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La présente invention concerne les carreaux céramiques conduisant l'électricité, pour carrelages, ces carreaux étant constitués par des matières spé- ciales extraites du sol et durcies par cuisson à une température appropriée, ain- si que les carrelages formés avec ces carreaux conducteurs.
Dans les salles d'opération des h8pitaux, la décharge par étincelle électrostatique constitue un risque d'une grande gravité et elle produit fréquem- ment des accidents accompagnés de dommages considérables causés aux immeubles en raison de l'inflammation des matières combustibles que l'on emploie nécessaire- ment dans ces locaux, et certaines morts survenues dans ces salles d'opération ont été attribuées à des explosions provoquées par la décharge de cette électri- cité statique. Cette électricité statique constitue aussi un risque ou une cause d'accidents dans les laboratoires nucléaires et électriques ainsi que dans d'au- tres laboratoires et établissements de fabrication.
La présente invention fournit des carreaux céramiques résistant à l'usure ayant des propriétés de conductibilité électrique qui, posés sous forme de plancher ou de planchers dans les salles d'opération des h8pitaux, dans les laboratoires électriques ou dans les locaux analogues, éviteront les risques dont il a été question ci-dessus.
Une caractéristique' de l'invention est de permettre la fabrication de tels carreaux céramiques conduisant l'électricité par des procédés efficaces de fabrication de carreaux (et de préférence aux températures classiques de cuis- son comprises entre 1150 C à 1315 C) tels que ces carreaux possèdent une conduc- tivité électrique contrôlée, la résistance du plancher ou carrelage étant au ma- ximum d'environ 400.000 ohms et au minimum de 25.000 ohms. Cette conductivité électrique contrôlée est à l'intérieur des limites de 25.000 à 500.000 ohms spé- cifiées par la "National Pire Protection Association of U.
S.A." et quand des car- reaux sont employés dans un plancher d'un bâtiment, ce plancher assure, en rai- son des propriétés conductrices inhérentes aux carreaux, un contrôle effectif de la conductivité électrique et conduit hors du local dans lequel il est posé, tou- te électricité statique pouvant être engendrée dans ce local. Cette électricité statique est conduite ordinairement, bien que cela ne soit pas nécessaire, par le présent carrelage, à un élément de mise à la terre encastré dans le carrelage conducteur ou relié à ce dernier. Par conséquent, de tels carrelages offrent toute sécurité vis-à-vis de l'électricité statique et ils sont à l'abri de cette élec- tricité ainsi que des étincelles auxquelles elle pourrait donner naissance.
D'autres buts de l'invention sont les suivants: - produire des carreaux conducteurs qui soient hygiéniques, qui puis- sent être entretenus facilement et qui aient des propriétés de résistance à l'u- sure égales à celles des carreaux classiques; - utiliser dans les carreaux céramiques conducteurs une matière con- ductrice extraite du sol, contenant de l'oxyde magnétique ou magnétite (Fe3O4), qui est abondant dans la nature et peu coûteux;
- utiliser dans les carreaux céramiques conducteurs une certaine quantité de cet oxyde magnétique (Fe304) et régler dans la fabrication la con- ducìvité du corps du carreau par l'emploi d'une proportion appropriée de cette matière conductrice extraite du sol, en rapport avec les autres éléments classi- ques, l'invention prévoyant l'emploi d'une proportion d'oxyde magnétique qui ne soit pas inférieure à 25% (limite au-dessous de laquelle on ne peut obtenir une conductivité appropriée) et qui soit au maximum comprise entre 50 % et 60 %, en combinaison avec des argiles appropriées et de préférence avec un fondant appro- prié tel que le spath;
dans la réalisation préférée de l'invention, on emploie de préférence 31 % d'oxyde magnétique (Fe 3O4) en combinaison avec des propor- tions convenables de tous type approprié d'argile et avec un fordant ou spath convenant pour être employé dans la fabrication des carreaux, la préférence é- tant donnée à L'emploi de l'argile de potier ou de l'argile pour le grès compre-
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nant 46,6 % et 22,4 % d'un fondant ou spath approprié, connu dans le commerce sous lé nom de spath de dé de voûte, qui est un spath classique employé dans la fabrication des carreaux;
- produire des carreaux de la nature indiquée ayant des propriétés d'imperméabilité à l'eau et un coefficient d'absorption de moins de 1 %, qui est la valeur critique du fait que dans les carreaux ayant un coefficient d'absorp- tion de plus de 1 %, la conductibilité est perdue; produire des carreaux qui soient imperméables dans la limite classique de 0,5 % ou moins, acceptée par l'in- dustrie de fabrication céramique et qui en outre soient aussi résistants aux aci- des que le carreau céramique classique;
- produire un carrelage céramique conducteur comprenant de l'oxyde de fer magnétique (Fe 0 ) combiné avec de l'argile et aussi de préférence avec un fondant approprié tel que le spath, dans les proportions spécifiées ci-dessus; - produire un carrelage céramique conducteur comprenant des carreaux eomposés des matières spécifiées ci-dessus et, de préférence, comprenant des ear- reaux ayant la composition spécifiée ci-dessus.
