Brevet FR2319751A1 — publié le 19770225

La présente invention concerne un matériau de construction moulé en forme de briques ou plots de dimensions et formes diverses. Dans la construction traditionnelle des b timents, on utilise très souvent des plots de béton moulé ou des briques en terre cuite. Du fait de leur poids et de leurs qualités mécaniques assez médiocres, de tels matériaux ne peuvent guère convenir qu1à la construction d'ouvrages de faibles dimensions, par exemple des villas familiales. Pour de plus grands ouvrages, par exemple des immeubles, on devra recourir à des matériaux mécaniquement plus résistants, notamment au béton armé ou aux charpentes métalliques combinées avec des éléments préfabriqués. Par ailleurs, le béton armé et les plots de béton présentent des propriétés thermiques et acoustiques peu favorables et, pour une bonne isolation, les parois cnnstituées par de tels matériaux devront être doublées avec interposition d'isolantes tels que la laine de verre ou le plastique expansé. Le présent matériau remédie à ces inconvénients. I1 est caractérisé par le fait que chaque brique ou plot comprend deux parties intimement liées l'une à l'autre sans discontinuité. L'une de ces parties, constituée d'un béton plus rigide et résistant, assure une bonne résistance mécanique à l'ensemble réalisé au moyen desdites briques, tandis que l'autre, constituée d'un béton plus léger et aux propriétés isolantes favorables assure l'isolation thermique et acoustique de celui-ci. La présente invention concerne également un procédé de fabrication desdites briques et un mélange de béton léger et isolant pour la mise en oeuvre de ce procédé. La forme, les dimensions et les proportions relatives des deux phases de la présente brique peuvent autre quelcnnques et dépendent essentiellement des propriétés désirées, c'est-à-dire de la combinaison des propriétés mécaniques et thermiques. A la limite, ctest-à-dire lors de l'emploi d'un béton à la fois résistant, léger et thermiquement isolant, la phase de béton lourd et compact peut être d'épaisseur très faible ou même nulle, ce qui simplifie le procédé de fabrication décrit plus loin. Le poids de la présente brique est remarquablement peu élevé; à résistance égale, il peut ne se monter qu'à un tiers environ de celui d'une brique de béton classique. Cette propriété facilite considérablement le travail de construction et rend celui-ci très économique. 'invention sera mieux comprise, et d'autres buts caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - les figures 1 et la représentent schématiquement, vue d'en haut et en coupe latérale suivant la section A-A, une forme d'exécution de la présente brique; - les figures 2 et 2b représentent, vue d'en haut et latéralement suivant la section B-B, une autre forme d'exécution; - la figure 3 représente une brique d'angle correspondant à la forme de la figure 1; - la figure 4 représente une brique d'angle correspondant à la forme de la figure 2; - la figure 5 est une autre brique d'angle;; - la figure 6 représente un élément intermédiaire; - la figure 7 représente un mur construit avec les briques des figures I et D; - la figure 8 représente un mur construit avec les briques des figures 2 et 4; - les figures 9 et 10 représentent d'autres formes de briques, celle de la figure 10 étant destinée à la construction de bâtiments à plusieurs étages; - les figures et 11a représentent, vue par dessus et de face, une brique de type particulièrement léger; la figure 11b un élément intermédiaire et la figure lic, la brique d'angle correspondante; - la figure 12 illustre le procédé de mise en oeuvre par emboîtage des briques de l'invention; - la figure 13 représente schématiquement en perspective un plot de coffrage;; - la figure 14 représente un mur monté au moyen des plots de la figure 13; - la figure 15 représente une maison en construction au moyen des plots de la figure 13, et - la figure 16 représente une brique pour galandages. La brique représentée au dessin se compose de deux parties, indiquées généralement E et I, intimement soudées l'une à l'autre sans. solution visible de continuité. La