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Procédé d'obtention d'un produit céramique poreux, et produit chimique obtenu par ce procédé.
L'invention concerne un produit céramique poreux, et plus spécialement un procédé perfectionné de préparation dudit produit céramique.
Les produite céramiques sont caractérisés par leur stabilité dimensionnelle et leur incombustibilité, même lorsqu'ils sont soumis à des temprératures très élevées. Ces caractéristiques sont particulièrement avantageuses quand ces produits sont utilisés comme matériau de construction, parce que
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le produit accroit la résistance à l'incendie de l'édifice.' @ Lorsque le produit céramique absorbe également les sons, - ;¯ devient encore plus avantageux comme matériau de construction.
Un produit céramique poreux possède ces qualités,
Pour ces motifs, un produit céramique poreux peut avoir des applications très nombreuses et beaucoup plus avan- tageuses que d'autres genres de matériaux de construction.
De plus, quand le produit céramique poreux est transformé en
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tuiles, carr:ux ou panuaux insonorisants, ces caractériatiqnee de stabilité dimonsionnelle, d'excellente insonorisation et conviennent parfaitement pour l'emploi
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comme matt'ria't de construction,
Dans le procédé classique de préparation par voie humide utilisa pour l'obtention d'un produit céramique, on fait secher une masse d'argile humide et d'un agrégat avant
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C'IiXX.3n> de ï'aqon que sa teneur en eau soit d'environ 5% en poidis, eu m4mé moins. On admet en général que, à moins qu" le t , ssmi cie no soit séchée avant cuisson, la vapeur d'eau qui s'échappe provoque des fissures dans le produit cuit et rend inutilisable.
Cependant, en général, cette
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? é+àti 1- de séchage ett longue et nécessite le plus souvent un four distinct du four de cuisson. Dans certains cas, le f ' "" eioliiporte une chambre d'entrée dans laquelle la est maintenue à une valeur bien inférieure à celle régnant dans la partie du four servant à la cuisson,
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pour chasser l'e"cétl t'itum:clit : du produit céramique avant cuisson. >'i,
Plue précisaient, la technique antérieure enseigne
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nu'on farth.j , as masse de céramique humide à une température comprise sntre 93 C, ou moinx, et 3nyir-ui. pendant un
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temps compris entre environ doux heures et environ six heures dans un tunnel, ou un séchoir discontinu.
Dans cer- tains cas, après l'opération de séchage, la masse de céramique
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séchée ost cuita à des ternpr<1tureacompri..e8 entre environ 700' et 1 r).: p C . Cependant, la durée de cuisson varie de 12 huur"t, à 7Eiti d-ux heures à lt)25 C.
4t'mt,- dans ces cas, où la cuiaaon de la masse de céramj,t}ul hurtud.' pHl.1t être 1"1',:11 1121'0 xatix être précédée d'un lont4 1'clliI'. c;ttr3 durs <1<, cuilSlSon ttit on général de l'ordre de plllN (le deux h;ur<3s. En fait, la technique par"" demréciianfrage prolonf;" du la maisne de céramique A une tempé- rature du cuisson, et) qui impliqua un long séjour dans le
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four dri tt iSrt1 .
1).tnm 1!.s prúcd8 clantiiqueis de cQmpro.11on . sec ou du c5mprcraion de poudra fine,, télé ceux employée pour la -.;,,1 i )-i,\t,ion de carreaux de céramique pour eloi 8()n8. iso3 atta!rzy i3 s.car.i quLa en Céramique, etc..., à l'opération ils parèe de séchage ost raccourcie ou auppriméo, cependant que les pré* .<iima da compriresgion à soc ne conviennent pas pour l'obtention de produits cèra..iquo8 destinés à avoir des aractristique8 avantageuses do bonne insonorisation et d'isolation thermique satisfaisante . Dans le présent pro- duit, l'argat minéral expansé serait broyé et rendu inuti- lisable sous les très fortes pressions utilisées dans le procédé de compression à sec.
La présente invention concerne donc un procéde d'obtention d'un produit céramique poreux dans lequel un (or-
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me une mas;< humide façonnée d'agrégat minéral oxpans'* i3i)ub fnrmp dr particules, lof3dites particules ;tant recouvertes 4 uu ..,,, .ndu1t d'argile aquuuau, ladite' manne ayant un
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teneur en eau représentant environ de 9% à 26% en volume des ingrédients secs, on place ladite masse humide façonner d@@ps un four dont la température est comprise entre environ 790 et.
925"C, et on maintient ladite masse humide à,une température superficielle comprise dans ledit intervalle, pendant un certain temps, dont la durée est comprise entre au moins 8 minutes à ladite température de 925 C et au plus 60 minutes à ladite température de 790 C.
