CH288104A - Procédé de fabrication d'une pierre légère à structure cellulaire, sans l'emploi du ciment. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication d'une pierre légère à structure cellulaire, sans l'emploi du ciment.    La présente invention est relative à un  procédé de fabrication d'une pierre légère à  structure cellulaire.  



  Dans la fabrication de matériaux de cons  truction légers, communément dénommés:   bétons poreux , il est généralement fait  usage de ciment comme liant d'une masse po  reuse qu'on laisse durcir à l'air comme le bé  ton ordinaire.  



  Les bétons poreux ainsi obtenus manquent  de résistance et présentent un retrait consi  dérable, atteignant souvent 3 mm par mètre  courant. Ce retrait ne s'arrête pas après la  prise du ciment et provoque ainsi des fis  sures et autres inconvénients dans les cons  tructions.  



  On a cherché à éliminer ce défaut. en fai  sant durcir la masse poreuse, non plus à l'air  libre, mais dans un bain de vapeur d'eau  sous pression. Dans les     produits    ainsi obte  nus, le retrait est pratiquement nul. ou tout  au plus de l'ordre de 0,1 mm par mètre cou  rant. De plus, la résistance mécanique est no  tablement augmentée.  



  Cependant, le traitement     hydrothermique     indiqué ci-dessus crée des tensions considé  rables dans les masses soumises au durcisse  ment. et en provoquera l'éclatement ou tout  au moins le     fissurage    si l'on n'observe pas  une progressivité très lente dans la mise sous       pression    et dans l'évacuation de la vapeur à  la fin du processus de durcissement. Malgré  ces précautions, il subsistera souvent des ten-         sions    internes dans les masses durcies;     celles-          ci    seront, de ce fait, moins     résistantes    aux  agents climatiques, en particulier     à,    la gelée.  



  Lorsqu'on procède au durcissement par  traitement     hydrothermique,    il     est    indispen  sable d'incorporer dans la masse une propor  tion convenable de silice qui, sous l'action de  la vapeur d'eau sous pression, se combine  avec la chaux contenue dans le ciment pour  former un     hy        drosilicate    de calcium.

   Celui-ci  constitue alors l'élément le plus stable du pro  duit durci, en diminue le retrait et en aug  mente la résistance mécanique. '  On a dès lors tenté de fabriquer des  pierres poreuses     formées    en totalité par des       hydrosilicates    de calcium, c'est-à-dire     aue    l'on  faisait durcir, par l'action de la vapeur  d'eau sous pression, une masse spongieuse  constituée d'un mélange de silice et d'hydrate  de calcium, sans l'emploi de ciment.  



  Mais, dans ce cas, il ne se produit pas  une prise plus ou moins rapide comme pour le  ciment, au contraire le     figement    de la masse  est extrêmement lent, au point. qu'il faut at  tendre     24    heures, et parfois même plusieurs  jours, avant. que la     masse    ait la fermeté re  quise pour supporter le démoulage. On a  tenté de réduire la durée du séjour des masses  dans les moules en activant la, prise par l'ad  dition de certains adjuvants, par exemple un  faible pourcentage de liant hydraulique,  mais on n'arrivait pas ainsi à la rapidité de      prise des mélanges au ciment sans retrouver  les inconvénients inhérents à ce liant.  



  On en était donc réduit à une longue  attente si on ne voulait pas faire durcir les       niasses    dans les moules mêmes. Ceci ne se con  çoit que pour les pièces     destinées    à être mises  en     #uvre    telles que venues de coulée. Pour  les masses appelées à être débitées, on pré  fère procéder au démoulage et au débitage  avant le durcissement.  



  Lorsque le démoulage ne peut     sé    faire  qu'après un laps de temps assez long, les       faces    exposées à l'air sont desséchées et     car-          bonatées    sur une profondeur proportionnelle  au temps d'attente. Cette profondeur peut  atteindre 5 mm et plus pendant les 24 heures.  La couche ainsi séchée et carbonatée ne dur  cit plus dans la même mesure que la masse  intacte et peut même devenir pulvérulente.  Il en résulte de graves inconvénients lors de  la mise en     oeuv        re    des pièces comportant ces  faces défectueuses.  



  La présente invention permet de remédier  à ces inconvénients.  



  A cet effet, selon l'invention, on mélange  au moins un composé silice, au moins un  hydroxyde ou oxyde d'un métal alcalino-ter  reux et de l'eau de gâchage, on coule ce mé  lange dans un moule où il est rendu spon  gieux par formation en son sein de bulles  d'un fluide gazeux et figé par chauffage, la  masse spongieuse figée étant soumise à l'ac  tion de la vapeur d'eau sous pression pour la  durcir.  



