<Desc/Clms Page number 1>
ROBERTSON THAIN LIMITED, résidant à WIRRAL, Cheshire (Grande-Bretagne).
MATERIAU DE CONSTRUCTION CALORIFUGE.
Dans la construction des immeubles industriels et autres relati- vement vastes, les procédés de construction du toit et des murs extérieurs ont évolué vers l'utilisation générale accrue d'enveloppes extérieures re- lativement minces et ne supportant pas de charges, telles que, par exemple, des feuilles de métal plat ou ondulé, en remplacement des matériaux classi- ques tels que la brique et la pierre pour la construction des murs extérieurs et l'ardoise et la tuile pour la construction des toits.
L'utilisation moder- ne de matériaux minces de construction présente de nombreux avantages rela- tivement à l'utilisation de matériaux classiques : par exemple, une telle utilisation évite de grands approvisionnements en matériaux qui peuvent exister en quantités relativement petites ou être d'un prix élevé et elle permet aussi une préfabrication importante d'éléments de mur ou de toiture en évitant, par conséquent, la grande proportion de main-d'oeuvre qualifiée sur le chantier de construction, nécessaire normalement avec les matériaux classiques tels que la brique, la pierre, les ardoises et les tuiles.
Par conséquent, comme on le voit facilement, l'utilisation de feuilles de métal pour le revêtement extérieur ou l'"habillage" de murs et de toits comporte des problèmes dans la réalisation de l'isolement à la chaleur comparables à ceux qui se posent pour les matériaux tels que la bri- que, l'ardoise; etc..
Il est maintenant d'usage, dans la construction en feuilles de métal des murs et des toits des immeubles, de réaliser l'isolement calorifu- ge nécessaire supplémentaire en fixant des panneaux ou des feuilles d'un ma- tériau calorifuge aux surfaces intérieures et/ou extérieures des feuilles de métal. Ces panneaux ou feuilles ont été fabriqués jusqu'à présent avec de nombreuses variétés de compositions diverses, formées normalement de ma- tériaux fibreux tels que du bois, des déchets de bois etc.. et on a trouvé
<Desc/Clms Page number 2>
que ces matériaux étaient appropriés ou suffisamment satisfaisants pour être utilisés à la fabrication d'isolants calorifuges de ce genre.
Un problème posé cependant pour l'utilisation dans la construc- tion de toits et de murs revêtus de couches calorifuges réside dans la né- cessité ou le grand désir de réaliser contre les dangers d'incendie, notam- ment dans les immeubles industriels de grandes dimensions, un degré de pro- tection qui soit au moins comparable à celui procuré par les matériaux clas- siques, tels que les briques, les tuiles et les ardoises. Puisque la majo- rité des parois et panneaux calorifuges de ce genre, disponibles commerciale- ment, sont d'une nature relativement très combustible, il s'ensuit que leur addition à des éléments de métal en feuille pour perfectionner leur isole- ment calorifuge produit un accroissement considérable et très nuisible des dangers d'incendie.
Dans des tentatives en vue de réaliser l'isolement calorifuge nécessaire pour obtenir une économie de combustible tout en réduisant en même temps à un minimum le risque d'incendie, on a utilisé des panneaux de murs en fibre d'amiante, mais ces panneaux ne sont pas économiques en rai- son de leur faible coefficient d'isolement calorifuge et de leur poids accru comparé à celui des panneaux normaux de mur et ils ne couvrent pas ainsi leur coût élevé de fabrication. En outre, leur poids nécessite des supports plus rigides et plus coûteux.
La présente invention a pour objet principal la réalisation d'un nouveau matériau de construction ayant la forme d'une feuille composite qui trouve son application dans la couverture ou la garniture intérieure d'élé- ments de murs ou de toits, notamment dans les éléments de mur ou de toit en feuille d'acier, dont il est question ci-dessus et ayant un fort coefficient d'isolement calorifuge et une faible combustibilité, joints à un faible prix de revient et à une durée satisfaisante.
Selon l'invention,le matériau de construction perfectionné des- tiné à être utilisé comme garniture intérieure pour un élément de toit ou de mur comprend un panneau relativement rigide calorifuge, ne possédant pas ou peu de résistance aux flammes et une feuille de feutre d'amiante re- lativement mince et flexible liée à l'un ou aux deux côtés du panneau au moyen d'un adhésif essentiellement imperméable à l'eau, ce qui augmente les propriétés de résistance à l'extension des flammes du matériau composite ré- sultant. Une caractéristique surprenante du nouveau matériau de construction, objet de l'invention, réside dans les propriétés tout à fait inattendues de résistance à l'extension des flammes, communiquées par l'utilisation de feutre d'amiante ayant une épaisseur presque négligeable.
