Brevet FR2355787A1 — publié le 19780120

La présente invention a pour objet des compositions de mortier hydraulique pouvant convenir notamment comme enduit mural à usage extérieur ou intérieur, pour la pose ou le jointoiement de carrelages tels que des carrelages de recouvrement muraux, et comme matériau de moulage. Elle concerne également un procédé pour appliquer des compositions de mortier de ce type. Les enduits muraux et les morters utilisés pour la pose ou le jointoiement de carrelages sont préparés en général par gâchage à l'eau d'une composition comprenant un liant hydraulique tel qu un ciment Portland ou du pâtre par exemple, éventuellement en mélange avec une matiere de charge telle que du sable par exemple et un ou plusieurs additifs supplémentaires destinés a leur conférer des propriétés particulières. Il est également connu de confectionner des objets moulés, par exemple des statuettes ou des moulures ornementales, à partir de plâtre ou d'autres liants hydrauliques. Pour améliorer les propriétés mécaniques des mortiers, notamment leur résistance à la fissuration et aux chocs, ainsi que les propriétés rhéologiques des mortiers frais, on a déjà proposé de mélanger des fibres d'amiante au liant hydraulique. Toutefois, l'incorporation d'amiante dans les compositions pour mortiers présente divers inconvénients. I1 en résulte notamment un danger grave pour la santé du fabricant et de l'utilisateur de la composition de mortier à l'état de poudre, à cause du caractère toxique des fibres d'amiante. Par ailleurs, lorsqu'on souhaite un mortier blanc, par exemple dans le but de réaliser un enduit mural blanc ou des joints blancs entre des carreaux céramiques, il s'avère nécessaire d'incorporer aux constituants du mortier un pigment blanc de qualité supérieure, par exemple du bioxyde de titane, de maniere à compenser la teinte grise de l'amiante. L'addition de ce pigment grève évidemment le prix de revient du mortier, sans contribuer pour autant à en améliorer les caractéristiques mécaniques. La Demanderesse a constaté à présent qu'il est possible de remédier à ces inconvénients des compositions connues pour mortiers, en y remplaçant l'amiante par des fibrilles d'un polymère synthétique. En conséquence, l'invention concerne des composithns de mortier hydraulique convenant notamment comme enduit mural, pour la pose et/ou le jointoiement de carrelages et comme matériau de moulage, lesdites compositions comprenant un liant hydraulique et éventuellement une matière de charge et des additifs, le perfectionnement consistant en ce que les compositions contiennent entre 0,05 et 3 % en poids de fibrilles d'un polymère synthétique et entre 0,05 et 0,5 Z en poids d'un agent mouillant du polymère, le solde étant constitue par le liant, la matière de charge et les additifs éventuels, en proportions connues en soi pour les mortiers hydrauliques. Les fibrilles dont il est question dans les compositions de mortier suivant l'invention sont une structure spécifique de la matière polymère. Elles consistent en un agrégat d'une multitude de filaments très ténus, d'aspect pelliculaire, connectés entre eux de manière à former un réseau tridimensionnel. D'aspect floconneux, les fibrilles ont une forme oblongue ; leur longueur varie de 0,5 à 50 mm environ et leur diamètre de quelques microns à 5 mm environ. Elles sont caractérisées par une surface spécifique élevée, supérieure à 1 m/g et même, dans beaucoup de cas, à 10 m/g. Les fibrilles utilisées dans la composition de mortier suivant l'invention ont de préférence une longueur sensiblement comprise entre 0*5 et 15 mm et un diamètre inférieur à 0,5 mm. D'une manière générale, tous les polymères aptes à être filés conviennent pour la fabrication des fibrilles utilisées dans les compositions de mortier suivant l'invention. A titre d'exemple, on peut citer les polyoléfines, les polyamides, les polyesters thermoplastiques, les polyuréthanes, les polymères vinyliques et les polymères acryliques. Suivant l'invention, on peut avantageusement utiliser des fibrilles en polyéthylène, en