BE489099A

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Publication number: BE489099A
Application number: BE489099A
Authority: BE
Priority date: 1948-05-18
Filing date: 1948-05-18
Publication date: 1949-06-15
Also published as: CH283344A

Description


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  " Procédé de production de produits en fibro-ciment". 

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   La présente invention est relative à un procédé de production de produits à base de ciment contenant des fi- bres cellulosiques. 



   Dans la production de produits en   fibro-ciment,   on a déjà proposé de remplacer ou d'ajouter aux fibres d'aabes- te ordinairement incorporées à ces produits une matière de moindre coût. A cet effet, on a surtout fait usage jusqu'à présent de fibres cellulosiques. 



   Toutefois, l'emploi de fibres cellulosiques à l'état naturel pour la production de produits en   fibro-cinent'   présente un   cestain   nombre d'inconvénients. Ainsi, la capa- cité de la cellulose à supporter du ciment, bien que plus grande par unité de poids que celle d'autres-matières de coût modique (par exemple, la laine minérale) , est néanmoins appréciablement inférieure à celle de l'asbeste.

   De plus, des réactions peuvent se produire entre le ciment et les fibres cellulosiques, ces réactions 'étant apparemment dues   à   la lignine et a l'hémi-cellulose contenues dans la cellulose Ces réactions provoquent une décomposition de la matière, qui donne graduellement lieu à une diminution de sa résistance mécanique. des 
Un autre/avantage de l'emploi de fibres cellulosiques que réside dans le fait/les produits à base de ciment conte- nant des fibres cellulosiques sont sensibles à l'humidité et révèlent une tendance à se contracter ou   à   gonfler, suivant l'humidité ou teneur en eau de la matière environ- nante.

   Le gonflement est dû à la capacité d'hydratation de la cellulose et de   l'hémi-cellulose ,   cette capacité d'hydra- tation étant, à son tour, due à la présence de groupes hydre   libres  dans les substances mentionnées ci-avant. Il résulte de- ce gonflement que la résistance mécanique et la 

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 durabilité des produits a base de ciment contenant des fibres cellulosiques sont inférieures à celles des produits   à base   de ciment contenant de   l'asbeste.   



   On a tente de remédier aux inconvénients mentionnes ci- dessus, par exemple, en munissant les fibres cellulosiques d'une couche d'argile ou de paraffine .En outre, on a propo- sé de "minéraliser" les fibres par un traitement préliminaire à l'aide de verre soluble ou de chlorure calcique, qui,   mélangé   au ciment, doit réagir, suivant le cas, avec le .calcium ou avec l'acide silicique contenu dans le   ciment, de   manière à former du silicate de calcium dans et autour des fibres.

   Pour empêcher les réactions mentionnées ci-dessus, on a également tenté de faire usage de cellulose pure ou de remplacer les fibres cellulosiques soit par des fibres synthétiques consistant en chlorure polyvinylique, en esters polyvinyliques ou en un copolymérisat de ces produits, ou encore d'employer des fibres végétales ou animales revêtues ou imprégnées de ces substances synthétiques.   Toutefois,les   procédés proposés jusqu'à ce jour n'ont pas donné de résul- tats   satisfaisants   ou se sont avérés en pratique trop coû- teux. 



   La présente invention remédie aux inconvénients signalés ci-dessus et permet de préparer, par un procédé simple et peu coûteux, des fibres cellulosiques, convenant particulièrement bien pour l'élaboration de produits en   fibro-ciment.   



   Suivant l'invention, on traite des fibres cellulosi- ques à l'aide d'une solution de résine synthétique, capable de réagir chimiquement avec la molécule de cellulose , de façon à bloquer les groupes hydroxyle de cette molécule, ladite solution étant appliquée aux fibres en quantité telle que les fibres cellulosiques soient sensiblement revêtues d'une couche de résine, Les fibres cellulosiques ainsi trai- 

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 tées sont alors mélangées à du ciment et le mélange est façonné jusqu'à présenter la forme voulue, en présence d'eau. 



   Comme exemples de résines   synthétiques   convenant pour être utilisées dans le procédé suivant l'invention, on peut mentionner les résines aminoplastes, telles que les résines à la   mélamine   et à la   carbamide .   Comme autre exemple, on peut aussi citer les résines polyéthylène-imine. 



   La résine est choisie en fonction du type et de la na- ture de là cellulose. Ainsi, dans le cas de cellulose sulfi- tée et de pâte   mécanique,   on préfère   uti liser   des résines à la mélamine, tandis que dans le cas de cellulose sulfa- tée, on obtient les meilleurs résultats en faisant usage de résines à la carbamide . La quantité de solution résineuse utilisée peut varier dans des limites relativement étendues, mais est, de préférence, telle que la solution contienne de 0,5 à 3   %   de résine-sur la base du poids sec de la cellulose. 



