FR2702209A1 - Utilisation d'une composition en fibrociment pour produits façonnés résistant aux chocs thermiques. - Google Patents
Utilisation d'une composition en fibrociment pour produits façonnés résistant aux chocs thermiques. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2702209A1 FR2702209A1 FR9402737A FR9402737A FR2702209A1 FR 2702209 A1 FR2702209 A1 FR 2702209A1 FR 9402737 A FR9402737 A FR 9402737A FR 9402737 A FR9402737 A FR 9402737A FR 2702209 A1 FR2702209 A1 FR 2702209A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sep
- cement
- fiber
- composition
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011518 fibre cement Substances 0.000 title abstract 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 29
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 22
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 21
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 20
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 5
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 5
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 238000012113 quantitative test Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 231100001223 noncarcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/386—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00336—Materials with a smooth surface, e.g. obtained by using glass-surfaced moulds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
- C04B2111/12—Absence of mineral fibres, e.g. asbestos
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/23—Acid resistance, e.g. against acid air or rain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/56—Compositions suited for fabrication of pipes, e.g. by centrifugal casting, or for coating concrete pipes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
La présente invention concerne l'utilisation d'une composition en fibrociment pour la préparation de produits façonnés résistant aux chocs thermiques, comprenant un liant hydraulique et de 0,1 à 5 parties en poids, par rapport au liant, de fibres de carbone ayant une résistance thermique supérieure à 300degré C, une teneur en carbone d'au moins 70 % et une résistance à la traction d'au moins 1000 MPa, pour la préparation de tuyaux de fumées et de tubes de ventilation et de panneaux résistant à la chaleur.
Description
La présente invention concerne l'utilisation de composition de ciment à base de fibre de carbone ayant une résistance particulière à la chaleur, pour la préparation de produits façonnés résistant aux chocs thermiques, tels que des tuyaux de fumées et des tubes de ventilation.
Pour la préparation de tuyaux de fumées, le matériau ayant des caractéristiques techniques optimales a toujours été le ciment-amiante.
Avec l'entrée en vigueur de lois concernant l'amiante, notamment la loi italienne No 257/92, qui prévoit l'interdiction de la production et de la commercialisation d'un produit manufacturé quelconque en amiante-ciment, a été ressentie l'exigence d'utiliser des matériaux présentant des variantes de fibres non cancérigènes.
Du fait que de nombreux essais expérimentaux ont été effectués sur les tuyaux de fumées produits avec des matériaux à base de ciment ayant divers types de fibres naturelles et ou synthétiques, on a vu cependant que des compositions présentant au départ un intérêt n'ont pas donné des produits répondant aux désirs finaux.
Il est enfin nécessaire de considérer que les tuyaux de fumées ne doivent pas être confondus avec un banal tuyau d'aspiration, dans la mesure où ils doivent posséder certaines des obligations de base qui rendent le choix du matériau de production absolument non banal.
Les tuyaux de fumées doivent par exemple satisfaire aux conditions suivantes - avoir une superficie interne lisse pour favoriser
l'écoulement du fluide et empêcher le dépôt de résidus: - être inattaquables par les acides fortement corrosifs qui
se forment dans le conduit (la rencontre avec l'eau de
condensation et le soufre contenue dans les fumées tend à
former de l'acide sulfurique, de l'anhydride sulfurique
et des anhydrides sulfureux); - avoir une capacité d'auto-support adéquate du fait qu'ils
vont être passés sur la structure de l'édifice.
l'écoulement du fluide et empêcher le dépôt de résidus: - être inattaquables par les acides fortement corrosifs qui
se forment dans le conduit (la rencontre avec l'eau de
condensation et le soufre contenue dans les fumées tend à
former de l'acide sulfurique, de l'anhydride sulfurique
et des anhydrides sulfureux); - avoir une capacité d'auto-support adéquate du fait qu'ils
vont être passés sur la structure de l'édifice.
- et, naturellement, résister aux chocs thermiques, aux
températures élevées des fumées d'échappement (de 2500 C,
ce qui est le maximum consenti par la loi) et conserver
cette température tout le long de la conduite, en évitant
des dispersions thermiques et une diminution de la
température des fumées.
températures élevées des fumées d'échappement (de 2500 C,
ce qui est le maximum consenti par la loi) et conserver
cette température tout le long de la conduite, en évitant
des dispersions thermiques et une diminution de la
température des fumées.