polypropylène ou en polyfluorure de vinylidène. Les fibrilles utilisées dans les compositions de mortier suivant l'inven- tion peuvent par exemple être fabriquées en soumettant un mélange biphasique d'un polymère à l'état fondu et d'un solvant, à une détente brusque au travers d'un orifice approprié, comme décrit notamment dans les brevets français 1 596 107 du 13 décembre 1968, 2 148 449 et 2 148 450 du ler août 1972 et dans les brevets belges 811 778 du ler mars 1974 et 824 844 du 17 janvier 1975, tous au nom de la Demanderesse. En variante, les fibrilles utilisées dans les compositions de mortier suivant l'invention peuvent évidemment être fabriquées par d'autres procédés, par exemple par l'un ou l'autre des procédés décrits dans les brevets français 1 214 157 du 10 juin 1958 et 1 472 989 du 24 septembre 1965, au nom de E.I. du Pont de Nemours and Co. Dans ces procédes de fabrication, on obtient toutefois des mèches fibrillées continues, qu'il convient ensuite de déchiqueter, par exemple par broyage, pour obtenir des fibrilles utilisables dans les compositions de mortier suivant l'invention. L'agent mouillant utilisé suivant l'invention a pour fonction d'assurer une distribution homogène des fibrilles, lorsque les compositions de mortier sont gâchées à l'eau, au moment de leur utilisation. Il peut par exemple être choisi parmi les éthers cellulosiques, le polyacétate de vinyle, l'alcool polyvinylique et la caséine. Le liant hydraulique peut comprendre n'importe quel liant habituellement utilisé dans les mortiers hydrauliques, par exemple de la chaux hydraulique, du plâtre, des ciments tels que le ciment Portland, les ciments de hauts fourneaux, les clinkers. Suivant le type de liant utilisé, il peut être nécessaire ou avantageux d'incorporer une matière de charge à la composition de morutier, en quantités variables suivant la nature du liant, sa granulométrie ainsi que la variété et la granulométrie de la matière de charge. D'une manière connue en soi, la matière de charge peut par exemple comprendre du sable, de la vermiculite, de la perlite, des particules de verre. Le sable éventuellement utilisé dans les compositions de mortier suivant l'invention peut être un sable naturel (par exemple du sable de sabliere) ou un sable artificiel tel qu'un poussier résultant du concassage de roches dures ou de la granulation d'un laitier de haut fourneau. Dans les compositions de mortier suivant l'invention, la teneur en fibrilles est réglée en fonction des propriétés recherchées pour le mortier. Suivant l'invention, la teneur en fibrilles est sensiblement comprise entre 0,05 et 3 Z en poids de la composition de mortier. La teneur limite inférieure correspond a celle pour laquelle l'action des fibrilles sur les propriétés du mortier devient perceptible, tandis que la teneur limite supérieure est celle au-delà de laquelle les fibrilles ont une action défavorable sur les performances mécaniques du mortier. Suivant l'invention, la teneur en agent mouillant des compositions de mortier est sensiblement comprise entre 0,05 et 0,5 % en poids de la composition de mortier. La teneur en agent mouillant dépend de la nature de l'agent mouillant, ainsi que de la nature des fibrilles, de leurs dimensions et de leur quantité dans la composition de mortier. Elle doit être suffisante pour assurer un mouillage efficace des fibrilles et leur dispersion sensiblement homogène dans l'eau. Les compositions de mortier suivant l'invention peuvent éventuellement comprendre des additifs communément utilisés pour conférer des propriétés particulieres aux enduits ou mortiers hydrauliques, par exemple des fluidisants, des accélérateurs ou retardateurs de prise, des epaississants, des plastifiants, des hydrofuges, en quantités connues en soi dans les compositions de mortiers hydrauliques. Les compositions de mortier suivant l'invention trouvent une application dans la préparation de mortiers hydrauliques destinés notamment à l'application d'enduits muraux intérieurs ou extérieurs, à la pose ou au jointoiement de carrelages, ainsi