont nécessaires, si on veut éviter ou prévenir leur rupture et leur inefficacité.
C'est pourquoi, la présente invention a, entre au- tres, pour objet d'offrir un genre perfectionné de matières isolantes qui peuvent être appliquées sur des surfaces à haute température, qui conservent leurs formes, qui sont également d'une faible conductivité calorifique et d'une densité apparente faible et qui sont capables de constituer l'isolant tout entier. Elle a également pour objet d'offrir une matière isolante qui soit solide a. l'état sec et qui résiste également à l'humidité, avec le minimum de perte ou de réduction des autres propriétés qu'elle doit posséder.
D'autres objets de l'invention ressortiront de la descrip- tion qui suit.
Dans l'industrie des calorifuges, on est parti de ce principe que, tout-à-fait indépendamment de la conduc- tivité calorifique intrinsèque d'une matière, celle-ci pouvait voir baisser sa conductivité effective lorsqu'elle comportait de nombreux vides ou espaces d'air, surtout si les vides sont individuellement si petits, que les courants @ d'air de convexion engendrés dans ces vides peuvent être ' négligés, comme dans les poudres finement divisées. On a également fabriqué de nombreux calorifuges à 17'aide de
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matières poreuses Une telle structure convient pour faci- liter la résistance à la libre conductivité de la chaleur à travers ces matières.
En règle générale, toutefois, le volume de ces poudres agglutinées et des parois de structure poreuse est relativement grand comparativement aux vides ou espaces d'air qu'elles comportent. Il s'ensuit que les matières iso- lantes de ce genre sont d'une densité apparente relativement élevée. Il est évident que tel est le cas dans les types actuels, dans lesquels les matières calorifuges d'un .poids moyen- possèdent une densité apparente d'environ 320 kg par mètre cube, alors que même les calorifuges d'un .poids léger" ont une densité apparente de 224 à 256 kg par mètre cube.
Bien qu'on ait fabriqué parfois des calorifuges dont la densité ne dépassait pas 192 kg par mètre cube, cela n'aura- été qu'en sacrifiant certaine des exigences fondamentales, même pour l'isolement à basse température. Il en résulte que de tels produits ne peuvent être employés que pour certaines applications spéciales.
On a proposé d'employer comme matières calorifuges diverses sortes de fibres dans lesquelles les vides ou espaces d'air sont enfermés en partie (plutôt que complè- tement bouchés) par les masses de fibres entrelacées. Lors- qu'il est fait usage de ce genre de matière calorifuge, le résultat obtenu est forcément limité par le genre de fibres (telles que des fibres naturelles ou artificielles, etc) et par les opérations qui sont nécessaires pour donner à ces fibres la consistance et les formes désirées. Il a fallu employer des liants ou agglutinants pour donner à la masse la forme voulue et pour conserver à la masse façonnée sa forme et (ou) son volume.
Jusqu'à. présent, ces liants ont été employés habituellement à l'état liquide et ont, par conséquent, annihilé dans une large mesure les avantages de
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la structure fibreuse. Le liant liquide a tendance à combler les vides et les espaces qui existent entre les fibres et à modifier la nature des matières solides, en transformant l'état de masse de fibres lâches et d'espaces d'air capil- laires étroite, existant entre ces fibres, en celui d*espaces d'air ronds, bouches par des cloisons de séparation pleines, formées de fibre et de liant.
Sous le rapport de la struc- ture, ces matières sont, par conséquent, similaires aux poudres liées ou agglutinées et aux structures à parois po- reuses qui ont été décrites ci-dessus, en ajoutant ainsi aussi bien du poids qu'une plus grande conductivité calori- fique au produit obtenu comme résultat.
Par conséquent, on peut dire, d'une manière générale, que les isolants fabriqués antérieurement se divisent en plusieurs catégories qui, si on se base sur leurs composi- tions et leur structure physique, sont les suivantes : .
I - Il y a d'abord ceux qui se composent de parti- cules distinctes, finement divisées, qui tendent à s'agglo- mérer d'une manière lâche et à enfermer de grandes propor- tions d'aire, réparties entre elles sous la forme de nom- breuses pellicules minces, plus ou moins continues.
Par exemple, en calories par centimètre carré par seconde et par centimètre d'épaisseur : - noir de fumée (C = 0,00007), chaux (0,00029), magnésie (0,00016 à 0,00046), carbonate de magnésium (0,00023 à 0,00025), sable see (0,00093), sciure (0,00012), charbon de bois (0,00012),
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carbure de silicium (0,0006),psil-o-eel" (0,00011).
Mais, comme il s'agit la de poudres inconsistantes, celles-ci n'ont par conséquent pas le pouvoir de conserver leur forme et ne possèdent par suite aucune résistance à la compression ou à la traction.
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II - Il y a les isolants qui se composent de petites particules solides, tassées librement ou étroitement, et liées ou agglutinées ensemble dans cette situation respec- tive par des moyens divers, en laissant libres certains des espaces d'air. Ces espaces d'air servent à communiquer à la masse prise dans son ensemble une conductivité calorifi- que plus faible que la conductivité calorifique des parti- cules solides ou du liant en soi. Toutefois, les volumes des espaces d'air existant entre les particules lâches et leurs dimensions et formes individuelles se trouvent consi- dérablement modifiés par le liant employé, comme on l'a fait remarquer plus haut. Par conséquent, les matières isolantes de ce genre ont une conductivité calorifique considérable- ment plus grande que les poudres inconsistantes, non agglu- t inées.
Ces matières isolantes sont les suivantes : Brique de magnésie ................. (0,0027 à 0,0072) Brique en carbure de silicium ...... (0,032 à 0,027) Brique de béton .................... (0,0022)
On fera remarquer que le fait de lier ou agglutiner ensemble les particules permet de mouler le produit qui, après prise du liant présente une masse possédant souvent une grande résistance à la traction et à la compression et est, par conséquent, susceptible de conserver la forme qui lui a été donnée.
Toutefois, l'augmentation de densité appa- rente et de conductivité thermique est tellement plus grande que celle des particules lâches, à l'état non agglutiné dans lequel elles sont indépendantes et espacées les unes des autres, que leur utilité, en tant qu'isolants, rentre, sous le rapport de 1efficacité, dans un ordre entièrement différent.
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III - Le troisième genre d'isolants est celui qui se caractérise par une structure cellulaire ou vésiculaire. Au lieu d'être constitués par des particules solides, espacées par un tassage ou bourrage inconsistant, ou par des parti- cules plus ou moins agglutinées dans cet amas inconsistant, ils forment une paroi pleine continue ou en une matière formant corps dans laquelle de l'air est dispersé sous la forme de bulles. Ces bulles d'air sont, par conséquent, entourées ou enfermées, plus ou moins, ou même complètement, par la matière solide.
Ces matières isolantes sont : de la terre de diato- mées (0,00013), du plâtre (0,0007), de la brique réfractaire (0,00028 à 0, 0011), des briques pressées en terre d'infusoi- res (0,0003), et de la chaux (0,002).
Ce genre d'isolant se caractérise par une conducti- vité calorifique relativement faible ou une grande résis- tance, mais pas par les deux à la fois. En outre, ces matières sont, ou bien des produits de formation naturelle qui exigeraient une mise en forme spéciale ou bien des pro- duits d'une densité apparente relativement élevée.
Dans ces différents types d'isolants - dans lesquels la structure est celle (I) de particules finement divisées, tassées d'une fagon inconsist-ante, ou (II) de ces particules liées ou agglutinées ensemble pour former une masse compacte,' ou encore (III) d'une matière solide continue, renfermant des vides dispersés ou des espaces en forme de bulles rem- plis de gaz - la conductivité de la masser dans son ensemble, est surtout celle de la matière solide et est, par consé- quent, relativement élevée.
Bien que les espaces d'air soient petits, ils sont néammoins enfermés ou entourés par des matières solides et sont, par conséquent, conducteurs pour ce qui concerne la
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transmission de la chaleur par convexion des gaz qu'ils renferment, par rayonnement a travers eux, et par conducti- vité autour de leurs surfaces marginales et à travers ces dernières. De plus, les surfaces libres de la matière, dans ces structures conservant leur forme - qu'elles soient inté- rieurement ou extérieurement sphériques et, par suite, d'un caractère généralement concave ou convexe - tendront a être d'une formation dense, comme résultat inhérent des condi- tions dans lesquelles elles ont été assemblées et intégrées.
Leur union, dans bien des cas, sera, par leur caractère générique, du genre de celle que l'on obtient par mouillage par capillarité de solides et de liquides.
Il s'ensuit que les matières isolantes de ces caté- gories, tout en acquérant les propriétés qui leur permettent de conserver les formes dans lesquelles elles ont été mou- lées ou façonnées, ainsi qu'un plus grand pouvoir de résis- tance à la traction et à la compression, ont en même temps considérablement accru leur conductivité calorifique et ont, par conséquent, perdu beaucoup de leur pouvoir calorifu- ge. Ces matières isolantes sont également de densités appa- rentes relativement élevées et les installations qui sont faites avec ces matières sont d'un poids élevé correspondant.
IV. Il existe également un groupe de matières iso- lantes qui se caractérisent par ce fait qu'elles se compo- sent de fibres fines et lâches, possèdent une conductivité calorifique très faible et par conséquent un grand pouvoir isolant ; ce sont, par exemple :
La fibre d'amiante (0,00019), le liège (0,00073 à 0,00013), le coton cru (0,000043), feutré (0,000033), le duvet (0,000093), le feutre (0,000087), la laine de balsa- mine (0,000093), l'isolant en crin composé de 75 % de crin et de 25 % de jute (0,000093 50 % de crin - 50 % de jute (0,000089).
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Il y a lieu de faire remarquer que ces masses fibreu- ses lâches ont une très faible conductivité calorifique.
Ceci peut être attribué à la dispersion des fibres et à leur relation irrégulière avec le système ténu, complexe, mais continu d'espaces libres qui existent entre les fibres et qui sont remplis d'air.
