Brevet FR2063034A1 — publié le 19710702

Le sulfate de calcium hémihydraté (CaSO4, 1/2 H20) est disponible dans le commerce sous deux formes dénommées hémihydrate-P et hémihydrate-o , ce dernier étant préférable pour de nombreuses applications. Selon un article de A. Kruis et H. Spath dans Tonind. Zeitung, 75, pages 341-351 et 395-399 (i951) (voir aussi Ullmann's Encyclopadie der Technischen Chemie, 3e édition (1957), Volume 8, pages 109-116), on prépare de manière classique la forme alpha du sulfate de calcium hémihydraté en soumettant des morceaux de gypsede 10 à 80 mm pendant quelques heures à l'action de la vapeur saturante à 110 - 1500C en autoclave et ensuite en séchant par chauffage la matière transformée et en 1-a broyant. Pour obtenir des cristaux d'hémihydrate-a de la manière la plus favorable, on propose, dans la littérature ci-dessus mentionnée, d'effectuer la conversion en présence de certains additifs facilitant et/ou modifiant la cristallisation de l'hémihydrate-oc et/ou d'additifs améliorant les propriétés de liaison et de durcissement de 1'hémiliydratea obtenu. Dans ce cas, on broie le gypse aussi finement que possible, on le délaye dans de l'eau contenant les additifs et on chauffe le mélange en agitant à l'autoclave. On utilise les additifs en faibles quantités de seulement quelques dixièmes pour cent, de préférence 0,2%, par rapport au poids total du gypse. Ces procédés connus possèdent notamment les inconvénients suivants, Pour obtenir un hémihydrate-z de bonne qualité uniforme, le gypse utilisé doit être de bonne qualité uniforme. Ceci signifie que la matière première doit être sélectionnée et continuellement analysée et qu'il faut, si nécessaire, mettre en oeuvre un traitement préalable. En outre, la quantité de gypse qui peut être traitée dans l'autoclave,dans les procédés connus, est plutôt faible. Selon l'article ci-dessus mentionné de A. Kruis et H. Spath, page 350, lorsque l'on traite le gypse par la vapeur d'eau, on amène le gypse dans l'autoclave dans un godet perforé ou un panier en fil métallique. Lorsque l'on opère avec une suspension de gypse dans l'eau, le rapport eau-gypse est d'environ 1:1. La demanderesse a découvert, selon l'invention, que l'on peut préparer 1'hémihydrate de façon très satisfaisante en traitant le sulfate de calcium, au moins partiellement sous forme d'hémihydrate-, par la vapeur d'eau, à une température de 110 à 1500C à l'autoclave. De préférence, le sulfate de calcium utilisé est sous forme d'articles moulés formés par compression d'un mélange de sulfate de calcium et d'eau. Dans ce procédé, l'utilisation de l'autoclave est beaucoup plus efficace que dans les procédés connus. Dans la préparation des articles moulés, les mélanges à compresser sont de préférence obtenus par mélange de 3 à 9% d'eau avec le sulfate de calcium. La pression de compression utilisée est normalement 2 comprise dans l'intervalle de 100 à soe kg/cm On utilise de préférence I'hémihydrate-P seul comme matière première. L'hémihydrate-P est facilement disponible sur le marché en quantité suffisante, sous forme de gypse pour stuc. Cet hémihydrate-p présente le grand avantage que sa qualité est uniforme, de sorte qu'il n'est pas nécessaire n'analyser en continu la matière première, comme c'est le cas si on utilise de la roche de gypse comme matière première. On mélange la matière première avant de la compresser, en particulier lorsqu'elle consiste uniquement en hémihydrate- de sulfate de calcium, avec de préférence 5 à 7% d'eau, par rapport au poids de la manière première. La forme des moulages obtenus avec le mélange de la matière première et d'eau est de préférence telle que les moulages puissent être empilés avec un espace aussi faible que possible entre eux. A cet effet, on compresse le mélange de préférence sous forme de briques. Les briques peuvent comporter des ouvertures appropriées facilitant l'action de la vapeur. Si les moulages sont compressés sous forme de