qu'au moulage d'objet tels que des statuettes ou des moulures ornementales. Les compositions de mortier suivant l'invention présentent l'avantage appréciable de permettre l'obtention de mortiers dotés de propriétés mécaniques élevées, au moins égales à celles obtenues à partir de compositions de mortiers connues contenant de l'amiante, tout en supprimant les inconvénients inhérents à l'amiante. Toutes autres choses étant égales, les mortiers obtenus à partir des compositions suivant l'invention présentent l'avantage supplémentaire d'être moins sujets à la fissuration que les mortiers ou enduits connus. Par ailleurs, grâce à l'utilisation de fibrilles de polymère blanc, les compositions de mortier suivant l'invention présentent-l'avantage de se prêter à la réalisation d'enduits muraux ou de joints de mortier entre carrelages dont le degré de blancheur est supérieur à celui des enduits ou mortiers connus contenant simultanément de l'amiante et un pigment blanc tel que du bioxyde de titane. L'invention permet en outre, dans ce cas, de s'affranchir de la présence de pigment blanc dans la composition de morutier, ce qui en réduit le prix de revient. Il est toutefois bien évident que les compositions de mortier suivant l'invention se prêtent également à la réalisation d'enduits muraux colorés, de joints colorés entre carreaux céramiques et d'objets moulés, colorés. Il suffit en effet, dans ce cas, d'incorporer un pigment à la composition de mortier suivant l'invention, tel que par exemple, suivant la teinte recherchée, des particules d'oxyde chromique, d'oxyde plombique, de chromate de plomb ou de noir de carbone. En variante, les fibrilles peuvent etre imprégnées d'un pigment. Dans une forme de réalisation particulière des compositions de mortier suivant l'invention, une matière de charge est incorporée au polymère utilisé pour la fabrication des fibrilles, de manière à conférer à celles-ci l'une ou l'autre propriété particulière. A titre de matière de charge, on peut par exemple incorporer au polymère du kaolin, de la silice, des craies broyées ou un pigment. Dans une autre forme de réalisation particulière des compositions de mortier suivant l'invention, destinée plus particulièrement à la fabrication de mortiers blancs, le liant hydraulique comprend du ciment blanc ou du plâtre, et la matière de charge éventuellement présente comprend du sable blanc. Dans une forme de réalisation avantageuse des compositions de mortier suivant l'invention, la teneur en fibrilles de polymère est sensiblement comprise entre 0,2 et 1 % en poids de la composition. Dans une forme de réalisation préférée des compositions de mortier suivant l'invention, l'agent mouillant est un éther cellulosique, tel que de la méthylcellulose, qui présente l'avantage de constituer, par la même occasion, un épaississant du mortier. L'invention est également relative à un procédé d'application d'un enduit sur une paroi, suivant lequel on mélange intimement un liant hydraulique et éventuellement une matière de charge et/ou des additifs, avec de l'eau en quantité suffisante pour produire une pâte malléable, et on étend une couche de ladite pâte sur la paroi, procédé dans lequel on mélange à la pâte entre 0,05 et 3 Z de fibrilles d'un polymère synthétique contenant éventuellement un pigment et entre 0,05 et 0,5 % d'un agent mouillant du polymère, les quantités de fibrilles et d'agent mouillant étant exprimées en pour cent du poids de matières sèches de la pâte. Le procédé suivant l'invention trouve notamment une application dans le recouvrement des façades de bâtiments avec un enduit protecteur et décoratif blanc ou coloré. L'invention concerne aussi un procédé d'application d'un revêtement céramique sur une paroi, suivant lequel on lie des carreaux céramiques à la paroi au moyen d'un mortier malléable contenant un liant hydraulique, éventuellement une matière de charge, des additifs et de l'eau, caractérisé en ce que les additifs comprennent, en poids de matières sèches du mortier,entre 0,05 et 3 Z de fibrilles d'un polymère synthétique contenant