Brevet FR2279691A1 — publié le 19760220

La présente invention concerne un élément d'amiante-ciment résistant au feu, à volume constant, se distinguant par un faible poids et une bonne capacité d'usinage. L'application des produits en amiante-ciment pose des exigences urgentes devant ce matériau, notamment la résistance au feu, que l'amiante-ciment courant ne peut pas satisfaire. I1 est notoire qu'un élément d'amiante-ciment ordinaire est susceptible de résister aux grands efforts de traction et de flexion à des températures normales, alors qu'il perd sa résistance par le chauffage, de sorte que la température à laquelle l'amiante-ciment ordinaire est utilisable ne doit pas être supérieure à 400-500 C. L'élévation rapide de la température au-dessus de 5000C provoque d'habitude l'altération de l'amiante-ciment, due aux changements physico-chimiques survenant tant dans la fibre d'amiante que dans la masse de ciment, ainsi que la formation de fissures sous l'effet de la pression de la vapeur d'eau dégagée dans la masse d'amiante ciment.Cette eau ne peut pas fuir librement, vu la faible porosité de 1'amiante-ciment, et cause la détérioration des produits. Les inconvénients susmentionnés sont supprimés par l'élément d'amiante-ciment conforme à la présente invention, présentant une bonne capacité d'usinage mécanique, se composant d'un mélange d'amiante, de ciment et de corps siliceux avec l'addition éventuelle d'autres fibres minérales, éventuellement d'une petite quantité de fibres de cellulose et de déchets traités, provenant de la production de ces éléments ou de la production de l'amiante-ciment courant. L'élément de l'invention est caractérisé en ce qu'il contient jusqu'à 55 % en poids de l'amiante groupe 6, éventuellement 7 à refus au tamis maximal de 40 %, à grandeur de trous de 1,6 mm, de 5 à 30 % en poids de l'addition siliceuse, se composant de 20 à 80 % en poids de perlite expansive et 80 à 20 % en poids de kieselguhr, ou encore 20 à 80 % en poids de perlite expansive et 80 à 20 % en poids de spongilite, la granulométrie de la perliteallant jusqu'à 0,5 mm et la finesse du kieselguhr ou de la spongilite à environ 5 96 de retenue sur le tamis de 0,2, puis 20 à 70 fi en poids de ciment Portland et au moins 3 % en poids de fibres minérales de longueur moyenne supérieure à 10 mm, résistant à la corrosion en milieu alcalin et conservant leur structure fibreuse dans le produit fini, éventuellement de fibres d'amiante groupe 3 avec retenue minimale de 50 % sur le tamis à grandeur de trous de 4,8 mm. Les avantages de l'élément d'amiante-ciment résistant au feu et à volume constant, conforme à l'invention, résident dans le fait qu'il permet de remplacer l'amiante de qualité, utilisée couramment, par des sortes de qualité inférieure, c'est-à-dire par l'amiante groupe 6, éventuellement 7 à retenue maximale de 40 % sur le tamis à grandeur de trous de 1,6 mm, et dans le fait qu'il présente un poids volumétrique faible et une porosité maximale, les propriétés de résistance exigées étant conservées grâce a' la diminution de la quantité du liant de ciment et à l'emploi de la quantité maximale d'un agglomérat choisi convenablement. Un autre avantage de l'élément d'amianteciment consiste dans le fait qu'il présente un bon coefficient de perméabilité à la vapeur d'eau, une conductibilité et une capacité thermiquesbasses et qu'il se prête bien au travail, y compris au clouage et au vissage. Les corps siliceux, tels que la perlite expansive, le kieselguhr et la spongilite, utilisés dans- la combinaison d'apurés l'invention, permettent, d'une part, de remplir les conditions de la préparation d'un produit résistant au feu, en amiante-ciment, c'est-à-dire la liaison de la chaux disponible, due à l'hydratation du ciment Portland, la diminution des variations du volume et la suppression du retrait excessif du produit ainsi que la porosité nécessaire à l'éva- cuation libre de la vapeur d'au, dégagée sous l'action de hautes températures. D'autre part, on réduit le poids volumétrique. La teneur en fractions de poussière, qui caractérise les amiantes à fibres courtes prévus d'après la présente invention, n'influence pas négativement les propriétés physiques et mécaniques des produits, comme c'est