Ainsi, l'utilisa- tion de feutre d'amiante ayant une épaisseur de moins de 0,51 mm. ou même de 0,25 mm. communique au matériau les propriétés les plus excellentes et permet d'utiliser des panneaux à bas prix et fortement combustibles qui au- trement ne pourraient l'être dans ce but. L'utilisation de feutre d'amiante très mince est également avantageuse du point de vue de l'économie dans le prix des matières premières.
Comme adhésif imperméable à l'eau destiné à être utilisé selon l'invention, on préfère se servir d'une matière inorganique, telle que du silicate de sodium qui a été trouvé particulièrement approprié. Là où l'on utilise du silicate de sodium comme adhésif, sa.résistance à l'eau est aug- mentée avantageusement par l'incorporation d'une matière telle que le car- bonate de calcium ou l'oxyde de zinc, capable de réagir avec le silicate de sodium pour former des composés insolubles dans l'eau ou résistant à l'eau.
Les feuilles de feutre d'amiante sont composées de préférence d'au moins 90 en poids de fibres d'amiante, le reste étant des fibres de nature cellulosi- que et de la quantité minimum d'un liant organique tel que l'amidon, néces- saire pour la fabrication du feutre.
L'invention peut être réalisée comme on l'a représenté à titre d'exemples non limitatifs, sur les figures du dessin.
<Desc/Clms Page number 3>
La figure 1 est une vue schématique représentant l'appareil pour la fabrication continue de la feuille composite perfectionnée.
La figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle de la feuille composite fabriquée par l'appareil de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe représentant l'application d'une feuille composite, objet de l'invention, à une feuille de métal desti- née à une construction.
La figure 4 est une vue partielle semblable à celle de la figu- re 1, d'un appareil pour une variante du procédé continu de fabrication de la feuille composite.
En se reportant à la figure 1,.on.voit qu'un panneau 1 relative- ment rigide ayant des qualités d'isolement calorifuge mais non résistantes à la flamme, est avancé de façon continue au moyen de rouleaux d'alimentation
2 dans une zone 3 dans laquelle on lui applique un adhésif au silicate de sodium,par exemple par pulvérisation à partir de tuyères 4. Le panneau ri- gide calorifugé peut être choisi parmi l'un quelconque des produits disponi- bles, par exemple ceux composés de matériaux fibreux tels que des fibres de bois et similaires. Ce peut être, par exemple, un panneau composé principa- lement de fibres de bagasse.
La solution de silicate de sodium est appliquée de façon appropriée sous forme de solution aqueuse contenant 34% de silicate de sodium, environ 16% en poids de CaC03 (basé sur le silicate de sodium présent) et avantageusement aussi une petite quantité d'un agent humectant par exemple 0,1 % d'un sel de sodium d'un alcool gras sulfaté supérieur.
Après l'application de l'adhésif, on déroule continuellement à partir de bo- bines 6 sur chaque côté de la feuille qui avance, une ou plusieurs couches
5 de papier mince et flexible de feutre d'amiante, la ou les couches 5 étant unie au:- panneau 1, par la solidification de l'adhésif au cours du passage continu entre les rouleaux 7 des feuilles en contact, ces rouleaux 7 étant chauffés de préférence de manière à assurer plus positivement la liaison des couches extérieures de papier de feutre d'amiante avec le panneau 1 au moyen de l'adhésif et à accélérer la solidification de l'adhésif, en réduisant ainsi à un minimum le risque de dommage mécanique dû à une manutention sub- séquente avant que l'adhésif ne se soit proprement solidifié.
La feuille composite ainsi formée qui avance est découpée aux longueurs désirées par un couteau ou une guillotine 8, actionné de façon intermittente.
Les feuilles composites fabriquées selon l'invention peuvent être coupées ensuite aux formes et aux dimensions appropriées et être utilisées dans la construction de toits, de murs, de plafonds ou d'autres surfaces d'immeubles dans lesquels on désire une barrière calorifuge et à l'abri des flammes.
La figure 2 représente à une plus grande échelle un fragment de la feuille composite formée par l'appareil de la figure 1. L'épaisseur des couches de papier de feutre d'amiante est de l'ordre de grandeur de 0,35 mm;
Dans une application de l'invention représentée sur la figure 3, un panneau isolant muni dans ce cas seulement d'une couche 5 de papier de feutre d'amiante qui lui est collé, est également collé pendant sa fabri- cation à une feuille de métal 16 qui peut être soit plate, ondulée ou canne- lée comme on l'a représenté, pour former des feuilles pour toiture ou pour murs ayant.une rigidté et une résistance considérables pour la construction.
,Dans le cas représenté sur la figure 3, où une feuille de métal ondulé est utilisée, le panneau calorifuge est relié au moyen de bitume appliqué à l'état liquide aux seules crêtes 17 des ondulations laissant ainsi des canaux ou poches d'air 18 au travers de tout le produit composite fini.
