Brevet FR2364070A1 — publié le 19780407

La présente invention concerne les domaines du bâtiment et des travaux publics, et a pour objet un revêtement vitreux pour des matériaux utilisés dans cesdits domaines. L'invention a également pour objet un procédé pour l'application de ce revetement. Actuellement, la protection et/ou la décoration des éléments de toiture, tels que les tuiles en terre cuite, ou des éléments de façade tels que, notamment des panneaux de béton, posent souvent des problèmes difficiles à resoudre. Ainsi, pour la protection et la décoration du béton, il a éte essayé des peintures à base de résines diverses, ou encore un traitement de surface avec des poudres métalliques ou céramiques. Ces procédés de revêtement ne donnent cependant pas des résultats satisfaisants. En outre, par exemple pour les tuiles en terre cuite, on a procédé à la recherche de couleurs differentes de la couleur rouge par addition à la composition initiale de la terre de produits desti nes à donner une certaine pigmentation. Toutefois, ltéventail des teintes obtenues est assez restreint, et le prix de revient de telles tuiles colorées est sensiblement plus élevé que celui des tuiles standards. Il en va de meme pour les plaques d'Eternit. Une autre possibilité de protection et de décoration consiste à émailler les produits, ctest-à-dire à appliquer à froid un verre ou un mélange pouvant etre vitrifié sur un support, qui est porté ensuite à une température variant suivant la structure du support, entre 500 et 10000 C afin de faire napper le revetement vitreux. Cependant, ce procéde d'émaillage n'est pas applicable à la grande majorité' des matériaux, tels que le béton ordinaire, l'amiante-ciment, le pl tre, la terre cuite, et analogues, du fait que ces matériaux ne supportent pas sans altération les températures nécessaires pour le nappage. En effet, en considérant par exemple le béton ordinaire, son exposition pendant un certain laps de temps à des températures supérieures à 3500 C conduit à de graves dégradations de sa structure par perte de son eau de constitution, et ainsi à une dégradation de ses propriétés physiques et mécaniques.Par contre, des bétons isolants légers, tels que le béton d'argile expan sé, peuvent supporter sans dommage des températures de 7000 C et de ce fait, peuvent être revêtus avec des émaux céramiques Les éléments connus sur le marché sous le nom de Kéraflamme sont réalisés par un tel procédé. I1 est, d'autre part, connu d'utiliser de la poudre à projeter, mais pour éviter les difficultés d'écoulement dans le pistolet de projection, il est recommandé de l'agglomérer avec une résine organique, de manière à former un manchon. Toutefois, ce procédé alourdit le prix de revient du traitement. Par ailleurs, l'utilisation d'un verre en poudre ordinaire, donc d'un verre sodo-calcique, a également été proposé. Toutefois, un tel verre, meme broyé à la granulométrie la plus adaptée, ne permet pas l'obtention d'un revêtement vitreux, et le revêtement dévitrifié ntadhère pas sur les supports. I1 est donc nécessaire de vitrifier le revêtement obtenu en le portant à des températures de 11 ordre de 1400 à 15000 C, ce qui conduit à une altération définitive des supports comme expliqué plus haut. Enfin, même avec un matériel et une poudre appropriés pour un traitement à la flamme, il est impossible de réaliser un revêtement vitreux satisfaisant sans un traitement préalable du matériau à revêtir. En effet, la flamme d'un chalumeau présente une température qui varie suivant les gaz utilisés entre 24000 et 29000 C. A une telle température de travail, les supports à revôtr sont portés, pendant le traitement, à plus de 10000 C en surface durant 20 à 30 secondes, et demeurent à plus de 4000 C pendant 20 à 30 minutes. Or les constituants du béton tels que les silicates ou les aluminates hydratés, perdent rapidement leur eau de constitution entre 350 et 5000 C, et de ce fait, leurs propriétés physiques