Brevet FR2344386A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne un procédé pour préparer des éléments de construction partir de liants minéraux en coulant une- suspension de liant dans des moules spécialement construits. On sait que l'on peut préparer des éléments de construction partir de liants tels que le gypse, l'anhydrite, le ciment ou le béton, selon des procédé généraux de pressage, d'agitation, de damage ou selon une combinaison de cesprocédés. En pratique, on s'est limité à ce jour dans les procédés de coulée aux types de gypse qui, même lorsqu'on les dilue une consistance très liquide, se solidifient si rapidement en formant des éléments de construction que l'on peut les démouler rapidement, si bien que le procédé est rapide et économique. Lorsqu'on utilise l'anhydrite, il est pratiquement impossible d'obtenir des suspensions aqueuses très fluides susceptibles d'etre coulées sans utiliser des additifs particuliers,car car l'anhydrite sédimente relativement facilement en phase liquide peu consistante et surtout du fait que sous cette forme elle a un temps de prise élevé, ce qui rend la mise en oeuvre économique impossible. Cependant, on peut utiliser une suspension tout a fait satisfaisante, facile à couler d'anhydrite et d'eau, qui présente peu ou pas de signes de sédimentation, en utilisant des additifs appropriés, par exemple des agents liquéfiants. Cependant les durées de solidification et par conséquent les temps de déformation dont dépend la viabilité économique d'un procédé sont encore trop longs, en partie du fait que l'on emploie des additifs ayant un léger effet retardateur et par conséquent on utilise peu ce procédé en pratique pour fabriquer des éléments façonnés. Cette différence complète de comportement entre l'anhydrite et le gypse est due en partie aux différences de propriétés physico-chimiques, mais essentiellement aux différences de structures cristallines des deux produits. Ainsi par exemple, le plâtre de Paris cristallise généralement sous la forme des longues aiguilles bien connues qui s'entremelent en formant des intervalles assez importants, tandis que l'anhydrite forme des cristaux plus ou moins carrés, unis par des liaisons larges, avec uniquement des espaces de petite taille. Ce sont ces différences de structures cristallines qui entraient les différences importantes de propriétés lors de l'emploi des deux matières. L'anhydrite a un temps de prise relativement long et nécessite peu d'eau et par conséquent des 4urées de séchage courtes et elle permet d'obtenir des résistances mécaniques très élevées.Au contraire, le gypse nécessite des quantités importantes d'eau et par conséquent des temps de séchage prolongés, mais on peut facilement le couler dans des moules par exemple et il a une durée de prise brève et par conséquent des temps de déformation courts. Cependant la résistance mécanique des éléments de gypse est considérablement inférieure à celle des éléments en anhydrite. On a souvent tenté d'utiliser l'anhydrite pour fabriquer des éléments préfabriqués. Le brevet de la République Fédérale d'Allemagne nO 846 820 décrit un procédé pour préparer des panneaux d'anhydrite selon lequel on mélange de l'anhydrite à de l'eau en ajoutant des charges puis on traite la matière en l'agitant énergiquement par vibrage, centrifugation ou similaires, pour lui donner un état plastique permettant de la façonner. La demande de brevet DAS 1 113 894, déposée en République Fédérale d'Allemagne, décrit un procédé pour préparer des panneaux d'anhydrite par extrusion. Ces deux procédés nécessitent des presses coûteuses et des temps de prise et de conservation relativement longs des éléments produits.On sait également que l'on peut produire des éléments constitués d'un noyau de gypse poreux ou d'anhydrite poreuserecouvert sur ses deux faces d'une couche non poreuse d'une matière de même origine. On produit ces éléments en coulant tout d'abord un panneau pour former la base sur laquelle on applique une couche de mousse de gypse/anhydrite avant que le panneau soit totalement solidifié et on coule finalement un panneau de recouvrement en gypse/anhydrite dense sur la couche de mousse solidifiée (voir la demande de brevet DAS 1 250 327 déposée en République Fédérale d'Allemagne). L'inconvénient de ce procédé est qu'il nécessite trois opérations successives qui ne produisent chacune qu'une couche. Dans un autre procédé, on produit des panneaux de construction ayant un centre poreux et des couches superficielles plus denses en mélangeant un liant hydraulique tel que du gypse avec de la glace ou de la neige, à des températures inférieures à OOC, puis on presse de telle sorte que la glace du mélange fonde