LU81764A1 - Produit cimentaire renforce de fibres et son procede de preparation - Google Patents

Description

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La presente invention concerne un produit cimentaire renforcé de fibres cellulosiques et, facultativement, de fibres synthétiques.

Il est bien connu d'utiliser des fibres d'amiante pour le renforcement des produits cimentaires. C'est ainsi que les fibres d'amiante sont d'un emploi très répandu dans la fabrication de plaques de couverture de toitures en amiante-ciment, par exemple, les plaques vendues sous le nom commercial "Eternit".

Les produits fabriqués à partir d'amiante-ciment possèdent de nombreuses propriétés avantageuses telles qu'une haute - résistance à la flexion, une excellente résistance à l'attaque par des produits chimiques, ainsi que de bonnes propriétés de vieillissement.

Toutefois, les produits en amiante-ciment présentent un sérieux inconvénient en ce sens que leur fabrication et leur manipulation posent de graves problèmes d'hygiène au point que l'on peut s'attendre à ce que l'utilisation des fibres d'amiante comme ‘renforcement dans les produits cimentaires soit prohibée dans les prochaines années.

Il est bien connu d'utiliser un mélange de fibres d'amiante et de fibres cellulosiques comme renforcement dans la fabrication de produits en amiante-ciment.

Toutefois, des essais destinés à remplacer entièrement les fibres d'amiante par des fibres cellulosiques en quantités allant de 0,5 à 20¾ en poids dans des produits cimentaires à renforcement de fibres n'ont pas permis de fabriquer des produits ayant.des propriétés de résistance satisfaisantes. C'est ainsi que la résistance maximum à la flexion pouvant être obtenue (après conservation pendant 4 semaines) dans le cas de produits cimentaires à renforcement de fibres comprenant des fibres cellulosiques de bois de pin, n'est que d'environ 165 kp/cm2. Cette résistance' .

- 3 - ✓ en une quantité de 4¾ en poids et elle n’augmente pas dans une importante mesure lors d'un accroissement de la quantité de fibres.

' La résistance mentionnée ci-dessus est insatisfaisante, / étant donné qu'une résistance à la flexion d'au moins 165 kp/cm2 est considérée comme un minimum pour pouvoir remplacer des produits en amiante-ciment par des produits renforcés de fibres cellulosiques.

De façon surprenante, on a constaté que des fibres cellulosiques d'un type spécifique pouvaient exercer un effet de renforcement important lors de leur utilisation comme fibres de renforcement dans des produits cimentaires, la résistance à la flexion de ces produits cimentaires renforcés de fibres étant, en outre, nettement supérieure à la valeur minimum mentionnée ci-dessus.

C'est ainsi que, dans le produit cimentaire renforcé de fibres suivant l'invention, les fibrês de renforcement sont constituées au moins partiellement de fibres d'eucalyptus.

Il est entendu que l'expression "fibres d'eucalyptus" désigne des fibres distinctes obtenues par défibrage de bois d'eucalyptus.

En utilisant des fibres d'eucalyptus dans des produits cimentaires renforcés de fibres, on a obtenu une résistance à la flexion supérieure à 220 kp/cm2 (après conservation pendant 4 semaines), soit un accroissement de résistance de plus de 30¾ comparativement à des produits renforcés de fibres de bois de pin.

Des exemples de différents types de fibres d1eucalyptus pouvant être utilisées dans le produit cimentaire de l’invention sont les fibres d'Eucalyptus saligna, d1Eucalyptus globulus et d'Eucalyptus camaldulensis.

Il est préférable d'utiliser des fibres qui ont été préparées par un procédé au sulfate et soumises S Un blanchiment.· » ·' '* 1 ' ,· '* I . . - 4 - ί ' /

En procédant à des essais, on a étudié l'effet de renforcement exercé à la fois par des fibres d'eucalyptus et par des " fibres de bois de pin sur des produits cimentaires. On effectue ces essais de la manière suivante :

On disperse des fibres cellulosiques dans 1 litre d'eau et l'on ajoute 5 litres d'eau supplémentaires et, facultativement, des fibres de laine de roche. Ensuite, on agite le mélange ainsi obtenu pendant 5 minutes avant d'y ajouter du ciment Portland.

Après agitation pendant 5 minutes, on ajoute un poly-électrolyte ("Reten 123 x") en une quantité de 4,2 parties par million. On poursuit 1.'agitation pendant une minute supplémentaire, puis on transfère le mélange dans un moule à feuilles comprenant un filet recouvert d'une feuille de papier-filtre. On soumet ensuite le mélange ä une déshydratation par aspiration, puis on comprime la couche ainsi formée sur la feuille de papier-filtre sous des pressions croissantes (1 minute à S kp/cm2, 1 minute à 10 kp/cm2 et 1 minute à 15 kp/cm2).

