Procédé (le fabrication<B>de</B> corps solides<B>de</B> construction, décoration, ornementation, etc., et corps obtenu par ce procédé. La présente invention a pour objet un pro <B>cédé</B> -de fabrication de corps solides de cons truction, décoration, ornementation, etc. Elle se rapporte également<B>à</B> un corps obtenu par tD ce procédé.
Cette invention est basée sur la, découverte que, contrairement<B>à</B> ce qu'on croyait jusqu'à ce jour, une réaction s'effectue aisément dans des conditions convenables, qui seront spéci fiées plus loin, entre une base alcalino- terreuse et les acides alumino-silieiques tels que contenus dans la ,substance argileuse" des minéraux<B>à</B> base d'ar-ile (ardoises, schis tes et certaines argiles), cette réaction permet tant d'obtenir de nouveaux corps possédant des propriétés utiles.
Les facteurs qui régissent cette réaction sont la. température (comme on le verra plus loin) et la présence, dans le mélange -de 'la base alcalino-terreuse et du minéral<B>à</B> base d'argile, -d'une certaine proportion optimum d'eau, cette eau étant avantageusement ajou tée au furet<B>à</B> mesure -des besoins pendant le mélange des ingrédients bruts et malaxée in timement avec ces ingrédients avant le -dur cissement et restant<B>à</B> titre d'élément néces- sa,ir4.- du produit pendant toute la -duréede la réaction du durcissement.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on mélange une base alcalino- terreuse, une matière minérale finement broyée contenant -de Facide alumino-silicique hydraté et une quantité d'eau suffisante pour assurer, par réaction chimique, l'obtention du produit -dur cherché, on chauffe le mélange ,dans des conditions où une -diminution -de sa, teneur en eau est sensiblement empêchée, jus qu'à ce qu'il ait été transformé en un produit dur, résistant aux acides et aux bases et<B>pos-</B> sédant sensiblement uniformément dans toute sa masse de hautes résistances<B>à</B> la compres sion et<B>à</B> la traction.
Le chauffage<B>à</B> la température requise peut être effectué -de toute manière appro priée, pourvu qu'on ait soins -dempêcher la perte de l'eau ajoutée au mélange et néces saire<B>à,</B> la réaction entre la base et l'acide.
Undurcissement satisfaisant -de la masse peut être obtenu de -différentes manières, par exemple par l'emploi -de vapeur, par chauf fage clans un récipient ouvert, par chauffage dans une huile d'hydrocarbure, par chauf- fage,dans une solution aqueuse de pointd'é- bullition convenable, par injection de vapeur -d'eau,<B>à</B> la pression atmosphérique, dam un four chauffé extérieurement, pour empêcher une évaporation de l'eau que renferme la masse, nécessaire<B>à.</B> la, réaction. Le chauffage -dans un four, comme ci-dessus, sans injection de vapeur, ne produit pas la réaction dedur- cissement.
Dans la description qui suit -du procédé, on se réfère<B>à</B> la forme d'acide alumino- silicique rencontrée le plus couramment -dans les minéraux<B>à</B> base cUargile (Al'O', 2 SiO', <I>2</I> WO), mais il est bien entendu qu'une ou plusieurs formes de cet acide peuvent être présentes dans la substance argileuse utili sée et exiger, par conséquent, pour la réac tion, des proportions de base variant légère ment.
Comme matière minérale, on utilise, dans la pratique, principalement des ardoises, schistes et certaines argiles, et comme base,de la, chaux, de la magnésie légèrement calci née, ou -d'autres minéraux alcalino-terreux.
On rencontre couramment des schistes mi néraux -distribués dans des couches d'étendue considérable, de composition homogène et du -degré de pureté convenable, qu'on peut em ployer -dans le procédé selon l'invention. On utilise de préférence des sortes de schistes qu'on trouveà un état très pur, sans addition de silice libre ou d'autres minéraux étrangers. Il est préférable de sécher le schiste ou ma tière de base, avant son emploi, jusqu'à ce qu'il ne -contienne pas plus, par'exemple, d'un pour cent d'eau libre.