L'air possède une conductivité calorifique très fai- ble, en particulier lorsqu'il se présente en petits volumes qui ne peuvent circuler d'une fagon efficace pour pouvoir transférer la chaleur par convexion, à savoir 0,000068 calories par centimètre carré à la seconde et par centimètre d'épaisseur. Toutefois, des masses de fibres lâches n*ont aucun pouvoir de conserver leurs formes et ne possèdent aucune résistance à la traction ou à la compression. Au con- contraire, elles peuvent avoir tendance à s'affaisser, même en vertu de leur propre poids, deviennent plus denses, meilleure conductrices de la chaleur et moins thermo-iso- lantes, tout en laissant au-dessus d'elles un espace d'air non isolé.
V. Les matières isolantes fibreuses lâches ont été misesjsous forme de feuilles possédant une certaine résis- tance à la traction, mais manquant encore de résistance à la compression, tout en possédant le pouvoir de conserver leur forme. Il y a lieu de faire observer que ces matières fibreuses en feuilles possèdent une conductivité calorifique relativement faible et ont, par conséquent, un grand pouvoir isolant, bien que, d'une manière générale, ces propriétés soient un peu inférieures à celles des fibres lâches et que leur application satisfaisante, dans la pratique réelle, soit limitée.
Par exemple, on peut citer :
Le papier d'amiante (0,0004 à 0,0006) le papier buvard (0,00015), le feutre (0,000087), la flanel- ' le (0,00023), le feutre en étoffe de crin (0,000042), le
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cuir de vache (0,00042), le chamois (0,00016), le capok entre de toile à sac ou papier (0,000083), le zostère entre papier kraft (0,000086), le crin de bestiaux feutré (0,0000895) les fibres de lin entre du papier (0,000096) les fibres de jute et d'amiante feutrées (0,000127), les fibres de crin et d'amiante feutrées (0,000096), la fibre de lin 0,000096), la fibre de lin (0,00011), la fibre de lin et de seigle (0,00011) la laine de roche ou laine de verre (0,00009).
Ces matières fibreuses mises en feuilles sont égale- ment dépourvues du pouvoir de conserver leurs formes et manquent de résistance à la traction et à la compression. En outre, à l'exception de l'amiante, de la laine de roche, de la laine minérale et de la laine de verre, elles sont d'ori- gine organique et, par suite, se désagrègent ou sont inflam- mables aux hautes températures. On ne peut, par conséquent, les employer dans les cas où un isolement moulé ou mis en forme est exigé, pas plus qu'aux hautes températures. De plus, on peut facilement leur donner sous l'action de la pression, une compacité qu'elles peuvent également prendre, avec le temps, sous l'effet de leur propre poids, ce qui augmente leur conductivité calorifique ainsi que leur den- sité apparente, ce qui est indésirable.
VI. Des tentatives ont été faites en vue de lier ou agglutiner ces matières fibreuses d'une manière analogue à celle qui a été employée pour lier ou agglutiner les matières ou poudres isolantes granuleuses des groupes II et III décrits ci-dessus. Toutefois, les mêmes résultats et les mêmes conséquences s'accroissent, notamment une struc- ture plus compacte, ce qui se traduit par une densité appa- rente, considérablement accrue, de la masse et une grande conductivité effective de la chaleur.
Ces changements peuvent être attribués à la mise de la masse fibreuses sous une forme compacte au cours des opérations d'agglutination,
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à l'introduction de matières de charge entre les fibres à part cela librement espacées ; et à la formation,, sur les fibres adjacentes et entre celles-ci, d'un ménisque humec- tant du liant ou agglutinant qui constitue, dans le produit fini, une paroi ou membrane obturante qui se poursuit d'une façon continue dans tout le volume de la masse et qui aug- mente aussi bien le poids que la conductivité calorifique de l'ensemble.
La présente invention offre un nouveau genre d'iso- lant qui est tout d'abord de composition minérale, résiste aux hautes températures et se caractérise par une structure fibreuse, ouverte et inconsistante, dans lequel les fibres sont disposées, au hasard et sont séparées ou espacées par un système d'espaces d'air capillaires, fins et continus.
Cet isolant a le pouvoir de conserver ses formes et, avec une densité apparente de 192,240 kg par mètre cube, la conductivité thermique "C" de ce produit nouveau se rappro- che de 0,0002. Les fibres sont réunies ensemble à 1endroit de leurs interstices ou points de contact, mais pas par des liants liquides obstruants ou des liants qui, partis d'un liquide, se sont solidifiés et tendent, par conséquent, à rapprocher les fibres les unes des autres et à constituer, pour les espaces d'air, des limites obstruantes arrondies.
Les fibres obtenues artificiellement et cristallisées sont réunies par enchevêtrement inhérent direct des fibres entre elles et par réunion à d'autres fibres organiques préformées ou des cristaux fibreux minéraux, tels que de l'amiante, qui sont d'une nature similaire et se comportent de la même façon.
A la base de la présente invention, on a constaté que des réactifs - et plus particulièrement des réactifs minéraux - qui sont susceptibles de former par réaction des cultures en forme de cristaux d'une nature fibreuse, pouvaient
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être amenés ou autorisés à développer les formations fibreu- ses de ce genre d'une façon prédominante, sinon exclusive, et complète, par la création d'un état de dispersion des réactifs et, concurremment avec celui-ci, d'une dispersion de fibres préformées, finement divisées, ou de spicules (c'est- a-dire des fibres qui possèdent déjà et (ou) qui dévelop- pent avant ou pendant leur préparation, une forme fibreuse, finement divisée d'une manière caractéristique, qui sera définie d'une façon plus détaillée ci-après),
présentant une grande quantité d'extrémités libres, fibreuses et fines, lesquelles servent de noyaux à 1* origine de la cristallisa- tion des réactifs formant des fibres et assurent ou facili- tent le développement de ces derniers sous la forme de cris- taux fins, et fibreux séparés.
Les fibres ou spicules d'activation préformées, qui servent ainsi d'instigateurs à la cristallisation initiale des produits de réaction (lesquels sont capables en soi de donner naissance à. des produits fibreux) dirigent leur développement sous la forme cristalline et peuvent être organiques ou minérales. Dans ce dernier cas, si elles sont convenablement dispersées, les fibres préformées et les cristaux de ségrégation dérivés des réactifs formant les fibres peuvent cristalliser entre eux et s'intégrer ainsi pour former une agglomération dispersée, continue mais filamenteuse, de cristaux fibreux, espacés.
L'expression "spiculation" employée dans la des- cription et le résumé, désigne un traitement de matières naturellement fibreuses, de l'amiante par exemple, au moyen duquel les faisceaux dans lesquels ces matières se trouvent habituellement sont séparés dans le sens longitudinal d'une manière suffisante pour que les filaments fibreux individuels qui en résultent présentent, en coupe transversale, des
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dimensions allant de 1/10 de micron à 3 microns, en largeur ou en épaisseur, à leurs extrémités ou sur toute leur lon- gueur. Le degré auquel ce traitement peut être porté et sa nature peuvent être régis, entre autres, par la matière fibreuse employée, par le type d'appareil dont il est fait usage, par la viscosité de l'agent dans lequel le traitement est effectué, et par le rendement obtenu.
Le terme "spicules" tel qu'il est employé au cours de la description et du résumé, désigne des particules fi- breuses (telles que celles qu'on obtient par le traitement de "spiculation"), qui se caractérisent par ce/qu'elles pré- sentent, à leurs extrémités, des dimensions en coupe trans- versale de 1/10ème de microns à 3 miBrons en largeur ou en épaisseur, et qui, sous le rapport de la longueur, peuvent être de grandeurs différentes.
Par exemple : - (A) dans le cas d'une spéculation complète de l'amiante,. dans un milieu d'une faible viscosité, tel que de l'air ou des suspensions aqueuses diluées, - des spicules de 10 à 1000 microns, dans lesquelles les dimensions indiquées ci-dessus persistent sur toute leur longueur ; dans le cas de spiculation partielle de l'amiante, comme dans le chauffage de la fibre dans des suspensions aqueuses plus concentrées (de 1 % # la % en poids) dans lesquelles les spicules mesurent typi- quement de 100 à 2000 microns de longueur, et sont habi- tuellement associées avec une légère proportion de fibres de la catégorie (A) ;
et (C) dans le cas d'une spiculation sous l'action d'un tourbillonnement rapide avec forte con- centration d'amiante dans un milieu liquide (par exemple 1 % à 10 % en poids, dans de l'eau), tel qu'on l'obtient dans l'appareil qui est représenté à. la figure 2, des spi- cules comportant une faible proportion de fibres dont les longueurs sont celles de la catégorie (A) et une plus forte proportion de fibres de longueurs supérieures à 1000 microns
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et caractérisées, en outre par des extrémités éraillées ou "en balai*,présentant un certain nombre de petits filaments fibreux dont les dimensions individuelles, en coupe trans- versale à leurs extrémités, quelle que soit la largeur, vont de 1/10ème de micron à 3 microns.
La viscosité des suspensions aqueuses résultantes, lorsque les solides présents sont au même degré de concen- tration, constitue une mesure du degré de spéculation obtenu.
Comme il a été dit ci-dessus, les fibres préformées, finement divisées, spiculées, peuvent être d'une nature organique. Dans ce cas, bien qu'elles soient capables de remplir le même but physique consistant à amorcer la cris- tallisation à partir de leurs extrémités libres et la forma- tion et la croissance distinctes sous forme de cristaux fibreux minéraux, les fibres organiques, en pareils cas, ne s'intégreront néammoins pas avec eux, d'une manière cohérente, dans le sens de la continuité dans la structure physique inhérente, bien qu'elles/présenter un certain degré d'intégration, en vertu de leur adhérence physique avec eux, en particulier à leurs extrémités libres.
Toutefois, dans l'un ou l'autre de ces cas, lors- qu'il s'agit de fibres minérales ou organiques préformées, les cristaux qui se forment par suite de la réaction des réactifs présents, peuvent également se développer librement entre eux, à l'endroit de leurs points de contact originel et former ainsi une masse fibreuse intégrale, dans la tota- lité du volume de la dispersion dans laquelle ils sont contenue:. La résistance du système filamenteux intégré, obtenu comme résultat, consiste dans la résistance inhérente cumulative à la traction que possèdent les cristaux eux- mêmes et les fibres organiques et minérales qui ont servi de noyaux dans la formation cristalline fibreuse.
