Carreau céramique conducteur d'électricité, pour carrelage La présente invention concerne un carreau céra mique conducteur d'électricité, pour carrelage. Ces carreaux sont constitués par des matières spéciales extraites du sol et durcies par cuisson à une tempé rature appropriée.
Dans les salles d'opération des hôpitaux, la dé charge par étincelle électrostatique constitue un ris que d'une grande gravité et elle produit fréquemment des accidents accompagnés de dommages considéra bles causés, aux immeubles en raison de l'inflamma tion des matières combustibles que l'on emploie né cessairement dans ces locaux, et certaines morts sur venues dans ces salles d'opération ont été attribuées à des explosions provoquées par la décharge de cette électricité statique. Cette électricité statique constitue aussi un risque ou une cause d'accidents dans les laboratoires nucléaires et électriques ainsi que dans d'autres laboratoires et établissements de fabrication.
La présente invention vise la réalisation d'un carreau céramique résistant à l'usure et ayant des propriétés de conductibilité électrique qui, lorsqu'il est posé en nombre sous forme de plancher dans une salle d'opération, dans un laboratoire électrique ou dans un local analogue, évite les risques dont il a été question ci-dessus.
Le carreau faisant l'objet de l'invention est carac térisé en ce qu'il est constitué d'un mélange durci par cuisson de 29 à 60 % de son poids d'oxyde ma- gnétique (Fe304)
et de 40 à 71% de son poids d'une argile et d'un fondant céramique convenant pour être employés dans la fabrication des carreaux céra miques.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une partie d'un carrelage exécuté au moyen d'une forme d'exécution du carreau faisant l'objet de l'in vention.
La fig. 1 en est une vue en plan.
La fig. 2 représente une vue en coupe transver sale faite suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, telle qu'elle se présente à un observateur regardant suivant la direction des flèches, et montrant la partie de carre lage, posée dans une couche relativement mince ou lit de pose ayant la conductivité nécessaire.
La fig. 3 représente une autre coupe transver sale, faite suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, telle qu'elle se présente à un observateur regardant suivant la direction des flèches, et montrant la partie de carre- Tage posée dans un bain de pose en mortier ayant, lui aussi, la conductivité nécessaire.
Sur le dessin, le repère 10 désigne une partie d'un carrelage qui se compose d'une série de car reaux céramiques 11, conduisant l'électricité, chacun d'eux contenant une proportion appropriée d'oxyde magnétique ou magnétite (Fe304). Ces carreaux sont produits par un procédé classique de fabrication des carreaux, ils sont prévus pour posséder une conduc tivité électrique contrôlée et quand ils sont convena blement posés en tant que carrelage, ils assurent à ce dernier une résistance électrique comprise entre un minimum de 25000 ohms et un maximum de 400 000 ohms.
Ces carreaux 11 sont résistants à l'usure et l'utilisation de tels carreaux dans un carre lage 10 d'un bâtiment produit, en raison des pro priétés conductrices inhérentes aux carreaux, un con trôle de la conductivité, dans un carrelage composé de ces carreaux, ayant une efficacité telle que toute électricité statique produite par un contact de frot tement avec lesdits carreaux ou apportée par des souliers ou d'une manière analogue, dans une pièce dans laquelle ce carrelage est posé, est rendue inof fensive du fait que cette électricité statique est con duite immédiatement 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 employés dans les salles d'opé ration d'hôpitaux et dans les laboratoires nucléaires et électriques, ainsi que dans d'autres laboratoires et établissements de fabrication dans lesquels l'élec tricité statique constitue un risque ou une cause d'accidents. Cela s'applique particulièrement aux salles d'opération des hôpitaux dans lesquelles l'élec tricité statique produit fréquemment des accidents, accompagnés de dommages considérables causés aux immeubles en raison de l'inflammation 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 pro duites 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 comprennent des carreaux céra miques conducteurs d'électricité et constitués chacun par un mélange de matières céramiques classiques, telles que les argiles, et d'un fondant approprié, coin prenant, de préférence, un spath. Le fondant em ployé est un feldspath comprenant ce qu'on appelle ordinairement de la microline avec de l'anorthose et c'est un mélange de ces deux types de feldspath.