et mécaniques, La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un revêtement vitreux obtenu par projection à la flamme de chalumeau de verre, ou d'un mélange en poudre pouvant être vitrifié, sur différents matériaux utilisés dans le bâtiment et les travaux publics, tels que le béton ordinaire, l'amiante-ciment, le plâtre, la pierre, la terre cuite, le verre, ou analogues, en vue de les protéger et/ou de les décorer. Ce revêtement vitreux est essentiellement constitué par un verre sodo-calcique ordinaire, par des fondants qui abaissent sa température de fusion, augmentent sa résistance hydrolitique et évitent sa dévitrification et, éventuellement par des colorants. L'application de ce revêtement sur un support est de pré férence réalisée soit au moyen d'un "pistolet thermospray type METCO 5P avec buses P7 AB ou AD", soit encore avec un "pistolet thermospray System type METCO 6P" pourvu des mêmes buses, et fonctionnant, en outre, avec un gaz de transport du mélange vitrifiable, tel que l'azote. Le gaz de combustion utilisé sera un mélange d'oxygène et d'acétylène, d'oxygène et de propane, ou d'oxygène et d'hydrogène. Le rapport, dans ce gaz de combustion, entre oxydant et réducteur est établi en fonction des couleurs à obtenir, suivant que ces dernières se développent en milieu oxydant ou réducteur. La composition du revetement vitreux sera de préférence la suivante - verre sodo-calcique ordinaire 80 à 95 % - fondants tels que LiN03, NeN03, Bo3H3,etc.. 2 à 12 % - colorants tels que NiO, CuO, etc.. O à 10 % En vue de permettre un écoulement facile du mélange vitrifiable dans le pistolet, ce mélange présente de préférence les caractéristiques physiques suivantes - des grains de granulométrie comprise entre 40 et 100 microns à raison de 80 à 90 % avec O % de refus à 150 microns - une surface spécifique de 800 cm2/g à 3000 cm2/g Grâce à ces caractéristiques, on obtient un compromis entre les gros grains qui s'écoulent bien, mais fondent difficilement, et les grains fins qui fondent bien, mais s'écoulent difficilement, en ayant tendance à s'agglomérer en bouchant le pistolet. Le mélange à projeter présente, par ailleurs, de préférence une humidité comprise entre O et 2 %. Conformément à une variante de réalisation de l'invention, le mélange vitrifiable est à base d'oxyde de plomb, de manière à avoir une température de fusion basse. En ce cas, la présence de fondants à propriété donnée, n'est plus indispensable. Le verre de base est préparé en conséquence. Le mélange vitrifiable présente de préférence la composition suivante - verre de base 80 à 95 % - colorants tels que NiO, CuO, etc.. 0 à 10 % - additifs divers tels que B203, Ti02, A1203, etc... 0à 10 % Dans ce mélange, le verre de base présente de préférence la composition suivante SiO2 5 à 40 % B203 0 à 20 % Al203 0 à 6 % Ti02 0 à 2,5% Li2O 0 à 5 % Na2O 0 à 5 % PbO 25 à 60 % ZnO O à 8 % CdO 0 à 8 % ZRO2 0 à 3 % Colorants,(oxyde, sulfure,etc.) 0 à 10 % L'ajoute éventuelle de colorants dans le mélange vitrifiable avec un verre de base déjà coloré, est faite pour obtenir une teinte déterminée. L'invention a également pour objet un procédé pour l'application du revetement sur un support. Ce procédé consiste essentiellement à soumettre le support à un sablage ou un grenaillage, de manière à nettoyer la surface d'application, à préchauffer cette surface à une température comprise de préférence entre 250 à 350 C, à appliquer le revêtement vitreux par projection à la flamme du chalumeau, à refroidir éventuellement la face oppose à la face d'application du revêtement, et à réchauffer superficiellement le revetement après son application. Lors du traitement de supports très fragiles, aux températures supérieures à 3500 C, tels que les amiantes-ciments comprimées ou les bétons à base de ciment alumineux, il est recommandé de réaliser le revêtement vitreux par pulvérisation du mélange vitrifiable en deux ou plusieurs couches successives, le