Brevet FR2417482A1 — publié le 19790914

La présente invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication d'éléments de construction pour b timents, et les produits ainsi obtenus. Actuellement, le procédé classique de fabrication de briques plâtrières consiste à mélanger de l'argile commune avec environ 20 % d'eau jusqu'à obtention d'une pâte plastique, puis à extruder sous vide et à sécher à l'air chaud à II50 C. Le mélange est ensuite cuit au four tunnel à 950"C. Ce procédé présente l'inconvénient d'une phase de traitement thermique à température élevée, donc entraine une consommation d'énergie importante. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient en faisant appel à une combinaison de réactifs permettant de travailler sans cuisson. Le procédé selon la présente invention se caractérise par le fait qu'on ajoute à un composé à base d'oxyde d'alumine et de silice, tel que une argile de I1 eau, un liant à base d'au moins un silicate alcalin et un agent durcisseur renfermant au moins un composé du groupe des esters méthyliques et éthyliques d'acides organiques, que l'on met en forme les briques ainsi formées, puis qu'on les sèche. Le séchage peut être effectué à la température ambiante mais on peut aussi avantageusement sécher à une température de 200 250 C ce qui permet de réduire le temps de séchage. Avantageusement, selon l'invention, la quantité d'agent durcisseur par rapport à la quantité de silicate est telle, qu'au moins 60 % du silicate soit neutralisé, et avantageusement au moins 90 %. De manière préférentielle, selon l'invention, on met en oeuvre une composition renfermant - de 70 à 90 parties en poids d'argile et notamment de 75 à 85 % - de 15 à 30 parties en poids de liant - de I à 10 parties en poids d'eau - de I à 8 parties en poids d'agent durcisseur Le rapport pondéral eau/argile est avantageusement de 3 à 10 % et le rapport agent durcisseur/argile est de 8 à I %. Selon une forme de mise en oeuvre de la présente invention, les ingrédients sont introduits dans l'ordre précédemment indiqué, à savoir argile, eau, silicate puis agent durcisseur, mais avan tageusement l'eau est introduite en deux fois, une fois avant l'introduction du silicate, une fois après. Le composé à base d'oxyde d'alumine et de silice est constitué de manière simple par une argile telle que décrite par exemple dans Kirk-Othmer - Encyclopedia of Chemical Technology - Second completely revised edition - Volume 5 - p. 54I-553; mais il peut comporter d'autres oxydes tels que de magnésium, de calcium, de potassium, de fer ou d'autres métaux. La quantité d'eau totale dépend du iode de mise en forme Si on désire mettre en forme par extrusion il y a lieu de mettre une quantité d'eau suffisante pour obtenir une consistance pâteuse de la composition. On utilise coiaBie liant un silicate alcalin, notamment une solution de silicate de sodium de rapport pondéral SiO2/Na20 avantageusement compris entre 2 et 3,5, de viscosité comprise entre 300 à 650 cps. L'agent durcisseur est constitué par un composé du groupe des esters méthyliques et éthyliques. Ces composés sont employés seuls ou en mélange, éventuellement avec d'autres composés. En particulier, on peut leur associer du carbonate de propylène. Les esters selons l'invention peuvent être contitués de manière simple par des mono-esters, mais ne sont pas limités à une seule fonction ester, ils comprennent en particulier les diesters et triesters. Enfin, on peut ajouter à cette composition des additifs variés tels que ciments, parafines, phosphates etc... les additifs solides étant ajoutés après 11 argile, et les additifs liquides étant rajoutés à l'eau. Le séchage est effectué généralement à l'air libre et à la température ambiante, mais on peut également prévoir de soumettre ces éléments à un séchage par chauffage. Le procédé selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'il conduit à des éléments de construction qui resistent à l'action de l'eau, et il permet de fabriquer des tuiles et briques Xais le procédé selon l'invention n'est pas limité à ce seul type d'application, on peut en particulier réaliser des panneaux pour cloison qui présentent un ensemble de propriétés intéressantes. Mais la présente invention sera plus aisément comprise à l'aide des exemples suivants donnés à titre indicatif mais nulle ment limitatif. Dans les exemples suivants on met en oeuvre le procédé de la manière