BE853993A

BE853993A - Conglomerats renforces pour la construction et procede de preparation

Info

Publication number: BE853993A
Application number: BE177048A
Authority: BE
Inventors: P Camprincoliet L Rosati
Original assignee: Montefibre Spa
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-27
Publication date: 1977-10-27
Also published as: IT1062057B

Description


  "Conglomérats renforcés pour la construction et procédé de préparation" La présente invention concerne des conglomérats renforcés pour la construction, ainsi qu'un procédé de préparation.

  
Plus particulièrement, la présente invention se rapporte

  
à des conglomérats pour la construction, consistant en ciment, gypse, béton et matières analogues, renforcés par addition de fibres de polyoléfine modifiées et éventuellement de fibres d'amiante. 

  
On sait déjà utiliser des fibres de coton, de rayonne acétate, de fibres synthétiques ', parmi lesquelles les fibres de polyoléfine, ainsi que celles de verre et d'acier, pour renforcer des conglomérats à base de ciment.

  
On sait également que, pour obtenir des articles manufacturés ayant des caractéristiques satisfaisantes d'applica&#65533; tion, il est nécessaire d'obtenir une bonne adhérence entre le ciment, le gypse, le béton et analogue, et les fibres employées comme matériau de renforcement.

  
Diverses méthodes ont été suggérées pour obtenir cette adhérence comme, par exemple, en modifiant physiquement la surface des fibres, ou en y incorporant diverses matières comme du cimen;, des pierres, et autres, en revêtant les fibres d'agents collants ou d'agents tensio-actifs, et autres. Cependant, aucune de ces méthodes n'a permis de résoudre le problème de l'adhérence d'une façon tout à fait satisfaisante.

  
 <EMI ID=1.1> 

  
cellente adhérence entre des fibres de polyoléfine et des matériaux de construction comme du ciment, du gypse, du béton ou matériaux semblables, en modifiant les fibres en leur ajoutant au moins un composé choisi dans le' groupe consistant en silicates contenant du magnésium et oxydes de métaux appartenant au . groupe II A et III B de la Table Périodique des éléments, sous forme d'une poudre très fine.

  
Par conséquent, la présente invention a pour objet les conglomérats pour la construction, se composant de ciment, gypse, béton et matériaux analogues, renforcés de fibres de polyoléfine contenant au moins un silicate contenant du magnésium ou au moins un oxyde d'un métal du groupe II A ou III B de la Table Périodique. De tels conglomérats sont caractérisés par une excellente résistance physique et aux fissurations, les rendant particulièrement adaptés à une utilisation dans le domaine de la construction. 

  
On peut citer comme exemples de silicates contenant du magnésium, particulièrement appropriés à un emploi comme modificateur des fibres de polyoléfine, selon la présente invention, :  <EMI ID=2.1> 

  
De tels silicates peuvent être soit minéraux ou synthétiques.

  
Des oxydes d'un métal appartenant au groupe II A ou III B de la Table Périodique, particulièrement adaptés à un emploi comme modificateur de fibres de polyoléfine selon la présente invention sont par exemple les suivants : oxyde de calciun, oxyde de magnésium, oxyde de. baryum, oxydé de strontium, oxyde d'aluminium et autres.

  
Les fibres modifiées à employer comme matériau de renforcement des conglomérats à base de ciment sont préparées en mélangeant 0,5 à 30% en poids d'au moins l'un des composés cidessus avec la polyoléfine, en filant les mélanges résultants par le moyen de dispositifs classiques de filage à l'état fondu, et en étirant et en coupant les filaments ainsi obtenus en fibres discontinues. La longueur des fibres discontinues peut varier de 1 à 100 mm.

  
La polyoléfine que l'on emploie de préférence est du polypropylène, se composant principalement de macromolécules isotactiques, et obtenu par une polymérisation stéréospécifique du propylène. 

  
Cependant, dans le cadre de la présente invention, on peut également employer des polyoléfines obtenues par une homopolymérisation ou une copolymérisation de monomères ayant pour

  
 <EMI ID=3.1> 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
drogène, comme du polyéthylène, des copolymères cristallins éthylène/propylène contenant principalement du propylène, du

  
 <EMI ID=6.1>  

  
Le procédé de filage peut être effectué par des filières ayant des trous avec des sections circulaires ou non circulaires, comme des sections en X, en Y, des sections triangulaires, en étoile ou à lobes, des sections en U et analogues.