Un tel spath est mélangé avec une quantité, s'élevant à 29 % au moins du corps du carreau, d'oxyde magné- tique ou magnétite (Fe304), minerai conduisant l'élec tricité 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 carre lages exécutés avec lesdits carreaux, une conductivité électrique satisfaisante.
Pour fabriquer le carreau décrit, on règle la con ductivité électrique des corps de carreau par l'emploi d'une proportion appropriée de ce minerai condui sant l'électricité, employé avec d'autres éléments clas siques tels que l'argile du potier et un fondant appro prié tel qu'un spath, et dans une réalisation préférée, on emploie une quantité d'oxyde magnétique (Fe3O4) s'élevant à 31% mélangée avec des proportions appropriées d'argile de potier et d'un fondant con venant pour être employé dans la fabrication des carreaux.
On emploie, de préférence, dans la fabrica- tion 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 em ployées dans la fabrication des carreaux céramiques. La proportion d'oxyde magnétique (Fe304) ainsi employée est, par conséquent, supérieure à la pro portion minimum critique de 29 0/0 (au-dessous de laquelle on n'obtient pas une conductivité électrique suffisante).
Les carreaux conduisant l'électricité ayant la com position indiquée ci-dessus présentent aussi une im perméabilité à l'eau avec un coefficient d'absorption de moins de 1 0/0, valeur qui est aussi une valeur critique du fait que dans les carreaux ayant un coeffi cient d'absorption supérieur à 10/0, la conductivité électrique est perdue.
Dans la réalisation préférée, qui est définie ci-dessus, on produit des carreaux qui sont imperméables à l'intérieur d'une limite de 0,5 % au moins, limite qui est acceptée comme étant satisfaisante par l'industrie de la fabrication des car reaux céramiques. Enfin, les carreaux conduisant l'électricité décrits ont un degré ou pourcentage de résistance aux acides aussi grand que celui des car reaux en une matière classique de fabrication de carreaux céramiques.
En outre, un carrelage constitué par des carreaux du type décrit possède des qualités de résistance à l'usure égales à celles des carrelages exécutés avec les carreaux céramiques classiques et quand les car reaux contenant cet oxyde magnétique (Fe304) avec ses caractéristiques de conductivité sont employés dans le plancher d'un bâtiment, ce plancher, en rai son de la caractéristique inhérente aux carreaux, assure la conductivité électrique et conduit hors du local dans lequel il est posé toute électricité statique,
pouvant être engendrée 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 dispositifs qui peuvent être trai- nés ou roulés sur la surface du plancher, ainsi que toute électricité statique pouvant être amenée, dans la salle d'opération, d'autres locaux sur les chaus sures des hommes et des femmes ou sur les parties des autres dispositifs en contact avec le plancher.
Cette électricité statique est ordinairement con duite par le présent carrelage à une couche ou lit de pose 12 comprenant, comme le montre la fig. 2, un type spécial de matière de pose qui conduit, elle aussi, l'électricité jusqu'à un certain point. Il doit être bien entendu que lorsque le carrelage décrit est posé sur un tel lit en une matière conduisant l'électricité, la charge d'électricité statique passe à travers le car relage et entre dans cette couche ou lit 12 et que le plancher ou ce lit conduisant 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 fig. 2, est d'environ 3 mm et une matière de cimentage satisfaisante ayant une conductibilité électrique est maintenant bien connue et vendue dans le commerce.
On a représenté sur la fig. 3 une autre sous- couche 14 qui comprend une partie de ciment Port land, 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 épais seur d'environ 2 mm et comprenant du ciment Port land avec du noir d'acétylène à raison de 0,0275 par tie en poids. Si on le désire, on peut appliquer un tel revêtement mince en poudre sur le lit de pose 14 ou bien enduire de ce revêtement les carreaux et les placer ensuite sur le lit de pose ou de support 14.