On a représenté sur le dessin annexé des modes de réalisation de l'in- vention.
La figure 1 donne une vue en plan d'une partie d'un carrelage se com- posant-de carreaux suivant l'invention.
La figure 2 représente une vue en coupe transversale, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1, telle qu'elle se présente à un observateur regar- dant suivant la direction des flèches, et montrant la partie de carrelage, se com- posant de carreaux suivant l'invention, posée dans une couche relativement mince ou lit de pose ayant la conductivité nécessaire.
La figure 3 représente une autre coupe transversale, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1, telle qu'elle se présente à un observateur regar- dant suivant la direction des flèches, et montrant la partie de carrelage 'se com- posant de carreaux suivant l'invention posée dans un bain de pose en mortier ayant lui aussi la conductivité nécessaire.
Sur le dessin qui illustreun mode. de réalisation préféré de l'inven- tion, le repère 10 désigne une partie d'un plancher ou carrelage qui se compose d'une série de carreaux céramiques 11, conduisant l'électricité, suivant l'in- vention, chacun d'eux contenant une proportion appropriée d'oxyde magnétique ou magnétite (Fe3O4), Ces carreaux sont produits par un procédé classique de fabri- cation des carreaux, ils sont prévus pour posséder une conductivité électrique contrôlée et quand ils sont convenablement posés en tant que carrelage, ils as- surent à ce dernier une conductivité électrique eomprise entre un minimum de 25. 000 ohms et un maximum de 400.000 ohms.
Une telle conductivité électrique con- trôlée est à l'intérieur des limites de 25. 000 à 400.000 ohms spécifiées par la "National Pire Protection Association Of U.S.A.". Ces carreaux 11 sont résistants à l'usure et l'utilisation de tels carreaux dans un carrelage 10 d'un bâtiment produit, en raison des propriétés en caractéristiques conductrices inhérentes aux carreaux, un contrôle de la conductivité, dans un carrelage composé de ces carreaux, ayant une efficacité telle que toute électricité statique produite par un contact de frottement avec lesdits carreaux ou apportée par des souliers ou d'une manière analogue, dans une pièce dans laquelle ce carrelage est posé,
est rendue inoffensive du fait que cette électricité statique est conduite immédia- tement hors de la pièce et amenée de préférence à un élément approprié de mise à la terre. Des planchers ainsi formés conviennent par conséquent pour être emplo- yés dans les salles d'opération d'hôpitaux et dans les laboratoires nucléaires et électriques, ainsi que dans d'autres laboratoires et établissements de fabri- cation dans lesquels l'électricité statique constitue un risque ou une cause d'accidents.
Cela s'applique particulièrement aux salles d'opération des hôpi- taux dans lesquelles l'électricité statique produit fréquemment des accidents,
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accompagnés de dommages considérables causés aux immeubles en raison de l'inflam- mation des matières combustibles que l'on emploie nécessairement dans ces locaux.