Il a été trouvé que, en substituant l'amiante-ciment, cette combinaison de conditions à satisfaire peut l'être grâce à l'utilisation de ciment renforcé par des fibres, présentant en particulier des fibres de carbone ayant des caractéristiques techniques bien précises.
C'est pourquoi l'objet de la présente invention est l'utilisation d'une composition pour la préparation de produits façonnés résistant aux chocs thermiques, ladite composition comprenant un liant hydraulique, de l'eau et des fibres de carbone, caractérisée par le fait que les fibres de carbone doivent avoir une résistance thermique supérieure à 3000 C, une teneur en carbone d'au moins 70 % en poids et une résistance à la traction d'au moins 1000 MPa.
La fibre de carbone est généralement présente en quantité comprise dans la plage allant de 0,1 à 5 parties en poids, par rapport à 100 parties en poids du ciment.
D'autres caractéristiques techniques permettant d'avoir une composition de fibres au ciment optimale, selon la présente invention, sont le module d'élasticité (d'au moins 100 GPa) et le volume spécifique (de 1 à 6 g/cm3) de la fibre de carbone.
Les fibres en question peuvent être, de préférence, coupées à des longueurs pouvant varier de 1 mm à 25 mm, mais il n'est pas exclu qu'elles peuvent être utilisées également sous forme de faisceaux de fibres élémentaires, continues.
Le liant hydraulique que l'on peut utiliser dans la composition décrite n'a pas une caractéristique qui limite l'invention, en fait on peut utiliser par exemple tous types de matériaux à base de ciment se trouvant dans le commerce.
Le ciment Portland ordinaire peut etre utilisé de maniere appropriée, mais plutôt, en général, on peut utiliser tous ciments répondant, de manière appropriée, à la
Norme Expérimentale Européenne ENV 197.1.
Norme Expérimentale Européenne ENV 197.1.
Les résultats particulièrement appréciables ont été obtenus avec l'utilisation du ciment Fibrocem Italcementi, dont la charge en calcaire lui confère une grande plasticité lors du gâchage, en rendant beaucoup plus homogène l'hydratation et le durcissement en évitant ainsi la manifestation de microfissures durant la première maturation-séchage du produit façonné.
Outre le ciment et les fibres de carbone, on peut utiliser dans la composition d'autres composants, qui, cependant, ne modifient pas sensiblement les caractéristiques techniques du produit façonné final, mais qui permettent en phase de réalisation du produit façonné lui-méme, une meilleure possibilité de traitement lors du gâchage.
En particulier, on peut utiliser un coadjuvant quelconque de mélange qui a la caractéristique de faciliter la dispersion des fibres dans le produit gâché. Le coadjuvant a également la fonction de permettre l'accès de l'eau présente. Dans ce but on peut utiliser divers produits, comme par exemple des cendres de silicium et les hydrosilicates de matériaux alcalino-terreux.
De préférence, dans la présente invention on a utilisé la sépiolite (qui est un hydrosilicate de Mg et de Ca).
Un autre composant qui peut être ajouté pour favoriser le traitement de gâchage, indépendamment de la présence de l'additif mentionné ci-dessus, est la pulpe de polyéthylène ou une cellulose de procédé. Ce produit peut être utilisé en une proportion comprise dans une plage allant de 0,1 à 3 parties en poids pour 100 parties en poids de ciment.
Les technologies utilisées pour la préparation des tubes en fibres au ciment résistant aux chocs thermiques sont de divers types et se prêtent toutes à l'utilisation de la composition faisant l'objet de la présente invention. Il doit par conséquent être clair que les procédés utilisant ce que l'on appelle les machines "Magnani" ou celles à injection rentrent dans les technologies possibles de production des produits façonnés selon l'invention.
En particulier, les tubes étant préparés pour mettre en valeur les caractéristiques physiques-mécaniques ayant la composition optimale sont produits au moyen de la technologie dénommée "à carrousel". Cette technologie consiste à utiliser un élément rotatif formé de quatre postes qui mettent le tube à la forme finale en quatre phases. Dans la première phase, le mortier de ciment est déjà prémélangé et déposé sur une lame d'enduction qui assure la distribution sur toute la surface d'un élément cylindrique creux maintenu en rotation sur son axe (mandrin) d'une épaisseur de pâte homogène.
