Brevet FR2376085A1 — publié le 19780728

L'invention concerne des fibres de verre pour la confection de bétons et de mortiers de ornent armés de verre et pour le remplacement de l'amiante dans les produits d'amiante-ciment. On a déjà fait des essais ayant comme but le renforcement de masses, à base de ciment, avec des fibres minérales connue par exemples, les @cories, et avec les fibres de verre alcalins ou borosilicatiques de type @. Les fibres de verre alcalins ou borosilicatiques n'ont résisté que pendant des périodes très courtes dans les mortiers a ciment t nour cela, ils n'ont ps pu être utilise's en pratique dans ce domaine. @écemment sont apparues des compositions de verres, cu@ @@@ de @cilloures propriétés chimiques de stabilité aux milieux alcalins que les propriétés des produits antérieurement mentionnés, sans qu'elles puissent être son idérées comme correspondantes. On a @enté de recouvrir les fibres silico-alcalines et borosilicatiques p@@@ant l@ filage avec les pellicules des matériaux organiques, tels que des polymères. Parce qu'ils ont seulement une adhérence partielle, la fibre se détache de la pellicule, et par l'action des solutions alcalines des masses base de ciment le verre et détruit rapidement. es fibres de erre selon l'invention sont résistantes à la corrosion alcaline, sans recouvrement avec des pellicules, mais la couche pelliculaire qui s'applique a le but de réaliser un fil composé, et de rendre meilleure l'adhérence envers la masse à base de ciment, dans laquelle est englobée le fibre, non pour la protéger contre la corrosion. Les compositions de fibres de verre conformément à l'invention, font partie du système d'équilibre de phases : SiO2 CaO-Mg- Na2O-BrO2- Al2O@ et il s'encadre dans les limites suivantes : SiO2 40-75 %; CaO 0,1-1@ %; MgO 0-8 %; Na2O 3-15 %; ZrO2 5-20 %; Al2O3 0-10 %. Excepté ces constituants essentiels, les fibres de verre conformes à l'invention, peuvent contenir, à cause des matières premières utilisées pour leur préparation, des impuretés comme : Fe2O3 au maximum 1,5 %; TiO3 au maximum 2 %; P2O5 au maximum 0,3 %; Ces impuretés en plus grandes quantités ont les inconvénients suivants : l'accroissement de la tendance à la cristallisation, la diminution de la stabilité chimique, la pression de fibrillation, l'augmentation du gradient thermique de la masse de verre fondu ou encore ces impuretés peuvent être corrosives pour l'élément constituant le creusetfilière. Les verres -'e ce système se transforment très bien, en des fibres longues et continues, lors de l'étirage à la filière, grâce à leurs propriétés physico-chimiques caractéristiques. La fusion est effectuée à des températures ae plus de 14O0 C et il y a des tendances de cristallisation rarce que la température de Iiqidus est d'environ 11000 C.Si en plus de cette composition chimique avec des tendances à cristallisation, le verre contient des oxydes de fer qui conduisent aux gradients thermiques élevés, dans la masse fondue, alors il existe plus rapidement Un danger de cris- tallisation. le four recommandable pour fusion, a un bassin à une profondeur réduite et la fusion s'effectue par l'introduction de,s électrodes dans la masse fondue, pour éviter la possibilité de cristallisation en profondeur. les compositions d'oxydes avec une teneur élevée en ZrO2 qui ont une stabilité vis-à-vis de l'attaque des milieux alcalins et alcalino-terreux et ont aussi des tendances de cristallisation, se fondent et se transforment en fibrilles aux températures élevées, un peu plus que le verre de type E.Pour cette raison il est indiqué n'utiliser des fours peu profonds et dans le cas du gradient. thermique élevé il est indiqué d'utiliser des électrodes de molybdène pour la fusion en masse, et à la surface le chauffage avec une flamme à gaz. tans ces conditions, la masse de verre arrive à la filière sans germes cristallins, ayant une tempé- rature assez éievée rour éviter la cristallisation dans la filière, dans des conditions de sollicitation normales de l'alliage de platinrhodium dont est confectionnée la filière. les fours peu profonds sont des fours avec une profondeur d'environ 600 mm dans la zone de fusion. l'alimentation de ces fours est faite avec un mélange de matières premières auxquelles on peut ajouter des déchets de filage ou des granules de meme composition chimique. les fours sont prévus avec un ou deux barrages thermiques pour assurer une bonne homogéneité à la composltion et pour éviter le passage des inclusions solides dans la sone de travail. les filières de travail-filage se placent au-dessous des canaux d'alimentation avec la masse fondue, en série, en croix et en série, ou en série parallèle. Cette invention présente les avantages suivants - on peut obtenir les fibres du verre avec une stabilité chimique élevée en milieu alcalin; - les compositions indiquées peuvent être fondues et transformées en fibrilles dans des installations qui sont utilisées beaucoup our le verre i avec ouelques adaptations oui ne sont pas onéreuses; - les compositions indiquées dans ce système d'équilibre thermique de phase peuvent être transformées en fibrilles par l'étirage en es grosseurs de 3 - 15 microns d'après les conditions techniques qui sont crées. Revendications 1 - Fibres du verre résistantes à la corrosion alcaline cons- tituées par SiO2, CaO, MgO, Na2O, Al2O3, ZrO2, et les impuretés éventuelles Fe2O3, TiO2 et P2O5, caractérisées en ce que la composition du verre est la suivante s 40 - 75 % de SiO2; 0,1 - 10 % de CaO; 0-8 % de MgO; 3 - 15 % de Na2O; 5 - 20 % de ZrO2; 0-10 % de Al2O3 et au maximum 1,5 % de Fe2O3, au maximum 2 % de TiO2 et au maximum 0, 3 % de P2O5. 2 - Procédé L'obtention de fibres selon a revendication 1 par la fusion et par la transformation continue en fibres, caractérisé par le fait que dans le but d'éviter la cristallisation dans la masse fondue, la fusion de verre est effectuée avec ou sans des électrodes immergées et par le chauffage à la surface avec une flamme de gaz dans les fours peu profonds avec un ou deux barrages thermiques.