Certaines morts survenues dans ces salles d'opération ont été attribuées à des explosions produites par la décharge de cette électricité statique. En prévoyant dans de tels locaux un sol en carrelage constitué par les présents carreaux, on pourra éviter à l'avenir de tels accidents.
Ces carrelages, dans les réalisations de l'invention, comprennent des carreaux céramiques conduisant l'électricité et constitués chacun par une combi- naison de matières céramiques classiques, telles que les argiles, et d'un fondant approprié, comprenant de préférence un spath. Le fondant employé est un feldspath comprenant une combinaison de ce qu'on appelle ordinairement de la microcline avec de l'anorthose et c'est un mélange de ces deux types de feldspath. Un tel spath est combiné avec une quantité, s'élevant à 29 % au moins du corps du car- reau, d'oxyde magnétique ou magnétite (Fe3O4), minerai conduisant l'électricité qui est susceptible d'être employé dans un carrelage céramique, .qui est abondant dans la nature et relativement peu coûteux.
On a constaté qu'une quantité de moins de 29 % d'oxyde magnétique ne produit pas dans de tels carreaux ou dans les carrelages exécutés avec lesdits carreaux, une conductivité électrique satisfai- sante.
Pour fabriquer le carreau suivant l'invention, on règle la conducti- vité électrique des corps de carreau par l'emploi d'une proportion appropriée de ce minerai conduisant l'électricité, employé en combinaison avec d'autres élé- ments classiques tels que l'argile du potier et un fondant approprié tel qu'un spath, et dans la réalisation préférée de l'invention, on emploie une quantité d'oxyde magnétique (Fe304) s'élevant à 31 % en combinaison avec des proportions appropriées d'argile de potier et d'un fondant convenant pour être employé dans la fabrication des carreaux. On emploie de préférence, dans la fabrication de ces carreaux conducteurs, 46,6 % d'argile de potier ou d'argile pour grès et 22,4 % d'un spath standard approprié connu dans le commerce.
Cette argile et ce spath sont les matières classiques employées dans la fabrication des carreaux céramiques, La proportion d'oxyde magnétique (Fe3O4) ainsi employée est par conséquent supérieure à la proportion minimum critique de 29 % (au-dessous de la- quelle on n'obtient pas une conductivité électrique suffisante).
Les carreaux conduisant l'électricité ayant la composition indiquée ci-dessus présentent aussi une imperméabilité à l'eau avec un coefficient d'ab- sorption de moins de 1 %, valeur qui est aussi une valeur critique du fait que dans les carreaux ayant un coefficient d'absorption supérieur à 1 %, la conduc- tivité électrique est perdue. Dans la 'réalisation préférée de l'invention, qui est définie ci-dessus, on produit des carreaux qui sont imperméables à l'inté- rieur d'une limite de 0,5 % ou moins, limite qui est acceptée comme étant satis- faisante par l'industrie de la fabrication des carreaux céramiques.
Enfin, les carreaux conduisant l'électricité suivant l'invention ont un degré ou pburcentage de résistance aux acides aussi grand que celui des carreaux en une matière clas- sique de fabrication de carreaux céramiques.
En outre, un carrelage constitué par des carreaux suivant l'invention possède des qualités de résistance à l'usure égales à celles des carrelages exé- cutés avec les carreaux céramiques classiques et quand les carreaux contenant cet oxyde magnétique (Fe3O4) avec ses caractéristiques de conductivité sont em- ployés dans le plancher d'un bâtiment, ce plancher, en raison de la caractéris- tique inhérente aux carreaux, assure la conductivité électrique et conduit hors du local dans lequel il est posé toute électricité statique, pouvant être engen- drée sur lui en raison du contact de frottement des chaussures des hommes et des femmes passant sur lui et aussi par le contact de frottement d'autres disposi- tifs qui peuvent être traînés ou roulés sur la surface du plancher, ainsi que toute électricité statique pouvant être amenée,
dans la salle d'opération, d'au- tres locaux sur les chaussures des hommes et des femmes ou sur les parties des autres dispositifs en contact avec le plancher.
