BE490306A

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Info

Publication number: BE490306A
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Description

"Procédé de fabrication de pierre légère à structure poreuse et cellulaire".

La présente invention est relative à un procédé de fabrica- tion de pierre légère à structure poreuse et cellulaire.

Dans la fabrication de matériaux de construction légers, communément dénommés: "bétons poreux", il est généralement fait usage de ciment comme liant d'une masse poreuse qu'on laisse dur- cir à l'air comme le béton ordinaire.--
Les bétons poreux ainsi obtenus manquent de résistance et présentent un retrait considérable, atteignant souvent 3 mm par mètre courant. Ce'retrait ne s'arrête pas après la prise du ci- ment et provoque ainsi des fissures et autres inconvénients dans les constructions.

On a cherché à éliminer ce défaut en faisant durcir la masse poreuse, non plus à l'air libre, mais dans un bain de vapeur d'eau sous pression. Dans les produits ainsi obtenus, le retrait est pra- tiquement nul ou tout au plus de l'ordre de 0,1 mm.par mètre courant.

De plus, la résistance mécanique est notablement augmentée.

Cependant, le traitement hydrothermique indiqué ci-dessus crée des tensions caloriques considérables dans les masses soumises au durcissement et en provoquera l'éclatement ou tout au moins le fissurage si l'on n'observe pas une progressivité très lente dans la mise sous pression et dans l'évacuation de la vapeur à la fin du processus de durcissement. Malgré ces précautions il subsistera souvent des tensions internes dans les masses durcies; celles-ci se- ront, de ce fait, moins résistantes aux agents climatériques, en particulier à la gelée.

Lorsque l'on procède au durcissement par traitement hydrother- mique, il est indispensable d'incorporer dans la masse une propor- tion convenable de silice, qui, sous l'action de la vapeur d'eau sous pression, se combine avec la chaux contenue dans le ciment pour former un hydrosilicate de calcium. Celui-ci constitue alors l'élément le plus stable du produit durci, en diminue le retrait et en augmente la résistance mécanique.

On a dès lors tenté de fabriquer des pierres poreuses formées en totalité par des hydrosilicates de calcium, c'est-à-dire que l'on faisait durcir, par l'action de la vapeur d'eau sous pression, une masse spongieuse constituée d'un mélange de silice et d'hydrate de calcium, à l'exclusion du ciment.

Hais, dans ce cas, il ne se produit pas une prise plus ou moins rapide comme pour le ciment, au contraire le figement de la masse est extrêmement lent, au point qu'il faut attendre 24 heures, et parfois même plusieurs jours, avant que la masse ait la fermeté requise pour supporter le démoulage. On a tenté de réduire la durée du séjour des masses dans les moules en activant la prise par l'ad- dition de certains adjuvants, par exemple un faible pourcentage

de liant hydraulique, mais on n'arrivait pas ainsi à la rapidité de prise des mélanges au ciment sans retrouver les inconvénients inhérents à ce liant.

On en était donc réduit à une longue attente si on ne vou- lait pas faire durcir les masses dans les moules mêmes. Ceci ne oeuvre se conçoit que pour les pièces destinées à être mises en telles que venues de coulée. Pour les masses appelées à être débitées, on pré- fère procéder au démoulage et au débitage avant le durcissement.

Lorsque le démoulage ne peut se faire qu'après un laps de temps assez long, les faces exposées à l'air sont désséchées et car- bonatées sur une profondeur proportionnelle au temps d'attente.

Cette profondeur peut atteindre 5 mm, et plus, endéans les 24 heures.

La couche ainsi séchée et carbonatée ne durcit plus dans la même mesure que la masse intacte et peut même devenir pulvérulente. Il en résulte de graves inconvénients lors de la mise en oeuvre des pièces comportant ces faces défectueuses.

La présente invention a pour but de remédies: à ces inconvé- nients.

A cet effet, selon le procédé suivant l'invention, on mélan- ge au moins un composé silicé, au moins un hydrate d'un oxyde d'un métal alcalino-terreux et de l'eau de gâchage à l'exclusion de ci- ment, jpdfcon soumet ce mélange à l'action de la vapeur d'eau, et on introduit dans la masse, avant durcissement, une multitude de bulles d'un fluide gazeux, soit par action mécanique, soit par l'action d'agents gazifères.

Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageu- se du procédé selon l'invention, on emploie, dans le mélange préci- té, 4 à 40% en poids d'hydrate d'un oxyde d'un métal alcalino-ter- reux.

D'autres détails et particularités de l'invention ressor- ' tiront de la description du procédé selon l'invention, donnée ci- après à titre d'exemple non limitatif.

Le procédé de fabrication de la présente invention permet de démouler immédiatement après la coulée, c'est-à-dire au bout de quelques minutes, sans addition d'un adjuvant quelconque, mais par l'effet d'un traitement thermique rapide auquel est soumise la mas- se dès qu'elle est coulée dans les moules. Cela permet également le débitage des masses aussitôt après leur démoulage.

Le corps solide de la pierre légère faisant l'objet de la présente invention est obtenu à partir d'un mélange naturel ou ar- tificiel dont le matériau principal est un composé silice (par exem- ple : sables siliceux, schistes, quartzites,' micas, talcs, verres piles) additionné de 4 à 40% en poids d'hydrate de chaux, de baryte ou de strontiane. Ce mélange est soumis à l'action de la vapeur d'eau sous pression à une température de 100 à 300 C. et se trans- forme, au bout de quelques heures, en un hydrosilicate de chaux, baryte ou strontiane, très dur et résistant aux agents atmosphéri- ques. Il y a intérêt à produire une pierre constituée entièrement par des hydrospilicates purs, en partant, par exemple, d'un mélange de SiO 2 et CaO chimiquement purs.