support étant préchauffé par irradiation puissante entre chaque pulvérisation. Le sablage ou le grenaillage de la surface d'application s'impose pratiquement pour tous les matériaux à l'exception de ceux traités au cours de leur cycle de fabrication tels que les grès cérame, ou le verre En effet, ce sablage ou grenaillage est destiné à nettoyer la surface et à enlever, dans le cas du béton, par exemple, la couche extérieure appelée laitance, et sur laquelle le revêtement vitreux n'adhère pas. Le préchauffage à une température de 250 à 350a C permet un traitement plus rapide au chalumeau, et de ce fait, un plus faible échauffement du matériau constituant le support lors de la projection du mélange, permettant ainsi dréviter la perte de l'eau de constitution des silicates ou aluminates alcalino-terreux constituant le béton, ou celle des sulfates de calcium formant les plâtres.Le refroidissement de la face opposée à celle d'application du revetement peut, par exemple, etre réalisé par ventilation de cette face. Selon une caractéristique de l'invention, le support est traité préalablement à la vapeur d'eau. En effet, dans certains cas, tel que, notamment dans le cas d'un béton avec "ciment CPA", on traite le support, préalablement à l'application du revêtement vitreux, à la vapeur dteau, de manière a' limiter les pertes d'eau des sels constitutifs. Grâce à l'invention, il est possible d'obtenir facilement et à un bas prix de revient un revêtement vitreux décoratif et protecteur qui assure lfétanchéité et augmente la résistance des matériaux traités. Le revêtement conforme a' l'invention peut, en outre, être transparent et brillant, anti-reflet, mat, coloré, ou incolore. L'invention permet donc de protéger et/ou de décorer des matériaux avec un revêtement vitreux, notamment des panneaux de façade en béton. Grâce à 11incorporation de charges appropriées dans le mélange vitrifiable à projeter (ZR02, corindon, etc..) à raison de 10 à 30 %, le revêtement vitreux obtenu peut être appliqué sur tous les éléments constitutifs du sol, tels que les carreaux en terre cuite, les matériaux composites constituant les routes, les pistes d'aviation ou analogue, afin d'en augmenter la résistance à l'usure, ou dans des buts de marquage horizontal. Enfin, le revêtement peut être appliqué sur le support en atelier, ou directement sur le chantier. Lt invention sera mieux comprise grâce a' la description ciaprès qui se rapporte à des exemples pratiques de réalisation. Exemple 1 On procède au traitement d'un élément en béton préfabriqué de dimensions 80 x 40 x 2 cm, composé par 1/3 de "ciment CPA", et par 2/3 de sable. Huit jours après son moulage, cet élément est soumis à un léger traitement au jet de sable afin d'enlever la laitance. I1 est ensuite disposé sur une chaine où il est préchauffé à 2900 C, soit au moyen d'un chalumeau, soit encore, préférentielle- ment, à l'aide de tubes radiants. Ltélément est alors pourvu d'un revêtement de verre au moyen d'un "pistolet METCO 6P équipé d'une buse P7 AD", ce pistolet se déplaçant en va-et-vient. A la fin du revêtement d'autres tubes radiants assurent un lissage de la couche. Le mélange projeté présente les caractéristiques physiques suivantes 92 % des grains compris entre 40 et 100 microns 0 % de refus à 150 microns surface spécifique 2000 cm2/g, et est constitué par 28,2 % de Si02 52,6 % de PbO 2,5 % de TiO2 0,8 % de A1203 1,8 % de Li20 1,2 % de Na20 + K20 6 % de B203 0,2 % de ZR02 1,7 % de ZnO 5 % de Cu0 La projection est réalisée en milieu oxydant, et on obtient un revêtement d'une épaisseur voisine de 100 microns d'une couleur bleu ciel. Même après passage en étuve à 450 C et â 100 % d'humidité relative pendant un an, le revêtement vitreux ne subit aucune altération. Exemple 2 On considère un élément en amiante-ciment présentant les mêmes dimensions, et auquel on applique le même traitement qu > à ltélément de l'exemple 1, le pistolet étant alimenté par le même