le cas de l'amiante-ciment traditionnel. Dans le cas des éléments d'amiante-ciment résistant au feu "non autoclavéstt, ces fractions de poussière constituent l'agglomérat dont les caractéristiques sont voisinesdelcelles des corps siliceux pulvérisés introduits artificiellement; tandis que, dans le cas d'emploi de l'autoclave dans le procédé de fabrication, ces fractions de poussière réagissent sur l'hydroxyde de calcium et contribuent ainsi à la résistance du produit. Pour obtenir l'élément d'amiante-ciment résistant au feu conforme à la présente invention, il faut ensuite réduire la teneur en liant de ciment à la limite indispensable, donnée par les propriétés de résistance exigées. Par l'abaissement de la teneur en liant, le système où les fibres et grains des agglomérats "flottent" dans la masse liante du ciment Portland durci, se transforme en structure en quelque sorte contraire, constituée par les fibres et agglomérats, assemblés par une faible couche de liant contenant des fibres et grains d'agglomérats et permettant d'obtenir un produit présentant. encore 1Fa propriétés mécaniques exigées. Ces structures créent également les conditions nécessaires pour la porosité et l'usinabilité du produit. L'emploi de l'addition combinée perlite expansive-kieselguhr ou perlite expansive-spongilite réunit avantageusement les effets quelque peu-différents de ces corps, surtout la déshydratation et la formation du tapis, ainsi que certaines propriétés des produits, notamment la variation de volume sous l'action de la température et l'humidité. En outre, il permet de diminuer au maximum le poids volumétrique des produits, la fraction de kieselguhr ou de spongilite étant suffisante pour la liaison de la chaux disponible, produite au cours de l'hydratation du ciment, même sans la mise des produits en autoclave et contribue, par la création de nouveaux liants résultant de la réaction sur la chaux, à l'agglomération générale et à l'augmentation de la résistance du produit final. La quantité totale des additions siliceuses est complétée par la fraction de poussière contenue dans l'amiante à fibres courtes. L'influence favorable de l'addition d'une quantité relativement faible de fibres minérales longues, telles que l'amiante à fibres longues, des fibres minérales ou de verre de longueur moyenne supérieure à 10 mm, résistantes à la corrosion en milieu alcalin et conservant leur structure fibreuse dans le produit fini, éventuellement de fibres d'amiante groupe à retenue minimale de 50 % sur le tamis à grandeur de trous de 4,8 mm, réside avant tout dans la fonction de sustentation et de dispersion par rapport aux autres composantes contenues dans la suspension, puis dans l'effet favorable sur la formation du tapis à la filtration, sur l'amélioration de la cohérence du tapis en cours de formation, facilitant la manipulation, et sur l'augmentation de la résistance du produit.La quantité de fibres additionnelles est à choisir en fonction de la teneur totale en agglomérats et du mode de transport de la suspension, compte tenu de la tendance croissante de certaines sortes de fibres au raccourcissement au cours du traitement. I1 est à notifier que les fibres susmentionnées à résistance élevée en milieu alcalin sont de telles fibres minérales ou de verre dont le processus de corrosion était ralenti au point que leurs propriétés fonctionnelles demeurent conservées dans le produit pendant la durée prévue de sa vie. Outre l'addition mentionnée de fractions de fibres longues inorganiques, il est possible d'utiliser avantageusement l'addition de cellulose sulfatique ou sulfitique, de vieux papier, etc., influençant favorablement la création de la monocouche sur le blutoir et par conséquent le rendement de- la machine à mouler, en quantité admissible par rapport au classement du produit donné dans la catégorie A des matériaux ignifuges. Pour la production de l'élément d'amianteciment résistant au feu, conçu d'après la présente invention, il est convenable de travailler avec une concentration initiale de la suspension aqueuse des composants plus grande que pour le formage habituel des plaques sur l'installation à mouler type Hatschkov. L'emploi de la concentration élevée de la suspension des composantes, à