briques, on peut facilement les empiler, par exemple sur des palettes ou des chariots, et on peut facilement les introduire dans l'autoclave de cette manière. Les moulages compressés sont suffisamment solides pour que leur empilage dans l'autoclave ne présente pas de problème. Si on le désire, on peut ajouter à l'eau que l'on mélange avec la matière première, des additifs facilitant et/ou modifiant la cristallisation de l'hémihydrate-oc et/ou améliorant les propriétés de liaison ou de durcissement de l'hémihydrate-oc. De cette manière, ces additifs qui sont souvent un peu corrosifs peuvent être incorporés dans les moulages compressés de manière qu'ils n'exercent pas d'action corrosive nuisible. En outre, ces additifs sont plus efficaces dans le procédé de l'invention que dans les procédés utilisant une suspension de roche de gypse dans l'eau et, ainsi, on peut les utiliser en plus faibles quantités. Des additifs très appropriés sont les sulfonates habituels et les acides dicarboxyliques organiques, par exemple l'acide succinique,et leurs sels. Par incorporation d'additifs appropriés dans l'eau que l'on mélange à la matière première, on peut former rapidement un hémihydrateg de bonne qualité et ainsi l'efficacité de l'utilisation de l'autoclave est élevée. Avec l'utilisation d'additifs appropriés, un temps de traitement de 1 à 3 heures est généralement suffisant pour transformer les moulages en hémihgdrate-a. Après le traitement à l'autoclave, les moulages sont séchés et broyés de manière classique. On peut, si on le désire, retarder le séchage et/ou le broyage jusqu'à peu de temps avant l'emploi de I'hémihydrate-cc. Dans ce cas, les moulages soumis au traitement par la vapeur d'eau à l'autoclave peuvent être conservés et transportés tels quels. Ceci présente l'avantage qu'il n'est pas nécessaire d'emballer l'hémihydrate oc dans des sacs. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre, de manière très avantageuse, dans des usines de fabrication de briques à partir de sable et de chaux, car celles-ci possèdent l'équipement nécessaire pour la mise en oeuvre du procédé, (mélangeurs, presses, chariots ou pallettes et autoclaves). Dans ces usines, la production normale est souvent arrêtée en hiver et l'appareillage peut alors être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. L'hémihydrate-oc obtenu par le procédé de l'invention a les mêmes propriétés favorables que l'hémihydratea préparé de la manière habituelle à partir de roche de gypse. En conséquence, on peut aussi l'utiliser pour les mêmes applications que cet hémihydrate-cc préparé de la manière habituelle. Une utilisation très appropriée de cet hémihydrate-a est également la préparation de plaques de gypse stratifié. A cet effet, on mélange I'hémihydrate-a avec de l'eau jusqu'à obtenir une suspension pouvant être moulée, après mélange avec des charges et/ou des matières de renforcement, et on place cette suspension entre deux épaisseersde matériau àstratifier, par exemple du carton, une pellicule de matière plastique ou une étoffe textile, munies d'une couche de colle, puis on durcit le produit formé sur une courroie transporteuse au cours de son transport et on la découpe successivement en plaques de dimensions désirées que l'on peut utiliser immédiatement Cette utilisation présente de grands avantages par rapport à la préparation de plaques stratifiées de carton et de gypse connues, pour lesquelles on utilise comme matière première l'hémihydratef (voir Ullmans Encyklopädie der technischen Chemie, volume 4, pages 213-214). Pour la -préparation de panneaux stratifiés gypse-carton, de manière classique, on incorpore la colle dans la suspension d'hémihydrate, ce qui a l'inconvénient que le durcissement de la masse de gypse est influencé par la présence de colle et, en outre, une plus grande quantité de colle est nécessaire que dans le cas où celle des épaisseurs de carton est munie de colle.Cependant, comme l'hémihydrate-|8 nécessite