L'élément tournant pivote ainsi de 90 degrés vers le second poste, où le matériau en ciment subit un compactage au moyen d'un martelement, jusqu'à obtenir une consistance donnée, tandis que, simultanément, on aspire l'eau en exces depuis l'intérieur du mandrin, dont la superficie est pourvue uniformément de petits trous d'à peu près 1 mm. Une fois achevé le compactage du matériau, le support pivote encore de 90" et la sortie du mandrin hors de ri?itérieur du tube en ciment est effectué, avant l'élimination manuelle des bavures éventuellement présentes.
Le produit façonné est transféré au poste de postformage (pour des tubes à section circulaire) et ainsi au poste de maturation, ou directement à ce dernier (lorsqu'il s'agit de tubes à section circulaire).
La maturation-sèchage (au moins 6 heures) se produit dans une chambre ventilée légèrement chauffée (ayant une température moyenne de 40 C).
L'utilisation de la composition à base de ciment selon l'invention n'interdit pas la préparation de tubes au moyen de technologies différentes.
Des exemples de variantes de technologie sont - formage au moyen d'une opération de laminage avec des
galets et dépose sur des rouleaux formeurs, avec
calandrage final du produit façonné, - formage sur un mandrin tournant, sur lequel est
initialement pulvérisée une pâte en ciment contenant les
fibres dispersées, qui est ensuite compactée à
l'occasion d'une opération unique, - formage au moyen d'une centrifugation de la pâte
contenant les fibres dispersées.
galets et dépose sur des rouleaux formeurs, avec
calandrage final du produit façonné, - formage sur un mandrin tournant, sur lequel est
initialement pulvérisée une pâte en ciment contenant les
fibres dispersées, qui est ensuite compactée à
l'occasion d'une opération unique, - formage au moyen d'une centrifugation de la pâte
contenant les fibres dispersées.
Il est nécessaire de préciser que ce qui a été décrit pour les tubes peut être appliqué également à tous les types de raccords sujets aux chocs thermiques, indépendamment de la technologie utilisée pour la production de ces raccords.
La préparation de la combinaison en ciment comprenant les fibres de carbone de l'invention peut être effectuée selon l'un quelconque des modes connus dans l'art.
En particulier, il est nécessaire de porter attention au type de traitement superficiel (apprêt) subit par la fibre de carbone dans la phase de préparation, qui exerce une influence sur sa dispersion dans la pâte de gâchage.
Dans l'un des modes de réalisation préférés de l'invention, la composition est préparée en introduisant de l'eau dans un récipient approprié, de la sapiolite, de la cellulose, des fibres de carbone, ceci dans l'ordre, et en mélangeant pendant au moins 10 minutes avant d'ajouter tout ingrédient.
Comme ultime composant, est introduit le ciment, qui est homogénéisé comme il est connu dans l'art.
Une fois le mélange effectué, celui-ci alimente le processus de production des tubes, comme décrit ci-dessus.
Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, les fibres de carbone utilisées dans l'invention se comportent de façon surprenamment meilleure dans la matrice en ciment par rapport aux autres fibres ayant des caractéristiques se prêtant à cet usage particulier.
Pour démontrer cette affirmation, on a effectué des confrontations au moyen d'essais de résistance mécaniques et thermiques pour divers tubes préparés avec des mortiers de ciment contenant des fibres diverses, telles qu'en alcool de polyvinyle, des fibres en verre et des fibres en polyacrylonytrile, partiellement oxydées. La comparaison entre la fibre de carbone utilisée selon l'invention et ces dernières fibres est particulièrement significative, parce que la fibre en polyacryonytrile partiellement oxydée est assimilable du point de vue chimique à une fibre de carbone à basse teneur en carbone, tandis que la fibre en verre est la fibre dont le comportement mécanique est dans l'absolue le plus proche de l'amiante, comme on le voit sur le tableau 1 indiqué ci-après.