éventuellement un pigment et entre 0,05 et 0,5 Z d'un agent mouillant du polymère. Ce procédé suivant l'invention est notamment utilisable pour appliquer un revêtement de carreaux céramiques sur une cloison verticale en maçonnerie d'un bâtiment. Dans le procédé suivant l'invention, la quantité d'eau de gâchage de la pâte ou du mortier malléable dépend de la nature et de la granulométrie du liant, de la nature et de la granulométrie de la matière de charge éventuellement utilisée, ainsi que des proportions pondérales de liant et de matière de charge. Les quelques exemples d'application qui vont suivre ont pour but d'illustrer l'invention sans toutefois en limiter la portée. Première série d'essais On a préparé trois enduits muraux à partir de trois compositions de mortier différentes, à base de ciment blanc et de sable blanc. L'exemple 1 concerne une composition de mortier antérieure à l'invention, contenant de l'amiante, tandis que les exemples 2 et 3 concernent deux formes de réalisation particulières de la composition de mortier suivant l'invention, exemptes d'amiante. Dans chaque essai, on a mesuré la résistance à la flexion et le module d'élasticité de enduit, 28 jours après son application, et on a calculé le rapport de ces deux grandeurs, qui est une mesure de la résistance de l'enduit à la fissuration. On a par ailleurs relevé le degré de blancheur de l'enduit, exprimé par le rapport, en pour cent, du facteur de réflexion diffuse de l'enduit, au facteur de réflexion diffuse de l'oxyde de magnésium pur, ces deux facteurs de réflexion étant mesurés dans la portion violette et bleue du spectre. Exemple 1 On a appliqué un enduit sur un mur vertical en maçonnerie à partir d'une composition de mortier antérieure l'invention, contenant ciment blanc : 460 g sable blanc : 460 g charge isolante : 40 g méthylcellulose : 5,5 g amiante 27,5 g bioxyde de titane : 7,5 g eau de gâchage : 40 % en poids de la composition 28 jours après son application, l'enduit a présenté les caractéristiques suivantes Résistance à la flexion (Rf) : 36,5 kg/cm2 Module d'élasticité (E) : 525 kg/cm2 Rapport Rf:E : 6,9 % Degré de blancheur : 69 % Exemple 2 On a appliqué un enduit sur un support vertical en maçonnerie, à partir de la composition de mortier suivante, conforme à l'invention ciment blanc : 460 g sable blanc : 460 g charge isolante : 40 g méthylcellulose 5,5 g fibrilles de polyéthylène : 10 g eau de gâchage : 42 % 28 jours après son application, l'enduit a présenté les caractéristiques suivante : Résistance à la flexion (Rf) : 34 kg/cm2 Module d'élasticité (E) : 450 kg/cm2 Rapport Rf:E : 7,6 % Degré de blancheur : 72,5 % Exemple 3 On a répété l'essai de l'exemple 2 avec une composition de mortier conforme à l'invention, contenant ciment blanc : 460 g sable blanc : 460 g charge isolante : 20 g méthylcellulose 5,5 g fibrilles de polyéthylène : 10 g eau de gâchage : 40 Z 28 jours après son application, l'enduit a présenté les caractéristiques suivantes Résistance à la flexion (Rf) : 38 kg/cm Module d'élasticité (E) : 530 kg/cm2 Rapport Rf:E : 7,2 Z Degré de blancheur : 72 X On a consigné au tableau I suivant, les résultats obtenus avec les enduits des exemples 1 à 3. TABLEAU I Exemple Résistance à Module Rapport Degré de blancheur NO la flexion d'élasticité Rf:E (Z) (kg/cm2) (kg/cm2) (%) i ~ 36,5 525 6,9 69 2 34 450 7,6 72,5 3 38 530 7,2 72 On observe que les enduits obtenus à partir des compositions de mortier conformes à l'invention (exemples 2 et 3) présentent une résistance à la fissuration (exprimée par le rapport Rf:E) supérieure à celle de l'enduit obtenu à partir de la composition de mortier de l'exemple t, antérieure à l'invention. Par ailleurs, les enduits des exemples 2 et 3 (conformes à l'invention) présentent un degré de blancheur supérieur a celui de l'enduit de l'exemple 1 (antérieur a l'invention), contenant de l'amiante et du bioxyde de titane. Deuxième série d'essais Cette série d'essais a porté sur des mortiers adhésifs à base de ciment, destinés à la pose de carrelages. Dans chaque essai, on a relevé