  Dans une forme de réalisation particu  lièrement avantageuse du procédé selon l'in  vention, on emploie, dans le mélange précité,  4 à 40% en poids d'hydroxyde ou d'oxyde  d'un métal alcalino-terreux.  



  Toutefois, la pierre légère ainsi obtenue,  mise en     aeuvre    dans des murs extérieurs, ne  pourra, en règle générale, rester apparente,  et ce, pour les deux     raisons    suivantes  1  La pierre légère résiste     parfaitement     aux agents climatiques, mais il sera cepen  dant nécessaire de protéger les endroits expo  sés à l'action mécanique des chocs et du  frottement.    2" Dans la plupart des cas, on recher  chera un aspect plus agréable ou plus varié  du parement.  



  On peut obtenir une pierre     remplissant     ces deux conditions sans qu'il soit nécessaire  de recourir à la mise en     ceuvre    supplémen  taire de matériaux     étrangers    tels que: briques  ou plaquettes de façades, pierres de taille na  turelles ou artificielles, enduits,     etc.     



  Pour atteindre ce résultat, dans le moule  utilisé pour l'obtention des pièces en pierre  légère (parpaings, linteaux, encadrements de  baies,     ete.),    est placée au moins une plaque de  parement, destinée à faire bloc avec la pierre  légère.  



  Une telle plaque de parement est obtenue  en partant de préférence de la même compo  sition que celle utilisée pour la pierre légère  et spécifiée ci-avant, la masse étant rendue  compacte soit. par compression mécanique du  mélange peu humidifié, soit par coulée du  même mélange à l'état de pâte liquide, de  manière que la plaque de parement qui sera  obtenue soit de texture serrée, de grande  dureté et imperméable.  



  Le procédé selon la présente invention  permet de démouler immédiatement après la  coulée, c'est-à-dire au bout de quelques mi  nutes, sans addition d'un adjuvant quel  conque, mais grâce au traitement thermique  auquel est. soumise la masse dès qu'elle est  coulée dans les moules. Cela permet égale  ment le débitage des masses aussitôt après  leur démoulage.  



  Le mélange initial est d'ordinaire cons  titué principalement par le composé silice  (par exemple: sables siliceux, schistes,  quartzites, micas, talcs, verres pilés) et peut  contenir de 4 à     401/o    en poids d'hydroxyde  ou d'oxyde de chaux, de baryte ou de     stron-          tiané.    Lorsqu'il est soumis à l'action de la va  peur d'eau sous pression à une température  de 100 à 300  C, un tel mélange se transforme,  au bout de quelques     heures,    en un     hydrosili-          cate    de chaux, baryum ou strontium, très dur  et résistant. aux agents atmosphériques.

   Il y  a intérêt à produire une pierre constituée           entiérement    par des     hydrosilicates    purs, en  partant, par exemple, d'un mélange de     SiO2     et de     CaO    chimiquement purs. Pratiquement  on utilise le plus souvent de la chaux, de la  baryte ou de la     strontiane    de qualité indus  trielle courante et un composé     silicé    naturel  ou artificiel tel qu'on le trouve dans la na  ture ou dans l'industrie. Les corps étrangers  qui pourraient de la sorte être introduits  dans la     masse    constitueront des impuretés  qui, en dessous d'une certaine proportion, ne  nuiront pas à la qualité des pierres artifi  cielles produites.  



  Le corps de la pierre est, avant durcisse  ment, rendu spongieux par formation en son  sein de bulles d'un fluide gazeux. Ces bulles  peuvent être produites par action mécanique,  par exemple, insufflation sous pression ou  fouettement; la     masse    est, dans ce cas, coulée  dans des moules comportant des orifices ou  autres moyens adéquats.

   La formation des  bulles peut également résulter de l'incorpo  ration dans la     masse    d'un ou de plusieurs  agents susceptibles d'engendrer des bulles ga  zeuses dans les conditions     existantes.    On peut  ranger dans cette     catégorié:    le zinc, la magné  sie, l'aluminium, le calcium, un alliage des  précédents métaux, le carbure de calcium, les  peroxydes, les     persels,    les carbonates et les  bicarbonates.  



  Le nombre et la dimension des bulles sont  fonction, d'une part, du pourcentage en  poids des agents     gazifères    incorporés à la  masse ou de l'intensité et la durée de l'insuf  flation ou du fouettement et, d'autre part, du  degré de fluidité donné à la masse avant la  coulée dans les moules. Le dosage de l'eau de  gâchage variera suivant que l'on utilisera  dans le mélange initial un hydroxyde alca  lino-terreux ou un oxyde alcalino-terreux an  hydre ou plus ou moins hydraté, et égale  ment suivant la granulométrie des éléments  constitutifs; plus on réduira la finesse de  ceux-ci, plus il faudra ajouter de l'eau,  toutes     autres        elioses    restant égales d'ailleurs.

