Brevet FR2281465A1 — publié le 19760305

L'invention est relative à un panneau de construction monolithique multicouche, pour la fabrication de murs, cloisons, plafonds et éléments de construction analogues, ainsi qu'à un procédé de fabrication de tels panneaux de construction. L'invention a pour but de créer un tel panneau de construction dans lequel non seulement une liaison impeccable et de qualité particulièrement bonne soit assurée entre les diverses couches de compositions différentes, en sorte que lton peut considérer à bon droit ce panneau comme "monolithique", mais dans lequel encore se produise une division particulièrement favorable et optimale des diverses fonctions que doit assumer un tel panneau de construction lorsqu'il est mis en oeuvre dans un bâtiment.L'invention a également pour but de fabriquer le panneau de construction à l'aide de matériaux qui ont certes des compositions différentes mais qui sont apparentés par leur nature encans lesquels il ne peut donc se produire ni défauts d'homogénéité gênants en ce qui concerne la structure physique, ni discontinuité dans les zones de transition entre les diverses couches.Dans le panneau de construction conforme à l'invention, il n'apparait donc, à l'intérieur de la masse de celui-ci, aucune hétérogénéité gênante en ce qui concerne lestropriétés physiques, malgré les différences existant entre les diverses couches et malgré l'activité différente de celles-ci; on est au contraire assuré d'une transition continue et d'un comportement essentiellement analogue entre ces couches, dans des conditions diversement variables telles que compression, température, humidité et autres. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, les susdits buts de celle-ci sont atteints grâce au fait qu'au moins une couche du panneau de construction est formée d'un mélange lié par un liant minéral et contenant introduit d'addition céramique 3 dont la densité apparente est supérieure à 250 kg/m3, de préfé- rence à 380 kg/m3, alors qu'au moins une autre couche est formée d'un mélange convenablement lié et contenant un produit d'addition céramique dont la densité apparente est inférieure à 180 kg/ m3, de préférence à 130 kg/m3, la oules couches contenant en mélange le produit d'addition le plus léger étant disposées contre au moins l'une des surfaces de plus grande étendue de la ou des couches contenant en mélange le produit d'addition le plus dense. Avec le panneau de construction multicouche présentant les caractéristiques de l'invention qui viennent d'être définies, on obtient un corps en panneau réellement monolithique dont, aux points de vue mécanique et physique, les couches forment ensemble une unité idéale, bien que chacune de ces couches assume une fonction principale qui lui est propre conformément aux prescriptions et en raison de sa composition; plus précisément, la fonction principale est une fonction portante pour la couche contenant en mé lange le sroduit d'addition le plus dense et elle est une fonction ou a'isolation d'amortissement/pour la couche contenant en mélange le produit d'addition le plus léger. En outre, le corps massif composite, qui constitue le panneau de construction conforme à l'invention,répond impeccablement aux exigences de la pratique en ce qui concerne la capacité d'amortir suffisamment les bruits. Malgré son agencement massif, le panneau de construction conforme à l'invention est, de tous côtés, chaud aukoucher et capable de diffuser la vapeur d'eau, ce que l'on peut attribuer à la proportion élevée de produit d'addition céramique que l'on trouve dans les deux couches ou dans toutes les couches. Cette proportion de produit d'addition céramique dans les mélanges, qui est commune du panneau aux deux couches ou à toutes les couche#, a pour conséquence cette étroite parenté des matériaux de ces couches à laquelle sont dues la grande homogénéité matérielle et l'unité physique de la structure du panneau de construction. Dans le cadre de l'invention, on peut utiliser toutes sortes de matériaux répondant à la définition susindiquée pour en faire les couches des panneaux de construction conformes à l'invention. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le mélange contenant le produit d'addition le plus dense, qui est utilisé dans le cadre de l'invention, contient, au moins en majeure partie, de l'argile soufflée, ayant de préférence une granulométrie inférieure à 25 mm. Le mélange contenant le produit d'addition le plus léger contient avantageusement, au moins en majeure partie, de la perlite, de la vermiculite ou du sable minéral soufflé analogue, ayant de préférence une granulométrie inférieure à 5 mm. On a constaté en outre qu'il était avantageux de constituer la teneur résiduelle du mélange contenant le produit d'addition, teneur qui est au maximum de 40% en poids, dans l'une au moins des couches du panneau de construction, au moins en majeure partie par du sable léger, tel que sable de pierre ponce, sable de laitier, sable d'argile soufflé, sable de béton poreux ou analogue. Avantageusement, la teneur en sable léger est plus grande dans le mélange contenant le produit d'addition le plus dense, où elle est de préférence égale à 30% en poids environ, que dans le mélange contenant le produit d'addition le plus léger, où elle est de préférence égale à 20% en poids environ. Le sable léger a une granulométrie maximale de 5 mm, de préférence de 3 mm. Le liant de la ou des couches contenant en mélange le pro duit d'addition le plus dense et/ou de la ou des couches contenant en mélange le produit d'addition le plus léger est avantageusement un liant hydraulique, ciment de préférence. Toutefois, il est tout à fait possible, dans le cadre de l'invention, d'utiliser d'autres liants durcissables à froid ou à chaud. L'épaisseur de la ou des couches qui contiennent en mélange le produit d'addition le plus dense et qui servent essentiellement de couches portantes esttlobalement supérieure à l'épaisseur totale de la ou des couches qui contiennent en mélange le produit d'addi tion le plus léger et qui servent essentiellement de couches iso lantes et elle en estde préférence égale au triple environ. Une armature peut être noyée dans la ou les couches contenant en mélange le produit d'addition le plus dense, au cas où le panneau de constuction doit être soumis soit à des contraintes en flexion, soit, tout en étant mince, à de fortes contraintes en compression. L'invention est relative en outre à un procédé pour fabriquer un panneau de construction possédant les caractéristiques définies ci-dessus. Selon ce procédé, on place en couches successives dans un coffrage, à l'état non encore durci, les divers matériaux des tinés à former ces couches, lesquels matériaux contiennent en mé lange le produit d'addition et un liant de préférence hydraulique et sont préparés par exemple avec un rapport eau/ciment compris entre 0,5 et 1,5, après quoi on fait durcir ensemble ces matériaux, de préférence dans une étuve; de cette manière, les matériaux en question se lient intimement pour former un corps composite mono lithique. Dans ce cas, il y a intérêt à placer d'abord dans le coffrage une couche faite du mélange non durci contenant le produit d'addi tion le plus dense, puis à recouvrir cette couche avec une couche faite du mélange non durci contenant le produit d'addition le plus léger. De cette manière, on évite à ces couches de se mélanger de façon incontrôlable, même dans le cas où on procède à un tassement, par exemple à l'aide d'un vibrateur. On peut noyer des armatures dans la couche faite du mélange non durci contenant le produit d'addition le plus dense,pendant sa mise en place dans le coffrage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'argile soufflée, de sable minéral soufflé ni à celle de sable léger tel que sable de pierre ponce, sable de laitier et analogues; au contraire, on peut utiliser, dans le cadre de l'invention, d'autres produits d'addition céramiques ou minéraux tels que gravillon de brique, globulite, etc.Pour influer sur les caractéristiques (par exemple masse volumique , résistance, pouvoir isolant, etc.) des diverses couches à fabriquer, on peut ajouter aux divers mélanges de produits d'addition, en dehors des produits d'addition déjà cités, d'autres matériaux additionnels, minéraux ou organiques, en tant que charges; ces charges, dont les teneurs sont relativement faibles, peuvent être des fibres minérales, de la poudre de laitier ou de verre, des cendres volantes, etc. ou des produits synthétiques et sont destinées à exercer une influence favorable sur la porosité, les propriétés germicides, la climatisation ou la régulation de la teneur en humidité.A cet égard, l'invention n'est nullement limitée aux produits d'addition utilisables qui ont été énumérés jusqu'ici mais elle est susceptible d'être améliorée et complétée d'une manière extrêmement large et diverse. Dans le cadre de l'invention, les matériaux de la couche contenant en mélange le produit d'addition le plus dense devraient en principe posséder approximativement les caractéristiques suivantes, à l'état sec et durci : masse volumique d'au moins 1 000 kg/m3, de