Pratiquement on utilise de la chaux, de la baryte ou de la strontiane de qualité industrielle courante et un composé silicé naturel ou artificiel tel qu'on le trouve dans la nature ou dans l'industrie. Les corps étrangers qui pourraient de la sorte être introduits dans la masse constitue- ront des impuretés, qui, en dessous d'une certaine proportion, ne nuiront pas à la qualité industrielle des pierres artificielles produites d'après le procédé sous rubrique.

Le corps solide ainsi obtenu est rendu de structure poreuse et cellulaire en introduisant dans la masse, avant durcissement, une multitude de bulles d'un fluide gazeux. L'introduction de ces bulles peut s'opérer par action mécanique., par exemple : flation sous pression ou fouettement; la masse est , dans ces cas, coulée dans des moules appropriés, comportant des orifices ou des moyens adéquats. La création des bulles peut également résulter de l'incorporation dans la masse d'un ou de plusieurs agents

susceptibles d'engendrer des bulles gazeuses. On peut ranger dans cette catégorie : le zinc, la magnésie, l'aluminium, le calcium, 1' un des alliages des précédents métaux, le carbure de calcium, les peroxydes, les persels, les carbonates et les bicarbonates.

Le nombre et la dimension des bulles sont fonction, d'une part, du pourcentage en poids des agents gazifères incorporés à la masse ou de l'intensité et de la durée de l'insufflation ou du fouettement et, d'autre part, du degré de fluidité donné à la masse avant la coulée dans les moules. Le dosage de l'eau de gâchage variera suivant que l'on utilisera dans le mélange initial un oxyde alcalino-terreux anhydre ou plus ou moins hydraté, et également suivant la granulométrie des éléments constitutifs: plus on rédui- ra la finesse de ceux-ci, plus il faudra ajouter de l'eau, toutes choses restant égales d'ailleurs. C'est ainsi que la proportion d'eau peut varier de 30% à plus de 100 en poids de la masse sèche.

La masse pâteuse plus ou moins liquide ainsi préparée est coulée dans des moules où, soit mécaniquement, soit par l'action des agents gazifères, une multitude de bulles de fluide gazeux sont introduites et réparties régulièrement dans la pâte; celle-ci de- vient spongieuse, est soulevée et monte dans les moules. Simulta- nément et rapidement, la pâte est élevée, dans toutes sa masse, à une température de 50 à 200 C. Il en résulte un figement pres- que immédiat. Le démoulage peut intervenir dans un laps de temps allant de 5 minutes à une heure après coulée, la durée d'attente variant suivant la structure envisagée.

L'attente de 5 minutes avant démoulage est généralement suffisante pour des pâtes donnant une pierre de densité d'environ 0,700 et d'une résistance à l'écra- sement d'environ 70 Kg./cm2. Cette structure aura la préférence de l'inventeur.

La pâte pour pierres de densité et de résistance plus fortes peut se démouler plus rapidement encore ; il faut, au contraire, une attente plus longue, pouvant même dépasser une heure, pour des pâ- tes à pierres très légères. liais de toute façon le démoulage

pourra intervenir avant que le dessèchement et la carbonàtation n'aient produit leur effet destructeur sur les faces exposées à 1' air.

Aussitôt démoulées, les pâtes spongieuses sont aisément dé- bitées en pièces de différents formats et formes sous lesquels on désire mettre le produit sur le marché: briques, blocs, plaques, dalles, linteaux ou poutres, armés ou non, pu bien encore en frag- ments de formes et de dimensions généralement quelconques, ceux-ci pouvant servir de charge dans la pâte des pierres à produire ulté- rieurement.ou dans du béton léger à couler sur place.

Pour la fabrication de pièces armées, la ou les armatures, métalliques ou autres, sont placées dans les moules avant la cou- lée, et la pâte figée est découpée en conséquence.

Après le débitage, qui ne prend que peu de minutes, la pâte peut immédiatement être soumise à l'action de la vapeur d'eau sous pression. Pratiquement, cette action peut débuter moins d'une heu- re après la coulée dans les moules. la mise sous pression peut s'effectuer sans limite de progressivité, c'est-à-dire à l'allure maximum permise par la capacité de production des générateurs de vapeur, et celà sans risques de provoquer des tensions caloriques dans les pièces soumises au durcissement. Il en est de même en ce qui concerne l'évacuation de la vapeur à la fin du processus de durcissement.

Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme d'exécution décrite ci-avant, et que bien des modifications peuvent y être apportées, sans sortir du cadre de la présente demande de brevet.

REVENDICATIONS.

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Claims

1. Procédé de fabrication de pierre légère à structure poreu- se et cellulaire, caractérisé en ce qu'on mélange au moins un com- posé silicé, au moins un hydrate d'un oxyde d'un métal'alcaline - qu' terreux et de l'eau de gâchage à l'exclusion de ciment, on soumet <Desc/Clms Page number 7> ce mélange à l'action de la vapeur d'eau, tandis qu'on introduit dans la masse, avant durcissement, une multitude de bulles d'un fluide gazeux, soit par action mécanique, soit par l'action d'agents gazifères.

2. Procédé de fabrication suivant la revendication précé- dente, caractérise en ce qu'on emploie, dans le mélange précité, 4 à 40% en poids d'hydrate d'un oxyde d'un métal alcalino-ter- reux.

3. Procédé de fabrication suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on soumet le mélange précité à un traitement thermique élevant rapidement toute la masse à une température de 50 à 2000 C.

4. Procédé de fabrication suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on souri-et le mélange précité à l'action de la vapeur d'eau à une température de 100 à 3000 C.

5. Procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus.

6. Pierre légère à structure poreuse et cellulaire obte- nue selon le procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- 'tions précédentes.

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