partie E est constituée d'un béton plus rigide que celui de la partie I; ce dernier est par contre un meilleur isolant thermique et phonique. On notera que la division, indiquée au dessin, en parties E et I est arbitraire, l'épaisseur réelle de la partie E pouvant autre quelconque; elle peut avoir quelques cm, se limiter à quelques mm (surface extérieure) ou meme manquer complètement. Dans une forme de réalisation préférée, l'épaisseur de la couche E aura 6 à 7 cm sur une épaisseur totale de 20 cm. Une telle brique aura les dimensions suivantes : 40 x 20 x 20 cm. La présente brique peut présenter à sa surface extérieure des éléments dsemboStage en relief lui permettant, lors de la construction d'un ouvrage, de s'ajuster exactement à ses voisines de manière que les faces de l'ensemble ainsi construit présentent une régularité et une planéité telles que la finition ultérieure de ces surfaces soit nulle ou réduite au strict minimum. Ainsi, dans les exemples représentés au dessin, ces éléments d'emboîtage sont oonstitués par les saillies I que présentent deux des faces contigtles d'épaisseur 2 et 3 et, sur les deux autres faces d'épaisseur, par des gorges correspondantes 4; les éléments males 1 d'une brique s'emboitent dans les éléments femelles 4 des briques voisines de manière à constituer un tout rigide pour la solidité duquel un minimum d'adhésif (ciment ou ciment-colle) entre les briques est suffisant. Dans le cas des briques des figures 3, 4, 5 et 11c, les saillies et les gorges forment des angles droits, lesdites briques étant utilisées comme briques d'angle.Le nombre de ces éléments d'emboîtage, par brique, peut être quelconque; ainsi les figures 11, 13, et 16 représentent des briques dont les éléments d'emboItage sont disposés par paires. On notera qu'avec ce mode d'emboîtage, l'intérieur du mur reste à l'abri de l'air et de l'humidité, même en l'absence de crépi ou de revêtement extérieur. Les briques des figures 1, 3, 9, 10, 11, 12 et 16 comportent des jours 5 disposés de manière que lors de la construction (voir figure 7) ceux-ci s'ordonnent régulièrement de brique à brique, ménageant ainsi, dans l'épaisseur du mur, des vides pour l'introduction éventuelle de fers et de ciments. La section de tels passages peut être quelconque (par exemple de 2 à 16 cm de diamètre), ce qui permet également, dans certains cas, d'y introduire les conduits d'alimentation en eau et électricité et les tuyaux de chauffage. Les briques des figures 2 et 4 sont, par contre, aveugles sur la face inférieure mais comportent des éléments intermédiaires ménageant des vides interstitiels horizontaux 7 pour la pose de fers 8 (voir figure 8, 13 et 14). Il est à remarquer que pour l'utilisation de telles briques, on interpose entre elles, lors de leur pose pour l'édification d'un ouvrage, une quantité convenable de ciment colle 9 (voir figure 12) puis qu'on exerce sur chaque brique fraîchement posée et encollée une pesée suffisante pour l'amener de niveau avec sa voisine, le tout de manière que l'excès de ciment-colle s'élimine par les vides 5 ménagés dans l'épaisseur du mur sans provoquer, sur les façades lisses, la formation de bourrelets indésirables, et chaque rang de briques ainsi exécuté restant essentiellement parallèle au précédent. Les briques de la figure 16 sont avantageusement réa lisées uniquement en béton léger et isolant et conviennent particulièrement aux cloisonnements intérieurs (galandages). Le procédé pour la fabrication des présentes briques est caractérisé par le fait qu'on introduit dans un moule à brique une portion de ciment frais constituant l'une des phases de ladite brique puis qu'on lui fait subir un traitement d'homogénéisation par exemple de vibration. On introduit ensuite une autre portion de ciment frais constituant l'autre phase de manière que celle-ci adhère fortement à la première; après nouvelle homogénéisation, on laisse durcir le tout et on démoule la brique. On pourra avantageusement utiliser, pour ce procédé, une machine à mouler les briques de type habituel. De préférence, on commencera par introduire le mélange de béton lourd et compact, de manière à