Ensuite, on dépose 5 couches de papier-filtre sur chaque face de la plaque de fibres et de ciment ainsi formée et l'on comprime cette plaque pendant 2 minutes sous une pression de 60 kp/cm2.

On conserve les plaques ainsi préparées à la température ambiante et à une humidité relative de 1001, puis on mesure la résistance à la flexion et la densité.

La composition, ainsi que les propriétés des échantillons de fibres et de ciment soumis aux essais sont reprises dans le tableau ci-après.

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Les données reprises dans le tableau ci-dessus montrent que l'effet de renforcement exercé par les fibres d'eucalyptus s'accentue à mesure de l'accroissement de la teneur en fibres jusqu’à environ 51, cependant que l'on n'obtient aucune amélioration sensible de la résistance avec de plus fortes teneurs en fibres.

En conséquence, les produits cimentaires de l'invention contiennent, de préférence, des fibres d’eucalyptus en une quantité de 3 à 101, calculés sur le poids du produit cimentaire.

Dans une forme de réalisation préférée du produit ci-mentaire à renforcement fibreux de l’invention, ce renforcement fibreux comprend à la fois des fibres d’eucalyptus et des fibres minérales synthétiques, par exemple, des fibres de laine de roche. Un produit cimentaire renfermant cette combinaison de fibres comme renforcement possède d’excellentes propriétés pour une utilisation pratique.

i C'est ainsi que la ténacité du produit est élevée, si bien que ce dernier peut être manipulé sans rupture. Dès lors, cette composition est particulièrement utile pour la fabrication de plaques de couverture de toitures qui doivent être à même de supporter des coups dé vent et des chocs sans se rompre.

Cette caractéristique est mise en évidence par l'effort requis pour provoquer une rupture, cet effort pouvant être déter-, miné par intégration de la surface située en dessous d'une courbe de fléchissement obtenue en mesurant le fléchissement d'une éprouvette supportée à ses extrémités sous des charges variables, 'l''abscisse définissant le fléchissement et l’ordonnée, la charge.

En soumettant différents matériaux à des essais, on constate que l’effort requis pour provoquer une rupture est de 5,5 pour un produit cimentaire contenant 5¾ en poids de fibres d'eucalyptus, tandis qu'il est de 7,7 pour un produit contenant 5% en poids de fibres d'eucalyptus et 5¾ en poids de fibres de - 7 - / laquelle l'effort requis pour provoquer la rupture d'un produit à base de ciment, est de 1.

En utilisant la combinaison de fibres mentionnée ci-dessus comme renforcement dans des produits cimentaires, on obtient un produit qui résiste à la formation de fentes de retrait pouvant se produire lorsque les fibres de renforcement sont uniquement des fibres d’eucalyptus. En conséquence, la résistance du produit aux agents atmosphériques et, en particulier, la résistance au gel sont accrues en utilisant cette combinaison de fibres.

Lorsqu'on utilise à la fois des fibres d'eucalyptus et des fibres minérales synthétiques comme renforcement, les fibres du second type sont, de préférence, présentes en une quantité de S à 10¾, calculés sur le poids .total du produit renforcé.

L’expression "fibres minérales" englobe les fibres préparées à partir de matières minérales naturelles. Des exemples de fibres minérales synthétiques sont les fibres de laine de roche, les fibres de verre et les fibres de laitier.

L'invention concerne également un procédé de préparation d'un produit cimentaire renforcé de fibres du type décrit ci-dessus.

Le procédé de l'invention comprend les étapes qui consistent à disperser, dans l'eau et tout en agitant, des fibres | d'eucalyptus, de préférence, en une quantité de 3 à 10’», calculés i sur le poids du produit final, ainsi que facultativement des fibres minérales, ajouter, tout en continuant à agiter la dispersion, un ciment et, facultativement, un polyélectrolyte, puis mouler et conserver le mélange ainsi formé afin d'obtenir le produit désiré.

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Claims (4)

1. Produit cimentaire renforcé de fibres cellulosiques et, facultativement, de fibres synthétiques, caractérisé en ce que les fibres de renforcement sont constituées au moins partiel- lement de fibres d’eucalyptus.

2. Produit cimentaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de fibres d'eucalyptus est de 3 à 10%, calculés sur le poids du produit cimentaire.

3. Produit cimentaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres de renforcement sont constituées d'une combinaison de fibres d'eucalyptus et de fibres minérales synthétiques.

4. Procédé de préparation d'un produit cimentaire renforcé de fibres suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à disperser, dans l’eau et tout en agitant, des fibres d'eucalyptus, de préférence, en une quantité de 3 à 101, calculés sur le poids .du produit final, ainsi que facultativement des fibres minérales synthétiques, ajouter, tout en continuant à agiter la dispersion, un ciment et, facultativement,un polyélectrolyte, puis mouler et conserver le . · mélange ainsi formé afin d'obtenir le produit désiré. UXUl/'