Après avoir broyé ou pulvérisé finement <B>le</B> schiste par tout moyen approprié, on le mélange avec la chaux ou<B>la</B> magnésie, de pré férence dans la proportion approximative d'une molécule de base pour une molécule d'acide.
Par exemple, pour un mélange de 314 parties de composants secs, on pourrait em ployer approximativement<B>56</B> paxties de chaux,<B>258</B> parties d'acide (APO3, 2 SiO2, 2 H#O) et de<B>78 à 169</B> parties d'eau suivant l'état colloïdal -du minéral. En effet, la quan tité d%au nécessaire pour provoquer une réac tion complète desdites substances, -varie sui vant l'état colloïdal -du minéral. Cette quan- titu6 d'eau représente donc de 20<B>à 35 %</B> du mélange complet.
Si la quantité d'eau ajou tée<B>à</B> tout instant devenait plus grande que <B>celle</B> quidonne les meilleurs résultats -dans le durcissement, on pourrait facilement en éli miner l'excès -en l'évaporant. Par contre, si la quantité d'eau aJoutée au mélange était trop faible, on ne pourrait plus -en ajouter après le façonnage,des produits. Lorsque,<B>à</B> la place de chaux, on emploie de la magnésie, les pro portions peuvent être approximativement les suivantes: magnésie 40 parties, acide alumino- silicique <B>258</B> parties, -eau 74<B>à 160</B> parties.
Il est évident que -différents acides exigeroût des quantités -de base -différentes. Par exemple, ,dans le cas<B>de</B> l'anorthite, (AUO', 2 SiO', Ca,O), le pourcentage de, CaO est 20, tandis que dans le cas de la chabazik (AFO', <B>5</B> SiO,#, CaO, <B>7</B> H'O), le pourcentage de CaO est<B>9,5,</B> ce qui montre que les quantités -de base pour ront varier suivant les différents acides.
L'incorporation de, la base au minéral peut être effectuée par des méthodes bien connues, soit aiu mouillé, soit<B>ù</B> sec. Dans un cas comme dans Fautre, la quantité d'eau qui est nécessaire dans la masse pour réaliser la réac tion subséquente -est sensiblement de 20<B>à</B> <B>35%.</B> Dans le cas particulier du schiste pré- c6demment mentionné, 20<B>à</B> 25% suffisent pour permettre un travail facile. Si l'on se sert d'argiles fortement colloïdales, la teneur en eau peut varier de 2<B>5 à 3 5 %.</B>
La, masse ùinsi préparée peut être trans formée par moulage ou autrement,<B>à</B> la main ou mécaniquement, en corps de forme co-nve- nable, comme dans la pratique ordinaire des abjets céramiques. La masse brute ainsi pré- parée possède, une résistance mécanique et une ténacité suffisantes, avant le, durcissement, pour qu'on puisse la façonner sur un tour ou une roue #à potier, la sculpter ou la travailler de quelque autre manière.
On effectue, le durcissement de la masse façonnée en l'exposant<B>à</B> l'actionde la chaleur pendant qu'on maintient dans la masse une proportion d'eau sensiblement constante. La présence d'une quantité d'eau supérieure<B>à</B> la proportion<B>la,</B> plus favorable provoque l'6bul- lition et l'émiettement. Le manque d'eau donne un produit peu résistant -et crayeux.
Le procédé peut être réalisé comme suit: Pour fabriquer le produit artifieiel <B>dé-</B> nommé ,Ro#stone", on mélange la base alcalino-terreuse, composée de préférence de chaux ou de magnésie, un minéral finement broyé composé, en tout ou en partie -d'acide alumino-silicique, et une quantité d'eau -su±- fisante, pour assurer la réaction cherchée.
On chauffe alors la. masse dans des conditions telles que<B>ce</B> chauffage n'en détruise pas la teneur en eau, nécessaire<B>à</B> la réaction jusqu'à ce que la masseait été transform6e,"Par réac- en ,Rostone", produit possédant des ré sistances élevées<B>à</B> la compression et<B>à</B> la trac tion et<B>à</B> l'attaque par les agents chimiques.
