FR2957836A1 - Plaque de platre avec granules de platre - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet une plaque de plâtre comprenant au moins un parement ; - au moins une couche de granulés de plâtre et chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 µm à 3 mm; - au moins une couche de liaison entre le parement et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre.

Description

PLAQUE DE PLATRE AVEC GRANULES DE PLATRE La présente invention a pour objet une plaque de plâtre comprenant au moins une couche de granulés de plâtre. Les usines de fabrication de plaques de plâtre se sont engagées dans une démarche économique de réduction d'« eau perdue ». En effet, le séchage des plaques de plâtre, qui vise à éliminer l'eau excédentaire, est une étape qui nécessite beaucoup d'énergie et dont le coût n'est pas négligeable. Aussi, afin de réduire les coûts de production engendrés par le séchage des plaques et augmenter les cadences de production, cette réduction d'eau est devenue indispensable.
Afin de répondre aux exigences des industriels il est devenu nécessaire de trouver un autre moyen pour réduire la quantité d'eau à évaporer dans les plaques de plâtre. La typologie des plaques de plâtre représente aujourd'hui une solution dans la démarche économique de réduction d'« eau perdue » engagée dans les usines de fabrication de plaques de plâtre.
Aussi le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir de nouvelles plaques de plâtre nécessitant moins d'eau au cours de leur fabrication. De manière inattendue, les inventeurs ont mis en évidence qu'il est possible de réduire la quantité d'eau à évaporer dans les plaques de plâtre par réalisation d'une plaque à structure modifiée comprenant notamment un coeur obtenu à partir d'un plâtre additionné d'eau, non fluide mis en forme avec un procédé à faible temps de séjour. Dans ce but la présente invention propose une plaque de plâtre comprenant - au moins un parement ; - au moins une couche de granulés de plâtre et chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 µm à 3 mm ; - au moins une couche de liaison entre le parement et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre. La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication de plaques de plâtre selon l'invention comprenant les étapes suivantes : a) amener au moins un premier parement ; b) préparer une première pâte de plâtre ; c) étaler la pâte obtenue à l'étape b) sur le premier parement en une première couche de liaison ; d) préparer des granulés de plâtre à l'aide d'un granulateur à haut taux de cisaillement et à faible temps de séjour ; e) verser les granulés obtenus à l'étape d) sur la première couche de liaison obtenue à l'étape c) en une couche de granulés ; f) amener un deuxième parement ; 1 g) préparer une deuxième pâte de plâtre ; h) étaler la deuxième pâte obtenue à l'étape g) sur le deuxième parement en une deuxième couche de liaison ; i) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape h) sur la couche de granulés de la préforme obtenue à l'étape e) ; j) appliquer une pression sur la préforme. La présente invention a également pour objet l'utilisation d'une plaque de plâtre selon l'invention pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction. Enfin, la présente invention a également pour objet des éléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'invention. L'invention offre au moins un des avantages déterminants décrit ci-après. L'invention offre comme avantage que la plaque de plâtre selon l'invention permet de réduire la quantité d'eau engagée dans les usines et nécessaire pour la fabrication de plaques de plâtre par rapport aux quantités classiquement utilisées.