constituer la portion comprenant la face extérieure de la brique. On notera que les moules à briques peuvent être prévus pour donner à la face extérieure un relief décoratif; on préfèrera alors, pour réaliser une telle face, un béton lisse et homogène. Pour des raisons de solidité, les éléments d'emboitage pourront faire partie de la portion de béton lourd, mais cela n'est pas indispensable. En effet, lorsqu'on utilise dans le présent procédé un mélange donnant un béton à la fois mécaniquement résistant et bon isolant, on pourra mouler la brique en utilisant un mélange unique et en introduisant le mélange frais dans leoule en une portion unique. Le mélange de béton servant à constituer la phase compacte et résistante peut être un mélange standard connu de l'homme de métier. Dans d'autres cas, on pourra également utiliser un mélange spécial aux propriétés particulières, notamment si on désire améliorer les propriétés insolantes de ladite phase. Ainsi, dans un tel but, on pourra ajouter au mélange lors du gâchage une certaine proportion d'un matériau convenable pour diminuer la compacité du béton sans en réduire la solidité. A cet effet, l'argile expansé (Leca) et la laine de verre peuvent convenir. Par contre, le mélange de béton léger et thermiquement isolant permettant la mise en oeuvre du présent procédé est caractérisé par le fait qu'il comprend les constituants suivants un liant assurant la prise du mélange lors du durcissement, un matériau fibreux assurant au produit durci une structure alvéolaire douée d'une résistance mécanique suffisante, une charge inerte ou réactive avec les autres ingrédients du mélange, et de l'eau. Comme liant, on peut utiliser des liants commerciaux, par exemple des coiles, des résines naturelles ou synthétiques (par exemple acryliques), et des ciments (par exemple des ciments Portland et Lafarge). Comme matériau fibreux, on peut utiliser des fibres minérales, par exemple la laine de verre, la laine de pierre, l'amiante, etc. Cn peut également utiliser des fibres organiques synthétiques ou naturelles, coton, cellulose, fibres acryliques, etc.. Comme charges on peut utiliser des matériaux divisés ou dispersés minéraux ou organiques, notamment le talc, le mica, le sable, la silice, la sciure et les copeaux de bois, la pierre ponce. De manière générale, la plupart des substances communément utilisées dans l'industrie des bétons et ciments peuvent convenir. Pour mélanger les divers ingrédients choisis avec l'eau de gachage, on peut utiliser les moyens habituels, par exemple une bétonnière. Les proportions relatives des divers ingrédients du présent mélange sont très variées et dépendent des propriétés à conférer au ciment durci. Par exemple, suivant une composition préférée, on utilisera les ingrédients et proportions suivants pour 10 kg de mélange frais Ciment Lafarge : 0,8 à 2 kg Sable : 1 à 3 kg Ciment Portland : 2,8 à 5 kg Laine de verre : 5 à 20 g, Cîe reste étant de l'eau Mica : C)27 à 1,2 kg De manière générale, la légèreté du ciment augmente avec la proportion deAaine de verre. Les exemples qui suivent illustrent l'invention de manière plus détaillée. EXEMPLE 1 : Pour constituer le béton correspondant à la phase I on mélange intimement dans une malaxeuse à béton 3,5kg de ciment Portland, 1,5 kg de ciment Lafarge noir, 1 kg de sable de carrière fin, I kg de mica, 10 g de laine de verre, et Il 1 d'eau. Par ailleurs, pour constituer le mélange de la phase E, on gâche une quantité de béton standard composée de sable et de ciment et on coule celui-ci dans un moule à brique de manière à constituer, au fond de celui-ci, une couche de béton ordinaire d'environ 6 à 7 cm. Puis, après avoir soumis cette première phase E à un traitement d'homogénéisation, par exemple par pression et vibration, on introduit dans le moule le mélange I ci-dessus jusqu'à former une épaisseur totale de 20 cm. Après nouvelle homogénéisation, on laisse durcir le tout et on démoule la brique. Une telle brique, conforme à la figure I et mesurant 40 x 20 x 20 cm , ne pèse que 10 kg environ contre 22 kg pour une brique ordinaire de mêmes dimensions. La précision de