beaucoup plus d'eau pour le mélange en vue de l'obtention d'une suspension moulable, qu'il n'est nécessaire pour la transformation en sulfate de calcium dihydraté, ces panneaux doivent encore être séchés apib le durcissement du produit et le découpage en plaques ou panneaux; a cet effet, comme l'élimination de liteau superflue doit être effectuée soigneusement et, pour la plus grande partie, à travers les épaisseurs de couverture s un dispositif de séchage de grandes dimensions et soigneusement contrôlé est nécessaire. Comme le séchage a lieu lentement dans un tel dispositif de séchage, il est en outre difficile d'adapter la préparation des plaques et leur séchage de manière à rendre tout le procédé continu. Un tel dispositif de séchage n'est pas nécessaire lorsqu'on utilise l'hémihydrateqx comme matière première, qui nécessite beaucoup moins d'eau pour le mélange en une suspension moulable. L'avantage en est que la production de panneaux de gypse peut avoir lieu en continu sans difficulté. Un autre avantage est que l'hémihydratezc donne des propriétés mécaniques beaucoup plus favorables que l'hémihydrate-,B, de sorte que les propriétés mécaniques des panneaux stratifiés de gypse ainsi préparés peuvent être plus avantageuses. Cependant, comme on l'a déjà remarqué, le choix des matériaux à stratifier est beaucoup plus grand lorsqu on utilise l'hémihydrate-o. Tandis qu'avec l'hémihydrateX on ne peut préparer que des panneaux de gypse et de carton, on peut aussi utiliser avec l'hémihydratex, toutes sortes d'autres matériaux à stratifier, tels que des pellicules de matière plastique. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la préparation d'hémihydrate-a par traitement d'une matière première contenant du sulfate de calcium, dans un autoclave pendant- un certain temps avec de la vapeur saturante à une température comprise entre 110 et 150au, caractérisé en ce que l'on utilise au moins en partie de l'hémihydrate-,8 comme matière première, on mélange cette matière première avec 3 à 9% en poids dreau, par rapport à la matière première, on compresse le mélange- en moulages, sous une pression de 100 2 à 500 kg/cm et on soumet ces moulages tels quels au traitement par la vapeur à l'autoclave. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière première consiste en totalité en hémihydrate-p (gypse pour stuc). 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on mélange la matière première avec 5 à 7% en poids d'eau, par rapport à la matière première. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on introduit dans l'eau que l'on mélange avec la matière première, des additifs habituels pour favoriser ou modifier la cristallisation de l'hémihydratea ou pour améliorer les propriétés de liaison ou de durcissement de lthémihydratea obtenu. 5 - Procédé selon 1 'une quelconque des rovendications 1 à 4, caractérisé en ce que lton comprime sous forme de briques le mélange obtenu de la matière première et de l'eau contenant éventuellement des additifs-. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on comprime le mélange en briques comportant des ouvertures appropriées. 7 - Procédé pour la préparation de plaques stratifiées de gypse, par mélange de sulfate de calcium hémihydraté, avec des accélérateurs ou inhibiteurs de durcissement et, si on le désire des charges et/ou des matériaux de renforcement, mélange avec de l'eau pour obtenir une suspension moulable et moulage de cette suspension entre deux épaisseurs d'un matériau à stratifier, durcissement et découpage du produit obtenu en plaques, caractérisé en ce que l'on utilise comme matière première de l'hémihydratea de sulfate de calcium et on utilise une quantité d'eau telle que les panneaux stratifiés n'aient pas à être séchés davantage et en outre le matériau de revêtement est muni d'une couche de colle avant incorporation du sulfate de calcium hémihydraté. 8 - Panneaux de gypse stratifiés obtenus par le procédé selon la revendication 7.