Tableau 1
<tb> <SEP> FIBRE <SEP> DE <SEP> CARBONE <SEP> AMIANTE <SEP> VERRE
<tb> Masse <SEP> volumique <SEP> 1,76 <SEP> 2,6 <SEP> 2,5
<tb> g/cm3
<tb> Module <SEP> d'élasti- <SEP> 160 <SEP> 150 <SEP> 80
<tb> ciré <SEP> GPa
<tb> Resistance <SEP> 1800 <SEP> 3200 <SEP> 1300-2400
<tb> mécanique <SEP> MPa
<tb> Teneur <SEP> moyenne <SEP> 70
<tb> en <SEP> carbone <SEP> en <SEP> %
<tb>
Pour comparer l'utilisation du ciment renforcé par des fibres avec les différentes compositions 1 à 4 du tuyau de fumées, il a été nécessaire de mettre au point une série d'essais qualitatifs et quantitatifs.
<tb> Masse <SEP> volumique <SEP> 1,76 <SEP> 2,6 <SEP> 2,5
<tb> g/cm3
<tb> Module <SEP> d'élasti- <SEP> 160 <SEP> 150 <SEP> 80
<tb> ciré <SEP> GPa
<tb> Resistance <SEP> 1800 <SEP> 3200 <SEP> 1300-2400
<tb> mécanique <SEP> MPa
<tb> Teneur <SEP> moyenne <SEP> 70
<tb> en <SEP> carbone <SEP> en <SEP> %
<tb>
Pour comparer l'utilisation du ciment renforcé par des fibres avec les différentes compositions 1 à 4 du tuyau de fumées, il a été nécessaire de mettre au point une série d'essais qualitatifs et quantitatifs.
En particulier, pour la détermination de la résistance à la chaleur, on a défini quelques essais physico-mécaniques en définissant comme valeur de référence, la température de 3300 C 1) La détérioration d'une épaisseur de tuyaux de fumées
après exposition pendant 22 heures dans une étuve
ventilée à 3300 C (observation concernant les formations
de lézardes et de regonflements permanents sur la pièce
- essais qualitatifs) 2) Mesure de résistance à la flexion sur des éprouvettes
obtenues à partir du tuyau de fumée puis exposées
pendant 22 heures dans une étuve ventilée à 330" C
(comparaison avec les valeurs obtenues avec les mêmes
éprouvettes non traitées - essais quantitatifs) 3) Détérioration d'une épaisseur de tuyau de fumées après
exposition cyclique, à des cycles définis de la façon
suivante : 22 heures dans une étuve ventilée à 330" C, 2
heures à température ambiante, (observation sur les
formations de lézardes et les regonflements sur la pièce
- essais quantitatifs) 4) Détérioration d'un tuyau de fumées entier installé sur
la cheminée et chauffé au moyen de la circulation des
fumées (durée minimum permanente @ 5 heures à
température supérieure à 330" C - essais qualitatifs).
après exposition pendant 22 heures dans une étuve
ventilée à 3300 C (observation concernant les formations
de lézardes et de regonflements permanents sur la pièce
- essais qualitatifs) 2) Mesure de résistance à la flexion sur des éprouvettes
obtenues à partir du tuyau de fumée puis exposées
pendant 22 heures dans une étuve ventilée à 330" C
(comparaison avec les valeurs obtenues avec les mêmes
éprouvettes non traitées - essais quantitatifs) 3) Détérioration d'une épaisseur de tuyau de fumées après
exposition cyclique, à des cycles définis de la façon
suivante : 22 heures dans une étuve ventilée à 330" C, 2
heures à température ambiante, (observation sur les
formations de lézardes et les regonflements sur la pièce
- essais quantitatifs) 4) Détérioration d'un tuyau de fumées entier installé sur
la cheminée et chauffé au moyen de la circulation des
fumées (durée minimum permanente @ 5 heures à
température supérieure à 330" C - essais qualitatifs).
Les exemples ci-dessous sont à considérer comme illustratifs de l'invention et ne sont pas limitatifs.
EXEMPLE 1
Dans un batch de 2000 litres relié à une pompe pour obtenir un mélange et une recirculation ont été introduits 400 litres d'eau et 12,5 kg de sépiolite (Pangel), puis on a opéré un mélange pendant 10 @ minutes, à la température ambiante et à la pression atmosphérique. Ensuite, on a ajouté 5 kg de cellulose ayant eté précédemment raffinée et 10 kg de fibres de carbone de type RK 10. Après encore 10 minutes de mélange, on a ajouté graduellement 1000 kg de ciment Fibrocem.
