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La présente invention est relative à un procédé pour la fa- brication de pierres artificielles poreuses à partir d'un mélange ho- mogène d'eau, de fines particules d'une matière siliceuse et d'un liant inorganique, l'invention concernant plus particulièrement la fabrica- tion de béton poreux, de béton léger et de briques poreuses.
De manière générale, l'invention consiste à dissoudre, à une pression inférieure à 10 atmosphères de surpression, dans la phase aqueuse du mélange précité au moins une substance, dont la tempéra- ture d'ébullition est bien inférieure à la température d'ébullition de l'eau à des pressions comprises entre la tension de vapeur'de l'eau à
0 C et 10 atmosphères de surpression et dont la solubilité dans l'eau est d'au moins 10% en volume à une température comprise entre 0 C et la température d'ébullition de l'eau à 10 atmosphères de surpression, ladite substance étant dissoute à raison d'au moins 10 % en volume par rapport à l'eau dudit mélange, à modifier la température et/ou la pres- sion dudit mélange, de façon à libérer de la phase aqueuse une quanti- té de ladite substance au moins égale à 10% en volume de cette phase,
de manière à former un corps dilaté et à soumettre ce corps dilaté à des conditions de durcissement. En pratique, il s'est avéré particu- lièrement avantageux d'employer, comme substance précitée, une sub- stance gazeuse à température ambiante et sous pression atmosphérique.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication du genre indiqué plus haut, dans lequel des pressions modérées sont utilisées, en sorte que l'utilisation de récipients spéciaux résistant à la pression est superflue. Bien que des pressions allant jusqu'à 10 atmosphères de surpression puissent être utilisées, on préfère appliquer des pressions inférieures à 5 atmosphères. Lorsque la substance en question est un liquide, il va de soi que le liquide sera soluble dans l'eau dans les conditions de travail.
Pour la fabrication de pierres légères poreuses, on utilise généralement un des quatre procédés suivants pour former les cavités désirées: (1) On -ajoute des matières réagissant avec un ou plusieurs composants de la masse plastique servant à fabriquer des pierres légères, en .sorte qu'il se produit un dégagement gazeux. Ces matières peuvent être constituées par des poudres de métaux, tels que l'aluminium, le magnésium ou le zinc, ou par certains composés chimiques, tels que le peroxyde d'hydrogène, le carbure de calcium, etc..
(2) On ajoute de la mousse préparée à la masse servant'à la fabrication de pierres légères ou on ajoute à cette masse des matières formant de la mousse, de l'air étant subséquemment agité dans la masse.
(3) On mélange la masse précitée à une grande quantité d'eau, dont on permet l'évaporation après le durcissement de la masse.
(4) On ajoute des corps de remplissage creux à la masse servant à fabriquer des pierres légères.
Toutefois, les procédés en question présentent divers inconvénients, tels' que la difficulté d'une répartition uniforme des pores, la résistance peu satisfaisante vis-à-vis de la gelée, les grands frais de fabrication ou les difficultés techniques se présentant spécialement lors de la production de produits très légers.
Le principe sur lequel l'invention est basée réside dans le fait qu'un gaz soumis, à une pression accrue sera dissous dans le liquide (liquide de mélange) agité avec la matière solide de manière à
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obtenir la consistance plastique voulue. Lorsqu'on réduit la surpression, le liquide perdra une partie de son gazdes bulles de gaz étant alors formées dans la masse et dilatant celle-ci. Ce procédé fournit une uniformité de porosité non encore atteinte dans les procédés récents, en sorte que les produits obtenus présentent une ré- sistance mécanique élevée et de bonnes propriétés isolantes.
De cette manière, il sera possible dans un mélangeur de former une masse acquérant, dès qu'elle quitte le mélangeur, sa porosité finale et pouvant dès lors être instantanément amenée à la forme désirée.' Lors de la dilattion à l'aide d'aluminium en poudre, la dilatation demandera jusqu'à une heure, ce qui implique que l'on devra disposer d'un grand espace pour la fabrication . La longue période de dilatation rend également impossible l'utilisation de masses à prise ou durcissement rapide.
Ces inconvénients disparaissent entièrement dans le procédé de fabrication de pierres légères selon l'inven- tiono La formation de pores conformément à l'invention offre également l'avantage de n'être pas limitée à un certain type de masse à fabriquer des pierres légères, aucune réaction chimique spéciale n'étant nécessaire pour provoquer la formation de pores, comme cela est, par exemple, le cas dans le procédé à présent courant pour la fabrication de béton léger, la poudre d'aluminium réagissant alors avec l'hydroxyde de calcium en donnant lieu à un dégagement d'hydrogène gazeux.