  
Avant filage, les mélanges peuvent éventuellement être mêlés à des opacifiants, pigments, colorants, agents antistatiques, stabilisants et analogues.

  
Les conglomérats renforcés pour la construction, qui font l'objet de la présente invention, sont préparés par mélange, dans des mélangeurs à béton ou dispositifs d'homogénéisation semblables, du ciment, du gypse,du béton et analogues, avec ou sans sable, avec 0,1 - 20% de fibres modifiées avec au moins un silicate contenant :du magnésium ou un oxyde d'un métal du groupe II A ou III B de la Table Périodique et, éventuellement,

  
avec des fibres d'amiante, et en moulant les articles manufacturés selon les méthodes classiques.

  
Les conglomérats renforcés pour l'industrie de la construction, qui font l'objet de la présente invention, sont utilisés dans la préparation des plaques précomprimées, ondulées ou planes, de tubes, raccords, réservoirs, plâtrages résistants

  
à la fissuration, panneaux pour la construction et pièces préfabriquées en général.

  
Sur les articles manufacturés, qui font l'objet de la présente invention, on effectue les mesures suivantes :
- Détermination de l'adhérence de la fibre au conglomérat :
Après avoir préparé des échantillons standards et avoir provoqué leur rupture par impact, on examine la zone de la section rompue ou cassée sous un microscope électronique. 

  
Cet examen révèle la différence entre les fibres adhérant au ciment qui, en conséquence, ne se détachent.pas et celles il "ayant pas adhéré'au ciment et qui, par conséquent, se détachent.

  
 <EMI ID=7.1>  .d'un conglomérat renforcé de fibres. Cette mesure est <EMI ID=8.1>   <EMI ID=9.1> 

  
fissuration de l'échantillon. Une fois que l'on a trouvé l'angle de chute provoquant 50% des fissures, on calcule l'énergie de fissuration en kg.cm/cm<2>. 

  
- résistance à la flexion dynamique :

  
Le but de cet essai consiste à déterminer la résistance à la flexion à rupture et le module d'élasticité sous une contrainte dynamique. L'essai est effectué comme suit : un échantillon ayant une section rectangulaire, repose sur

  
 <EMI ID=10.1> 

  
axe, à une contrainte de flexion augmentant graduellement.

  
L'essai consiste à déterminer la résistance à la rupture et . la quantité de déviation. L'appareil le mieux approprié est un dynamomètre Instrom, ou autre dispositif à vitesse constante de ce type.

  
L'énergie de rupture et le module d'élasticité à la flexion sont tous deux exprimés en kg/cm .

  
- résistance à la flexion statique :

  
Elle est basée sur le principe de la poutre supportée à ses extrémités, avec une charge concentrée en son centre.

  
Après application de la charge, la poutre est libéré^ du support opposé au poids appliqué, et on lit la déviation.

  
 <EMI ID=11.1> 

  
traction, en faisant varier le poids de temps en temps, jusqu'à.ce que l'on trouve la charge nécessaire pour provoquer 50% de rupture des échantillons. La résistance à la rupture et le module d'élasticité sont exprimé en kg/cm . 

  
Les exemples qui suivent sont donnés pour.mieux illustrer la présente invention sans cependant la limiter.

  
 <EMI ID=12.1> 

  
Une fibre de renforcement modifiée, ayant un numéro de 17  dtex,. fut préparée à partir d'un mélange consistant en :
- polypropylène ayant un indice de fusion égal à 21, un ré- <EMI ID=13.1> 
 <EMI ID=14.1> 
 
 <EMI ID=15.1> 
 et en filant, étirant selon un rapport de 3,25 et coupant les filaments obtenus en fibres discontinues de 6 mm de long.