Dans un batch de 2000 litres relié à une pompe pour obtenir un mélange et une recirculation ont été introduits 400 litres d'eau et 12,5 kg de sépiolite (Pangel), puis on a opéré un mélange pendant 10 @ minutes, à la température ambiante et à la pression atmosphérique. Ensuite, on a ajouté 5 kg de cellulose ayant eté précédemment raffinée et 10 kg de fibres de carbone de type RK 10. Après encore 10 minutes de mélange, on a ajouté graduellement 1000 kg de ciment Fibrocem.
Au moyen d' une pompe doseuse, le mélange de ciment ainsi préparé a été alimenté sur l'élément rotatif décrit précédemment.
Le tube, une fois préparé a été formé pour donner la section transversale et immergé dans un four à la température d'à peu près 40 C, pendant à peu près 8 heures.
Une fois la maturation-séchage terminée, le tube a été stocké. Les essais techniques et mécaniques ont été effectués au bout de 28 jours.
EXEMPLE (de comparaison)
En suivant essentiellement la procédure décrite dans l'exemple 1, on a préparé les compositions suivantes de ciment à titre de comparaison (en exprimant les proportions en partie en poids par rapport à 100 parties de ciment). Les rapports en poids sont les mêmes que ceux de la composition 1 de l'invention. Les temps de stockage et l'age des éprouvettes à utiliser pour des essais mécaniques sont les mêmes que pour l'exemple 1.
En suivant essentiellement la procédure décrite dans l'exemple 1, on a préparé les compositions suivantes de ciment à titre de comparaison (en exprimant les proportions en partie en poids par rapport à 100 parties de ciment). Les rapports en poids sont les mêmes que ceux de la composition 1 de l'invention. Les temps de stockage et l'age des éprouvettes à utiliser pour des essais mécaniques sont les mêmes que pour l'exemple 1.
Composition 2 : 100 parties de ciment Fibrocem
1,15 parties de sépiolite (Pangel)
0,5 partie de cellulose
1 partie de fibre de verre (cemfil)
(longueur 6 mm)
40 parties d'eau
Composition 3 : 100 parties de ciment Fibrocem
1,15 parties de sépiolite (Pangel)
0,15 partie de cellulose
1 partie de fibre de polyacrylonitryle
partiellement oxydé (Pano)
(longueur 6 mm)
40 parties d'eau
Composition 4 : 100 parties de ciment Fribocem
1,15 parties de sépiolite (Pangel)
0,5 partie de cellulose
1 partie de fibre PVA (Kuralon RM 182)
(longueur 6 mm)
40 parties d'eau
EXEMPLE 3
On n'a effectué aucun essai physique ou mécanique sur les éprouvettes de la quatrième composition.
1,15 parties de sépiolite (Pangel)
0,5 partie de cellulose
1 partie de fibre de verre (cemfil)
(longueur 6 mm)
40 parties d'eau
Composition 3 : 100 parties de ciment Fibrocem
1,15 parties de sépiolite (Pangel)
0,15 partie de cellulose
1 partie de fibre de polyacrylonitryle
partiellement oxydé (Pano)
(longueur 6 mm)
40 parties d'eau
Composition 4 : 100 parties de ciment Fribocem
1,15 parties de sépiolite (Pangel)
0,5 partie de cellulose
1 partie de fibre PVA (Kuralon RM 182)
(longueur 6 mm)
40 parties d'eau
EXEMPLE 3
On n'a effectué aucun essai physique ou mécanique sur les éprouvettes de la quatrième composition.
Le tableau résumant les valeurs obtenues dans les essais physiques ou mécaniques sont reportées dans le tableau 2.