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Dans un cas comme dans 1 autre., le système est celui de réactifs dissous moléculairement et (ou) dispersés par voie colloïdale, susceptibles de réagir de manière à former des cristaux minéraux en forme d'aiguilles fines caractéristiques ou possédant des propriétés fibreuses et croissant à la manière du glouteron (ressemblant aux duvets de chardons), qui sont amenés sélectivement à subir cette réaction et à propager ce genre de croissance en de nombreux points (souvent sous la forme de grappes de cristaux circu- laires radiaux) dispersés séparément les uns des autres suivant trois dimensions; à partir de ces points, les cris- taux sont libres et maintenus libres de s'étendre dans tou- tes les directions à travers le milieu liquide de dispersion, pendant toute la durée de leur réaction.
Cette croissance ne sera de préférence entravée que par suite du contact avec des cristaux similaires se formant dans des conditions analogues d'instigation et de croissance, après quoi ils peuvent poursuivre ensemble leur croissance a l'endroit où ils viennent mutuellement en contact. Ils peuvent également venir en contact avec les surfaces des fibres préformées, avec lesquelles ils peuvent croître ou se développer concur- remment (en adhérant les uns aux autres), au point ou aux points de contact entre eux, pour former des cristaux fibreux, solides.
Dans un cas comme dans l'autre de cette croissance par contact, la phase liquide et, par conséquent les viscosités et les formations de ménisques qui s'y rat- tachent, ne sont pas empêchées par la solidification mais sont remplacées par la séparation d'une croissance cris- talline inhérente des réactifs donnant naissance à des fibres, et habituellement par un gel qui prend ensuite bien moins de volume.
La caractéristique prédominante de la masse réac- tionnelle consiste, par conséquent, en ce que les réactifs
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sont présentés en des points si nombreux et dispersés d'une fagon si définie (auxquels leur réaction initiale et la for- mation ultérieure de cristaux peuvent avoir lieu) par les extrémités dispersées des fibres spiculées, que la cristal- lisation et la croissance de chaque fibre cristalline est en principe à une seule dimension et, en coupe transversale, de dimensions sensiblement colloïdales seulement, toutes deux en soi, et dans leurs contacts et intercroissances avec d'autres.
C'est pourquoi la présente invention a permis de constater que si des réactifs présentant la caractéristique de pouvoir former des produits d'une croissance cristalline fibreuse sont soumis à des conditions telles que ces pro- duits se formeront et que ces cristaux fibreux pourront croître librement, à partir de points d'origine très espacés et dispersés, et être maintenus dispersés au moins pendant une période de croissance substantielle, ils tendront former une masse de cristaux à fibres fines.
Ces cristaux comporteront une grande proportion d'espaces ou de vides, s'uniront directement avec ces points d'origine et aussi avec d'autres matières fibreuses (sans inclusions ou occlu- sions d'autres liants différents, tels que des liants adhé- sifs, des fusions cohésives, etc), développeront leurs caractéristiques individuelles, consistant a posséder de for- tes résistances à la traction et à la compression (en vertu de leur grand rapport de surface à volume et de leur action superficielle.), et demeureront séparés par des espaces capillaires, fins, allongés et continus, plutôt que par des espaces d'air sphériques, enfermés, avec surfaces pleines, opposées ;
ils présenteront, par suite, une faible densité apparente, des résistances relativement grandes à la compres- sion et à la traction, une faible conductivité calorifique,
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et, réciproquement, un grand pouvoir de calorifugeage.
Dans ce but, il a été constaté que la chaux et la silice, par exemple, si elles sont à l'état finement divisé et capables de réagir mutuellement, par exemple sous forme de solution aqueuse ou de suspension colloïdale,de chaux active ou hydratée et de silice active ou hydratée, tendent à réagir, - par exemple par application directe de la chaleur et de la pression - pour former du silicate de calcium hy- draté qui est susceptible de former des cristaux appropriés en forme daiguilles ou fibreux.
Dans les mélanges ordinaires de chaux et de silice (comme pour les briques silicocalcaires), le produit obtenu comme résultat aura une grande densité apparente (par exem- ple 1920 kg par mètre cube). Dans ces conditions, la réac- tion sera également plus ou moins incomplète, parce qu'une bonne partie de la silice n'est pas disponible pour réagir avec la chaux.
Mais, si la chaux est employée sous la forme de chaux vive, de chaux hydratée, ou de lait de chaux, contenant de préférence une forte proportion de chaux active (par exemple soluble dans le sucre), la réaction s'opérera d'une façon bien plus active et plus complète. Lorsque la silice est finement divisée, elle réagit davantage, mais sa condi- tion chimique a également son importance. On l''emploie de préférence sous la forme de silice "active", comme, par exemple, sous la forme de terre à diatomées ou de silice hydratée. La réaction est amorcée et facilitée par l'eau, la vapeur d*eau, une augmentation de pression, etc, et aussi par l'état de la chaux, comme dans l'hydratation contrôlée de la chaux en vue de produire du lait de chaux possédant le maximum d'activité.
La réaction de la chaux et de la silice peut être favorisée, conformément à la présente invention, de
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manière à donner comme résultat une transformation complète des deux matières en une masse de silicate de calcium dont une proportion considérable se présente à l'état de cristaux, en forme d'aiguilles séparés et de silicate de calcium hydraté d'une nouvelle forme moléculaire. On a constaté à présent que la répartition de ces cristaux en forme d'aiguille ou fibreux pouvait être favorisée et régie par la présence de particules convenablement préformées, fibreuses, spiculées et dispersées, ou de spicules, comme il a été dit ci-dessus, telles que de l'amiante, des fibres de papier, et leur équivalent.
En outre, la cristallisation tendra à se déve- lopper vers l'extérieur à partir de ces points d'origine qui sont constitués par les extrémités libres,, et de préfé- rence fraîchement fracturées, de fibres préformées. Par ce moyen, les cristaux fibreux qui se forment se dispersent et sont maintenus dispersés sous l'effet de leur propre croissance et par la spéculation des fibres préformées aussi bien que par l'eau (et la vapeur d*eau) dans laquelle et au moyen de laquelle ils sont formés: Apréa évaporation de la vapeur d'eau et de l'eau résiduaires d'entre la masse de fines aiguilles formées et entièrement cristallisées, les vides sont occupés par de l'air. (Il se produit également un retrait énorme dans le gel qui se forme habituellement au cours de la réaction).
Comme résultat, la masse dans son ensemble contiendra un volume d'air considérable, en sorte que la densité apparente peut être faible, d'une manière correspondante, et être considérablement inférieure à celle des matières isolantes 'lourdes*, -moyennes-, au .légères. connues jusqu'à présent dans l'industrie.
Le constituant fibreux ou "spiculé", préformé, lequel convient pour mettre ainsi la présente invention en pratique, peut, comme cela a déjà été dit, être d'origine ou de composition organique ou minérale, et possédera des pro-
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priétés et des possibilités d'application correspondantes.
Il se caractérise par l'ordre colloïdal des dimensions, dans la section transversale, à savoir de 1 à 3 microns, et des dimensions dans le sens de la longueur qui sont très supé- rieures aux dimensions en section transversale, mais qui sont encore de l'ordre des petites dimensions, par rapport aux fibres non traitées, par exemple de l'ordre de 10 à 1000 microns, de 100 à 2000 microns, ou au delà de 1000 microns.
Ces fibres sont, par conséquent, susceptibles de se disper- ser dans un milieu liquide tel que l'eau et de se maintenir dispersées pendant une période de temps considérable, sans perte appréciable d'uniformité ou sans déshydratation spon- tanée ou ségrégation du liquide y contenu, sous l'effet de la pesanteur, au repos.
Cette spiculation des fibres d'amiante ou autres fibres en vue de leur donner une section transversale de moins de trois microns et des longueurs égales à au moins trois fois leur diamètre a une certaine importance au point de vue de la répartition, comme on va le voir :
En supposant que chacune des fibres ait juste trois microns de diamètre et 10 microns de longueur, ces fibres seront à même de se tasser ou de se disperser par rapport à leurs extrémités (qui sont appelées à servir de centres pour amorcer la cristallisation originelle des aiguilles, prismes ou fibres d'hydrosilicate de calcium) à la manière d'un entrecroisement. Toutefois, ces fibres sont des solides et, il s'ensuit que deux fibres quelconques ne se croiseront pas dans le même plan. Elles s'entasseront.
La distance entre les surfaces des extrémités libres de ces spicules croisées serait d'environ 5 microns ou un peu plus. Or, l'intercalation d'une troisième fibre ou spicule préformée, disposée au hasard, sous trois dimensions, avec le plus grand rapprochement possible des deux premières, se tiendrait
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verticalement par rapport auxdites deux premières.
Ses faces seraient alors espacées d'au moins une des faces des deux autres spicules d'une quantité inférieure à 2 microns environ ou moins à l'épaisseur de la fibre.
Par conséquent, avec des fibres dont les longueurs ne dépassent pas trois fois environ leurs diamètres, les faces exposées, fracturées, et par suite susceptibles de réagir à la cristallisation et génératrices, seront plus rapprochées les unes des autres que les dimensions en coupe transversale de leurs propres extrémités libres. Il s'ensuit qu'un cris- tal croissant sur une desdites faces extrêmes, tendra à se confondre avec un cristal croissant sur une face extrême de fibre adjacente analogue, avant qu'il se soit développé sur une distance aussi grande que celle sur laquelle il s'est développé latéralement au delà de cette face. C'est la le genre de cristallisation que des poudres, par opposition à des fibres, produiront.
Sous ce rapport, il est également intéressant et significatif de constater que, d'une manière approximative, une pulpe ou suspension à 1 % (en poids) de spicules dans de l'eau correspondrait à un pourcentage en volume d'environ 0,4 %, avec de l'amiante d'un poids spécifique de 2,5.