fabrication de cette brique et ses moyens d'emboîtage permettent des temps de construction 10 fois inférieurs à ceux correspondant aux matériaux habituels. Pour augmenter encore cette vitesse, on recommande d'utiliser du ciment-colle entre les briques, cependant, du mortier normal peut également être utilisé. Dans le cas de l'utilisation de la brique du présent exemple, la façade d'une contruction ainsi exécutée sera constituée, sur 6 à 7 cm d'épaisseur, de béton terminé ne nécessitant aucune finition ultérieure. Le reste de l'épaisseur du mur (13-14 cm) sera isolant. De telles parois permettent d'économiser de 30 à 50% du combustible de chauffage. De plus, le mélange de béton léger décrit ci-dessus possède une remarquable résistance à la chaleur et résiste à une température de 1 800 OC sans éclater. On notera encore que la présente brique peut également servir à exécuter des coffrages. EXEMPLE 2 Comme décrit à l'exemple 1, on prépare le mélange suivant destiné à la phase extérieure E de la brique: Ingrédients parties en poids Ciment Portland 2 Ciment Lafarge 0,3 Leca (argile expanse) 10-20mm 1,7 Leca, 3-10 mm 1,6 Sable 8 Chaux 1 Eau 8 Par ailleurs, on prépare le mélange T suivant destiné à constituer la phase isolante de la brique Ingrédients Parties en oids Ciment Portland 5 Ciment Lafarge 1,5 Chaux 1,5 Mica vermiculite (granulométrie 0,01-0,08 ou 0,01-0,2) 3,5 Laine de verre 0,05 Résine d'étanchéité 1 Eau 6 On procède au moulage de la brique comme décrit à l'exemple 1 en utilisant le mélange I pour la partie intérieure I (1 à 10 cm) et le mélange E pour la partie extérieure E. Un mur réalisé au moyen de telles briques selon modèles représentés au dessin (voir figures 9, 10 ou Il), assemblées au ciment-colle suivant le procédé décrit plus haut présente des parois lisses. La finition intérieure se fera, soit au ciment-colle, soit au plate sur lequel on appliquera la tapisserie ou la peinture. Une telle paroi ne brûle pas ni ne se fissure en cas d'incendie. Elle ne font qu'entre 2 500 et 3 000 OC et son coefficient de sécurité est particulièrement élevé. D'autre part, grâce à ses qualités isolantes, elle permet de réaliser d'intéressantes économies de chauffage et de climatisation. On notera encore que le présent mélange isolant (phase I) peut être utilisé conjointement à un mélange de béton compact quelconque (phase E). EXEMPLE 3 La formule de ciment donnée dans le présent exemple donne un ciment léger, isolant et remarquablement résistant mécaniquement. Elle convient particulièrement pour la phase ] de briques dans lesquelles l'épaisseur de la partie E (béton classique) est faible ou même nulle. Ingrédients Parties en poids Ciment Portland 1,7 Ciment Lafarge 0,3 Laine de verre 0,01 Chaux 1 Leca ( 10-20) 0,5 Leca (0 3-10) 1,7 Leca ( 0,3) 4 Eau 4,5 On peut améliorer l'imperméabilité du ciment de cette formule en ajoutant au mélange 0,1 à 0,3 parties de cimentcolle. il est à noter que le ciment de la présente formule peut très bien servir, dans certains cas, pour constituer la portion E des présentes briques,lemetangeservantàconGituer la portion I pouvant alors être, par exemple, le mélange I de l'exemple précédent. 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 suivant son esprit et muses en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Matériau de construction en forme de brique ou plot de construction, caractérisé par le fait qu'il se compose de deux parties intimement soudées l'une à l'autre, l'une d'entre-elles constituée d'un béton compact, rigide et mécaniquement résistant mais de propriétés isolantes médiocres et l'autre constituée d'un béton léger et thermiquement isolant. 2. Procédé pour la fabrication du matériau suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on introduit dans un moule à brique une portion de mélange de béton frais de façon à constituer l'une desdites parties, qu'on introduit dans le moule une portion de béton frais correspondant à l'autre partie de manière que cette seconde portion adhère fortement à la première, qu'on homogénise et laisse durcir le tout et qu'on démoule la brique. 