vitesse relativement grande de la machine de moulage, est possible grâce à la présence de l'addition combinée perlite expansive-kieselguhr ou perlite expansive-spongilite dans l'étendue mentionnée, qui permet une meilleure homogénéisation des composants et supprime la ségrégation des fractions légères, et améliore également la formation de la couche filtrante, augmente la-vitesse d'enrobage et influence favorablement les eaux traversant le tamis. Pour la fabrication de l'élément d'amianteciment résistant au feu, on procède par exemple comme suit On prépare tout d'abord la suspension de la cellulose, on ajoute de l'amiante en fibres courtes groupe 6, éventuellement 7 â retenue maximale de 40 ffi sur le tamis à grandeur de trouS de 1,6 mm et on additionne la fraction de fibres longues, puis on ajoute les corps siliceux, la boue de retour acquise dans les récupérateurs, les additions accélérant le durcissement du ciment, éventuellement d'autres additions, telles que les déchets durs broyés provenant de la propre production ou de la production de l'amiante-ciment, etc. La suspension obtenue est déshydratée de la façon habituelle sur l'installation Hatschov. Avant la déshydratation, la concentration de la suspension est à ajuster à environ 30 % en poids. Le tapis humide ainsi obtenu est travaillé en produits pressés ou non pressés. Pour accélérer le processus de prise, il est possible de traiter les produits à la vapeur, éventuellement de les "autoclaver". Dans la phase finale, les produits sont desséchés et dimen sionnés. Exemples d'exécution Exemple 1 Composition de la charge initiale 5 kg de la cellulose humide à 30 % de résidu sec 180 kg d'amiante M 6-40 25 kg d'amiante P 3-60 18 kg de perlite expansive 25 kg de spongilite 80 kg de ciment Portland 450 Les produits, préparés sur l'installation de moulage Hatschkov, étaient soumis à la presse, à la vapeur et au durcissement. Le poids volumétrique des plaques obtenues était de 1050 kg/m , la résistance à la flexion axiale jusqu'à 214 kgf/cm2 et la résistance perpendiculaire aux fibres jusqu'à 170 kgf/cm2; la résistance des produits au choc était de 4,9 kgf/cm. Exemple 2 5 kg de la cellulose humide à 30 56 de résidu sec 185 kg d'amiante M 6-40 25 kg de laine minérale 18 kg de perlite expansive 15 kg de diatomite 90 kg de ciment Portland 450 Les produits préparés de manière analogue au premier exemple ont présenté le poids volumétrique de 1050 kg/m3, la résistance à la flexion axiale de 210 kgf/cm2, la résistance perpendiculaire aux fibres de 180 kgf/cm2. Exemple 3 5 kg de cellulose humide à 30 % de résidu sec 180 kg d'amiante M 6-40 23 kg d'amiante P 3-60 33 kg de perlite expansive 10 kg de spongilite 80 kg de ciment Portland 450 Les produits préparés comme dans le premier exemple, sans emploi de la presse, ont présenté le poids volumétrique de 650 kg/m3, la résistance à la flexion axiale de 105 kgf/cm, la résistance perpendiculaire aux fibres de 65-70 kgf/cm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N Elément d'amiante-ciment résistant au feu, à volume constant, se composant d'un mélange d'amiante, de ciment et de corps siliceux avec l'addition éventuelle d'autres fibres minérales, éventuellement d'une petite quantité de fibres de cellulose et de déchets traités, provenant de la production de ces éléments ou de la production de l'amiante-ciment courant, élément caractérisé en ce qu'il contient jusqu'à 55 % en poids de l'amiante groupe 6, éventuellement 7 à retenue minimale de 40 % sur le tamis à grandeur de trous de 1,35 mm, de 5 à 30 '6 en poids de l'addition siliceuse, se composant de 20 jusqu'à 80 % de perlite expansive et 80 à 20 '6 de kieselguhr, ou 20 jusqu'à 80 % de la perlite expansive et 80 à 20 % de spongilite, la granulométrie de la perlite expansive allant jusqu'à 0,5 mm et la finesse du kieselguhr ou de la spongilite à environ 5 Si de retenue sur le tamis de 0,2, puis 20 à 70 % en poids de ciment Portland et au moins 3 % de fibres minérales de longueur moyenne supérieure à 10 mm, résistant à la corrosion en milieu alcalin et conservant leur structure fibreuse dans le produit fini, éventuellement de fibres d'amiante groupe 3 à retenue minimale de 50 % sux le tamis a' grandeur de trous de 4,8 mm.