Brevet FR2002386A1 — publié le 19691017

les éléments composites sont utilisés sur une large échelle dans la construction de bâtiments. Ils constituent des éléments de grande étendue superficielle, composés de plusieurs couches» Les éléments composites, notamment ceux servant, par exemple, 5 d'éléments de parapet ou de cloisons, doivent souvent satisfaire à des exigences élevées quant à leurs propriétés calorifuges. C'est ainsi, par exemple, que pour les éléments extérieurs, la résistance au passage de la, chaleur ne doit pas être inférieure à une certaine limite. C'est pourquoi.les éléments renferment généralement une 10 couche de matériaux d'une faible conductibilité calorifique. Comme tels, on utilise, en pratique, le plus souvent avantageusement des matières plastiques alvéolaires à cellules fermées, par exemple à base de polystyrolène ou de polyuréthanes. Ces matières présentent de très bonnes caractéristiques mécaniques, une faible densité, par 15 exemple comprise entre 20 et 30 kg/ir*, ainsi qu'un bas coefficient de conductibilité thermique (valeur de calcul 0,035 kcal/m-h-°C à 10°C). Les éléments composites doivent cependant souvent encore êtie résistants à l'action du feu. Les éléments composites renfermant des couches-noyaux de ce 20 type en matières plastiques organiques alvéolaires ne peuvent cependant satisfaire aux exigences imposées quant à une longue durée de résistance au feu, les matières plastiques alvéolaires ayant une faible résistance aux températures élevées et étant rapidement détruites sous l'action de la chaleur en perdant en même temps leur 25 effet isolant. Même pour les éléments composites de très forte épaisseur, présentant, par exemple, une couche alvéolaire de 50 mm d'épaisseur, on constate, sur la face opposée à l'incendie, une élévation de température telle que ces éléments ne peuvent être considérés comme 30 étant résistants à l'action du feu. On connaît, en outre, des panneaux pare-feu- constitués de silicates alcalins, notamment de silicate de sodium, et présentant une teneur en eau comprise entre 20 et 10 fo en poids. Ils renferment, en outre, des fibres, notamment des fibres de verre, par exem-35 pie de la silionne cou.pée, en une proportion comprise entre 20 et 40 fo en poids, de préférence entre 5 et 25 fo en poids, rapporté chaque fois à leur teneur en silicate alcalin anhydre. Ces panneaux de silicate alcalin contenant des fibres et de l'eau ont la propriété, sous l'action de températures élevées telles qu'elles se ma-40 nifestent, par exemple, en cas d*incendie, de gonfler avec sépara 69 04200 2 2002386 tion, par ébullition, de l'eau qu'ils renferment, en donnant une couche alvéolaire d'une bonne stabilité mécanique qui présente d'excellentes caractéristiques calorifuges. On s'est donc trouvé devant le problème de créer un élément 5 composite d'une longue durée de résistance au feu, comportant des couches intérieures en matériau alvéolaire organique qui sont recouvertes de couches extérieures incombustibles d'une bonne stabilité mécanique® Or on a trouvé qu'on peut résoudre ce problème par un élément 10 composite constitué d'une couche médiane en panneau de silicate alcalin hydraté sur laquelle est appliquée, de chaque côté, une couche de matière alvéolaire organique, suivie d'une couche extérieure incombustible, au moins deux des faces latérales de l'élément composite se faisant vis-à-vis,exemptes de couches extérieures incombustibles, 15 étant recouvertes d'un panneau en matériau incombustible, stable aux efforts mécaniques, au centre duquel sont fixés les panneaux de silicate alcalin et qui sert simultanément d'élément d'écartement pour les deux couches extérieure s <> Les panneaux de silicate alcalin ftydraté d'une teneur en eau 20 comprise entre 20 et 70 fo en poids présentent généralement une épaisseur de 2 à 4 mm environ» Sous l'action de la chaleur, ils gonflent en formant une couche alvéolaire. Ils renfermeront avantageusement des fibres, notamment des fibres de verre, par exemple de la sillonne coupée, qui confèrent à la matière alvéolaire une meilleure stabi-25 lité mécanique tout en favorisant la formation d'une masse alvéolaire homogène. Comme matières alvéolaires organiques pour les couches en ces .matières, on peut utiliser, par exemple, des matières alvéolaires à base de polymères de styrolène et de ses copolymères, de polymères 30 de chlorure de vinyle et de ses copolymères, de polymères de chlorure de vinylidène et de ses copolymères ou encore à base de résines phsnoliques ou de polyuréthanes0 Lors de l'exposition à la flamme d'un élément composite conforme à la présente invention, c'est.d'abord la couche extérieure in-35 combustible faisant face à l'incendie qui éclate, cette couche pouvant être constituée, par exemple, d'amiante-ciment, d'amiante-ciment vernissé, d'aluminium combiné à l'amiante-ciment, de tôle d'acier, entre autres. La couche de matière alvéolaire organique fond, s'enflamme et se consume. Les panneaux de silicate alcalin gonflent en 40 même temps en formant une couche de matière alvéolaire d'une épais- 69 04200 3 2002386 seirr comprise entre 10 et 20 mm suivant l'épaisseur initiale. Son effet isolant est tel que la couche de matière alvéolaire organique sous-jacente, par exemple de polystyrolène» ne fond pas, ni n'est détruite d'une autre manière, de sorte que son effet isolant 5 est conservé. A la suite d'essais approfondis, on a constaté qu'il était nettement plus avantageux de placer les panneaux de silicate alcalin entre les deux couches de matière alvéolaire organique et non pas des deux côtés de ces dernières, comme cela serait en soi également 10 possible. Grâce à l'agencement conforme à la présente invention, on obtient, de manière inattendue, une durée sensiblement plus longue de résistance au feu bien que l'élément composite comporte seulement un panneau de silicate alcalin,, A titre indicatif, mais nullement limitatif, on a représenté 15 scliématiquement au dessin annexé un élément composite conforme à la présente invention. Sur ce dessin : la fig. 1 est une vue en plan d'un élément composite; les figs. 2 et 3 sont des vues latérales de cet élément, et la fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la 20 fig. 1. Sur ce dessin, la référence 1 désigne un élément d'écartement en panneau d'amiante-ciment d'une épaisseur de 5 à 30 mm, par exemple de 25 mm» qui encadre l'élément composite sur trois côtés. Au centre de cet élément d'écartement, est fraisée une rainure qui fait 25 le tour des trois côtés, et d'une profondeur d'environ 15 mm et d'une largeur de 4 mm, dans laquelle sont insérés deux panneaux pare-feu 2 en matériau inorganique, enduits de colle. Un panneau pare-feu présente une épaisseur de 1,5 à 2 mm, par exemple de 1,7 mm, ure teneur en eau de 50 fo et en siliorme coupée de 7,5 #, les pourcents 30 se rapportant chaque fois au poids du silicate alcalin anhydre contenu dans le panneau. Sur les faces des panneaux pare-feu, sont collés des panneaux 3 en polystyrène alvéolaire, d'une épaisseur comprise entre 5 et 100 mm, par exemple de 20 mm. les couches extérieures 4 se composent' 35 de panneaux d1 amiante-ciment 8 vernissé ou non, d'une épaisseur comprise entre 2 et 20 mm, par exemple de 3,2 mm. Deux éléments composites du type décrit sont assemblés par un ressort, de manière à former un joint médian perpendiculaire 9. Deux profilés en U 5 constitués d'un matériau incombustible, par 40 exemple d'amiante, séparent le ressort de la couche-noyau. Les pro- illés en U sont avantageusement collés aussi bien avec la couche-noyau qu'avec le ressort. Grâce à cet agencement, on évite, en cas d'incendie, qu'il ne s'échappe des gaz à travers le joint médian du côté opposé à l'in-5 cendie. Le ressort proprement dit est composé de panneaux d'amiante-ciment 11 et d'un panneau de fibres minérales 6. L'étanchéité du joint est assurée par un plâtre élastique 7 stable à la chaleur,par exemple à base de caoutchouc-silicone» L'ensemble de l'élément composite est pris dans un cadre cons-10 titué de deux profilés en Z. L'interstice 10 compris entre les profilés et la couche extérieure de l'élément composite est rendu étan-che