    C'est ainsi que la proportion d'eau peut     va-          rier        de        30    à     plus        de        100        %        en        poids        de        la     masse sèche.

      La masse pâteuse plus ou     moins    liquide  ainsi préparée est coulée dans des moules où,   soit mécaniquement, soit par l'action des  agents     gazifères,    de nombreuses bulles de  fluide gazeux sont. réparties régulièrement       dans    la pâte; celle-ci devient spongieuse,- est  soulevée et monte dans les moules. Simulta  nément et rapidement, la pâte est élevée,  dans toute sa masse, à une température de 50  à 200  C. Il en résulte un figement presque  immédiat. Le démoulage peut intervenir dans  un laps de temps allant de 5 minutes à une ,  heure après coulée, la durée d'attente variant  suivant la structure envisagée.

   L'attente de  5     minutes    avant démoulage est généralement  suffisante pour des pâtes donnant une pierre  de densité d'environ 0,700 et d'une résis  tance à l'écrasement d'environ 70     kg/cm2.     



  La pâte pour pierres de densité et de  résistance plus fortes peut se démouler plus  rapidement encore; il faut, au contraire une  attente plus longue, pouvant même dépasser,  une heure, pour des pâtes à pierres très  légères. Mais de toute faon le démoulage  pourra     intervenir    avant que le     dessèchement     et la carbonatation n'aient produit leur effet  destructeur sur les faces exposées à l'air.  



  Aussitôt démoulées, les pâtes spongieuses  peuvent être aisément     débitées    en pièces de  différents formats et formes sous lesquels on  désire mettre le produit sur le marché  briques,     blocs,    plaques, dalles, linteaux ou     i     poutres, armés ou non, ou bien encore en       fragments    de formes et de     dimensions    géné  ralement quelconques, ceux-ci pouvant servir  de charge dans la pâte de pierres à produire  ultérieurement ou dans du béton léger à cou  ler sur place.  



  Pour la fabrication de pièces armées, la  ou les armatures, métalliques ou autres, sont  placées dans les moules avant la coulée, et la  pâte figée est, le cas échéant, découpée en     i     conséquence.  



  Après le démoulage ou, éventuellement, le  débitage qui ne prend que peu de minutes,  la pâte peut immédiatement être     soumise    à  l'action de la vapeur d'eau sous pression.  Pratiquement, cette action peut débuter           moisis        d'une    heure après la coulée dans les  moules. La mise sous pression peut s'effectuer  sans limite de progressivité, c'est-à-dire à l'al  lure maximum permise par la capacité de  production des générateurs de vapeur, et cela       sans    risque de provoquer des tensions dans  les pièces soumises au durcissement. Il en est.  de même en ce qui concerne l'évacuation de  la vapeur à la fin du processus de durcisse  ment.  



  Lorsqu'on prévoit. l'utilisation de plaques  de parement, les moules, destinés à recevoir  la pâte de la pierre légère, sont au préalable       @,arnis>    sur une ou     plusieurs    faces, de plaques  (le ce genre dont l'épaisseur est déterminée  suivant la destination des pièces à     pare-          menter.    Une épaisseur de 10 à. 15 min sera       généralement    suffisante pour ce qui con  cerne la     résistance    mécanique et n'augmen  tera la densité de l'élément parementé que de  5 à. 7  /o. Après démoulage de cet élément, un  débitage peut avoir lieu pour obtenir des  pièces de     phis    petit format.  



  La. composition des plaques de parement  est la même que celle du corps de la pierre.  Le mélange obtenu est, comme pour la,  pierre normale,     soumis    à l'action de la vapeur  d'eau     sous    pression pour en obtenir le dur  cissement. Toutefois, à l'encontre clé ce qui  se pratique pour la pierre légère, où la pâte  est rendue poreuse et cellulaire avant dur  cissement, par des bulles d'un fluide gazeux,       dans    le cas présent la masse constituant les.  plaques de parement, est rendue     compacte.     



  Cette compacité     petit    être obtenue soit par       c:        ompression    mécanique du mélange peu hu  midifié (mortier pulvérulent), soit par coulée  du mélange à l'état de pâte liquide. Dans ce  dernier cas, la compacité peut être augmentée  par vibration. Le figement de la pâte liquide  est obtenu rapidement, comme pour la pierre       légère,    en élevant la masse à une température  (le 50 à ?00  C.  