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Cette électricité statique est ordinairement conduite par le présent carrelage à une couche ou lit de pose 12 comprenant, comme le montre la figure 2, un type spéeial de matière de pose qui conduit, elle aussi, l'électricité jus- qu'à un certain point. Il doit être bien entendu que lorsque le carrelage suivant l'invention est posé sur un tel lit en une matière conduisant l'électricité, la eharge d'électricité statique passe à travers le carrelage et entre dans cette couche ou lit 12 et que le planeher ou ce lit eonduisant l'électricité peut être réuni de toute manière classique appropriée à un élément de mise à la terre.
L'épaisseur optimum du lit en matière conductrice, représenté sur la figure 2, est de 3,175 mm et une matière de eimentage satisfaisante ayant une conduetibili- té électrique est maintenant bien eonnue et vendue dans le commerce.
On a représenté sur la figure 3 une autre sous-couche14 qui comprend une partie de ciment Portland,..3 parties de sable de maçon, propre, et 0,0275 partie de noir d'acétylène, toutes ces parties étant mesurées en poids. Dans la meilleure pratique, on applique un revêtement en poudre 15 d'une épaisseur ne dé- passant pas 1,587 mm et comprenant du ciment Portland avec du noir d'acétylène "Shawinigan" à raison de 0,0275 partie en poids. Si on le désire, on peut appli- quer un tel revêtement mince en poudre sur le lit de pose 14 ou bien enduire de ce revêtement les carreaur et les placer ensuite sur le lit de pose ou de support 14. Dans la réalisation représentée sur la figure 3 ; lelit ou -bouche 14 est posé sur un sous-plancher 16 en béton rendu rugueux.
On peut adopter une pratique normale analogue pour la pose de car- reaux dans des lits conducteurs sur des sous-planchers en acier, en bois ou en béton rendu rugueux.
Quand on pose le -carreau conducteur suivant l'invention dans du ci- ment Portland avec du sable et du noir de fumée, il est préférable de maintenir pour l'épaisseur de la couche 14 une valeur minimum pratique et l'expérience montre que cette valeur est de 25 mm environ. Dans cette réalisation de l'inven- tion, on frappe des coups sur les carreaux ou bien on les presse pour les faire pénétrer dans la couche ou lit de pose afin d'obtenir une adhérence ou un con- tact approprié et l'on peut employer une matière de remplissage des joints ou coulis 18 comprenant du ciment Portland seulement ou du ciment Portland avec une addition assurant l'étanehéité à l'eau, ou encore un coulis préparé d'une maniè- re appropriée ou quelque ehose d'analogue.
Quand on emploie la matière préparée 12 représentée sur la figure 2, le mieux est d'utiliser pour le remplissage des joints la même matière que pour le ciment 12.
Les dimensions des carreaux conducteurs suivant l'invention sont li- mitées seulement par les limites imposées par les appareils de fabrication, mais il est préférable d'employer un carreau de 39,687 x 39,687 mm ayant une épais- seur de 6,35 mm. La largeur et la profondeur du joint 17 entre les carreaux ne sont pas spécialement limitées, mais il convient d'adopter pour la largeur des joints le minimum pratique de 1,587 mm.
Il résulte de ce qui préeède que l'invention donne le moyen de pro- duire un carreau céramique conduisant l'électricité et 3.'obtenir un carrelage composé de tels carreaux, ayant toutes les caractéristiques ou propriétés néces- saires pour résoudre avec succès le problème consistant à maintenir les salles d'opération des hôpitaux, ainsi que les laboratoires électriques ou autres et les locaux analogues, exempts de l'électricité statique engendrée dans lesdits locaux et(ou) de la décharge de cette électricité et par conséquent des accidents qui en résultent.