Avantageusement, la plaque de plâtre selon l'invention permet de préparer une plaque de plâtre présentant une haute densité favorisant la résistance mécanique, la tenue au feu et la performance acoustique. L'invention offre comme autre avantage que la plaque de plâtre selon l'invention permet un gain d'énergie. En effet la réduction de la consommation en eau, permet en outre de réduire les coûts de production liés au coût de séchage, voire dans certain cas de supprimer l'étape de séchage. En conséquence, il est possible d'envisager d'augmenter les cadences de production, l'opération de séchage correspondant à une étape limitante pour les capacités de production. L'invention offre des avantages déterminants en particulier, la plaque de plâtre selon l'invention présente des résultats très satisfaisants sur tous les types de plâtres. Enfin l'invention a pour avantage de pouvoir être mise en oeuvre dans au moins l'une des industries, telles que l'industrie du bâtiment, et à l'ensemble des marchés de la construction (bâtiment, génie civil ou usine de préfabrication), à l'industrie de la construction d'éléments en plâtre ou l'industrie cimentière.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description et des exemples donnés à titre purement illustratifs et non limitatifs qui vont suivre. Par l'expression « liant hydraulique », on entend selon la présente invention tout composé ayant la propriété de s'hydrater en présence d'eau et dont l'hydratation permet d'obtenir un solide ayant des caractéristiques mécaniques. Le liant hydraulique selon l'invention peut en particulier être un liant hydraulique à base de sulfate de calcium. De préférence, le liant hydraulique selon l'invention est du plâtre. 2 Par l'expression « liants hydrauliques à base de sulfate de calcium », on entend selon l'invention les liants hydrauliques à base de sulfate de calcium partiellement anhydre ou totalement anhydre. Par les termes suivants, on entend selon la présente invention : - Gypse ou sulfate de calcium hydraté : CaSO4.2(H2O) ; - Plâtre ou sulfate de calcium semihydrate ou sulfate de calcium hémihydraté ou sulfate de calcium partiellement anhydre: CaSO4.0.5H2O ; - Sulfate de calcium anhydre ou anhydrite (type Il ou type III) ou sulfate de calcium totalement anhydre : CaSO4.
Par l'expression « pâte de plâtre », on entend selon la présente invention un mélange d'eau et de liant hydraulique à base de sulfate de calcium (préférentiellement du plâtre), moussée ou non moussée, et éventuellement d'autres composés (par exemple, des charges, des adjuvants etc...). L'expression pâte de plâtre désigne également des coulis ou des mortiers, des pâtes plastiques ou des granulés.
Par le terme « prise », on entend selon la présente invention le passage à l'état solide par réaction chimique d'hydratation du liant. La prise est généralement suivie par la période de durcissement. Par le terme « durcissement», on entend selon la présente invention l'acquisition des propriétés mécaniques d'un liant hydraulique, après la fin de la prise.
La plaque de plâtre comprend différentes catégories d'eau. Tout d'abord, l'eau d'hydratation représente l'eau nécessaire pour l'hydratation du sulfate de calcium anhydre ou partiellement anhydre. D'autre part, la plaque de plâtre comprend de l'eau excédentaire qui représente l'eau nécessaire pour l'obtention de la consistance de la pâte nécessaire à sa mise en forme avant sa prise. Cette eau n'est pas prise en compte dans l'eau d'hydratation. Par l'expression « éléments pour le domaine de la construction », on entend selon la présente invention tout élément constitutif d'une construction comme par exemple un sol, une chape, un mur, une cloison, un plafond, une poutre, un plan de travail, un pilier, un poteau, une corniche, un coffrage, un moule, un doublage ou un système d'isolation.
Tout d'abord l'invention a pour objet une plaque de plâtre comprenant - au moins un parement ; - au moins une couche de granulés de plâtre et chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 µm à 3 mm ; - au moins une couche de liaison entre le parement et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre. La plaque de plâtre selon l'invention comprend des granulés de plâtre. Ces granulés sont individualisés et ne forment pas une couche pleine ou compacte comme 3 cela est le cas pour une plaque de plâtre conventionnelle du type BA13 fabriquée à partir d'une pâte de plâtre fluide de type coulis. Il est à noter que la plaque de plâtre selon l'invention peut comprendre selon une variante, plusieurs couches de granulés. Selon une variante de l'invention il est possible de réaliser une plaque de plâtre où plusieurs couches de granulés sont intercallées entre plusieurs couches de liaison. Ces granulés peuvent se présenter sous forme sphérique ou avec un facteur de forme proche de un. Ces granulés de plâtre peuvent être creux ou allégés. Lorsque ces granulés sont dits allégés, c'est la fraction solide de plâtre qui les compose qui est diminuée au profit d'un matériau plus léger (par exemple la vermiculite, la perlite, l'aérogel, le liège etc), et présente une certaine porosité. De préférence, les granulés de la plaque de plâtre selon l'invention sont en forme de billes, pleines ou creuses. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les granulés de la plaque de plâtre selon l'invention sont des billes creuses ou encore des billes de plâtre allégé. Les granulés de la plaque de plâtre selon l'invention présentent un diamètre moyen compris de 200 µm à 3 mm. De préférence, ces granulés présentent un diamètre moyen compris de 500 µm à 2 mm. De préférence, la densité apparente de la couche de granulés de plâtre est comprise de 1,0 à 1,8, de préférence comprise de 1,0 à 1,5, encore plus référentielement comprise de 1,0 à 1,3. De préférence, les granulés de plâtre de la plaque de plâtre selon l'invention présente un ratio E/P (Eau / plâtre en masse sèche) compris de 0,18 à 0,30, de préférence compris de 0,22 à 0,27, encore plus préférentielement compris de 0,23 à 0,25. De préférence, la couche de liaison de la plaque de plâtre selon l'invention présente un ratio E/P (Eau / plâtre en masse sèche) compris de 0,4 à 0,8, de préférence compris de 0,5 à 0,7, encore plus préférentiellement compris de 0,5 à 0,6. De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention ne présente pas de comportement de rupture fragile en compression. De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente une épaisseur variable, et de préférence comprise entre 9 et 80 mm, préférentiellement égale 13 mm. De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente une résistance mécanique en compression d'au moins 20 MPa, de préférence d'au moins 40 MPa, en particulier lorsque cette plaque présente une épaisseur de 13mm. De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente une résistance en flexion de 5 à 8 MPa, en particulier lorsque cette plaque présente une épaisseur de 13 mm. 4 De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention présente des granulés de plâtre obtenus en utilisant un granulateur à fort taux de cisaillement et à faible temps de séjour. De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention comprend - deux parements ; - une couche de granulés de plâtre et chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 µm à 3 mm. ; - deux couches de liaison entre les parements et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre. Les granulés de plâtre de la plaque de plâtre selon l'invention comprennent de la poudre de plâtre agglomérée. De préférence, la poudre de plâtre agglomérée est le constituant majoritaire. De préférence, ces granulés ont été obtenus à partir d'une poudre agglomérée en présence d'eau.
Avantageusement, la plaque de plâtre selon l'invention peut comprendre par ailleurs divers additifs ou adjuvants incorporés dans les granulés de plâtre ou dans la pâte de plâtre de la couche de liaison. La plaque de plâtre selon l'invention peut avantageusement contenir des adjuvants utilisés habituellement tels que des fluidifiants, des régulateurs de prise (accélérateurs, retardateurs), des épaississants (par exemple l'amidon), des plastifiants, des agents de surface, des hydrofugeants, des agents moussants, des charges inertes, etc. Selon différentes variantes de l'invention, la pâte de plâtre de la couche de liaison ou les granulés de plâtre peuvent comprendre en outre : un agent fluidifiant tel que par exemple les Poly Mélamine Sulfonates (PMS), les Poly Naphtalène Sulfonates (PNS), les Poly Carboxylate Polyoxyéthylène (PCP) ; un agent viscosant ou épaississant tel que par exemple des dérivés cellulosiques comme par exemple la carboxyméthylcellulose, la méthylhydroxypropylcellulose ou la méthylhydroxyethylcellulose, des gommes végétales comme par exemple les gommes acacia, adragante, caroube, dextrane, diutane, gellane, guar, scléroglucane, xanthane, welane, des polyoxydes d'éthylène, de l'amidon ou ses dérivés, la gélatine, les polysaccharides, les hydrocolloïdes, l'agar, les carraghénanes ; un agent mouillant tel que par exemple des alcools, des polyols et en particulier des diols ; un agent dispersant tel que par exemple des polymères carboxyliques ou leurs sels ; 30 35 5 - des agents régulateurs de prise de type accélérateur (par exemple, germe de gypse, K2SO4, sel de sulfate, du Bali Milled Accelerator qui est un mélange de 50% de gypse, 40% d'amidon et 10% de lignosulfate de calcium) ou de type retardateur (par exemple des protéines dégradées ou non, des sucres, des polyacrylates) ; - des charges inertes tel que par exemple du carbonate de calcium, du gypse, du gypse issu des rebus de plaques de plâtre ; - des charges légères tel que la vermiculite, la perlite, l'aérogel, le