  
 <EMI ID=16.1> 

  
suit : 

  

 <EMI ID=17.1> 


  
Le tout fut agite pendant une heure. En utilisant le matériau homogénéisé ainsi obtenu, en moulant, en filtrant et en prèssant (300 kg/cm<2> dans une presse Carver), un prépara: des  tuiles mesurant 20 x 20 x 1,2 cm, sur lesquelles on effectua les mesures qui suivent :

  

 <EMI ID=18.1> 


  
Le conglomérat renforce ainsi préparé se révéla être particulièrement utile à la fabrication de pièces préfabriquées pour la .construction.

Exemple 2 : 

  
En remplaçant l'oxyde de calcium de l'exemple 1 par du talc-selon la même quantité, les tuiles obtenues montraient les caractéristiques suivantes : 

  

 <EMI ID=19.1> 


  
 <EMI ID=20.1> 
 <EMI ID=21.1> 
 
 <EMI ID=22.1> 
 Les tuiles résultantes présentaient les caractéristiques suivantes :

  

 <EMI ID=23.1> 


  
Le conglomérat renforcé ainsi préparé se révéla être par-

  
 <EMI ID=24.1> 

  
pour la construction. En utilisant du talc au lieu de l'oxyde de calcium, les tuiles obtenues présentaient les caractéristiques suivantes 

  

 <EMI ID=25.1> 

Exemple 4 : 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
suit : 

  

 <EMI ID=27.1> 


  
On agita pendant une heure puis,en utilisant le matériau homogénéisé obtenu et en opérant selon les modalités de l'exemple 1, on fabriqua des tuiles mesurant 20 x 20 x 1,2 cm. Ces tuiles présentèrent les caractéristiques suivantes : 

  

 <EMI ID=28.1> 


  
Des photographies prises sur un microscope électronique Stereoscan, avec un grossissement de 25 et de 250, montrèrent une adhérence parfaite des. fibres modifiées au conglomérat, 

  
 <EMI ID=29.1>  mise en évidence par les ruptures des filaments dans les zones de rupture et par les particules de ciment collées aux fibres .elles-mêmes.

Exemple 5 : 

  
2,50 kg d'une fibre modifiée préparée selon l'exemple 1, -  furent mélangés pendant cinq minutes dans un mélangeur à béton

  
 <EMI ID=30.1> 

  
des tuiles mesurant 20 x 20 x 1,2 cm, en opérant suivant l'exemple 1. Les essais effectués sur ces tuiles donnèrent les résul-  tats suivants : 

  

 <EMI ID=31.1> 


  
Les mêmes tuiles ne contenant pas la fibre 'modifiée pré-  sentèrent les caractéristiques suivantes : 

  

 <EMI ID=32.1> 

Exemple 6

  
On répéta l'exemple 1 en utilisant des fibres de polypropylène modifiées par de l'oxyde d'aluminium pulvérulent au lieu de l'oxyde de calcium.

  
Les tuiles ainsi obtenues présentaient les caractéristiques suivantes : 

  

 <EMI ID=33.1> 


  
 <EMI ID=34.1> 

  
 <EMI ID=35.1> 

  
 <EMI ID=36.1> 

  

 <EMI ID=37.1> 
 

  

 <EMI ID=38.1> 

Exemple 7 :

  
On mélangea 2,5 kg d&#65533;une fibre modifiée avec de l'oxyde d'aluminium,et préparée selon l'exemple 6, pendant cinq minutes dans un mélangeur à béton de 1 m<3>, avec 250 kg degypse et 550 1 d'eau. 

  
En opérant selon l'exemple 1, on prépara alors des tuiles mesurant 20 x 20 x 1,2 cm. Les caractéristiques des tuiles ainsi obtenues étaient les suivantes :

  

 <EMI ID=39.1> 

Exemple 8 :

  
Dans un mélangeur à béton de 1 m<3>, on introduisit :

  

 <EMI ID=40.1> 


  
On agita pendant une heure, puis en utilisant le matériau homogénéisé obtenu et en opérant suivant les modalités de l'e-

  
 <EMI ID=41.1> 

  
tuiles présentaient les caractéristiques suivantes :

  

 <EMI ID=42.1> 


  
Des photographies prises sur un microscope électronique Stereoscan, avec des grossissements de 25 et 250, montrèrent une adhérence parfaite de la-fibre modifiée au conglomérat,  mise en évidence-par.les ruptures des filaments dans la zone  de rupture et par les particules de ciment collées aux fibres  elles-mêmes.