C'est-à-dire que dans mille microns cubes de la suspension (c'est-à-dire un cube de dix microns de côté), il y aurait .quatre microns cubes d'amiante qui équivaudraient à une fibre d'amiante d'un micron carré et de quatre microns de longueur.
Si cette fibre occupait le milieu du cube de dix microns qui lui est assigné, elle serait à une distance de quatre microns et demi de la paroi du cube, de chaque côté, et de trois microns de la paroi du cube à chaque extré- mité. Par suite, elle présenterait une pellicule aqueuse
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d'une épaisseur égale à plusieurs fois son diamètre, de cha- que côté, et presque égale à sa longueur, aux extrémités.
Si les fibres immédiatement adjacentes, dans des cubes de liquide similaires adjacents de dix microns, étaient espa- cées d'une manière analogue et parallèles aux premières, ces fibres adjacentes seraient espacées de neuf microns, sur les côtés, et de six microns aux extrémités (ou d'une valeur intermédiaire entre ces chiffres, si les spicules étaient tournées dans différentes directions perpendiculaires ou angulaires les unes par rapport aux autres).
Si la longueur des fibres dépassait quatre microns, il y en aurait évidemment moins dans une suspension à, 1 %.
Il en serait de même si ces fibres étaient plus gran- des en coupe transversale. Par exemple, une spicule de 2 microns de longueur, de 2 microns d'épaisseur et de 8 mi- crons de longueur égalerait trente-deux microns cubes, et occuperait un espace égal à huit cubes de dix microns, ou un cube de 20 x 20 x 20, soit huit mille microns cubes.
Toutefois, dans un cube de ce genre, il y aurait un plus grand espacement, par exemple dix-huit microns d'avec la fibre voisine, orientée d'une manière analogue (parallèle) de chaque côté, et douze microns de la fibre voisine, orientée d'une manière analogue, à chaque bout.
Par suite, elle serait plus libre et plus susceptible de se débarrasser de la suspension, ou de se -déshydratera. C'est la la caractéristique des dispersions aqueuses d'amiante ou autres agglomérats et suspensions fibreux, plus longs ou moins défibrés.
D'autre part, si les dimensions de la fibre en coupe., transversale sont les mêmes que précédemment, par exemple 1 micron x 1 micron, mais si la concentration augmente,
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disons de 2 % en poids, en augmentant la longueur de chaque fibre, par exemple de quatre à huit microns, il arriverait alors que, dans la distribution décrite ci-dessus, les extrémités de ces spicules se rapprocheraient les unes des autres dans les limites de quatre microns, tandis que les côtés seraient à la même distance moyenne les uns des autres, comme précédemment.
Si les fibres restent à 1 x 1 micron x 4 microns de long (par exemple 4 % en poids dans la suspension), de manière qu'il y en ait, par exemple, quatre d'entre elles qui soient parallèles et à égale distance les unes des au- tres, latéralement, dans le cube de liquide de 10 microns, comme on le suppose ci-dessus, elles ne seront alors/séparées les unes des autres (par des pellicules d'eau) que de quatre microns et de quatre microns des spicules parallèles, orien- tées d'une manière analogue, dans les cubes de dix microns adjacents.
Il est évident que si les spicules venaient à gon- fler (latéralement), elles réduiraient encore davantage cette distance. C'est ainsi qu'une suspension à 4 % de spicules constitue la limite du travail libre des pulpes de papier ou d'aminante, en règle générale, sur une grande échelle. Or, les pulpes d'amiante de chrysotile (qui gonflent) forment une gelée solide à une concentration de 4 % à 6% en poids. Par suite, la concentration en travail libre de sa pulpe est d* environ 1 % en poids.
En d'autres termes, dans une suspension aqueuse des fibres ou spicules d'amiante (ou cellulose) préformées, les pellicules d'eau entourant ces fibres, sur une profondeur de deux à six microns, semblent être énergiquement adsorbées ou maintenues par les fibres et se repoussent fortement les unes les autres, de manière à produire et à entretenir la
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dispersion uniforme des fibres dans tout le volume d'eau dans lequel elles sont en suspension, même lorsque les fibres spiculées ne gonflent pas.
Les fibres spiculées, dispersées peuvent s'hydroly- ser et gonfler dans ces conditions (ou bien cette hydroly- sation et ce gonflement peuvent être encouragés),par exemple dans le cas de certaines sortes d'amiante, telles que de l'amiante de chrysotile, ou de fibres organiques finement divisées, telles que de la cellulose et ses dérivés. Ceci favorise encore davantage la dispersion et la permanence de ces dispersions.
Toutefois, les fibres d'amiante présentant les dimensions prescrites, qui ne gonflent pas, par exemple l'amiante bleue de Bolivie et l'amosite d'Afrique, se disperseront également dans de grands volumes d*eau et res- teront dispersées pendant de longues périodes de temps, sans former de dépôts spontanés, et donnent également satisfac- tion lorsqu'on les applique aux buts recherchés par la pré- sente invention.
Les meilleures conditions dans lesquelles la matière fibreuse puisse se présenter pour permettre d'atteindre les buts de la présente invention semblent donc être celles dans lesquelles les fibres comportent de nombreux ses extrémités libres, sont de dimensions presque colloïda- les en coupe transversale, et d'une longueur suffisante pour autoriser et propager une dispersion libre et uniforme a travers la totalité d'un volume de liquide, après avoir été mélangées avec celui-ci dans des proportions diluées (par exemple 1 % à 5 %), se dirigent et continuent de se diriger au hasard dans tout le liquide ou mélange liquide (dans lequel ces extrémités libres se maintiennent d'une façon prédominante espacées les unes des autres) et qui amorcent la formation originelle de cristaux en ces points séparés les uns des autres,
en dirigeant ainsi la formation progressive
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de cristaux sous une forme fibreuse à partir des points en question au lieu d'une cristallisation à partir de surfaces ou points solides étroitement contigus, comme c*est le cas dans les dispersions de poudres finement divisées dans les- quelles les trois dimensions de chaque particule sont toutes peu près les mêmes.
Il y a lieu de faire observer en particulier que les faces extrêmes des fibres spiculées préformées, qu'elles soient minérales et cristallines ou organiques et non cris- tallines, présentent des surfaces libres, fraîchement frac- turées, au lieu de surfaces de formations naturelles et par suite plus stabilisées. Elles agissent, par conséquent, comme centres originels pour la cristallisation des réactifs produisant des cristaux fibreux, en solution ou dispersion.
Etant donné que ces extrémités libres sont de dimensions limitées ou même colloïdales, il.s'ensuit que les dimensions des cristaux (semences) dont elles engendrent la formation sur elles-mêmes sont également limitées. La formation de cristaux extérieurs, sur les surfaces latérales naturelles des fibres ou cristaux préformés n'est pas favorisée autant (si même elle l'est) que la cristallisation progressive vers l'extérieur et radialement à partir de ces extrémités fracturées, une fois que cette cristallisation a été amorcée.
En outre, toute cristallisation depuis les parois latérales des fibres serait sujette à l'adhérence, attendu que la croissance de cristaux à partir des faces extrêmes de ces fibres fracturées implique des forces de cohésion ou de valences d'une combinaison interatomique.
Bien que la formation ultime de ces fibres organiques ou minérales préformées ne puisse être considérée comme étant déterminée d'une fagon cohérente et certaine, on admet ordinairement que les fibres organiques finement divisées,
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telles que la cellulose, que l'on prépare couramment, sont formées d'entités encore plus fines et plus petites, dési- gnées fréquemment sous le nom de micelles, qui sont également d'une nature fibreuse, c'est-à-dire qui sont longues compa- rativement à leurs dimensions en coupe transversale. On sait également qu'avec des fibres minérales, telles que de ltamiante, les masses fibreuses formées présentent un degré élevé de clivage dans deux dimensions se traduisant par la séparation facile de la masse en longues aiguilles cristal- lines et fibreuses.
Bien que le degré ultime de la sépara- tion qui peut être effectuée n'ait pas été déterminé, on sait qu'elle peut s'opérer à des dimensions extrêmement faibles, dans les deux sens transversaux. Bien que les longueurs de ces fibres fines soient inévitablement réduites dans des proportions considérables par la fracture, dans les opérations de ce genre, la nature fibreuse persistera et pourra être maintenue d'une manière effective de manière à présenter des longueurs sensiblement plus grandes que les dimensions en coupe transversale, comme il est décrit ci- dessus.
Une cause fondamentale de cette matière fibreuse de 1* amiante est attribuée au fait que les atomes de sili- cium et d'oxygène y associés sont proportionnés et réunis en forme de chaîne, dans le sens longitudinal des cristaux fibreux. Cette union est de l'ordre d'une valence primaire et donne, par conséquent, aux fibres une résistance considé- rable à la traction, dans le sens longitudinal, ce qui con- traste avec la faiblesse de l'union entre les fibres dans le sens transversal. Cependant, après fracture transversale du cristal fibreux individuel (ou ultime), il est à remar- quer qu'il s'effectue ainsi une rupture dans la chaîne des atomes de silicium et d'oxygène de la structure des cristaux.
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Par suite, les forces de cohésion ou de valeur correspondan- tes du silicium et de l'oxygène qui ont constitué la résis- tance longitudinale à la traction des cristaux fibreux sont libérées pour assurer l'union physique ou chimique sur la face fracturée.
Selon la présente invention, ces faces libres de cristaux fibreux sont multipliées considérablement et dis- persées dans un grand volume (d'eau) par spiculation, comme défini ci-dessus, et constituent, par suite, des centres de cristallisation d'une quantité au moins égale (ou bien supé- rieure) de produits de la chaux active et de la silice ac- tive (et d'eau), en vue de la formation sur ceux-ci, par union chimique et croissance, de fins cristaux, en forme d'aiguilles ou fibreux, de silicate de calcium hydraté.