Ainsi, on obtient aussi l'avantage selon lequel diverses matières peuvent être ajoutées à la masse, sans influencer leurs propriétés de dilata- tiono
Le coût de la formation de pores est également considérablement moindre lorsqu'on applique le procédé suivant l'invention que lorsqu'on applique les procédés récents. Le procédé perfectionné pour former des pores, offre, au surplus, les avantages suivants: fabrica- tion plus rapide, espace de fabrication plus réduit, porosité plus uniforme et résistance mécanique plus grande du produit fini, coût de fabrication moindre et indépendance de la composition de la masse servant à la fabrication de pierres légères. Selon l'invention, il n'y a pas nécessité absolue d'utiliser un gaz pour produire les bulles de gaz désirées.
Des liquides à faible point d'ébullition peuvent être utilisés dans certains circonstances; toutefois, dans ce cas, une partie des avantages mentionnés plus haut sont perdus. La grande résistance mécanique et la porosité uniforme du produit fini sont cepen- dant obtenues, si on utilise un liquide comme agent de formation de pores. Le procédé permettant d'obtenir, dans ce cas, la porosité désirée sera expliqué plus loin.
Dans les cas où on fait usage d'un composé se présentant sous forme d'un gaz à température ambiante, il est généralement nécessaire, comme on l'a signalé, d'appliquer une certaine surpression, afin de dissoudre une quantité nécessaire de gaz dans le liquide de mélange. Cette pression étant ensuite abaissée, le bulles de gaz désirées se forment dans la masse, quisse dilatent. Une dilatation ultérieure sera obtenue, si la masse est exposée à une sous-pression ou si la température est élevée, les conditions de pression et de température étant ensuite maintenues juqu'à ce que la masse soit devenue rigide.
La réduction de pression et l'élévation de température ont respectivement pour effet non seulement d'agrandir les bulles de gaz déjà formées,mais. de donner lieu aussi à la formation de nouvelles bulles, étant donné que l'aptitude de la masse à retenir le gaz dissous a également été changée.
Dans les cas où un liquide est utilisé pour produire les
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cavités désirées dans la masse, une pression réduite ou une tempéra- ture élevée doit toujours être appliquée pour¯1'évaporation. Il a été démontré qu'il est particulièrement avantageux d'utiliser des liquides ayant des points d'ébullition différents, ceci permettant d'obtenir une dilatation extraordinairement uniforme.
Dans les cas où une élévation de température est pratiquée pour l'évaporation, le point d'ébullition du liquide servant à for- mer des pores doit être inférieur à celui du liquide de mélange, de façon qu'il n'y ait aucun danger que le liquide de mélange commence à bouillir @ S'il en est ainsi, il est très difficile d'obtenir un produit de bonne qualité. Rien ne s'oppose à ce que le procédé suivant l'invention soit combiné avec un quelconque des procédés récents utilisés pour la fabrication de pierres légères. Par contre, le pro- cédé suivant l'invention peut être favorable pour la fabrication des produits très légers ayant une densité de moins de 0,4 kg/dm3.
Pour la fabrication de pierres légères par le procédé suivant l'invention, on peut commencer par produire la masse dilatée, par exemple dans le mélangeur où les autres composants de la masse sont mélangés, la masse poreuse étant ensuite amenée dans des moules.
Dans ce cas, le mélangeur doit évidemment être construit de manière à y permettre une surpression ou une température élevée.
La masse servant à la fabrication de pierres légères peut aussi être versée dans des moules, ceux-ci étant alors exposés à une surpression, qui provoque la dissolution du gaz dans le liquide de mélange. Une réduction de pression subséquente provoque ensuite la dilatation désirée de la massée
Dans les cas où un ou plusieurs liquides différents de formation de pores sont utilisés, la masse de matière servant à la fabrication de briques légères doit être chauffée, en vue d'obtenir les bulles de gaz désirées.
Le procédé, dans lequel on utilise des li- quides comme moyens de formation de pores et dans lequel on pratique une dilatation dans un moule, peut par conséquent être utilisé avantageusement avec des masses, dans la fabrication desquelles se produit une réaction exothermique avant ou pendant la prise de la masse.
Ceci est le cas, lors de la fabrication de béton léger à partir de masses contenant de la chaux vive.
Lors de la fabrication, par le procédé suivant l'invention, de pierres légères à porosité particulièrement :.élevée ou lorsque la masse servant à la fabrication de pierres légères fait prise très lentement, il s'est avéré avantageux d'ajouter à ladite masse un agent augmentant la viscosité, tel qu'un alginate alcalin et l'alcool polyvinylique, et/ou des agents de stabilisation de mousse, tels que la saponine.
Pour assurer la prise de la masse, après une période appropriée, il peut s'avérer nécessaire d'ajouter des agents de réglage de la prise ou du durcissement. Le choix de ces agents dépend évidemment de la composition de la masser servant à la fabrication de pierres légères, ainsi que du fait qu'une prolongation ou une réduction de la
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durée de prise ou de duraissement eùt ,xouhàifée.
