Procédé de préparation d'un matériau de construction
et composition pour sa mise en oeuvre
Cette invention a pour objet un procédé de préparation d'un matériau de construction pouvant être utilisé tant pour l'érection de murs extérieurs que de murs intérieurs, cloisons fixes, cloisons amovibles et pouvant participer aussi aux radiers, hourdis, planchers et autres parties de la construction.
Par sa composition et sa texture, ce matériau est, à la fois, léger, de bonne résistance à la compression, à la flexion, au flambage et au retrait.
Le procédé de préparation de ce matériau de construction consiste substantiellement à mélanger intimement tout d'abord une charge neutre, du silicate d'alumine, de l'eau et un durcisseur; ensuite, on ajoute et on mélange intimement une résine polymérisable ; la masse homogène ainsi obtenue est déversée dans un moule de forme et dimensions appropriées; elle est soumise à une action de pré-pression à froid, puis à une action de pression et de chauffage en deux paliers successifs.
La composition ainsi obtenue consiste donc en la combinaison d'une matière organique en fine division, d'un liant à base de résine polymérisable, d'un silicate d'alumine, et d'eau.
I1 est également très remarquable que la composition, par sa nature même, permet la formation d'une gamme extrêmement étendue de qualités différentes en sorte que l'homme de l'art pourra très facilement déterminer les valeurs quantitatives et qualitatives des différents constituants selon les applications envisagées.
Exemple 1 : Parties en roides
résine urée formol 4 à 9
sciure de bois résineux 4 à 9
kaolin.. 0,4 à 0,9
résine expansée 0,4 à 0,9
- eau 4 à 9
Exemple 2:
charge neutre 40 à 55
- liant polymérisable 10 à 30
- catalyseur 4 à 11
- support de catalyseur . 4 à 11
- durcisseur 1 à 0,5
- eau 2,5 à 6
Exemple 3:
- urée-formol 6
sciure 5
- kaolin 0,6
- aprolite 0,4
- eau 7
Exemple 4:
sciure propre
relativement sèche 50
résine urée-formol 20
kaolin 6
- vermiculite 7,8
- durcisseur 0,7
- eau 4
Exemple 5:
sciure de bois 24
kaolin 2,5
- vermiculite 3,3
résine polymérisable 8,5
- durcisseur 0,8
L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce produit nouveau. I1 consiste substantiellement à introduire, dans un mélangeur, dans l'ordre, la charge neutre - par exemple la sciure, le silicate d'alumine, la vermiculite ou charge équivalente, l'eau et, éventuellement, le durcisseur s'il n'est pas compris dans la résine.
Ces produits sont intimement mélangés pendant une durée de l'ordre de, par exemple, 15 minutes.
Ensuite, on y ajoute lentement la résine polymérisable pendant que l'opération de mélange se poursuit. Celle-ci est prolongée jusqu'à obtention d'une masse parfaitement homogène, ce qui prend environ quelque cinq minutes. Ensuite, toutes les surfaces intérieures du moule étant graissées, on y introduit le susdit mélange homogène. La masse est répartie d'une manière parfaitement égale, l'épaisseur vérifiée de même que les angles du coffrage. La masse est soumise à une pré-pression à froid afin de ramener l'épaisseur à une dimension légèrement supérieure à sa dimension finale.
Cette opération préalable s'étend sur une durée de quelque cinq minutes. Ensuite, on applique une première sollicitation de pression à chaud, par exemple à une température de l'ordre de 50 à 600 C, pendant quelque cinq minutes, à une pression inférieure, généralement moitié moindre de la pression finale.
Ensuite, la masse est libérée de ladite pression et la presse légèrement dégagée. Finalement, on applique la pression maximum à la température maximum, laquelle est généralement voisine de 1000 C.
La pression et la durée de cette phase finale sont directement fonction de la nature de la résine polymérisable utilisée et aussi de l'épaisseur, respectivement de la conformation des pièces réalisées.