On peut encore mélanger la base alcalino- ferreuse, le minéral finement broyé et l'eau et ,soumettre, le mélange<B>à</B> l'action de la chaleur, en présence de vapeur d'eau, pour provoquer la réaction entre la, base, l'acide alumino- silicique et l'eau et obtenir le produit désiré.
De même, on peut mélanger la base alcalino- terreuse, le minéral finement broyé et une quantité suffisante d'eau pour assurer la réac tion cherchée entre ces substances, puis dur cir la masse par chauffage<B>à</B> l'aidede vapeur d'eau sensiblement<B>à</B> la pression atmospliéri- que, jusqu'à ce que la masse ait été transfor- inée en le produit désiré. Ce dernier moyen de chauffage, pouvant être employé seul ou en combinaison avec d'autres moyens, est très pratique et donne d'excellents résultats.
La réaction de durcissement, pour des objets de dimensions faibles on moyennes, s'effectue facilement en une<B>à</B> quatre heures dans les conditions exposées. Dans le cas d'objets plus gros, un temps plus long serait nécessaire.
Dans la pratique, on obtientun bondur- cissement <B>à</B> Faide de vapeur<B>à</B> la pression sensiblement atmosphérique et<B>à</B> une tempéra ture correspondante de 100' <B>C</B> environ. Une pression dc <B>0,7</B> kgdonne <B>déjà</B> de bons résul tats.
Lorsque le traitement<B>à</B> contre-courant est appliqué, la vapeur d'eau peut être chauf- féeâ toute température -désirée, selon la com position variable des matières brutes, mais il faut éviter les pressions élevées et n'appli quer qu'une pression suffisante pour assurer une bonne circulation. Dans le présent procédé, on tire parti de l'influence activante de l'eau pour effectuer la, réaction entre un acide alumino-silicique et une base alcalino-terreuse, la, proportion d!eau approximative indiquée précédemment -don nant les meilleurs résultats. La, température de réaction joue également un rôle important.
Jusqu'à ce jour, on supposait que les acides alumino-siliciques ne réagissaient pas au- dessous de<B>316 ' C</B> et l'on appliquait,des tem pératures élevées de ce genre<B>à</B> l'aide de pres sions de vapeur élevées.
Dans l'exemple ci- dessus de fabrication du ,Roston.e", la réac tion -s'accomplit<B>déjà</B> rapidementâ une tem pérature aussi basse que<B>100' C.</B> En fait, étant donné les différentes caractéristiques colloïda les des matières brutes, les différents !degrés de finesse et l'impossibilité de régler exacte ment la, teneur enhumidité, <B>à</B> ]'heure actuelle,, on peut réaliser avantageusement le pro-cédé entre les températures limites de<B>100 à</B> <B>127 \ C.</B>
En opérant comme indiqué, on peut ob tenir des corps qui sedistinguent et se diffé rencient des compositions de pierre artificielle antérieures, par les propriétés suivantes: Ces corps possèdent un grain fin et se façon nent rapidement en prenant les empreintes les plus fines; le produit constituant est plus<B>lé-</B> ger que la pierre de construction naturelle et le béton ordinaire; il est tenace sans être fra- ,(Yile et se bosselle avant de se rompre sous le choc d'un objet dur, ce qui démontré sa ré- sistance élevée au choc en comparai-son des autres matières -de la même classe;
il offre une gTande résistance<B>à</B> l'action -d'acides 6nergi- ques,et de solutions alcalines bouillantes ainsi qu'aux autres essais quidétruisent les maté riaux -de construction naturels et artificiels;
il est extrêmement réfractaire; il possède une résistance -de compression moyenne supérieure <B>à</B> celle de la plupart des matériaux<B>-de</B> coins- truction naturels et artificiels; il peut facile ment être coupé, sculpté ou scié et prend un poli analogue<B>à</B> celui des pierres naturelles employées dans la construction; on peut le co lorer au cours,de son façonnage et il conserve sans,changement les couleurs qu'il a ainsi re çues, de telle sorte qu'il se prête<B>à</B> de très beaux effets décoratifs:
il sunit fermement au métal ou<B>à</B> d'autres substances et permet ainsi facilement l'emploi -d'armatures de ren forcement ou d'agégats qu'il lie fermement.