les caractéristiques mécaniques suivantes du mortier 1) l'aptitude du mortier à l'écrasement, propriété qui conditionne la facilite d'application de carrelages sur une paroi ; pour mesurer l'aptitude du mortier à l'écrasement, on a disposé, sur un support recouvert d'une feuille de papier, des bandes parallèles de mortier de 6 mm de largeur sur 4 mm de hauteur, espacées de 6 mm, on a écrasé ces bandes contre une plaque de verre de 5 x 5 cm et on a noté l'effort nécessaire pour que la totalité de la plaque en verre soit recouverte de mortier, 2) le retrait linéaire du mortier au cours d'un séchage de 28 jours, 3) l'adhérence du mortier aux carrelages, exprimée par l'effort de cisaille ment nécessaire pour rompre une couche de mortier de 20 de superficie et de 3 mm d'épaisseur, liant entre eux deux carreaux de 5 x 5 cm. Dans chaque essai, on a procédé à deux mesures d'adhérence du mortier après 28 jours de séchage, respectivement avec des carreaux en fa'pence et avec des carreaux en grès. Parmi les exemples qui suivent, l'exemple 4 concerne une composition de mortier antérieure à l'invention, contenant de l'amiante, tandis que les exemples 5, 6 et 7 se rapportent à trois compositions de mortier conformes à l'invention, exempte d'amiante. Exemple 4 On a préparé un mortier adhésif à partir de la composition suivante, antérieure à l'invention, contenant de l'amiante ciment : 400 g sable : 600 g méthylcellulose : 6 g amiante : 6,6 g eau de gâchage : 23 % Le mortier adhésif obtenu à partir de cette composition a présenté les propriétés suivantes, telles que définies ci-dessus 1) aptitude à l'écrasement - après 5 minutes de séchage : 1.,6 kg - après 15 minutes de séchage : 2,5 kg - après 30 minutes de séchage : 3,2 kg 2) retrait linéaire après 28 jours : 0,78 mm/m 3) adhérence après 28 jours - sur faience : 13 kg/cm2 - sur grès : 3,4 kg/cm Exemple 5 On a préparé un mortier adhésif à partir de la composition de mortier suivante, conforme à l'invention ciment : 400 g sable : 600 g méthylcellulose : 6 8 fibrilles de polyéthylène : 2,2 g eau de gâchage : 25 % Le mortier a présenté les propriétés mécaniques suivantes : 1) aptitude à l'écrasement - après 5 minutes de séchage : 1,5 kg - après 15 minutes de séchage : 2,5 kg - après 30 minutes de séchage : 3,4 kg 2) retrait linéaire après 28 jours : 0,92 Em -3) adhérence après 28 jours - sur faience : 13 kg/cm2 - sur grès : 3,4 kg/cm Exemple 6 On a répété l'essai de l'exemple 5, avec la composition de mortier suivante, conforme à l'invention ciment : 400 g sable : 600 g méthylcellulose : 6 g fibrilles de polyéthylène : 4,4 g eau de gâchage : 29 Z Le mortier obtenu avec cette composition a présenté les propriétés suivantes : 1) aptitude à l'écrasement - après 5 minutes de séchage : 1,5 kg - après 15 minutes de séchage : 2,4 kg - après 30 minutes de séchage : 3,8 kg 2) retrait linéaire après 28 jours : 0,75 mm/m 3) adhérence après 28 jours - sur faïence : 21 kg/cm - sur gres : 3,1 kg/cm Exemple 7 On a répété les essais des exemples 5 et 6 avec la composition de mortier suivante, conforme à l'invention ciment : 400 g sable : 600 g méthylcellulose : 6 g fibrilles de polyéthylène : 6,6 g eau de gâchage : 33 Z Le mortier prépare à partir de cette composition a présenté les caractéristiques mécaniques suivantes 1) aptitude à l'écrasement : - après 5 minutes de séchage : 1,6 kg - après 15 minutes de séchage : 2,7 kg - après 30 minutes de séchage : 3,3 kg 2) retrait linéaire après 28 jours : 0,70 mm/m 3) adhérence après 28 jours - sur faïence : 18 kg/cm - sur grès : 3,3 kg/cm On a consigné dans le Tableau II suivant les résultats obtenus avec les mortiers adhésifs des exemples 4 à 7. TABLEAU II Exemples Aptitude à l'écrasement (kg) Retrait Adhérence après séchage linéaire après 28 jours après 28 (kg/cm) N 5 min. 15 min. 30 min. jours (mm/m) Faïence Grès 4 1,6 2,5 5 1,5 2,5 3,4 0,92 13 3,4 6 1,5 2,4 3,8 0,75 21 3,1 7 1,6 2,7 3,3 0,70 18 3,3 On observe que les mortiers adhésifs des exemples 5, 6 et 7, conformes à l'invention, présentent des propriétés comparables à celles du mortier adhésif de l'exemple 4, antérieur à l'invention, tout en évitant la présence amiante. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées à la description qui précède, donnée à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Compositions de mortier hydraulique convenant notamment comme enduit mural, pour la pose et le jointoiement de carrelages et comme matériau de moulage, lesdites compositions comprenant un liant hydraulique et éventuellement une matière de charge et des additifs, caractérisées en ce qu'elles contiennent entre 0,05 et 3 Z en poids de fibrilles d'un polymère synthétique et entre 0,05 et 0,5 Z en poids d'un agent mouillant du polymère, le solde étant constitué par le liant, la matière de charge et les additifs éventuels, en proportions connues en soi pour les mortiers hydrauliques. 2 - Compositions de mortier suivant la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles contiennent entre 0,2 et I Z en poids de fibrilles. 3 - Compositions de mortier suivant la revendication 1 ou 2, caractérisées en ce que les fibrilles sont en polyéthylène. 4 - Compositions de mortier suivant l'une quelconque des revendications à 3, caractérisées en ce que les fibrilles contiennent une matière de charge. 5 - Compositions de mortier suivant l'une quelconque des revendications à 4, caractérisées en ce que l'agent mouillant comprend un éther cellulosi- que. 6 - Compositions de mortier suivant la revendication 5, caractérisées en ce que l'agent mouillant comprend de la méthylcellulose. 7 - Compositions de mortier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisées en ce que le liant comprend du ciment blanc ou du plâtre, et en ce que la matière de charge éventuellement présente comprend du sable blanc. 8 - Procédé d'application d'un enduit sur une paroi, suivant lequel on mélange intimement un liant hydraulique et éventuellement une matière de charge et/ou des additifs, avec de l'eau en quantité suffisante pour produire une pâte malléable, et on étend une couche de ladite pâte sur la paroi, caractéri- sé en ce qu'on mélange à la pâte entre 0,05 et 3 Z de fibrilles d'un polymère synthétique et entre 0,05 et 0,5 Z d'un agent mouillant du polymère, les quantités de fibrilles et d'agent mouillant étant exprimées en pour cent du poids de matières sèches de la pâte. 9 - Procédé d'application d'un revêtement céramique sur une paroi, suivant lequel on lie des carreaux céramiques à la paroi au moyen d'un mortier malléable contenant un liant hydraulique, éventuellement une matière de charge, des additifs et de l'eau, caractérisé en ce que les additifs comprennent,en poids de matières sèches du mortier, entre 0,05 et 3 % de fibrilles d'un polymère synthétique et entre 0,05 et 0,5 % d'un agent mouillant du polymère. 10 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'on incorpore une matière de charge au polymère utilisé pour les fibrilles. 11 - Enduit mural obtenu à partir de la composition de mortier conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7. 12 - Revêtement de paroi comprenant des carrelages sur un support, caractérisé en ce que les carrelages sont fixés au support au moyen d'un mortier adhésif obtenu à partir des compositions de mortier conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 7. 13 - Revêtement de paroi comprenant des carrelages sur un support, caractérisé en ce que des joints entre carrelages contigus sont en un mortier obtenu à partir de l'une des compositions de mortier conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 7. 14 - Objet moulé obtenu à partir des compositions de mortier conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 7. 15 - Compositions de mortier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que les fibrilles ont une longueur comprise entre 0,5 et 50 mm, un diamètre au maximum égal à 5 mm et une surface spécifique supérieure à 1 m2/g. 16 - Compositions de mortier suivant la revendication 15, caractérisées en ce que les fibrilles ont une longueur comprise entre 0,5 et 15 mm et un diamètre inférieur à 0,5 mm.