Exemple 9 : 

  
2,50 kg d'une fibre discontinue modifiée préparée selon l'exemple 1 à partir d'un mélange consistant en 95 kg de poly-

  
 <EMI ID=43.1> 

  
tion dans l'héptane de 98,1% et une teneur en cendre de 160 ppm, 5 kg de talc et 0,1 kg de stéarate de calcium, furent mé-

  
 <EMI ID=44.1> 

  
avec 550.1 d'eau et 250 kg de gypse: Ensuite, on prépara des tuiles mesurant 20 x 20 x 1,2 cm, en opérant selon l'exemple 1. Les essais effectués sur ces tuiles donnèrent les résultats suivants : 

  

 <EMI ID=45.1> 


  
Les mêmes tuiles contenant les fibres modifiées présentaient les caractéristiques suivantes : 

  

 <EMI ID=46.1> 

Exemple 10 : 

  
On répéta l'exemple 1 en utilisant des fibres de polypropylène modifiées avec de la serpentine pulvérulente au lieu de l'oxyde de calcium. Les tuiles résultantes montrèrent les caractéristiques suivantes : 

  

 <EMI ID=47.1> 


  
Exemple 11 (essai de comparaison) :

  
On opéra selon l'exemple.1, en partant d'un mélange consistant en : 
- polypropylène ayant un indice de fusion de 21, un ré-sidu à l'extraction dans l'heptane de 98,1% et une teneur en cendre de 160 ppm : 100 kg
- stéarate de calcium : 0,1 kg Les tuiles résultantes présentaient lès caractéristiques suivantes : 

  

 <EMI ID=48.1> 


  
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au-.- 

  
 <EMI ID=49.1> 

  
qu'à titre d'exemple.-En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. 

REVENDICATIONS

  
1. Conglomérats renforces pour la construction, résistant à la flexion et à la fissuration, du type se composant de ciment, gypse, béton et matériaux analogues renforcés de fibres de polyoléfine et éventuellement de fibres d'amiante, caractérisés en ce que lesdites fibres de polyoléfine contiennent au moins un composé choisi dans le groupe consistant en silicates contenant du magnésium et oxydes de métaux du groupe II A et III B  de la table périodique.

Claims

2. Conglomérats selon la revendication 1 caractérisés en

ce que le silicate précité contenant du magnésium est choisi

dans la classe consistant en talc, trémolite, serpentine, antophyllite-et prochlorite.

3. Conglomérats selon la revendication 1 caractérisés en

ce que l'oxyde précité d'un métal du groupe II A ou III B de la table périodique est choisi dans la classe consistant en oxyde

de calcium, oxyde de magnésium, oxyde de baryum, oxyde de stron- ' tium et oxyde d'aluminium.

4. Conglomérats selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisés en ce que la quantité d'oxyde ou de silicate contenant du magnésium est de l'ordre de 0,5 à 30%

en poids par rapport à la polyoléfine précitée.

5. Conglomérats selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisés en ce qu'un polypropylène se composant principalement de macromolécules isotactiques et obtenu par polymérisation stéréospécifique de propylène, est utilisé comme polyoléfine.

6. Conglomérats selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisés en ce qu'ils se composent de ciment, gypse, béton et analogues, et de 0,1 à 20% en poids de fibres de <EMI ID=50.1>

dans le groupe consistant en silicates contenant du magnésium

<EMI ID=51.1>

7. Procédé de préparation de, conglomérats renforcés pour la construction/^^

<EMI ID=52.1> - filer un mélange basé sur une polyoléfine contenant <EMI ID=53.1>

le groupe consistant en silicates contenant du magné-

<EMI ID=54.1>

III B de la table périodique ;

- étirer la fibre ainsi obtenue ; - couper la fibre étirée en fibres discontinues de 1 à 100 mm de long ; - mélanger les fibres discontinues en quantités de 0,1 à 20% avec du ciment, dugypse, du béton ou matériaux analogues de construction, transformer le mélange homogénéisé en articles manufacturés.