Or, il est dans la nature de cette culture de cristaux que les cristaux de silicate croissants forment une chaîne silicium- oxygène constituant un prolongement réel de la chaîne sili- cium-oxygène des cristaux fibreux fins d'amiante spiculée qui ont été divisés par la spiculation. Ils seront également maintenus séparés au hasard grâce à la disposition au hasard des longues et fines spicules et amenées à former des cris- taux longs et fibreux eux-mêmes.
Par conséquent, la formation et la croissance de ces cristaux fibreux en partant des extrémités des spicules de fibres préformées et leur union avec celles-ci et entre elles, se traduisent par une masse fibreuse enchevêtrée dont la force ne se mesure pas par la force d'adhérence des liants entre eux ou entre eux et les fibres préformées (or- ganiques ou minérales), mais par la résistance à la traction intégrée des forces de cohésion des fibres cristallisées elles-mêmes. En fait, lorsque deux cristaux fibreux crois- sants se rejoignent et que leur intersection se forme par
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cristallisation mutuelle par suite de la réaction chimique, le produit résultant constitue une formation unitaire d'une force chimique cohésive inhérente et non pas une formation de contact extérieure, inclusion ou adhésion.
Par exemple, si le constituant silicié réactif, finement divisé, dont il est question plus haut et la chaux dispersée ou dissoute, dans de l'eau de chaux par exemple, sont dispersés dans un très grand volume d'eau, si les particules (ou solution) maintenues dans cet état de large dispersion avec des fibres d'amiante finement spiculées et si l'interréaction pour former du silicate de calcium hydraté s'effectue, les cristaux en forme d'aiguilles de silicate de calcium hydrate seront amenés a croître sous une forme plus longue et plus fine et à présenter une masse dis- persée, emmêlée, de cristaux fibreux dans tout le volume deau dans lequel les réactifs (et tous organes de généra- tion de ce genre) ont été maintenus en suspension pendant la réaction.
En outre, les cristaux de ségrégation et de for- mation s'uniront dans une mesure considérable, au cours de leur croissance, aux points de contact entre deux ou plus de deux cristaux et s'entrelaceront alors pour former un lattis à jours, entretissé, d'une disposition et d'une structure permanentes.
Après achèvement de la cristallisation et de la croissance des cristaux et extraction ultérieure de l'eau résiduaire ainsi que de tous gels contenant de l'eau qui se trouvent entre ces cristaux, (ce qui, en fait, constitue le cas, selon les observations faites), la masse présente, entre les fibres (et à travers les pellicules de gel), d'innombrables vides ou espaces d'air qui sont d'une nature continue et capillaire et communiquent entre eux, au lieu d'être complètement entourés ou bouchés par une matière solide telle que les agglutinants ou parois continus qui les
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caractérisent les et sont inhérents aux structures des matières isolantes employées jusqu'à présent.
En faisant usage d'un gel d'une dispersion volumi- neuse dans le but de maintenir ou de favoriser, pendant la réaction, la dispersion des réactifs et les fibres crois- santes, il est possible de mieux conserver la consistance, la constitution et la dispersion uniformes de la composition employée pour la réaction, ainsi que de maintenir cette der- nière dans cet état pendant tout le temps qui est nécessaire ou qui convient pour compléter la réaction. En même temps, cette composition peut, grâce à une légère agitation, être soumise à un libre écoulement de liquide de matière plas- tique, ou autre écoulement analogue, qui pourra lui donner toutes formes ou dimensions désirées.
Si la masse formée est ensuite maintenue au repos, le mélange peut être ramené l'état de gel et amené à réagir ou à être soumis à des conditions appropriées pour amorcer, favoriser et compléter sa réaction, en vue de la formation, dans toute la charge, d'aiguilles fibreuses de silicate de calcium hydraté, qui prennent par conséquent les formes, les dimensions et les volumes qui leur sont imposés. La masse cristalline dévelop- pée en partie ou en totalité peut être soumise à des trai- tements modifiés ou entièrement différents en vue d'appli- cations et de résultats spéciaux.
Cest ainsi qu'on peut la retirer du dispositif de moulage et que la réaction peut être complétée en prolongeant la durée du traitement, en soumettant la masse à des tempé- ratures et des pressions plus élevées etc, dans un récipient différent, avec ou sans séchage, suivant le cas.
Si on le désire, le développement des cristaux et la réaction complète de tous les ingrédients de la charge entière peut s'effectuer dans le dispositif de moulage ori- ginel avant leur retrait. Dans un cas comme dans l'autre,
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lhumidité résiduaire sera finalement retirée, de toute ma- nière convenable, après quoi le produit est prêt à être utilisé.
Le gel, qu'il soit formé au cours des réactions ou qu'il soit ajoute à la charge, peut entrer ou ne pas entrer dans la réaction au cours de laquelle se forment les cristaux.
S'il y entre, le moulage ou coulage ultérieur de la masse peut interrompre la formation des cristaux et réduire par conséquent la résistance potentielle finale du produit. Tou- tefois, si le gel est ajouté à la composition et à la réac- tion de cristallisation, le moulage et le versement de la masse de gel peuvent s'effectuer sans affecter la structure de formation des cristaux et la résistance du produit cris- tallisé s'ils sont effectués et complétés avant que l'inter- croissance abondante des cristaux se soit produite.
Une caractéristique de cette réaction distincte, individuelle, qui forme des cristaux, consiste en ce que les aiguilles de silicate de calcium hydraté, à mesure qu'elles se ferment à l'aide du milieu en suspension dans lequel les réactifs sont contenus sont d'un volume bien moin- dre que le volume total de la masse dans laquelle ils se forment. Le produit se compose par conséquent, d'une façon typique, d'un système filamenteux d'un réseau de cristaux unifiés de petites dimensions, en principe colloïdales en coupe transversale, et lorsque la chaux et la silice ont sensiblement achevé leur réaction, l'ingrédient principal, ou de préférence le seul ingrédient restant dans la masse de la charge est de l'eau ou de la vapeur d'eau, qui sont tous deux expulsés définitivement, après séchage, et rempla- cés par de l'air.
Lorsque d'autre matières sont contenues dans la charge de réaction, comme décrit ci-dessus, par exemple pour servir d'agent de suspension ou de gel, ou dans d'autres buts,
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ils peuvent y rester. C'est ainsi que de la cellulose fi- breuse finement divisée, de la pâte à papier par exemple, peut servir a la fois de fibre spiculée et de gel. Dans ce cas, les fibres de cellulose restent évidemment entre les aiguilles cristallisées de silicate de calcium hydraté, même après que l'eau et la vapeur d'eau ont été expulsées.
Mais, bien que les fibres de cellulose puissent augmenter les propriétés calorifuges de la masse, aux températures ambiantes, elles tendront à être réduites à la température de l'eau bouillante, ou au-dessus, ou bien la cellulose tendra à être modifiée ou détruite par carbonisation et en tombant des espaces dans lesquels elle était maintenue précé- demment. Cette matière ne constituerait, par conséquent, pas un adjuvant permanent convenable des matières calorifuges destinées à être employées à des températures très élevées, bien qu'elle servirait à faciliter la formation et la cris- tallisation dispersées des aiguilles de silicate de calcium hydraté, à l'état de formation fibreuse entremêlée au hasard et intégrée sous forme de masse, pour pouvoir être utilisée aux moyennes ou basses températures.
D*autre part, on a constaté que, en incorporant cer- taines substances minérales, qui sont à la fois fibreuses, susceptibles de former un gel et conservant leur forme..d'ai- guilles ou forme fibreuse, par exemple de l'amiante de chry- sotile, il pouvait se former une structure dispersée, entre- tissée, de cristaux fibreux de silicate de calcium hydraté et de cristaux d'amiante fibreux, constituant, dans toute la masse, une fine structure fibreuse continue, un entretis- sage intégral existant entre les deux sortes de fibres et le gel, cette structure étant solide, d'un volume et d'une masse spécifique faibles capable de résister aux hautes températures et disposée au hasard, tout en conservant le
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caractère fin,
inconsistant et ouvert de la structure fi- breuse de la masse dans son ensemble et en possédant égale- ment à la fois les résistances à la compression et à la trac- tion des deux constituants fibreux individuels ultimes, eux-mêmes.
Cette fine structure fibreuse des cristaux fibreux entrelacés et croissant les uns dans les autres se distingue du type occlusif de liant ou agglutinant, fibre à fibre, obtenu par mouillage, fusion ou imprégnation et(ou) des agglutinants, ou imprégnations analogues, qui ont été utili- sés précédemment dans l'industrie. Ces derniers se distinguent de l'intercroissance de fibres cristallines'fines du fait qu'ils présentent une structure continue, plus consolidée, qui est par inhérence d'une densité apparente bien plus gran- de et qui d'une surface à l'autre renferme également un plus grand volume de structure solide, continue à travers laquelle la chaleur peut facilement passer, se dissiper et se perdre.
En même temps, comme les vides ou pores de la matière fi- breuse, obtenue conformément à la présente invention, ne sont pas bouchés ou fermés, il s'ensuit que les ouvertures exis- tant entre les fibres et les cristauxeux-mêmes et leurs jonctions les unes avec les autres sont atténuées et présen- tent des petites dimensions telles que les espaces, corps et surfaces orientées pour les courants d'air de radiation et de convexion qui les traversent sont brisés, dispersés d'une manière effective et empêchés de transférer progressi- vement ou rapidement la chaleur à travers l'ensemble de la masse, dans un sens quelconque, par convexion, par conduc- tion ou par radiation.
Ce système de formation de cristaux continus, filamenteux, fins et de petits espaces d'air capil- laires, atténués, continus qui interviennent entre ces cris- taux et les séparent, constitue par conséquent un produit qui,
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dans son ensemble, est d'une faible conductivité thermique, mais possède, au contraire, un grand pouvoir isolant, tout en possédant, à un degré élevé, le pouvoir de conserver ses formes, une grande résistance à la traction et une densité apparente très faible.
En exemple de l'application pratique de l'invention à la fabrication de matières calorifuges, et plus spéciale- ment de celles qui ont une faible densité apparente et une faible conductivité, va être décrit en regard du dessin an- nexé dans lequel :
La figure 1 montre un schéma de 1écoulement, et
La figure 2 est une vue plus ou moins schématique d'un dispositif convenable pour spiculer la fibre d'amiante.