I1 suffit alors de démouler et de recommencer l'opération.
Des pièces ainsi exécutées en appliquant des données quantitatives de l'exemple 5 précité ont été soumises à différents essais par les Laboratoires d'Essais des constructions du Génie Civil et d'Hydraulique Fluviale, de l'institut du Génie Civil de l'Uni- versité de Liège.
Trois échantillons sous la forme de cubes de 7 X 7 X 7 cm ont été soumis à une presse Amsler de 60 tonnes au régime de 6 tonnes. Malgré que la densité du produit n'est que de l'ordre de 0,450, la charge de fissuration est montée plus ou moins à 1500 kg et la charge maximum à 1765 kg.
Si le taux ainsi constaté ne permet pas de juger les pièces selon l'invention comme des pièces portantes de qualité exceptionnelle, il faut admettre que, pour une telle densité réduite, ce résultat est néanmoins assez surprenant.
Des éprouvettes dans le même matériau de 33 X 10 X 7 cm ont été soumises à des sollicitations de flexion par une machine Amsler de 10 tonnes au régime de 500 kg, les éprouvettes étant supportées par des points d'appui distants de 25 cm. La charge de rupture a été de 285 kg, ce qui est également remarquable pour un tel matériau léger.
Enfin, la résistance au flambage a été contrôlée sur des échantillons de 25 X 47 X 7 cm également sur la machine Amsler de 60 tonnes au régime de 6 tonnes. La charge maximum constatée a été de 4220 kg.
De ces essais résulte qu'on a affaire à un produit penflettant de réaliser tout genre de pièces semi-portantes, c'est-à-dire convenant parfaitement pour toutes les parois fixes ou mobiles intérieures, pour les parois extérieures de remplissage prenant appui sur une ossature de résistance, de même que pour des planchers et plafonds mais en faible largeur, en épaisseur relativement grande et prenant appui, par leurs quatre côtés, sur un gîtage approprié.
On pourra réaliser des éléments de toute forme et pratiquement de toutes dimensions tels que des blocs, des panneaux pleins ou creux ou bien encore des pièces profilées au prorata des applications.
Egalement, on pourra envisager l'exécution de pièces armées à l'aide d'éléments rigides ou souples placés ou non sous tension préalable.
REVENDICATIONS
I. Procédé de préparation d'un matériau de construction caractérisé en ce qu'il consiste substantiellement à mélanger intimement tout d'abord une charge neutre, du silicate d'alumine, de l'eau et un dur cisseur; ensuite, on ajoute et on mélange intimement une résine polymérisable; la masse homogène ainsi obtenue est déversée dans un moule de forme et dimensions appropriées ; elle est soumise à une action de pré-pression à froid, puis à une action de pression et de chauffage en deux paliers successifs.
Process for preparing a building material
and composition for its implementation
This invention relates to a process for preparing a building material that can be used both for the erection of exterior walls as well as interior walls, fixed partitions, removable partitions and which can also participate in rafts, slabs, floors and other parts of construction.
By its composition and texture, this material is both light and good resistance to compression, bending, buckling and shrinkage.
The process for preparing this building material consists substantially in intimately mixing first a neutral filler, alumina silicate, water and a hardener; then, a polymerizable resin is added and intimately mixed; the homogeneous mass thus obtained is poured into a mold of suitable shape and dimensions; it is subjected to a cold pre-pressure action, then to an action of pressure and heating in two successive stages.
The composition thus obtained therefore consists of the combination of a finely divided organic material, a binder based on a polymerizable resin, an alumina silicate, and water.
It is also very remarkable that the composition, by its very nature, allows the formation of an extremely wide range of different qualities so that a person skilled in the art can very easily determine the quantitative and qualitative values of the various constituents according to the requirements. envisaged applications.