uniquement au voisinage des surfaces du panneaux mais demeure gelée au centre (voir la demande de brevet DOS 2 342 658 déposée en République Fédérale d'Allemagne). La demande de brevet DOS 1 943 634 déposée en République Fédérale d'Allemagne décrit le traitement d'une pâte liquide peu consistante d'anhydrite pour réaliser des éléments de construction que l'on obtient en coulant une dispersion d'anhydrite que l'on a traitée avec divers additifs pour lui conférer une bonne fluidité et la rendre résistante à la sédimentation. Dans ce cas également, les éléments de construction doivent reposer pendant plusieurs heures avant qu'on puisse les déplacer ou les démouler. On peut également préparer des éléments de construction en coulant ensemble de l'anhydrite et du gypse. Cependant ce procédé nécessite d'employer au moins 30% en poids et dans la plupart des cas 50% en poids ou plus de gypse pour que la matière soit facile à couler et forme des éléments qui se solidifient rapidement et qu'on peut par conséquent rapidement démouler. Comme ce procédé nécessite une proportion d'eau relativement élevée par rapport au liant, l'addition de I'anhydrite ne permet pas d'obtenir les résistances mécaniques élevées caractéristiques de ce produits, mais accroît simplement la masse volumique des éléments formés, ce qui est dans la plupart des cas inutile et souvent indésirable. L'invention concerne un procédé pour préparer des élément façonnés à partir de liants minéraux, d'eau et éventuellement de granulats, qui supprime les inconvénients précités et qui est caractérisé par le fait qu'on verse une suspension fluide du liant dans des moules présentant en leur centre un noyau absorbant. Le procédé de l'invention permet de produire de façon simple et économique des éléments façonnés tels que des éléments et des panneaux de construction de résistance mécanique élevée, d'isolation thermique très élevée et de faibles masses volumiques, ces propriétés étant adaptées à la demande. Dans ce procédé, on agite de l'anhydrite naturelle et/ou synthétique en ajoutant de préférence de petites quantités de gypse (CaS047 1/2H20) avec la quantité d'eau requise pour obtenir une suspension fluide. On coule ensuite cette suspension dans des moules présentant un noyau absorbant en leur centre. Le moule absorbe l'eau de la solution aqueuse d'anhydrite qui était nécessaire pour couler la suspension et la rendre suffisamment fluide, si bien que seule la proportion d'eau nécessaire A la prise demeure dans la suspension d'anhydrite. Ce procédé forme un élément ayant une enveloppe d'anhydrite très solide qui est ajustée au moule et qui se solidifie rapidement, si bien qu'on peut facilement la démouler. Ceci permet une utilisation économique des moules et présente également l'avantage de produire des éléments de construction légers ayant des résistances mécaniques superficielles très élevées. On peut prédéterminer le poids et par conskquere le pouvoir d'isolation thermique ainsi que la résistance mécanique aux contraintes des éléments de construction en choisissant de façon appropriée la matière absorbante poreuse et l'épaisseur du noyau. Les noyaux absorbants sont constitués de matériaux solides, poreux, essentiellement à cellules ouvertes, à base de matières minérales et/ou organiques, par exemple des éléments expansés ou transformés en mousse à base de ciment, de chaux, de gypse, d'anhydrite, de silicates métalliques et/ou de sols de silice, ou par exemple de matériaux tels qu'on en obtient à partir de polyisocyanates ou de polyesters insaturés, ou d'autres matières produites à partir de ces liants, éventuellement avec addition de granulats légers, telles que de la Perlite, de la pierre ponce, de l'argile ou de la vermiculite expansées. On mélange de préférence l'anhydrite-naturelle et/ou synthétique avec du gypse hémihydraté à raison de O à 4070 en poids et de préférence de 20 à 30% en poids, pour produire une suspension fluide, de telle sorte que cette suspension fluide soit constituée de O à 40 parties en poids de gypse, de 60 å 100 parties en poids d'anhydrite et de O à 2 parties en poids d'un activateur tel que par exemple le sulfate de potassium, la teneur en solides de la suspension étant comprise entre 50 et 75Z en poids. De préférence la suspension est constituée de 20 à 30 parties en poids de gypse, 70 à 80 parties en poids d'anhydrite et 1 A 1,5 partie en poids d'un activateur tel que le sulfate de potassium avec uae teneur en solides de la suspension de 60 à 68% en poids. On peut utiliser les additifs suivants : des anticorrosifs, des antigels, des liquéfiants, des activateurs} des substances ten & o-actives, des substances auxiliaires inertes telles que des charges