Dans le cas de la, magnésie, le procédé adopté est le même qu'avec la, chaux, maïs le produit obtenu<B>à</B> l'aide de magnésie semble mieux résister aux actions chimiques que celui résultant -de la chaux.
En outre, un corps ou couche de forme convenable du mélange brut peut être, appli qué sur un corps ou couclie composé -de, fibres végétales ou minérales ou,d'un mélange de fi bres de ce genre, puis durci pendant qu'il est ainsi appliqué, ce durcissement consti- tua-ut une union permanente entre<B>le</B> ,Ro#s- te,ne" et la couche fibreuse, qui deviennent in séparables.
Le produit résultant peut être ma nutentionné<B>à</B> la façon -dun corps -d'une seule pièce bien qu!il comporte une couche ou corps externe d'aspect dur analogue<B>à,</B> de la pierre, susceptible #de prendre un beau poli, possédant une résistance de compression élevée et résis tant aux réactifs acides ordinaires et une cou che ou corps interne de nature entièrement différente, -de préférence fibreuse, élastique, mauvaise conductrice de, la chaleur et inso nore.
Ce produit se prête spécialement en vue de son application au finissage ou<B>à</B> la fa brication -des murs, plafonds et planchers -de bâtiments, etc. Dans cette forme d'exécution du procédé, on mélange les matières brutes destinées<B>à</B> la fabrication du ,Ro#stc>ne" de la manière pré cédemment décrite, jusquà,ce que le mélange soit prêt<B>à</B> durcir; et l'on peut produire la matière fibreuse ou la façonner pour lui don ner la forme quil est -désirable quelle possède dans le produit final.
Lorsque la matière brute destinée<B>à la,</B> fa brication de la couche de ,Rostone" est prête <B>à</B> subir le durcissement, on la place au contact de la couche de fibres ou bien, de préférence, -par une opération manu-elle ou mécanique, on la superpose<B>à</B> cette couche en -exerçant une pression suffisante pour provoquer une inter pénétration entre les surfaces de contact des deux couches.
On durcît alors la masse en la chauffant légèrement, comme expliqué pré- c6demment. Lorsque le durcissement est ter miné, la couche de ,Rostone" -est unie de fa çon inséparable<B>à</B> la couche de fibres et 'Les eux,couches peuvent être manutentionnées comme si elles étaientd'une seule pièce.
Le produit combiné peut être découp(# <B>à</B> l'aide de scies ou #d'autres outils et l'on peut sculpter ou ciseler la couche de ,Rostone". Dans la pratique, on peut donner toute forme désirée aux couches respectives. Si le produit a été fabriqué sous forme de feuilles planes, on peut s'en servir comme panneaux pour re- vttir les murs, plafonds ou planchers de bâ.- timents; on peut aussi le façonner sous forme de tuiles ou bardeaux et poser ceux-ci comme des tuiles ordinaires.
Ce matériau de cons truction composite combine l'avantage d'une couche ou corps externe en ,Rostone", dur et analogue<B>-à</B> de la pierre avec, l'avantage,d'une couche ou corps interne en matière élastique, calorifuge et insonore. Ce matériau réunit dans un seul produit les propriétés d'une ma tière amortissant les sons, d'un calorifuge -et d'une surface,dure,;ornementale -et analogue<B>à</B> de la pierre.
La couche de pierre en ,Rostone" possède une grande résistance<B>à</B> la compression et ré siste aux réactifs chimiques ordinaires. On peut aussi luidonner toute couleur désirée en mélangeant des pigments convenables avec les matières brutes avant le durcissement: Si on le désire; on peut mélanger des agrégats inertes avec le ,Rostone" avant son durcisse ment.