On commence de préférence par traiter le constituant amiante en le réduisant, de l'état brut dans lequel il se trouve dans la mine approximativement à, un degré d'unifor- mité et de pureté dans lequel il est relativement débarrassé des minéraux non fibreux et autres impuretés. Par exemple, l'amiante non traitée peut se composer de fibres d'amiante de chrysotile présentant les dimensions suivantes :
25 % passant à travers un tamis à mailles de 12,7 millimètres et retenus sur un tamis à mailles de 6,35 milli- mètres (spécification de l'amiante canadienne),
50 % retenus sur un tamis de 2 millimètres
25 % passant à travers un tamis de 2 millimètres.
Cette fibre d'amiante est ensuite mélangée dans le réservoir 1, figure 1, avec de l'eau constituant un véhicule liquide. Dans l'exécution de cette opération, on peut employer avantageusement une boue relativement diluée, obtenue, par exemple, en mélangeant, au moyen d'un malaxeur 2, 1 à 5 parties en poids de fibre, avec 99 à 95 parties d'eau, pour former un mélange uniforme. On soutire ensuite ce mélange
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par le tuyau 3, commandé par la vanne 4, pour l'amener à la pompe 5, d'où il peut revenir, à travers le passage de sor- tie 6 et le tuyau 7, par suite de 1* ouverture de la vanne 8, dans le réservoir 1, la vanne 9 donnant accès au dispositif de spiculation 10 restant fermée.
Le dispositif de spiculation 10 comprend un moteur 11 (du type triphasé par exemple), destiné à actionner l'ar- bre 12 qui passe dans la chambre fermée 13 et porte, sur son extrémité intérieure, un plateau conique en acier trempé 14, muni, sur sa face conique 16, de cannelures radia- les 15 et maintenue, d'une manière précise et réglable, à distance d'une lame racleuse circulaire 17 dont la surface est parallèle à la surface du plateau conique 14 et est main- tenue fermement dans une position fixe. Le jeu entre le dis- que ou plateau conique et la lame de raclage est de l'ordre de 3 à 5 dixièmes de millimètre environ.
Le plateau 14 tourne de préférence à une grande vitesse (par exemple à 3600 tours-minute) et de préférence sous une charge maximum constante, comme l'indique l'ampèremètre 18 (par exemple 70 ampères, sur le moteur employé dans le présent cas), qui indique la spiculation la plus efficace de l'ensemble de la masse.
Le rotor de spiculation marchant à toute vitesse, on ouvre alors la vanne 9 livrant le passage â travers le tuyau d'admission et dans la chambre 19 qui est du côté commande ou côté tronqué du plateau. La boue entre ensuite dans la chambre, d'abord sous l'impulsion de la pompe 5, puis sous l'effet de la force centrifuge du rotor et du plateau 14 qui l'entraîne dans et à travers 1*espace libre existant entre la face du disque ou plateau et la lame de raclage.
Dans cette opération, les fibres d'amiante sont tordues et désagrégées ou séparées les unes des autres sui- vant leurs plans de clivage longitudinaux et sont également
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fracturées et éraillées ou "balayées" transversalement, ce qui donne comme résultat, à leurs extrémités, un nombre multiplié un grand nombre de fois de minces entités fibreu- ses, distinctes qui se caractérisent, en règle générale, par de petits diamètres (par exemple /10e à 3 microns), dans lesquelles le rapport entre la longueur et la section transversale les caractérise en tant que fibres, contrairement aux granules fins dans lesquels les trois dimensions sont toutes sensiblement du même ordre,
ainsi que de cette catégo- rie de fibres qui sont d'une longueur telle qu'elles provo- quent l'entretissage et la formation de grumeaux qui carac- térise les fibres d'amiante non traitées ou non spiculées, d'une longueur excessive.
A mesure que la boue sort du spiculateur, elle est recueillie dans la chambre 20, d'où elle peut passer dans le conduit de sortie 21 et de la, à travers la vanne 22 et le tuyau 23, dans un second réservoir 24 qui est également muni d'un agitateur 25.
Lorsque toute la boue préparée dans le réservoir 1 a ainsi passé à travers le spiculateur et est recueillie dans le réservoir 24 on inverse le fonctionnement du dispo- sitif. Ce résultat est obtenu en fermant les vannes 4, 8 et 9, branchées sur les conduits reliés au réservoir 1 et en ouvrant la vanne correspondante 26 du tuyau 27, la vanne 28 du tuyau 29 et, plus tard, la vanne 30 donnant accès au conduit d'admission dans le dispositif de spiculation 10, et également en ouvrant la vanne 31 du tuyau 32 revenant du passage de sortie 21 du spiculateur dans le réservoir 1, toutes ces vannes ayant été préalablement fermées.
En faisant alors fonctionner la pompe et le dispo- sitif de spiculation comme on l'a fait précédemment, la charge de boue subira un second traitement analogue au
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premier et sera ensuite déchargée dans le réservoir 1, jus- qu'à ce que toute la charge ait été traitée de cette manière une seconde fois.
Ces opérations peuvent ainsi être inversées et répé- tées autant de fois qu'on le jugera nécessaire ou désirable.
Toutefois, pour assurer la réduction effective des fibres à un degré qui convient au but proposé, il a été constaté à maintes reprises que deux ou trois passes suffisaient.
Lorsque la boue a acquis le degré de spiculation désiré, on ferme toutes les vannes précédentes à l'exception de la vanne (4 ou 26) de la canalisation allant du réservoir contenant la charge achevée de boue d'amiante spiculé, à la pompe 5, et on ouvre la vanne 33 qui va du passage de sortie de la pompe, à travers le tuyau 34, au réservoir mélangeur 35. En faisant fonctionner la pompe 5, celle-ci livrera alors toute la charge au mélangeur 35.
Le mélangeur 35 est constitué par un cylindre hori- zontal d'un type courant avec une paire d'ailettes mélangeu- ses hélicoïdales, en forme de ruban, à pas opposés.
Avant d'introduire dans le malaxeur, là bouillie d'amiante préparée, on hydrate une suspension de chaux vive finement,pulvérisée (par exemple pouvant passer à travers un tamis de 150 microns et même plus fins) à l'aide d'eau qui est à la température ambiante et en quantité suffisante pour assurer une suspension nettement liquide, de préférence à une température de 71 à, 93 C environ. La quantité d'eau employée est telle qu'elle formera, dans le mélangeur, une composition présentant la consistance, la dispersion et la suspension désirées. Par exemple, cinq fois autant d'eau que de chaux vive, en poids, donneront une extinction effec- tive, une dispersion et une boue satisfaisante comme résultat.
Lorsque la chaux est complètement hydratée et dispersée dans
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l'eau du mélangeur, la bouillie de fibres d'amiante spiculé, est aspirée, mélangée intimement, puis additionnée de la quantité voulue de silice finement divisée, de terre à dia- tomées ou autre matière analogue en poudre fine et sèche, le malaxage étant poursuivi jusqu'à ce qu'on ait obtenu une dispersion complète et uniforme.
Des exemples typiques et représentatifs de composi- tions susceptibles d'être préparées en procédant selon la présente invention sont les suivants :
I
EMI36.1
<tb> Chaux.................. <SEP> 30 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> par <SEP> exemple <SEP> 30 <SEP> kg
<tb>
EMI36.2
Farine de quartz ........ 25 au.. 25 kg Terre a diatomées ....... 35% ' 25 kg Amiante (battu) ......... 15 8... 15 kg
EMI36.3
<tb> Amiante <SEP> (non <SEP> traite) <SEP> 5 <SEP> % <SEP> " <SEP> " <SEP> 5 <SEP> kg
<tb>
EMI36.4
Eau avec de l'amiante ...350,o du ppids to¯8 360 kg
EMI36.5
<tb> tal <SEP> de <SEP> matières <SEP> solides
<tb>
EMI36.6
Eau avec de la chaux 50 % du poids to-8 " 150 kg
EMI36.7
<tb> tal <SEP> de <SEP> matières <SEP> solides
<tb>
II
EMI36.8
Chaux ...... * # ,## .
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<tb> tal <SEP> de <SEP> matières <SEP> solides <SEP> jusqu'à <SEP> 150 <SEP> kg
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III
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Terre â, diatomées 50 p 50 kg
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IV
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tal de matières solides
L'opération de malaxage demande habituellement de 30 minutes à une heure.
Lorsqu'elle est achevée, on arrête le malaxage et on retire la bouillie que l'on peut couler, sous l'action de la pesanteur, dans des moules ou bassines métalliques 36 ou autres récipients analogues, qui sont de préférence minces et bons conducteurs de la chaleur, que 1' on place ensuite dans une chambre 37 et que l'on soumet à l'action de la vapeur vive, saturée, à une pression de 8,4 kg/cm2 par exemple pendant trois heures pour amener la charge à la température voulue, en les maintenant pendant une période de douze heures sous une pression constante, en les laissant refroidir et en laissant la pression tomber à la pression atmosphérique pendant une période de cinq heures environ. On peut les retirer ou les laisser refroidir davan- tage.
On constatera que la charge moulée a durci en con- servant ses dimensions et sa forme originelles, sans sépa- ration d'eau appréciable, ni abandon par retrait de ses dimensions et de sa forme originelles.
On peut, par conséquent, retirer des bassines le produit moulé et éliminer l'eau qu'il renferme, en séchant dans un sécheur/a une température variant entre 1210 et 176 C environ, ce qui laisse un produit présentant la forme et les dimensions qui lui ont été données par les moules, ainsi qu'un poids égal à celui des constituants solides du mélange de réaction seulement (plus l'eau de
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cristallisation en combinaison avec l'humidité absorbée, ainsi que* l'eau absorbée, s'il en existe)d'ou. l'eau de dis- persion a été extraite et qui est, par conséquent, d'une faible densité apparente.