Le principal avantage de la présente invention est d'accélérer la réalisation de produits céramiques poreux, avec de grandes économies de temps, d'argent et de combustible.
Lo prix unitaire doit diminuer rapidement quand la quantité réalisât:' augmente. De plus, puisque le temps pendant lequel le produit doit rester dans le four da cuisson est considéra" bloment réduit, la longueur ou le volume du four, et par consé- quent de matériaux nécessaires à la construction dudit four, peuvent âtre considérablement réduits.
Conformément à l'invention, un carreau insonori- sant en céramique est réalisé à partir d'un agrégat expansé, sous forme de particules finement divisées et liées par dépôt d'un mince revêtement d'argile cuite sur les particules, qui ne remplit pas les cavités de la pièce, de façon que ces cavités ne soient pas réunies à travers cette pièce. Cette pièce peut être vernissée, ce qui cependant n'obture pas les cavités. Le carreau fabriqué conformément à la présente invention comporte l'équilibre des propriétés essentielles pour un comportement et une durée optimaux.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront mieux comprises à l'aide de la description qui va suivre.
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L'agrégat? minéral utilisé est sous forme expansee 1 et est bien représenté par la perlite (roche siliceuse) qui est utilisée ci-après pour l'exposé de l'invention. Quelques- uns des produits qui peuvent être substitués en tout ou partie à la perlite sont la vermiculite, les argiles expansées la laine minérale, la laine de verre, les particules de verre artificiellement expansées, les produits céramiques avec des densités dans la gamme qui est obtenue par les divers procèdes de cuisson, et les produits transformés en mousse, comme la mousse de verre, Le terme "expansé" est utilisé ici pour en- glober non seulement la perlite et les matériaux;
semblables expansés, mais aussi les produits du genre "laine" mentionnés ci-dessus ou d'autres agrégats légers obtenus par divers procédés, par exemple dans les opérations de cuisson, de trans- formation en mousse, etc.,. On utilise ici la perlite pour décrire, un agrégat tout préparé.
La nature et les dimensions des particules de l'agrégat jouent un rôle important dans l'obtention des pièces et leurs caractéristiques. Une roche comme la perlite peut être traitée de façon à obtenir les dimensions de particules
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recherchons par dos procédés classiques. Ainsi, la roche peut ôtre broyée do façon à obtenir dos particules de petites dimunstionn puis chauffée aux t(3mpIratitres classiques do façon à rcalisor l'xpanion d8ire. A cet état$ le produit cxpna f;ranu.aJric c!,1i t; être habituullomtmt constitue par deM \tritlll'" de dimensions varier. Les partiouloitt de dimonsiona m(jytqnnt-b peuvent êtr(! separeh de celles plus fines et plus grousi6ron, clcs façon à olitenir un produit plus rlulior. qui est prUfrabIf pour l' mnp 10 t tn carreau insonorisant.
Si l'on se t'1\fi'N diz tiottveliu 1,a perlite comme exemple, les densités à prrclFe:ror
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peuvent être comprises entre 0,064 et 0,192, et les dimensiona des particules choisies de façon à être comprises entre 0, 59 et 0, 84 mm et 2,38 mm.Dans le cas d tun agrégat comme la perlite, l'obtention de l'équilibre nécessaire des propriétés recherchées est lié à la surface spécifique par unité de volume ou de poids et à la distribution des particules dudit agrégat.
Les particules d'agrégat expansé mentionnées ci-dessus sont liées entre elles de façon à obtenir une structure poreuse par des canaux d'inter-communication formés dans la structure liée sans remplir les cavités de celle-ci; lesdits canaux permettent d'accéder de l'intérieur à l'extérieur du carreau ou d'autre structure façonnée de façon à permettre l'absorp- tion des sons.
Le choix du liant est très important, puisqu'il doit avoir des qualités telles que la résistance à la détérioration lors- qu'il est exposé à l'action de l'humidité ou du feu.
Conformément à la présente invention, une pâte peu épaisse d'argile est utilisée pour lier les particules d'agrégat, par exemple de perlite, de façon à conférer des propriétés très intéressantes par le réglage des caractéristiques finales re- cherchées de produit fini insonorisant. La bouillie d'argile doit avoir un volume suffisant et de préférence être suiffisam- ment diluée pour recouvrir chaque particule unitaire d'une couche de l'ordre de 30 à 300 millimicrons. En ce qui con- cerne la viscosité de la pâte, un intervalle compris entre 750 et 3000 centipoises semble convenable. En général, la viscosité est déterminée par la proportion de défloculant ajouté.