   Le traitement des fibres au moyen de résine synthétique suivant l'invention peut également être combiné à un traite- ment de ces fibres, au moyen de substances hydrofuges, ce dernier traitement étant exécuté après le traitement mention- né en premier lieu . Comme exemple de substances hydrofuges, on peut mentionner 'la colophane , qui peut être utilisée à raison de 1 %, sur la base du poids sec de la cellulose. 



   Les fibres.cellulosiques traitées de la manière spéci- fiée   ci-dessus,   peuvent, si on le désire, avant d'être mélan- gées au ciment, être soumises à un traitement ayant pour effet de durcir la résine, un teltraitement   .impliquant,par   exemple, le séchage à température élevée, notamment à 70-80 C, de ces fibres. Ce séchage peut, par- exemple, être exécuté en agitant les fibres dans une atmosphère d'air. Si un tel durcissement n'est pas exécuté d'avance,   c'est-à-dire   avant le mélange des fibres au ciment, il se produit automatique- ment un durcissement de la résine, lors de la prise du ciment, ce ciment développant pendant son durcissement de la chaleur, 

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 qui est utilisée pour le durcissement de la résine .

   Si on le désire, on peut également appliquer de la chaleur   supplémen-   taire pour accélérer le durcissement de la résine. 



   Le procédé suivant l'invention peut avantageusement être exécuté de façon que la cellulose soit défibrée dans un bat- toir, à l'aide d'une quantité aussi faible que possible d'eau acidifiée jusqu'à un pH de   4,5-5,5 .   Un faible pH favorise notamment la rétention de la résine . Après le défibrage, une solution d'une résine, convenant au genre de cellulose en présence, est ajoutée -Ainsi, dans le cas de pâte sulfitée ou de pâte mécanique, on ajoute une solution chlor- hydrique de résine à la   mélamine,   tandis que dans le cas de cellulose sulfatée, on ajoute une solution aqueuse de résine carbamidique . La résine, qui forme une solution colloïdale, est instantanément précipitée sur les fibres cellulosiques.

   Quant aux produits en fibro-ciment, ils peu- vent être obtenus par un quelconque des procédés humides connus et notamment par le procédé   Hatschek.   Dans ces procé- dés, le mélange des fibres au ciment et le moulage du mélange obtenu peuvent être exécutés dans les appareils et machines du type employé pour la fabrication de papier et de carton. 



  Le produit formé peut, dans certains cas, être soumis à une pression élevée, afin de lui conférer l'apparence, la forme extérieure et/ou la densité voulues. 



   Suivant les propriétés que   l'on   désire voir conférées au produit en fibro-ciment à obtenir, il peut, dans cer- tains cas, être avantageux d'utiliser des mélanges de divers types de fibres cellulosiques, traitées par le genre de résine, qui s'est avéré appropriée pour le type de cellulose en question. Ainsi, il peut être souhaitable d'employer des mélanges de pâte sulfitée et de pâte mécani- que , cette dernière en quantités pouvant atteindre 25 % du mélange, et de traiter ces mélanges à l'aide d'une résine 

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 à la   mélamine .   Si on le désire, on peut également ajouter de petites quantités d'asbeste et d'autres fibres à bonne car, cité d'absorption ou de support du ciment. Ainsi, on peut ajouter jusqu'à 20 %, par exemple, de bas-cotons. 



   Les proportions des quantités- de fibre et de ciment utilisées dans le produit peuvent varier dans certaines li- mites. Ainsi, on peut avantageusement ajouter de 8 à 20 kgs. de fibres et mène davantage à 100   kgs   de ciment. 



  Toutefois, on préfère employer 10, 12 ou 15   kgs   de fibres par 100   kgs.   de ciment. 



   Pour obtenir une prise plus rapide du ciment, des substances connues en soi pour ce but et notamment du chlo- rure calcique ou des fluorosilicates peuvent être ajoutés au mélange de fibres et de ciment ou pulvérisées sur les pla- ques ou autres articles, pendant leur fabrication. 



   Lorsqu'on utilise des fibres cellulosiQues traitées par le procédé suivant l'invention, la tendance des produits en fibre-ciment obtenus à   l'aide   desdites fibres cellulosiques à gonfler ou à se contracter est réduite jusqu'à 50 %, en comparaison de la tendance à gonfler ou à se' contracter que présentent les fibres cellulosiques traitées par les procédés connus précédemment, en vue de l'obtention de produits   à   base de ciment contenant des fibres cellulosi-   ques .   La résistance à l'état humide du lien fibreux est améliorée jusqu'à 20 fois, tandis que sa résistance à l'état sec est également considérablement améliorée et peut, dans certains cas , être de 50% plus élevée .

     En   consé- quence, la résistance mécanique des plaques et articles en ciment produits est augmentée de manière correspondante. 