Example 1: Rigid parts
urea formalin resin 4 to 9
softwood sawdust 4 to 9
kaolin .. 0.4 to 0.9
expanded resin 0.4 to 0.9
- water 4 to 9
Example 2:
neutral load 40 to 55
- polymerizable binder 10 to 30
- catalyst 4 to 11
- catalyst support. 4 to 11
- hardener 1 to 0.5
- water 2.5 to 6
Example 3:
- urea-formalin 6
sawdust 5
- kaolin 0.6
- aprolite 0.4
- water 7
Example 4:
clean sawdust
relatively dry 50
urea-formalin resin 20
kaolin 6
- vermiculite 7.8
- hardener 0.7
- water 4
Example 5:
sawdust 24
kaolin 2.5
- vermiculite 3.3
polymerizable resin 8.5
- hardener 0.8
The invention also relates to a method of manufacturing this new product. It consists substantially in introducing, in a mixer, in order, the neutral filler - for example sawdust, alumina silicate, vermiculite or equivalent filler, water and, optionally, the hardener if it is not is not included in the resin.
These products are intimately mixed for a period of the order of, for example, 15 minutes.
Then, the polymerizable resin is slowly added thereto while the mixing operation continues. This is continued until a perfectly homogeneous mass is obtained, which takes about five minutes. Then, all the interior surfaces of the mold being greased, the aforesaid homogeneous mixture is introduced therein. The mass is distributed in a perfectly equal manner, the thickness checked as well as the angles of the formwork. The mass is subjected to cold pre-pressure in order to reduce the thickness to a dimension slightly greater than its final dimension.
This preliminary operation extends over a period of around five minutes. Then, a first hot pressure load is applied, for example at a temperature of the order of 50 to 600 ° C., for some five minutes, at a lower pressure, generally less than half of the final pressure.
Then the mass is released from said pressure and the press slightly released. Finally, the maximum pressure is applied at the maximum temperature, which is generally around 1000 C.
The pressure and the duration of this final phase are a direct function of the nature of the polymerizable resin used and also of the thickness, respectively of the conformation of the parts produced.
It is then sufficient to unmold and repeat the operation.
Parts thus executed by applying quantitative data from Example 5 above were subjected to various tests by the Civil Engineering and Fluvial Hydraulics Construction Testing Laboratories, of the Institute of Civil Engineering of the Uni- versity of Liège.
Three samples in the form of 7 X 7 X 7 cm cubes were subjected to a 60 ton Amsler press at the 6 ton speed. Although the density of the product is only of the order of 0.450, the cracking load rose more or less to 1500 kg and the maximum load to 1765 kg.
If the rate thus observed does not make it possible to judge the parts according to the invention as load-bearing parts of exceptional quality, it must be admitted that, for such a reduced density, this result is nevertheless quite surprising.
Test pieces in the same material measuring 33 × 10 × 7 cm were subjected to bending stresses by an Amsler machine weighing 10 tons at a speed of 500 kg, the test pieces being supported by support points 25 cm apart. The breaking load was 285 kg, which is also remarkable for such a light material.
Finally, the buckling resistance was checked on samples of 25 X 47 X 7 cm also on the Amsler machine of 60 tons at a speed of 6 tons. The maximum load observed was 4220 kg.
From these tests results that we are dealing with a product capable of producing any kind of semi-bearing parts, that is to say perfectly suitable for all fixed or mobile interior walls, for the exterior filling walls resting on a resistance framework, as well as for floors and ceilings but in small width, relatively large thickness and resting, by their four sides, on an appropriate shelving.
It is possible to produce elements of any shape and practically any size, such as blocks, solid or hollow panels or even profiled parts in proportion to the applications.
Also, it is possible to envisage the execution of reinforced parts using rigid or flexible elements placed or not under prior tension.
CLAIMS
I. Process for preparing a building material characterized in that it consists substantially in intimately mixing first of all a neutral filler, alumina silicate, water and a hardener; then a polymerizable resin is added and intimately mixed; the homogeneous mass thus obtained is poured into a mold of suitable shape and dimensions; it is subjected to a cold pre-pressure action, then to an action of pressure and heating in two successive stages.