Par exemple un produit de ce genre (notamment celui qu'on obtient selon la formule II), révèle une densité appa- rente d'environ 176 kg, par mètre cube,et possède une con- ductivité d'environ 0,0002, aux températures s'élevant jus- qu'à 205 C environ du côté chaud, si le coté froid est à une température d'environ 65, 5 G.
Cette densité apparente peut être déterminée d'après la concentration en matières solides contenues dans la bouillie originelle de laquelle elle a été tirée et qui s'est durcie. Et comme il n'y a eu aucun changement appré- ciable de volume au cours de l'opération, le produit aura, en kilogrammes par mètre cube, sensiblement la même densité apparente que la bouillie originelle, d'après ses constituants solides (plus l'eau de cristallisation et (ou) l'eau blo- quée de toute autre manière), les vides étant, dans un cas, comblés par de l'eau liquide et, dans l'autre cas, par de l'air.
Il est évident qu'on pourrait obtenir d'autres pro- duits, en préparant des bouillies d'amiante spiculé, dans lesquelles on pourra utiliser dans de nombreux autres buts le pouvoir de suspension nettement prolongé ou permanent de cet amiante. Par exemple, celui-ci peut servir à effectuer et entretenir la dispersion de matériaux bien plus lourds ou de grandes proportions de réactifs, au cours de la réac- tion ou d'autres traitements, que le produit doive présenter une faible ou une forte densité apparente.
Conformément à la présente invention, le degré de spiculation aussi bien que la proportion de fibres courtes par rapport aux fibres longues sont réglés et déterminent,
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à leur tour, les propriétés que 1*on désire donner au pro- duit. Sous ce rapport, la présente invention diffère fonda- mentalement des autres tentatives qui ont été faites.
Par exemple, pour fabriquer des matières structu- relles d'une densité élevée, contenant une plus grande pro- portion de réactifs cimenteux solides et des produits de réaction, on a constaté que l'amiante entièrement spiculé, de la catégorie(A) comme défini ci-dessus, constituait la matière la mieux appropriée pour augmenter l'ultime résis- tance à la flexion de ces produits.
Pour fabriquer des pro- duits d'une faible densité, destinés à servir de calorifuge capable de conserver sa forme, renfermant une quantité com- parativement faible de réactifs, formant ciment, solides, et de produits de la réaction, on a constaté que l'amiante spiculé partiellement, appartenant à la catégorie (C) comme défini ci-dessus, communiquait une résistance relativement grande à la flexion, comparativement aux produits d'une faible densité apparente obtenus jusqu'à présent, ainsi qu'une résistance résiduelle élevée, après fracture initiale du liant ou agglutinant formant ciment.
L*amiante spiculé peut être tiré de différentes sor- tes d'amiante du commerce, en traitant une suspension de cet amiante par un fluide (gazeux ou liquide) dans un ins- trument ou appareil qui subdivise les fibres sous l'effet de l'attrition du tourbillon cylindrique du fluide tournant à de grandes vitesses angulaires. Cette désagrégation peut s'effectuer dans divers moulins établis pour fonctionner à l'air comprimé, ou en employant de la vapeur surchauffée, à haute pression, en tant qu'agent fluide, elle peut également être obtenue en brassant une suspension diluée d'environ 5 %, plus ou moins, en poids (de 1 à 10 %) d'amiante dans de l'eau, au moyen d'un ou plusieurs agitateurs à hélice,
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tournant à grande vitesse, ou bien encore en chauffant cette suspension dans un pilon a pâte à papier.
Toutefois, dans chacune de ces opérations, le traitement est mené à un degré beaucoup plus intense et se prolonge bien au delà qu'il est d'usage avec ces procédés et appareils destinés tout d'abord à la préparation des pâtes, dans le but d'obtenir le degré voulu de réduction des dimensions de fibres et la proportion voulue de matière fibreuse par rapport à la dimension ou aux dimensions qui caractérisent l'amiante spiculé. De cette manière, on peut obtenir, par un traitement prolongé ou répété, dans l'appareil représenté, une fibre d'amiante entièrement spiculé, d'une suspension à 1 % en poids.
Le résultat net de ce traitement est de désagréger les fais- ceaux de spicules ou le contenu en fibres des différentes sortes d'amiante du commerce, pour les amener à. leur état ultime de spicules, mais sans détruire leurs caractéristiques de longueur de fibres par rapport à leurs dimensions en section transversale.
Conformément à ce qui vient d'être dit, les fibres spiculées ou 'spicules' se caractérisent par ce fait qu'elles sont capables de former une suspension relativement perma- nente ou statique dans l'eau; par exemple, celles qui sont dans des concentrations de 1/10 % à 2, 5 % (ou davantage), en poids, ou de 1/25 à 1 % (ou davantage), en volume, sont par elles-mêmes capables de résister à la ségrégation sous l'effet de la pesanteur, pendant une période de plusieurs heures (ou même plusieurs jours).
Cette dispersion statique et cette suspension pro- longée de fibres fines spiculées constituent, par consé- quent, un système de dispersion dans lequel on peut obtenir de nombreuses conditions inhabituelles et des réactions et résultats caractéristiques nouveaux.
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C'est ainsi que d'autres matières fibreuses, matières granuleuses, ou réactifs solides, finement divisés (ou en solution), qui ne sont pas capables de demeurer en suspen- sion dans des liquides pendant un temps prolongé, peuvent être mélangés avec ces derniers, et que le mélange résultant acquèrera le pouvoir de former et de maintenir une suspension statique, uniforme, prolongée ou permanente, sans qu'il se produise de ségrégation appréciable, pendant une longue période de temps. En conséquence, diverses réactions et autres modifications peuvent s'effectuer dans toute la masse de ces suspensions à trois dimensions et être réglées successivement à des degrés définis (1 ) d'amorçage de cette réaction, (2) d'activation ou de réglage, à n'importe quelle phase désirée, ou (3) d'achèvement.
En outre, d'autres opérations peuvent accompagner, ou intervenir entre ces phases successives de réaction phy- sique et (ou) chimique dans le système, comme, par exemple, la mise en forme ou le moulage de la masse avant d'amorcer la réaction, après amorçage ou après que la réaction a été facilitée, à tout degré voulu.
De plus, des traitements ultérieurs peuvent être exercés sur le mélange résultant, à un stade d'opération quelconque choisi, suivant les caractéristiques des condi- tions et des propriétés ainsi acquises et suivant les chan- gements et résultats désirés.
Par exemple, dans les exemples spécifiques décrits ci-dessus, il se forme, lorsqu'on emploie une chaux et une silice réactives (légèrement en excès des proportions molé- culaires) et en poussant la réaction jusqu'à son achèvement complet, un nouveau silicate de chaux hydraté composé de CaO, SiÛ , NH2O qui, à l'examen aux rayons X, révèle une nouvelle structure qui le distingue de tous les silicates de chaux connus.
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On suppose que, dans le réseau statique, continu, mais a filaments ouverts, des spicules en suspension qui sont, d'une manière caractéristique, capables de se maintenir dans une telle disposition et une telle dispersion, dans la tota- lité du volume d'eau dans lequel ce réseau est formé, de nom- breux réactifs, tant en solution que sous la forme de solides de petites et comparativement grandes dimensions sont rendues susceptibles d'exercer une réaction réglable aussi bien chimique que physique.
C'est ainsi que dans les charges décrites ci-dessus, la chaux est présente à la fois en solution et à l'état de particules de dimensions colloïdales pouvant aller jusqu'à être visibles. La silice est également présente en morceaux de petite taille, soit sous la forme de farine de quartz, soit sous celle de terre de diatomées pulvérisée, bien que certaines particules de cette dernière puissent être consi- dérablement plus grandes que les,spicules fibreuses. La silice est également capable de passer en solution. Il s'en- suit qu'on peut prévoir la réaction entre la chaleur dissoute et la silice dissoute.
En outre, grâce à la porosité ou à la perméabilité, ainsi quia la nature amorphe et active de la silice contenue dans la terre de diatomées, la solu- tion et la suspension de chaux sont susceptibles de pénétrer, d'une fagon relativement libre, dans les grandes particules de terre de diatomées. De plus, la chaleur dissoute est capa- ble, dans ces conditions, de réagir avec un grand nombre de fois, 35 fois par exemple, son équivalent moléculaire de silice et de disperser ou dissoudre la combinaison résultante dans le milieu aqueux environnant. UneCombinaison de peut être considérée comme formant une longue chaîne de sili- cium et d'oxygène, combinée, à ses extrémités, avec une molécule de chaux.
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Cette action aura évidemment pour effet de désagréger rapidement et complètement et de dissoudre, au moins momen- tanément, la silice ou la terre de diatomées, le taux hors de proportions avec la quantité équimoléculaire de chaux présente. Toutefois, la concentration d'une telle combi- naison de chaux et de silice qui peut être maintenue en solu- tion est plutôt faible. Elle est susceptible de se réorienter et, ce faisant, des cristaux fibreux de silicate de chaux, de la formule CaO, SiO2, NH2O, se séparent et croissent, comme décrit ci-dessus, en se répartissant sur tout le volume de la masse de réaction.
Les chaînes de silicium et d'oxygène, ou les chaînes de silice, ainsi libérées, peuvent leur tour réagir avec une plus grande quantité de chaux pour former des silicates de chaux de compositions variables, ou un silicate de calcium cristallisé supplémentaire. Ces chaînes de silice ou de silicates de chaux tendent également à former des gels qui, a leur tour, peuvent se transformer progressivement - et rapidement ou lentement, suivant les conditions - pour prendre la structure cristalline, fibreuse, croissante, comme décrit ci-dessus, et alimenter ainsi cette dernière. Toutefois, lorsque cette formation de cristaux s'arrête, le gel reste.
Dans ces conditions, si on enlève le milieu d*eau, on peut arrêter la croissance des fibres cristallines, et la chaleur et la déshydratation servent à resserrer le gel sur les spicules fibreuses préalablement formées, les cristaux fibreux naissants, et au coeur de ceux-ci, en ouvrant ainsi des vides entre les fibres et en créant ainsi, à travers le gel, des ouvertures continues et par suite perméables, de manière à former la structure typique du nouveau produit obtenu.