Tableau 2
<tb> COMPOSITION <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> (Carbone) <SEP> (Verre) <SEP> (Panox) <SEP> (PVA)
<tb> ESSAI <SEP> N0 <SEP> I
<tb> Exposition <SEP> pendant <SEP> 22 <SEP> h <SEP> | <SEP> NON <SEP> | <SEP> NON <SEP> | <SEP> OUI <SEP> | <SEP> OUI
<tb> à <SEP> 330 C <SEP>
<tb> <SEP> ESSAI <SEP> N0 <SEP> 2
<tb> <SEP> | <SEP> (Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion
<tb> <SEP> avec <SEP> une <SEP> charge
<tb> <SEP> perpendiculaire <SEP> aux <SEP> fibres,
<tb> <SEP> N/mm2)
<tb> <SEP> Epouvettes <SEP> telles <SEP> que <SEP> : <SEP> 22,9 <SEP> 17,3 <SEP> 15,2 <SEP> 12,8
<tb> <SEP> Eprouvettes <SEP> apres
<tb> <SEP> traitement <SEP> thermique <SEP> à
<tb> <SEP> 330 C, <SEP> pendant <SEP> 22 <SEP> h <SEP> :<SEP> 18,5 <SEP> 9,0 <SEP> 8,8 <SEP> 9,0
<tb>
<tb> (Carbone) <SEP> (Verre) <SEP> (Panox) <SEP> (PVA)
<tb> ESSAI <SEP> N0 <SEP> I
<tb> Exposition <SEP> pendant <SEP> 22 <SEP> h <SEP> | <SEP> NON <SEP> | <SEP> NON <SEP> | <SEP> OUI <SEP> | <SEP> OUI
<tb> à <SEP> 330 C <SEP>
<tb> <SEP> ESSAI <SEP> N0 <SEP> 2
<tb> <SEP> | <SEP> (Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion
<tb> <SEP> avec <SEP> une <SEP> charge
<tb> <SEP> perpendiculaire <SEP> aux <SEP> fibres,
<tb> <SEP> N/mm2)
<tb> <SEP> Epouvettes <SEP> telles <SEP> que <SEP> : <SEP> 22,9 <SEP> 17,3 <SEP> 15,2 <SEP> 12,8
<tb> <SEP> Eprouvettes <SEP> apres
<tb> <SEP> traitement <SEP> thermique <SEP> à
<tb> <SEP> 330 C, <SEP> pendant <SEP> 22 <SEP> h <SEP> :<SEP> 18,5 <SEP> 9,0 <SEP> 8,8 <SEP> 9,0
<tb>
<tb> ESSAI <SEP> N <SEP> 3
<tb> Exposition <SEP> d'échantillons
<tb> à <SEP> des <SEP> cycles <SEP> de <SEP> 22 <SEP> h <SEP> (3300)
<tb> + <SEP> 2 <SEP> h <SEP> (à <SEP> la <SEP> température
<tb> ambiante)
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> cycles <SEP> :<SEP> 5 <SEP> 4
<tb> ESSAI <SEP> N <SEP> 4
<tb> Exposition <SEP> de <SEP> tuyaux <SEP> de
<tb> fumée <SEP> pendant <SEP> au <SEP> moins <SEP> 5 <SEP> h
<tb> à <SEP> des <SEP> températures <SEP> moyennes
<tb> de <SEP> fumées <SEP> de
<tb> 3200C <SEP> NON <SEP> NON <SEP> NON <SEP> NON
<tb> 4200C <SEP> NON <SEP> OUI <SEP> OUI
<tb> 5200C <SEP> NON <SEP> <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb>
NON = aucune rupture OUI = rupture ou lézardes
Ainsi qu'on peut l'observer à la lecture du tableau les matériaux comprenant des fibres de verre et de carbone ont résisté au chauffage prolongé à 3300 C (essai 1). La résistance à la flexion avant et, surtout, après le traitement thermique du tube comprenant la fibre de carbone est cependant bonne seulement pour les éprouvettes présentant la fibre de carbone. On note en outre la résistance thermique des matériaux utilisés comprenant la fibre de carbone sans rupture (5200 C).