liège etc ; - des fibres, tel que par exemples des fibres végétales ou minérales, des déchets de papier . La plaque de plâtre selon l'invention comprend des granulés de plâtre. De préférence, ces granulés sont disposés de façon aléatoire. La plaque de plâtre selon l'invention comprend au moins un parement. Les parements conventionnels utilisés dans la fabrication des plaques de plâtre conviennent tout particulièrement comme les parements en fibre de cellulose (par exemple les parements en papier, en papier recyclé) ou en fibre inorganique (par exemple les parements en fibre de verre). La plaque de plâtre selon l'invention comprend au moins une couche de liaison, comme par exemple une couche de liaison en plâtre. Les couches de plâtre de liaison des plaques de plâtre conventionnelles conviennent tout particulièrement, tel que par exemple les couches denses présentent dans la plaque de plâtre conventionnelle du type BA13 avec au moins comme constituants principaux du plâtre, de l'eau et de l'amidon. La fabrication de plaques de plâtre en générale, et plus particulièrement des plaques de plâtre présentant un coeur de gypse dont la densité évolue en fonction de la distance par rapport à la surface est connue. Il est connu de réaliser des plaques de plâtre présentant une couche de coeur de faible densité en intégrant des agents moussants dans la pâte. Cette couche de coeur est prise en sandwich par des couches de surface à haute densité (couche dense). Les couches de plâtre de surface sont solidaires du parement. Généralement, le dispositif pour fabriquer ce type de plaque, comprend : des moyens d'amenée d'un parement, un premier mixeur de préparation d'une première pâte de plâtre, des moyens d'application de la première pâte de plâtre sur un parement, des moyens d'étalement de cette première pâte de plâtre en une première couche de surface crue sur le parement, des moyens de calibrage permettant de maîtriser l'épaisseur de cette première couche de surface crue, 6 - un deuxième mixeur de préparation d'une deuxième pâte de plâtre, - des moyens d'application de la deuxième pâte de plâtre en une couche de coeur crue sur la première couche de surface crue, - des moyens de calibrage de l'épaisseur de cette couche de coeur crue, - un troisième mixeur de préparation d'une troisième pâte de plâtre, - des moyens d'amenée d'un deuxième parement, - des moyens d'application de la troisième pâte de plâtre par-dessus le deuxième parement, - des moyens d'étalement en une deuxième couche de surface crue, - des moyens de calibrage permettant de maîtriser l'épaisseur de cette deuxième couche de surface crue, - des moyens de retournement du deuxième parement, - des moyens de mise en forme d'une plaque de plâtre, - des moyens d'entraînement du parement et des couches crues.
Ce procédé connu de fabrication de plaques de plâtre peut être utilisé pour la fabrication des plaques de plâtre selon l'invention. Le procédé de fabrication de plaques de plâtre selon l'invention comprend les étapes suivantes : a) amener au moins un premier parement ; b) préparer une première pâte de plâtre ; c) étaler la pâte obtenue à l'étape b) sur le premier parement en une première couche de liaison ; d) préparer des granulés de plâtre à l'aide d'un granulateur à haut taux de cisaillement et à faible temps de séjour ; e) verser les granulés obtenus à l'étape d) sur la première couche de liaison obtenue à l'étape c) en une couche de granulés ; f) amener un deuxième parement ; g) préparer une deuxième pâte de plâtre ; h) étaler la deuxième pâte obtenue à l'étape g) sur le deuxième parement en une deuxième couche de liaison ; i) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape h) sur la couche de granulés de la préforme obtenue à l'étape e) ; j) appliquer une pression sur la préforme. Les pâtes de plâtres utilisées dans le procédé selon l'invention peuvent être prépapées par tout type de malaxeur ou mixeur. La pâte et les granulés de plâtre durcissent rapidement par hydratation du plâtre. Ensuite, les plaques sont séchées, par exemple par chauffage dans des séchoirs afin d'éliminer l'excès d'eau. 7 La plaque de plâtre selon l'invention possède des qualités mécaniques excellentes. La résistance mécanique de la plaque de plâtre selon l'invention est habituellement évaluée par la résistance en flexion ou en compression du coeur et la résistance finale de la plaque selon l'invention. En particulier, les résistances mécaniques en compression sont excellentes, les plaques de plâtre ne présentent pas de rupture fragile contrairement à la plaque de plâtre standard du type BA13. La présente invention a aussi pour objet l'utilisation d'une plaque de plâtre selon l'invention pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction. Enfin, la présente invention a également pour objet des éléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'invention.