poreuses, des fibres, des substances colorantes, du sable, des matériaux d'isolation acoustique et ther.mique, des résines synthdtiques, des matériaux isolants et/ou des matériaux de renforcement. Selon un mode de réalisation particulier du procédez de l'invention, on utilise des matières très absorbantes que l'on verse ou qu'on empile et qu'on enferme dans un élément de recouvrement absorbant ou perméable à l'eau, tel qu'un carton ou une feuille métallique mince perforée, pour les maintenir sous la forme requise du noyau. Les matières absorbantes utilisées peuvent être celles précédemment décrites ou i la sciure, des copeaux de bois, des rognures de papier, du papier mâché, du laitier poreux, des cendres de filtres électrostatiques, etc. L'épaisseur de la couche de recouvrement dépend de l'utilisation de la structure et des contraintes auxquelles elle peut être soumise. Cette épaisseur détermine également le poids de l'élément. Elle peut varier entre 3 et 20 mm bien que l'on puisse, selon le procédé de l'invention, produire des couches plus épaisses. Pour que la couche de recouvrement adhère fortement au noyau, il ne faut pas éliminer trop rapidement l'eau de la composition coulée, c'est-à-dire que l'on doit régler l'effet de succion du noyau. Dans le procédé de l'invention, on peut obtenir cette régulation en maintenant une humidité résiduelle suffisante du noyau, en le mouillant avant la coulée, ou en enduisant sa surface d'une matière inhibant l'absorption telle qu'une dispersion d'acrylate. Le procédé de l'invention est illustré par les exemples non limitatifs suivants dans lesquels les pourcentages sont exprimés en poids. Exemple 1 On place dans un moule un noyau de béton aéré 3 mesurant 760 x 330 x 68 mm et ayant une masse volumique de 540 kg/m et une humidité résiduelle de 11%, de telle sorte qu'un intervalle de 6 mm demeure sur tous les côtés et que le noyau puisse être recouvert. On remplit ensuite cet intervalle en coulant une suspension constituée de 75 parties en poids d'anhydrite (liant), 24 parties en poids de sulfate de calcium hémihydraté, 1 partie en poids de sulfate de potassium, et 63 parties en poids d'eau. On peut démouler l'élément après 8 mn et le transporter pour le stocker sans risquer de l'endommager. Lorsqu'il est totalement fini, le panneau mesure 772 x 342 x 80 mm et pèse à sec 16,7 kg, ce qui 2 correspond à un poids de mur de 623 N/m Exemple 2 On humidifie à une teneur en humidité de 17,3% un 3 noyau cellulaire en anhydrite/gypse ayant une masse volume de 400 kg/m3 et mesurant 1 980 x 480 x 80 mm et on en recouvre tous les catés d'une couche de 10 mm d'épaisseur par coulée, comme dans l'exemple 1. On peut démouler l'élément de construction ainsi obtenu après 10 mn. Le panneau fini mesure 2000 x 500 x 100 mm et pèse 77 kg à sec, ce qui correspond 2 à un poids de mur de 755 N/m Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Procédé pour préparer un élément façonné, caractérisé en ce qu'on coule, dans un moule comportant un noyau absorbant, une suspension fluide constituée d'un liant minéral et d'eau et en ce qu'on laisse la suspension se solifier pour former un élément façonné. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant minéral est constitué d'anhydrite synthétique et/ou naturelle additionnée éventuellement d'une proportion pouvant atteindre 40% en poids de sulfate de calcium hémihydraté. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le noyau absorbant est constitué d'une matière solide, poreuse, essentiellement acélules ouvertes, organique et/ou minérale. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la suspension liquide renferme également un anticorrosif, un antigel, un liquéfiant, un activateur, une substance tensio-active, une substance auxiliaire inerte telle qu'une charge poreuse, des fibres, une substance colorante, du sable, un matériau d'isolation acoustique ou thermique, une résine synthétique, un matériau d'isolation et/ou un matériau de renforcement. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la suspension fluide est constituée de 0 à 40 parties en poids de gypse, de 60 à 100 parties en poids d'anhydrite et de O à 2 parties en poids de sulfate de potassium et en ce que la teneur en solides de la suspension est comprise entre 50 et 75%. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la suspension fluide est constituée de 20 à 30 parties en poids de gypse, de 70 à 80 parties en poids d'anhydrite et de 1 à 1,5 partie en poids de sulfate de potassium et en ce que la teneur en solides de la suspension est comprise entre 60 et 68%. 7. Elément façonné caractérisé en ce qu'on l'a préparé selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes.