Brevet FR2007655A1 — publié le 19700109

La présente invention a trait à un procédé de fabrication de pièces en verre cellulaire, d'une grande résistance à l'impact. Comme on le sait déjà, le verre proprement dit, a peu de résistance aux chocs, en raison de sa rigidité élevée, ou,pour mieux dire, en raison de la valeur élevée de son coefficient d'élasticité (entre 500.000 et 1.000.000 Kg/cm2), et de son manque total de fluage. A cause de cela, le verre qui a une dureté surprenante et une résistance à la flexion ou à la traction élevée (de l'ordre de 600 kg/cm2), résiste moins aux chocs que le béton ou la céramique, quoique ces cerniers sont moins durs ou moins résistants à la flexion ou à la compression. Ainsi, par exemple, la faïence ou la céramique émaillée, qui ont une face émaillée par une fine couche vitreuse, résistent mieux aux chocs que le verre pur, en raison du fait que la fine couche d'émail est un peu flexible à cause de sa minceur et que la céramique est relativement élastique. Toutefois, ces matériaux émaillés ont l'inconvénient que l'émail peut se fissurer et-se détacher de la céramique, par site de la différence des coefficients de delatation thermique dudit émail et de la base céramique. D'autre part, la céramique capillaire et hygroscopique, en changeant soa contenu d'humidité, subit des changements de volume qui risquent de fissurer l'émail. La céramique émaillée, comme par exemple la faïence, est capable d'absorber 20% ou davantage d'eau, en raison de quoi, elle subit un ramollissement considérable et, ainsi, l'émail ayant une base nolle, la résistance aux chocs est considérablement diminuée. La résistance de ces matériaux aux gelées est en général très faible et, à cause de cela, leur emploi est considérablement limité. ta présente invention concerne la fabrication, sous une forme identique à, ou différente de, celle de la faïence, de pièces aui Sont fabriquées moresque entièrement e verre, et sont composées d'=ne base de verre cellulaire recouverte d'1a émail de verre. Un serre cellulaire, d'une densité de 0,2 a un coefficient d'élasticité de 20.000 Kg/cm2 et une résistance à la compression de l'ordre de 10. kg/cm. Un verre cellulaire émaillé ayant ces caractéristiques subit des dégats considérables s'il est soumis à des chocs très faibles: une boule de 500 grammes , tombant seulement 'une hauteur de 1cm, cause une destruction de l'émail dans un cercle de 10 an. environ de diamètre et une destruction d'une partie du verre cellulaire.Dans ce cas, on peut dire que 11 élasticité du verre cellulaire a été sufQisamment basse, ruais la résistance à la compression a été si faible, que les -ines parois des ceilules, en s'applatissant, ont en pour résultat un aftaissement de 11 émail. Un verre massif (d'une épaisseur dans l'ardre de 5 mm.) collé à une surface dure, se rompt Sous l'effet du choc de la boule de 500 grammes, lorsque celle-ci tombe d'une hauteur de l'ordre de 4 m Dans ce cas, nn peut dire qle le verre s'est cassé en raison du fait qu'il a un coefficient d'élasticité trop élevé. On observa qu1un verre cellulaire d'un poids spécifique de 1,Q avec un émail de l'ordre de 0,6 mm d'épaisseur, subit lorsque cette boule métallique tombe d'une hauteur de 5 cm., uniquement une petite fissure circulaire (de 2-3 mm.), c'est-à-dire qu'il se comport beaucoup mieux que le verre massif et beaucoup mieux que le verre cellulaire de basse densité, mentionné plus haut. Ceci signifie que le verre cellulaire émaillé, du point de vue de la résistance à l'impact, jouit d'un comportement idéal, déterminé par la densité du verre cellulaire sous-jacent l'émail. D'autres essais, ont démontré également qu'on obtient encore de meilleurs résultats lorsque la densité du verre cellulaire n'est pas uniforme, mais qu'elle est elevée au voisinage de l'émail et qu'elle décroît au fur et à mesure qu'elle s1 éloigne de la couche d'émail précitée. la courbe de cette décroissance semble s'approcher d'une hyperbole, l'une des asymptotes étant tangente avec l'émail (densité jusqu'à la densité du verre massif) et l'autre perpendiculaire (densité théorique 0 et densité pratique idéale de 0.4 environ). Cette structure de densité variable du verre cellulaire dans la meme éprouvette, peut être ootennykn dosant selon des quantités différentes, l'agent générateur du gaz, ou en augmentant la température de cuisson dans la zone la plus éloignée de l'émail. D'autres essais, ont montré aussi que la résistance à l'impact dépend également, à un degré très élevé, de la manière dont est refroidi le verre cellulaire émaillé. Cette résistance peut être augmentée considérablement si on effectue le refroidissement de sorte qu'il restedans