mélange, mais la projection s'effectuant en milieu réducteur. Après ce traitement, ltélément considéré présente un revêtement de couleur rouge adhérant parfaitement au support. Exemple 3 On considère un élément en béton analogue à celui de l'exem- ple 1, et auquel on applique le même traitement. Toutefois, après un préchauffage à 3050 C, on soumet ltélément à unehydratation superficielle par de la vapeur d'eau sous pression, puis on le pourvoit d'un revêtement dont le mélange vitrifiable présente les caractéristiques suivantes 88 % des grains compris entre 40 et 100 microns 0 % de refus à 150 microns 2 surface spécifique 2400 cm et est constitué par 87 % de verre sodo-calcique 3 % d'acide borique 6 % de nitrate de sodium 4 % d'oxyde de cobalt Le revêtement obtenu, après lissage à 3800 C en peau, par tubes radiants, à une épaisseur voisine de 80 microns et est de couleur bleue, le support n'ayant subi aucune altération. Exemple 4 On procède au traitement d'un élément de façade en béton de couleur jaune pAle, monté sur chantier. On effectue en premier lieu un léger ponçage du support sur la face à traiter, puis on la préchauffe. Ensuite on applique une première couche de revêtement vitreux, puis une seconde couche du même revêtement, mais plus faible et à une distance plus grande du support, et enfin on procède au lissage. Le mélange vitrifiable présente les caractéristiques physiques suivantes 80 % des grains compris entre 40 et 100 microns 0 % de refus à 150 microns 2 surface spécifique 1900 cm et est constitué par 27 % de Si02 50 % de PbO 4,5 % de A1203 2 % de Li20 9,5 % de B203 2,5 % de ZR02 2,5 % de ZnO 2 % de Ti02 Le revêtement obtenu est anti-reflet et est difficilement décelable. Exemple 5 Lors du refroidissement à une température voisine de 5000 C, des éléments en terre cuite pour revêtement de sol, en grès, sont traités conformément à l'invention. Dans ce cas, il n1 est toutefois pas nécessaire de nettoyer la surface d'application, ni de procéder à un préchauffage, seul un lissage étant effectué après le traitement. On utilise, dans ce cas, indifféremment les mélanges des exemples 1, 2, 4 et 3, dans lesquels on a ajouté 20 % en poids de grains de corindon, de granulométrie voisine de 30 microns. La vitesse de traitement est cependant plus faible-avec le mélange de l'exemple 3, du fait qu'il nécessite pour sa fusion une plus grande dépense de calories. L'épaisseur de la couche dans ce cas est comprise entre 200 et 300 microns.Pour l'obtention d'un effet anti-reflet analogue à celui décrit dans l'exemple 4, on effectue le revêtement en deux couches successives de même constitution au moyen de deux pistolets, la première étant réalisée avec un éloignement du premier pistolet d'environ 15 à 20 cm au-dessus des éléments et la seconde nettement plus faible avec un éloignement du deuxième pistolet d'environ 30 cm au-dessus des éléments. Conformément à une variante de réalisation de l'invention, pour l'application d'un revêtement vitreux sur des supports môtalli- ques, il faut d'abord réaliser sur ces supports une couche intermédiaire d'accrochage adhérent à la fois au verre et au métal, tel que le nickel-chrome par exemple et d'une épaisseur la plus faible possible, pour ne pas alourdir le prix de revient du traitement (entre 0,3 et 5 microns par exemple). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la composition du mélange vitrifiable, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. - R E V E N D I C A T I O N S - 1. Revêtement vitreux caractérisé en ce qu'il est obtenu par fusion, à la flamme d'un chalumeau, d'un mélange vitrifiable, essentiellement constitué par un verre, avec ou sans des additifs divers pour modifier ses propriétés physico-chimiques ou sa couleur. 