Il doit être bien entendu aussi que l'on peut employer un carrelage composé de carreaux en matière conductrice, du genre spécifié ci-dessus, avee une couche où lit de pose en matière non-conductrice pourvu que l'on emploie une matière conductrice dans les joints entre lesdits carreaux et que la matière pour
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joints ainsi utilisée soit disposée d'une manière telle qu'elle fournisse la conductivité désirée.
Il doit être aussi bien entendu qu'un plancher conducteur peut être formé en soi, qui soit composé de matières analogues à celles que comprennent ces carreaux, à savoir : une quantité d'oxyde magnétique (Fe3O4) comprise entre 27 % et 60 % des ingrédients du plancher, avec une quantité complémentaire d'une argi- le appropriée ou avec une quantité complémentaire d'une argile appropriée et d'un spath. De préférence, un tel plancher conducteur sera composé de 31 % (sensible- ment) d'oxyde magnétique (Fe304), en combinaison avec une quantité complémentaire d'une argile ou d'argiles appropriées suivant spécification ci-dessus et aussi avec un spath approprié, également suivant spécification ci-dessus.
Pendant la mise au point du corps du carreau céramique conducteur qui a précédé le dépôt de la demande de brevet concernant ce carreau, les deman- deurs ont cherché à obtenir des compositions de corps qui puissent être cuites et qui ont été cuites effectivement par leur procédé classique sans leur four à tunnel ordinaire, conjointement avec leur carreau ordinaire vitreux.
La composition de corps conducteur indiquée dans la présente demande a satisfait à ces conditions de production et les demandeurs ont produit ce car- reau céramique conducteur en procédant à sa cuisson sur les mêmes wagonnets de four que pour leur carreau céramique ordinaire en même temps qu'ils cuisaient ce dernier, la seule différence résidant en ce que, dans le cas du carreau conduc- teur, ils ont employé une cazette ayant une série d'encoches découpées dans ses bords supérieurs. Ces encoches ont une longueur de 152,4 mm et une profondeur de 25,4 mm. Il y en a deux dans chaque face latérale de la eazette et une dans cha- que face d'extrémité.
Le but de ces encoches est de permettre une distribution plus uniforme de la chaleur sur toute l'étendue de la cazette et aussi de per- mettre aux gaz formés par l'action de la chaleur sur la composition du corps de s'échapper. Ces encoches tendent aussi à éliminer le boursoufflage. Toutefois, les demandeurs éprouvent aussi cette difficulté de boursoufflage avec leurs corps de carreaux classiques.
Les demandeurs chauffent à.présent tous leurs corps de carreaux cé- ramiques, y compris le carreau conducteur faisant l'objet de l'invention, dans un four à tunnel.
Le cycle de cuisson est le suivant : zone de préchauffage 26 heures, zone de cuisson,26 heures, zone de refroidissement 26 heures. On peut faire va- rier un peu ces 26 heures par zone ; cela dépend des demandes de fabrication.
Cône de température 10, ou 11900C mesurés au pyromètre optique. L'at- mosphère du four est oxydante. L'analyse des gaz donne 5,4 % de C02, 12 % de 02.
Tout le restant du processus de fabrication du carreau conducteur est le même que pour le carreau classique.
La cuisson par le procédé normal s'effectue de la manière suivante.
Tous les carreaux céramiques sont cuits à travers un four à tunnel.
Le cycle de cuisson est.le suivant : zone de préchauffage 26 heures, zone de cuisson 26 heures, zone de refroidissement 26 heures. Ces durées varient suivant les nécessités de production de 26 heures à 36 heures. Cône de température 10 ou 1190 C mesurés'au pyromètre optique. L'atmosphère du four est oxydante. L'a- nalyse des gaz donne 5,4 % de C02 et 12 % de 02,
La seule différence dans le traitement pour le carreau classique, d'une part, et pour le carreau conducteur, d'autre part, réside en ce que dans. le 'cas du carreau conducteur, on prélève au hasard dans chaque charge ou fournée de carreaux terminés des échantillons que l'on vérifie au point de vue de leur résistance avant de décharger les wagonnets pour s'assurer que les valeurs obte- nues sont bien comprises à l'intérieur des limites spécifiées.