Brève description des fiqures : Les figures suivantes illustrent l'invention sans en limiter la portée. La figure 1 représente une vue shématique en coupe d'un exemple de plaque de plâtre selon l'invention. La figure 2 représente une vue shématique en coupe d'un exemple de procédé de fabrication d'une plaque de plâtre selon l'invention. La figure 3 représente la force de compression en fonction du déplacement.
Description de modes de réalisation de l'invention : Les modes de réalisation suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. En faisant référence dans un premier temps à la figure 1, la plaque de plâtre selon l'invention comprend un premier et second parement (1 et 2), des première et seconde couches denses (3 et 4), une couche de coeur (5) comprenant des granulés (6).
Les exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. EXEMPLES 1/ Composition pour former les granulés
Les granulés sont le résultat du mélange homogène de plusieurs constituants à l'aide d'un granulateur à fort taux de cisaillement et à temps de séjour très court par exemple, un granulateur Flexomix 160 avec une durée de granulaltion d'une fraction de seconde à quelques secondes. Les proportions des constituants des granulés de plâtre sont les suivants : 8 o Du plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) : 100g o De l'eau : 27g 2/ Préparation des pâtes de plâtre 2-1 / La pâte de plâtre utilisée pour la formation des couches denses est le résultat du mélange homogène de plusieurs constituants à l'aide d'un malaxeur classiquement utilisé pour la préparation de pâte de plâtre (par exemple un mélangeur Turbotest 33/300 de la société Rayneri). Les proportions des constituants de la pâte de plâtre sont les suivants : o Du plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) : 100g o De l'eau : 60g o De l'amidon (C+ 05072 de Cerestar) : 0.2g
Les étapes de la préparation de la pâte utilisée pour la couche dense sont les suivantes : o Pesée des constituants o Introduction puis homogénéisation de l'eau et du retardateur de prise dans le bol de mélange o Homogénéisation du plâtre et de l'amidon o Mise en route du mélangeur o Introduction progressive du mélange plâtre/amidon sur une durée de 30s o Poursuite du malaxage pendant 1 min avant arrêt du mélangeur 2-2 / Les granulés sont le résultat du mélange homogène de plusieurs constituants : o Du plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) o De l'eau Le mélange homogène est obtenu à l'aide d'un granulateur Flexomix 160. Ce granulateur est alimenté en continu par une pompe péristaltique pour le liquide et un doseur à vis pour la poudre. Les débits d'alimentation des différents constituants de la pâte de plâtre sont les suivants : o Débit de poudre : 5 kg/min o Débit de la solution liquide : 1,36 I/min 9 3/ Préparation d'une plaque de plâtre selon l'invention
La préparation d'une plaque de plâtre nécessite le matériel suivant : o Un mélangeur rotatif (mélangeur Turbotest 33/300 fabriqué par la société Rayneri) o Un moyen de formage de plaque de plâtre (unité pilote développée par Lafarge) composé de deux rouleaux de stockage de parement, de deux moyens d'amenée des parements (formés chacun par deux rouleaux), de deux systèmes d'enduction de la pâte de plâtre formant la couche dense (chacun installé sur un moyen de déroulage de parement), d'une trémie doseuse d'alimentation des granulés, d'un moyen de calibrage de l'épaisseur de la plaque formée. o Un granulateur, Flexomix 160, dont la sortie des granulés formés est positionnée à proximité de la trémie d'alimentation des granulés.