La continuation du chauffage, du séchage et de la déshydratation des spicules, des cristaux fibreux et du gel,
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s*accompagnent d'un retrait en volume absolu, d'un durcis- sement et d'un renforcement de chacun d'eux - et aussi de l'union entre eux - pour constituer la structure intégrale, capable de conserver sa forme, et robuste, qui caractérise l'ensemble et que n'ont pas permis d'obtenir les procédés et les matières isolantes antérieurs.
Il convient de faire remarquer également que la sus- pension permanente, se soutenant d'elle-même, de 0,1 % d'amiante spiculé (en poids ou 0,04 % en volume), qui vient d*être décrite, présente un réseau à larges mailles, dans lequel chaque fibre est entourée de nombreuses fois son volume d*eau, mais que, jusqu'à ce que ce degré de dilution soit atteint, l'eau qui entoure chaque fibre est associée à cette dernière de telle fagon que la fibre et l'eau agissent à la manière d'une entité. Ils attireront et repousseront une fibre analogue et l'eau y associée, d'une manière suffisante pour assurer et maintenir ce rapport d'espacement uniforme, en antagonisme aux forces de la pesanteur, que ce soit par flottabilité ou par dépôt.
Toutefois, lorsqu'une suspension de ce genre est diluée davantage, d'une façon brusque, avec de l'eau, la suspension se rompt, les fibres flottent à la surface, en laissant au-dessous d'elles de l'eau claire, et en formant une couche supérieure qui est constituée par une suspension présentant à peu près le degré de concentration limite original qu'elle avait avant cette dilution (ou un degré de concentration légèrement supérieur) et qui flotte sur la couche d'eau inférieure.
Par conséquent, ce degré de dilution indique la limite de l'épaisseur de l'enveloppe d'eau entourant les fibres, laquelle agit pour maintenir chaque fibre à distance des fibres adjacentes et aussi pour empêcher une fibre de se mouvoir librement et de dépasser une autre fibre ou de
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frotter contre celle-ci ; association de l'eau avec les fibres adjacentes empêche également l'eau de circuler librement 'entre ces fibres adjacentes, de manière à déter- miner la ségrégation par dépôt ou par flottage. D'autre part, l'enveloppe d'eau n'est pas associée d'une façon suf- fisamment ferme avec ses fibres pour empêcher que cette eau ne filtre ou ne s'écoulé facilement de la masse fibreuse,, en laissant ainsi les fibres se rapprocher les unes des autres.
En d'autres termes, le système constitue une sus- pension discontinue de fibres, qui est stable et permanente aussi longtemps que le milieu d*eau est maintenu, mais qui n'est ni un gel, ni un gel continu, même avec des fibres de chrysotile qui gonflent légèrement.
Par conséquent, dans ce réseau ou système de réseau ou treillis fibreux ouvert et à trois dimensions, les réac- tifs, a l'état de solides finement divisés ou en solution colloïdale ou réelle, sont susceptibles de se disperser sans détruire la structure réticulaire ou suspension. La chaux et la terre à diatomées, par exemple, sont toutes deux capables de se subdiviser de cette manière pour prendre des dimensions colloïdales et passer en solution réelle. Quand, ou pour autant, que les réactifs se présentent dans les conditions mentionnées en dernier lieu, ils réagissent rapidement et produisent un précipité gélatineux de silicate de calcium hydraté. En raison de la dispersion et de la dilution de ce précipité gélatineux, celui-ci.,est mobile et est attiré vers les fibres d'amiante spiculé.
Il épouse librement la forme des surfaces extérieures des fibres, en formant autour de chacune d'elles une gaine de silicate de calcium hydraté, gélatineux. Cette gaine entoure par conséquent chacune des fibres en dedans de l'enveloppe d'eau qui était associée avec et entourait chacune de ces fibres et qui, néammoins, continue encore à agir pour main-
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tenir les fibres revêtues de gel de silicate de calcium hydraté sous la forme dispersée à de grands intervalles les unes par rapport aux autres.
Par conséquent, les réactifs dissous pénètrent l'en- veloppe d'eau de ces fibres et un précipité gélatineux se forme directement sur chaque fibre, sans affecter ou détruire les enveloppes dteau de séparation autour de chaque fibre d'amiante. Ces dernières sont, par conséquent, maintenues continuellement à la distance originelle les unes par rap- port aux autres et continuent à occuper le même volume et à présenter les même formes que dans le système de réseau ou de treillis qu'elles formaient dans la dispersion d'eau seule.
Ces réactions de dissolution et de combinaison de la chaux et de la silice, par exemple sous la forme de terre de diatomées, se produisent aux températures ordinaires. Si la température monte, les réactions s'accélèrent et la for- mation de silicate de calcium hydraté, cristallin se produit également, soit par cristallisation directe de la solution, soit parconversion dprécipité gélatineux en un gel, pour prendre .finalement des formes cristallines proéminentes.
Mais les formations cristallines selon l'invention ont été décrites en détail ci-dessus.
Ces dissolution , réactions et précipitation des réactifs, ainsi que le dépôt sélectif des précipités géla- tineux peuvent également s'effectuer indépendamment des fibres et former des grumeaux ou colonies de gels et de cristaux dans tout le volume de la masse, sans toutefois gêner l'ordonnance de la dispersion de fibres spiculées, telle qu'elle a été engendrée à l'origine dans l'eau pure.
Par suite,'les gaines gélatineuses de silicate de calcium hydraté entourent les fibres spiculées d'amiante, continuel- lement dispersées, et naissent de celles-ci et des gros amas de précipité gélatineux de silicate de calcium hydraté se forment également d'une fagon simultanée , dans le milieu
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aqueux, indépendamment des fibres et à une certaine distance de celles-ci.
Des cristaux de silicate de calcium hydraté peuvent également se former directement à partir de la solution et (ou) une nouvelle cristallisation peut se produire par conversion du précipité gélatineux qui est alors amené sous la forme cristallisée. Toutefois, les précipités gélatineux, particulièrement ceux qui se trouvent sur les fibres, tendent a former, par consolidation, des gels doués d'un plus grand pouvoir de cohésion et d'adhérence, d'un volume moindre et d'une plus grande densité que les précipités gélatineux originaux.
En ce faisant, ils se groupent ou s'unissent autour des fibres, se contractent ensuite et laissent d'une manière commensurable des espaces d'eau libre, qui vont en augmen- tant, entre une de ces fibres et la suivante, étant donné que les fibres elles-mêmes, pas plus lorsqu'elles sont nues que lorsqu'elles sont revêtues des gaines gélatineuses ou en forme de gel, ne manifestent aucune tendance à se rapprocher et à venir en contact immédiat les unes avec les autres, aussi longtemps qu*un volume relatif suffisant du milieu aqueux est maintenu autour d'elles et entre elles.
En conséquence, la charge dans son ensemble consiste au début en fibres spiculées, dispersées, avec lesquelles sont mélangées ultérieurement de la chaux et de la terre de diatomées, en suspension colloïdale, à l'état finement divisé et en solution. La réaction produit des précipités gélatineux séparés qui s'accumulent autour des fibres espacées, en formant une gaine enveloppante autour de chacune d'elles, ainsi que des précipités gélatineux dispersés, sous forme de colonies qui sont indépendantes des fibres.
Ces précipités gélatineux peuvent consister en silice, en
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chaux, ou en silicate de calcium hydraté. Ils se forment aux températures ordinaires et croissent davantage pour devenir plus gros, avec le temps et à mesure que les tempé- ratures augmentent. Aux températures élevées, il se forme également, dans toute la masse, des cristaux de silicate de calcium hydraté,, qui sont tirés tant de la solution que des précipités gélatineux.
Ils se forment sur les fibres et sont également espacés de ces dernières. Dans toutes ces réactions et cultures, les fibres conservent les unes par rapport aux autres leur espacement originel et, en conséquence, à mesure que les précipités gélatineux se solidifient autour de leurs fibres respectives, et que les cristaux se séparent également des espaces intermédiaires, ces dernière. ne sont plus occupés que par de l'eau.
Lorsque ces réactions sont achevées, on laisse l'eau s'évaporer et s'échapper. Les précipités gélatineux résiduaires ou gaines de gel qui entourent les fibres (et qui se sont déjà transformées par retrait en gels réels) acquièrent alors une structure poreuse, puis forment des cristaux sub-microscopiques, et présentent, en conséquence, un plus grand pouvoir de cohésion et d'adhérence ainsi qu'une plus grande résistance totale.
Les grumeaux indépendants ou colonies de précipités gélatineux, qui se forment entre les fibres et indépendam- ment de celles-ci, ne mouillent pas les fibres par un ménisque étalé. Toutefois, ils viennent finalement en contact avec elles (avec perte de l'eau de dispersion qui les main- tient séparées) pour former des masses qui conservent leur forme et qui deviennent en quelque sorte des fibres à une dimension, à mesure quelles adhèrent, après déshydratation, aux gels rigides, et continuent à se rétrécir.
Les gaines
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gélatineuses des fibres spiculées et les fibres de gel préci- pité ainsi formées peuvent être ou peuvent ne pas être cris- tallisées par un traitement ultérieur, mais dans un cas comme dans l'autre elles renforcent les formations cristallines engendrées par la séparation d'avec la solution existant entre les spicules qui sont décrites au cours de la descrip- tion qui précède, et constituent un réseau intégré et une structure solidifiée.
L'ensemble de la masse se transforme finalement en une masse fibreuse, intégrale, désagrégée, d'un poids léger, d'une faible conductivité calorifuge, d'une grande résistance à la traction, et résiste aussi bien à. l'eau qu'aux hautes températures, ce qui en fait un isolant calorifuge moulé, se soutenant de lui-même, d'une faible densité apparente, propre à être utilisé d'une fagon satisfaisante, à des tempé- ratures élevées, dans les installations complètes de calo- rifugeage, d'une seule composition et d'une seule pièce.
Toutes les modifications et adaptations, tant en ce qui concerne les principes fondamentaux que les applications pratiques de la présente invention, rentrent dans le cadre de cette dernière.