préférence supérieure à I 100 kg/m3; résistance maximale à la compression d'au moins 100 kgp/cm2, de préférence supérieure à 160 kgp/cm2; résistance maximale à la traction/flexion supérieure à 10 kgp/cm2, de préférence supérieure à 15 kgp/cm2; coefficient de conductibilité thermique d'au plus 0,47, de préférence inférieur à 0,42 kcal/m2h "C. Les matériaux de la couche contenant en mélange le produit d'addition le plus léger devraient posséder approximativement les caractéristiques suivantes, à l'état défini ci-dessus : masse volumique au plus égale à 900 kg/m3, de préférence inférieure à 780 kg/m3; résistance maximale à la compression de 80 kgp/cm2, de préférence supérieure à 50 kgp/cm2; résistance maximale à la traction/flexion inférieure à 12 kgp/cm2, de préfé rence inférieure à 10 kgp/cm2; coefficient de conductibilité thermique inférieur à 0,25, de préférence inférieur à 0,19 kcal/m2h"C. L'invention va être maintenant exposée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation. Pour fabriquer un matériau devant constituer la couche qui contient en mélange le produit d'addition le plus dense, on commence par mélanger, à 82% en poids d'argile soufflée, 18% en poids d'un sable de pierre ponce ayant une masse volumique de 730 kg/m3 et une granulométrie de moins de 3,0 mm. La teneur de 82% en argile soufflée se décompose en 30% en poids à granulométrie comprise entre 3 et 7 mm et à masse volumique de 490 kg/m3 et en 52% en poids à granulométrie comprise entre 7 et 12 mm et à masse volumique de 610 kg/m3. Par m3 de ce mélange, on ajoute alors 243 1 d'eau et 337 kg de ciment Portland n" 375; le rapport eautciment est ainsi égal à 0,72. Après mélange et coulée, on obtient une masse volumique de 1 360 kg/m3 pour le matériau frais. Au bout de 28 jours, un tel matériau atteint une résistance à la compression de 200 kgp/cm2; lWhasse volumique atteint alors une valeur de 1 284 kg/m3. La masse volumique définitive à sec est égale à 1 152 kg/m3. Pour fabriquer un matériau devant constituer la couche qui contient en mélange le produit d'addition le plus léger, on prépare un mélange de 33% en poids de sable de pierre ponce (de masse volumique égale à 852kg/m3 et de granulométrie inférieure à 3om) et de 67% en poids de perlite (de masse volumique égale à 130 kg/ m3 et de granulométrie allant jusqu'à 4,0 mm). Par m3 de ce mélange, on ajoute 362 l d'eau et 258 kg de ciment Portland ni 375 ; le rapport eau/ciment est ainsi égal à 1,40. Après mélange et coulée, on obtient une masse volumique de 1 454 kg/m3 pour le matériau frais. Au bout de 28 jours, un tel matériau atteint une résistance à le compression de 42 kgp/cm2. La masse volumique définitive à sec est égale à 767 kg/m3. Dans un coffrage mesurant intérieurement 2,735sm x 4,25 m, on commence par placer, sur une hauteur de 22 cm, une couche contenant en mélange le produit d'addition le plus dense; puis, sur cette couche encore humide, on place, sur une hauteur de 6 cm, une couche contenant en mélange le produit d'addition le plus léger. Les deux couches entrent en liaison intime; on les place aussitôt dans une étuve de durcissement et on les décoffre au bout de 3 heures et 40 minutes. On constate que le panneau de construction durci définitivement et fini, dont l'épaisseur est au total de 22 + 6 = 28 cm, a une capacité de respirer extraordinaire (capacité de diffusion de la vapeur) et est chaud au toucher. Avec l'épaisseur en question, sa résistance au passage de la chaleur est D = 0,96 m2h C/kcal. Le panneau de construction se distingue par sa structure minérale fort homogène et peut être travaillé avec des outils simples tels que couteaux, scies et analogues, de façon convenable et sans pré- cautions spéciales, ce qui a un effet favorable en particulier pour la pose de canalisation ou conduites. On évite ainsi les vides qu'il est nécessaire de ménager dans les éléments de construction préfabriqués de la manière usuelle, pour le passage de ces canalisations ou conduites. Avec le panneau de construction conforme à l'invention, il n'est plus nécessaire de tenir compte à l'avance, lors de sa fabrication, de toutes les exigences qui peuvent éventuellement se présenter, en particulier pour le passage de conduites d'eau, canalisations d'éclairage, descentes d'antennes 6 analogues car la pose de ces canalisations et conduites peut toujours être effectuée après coup de façon économique étant donné que la ou les couches du panneau, en particulier celles qui contiennent en mélange le produit d'addition le plus léger, peuvent se travailler aisément. deux Les/couches apparentées