<tb> Exposition <SEP> d'échantillons
<tb> à <SEP> des <SEP> cycles <SEP> de <SEP> 22 <SEP> h <SEP> (3300)
<tb> + <SEP> 2 <SEP> h <SEP> (à <SEP> la <SEP> température
<tb> ambiante)
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> cycles <SEP> :<SEP> 5 <SEP> 4
<tb> ESSAI <SEP> N <SEP> 4
<tb> Exposition <SEP> de <SEP> tuyaux <SEP> de
<tb> fumée <SEP> pendant <SEP> au <SEP> moins <SEP> 5 <SEP> h
<tb> à <SEP> des <SEP> températures <SEP> moyennes
<tb> de <SEP> fumées <SEP> de
<tb> 3200C <SEP> NON <SEP> NON <SEP> NON <SEP> NON
<tb> 4200C <SEP> NON <SEP> OUI <SEP> OUI
<tb> 5200C <SEP> NON <SEP> <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb>
NON = aucune rupture OUI = rupture ou lézardes
Ainsi qu'on peut l'observer à la lecture du tableau les matériaux comprenant des fibres de verre et de carbone ont résisté au chauffage prolongé à 3300 C (essai 1). La résistance à la flexion avant et, surtout, après le traitement thermique du tube comprenant la fibre de carbone est cependant bonne seulement pour les éprouvettes présentant la fibre de carbone. On note en outre la résistance thermique des matériaux utilisés comprenant la fibre de carbone sans rupture (5200 C).
Claims (7)
1. Utilisation d'une composition en fibrociment pour la préparation de produits façonnés résistant aux chocs thermiques, comprenant un liant hydraulique et de 0,1 à 5 parties en poids, par rapport au liant, de fibres de carbone ayant une résistance thermique supérieure à 3000 C, une teneur en carbone d'au moins 70 % et une résistance à la traction d'au moins 1000 MPa, pour la préparation de tuyaux de fumées et de tubes de ventilation et de panneaux résistant à la chaleur.
2. Utilisation d'une composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les fibres de carbone ont un module d'élasticité d'au moins 100 GPa et une masse volumique d'au moins 1 à 6 g/cm3.
3. Utilisation d'une composition selon les revendications 1 et 2, comprenant en outre une fibre à base de cellulose et de pulpe de polyéthylène et un agent dispersant des fibres, de préférence un hydrosilicate de
Mg et Ca.
4. Utilisation d'une composition selon les revendications 1 à 3, dans laquelle le liant hydraulique est un ciment.
5. Composition comprenant un liant hydraulique, contenu en une proportion allant de 0,1 à 5 parties en poids, par rapport au ciment, de fibres de carbone ayant une résistance thermique supérieure à 300 C et présentant une teneur en carbone d'au moins 70 % et une résistance à la traction d'au moins 1000 MPa.
6. Composition selon la revendication 5, comprenant en outre une fibre à base de cellulose ou de pulpe de polyéthylène et/ou un agent dispersant des fibres.
7. Tuyaux de fumées préparés avec les compositions selon les revendications 5 et 6.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI930431 IT1271982B (it) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Uso di composizioni cementizie fibro-rinforzate per manufatti resistenti a shock termici |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2702209A1 true FR2702209A1 (fr) | 1994-09-09 |
| FR2702209B1 FR2702209B1 (fr) | 1995-12-15 |
Family
ID=11365264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9402737A Expired - Lifetime FR2702209B1 (fr) | 1993-03-05 | 1994-03-04 | Utilisation d'une composition en fibrociment pour produits faconnes resistant aux chocs thermiques. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2702209B1 (fr) |
| IT (1) | IT1271982B (fr) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0012546A2 (fr) * | 1978-12-09 | 1980-06-25 | Turner & Newall Plc | Procédé pour la fabrication de matériaux composites et matériaux composites obtenus par ce procédé |
| JPS5973463A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-25 | 松下電工株式会社 | 無機硬化体 |
| DE3409386A1 (de) * | 1983-03-16 | 1984-09-27 | Schiedel GmbH & Co, 8000 München | Rauchgas fuehrendes rohr fuer schornsteine |
| JPS603184A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-09 | 松下電器産業株式会社 | 樹脂結着炭素繊維基材 |
| JPS63129048A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | 株式会社アスク | 耐火断熱用炭素繊維補強ケイ酸カルシウム材 |