Un procédé similaire de liaison au bitume peut être appliqué lorsqu'une cou- che 5 est disposée à proximité des crêtes 17.
La surface de la feuille de métal plan ou ondulé 16 à laquel- le n'est pas liée la feuille isolante peut avoir, liée à elle au moyen de
<Desc/Clms Page number 4>
@ l'application de bitume à l'état liquide, une ou plusieurs couches protec- trices de feutre d'amiante ou similaire.
Une variante du procédé d'application de l'adhésif dans la fabri- cation de la feuille composite perfectionnée, objet de l'invention, est re- présentée sur la figure 4 dans laquelle la feuille 1 passe sur un rouleau 20 qui tourne librement en contact avec un rouleau 21, dont la partie infé- rieure est immergée dans une solution de silicate de sodium 22 dans un bain 23. Le rouleau d'application d'adhésif 21 est commandé par un mécanisme approprié de manière à entraîner le rouleau 20 à la même vitesse que la feuil- le 1 qui avance et la partie supérieure du rouleau 20 est montée légèrement au-dessus du sommet des rouleaux d'alimentation 2 comme on la représenté.
Si on le désire, un rouleau tournant librement 24, chargé par un ressort, peut être prévu au-dessus de la feuille lorsqu'il passe au-dessus du rouleau d'application 20. Sauf en ce qui concerne les moyens d'application de l'ad- hésif, le fonctionnement de l'appareil représenté sur la figure 4 est le mê- me que celui représenté sur la figure 1.
L'efficacité surprenante du nouveau matériau de construction dans la réalisation d'un panneau résistant à l'extension de la flamme par la combinaison d'un panneau calorifuge et fortement combustible avec des couches de matériau non combustible d'épaisseur relativement négligeable a été prouvée en pratique par les essais dont le résumé est donné ci-dessous brièvement.
(1) On soumet à l'essai par extension de la flamme six cartons servant de spécimens utilisant un panneau commercial calorifuge d'une compo- sition fibreuse cellulosique avec des couches de feutre d'amiante sur cha- que face liées au panneau par un adhésif au silicate de sodium comme on l'a décrit précédemment. Chaque carton a 916 mm. de longueur, 229 mm. de lar- geur et 12,7 mm. d'épaisseur, la couche de feutre d'amiante sur chaque face du panneau ayant une épaisseur de 0,35 mm.
Chaque panneau est supporté de manière que sa face soit verti- cale et son axe le plus long horizontal et perpendiculaire à la face d'un four chauffé au gaz utilisé comme source de radiation. La chaleur irradiant du four est telle que des disques dorés, noircis sur la face la plus rappro- chée du radiateur et polis sur l'autre face atteignent, lorsqu'ils sont pla- cés dans la même position que le panneau, des températures variant de 500 C à 1-'extrémité la plus rapprochée du radiateur, à 130 à l'extrémité la plus éloignée.
Le panneau servant de spécimen a été amené de la température ambiante à sa position d'exposition à l'intensité complète de la chaleur radiante en moins de cinq secondes, et immédiatement après on applique une flamme de gaz de 177,8 mm. de longueur, sortant d'un orifice de 9,5 mm. de diamètre et distante au plus de 6,35 mm. en avant de la surface et de l'arê- te inférieure du spécimen à l'extrémité à haute température du spécimen pen- dant 60 secondes. L'extension de la flamme a été observée à partir du mo- ment où elle a été complètement exposée à la radiation.
Après 90 secondes, c'est-à-dire 30 secondes après que la flamme de gaz a été fermée, l'observation n'a montré aucune extension de la flamme dans aucun des six spécimens essayés. Ce résultat qualifie le nouveau ma- tériau composite, objet de l'invention, pour le meilleur coefficient accor- dé par le Comité uni d'Organisation des Recherches contre l'Incendie du Dé- partement de la Recherche Scientifique et Industrielle et des Offices d'In- cendie de Grande-Bretagne.
(2) Dans un second essai à la chaleur intense et à la flamme effectué sur le matériau de construction perfectionné, objet de l'invention, on a construit un cadre carré en cornière servant de support à un toit carré de 25 de pente et ayant 2,44 m. de côté, le côté inférieur se trouvant à 1,22 m. du sol et le côté supérieur à 2,13 m. du sol. Le cadre en cornière
<Desc/Clms Page number 5>
est ouvert à l'air sur les quatres côtés sauf que, pour le fond, une longueur de 0,61 m. est complètement fermée pour empêcher la propagation de l'incendie d'essai par le vent.