3. Mélange de béton léger et thermiquement isolant pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 2, caractérisé par le fat qutil comprend un liant assurant la prise du mélange lors du durcissement, un matériau fibreux conférant au produit durci une résistance mécanique suffisante et des propriétés d'isolation thermique et acoustique, une charge et de l'eau. 4. Brique suivant la revendication 1,caractérisée par le fait qu'elle présente à sa surface extérieure des éléments d'emboitage en relief lui permettant, lors de la construction d'un ouvrage, de s'ajuster exactement à ses voisines de manière que les faces de l'ensemble ainsi construit présentent une régularité et une planéité exceptionnelles ne requérant qu'un minimum de finition ultérieure. 5. Brique suivant l'une des revendications 1 et 4, caractérisée par le fait qu'elle présente sur deux de ses faces d'épaisseur contigties au moins une saillie longitudinale et, sur les deux autres faces latérales, une gorge correspondante, ces éléments étant agencés de manière que lors de la pose des briques, la saillie de chacune d'elles vienne s'emboîter dans la gorge de sa voisine. 6. Brique suivant l'une des revendications I et 4, caractérisée par le fait que lesdits éléments d'emboîtage sont agencés pour que, une fois les briques posées, l'air extérieur ne puisse pratiquement pas pénéter dans l'épaisseur du mur formé par celles-ci. 7. Brique suivant l'une des revendications 1 et 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte des jours disposés de manière que, lors de la construction, ceux-ci s'ordonnermt régulièrement de brique àbriquemUgean$nsi les vises nécessaires à l'introduction des fersldu ciment de construction, et, éventuellement des conduits d'eau, de chauffage et d'électricité. 8. Brique suivant l'une des revendications 1, 4 et 5, caractérisée par le fait que la portion du volume de la brique comprenant sa face extérieure est cnnstituée de la phase de béton lourd, le restant, y compris la face intérieure, étant constitué de l'autre phase. 9. Brique suivant l'une des revendications 1, 4 et 5, caractérisée par le fait que la saillie (et la gorge) de sa face supérieure (respectivement inférieure) forme un angle droit, la brique ainsi agencée constituant une brique d'angle. 10. Brique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ses deux parties sont constituées d'un béton unique alliant une bonne résistance mécanique à un coefficient d'isolation thermique élevé. 11. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est effectué mécaniquement au moyen d'une machine à mouler les briques. 12. Procédé suivant l'une des revendications 2 et 10, caractérisé par le fait qu'on introduit en une fois dans le moule la quantité de mélange convenable pour obtenir une brique à la fois mécaniquement résistante et thermiquement isolante, qu'on vibre la masse totale et qu'on laisse durcir le tout. 13. Mélange de béton isolant suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le liant est constitué de ciments, la charge de matériaux divisés minéraux ou organiques et le matériau fibreux de fibres organiques ou minérales. 14. Mélange de béton isolant suivant l'une des revendications 3 et 13, caractérisé par le fait qu'il comprend du ciment, du mica, du sable et de la laine de verre. 15. Mélange de béton suivant la revendication 3 possèdant à la fois d'excellentes qualités mécaniques et d'isolation, caractérisé par le fait qu'il contient, entre autres ingrédients, de l'argile expansée (Leca). 16. Procédé de construction de bâtiments mettant en oeuvre les matériaux des revendications 1, 4 et 7, caractérisé par le fait que, lors de la pose des briques pour l'édification d'un mur, on interpose entre celles-ci une quantité convenable de ciment-colle puis qu'on exerce sur la brique fraîchement encollée et posée une force suffisante pour l'amener de niveau avec sa voisine, le tout de manière que l'excès de ciment-colle s'élimine par les vides ménagés dans l'épaisseur du mur sans provoquer sur les façades, qui restent lisses, la formation de bourrelets extérieurs, chaque nouveau rang de briques ainsi exécuté restant essentiellement parallèle au précédent.