la niece,des tensions permanentes et de préférence dissymétriques dans la section géométrique de la pièce, et plus ou moins symétriques dans la section élastique. Exemple de fabrication. Dans un moulin à boules, onpulvérise le verre jusqu'à obtenir une granulométrie telle que 80;, des particules soient inférieures à 0.06 mm. On verse cette poudre dans un mélangeur, en ajoutant 0,5 i-; de craie, 5{e;g d'ébonite et 6 d'eau. Après un pétrissage donnant un mélange intime, on obtient une poudre humide qu'on verse dans le trémie darne presse hydraulique de 150 tonnes, de sorte que cette poudre humide est transformée en plaques de 40 x 40 cm. .Ces pièces sont introduites dans un tunnel de dessiccation où elles se déssèchent pendant 3 minutes environ et, une fois consolidéesyen les nettoie avec un aspirateur et on projete, sur la face de dessous, avec un pulvérisateur, une fine coche d'un mélange d'eau et d'ébonite qui évite que les pièces ne collent à la sole du four. La face supérieure reçoit une fine couche d'émail au moyen d'un appareil émailleur, cet émail étant fait du même verre, avec des colorants, et pouvant entre appliqué sec ou humide. les pièces passent ensuite dans un four annulaire, ou, après un parcours qui dure de trois à sis minutes selon leur épaisseur, elles sont clinkerisées, fondues et dilatées, cette dilatation étant dûe à la craie qui dégage de l'oxyde de carbone.Par suite de cette dilatation les pièces prennent une dimension de 44 x 44 cm. Pour que la sortie des pièces du four soit facile, il est sotd'iaitable- que la pièce subisse un léger refroidissement pendant les dix dernières secondes. La pièces ainsi terminée est sortie du four et est placée scus une presse chauffée ou elle est soumise à un calibrage et, en même temps qu'elle est calibre, elle peut être coupée par un dispositif quelconque d'étampage. la température de cette presse est de l'ordre de 5500C et un peu plus élevée, dans le haut que dans le bas et, étant donné que la température de a presse susdite est plus basse que celle de la fusion du verre, on crée, de cette façon,une prétension permanente. La pièce passe ensuite dans vn four-tunnel de refroidissement, et on la découpe selon les mesures souhaitées avec une scle en carborundum ou en diamant. tes pièces q e l'on obtient ainsi ont une résistance aux chocs très élevée, et pouvent résister à la chute de la boule en fer de 500 grammes d'une hauteur de 10-13 cm. bulles ont un poids inférieur à celui d'un autre matériau céramique émaillé quelconque. leur capacité d'absorbtion d'eau est pratiquerient nulle. Ce matériau est ainsi, comme un matériau émaillé, facilement transportable et maniable. Sa résistance mécanique est très grande. Son emploi est très vaste, autant en raison de sa résistance aux gelées que de son inaltérabilité par l'humidité capillaire et de son hygroscopicité. Comparé à la falence courante,il a tous les avantages de celle-ci augmentées d'autres qualités que n'a pas la faïence ordinaire.0n doit faire ressortir la légèreté de ce matériau et par conséquent sa facilité de transport et de pose, les mesures étant exactes,étant données par étampage. Son impermabilité est totale et,pour les poser, on n'a pas besoin de les mouiller. Enfin les dimensions ne sont pas limitées, et on peut mdme obtenir des panneaux de plusieurs mètres carrés de surface. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon ltesprit de l'invention0 REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de pièces en verre cellulaire ayant une grande résistance à l'impact, et émaillé, caractérisé, e-l ce qu'on règle la formation du verre cellulaire de façon telle queXdans le produit final, la couche de verre cellulaire en contact avec l'émail, ait une densité égale ou supérieure à 0,4 grammes par centimètre cube. 2.- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émail est réalisé par la superposition d'un matériau vitreux sans agent générateur de gaz. 3.- Procédé, selon revendication 1, caractérisé, en ce que l'émail est réalisé par l'élimination partielle de l'effet de l'agent générateur du gaz. 4.- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé, en ce qu'on refroidit le verre cellulaire émaillé rapidement, pour créer, dans sa masse,des tensions permanentes. 5.- Procédé, selon la revendication 4, caractérisé, en ce que ladite pre-tension est excentrique. 6.- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé, en ce qu' on provoque l'action de l'agent générateur du gaz de manière que la densité du verre cellulaire ait un maximum au moins dans une des couches en contact avec l'émail. 7.- Pièces en verre cellulaire émaillé obtenues selon le procédé des revendication 1 à 6.