  Les plaques de parement sont générale  ment placées dans les moules à pierres légères  avant leur durcissement par étuvage, celui-ci  s'opérant alors en même temps que celui de  la pierre légère,    Dans certains cas, il est. indiqué de faire  durcir d'abord les plaques de parement, par  exemple pour en faciliter la, manipulation;  elles subiront- alors un second traitement     hy-          drothermique    lors du durcissement, sous l'ac  tion de la vapeur, de la pierre légère, et leur  dureté sera de ce fait augmentée.

   Dans     las     deux cas, la pierre légère se soude intime  ment aux plaques de parement, en sorte que  les pièces finies     constituent    de véritables  monolithes avec une ou plusieurs faces à tex  ture serrée, de grande dureté et imper  méables.  



  Les plaques de parement., qu'elles soient  moulées par compression mécanique ou par  coulée de pâte liquide, ont une     résistance    à.  l'écrasement dépassant     \?50        lig/em2    et présen  tent cependant une porosité     suffisante    pour  assurer une bonne ventilation des murs. Elles  peuvent toutefois être     considérées    comme  étant. imperméables.  



  Par l'utilisation de moules adéquats dans  la fabrication des plaques, on peut donner au  parement l'aspect. de la pierre taillée (ciselé,  piqué, smillé, etc.). Pour les plaques coulées,  on a remarqué que l'on obtient un aspect  agréable, inattendu, en garnissant les parois  du moule de papier sulfuré ou parcheminé.  Le parement est alors     parcouru    de stries dis  posées et dirigées irrégulièrement, rappelant  l'aspect des briques moulées à la main.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'une pierre lé gère à structure cellulaire sans l'emploi de ci nient, caractérisé en ce qu'on mélange au moins un composé silicé, au moins un hy-dro- zYde ou oxyde d'un métal alcalino-terreux et de l'eau de gâchage, on coule ce mélan-e dans un moule où il est rendu spongieux par for mation en soli sein de bulles d'un fluide ga zeux et.

   figé par chauffage, la masse spon- ieuse figée étant soumise à l'action de va peur d'eau sous pression pour la durcir. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que l'on forme un mélange conte- nant 4 à 40 % en poids d'hydroxyde ou d'oxyde d'un métal alcalino-terreux. 2.

   Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que, pour en produire le fige ment, on soumet le mélange à 11n traitement thermique élevant rapidement toute la masse à une température de 50 à 200 C. 3. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que l'on soumet la masse spon gieuse figée à. l'action de la vapeur d'eau à une température de 100 à 300 C. 4. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on place, dans le moule utilisé pour l'obtention de ladite pierre légère, au moins une plaque de parement, destinée à faire bloc avec ladite pierre légère. 5.

   Procédé suivant la sous-revendication -1, caractérisé en ce qu'on utilise une plaque de parement obtenue par moulage d'un mélange exempt de ciment et contenant au moins un composé silicé, au moins un hydroxyde ou oxyde d'un métal alcalino-terreux et de l'eau (le gâchage, la masse étant rendue compacte de manière que la plaque produite soit de texture serrée, de grande dureté et imper méable. 6. Procédé suivant la sous-revendication 5, caractérisé en ce que ledit mélange contient peu d'eau et est rendu compact par compres sion mécanique. 7.

   Procédé suivant la sous-revendication 5, caractérisé en ce que ledit mélange est rendu compact par coulée à, l'état liquide. 8. Procédé suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce que ledit mélange est soumis ù des vibrations pour en augmenter la com pacité. 9. Procédé suivant la sous-revendication 5, caractérisé en ce que la masse destinée à for mer la plaque de parement est soumise à un, traitement thermique l'élevant à une tempé rature de 50 à. 200 C pour en amener le fige- ment. 10.

   Procédé suivant la sous-revendication 5, caractérisé en ce que la plaque de parement , ainsi obtenue est soumise à l'action de vapeur d'eau sous pression, à une température de 100 à 300 C, pour en amener le durcissement. 11. Procédé suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce que les parois du moule uti lisé pour la coulée de la plaque de parement sont garnies d'un revêtement apte à produire une surface irrégulièrement striée. 12. Procédé suivant la sous-revendication1l, caractérisé en ce que le revêtement des parois du moule est. en papier sulfuré. 13.

   Procédé suivant la sous-revendication 11, caractérisé en ce que le revêtement des parois du moule est en papier parcheminé. 14. Procédé suivant la sous-revendication <B>10,</B> caractérisé en ce que ladite plaque de pare ment est placée dans le moule utilisé pour l'obtention de la pierre légère avant. son dur cissement par traitement par la vapeur sous pression. 15. Procédé suivant la sous-revendication 10, caractérisé en ce que la plaque de parement est soumise au durcissement par traitement par la vapeur sous pression en même temps que la pierre légère proprement dite, dans le moule d'obtention de celle-ci.