Cependant, la vviscosité est déterminée dans une certaine mesure par l'habileté de la personne préparant la
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pâte, et jusqu'à un certain point, c'est un art. La pâte
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doit utre de composition et de volume dùterininéa, de façon à contenir suffisamment de matière argi.?cause pour réalililer tint,- liaison suffisamment t'mr.iquo avec un rompilavage minim.il don Ixcrrcs. c'ce qui n¯cc.s:,itca un rc.ôlarâo do la visco- bitô, maia la pat<* doit e,ial<ym<.,nt avoir un<; VihCO,sit,.
.suffih:lIr>f.1tIIt i.tible pour purmuitr'' un m;l.any. approprie.
Par CmFisc:hiLlmJ7t, un ulili::;, un lunt qui t'/-,t. un m61anu d'Une bentonite et d'uno kaolintte. Pour c<; Motif, on peut uti- liser un<' a1'::;ile constitu,xztt un liant nvrp;iquri par exemple du <;<*nr'3 "iItGt()rff , cvmme ingrédient pour la pâte servant clc. liant. 1)f.1uLrt.>.... ht'ntonitot, contenant d- la montmorillo- ni te, d" l'h<,cLoi,iLc, de 1 r c:ryi tc, (le l'i11ite ou diverti mllanrn,> d'un'* de ces rnatiérea pl,tutiyxo:: ou d'autres, peu- vent 6t.r<' H\ll.I>,>tltlll;(1S à 2 theetor. Des c:<3ne.idtirixtionr de ViSCO:-<lt.l! limitt-iit le; quantifHS (le t)t3ntosilt,ti à employer, puisque la 1)(kiitoriite doit réagit t avoc l teau do Paçon à former zut f'on"iti tuant visc;urux. Lu l'estl' cio!'> argiles est introduit suu,.., forme d'arilo du genre kaolinite.
L13 kaolin, les ar,r 1...; fi:;t1tlin('s, 1,s argile:-- nat,U1'lIllNi,lCH argiles rfraetdire,.., uu les artzilus servant lu liant peuvent être utilib,i,,, indivirhwl1urnent ou sous forme do mélange pour prc>p.;rsr If liant pâteux. On peut utiliser tout ingrédient courant clt-s 1).ttes pour céramiques tant qu ton rcalian la 1i.Ù I 'JIl à scc:
nlCCS:i,1Í 1'0, et quo le poru 1'\ nu Mont, pas
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rempli,.., .
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lin P'llt unMh't!" (les dff]ocu13ntB pour r"l{ldr la vt- C;tl.!\lt.., <')M"!t' par cxmllc, In HC.11gon" (!mx<imctalyttunlslz.at, d<> soc!iund t 1<> c:;trtyc>nat.i du hadium, ainai dua d c au.rca d., fI {)(O'I1.Wt.. t ut Í 1 Í ,s cnUt'.1mml,nt d.ins (...t tn technique*
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Un exemple des proportions globales utilisées avantageusement pour la fabrication de carreaux insonori- sants, conformément à la présente invention, est donné ci-dessous :
TABLEAU 1
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<tb> Matières <SEP> Volume <SEP> en <SEP> cm <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Argile <SEP> du <SEP> genre <SEP> kaolinite
<tb>
<tb>
<tb> (en <SEP> se <SEP> basant <SEP> sur <SEP> la <SEP> moyenne) <SEP> 32 <SEP> - <SEP> 128 <SEP> 1/2 <SEP> - <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Argile <SEP> du <SEP> genre <SEP> bentonite
<tb>
<tb>
<tb> (densité <SEP> de <SEP> l'argile) <SEP> 16-64 <SEP> 1/4 <SEP> - <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Perlite <SEP> (densité <SEP> 0,0b4 <SEP> à <SEP> 0,24;
<tb>
<tb>
<tb> dimensions:
<SEP> au <SEP> minimum <SEP> 85%doi- <SEP> 3760-5920 <SEP> 94-99-3/4
<tb>
<tb>
<tb> vent <SEP> passer <SEP> au <SEP> tamis <SEP> de <SEP> 0,59mm)
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> (pourcentage <SEP> du <SEP> volume
<tb>
<tb>
<tb> des <SEP> produits <SEP> secs) <SEP> 576-976 <SEP> 9 <SEP> - <SEP> 26 <SEP>
<tb>
L'exemple ci-après décrit un mélange particulier destiné à la préparation d'un carreau insonorisant., EXEMPLE 1
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<tb> Matières <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb>
<tb> "Kaolex" <SEP> (kaolin <SEP> plastique) <SEP> 2
<tb>
<tb> "Hector" <SEP> (bentonite <SEP> du
<tb> type <SEP> hect'orite) <SEP> 1
<tb>
<tb> perlite <SEP> (densité <SEP> 0,08;
<tb> dimensions <SEP> comprises <SEP> entre
<tb> 0,59 <SEP> et <SEP> 4,7b <SEP> mm) <SEP> 97
<tb>
<tb> total <SEP> des <SEP> matières
<tb> solides <SEP> 100
<tb>
<tb> eau <SEP> (en <SEP> pourcentage <SEP> des
<tb> produits <SEP> secs) <SEP> 16
<tb>
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trCi1Vontr (déf'1ocuhnt)
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EXEMPLE 1
Le liant pâteux peut être mélangé de la manière habituelle pour réaliser une dispersion des particules et une uniformité de composition maximales.Le liant est destina à recouvrir l'agrégat sans modifier de façon appréciable les dimensions des particules de cet agrégat.