En utilisant le matériel décrit ci-dessus, la préparation de la plaque de plâtre est réalisée selon la séquence suivante : 20 o Préparation du moyen de formage de plaque de plâtre : • Chargement des rouleaux de stockage de parement avec un parement cellulosique classiquement utilisé pour former des plaques de plâtre • alignement des rouleaux de stockage et de manutention de parements • réglage du système d'enduction de la pâte formant la couche dense sur les parements de façon à obtenir une épaisseur finale de la couche dense de 1 mm • réglage du système de calibrage de la plaque pour obtenir une épaisseur de 13mm o Chargement des systèmes d'alimentation du granulateur avec les consitutants décrits au point 2-2/ o Préparation d'une pâte de plâtre utilisée pour la formation des couches denses dont la composition est similaire à celle décrite au point 2-1/ o Chargement de la pâte de plâtre utilisée pour la formation des couches denses dans le système d'enduction du moyen de formage 10 15 25 30 3510 o Mise en route du moyen de formage puis des systèmes d'enduction o Mise en route du granulateur et alimentation de la trémie doseuse o Formage de la plaque en continu jusqu'à l'obtention d'une plaque de plâtre o Maturation de la plaque de plâtre en milieu confiné jusqu'à la complète hydratation du plâtre o Séchage de la plaque dans une étuve ventillée avec le profil de température suivant : • Montée en température jusqu'à 180°C en 11 minutes • Pallier en température à 180°C pendant 1 minute • Descente en température vers 120°C pendant 3 minutes • Fin du séchage à 45°C pendant 5 minutes 4/ Mesure de la densité apparente et de la résistance mécanique en flexion et 15 compression des plaques
4-1/ Methodologie :
La mesure de densité apparente nécessite une plaque de plâtre préparée selon le 20 protocole décrit dans l'exemple 3, un moyen de découpe de l'échantillon de plaque de plâtre (par exemple une scie à ruban), un moyen de mesure d'épaisseur (par exemple un pied à coulisse) et un moyen de mesure de masse (par exemple une balance dont la précision est inférieure à 1% de la masse de l'échantillon pesé).
25 Un échantillon de plaque de plâtre est découpé dans la plaque de plâtre à l'aide du moyen de découpe, le centre de l'échantillon correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon de plaque de plâtre est de forme carré dont la longueur des côtés est de 5 cm.
30 L'épaisseur de l'échantillon de plaque de plâtre est mesurée précisément en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) à l'aide du moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon est égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre.
35 Le volume de l'échantillon de plaque de plâtre est calculé en multipliant l'épaisseur moyenne par la puissance d'ordre deux de la longueur des côtés, exprimé en centimètre cube. 11 La masse de l'échantillon de plaque de plâtre est mesurée à l'aide du moyen de mesure de masse, exprimé en gramme.
La densité apparente de la plaque de plâtre est le résultat du calcul du ratio entre la masse de l'échantillon de plaque de plâtre et le volume de l'échantillon de plaque de plâtre, exprimée en gramme par centimètre cube.
Les mesures de résistances mécaniques nécessitent une plaque de plâtre préparée selon le protocole décrit dans l'exemple 3, un moyen de découpe de l'échantillon de plaque de plâtre (par exemple une scie à ruban), un moyen de mesure d'épaisseur (par exemple un pied à coulisse), une presse, un dispositif de flexion trois points pour la mesure de la résistance mécanique en flexion ou un dispositif de compression pour la mesure de la résistance mécanique en compression.
La presse est un appareil composée d'un plateau fixe et d'une traverse mobile montée sur un cadre rigide. La traverse mobile est régulée en vitesse, sa position est mesurée et enregistrable au cours du temps. La traverse mobile est équipée en son centre d'un capteur de force permettant de quantifier l'effort appliqué sur l'échantillon. Le capteur de force est choisi pour pouvoir mesurer une gamme de forces comprises entre 0 et un valeur supérieure ou égale à 10kN pour le test de flexion et entre 0 et 200KN pour le test de compression.