On décrira ci-après quelques exemples typiques du procédé de fabrication de pierres légères suivant l'invention. Toutefois, on notera que l'invention n'est pas limitée aux compositions indiquées ni au point de vue qualitatif, ni au point de vue quantitatif.
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EXEMPLE 1
1500 gr de plâtre sont mélangés à 0,95 litre d'eau addition- née de 50 cm3 d'une solution à 1,5 % d'alginate de sodium (comme agent épaississant) et de K2SO4 (pour obtenir une prise plus rapide).
La température de mélange doit être d'environ 20 C. Lorsque le mélange est terminé, ce qui prend 2 à 3 minutes, on ajoute du mono- xyde d'azote en provenance d'une chambre à pression, l'air étant d'a- bord chassé et la pression du monoxyde d'azote étant ensuite accrue jusqu'à 2,5 kg/cm2 (pression absolue). Cette pression doit être main- tenue jusqu'à ce que la masse n'absorbe plus de monoxyde d'azote. Puis, le mélange est versé dans des moules. Dès quela masse n'est plus ex- posée à une surpression, elle libérera, dans cet exemple particulier, environ 3/5e de sa teneur en N20 et avantque cette masse ait atteint le moule, elle aura son volume final. 'Une pierre légère produite de la ma- nière décrite ci-avant possède un poids spécifique d'environ 0,7 kg/ dm3.
EXEMPLE 2.
1300 gr d'argile pour brique (poids sec) sont mélangés à 1 litre d'eau contenant 4 gr de saponine, de façon que l'argile soit complètement dispersée dans l'eau, L'air est ensuite chassé, comme dans l'exemple 1, si ce n'est qu'on utilise du CO2 plutôt que du N2O.
La pression du CO2 gazeux est amenée à 3 atmosphères et, lorsque la masse n'absorbe plus de CO2, elle est admise à se dilater. La dilata- tion peut avoir lieu dans un ajutage à ouverture rectangulaire. Grâ- ce à la pression extérieure, la passe poreuse sera chassée sous forme d'une pièce continue, qui peut être divisée en tronçons de longueur appropriée . Après séchage et cuisson, on obtient-une brique légère ayant un poids spécifique de 0,5 kg/dm3. Ce poids variera quelque peu selon la contraction que subit l'argile lors du séchage et de la cuis- son.
EXEMPLE 3
1,2 kg de schiste calcareux (contenait-20% de CaO) sont mé- langés à 0,50 litre d'eau à 15 C, 5 gr d'alcool polyvinylique, 4,2 gr d'une solution aqueuse à 70% d'éthylapine et 8,4 gr d'éther éthy- lique. Le mélange obtenu est versé dans des moules.
Lors de l'extinction de la chaux, la température du mélange monte à 75 C. L'éthylamine est d'abord évaporée, après quoi l'éther est à son tour évaporé.Une dilatation de la masse est ainsi obtenue.
Après prise, la masse est tronçonnée et durcie à la vapeur de la ma- nère usuelle. Si la durée de prise du schiste calcareux est éva- luée correctement, on obtient un produit à pores extrêmement petits pesant 0,6 kg/dm3.
EXEMPLE 4.
2,5 kg d'un mélange de 75% de sable finement moulu et de 25% de chaux éteinte est mélangé à 1 litre d'eau à 20 C, 2 gr d'al- cool polyvinylique et 2 gr de saponine, 12 gr d'ammoniac gazeux étant ensuite introduits dans le mélange. Le mélange est versé dans des moules et est ensuite chauffé à 60 C. Il se produit alors une dila- tation . Après prise, la masse est divisée en blocs appropriés et durcie à la vapeur. Le poids spécifique d'un bloc de construction pré- paré de cette manière est d'environ 0,4 kg/dm3.
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Si on désire de grands pores, on peut les obtenir en exécu- tant rapidement la réduction de pression ou l'élévation de tempéra- ture, tandis qu'un produit à petits pores est obtenu en exécutant len- tement la réduction de pression ou l'élévation de température.
REVENDICATIONS,
1. Procédé de production de pierres légères et de matériaux de construction poreux similaires, à partir d'une masse plastifiée à l'aide d'eau et durcie, par exemple, hydrauliquement et/ou thermique- ment, 'caractérisé en ce qu'on rajoute à la masse, avant son durcisse- ment, une ou plusieurs substances volatiles dans des conditions de pression et de température telles que ces substances soient dissoutes dans la phase aqueuse de la masse, après quoi les conditions en ques- tion sont modifiées de façon qu'une partie considérable desdites sub- stances passe à l'état gazeux et de façon que la masse devienne poreu- se et se dilate dans la mesure désirée, après quoi la masse poreuse est amenée à durcir.