Dans la réalisation représentée sur la fig. 3, le lit ou couche 14 est posé sur un sous-plancher 16 en béton rendu rugueux.
On peut adopter une pratique normale analogue pour la pose de carreaux dans des lits conducteurs sur des sous-planchers en acier, en bois ou en béton rendu rugueux.
Quand on pose le carreau conducteur dans du ciment 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'expé rience montre que cette valeur est de 25 mm envi ron. Dans cette réalisation, 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 contact 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'étanchéité à l'eau, ou encore un coulis préparé d'une manière appropriée ou quelque chose d'analogue.
Quand on emploie la matière préparée 12 repré sentée sur la fig. 2, le mieux est d'utiliser pour le remplissage des joints la même matière que pour le ciment 12.
Les dimensions des carreaux conducteurs décrits sont limitées seulement par les limites imposées par les appareils de fabrication, mais il est préférable d'employer un carreau de 40 X 40 mm ayant une épaisseur de 6 à 7 mm. La largeur et la profondeur du joint 17 entre les carreaux ne sont pas spéciale ment limitées, mais il convient d'adopter pour la largeur des joints le minimum pratique de 1,5 mm.
Il résulte de ce qui précède que le carreau décrit permet d'obtenir un carrelage ayant toutes les pro priétés nécessaires pour résoudre avec succès le pro blème consistant à maintenir les salles, d'opération des hôpitaux, ainsi que les laboratoires électriques ou autres et les locaux analogues, exempts de l'élec tricité 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 ma tière conductrice, du genre spécifié ci-dessus, avec une couche ou lit de pose en matière non conductrice pourvu que l'on emploie une matière conductrice dans les joints entre lesdits carreaux et que la ma tière pour 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 (Fe304) comprise entre 27 % et 60 % des ingré- dients du plancher, avec une quantité complémen taire d'une argile appropriée ou avec une quantité complémentaire d'une argile appropriée et d'un spath.
De préférence, un tel plancher conducteur sera com- posé de 31% (sensiblement) d'oxyde magnétique (Fes04), mélangé avec une quantité complémentaire d'une argile ou d'argiles appropriées suivant spécifi cation ci-dessus et aussi avec un spath approprié, également suivant spécification ci-dessus.
Pendant la mise au point du carreau céramique conducteur décrit on a cherché à obtenir des compo sitions de corps qui puissent être cuites et qui ont été cuites effectivement par leur procédé classique dans leur four à tunnel ordinaire, conjointement avec des carreaux ordinaires vitreux.
La composition de corps conducteur indiquée ci- devant a satisfait à ces conditions de production et on a produit ce carreau céramique conducteur en procédant à sa cuisson sur les mêmes wagonnets de four que pour le carreau céramique ordinaire en même temps qu'on cuisait ce dernier, la seule diffé- rence résidant en ce que, dans le cas du carreau con ducteur, on a employé une cazette ayant une série d'encoches découpées dans ses bords. supérieurs. Ces encoches ont une longueur de 152 mm et une pro fondeur de 25 mm.
Il y en a deux dans chaque face latérale de la cazette et une dans chaque face d7extré- mité. 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 permettre aux gaz formés par l'action de la chaleur sur la composition du corps de s'échapper. Ces encoches tendent aussi à éliminer le boursouflage. Toutefois, cette difficulté de boursouflage est également présente pour les carreaux classiques.
Actuellement, on obtient les meilleurs résultats en chauffant tous les carreaux céramiques, y compris le carreau conducteur, dans un four à tunnel.
Le cycle de cuisson est le suivant : zone de pré chauffage 26 heures, zone de cuisson 26 heures, zone de refroidissement 26 heures. On peut faire varier un peu ces 26 heures par zone ; cela dépend des demandes de fabrication.
Cône de température 10, ou 1190 C mesurés au pyromètre optique. L'atmosphère du four est oxy- dante. 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 seule différence dans le traitement pour le carreau classique, d'une part, et pour le carreau con ducteur, 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 obtenues sont bien com prises à l'intérieur des limites spécifiées.