Puisque les agrégats cités sont très friables, la réduction des dimen- sions des particules de l'agrègat; doit produire une matière finement divisée susceptible de remplir les pores. Par con- séquent, on utilise un équipaient de mélange qui doit effec- tuer ce travail, tout enlimiant la durée et l'intensité de brossage au-dessous de colle qu'on considérait comme un mélange normal intime pour un produit céramique normal.
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Dans ce cas particulier, la durée de mélange est limité.. à trois minutes. La durée exacte de mélange doit varier pour les différents genres de mélangeurs mais, en tous les cas, elle ne doit pas être suffisamment longue pour provoquer une réduction appréciable du volume de l'agrégat. Par exemple, avec un mélangeur à contre-courant,la durée de mélange doit de préférence être limitée à moins des deux minutes.
Le mélange ou masse humide est ensuite comprimé en lui donnant une forme définissant l'épaisseur des produits céramiques poreux. Eventuellement, on peut confectionner dos moules individuels de dimensions appropriées à l'usage final envisagé. On peut aussi préparer le mélange humide sur une courroie transporteuse par un procédé continu. Cependant, dans ce cas, le mélange humide contient d'environ 9 à 26 % en volume d'eau par rapport aux ingrédients secs. Le mélange humide est encore assez résistant, même dans cet état humide pour être manié avec précaution sans risque de dislocation .
Au lieu de l'opération de séchage classique,qui peut durer jusqu'à 3 ou 4 heures, à une température d'environ 150 C, la masse humide formée est amenée directement dans le four de cuisson. La température dans ce four peut être compri- se entre 790 et 980 C. On a observé que l'intervalle opti- mal des températures superficielles du produit cuit est compris entre environ 845 et 885 C. Pour le mélange d'agr'- gats et de pâtes argileuse étudié, le tableau ci-après indique la durée et la température de cuisson pour un pro- duit de ,5 centimètres d'épaisseur.
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TABLEAU II
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<tb> Durée <SEP> de <SEP> cuisson <SEP> Température <SEP> moyenne <SEP> du <SEP> four
<tb> en <SEP> minutes.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
20 <SEP> environ <SEP> 900 C
<tb>
<tb> 30 <SEP> environ <SEP> 870 C
<tb>
<tb> 60 <SEP> environ <SEP> 845 C
<tb>
Pour des produite plus minces, la durée de cuisson dans le four peut être abrège pour une même température.Par exemple, pour un produit de 19 mm d'épaisseur, la durée de séjour dans le four peut être réduite d'environ 20 à 30%.
Pour des produits encore plus minces, par exemple de 13 mm d'épaisseur, la durée de cuisson à 885*C environ est appro- ximativement 8 minutes.
Pour la durée de cuisaon la plus économique et la plus courte, la température à la surface du carreau doit'être d'environ 875'C. On a observé qu'aux températures supérieures à 925 C environ, le produit céramique est altéré au point de devenir peu satisfaisant en raison du ramollisse- ment exc@ssif de l'agrégat.
Le four peut être conqu de manière à comporter une zonc de réchauffage en amont de la zone de cuisson prin- cipale. Cependant, conformément aux principes de l'invention, la température dans la zone de réchauffage doit être voisine de celle de la zone de cuisson. Il faut comprendre que, même si la température dans la zone de chauffage est légèrement inférieure à celle de la zone de cuisson, elle dépasse de beaucoup les températures de séchage les plus courantes actuellement connue....
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Apres l'opération de cuisson, le produit céra- mique poreux doit de préférence être refroidi très rapide- mont à l'air. Le produit céramique poreux doit de préféren- ce être refroidi à la température ambiante à partir de sa température de cuisson en 10 minutes seulement. On peut mettre en place les ventilateurs en voyant de l'air contre le produit céramique cuit dès qu'on le retire du four pour abaisser sa température de cuisson à la tempé- rature ambiante en 10 minutes, ou même moins.
En résumé, la présente invention concerne un nouveau procédé de fabrication d'un produit céramique po- reux dans lequel ledit produit est cuit dans un temps ex- trêmement court, de façon à accélérer considérablement sa réalisation, ce qui conduit à une réduction des dépenses de mise en oeuvre et de l'équipement.