par un plâtre résistant à la chaleur. Au cours d'un essai d'exposition au feu dans un four spécial où, dans la chambre d'exposition au feu, la température atteint 659°C au bout de 10 minutes, 15 821°0 au bout de 30 minutes et 986°0 au bout de 90 minutes, ce n'est qu'après 86 minutes qu'on mesure, sur la face de l'élément composite opposée à l'incendie, une élévation moyenne de la température de 140°C par rapport à la température régnant en dehors du four. Au cours de l'exposition au feu, il ne s'échappe pas de gaz du côté de 20 l'élément composite opposé à l'incendie. Même le joint médian reste fermé pendant toiit l'essai. Grâce à la pièce d'écartement, l'élément ne s'est pas contracté sur les zones marginales au cours de l'essai» Comme on l'a constaté après l'essai, le panneau de silicate alcalin,monté dans l'élé-25 ment,a gonflé en formant une couche alvéolaire non bombée et s'est ancré solidement dans la rainure de la pièce d'écartement. Dans un autre essai d'exposition au feu où, dans la chambre d'exposition au feu, on atteint une température de 659°C au bout de 10 minutes, température qui reste constante, on mesure, après 90 mi-30 nutes, en cinq points différents de la face de l'élément composite opposée à l'incendie, une élévation moyenne de la température de 95 °C paz* rapport à la température régnant en dehors de la chambre0 Cette température est encore nettement inférieure à la température admissible qui est fixée à 140°C au-dessus de la température exté-35 rieure à la chambre. Dans cet essai, il ne s'échappe pas non plus de gaz combustibles ou inflammables du côté opposé à l'incendie. Les joints restent fermés. L'élément composite,représenté au dessin annexé et qui est constitué de deux parties assemblées par un ressort, peut naturelle— 40 ment comporter un nombre quelconque de parties individuelles» Les 69 04200 5 2002386 deux éléments composites extérieurs sont alors pris, chacun, de trois côtés dans la -.:.ièce d'écartement, alors que les parties médianes ne sont pourvues de nièces d'écartement que sur deux côtés se faisant face. Les deux autres côtés forment la rainure dans laquelle s'en~aj~;e un ressort. Le ressort est, comme décrit plus haut, avantageiiser^ent recouvert des deux côtés d'un profilé en U en un matériau incombustible. De cette manière, on obtient -une bonne étan-chéité et en évite ainsi qu'il ne se dégage,dix côté opposé à l'incendie, des gaz combustibles formés à partir de la couche de matière alvéolaire organique faisant face à l'incendie, ce qui contribuerait à une propagation de l'incendie.. Il va sans dire que l'élément composite peut également être d'une seule pièce; dans ce cas, les quatre faces latérales sont crises dans la pièce d'écartement. 69 04200 6 2002386 - hevehdicatioiis - 1.- Elément composite de "orotection contre le feu à couches intérieures en matériau alvéolaire organique et à couches extérieures incombustibles, d'une bonne stahilité mécanique, caractérisé en ce qu'iJ est constitué d'une couche médiane en panneau de silicate 5 alcalin îiyArate sur laquelle est appliquée, de chaque côté, une couche de matière alvéolaire organique,suivie d'une couche extérieure incombustible, au moins deux des faces latérales de l'élément composite se faisant vis-à-vis, exemptes de couches extérieures incombustibles, étant recouvertes d'un panneau en matériau incombusti— 10 ble, stable aux efforts mécaniques, au centre duquel sont fixés les panneaux de silicate alcalin et qui sert simultanément d'élément d'écartement pour les deux couches extérieures» 2.- Les petites faces,non recouvertes de matériau incombustible, des panneaux de silicate alcalin et des deux couches de matiè- 15 re alvéolaire organique sont en retrait par rapport aux petites faces des deux couches extérieures, et dans la rainure ainsi formée s'engage un ressort en un matériau incombustible, 3.'autre extrémité du ressort s'engageant dans la rainure d'un second élément compositec 3.- le ressort et la rainure sont rendus étanches par un pro-20 filé en U en matériau stable à la chaleur qui entoure le ressort.