2. Revêtement vitreux suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est obtenu par fusion, à la flamme d'un chalumeau, dtun mélange vitrifiable présentant les caractéristiques suivantes : - des grains de granulométrie comprise entre 40 et 100 microns, à raison de 80 à 90 % avec 0 % de refus à 150 microns; - une surface spécifique de 800 cm2/g à 3000 cm2/g. 3. Revêtement vitreux suivant les revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il est obtenu par fusion, à la flamme dtun chalumeau, d'un mélange vitrifiable présentant une humidité comprise entre 0 et 2 %. 4. Revêtement vitreux suivant les revendications I, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est obtenu par fusion, à la flamme d'un cha lumeau, d'un mélange vitrifiable essentiellement constitué par un verre sodo-calcique ordinaire, par des fondants qui abaissent sa température de fusion, augmentent sa résistance hydrolitique et évitent sa dévitrification et, éventuellement, par des colorants. 5. Revêtement vitreux suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce qu'il est obtenu par fusion, à la flamme d'un chalumeau, dtun mélange vitrifiable présentant de préférence la composition suivante - verre sodo-calcique ordinaire 80 à 95 % - fondants tels que LiNO3, NaNO3, BO3H3 2 à 12 %; - colorants tels que NiO, (JuO O à 10 %. 6. Revetement vitreux suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est obtenu par fusion, à la flamme d'un cha lumeau, d'un mélange vitrifiable essentiellement constitué par un verre à base d'oxyde de plomb, de manière à avoir une température de fusion basse, et présentant de préférence la composition suivante - verre de base 80 à 95 fo - colorants tels que NiOj Cu0 O à 10 % - additifs divers tels que B203 TiO2, Al203 0 à 10 %. 7o Rev8tement vitreux suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 6, caractérisé en ce qu'il est obtenu par fusion2 à la flamme d'un chalumeau, d'un mélange vitrifiable dont le verre de base présente de préférence la composition suivante SiO2 5 à 40 % 13203 0 à 20 % A1203 0 à 6 % TriO2 0 à 2,5 % li02 0 à 5 % Na20 0 à 5 % rbo 25 à 60 % ZnO O à 8 % Cd0 O à 8 % ZR02 0 à 3 % Colorants (oxyde, sulfure) 0 à 10 % 8.Revêtement vitreux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par une résistance élevée à l'abrasion, obtenue par incorporation, dans le mélange vitrifiable à projeter, de charges appropriées, telles que, par exemple, 10 à 30 46 de corindon, 94 Procédé pour l'application sur un support du revêtement suivant lune quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu::il consiste essentiellement à soumettre le support à un sablage ou à un grenaillage, de manière à nettoyer la surface dtappli- cation, à préchauffer cette surface à une température comprise de préférence entre 250 à 350 C, à appliquer le revêtement vitreux par projection à la flamme de chalumeau, à refroidir éventuellement la face opposée à la face d'application du revêtement, et à réchauffer superficiellement le revêtement après son application. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter préalablement le support à la vapeur d'eau. 11. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que pour l'application d'un revêtement vitreux sur des supports métalliques, on réalise d'abord une couche intermédiaire ("accrochage adhérent au verre et au métal, telle que le nickel-chrome et d'une épaisseur comprise entre 0,3 et 5 microns. 12. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on applique le revêtement en deux couches successives de même constitution au moyen de deux pistolets, la première étant réalisée avec un éloignement du premier pistolet d'environ 15 à 20 cm audessus de la surface d'application, et la seconde avec un éloignement du deuxième pistolet d'environ 30 cm au-dessus de la surface d'application. 13. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on applique le revêtement sur des supports très fragiles aux températures supérieures à 350OC en plusieurs couches successives de même composition, au moyen de plusieurs pistolets disposés à la même hauteur, les supports étant préchauffés par irradiation entre chaque pulvérisation.