  Ainsi, en comparaison des plaques en ciment contenant des fibres cellulosiques, produites à l'aide de fibres cellu- losiques naturelles et non traitées, les plaques en ciment contenant des fibres cellulosiques traitées par le procédé      

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 suivant l'invention, révèlent une réduction de la .tendance à gonfler ou à se contracter s'élevant à 35-50%, et une augmentation de la résistance à la flexion de plus de 50 %. 



   Ainsi, dans le cas de plaques fabriquées a petite échelle et présentant un quotient d'humidité (pourcentage d'H2O, calculé sur la base du poids sec de   la   matière ) de 
10%, on a constaté qu'une plaque à base de ciment conte- nant des fibres cellulosiques sulfitées non traitées révèle une contraction de 14,2 %, tandis qu'une   plaque     similaire   contenant des fibres cellulosiques   sul fitées   traitées à l'aide d'une solution chlorhydrique à 3% de résine àla mélanine révèle une contraction de 7,2 %. Les valeurs cor-   respondantes   pour un quotient d'humidité   de 5 5;   sont de 
11,2 %. et 5,0 %. respectivement. 



   Lors de la fabrication industrielle, à grande échelle, de plaques obtenues en utilisant 90 kgs de fibres par 600   kgs.   de ciment et soumises, lors d'un pressage, à une   @   pression de 100 kg/cm2, on a constaté que la capacité d'ab- sorption d'eau, calculée comme quotient d'humidité s'élève 
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<tb> - <SEP> pour <SEP> les <SEP> plaques <SEP> obtenues <SEP> à <SEP> l'aide <SEP> de <SEP> cellu-
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<tb> lose <SEP> sulfitée <SEP> non <SEP> traitée,

   <SEP> à <SEP> 32%
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<tb> - <SEP> pour <SEP> les <SEP> plaques <SEP> obtenues <SEP> à <SEP> l'aide <SEP> de <SEP> cellu-
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<tb> lose <SEP> sulfitée <SEP> traitée <SEP> au <SEP> moyen <SEP> de <SEP> résine <SEP> à <SEP> la
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<tb> mélamine <SEP> (3 <SEP> % <SEP> " <SEP> à <SEP> 21%
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<tb> Quant <SEP> à <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> de <SEP> ces
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<tb> plaques,après <SEP> 28 <SEP> jours, <SEP> d'emmagasinage <SEP> à <SEP> l'air,
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<tb> elle <SEP> s'élève
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<tb> lulose <SEP> sulfitée <SEP> non <SEP> traitée <SEP> ,

   <SEP> à <SEP> 136 <SEP> k/cm
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<tb> - <SEP> pour <SEP> les <SEP> plaques <SEP> obtenues <SEP> à <SEP> l'aide <SEP> de <SEP> cel-
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<tb> lulse <SEP> traitée <SEP> au <SEP> moyen <SEP> de <SEP> résine <SEP> à <SEP> la
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<tb> mélamine <SEP> (3 <SEP> %), <SEP> à <SEP> 209 <SEP> kg/cm2
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L'invention n'est évidemment pas limitée aux particu- larités décrites   ci-dessus. C'est   ainsi que, pour le mélange de fibres et de citent et pour le   façonnage   des articles, on peut également se servir d'autres procédés et appareils connus en soi.

Claims

REVENDICATIONS 1.Procédé de production de produits en fibro-ciment contenant des ibres cellulosiques, par exemple sous forme de plaques, de tuyaux, etc., caractérisé en ce qu'on traite des fibres cellulosiques à l'aide d'une solution de résine synthé- tique,capable de réagir chimiquement avec la molécule de cellu- lose, de façon à bloquer les groupes hydroxyles de cette molé- cule et notamment à l'aide d'une solution de résine amino- plaste, telle que les résines à la mélanine et les résines à la carbamide , ladite solution étant appliquée aux fibres en quantité telle que les fibres cellulosiques soient sensible- ment revêtues d'une couche de résine,on mélange les fibres cellulosiques ainsi traitées à du ciment et on façonne le mé- lange, en présence d'eau,

jusqu'à obtention de la forme vou- lue.

2. Procédé suivant la revendication l,dans lequel les fi- bres cellulosiques traitées à l'aide de résine synthétique sont soumises, avant d'être mélangées à du ciment, à un séchage à température élevée,afin de durcir la résine.

3 . Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, dans lequel le traitement des fibres cellulosiques à l'pide de résine synthétique est combiné avec un traitement l'aide de substances hydrofuges, telles que la colophane, ce dernier traitement étant exécuté après le traitement au moyen de résine synthétique .

4. Procédé suivant la revendication l,dans lequel le chauffage des fibres cellulosiques,traitées à l'aide de la résine synthétique, en vue de provoquer le durcissement de la résine, est exécuté pendant la prise du ciment, en utili- sant la chaleur développée pendant cette prise.

5. Procédé suivant la revendication 4,dans lequel on applique également de la chaleur de l'extérieur, pour accélé- rer le durcissement de la résine.