par leur nature et liées intimement entre elles assument, chacune pour leur part, les fonctions d'isolation thermique et portantes, selon une répartition dosée de façon optimale, et elles parviennent ainsi à une coopération particulièrement économique et rationnelle, grâce à leurs propriétés différentes qui sont utilisées au mieux et exploitées à plein REVENDICATIONS 1 - Panneau de construction monolithique multicouche, pour la fabrication de murs, cloisons, plafonds et éléments de construction analogues, caractérisé en ce qu'au moins une couche du panneau de construction est formée d'un mélange lié par un liant minéral et contenant un produit d'addition céramique dont la densité apparente est supérieure à 250 kg/m3, de préférence à 380 kg/ m3, alors qu'au moins une autre couche est formée d'un mélange convenablement lié et contenant un produit d'addition céramique dont la densité apparente est inférieure à 180 kg/m3, de préfé 3 rence à 130 kg/m , la ou les couches contenant en mélange le pro- duit d'addition le plus léger étant disposées contre au moins l'une des surfaces de plus grande étendue de la ou des couches contenant en mélange le produit d'addition le plus dense. 2 - Panneau de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange contenant le produit d'addition le plus dense contient, au moins en majeure partie, de l'argile soufflée, ayant une granulométrie inférieure à 25 mm. 3 - Panneau de construction selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange contenant le produit d'addition le plus léger contient, au moins en majeure partie, de la perlite, de la vermiculite ou du sable minéral soufflé analogue, ayant de préférence une granulométrie inférieure à 5 mni. 4 - Panneau de constwction selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la teneur résiduelle du mélange contenant le produit d'addition, teneur qui est au maximum de 40% en poids, dans l'une au moins des couches du panneau de construction, est constituée au moins en majeure partie par du sable léger, tel que sable de pierre ponce, sable de laitier, sable d'argile soufflé, sable de béton poreux ou analogue. 5 - Panneau de construction selon la revendication 4, caractérisé en ce que la teneur en sable léger est plus grande dans le mélange contenant le produit d'addition le plus dense, où elle est de préférence égale à 30% en poids environ, que dans le mélange contenant le produit d'addition le plus léger, où elle est de préférence égale à 20% en poids environ. 6 - Panneau de. construction sebn l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le sable léger a une granulométrie maximale de 5mm, de préférence de 3 mm. 7 - Panneau de construction selon l'une quelconque des re vendications l à 6, caractérisé en ce que le liant de 1a ou des couches contenant en mélange le produit d'addition le plus dense et/ou de la ou des couches contenant en mélange le produit d'additon le plus léger est un liant hydraulique, ciment de préférence. 8 - Panneau de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'épaisseur de la ou des couches qui contiennent en mélange le produit d'addition le plus dense et qui servent essentiellement de couches portantes est globalement supérieure à l'épaisseur totale de la ou des couches qui contiennent en mélange le produit d'addition le plus léger et qui servent essentiellement de couches isolantes et elle en est de préférence égale aukriple environ. 9 - Panneau de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une armature est noyée dans la ou les couches contenant en mélange le produit d'addition le plus dense. 10 - Procédé pour fabriquer un panneau de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on place en couches successives dans un coffrage, à l'état non encore durci, les divers matériaux destinés à former ces couches, lesquels matériaux contiennent en mélanges le produit d'addition et un liant de préférence hydraulique et sont préparés par exemple avec un rapport eau/ciment compris entre 0,5 et 1,5, après quoi on fait durcir ensemble ces matériaux, de préférence dans une étuve. 11 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on place d'abord dans le coffrage une couche faite du mélange non durci contenant le produit d'addition le plus dense, puis on recouvre cette couche avec une couche faite du mélange non durci contenant le produit d'addition le plus léger. 12 - Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'on noie des armatures dans la--couche faite du mélange non durci contenant le produit d'addition le plus dense, pendant sa mise en place dans le coffrage.