On a fixé quatre panneaux, objet de l'invention, comme on l'a dé- crit dans l'essai (1) ci-dessus aux ventrières du toit du châssis, les joints étant recouverts de bandes en T et les angles étant terminés avec une bande d'angle classique. Au-dessus de ces quatre feuilles composites, on a fixé quatre feuilles de métal ondulé dont les surfaces supérieures et inférieures sont liées par du bitume à des couches extérieures de feutre d'amiante impré- gné de bitume. On fixe les feuilles de métal ainsi recouvertes au châssis en conformité avec la pratique normale de construction des toits, de manière à maintenir les feuilles 'composites serrées contre les feuilles de métal et à maintenir les deux couches de feuilles fermement sur le châssis.
On place un entonnoir peu profond de section carrée de 0,91 m. de côté contenant un mélange de poussière de sciure uniformément répartie pesant 1,474 k. et 6,82 1. d'essence de pétrole du commerce au niveau du sol au-dessous du centre du toit d'essai décrit ci-dessus et on a allumé le mélange.
En quelques secondes, un feu s'est propagé à un degré tel que tout le toit dressai'est couvert de flammes qui lèchent tous les quatre côtés du toit. La chaleur est si intense qu'un observateur ne peut pas se tenir à une distance inférieure à 4,58 m. Au travers d'éclaircies entre la fumée et la flamme, il est possible d'observer que quelques petites fentes se sont produites dans la surface de feutre d'amiante des panneaux d'essai, au travers desquelles des langues de feu jaune jaillissent soudainement, d'où il ressort que la chaleur intense a produit une distillation sèche de la matière fibreuse du noyau intérieur du panneau, la pression ainsi pro- duire déchirant la surface et permettant l'inflammation des produits'vola- tils de la distillation.
Après trois minutes environ, l'intensité de l'in- cendie diminue,et après cinq minutes, toute flamme provenant du panneau mê- me a cessé, l'essai à l'incendie a été presque complètement consumé. Pen- dant les deux dernières minutes, lorsqu'il a été possible de s'approcher de l'incendie, on a trouvé que la feuille supérieure du métal est seulement légèrement chaude au toucher.
Après que l'incendie d'essai s'est éteint, on dépouille la par- tie du toit en'pente et on effectue une inspection minutieuse des matériaux du toit. La couverture bitumineuse des feuilles de métal ne s'est pas ramol- lie suffisamment pour produire l'adhérence des panneaux composites de l'in- vention aux feuilles de métal, qui ont pu être arrachées ainsi facilement des panneaux composites.
On a trouvé qu'une condensation énorme d'eau s'est produire sur la face inférieure des feuilles de métal, la couverture en feu- tre d'amiante de la surface des panneaux d'essai étant saturée le long des lignes où elle a été en contact avec les ondulations des feuilles de métal, mais il n'y a aucun signe de dommage par le feu sur la couverture supérieure de feutre d'amiante des panneaux composites, bien que son épaisseur, comme on l'a indiqué ci-dessus, ne soit seulement que de 0,35 mm.
Sous la surface inférieure des panneaux composites à l'essai, la couche de feutre d'amiante est sensiblement intacte bien que de nom- breuses petites fentes existent, et son adhérence au panneau fibreux inté- rieur n'existe plus sur une grande partie de la surface. A deux petits emplaccements, les fentes se sont étendues suffisamment pour permettre à une partie de la couche de feutre d'amiante de tomber en exposant le maté- riau fibreux du ¯ noyau de panneau, intérieur à la flamme: on,a trouvé que le feu couvait sous le panneau à ces deux emplacements, mais produisait seule- ment une trace de fumée. Au delà de la durée d'une heure, ces deux glaces s'éteignent sans s'étendre au delà de la zone exposée.
Le matériau de toiture en feuille de métal revêtu des couches de feutre d'amiante bitumineux a été trouvé sensiblement entièrement en bon
<Desc/Clms Page number 6>
état.
(3) Un essai a été effectué exactement avec les mêmes données que l'essai (2) dans un but de comparaison, avec les panneaux isolants à la chaleur formant le noyau de panneaux composites perfectionnés substitués aux panneaux composites, mais à tous les autres points de vue, les spécimens et les conditions d'essai ont été identiques. On a trouvé que les panneaux étaient entièrement consumés et la feuilles de métal fortement endommagées et que le feu couvait et éclatait occasionnellement en flammes pour une du- rée de 90 minutes, l'utilisation d'extincteurs d'incendie étant nécessaire après cette période pour arrêter l'incendie.
REVENDICATIONS.
1. - Matériau perfectionné de construction destiné à être uti- lisé comme garniture intérieure d'un élément de toiture ou de mur caracté- risé en ce qu'il comprend un panneau calorifuge et relativement rigide ne possédant pas ou seulement peu de propriétés résistant à la flamme et,.une ou plusieurs feuilles de feutre d'amiante minces et relativement flexibles., liées à l'une ou aux deux faces du panneau au moyen d'un adhésif substantiel- lement imperméable à l'eau, ce qui augmente les propriétés résistantes à l'extension des flammes du matériau de construction composite résultant.