| US4927462A (en) * | 1988-12-23 | 1990-05-22 | Associated Universities, Inc. | Oxidation of carbon fiber surfaces for use as reinforcement in high-temperature cementitious material systems |
-
1993
- 1993-03-05 IT ITMI930431 patent/IT1271982B/it active IP Right Grant
-
1994
- 1994-03-04 FR FR9402737A patent/FR2702209B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0012546A2 (fr) * | 1978-12-09 | 1980-06-25 | Turner & Newall Plc | Procédé pour la fabrication de matériaux composites et matériaux composites obtenus par ce procédé |
| JPS5973463A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-25 | 松下電工株式会社 | 無機硬化体 |
| DE3409386A1 (de) * | 1983-03-16 | 1984-09-27 | Schiedel GmbH & Co, 8000 München | Rauchgas fuehrendes rohr fuer schornsteine |
| JPS603184A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-09 | 松下電器産業株式会社 | 樹脂結着炭素繊維基材 |
| JPS63129048A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | 株式会社アスク | 耐火断熱用炭素繊維補強ケイ酸カルシウム材 |
| US4927462A (en) * | 1988-12-23 | 1990-05-22 | Associated Universities, Inc. | Oxidation of carbon fiber surfaces for use as reinforcement in high-temperature cementitious material systems |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 109, no. 16, 17 October 1988, Columbus, Ohio, US; abstract no. 134107t, T.YASHIRO ET AL. page 315; * |
| DATABASE WPI Section Ch Week 8423, Derwent World Patents Index; Class A93, AN 84-142619 * |
| DATABASE WPI Section Ch Week 8508, Derwent World Patents Index; Class A60, AN 85-046260 * |
| Y. OHAMA: "Carbon-cement composites", CARBON, vol. 27, no. 5, 1989, ELMSFORD, NY, US, pages 729 - 737, XP000071991 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2702209B1 (fr) | 1995-12-15 |
| IT1271982B (it) | 1997-06-10 |
| ITMI930431A1 (it) | 1994-09-05 |
| ITMI930431A0 (it) | 1993-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1713740B1 (fr) | Beton ultra haute performance et autoplacant, son procede de preparation et son utilisation | |
| EP0418108B1 (fr) | Procédé et produits obtenus par mélange de ciment et de fibres de renfort | |
| CH633502A5 (fr) | Beton colloidal leger comprenant un ciment portland, de la chaux, du sable, un colloide et un compose entraineur d'air, procede de preparation et utilisation. | |
| WO2012085445A1 (fr) | Procede d'introduction de nanocharges carbonees dans un systeme inorganique durcissable | |
| BE898398A (fr) | Additif pour le béton comprenant plusieurs consituants contenant de la microsilice, procédé pour le préparer et béton en contenant. | |
| EP0333584A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un mélange à base de ciment, métakaolin, fibres de verre et polymère | |
| CN106800384B (zh) | 一种复合改性改善氯氧镁胶凝材料性能的方法 | |
| CH624082A5 (fr) | ||
| CN111392721A (zh) | 一种氧化石墨烯分散液及其制备方法和应用 | |
| EP3126588B1 (fr) | Procede de fabrication d'un bloc de construction composite isolant | |
| EP0887486A1 (fr) | Composition de béton renforcée par des rubans métalliques, son procédé de préparation et pièces obtenues à partir de cette composition | |
| EP0351302B1 (fr) | Méthode de sélection d'une pouzzolane destinée à être incorporée dans un matériau composite comprenant du ciment et du verre | |
| FR2702209A1 (fr) | Utilisation d'une composition en fibrociment pour produits façonnés résistant aux chocs thermiques. | |
| CN109369091B (zh) | 一种混杂玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法 | |
| CH638766A5 (fr) | Composition aqueuse pour mortier resistant a la perte d'eau au cours du durcissement. | |
| FR2702473A1 (fr) | Adjuvant de ciment. | |
| CN116730672B (zh) | 一种疏水超高韧性水泥基材料及其制备方法 | |
| CN120349108A (zh) | 一种低成本、耐空气腐蚀的钢纤维改性方法及其在uhpc中的应用 | |
| WO2017013376A1 (fr) | Procede de preparation d'un béton ou mortier allegé contenant de la glycerine | |
| LU101093B1 (fr) | Materiau de construction de type beton porteur comprenant des anas de lin enrobes | |
| FR2705336A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un matériau composite allégé et matériaux obtenus. | |
| WO2004007392A2 (fr) | Composition a base de liant hydraulique | |
| CN117819836B (zh) | 一种改性玄武岩纤维及其制备方法和应用 | |
| CN115948915B (zh) | 一种短切聚乙烯纤维表面改性方法及其产品 | |
| CN117342835B (zh) | 用于制备水泥基复合材料的组合物、水泥基复合材料及其制备方法和应用 |