Le dispositif de flexion trois points est composé de : o deux appuis métalliques, appelés appuis inférieurs, montés sur le plateau inférieur. Ces appuis ont une partie supérieure de forme cylindrique de 5 mm de rayon et dont la longueur est très supérieure à la largeur de l'échantillon à tester. Les parties de forme cylindrique des deux appuis ont des axes de symétrie parallèles. La distance entre les deux axes de symétrie des cylindres formant la partie supérieure des appuis est de 25 cm, la mi-distance entre les deux cylindres étant positionnée au centre de la traverse. o Un appui métallique, appelé appui supérieur, monté sur le capteur de force installé sur la traverse mobile supérieure. Cet appui possède une partie inférieure de forme cylindrique de 5 mm de rayon et dont la longueur est très supérieure à la largeur de l'échantillon à tester. L'axe de la partie de forme cylindrique de l'appui supérieur doit être positionné parallèlement à l'axe de symétrie des parties cylindriques formant l'extrémité des appuis inférieurs, le plan vertical le contenant passant à mi-distance des axes de symétrie des parties cylindriques formant l'extrémité des appuis inférieurs. 12 Le dispositif de compression est composé de : o Un appui métallique monté sur le plateau inférieur de la presse. La partie supérieure de cet appui est composée d'une pièce métallique ronde, plane et horizontale appelée plateau inférieur. Le diamètre de la pièce métallique ronde est très supérieur au diamètre de l'échantillon à caractériser. o Un appui métallique monté sur le capteur de force installé sur la traverse supérieure de la presse. La partie inférieure de cet appui est composée d'une pièce métallique ronde, plane et articulée par une rotule (appelée plateau supérieur) permettant un contact parfait avec toute la surface de l'échantillon posé sur le plateau inférieur. Le diamètre de la pièce métallique ronde est très supérieur au diamètre de l'échantillon à caractériser.
Un échantillon pour essais de flexion est découpé dans la plaque de plâtre à l'aide du moyen de découpe, le centre de l'échantillon pour essai de flexion correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon pour essai de flexion est de forme rectangulaire dont la largeur est de 10 cm et la longueur est 40 cm. La direction de la longueur de l'échantillon est choisie pour être parallèle à la direction de plus forte résistance mécanique du parement de la plaque de plâtre (par exemple, pour un parement cellulosique, cette direction est donnée par la direction d'alignement des fibres de celullose générée par le procédé de fabrication).
Un échantillon pour essai de compression est découpé dans la plaque de plâtre à l'aide du moyen de découpe, le centre de l'échantillon pour essai de compression correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon pour essai de compression est de forme carrée dont la longueur des côtés est de 5 cm.
L'épaisseur de l'échantillon pour essai de flexion est mesurée précisément en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) à l'aide du moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon est égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre.
L'épaisseur de l'échantillon pour essai de compression est mesurée précisement en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) à l'aide du moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon est égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre. 13 Un essai de résistance en flexion est réalisé en sollicitant l'échantillon pour essai de flexion avec la presse équipée du dispositif de flexion trois points. L'échantillon pour essai de flexion est positionné sur les appuis inférieurs du dispositif de flexion trois points, le centre de l'échantillon étant positionné au centre des appuis inférieurs. La traverse mobile de la presse est alors mise en mouvement de telle sorte que les appuis inférieurs et supérieurs du dispositif de flexion trois points se rapprochent. La vitesse de la traverse est de 1 mm/min, et reste fixe tout au long de l'essai. La position de la traverse mobile ainsi que la force mesurée par le capteur de force de la presse sont enregistrées au cours du temps. Au moment où l'appui supérieur entre en contact avec l'échantillon, la valeur de la position de la traverse mobile est enregistrée, cette position étant appelée position zéro. L'essai est terminé à la rupture de l'échantillon. Le traitement des données enregistrées permet d'identifier la valeur maximale de la force mesurée par le capteur de force de la presse au cours de l'essais, appelée force de rupture de l'échantillon pour essai de flexion.
Un essai de résistance en compression est réalisé en sollicitant l'échantillon pour essai de compression avec la presse équipée de dispositif de compression. L'échantillon pour essai de compression est positionné sur le plateau inférieur du dispositif de compression, le centre de l'échantillon étant positionné au centre du plateau inférieur.
La traverse mobile de la presse est alors mise en mouvement de telle sorte que les plateaux, inférieur et supérieur, du dispositif de compression se rapprochent. La vitesse de la traverse est de 1 mm/min, et reste fixe tout au long de l'essai. La position de la traverse mobile ainsi que la force mesurée par le capteur de force de la presse sont enregistrées au cours du temps. L'essai est terminé quand la force mesurée par le capteur atteint la limite de capacité du capteur. Le traitement des données enregistrées permet d'identifier les valeurs singulières de la force mesurée par le capteur de force de la presse au cours de l'essai, appelée force de rupture interne (point A sur la figure 3) et force de compaction sans décohésion (point B de la figure 3).
La résistance mécanique en flexion s'obtient par calcul selon la formule ci-dessous : 1.5xFf xI Rf b 2 x L Où: Rf est la résistance mécanique en flexion, en Pascals ; Ff est la force de rupture de l'échantillon pour essai de flexion, en Newtons ; I est la distance entre les deux appuis inférieurs, en mètres ; b est l'épaisseur de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres ; L est la largeur de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres. 14 La résistance mécanique en compression s'obtient par calcul selon la formule ci-dessous : R = Fc c C2 Où: Rc est la résistance mécanique en compression, en Pascals ; Fc est la force de rupture de l'échantillon pour essai de compression, en Newtons ; C est la longueur des côtés de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres.
4-2/ Mesure de la densité apparente et de la résistance sur les plaques de plâtres selon l'invention :
15 En utilisant les méthodes décrites au point 4-1/, la densité apparente et la résistance mécanique des plaques obtenues au point 3/ ont été mesurées. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous : Plaques N°1 N°2 N°3 Densité apparente (g/cm3) 1.07 1.15 1.25 Résistance mécanique en flexion ( MPa) 5.46 6.65 7.30 Résistance mécanique en compression (MPa) A (0.3 à 0.4 mm) 3.5 5 7.5 B (3 à 4 mm) 38 40 45 10 15

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Plaque de plâtre comprenant - au moins un parement ; - au moins une couche de granulés de plâtre et chaque granulé présentant un diamètre moyen compris de 200 µm à 3 mm ; - au moins une couche de liaison entre le parement et la couche de granulés de plâtre ladite couche de liaison comprenant du plâtre et ne comprenant pas de granulés de plâtre.
  2. 2. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que les granulés de plâtre sont obtenus en utlisant un granulateur à fort taux de cisaillement et à faible temps de séjour. 15
  3. 3. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que les granulés présentent un diamètre moyen compris de 500 µm à 2 mm.
  4. 4. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que les granulés de plâtre présente un ratio E/P (Eau / plâtre en masse sèche) compris de 0,18 à 0,30.
  5. 5. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que la densité apparente de la couche de granulés de plâtre est comprise de 1,0 à 1,8.
  6. 6. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que la couche de liaison 25 présente un ratio E/P (Eau / plâtre en masse sèche) compris de 0,4 à 0,8.
  7. 7. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que la plaque ne présente pas de comportement de rupture fragile en compression. 30
  8. 8. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que la plaque présente une résistance en flexion de 5 à 8 MPa.
  9. 9. Procédé de fabrication d'une plaque selon les revendications 1 à 8 comprenant les étapes suivantes 35 a) amener au moins un premier parement ; b) préparer une première pâte de plâtre ; c) étaler la pâte obtenue à l'étape b) sur le premier parement en une première couche de liaison ; 10 20 16d) préparer des granulés de plâtre à l'aide d'un granulateur à haut taux de cisaillement et à faible temps de séjour ; e) verser les granulés obtenus à l'étape d) sur la première couche de liaison obtenue à l'étape c) en une couche de granulés ; f) amener un deuxième parement ; g) préparer une deuxième pâte de plâtre ; h) étaler la deuxième pâte obtenue à l'étape g) sur le deuxième parement en une deuxième couche de liaison ; i) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape h) sur la couche de granulés de la préforme obtenue à l'étape e) ; j) appliquer une pression sur la préforme.
  10. 10. Utilisation d'une plaque de plâtre selon l'une des revendications 1 à 8 pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction.
  11. 11. Eléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'une des revendications 1 à 8. 17
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