suivante Dans un moule on introduit tout d'abord l'argile, puis on ajoute 50 % de la quantité d'eau, puis le silicate, ensuite les 50 % de la quantité d'eau restante et enfin l'agent durcisseur. Les conditions opératoires et les résultats sont consignés dans les tableaux ci-après. Dans les exemples I à I2 l'agent durcisseur est constitué par un catalyseur commercialisé sous le nom de MD0, dans les proportions respectivement de 20, 60 et 20 % en poids des esters méthyliques des acides succinique, glutarique et adipique. Dans ces mêmes exemples le silicate employé est un silicate de rapport pondéral SiO2/Na20 = 2,4 et de viscosité égale à 600 centipoises, commercialisé sous la référence 60 N 24. On remarque dans les exemples I à 4 que la résistance à la compression après une immersion de 7 jours reste pratiquement la meme lors d'un séchage à la température ambiante. Cette résistance est augmentée par un traitement thermique, mais ne se conserve pas lors d'une immersion. Dans les exemples 5 à 7 on a ajouté un additif constitué par une émulsion de parafine à 50 % d'extrait sec. A l'exemple 8 on a ajouté-comme additif 30 cm3 d'une solution à IO % d'hexametaphosphate de Na. A l'exemple 9 on a ajouté un autre additif constitué par du ciment CPA I60-250 (kg/cm2 de résistance à la compression après prise). Les exemples IO à I2 illustrent l'influence de la neutralisation du silicate par l'agent durcisseur, et montrent que l'on a intéret à se mettre en excès d'agent durcisseur. Les exemples I3 à I5 résumés ci-après ont fait varier la nature de l'agent durcisseur et/ou la nature du silicate. A l'exemple I3 le silicate est un silicate de rapport Si02/Na20 égal à 2 et de viscosité égale à 600 cps.(60 N 20) A l'exemple I4 le durcisseur est constitué par la triacétine (triacétylglycérol), et le silicate par un silicate de rapport molaire égal à 3,2 et de viscosité égale à 320 cps.(32 N 32) A l'exemple I5 on utilise le meme silicate qu'aulx exemples I à I2 mais l'agent durcisseur est constitué par de la triacétine. Enfin, à l'exemple I6 on a augmenté simultanément la quantité d'agent durcisseur et de silicate. Les exemples précédents illustrent donc clairement les avantages de la présente invention qui permet notassent de fabriquer des éléments pour bâtiment sans traitement thermique,et de manière simple On peut aussi selon l'invention procéder à une mise en forme desdites pièces par extrusion. Ainsi on a fabriqué des briques en extrudant une composition selon l'exemple 2 dans une extrudeuse UNICERAM dans les conditions suivantes - temps de séjour de la pâte dans l'extrudeuse : 20 mn - vide 85-90 % - pression en sortie : 4 bars - température de sortie : 40 C On remarque que les briques après une semaine de séchage à l'air puis une semaine d'immerision dans l'eau ne délitent pas. Composants en g % de Perte après ... en % N liquide I semaine 8 heures Perte Essai Argile Additif Catalyseur Eau Silicate (exemples) total à 20 C à 240 C cumulée 1 1000 38 76 120 18 7,8 6,6 14,4 2 1000 38 60 120 16,4 7,1 6,4 13,5 3 1000 38 40 120 14,4 6,1 6,2 12,3 4 1000 38 30 120 13,4 5,4 6,6 12,0 5 1000 10 38 20 120 13,4 5,2 6,2 11,4 6 1000 20 38 10 120 13,4 5,0 6,7 11,7 7 1000 50 38 120 15,4 4,9 8,0 12,9 8 1000 HMP 10% 38 M.D.O. 120 13,4 5,5 6,5 12 30 ml 9 750 250 32 179 90 27,0 11,6 8,0 19,6 ciment Neutralisation 10 1000 37 90 % 77 120 18 8,3 6,5 14,8 11 1000 42 100 % 72 120 18 9,0 6,3 15,3 12 1000 50 120 % 64 120 18 9,0 6,0 15,0 13 1000 38 76 120 18 7,7 6,7 14,4 14 1000 26 triacé- 98 120 19,5 12 4 16 tine 15 1000 36 " 55 120 16 10,5 3,5 14 16 1000 47 M.D.O. 50 150 18,0 7,4 7,4 14,8 Tableau suite % de Eprouvette 185 g - Séchage 7 j à 20 ou 2 h à 240-300 N liquide Résistance à la compression en Kg/cm2 Essai restant avant immersion après immersion (exemples) à 240 20 C 240 C 300 C 20 C 240 C 300 C 1 3,6 44 96 90 36 36 2 2,9 50 150 > 150 50 50 3 2,1 80 > 240 > 240 84 90 4 1,4 90 > 260 > 260 96 92 5 2,0 90 > 260 > 260 82 92 6 1,7 78 220 250 88 88 7 2,5 66 172 180 82 68 8 1,4 90 260 260 96 92 76 9 7,4 70 124 100 30 124 10 3,2 40 108 104 46 44 46 11 2,7 46 108 120 44 46 46 12 3,0 50 130 122 50 50 54 13 3,6 40 - - 38 - 14 3,5 45 - - 40 - 15 2 48 - - 45 16 3,2 50 190 190 REVENDICATIONS I) Procédé de fabrication d'éléments de construction pour bâtiments, notamment panneaux, briques ou tuiles, caractérisé par le fait qu'on ajoute à un composé à base d'oxydes d'alumine et silice, tel qu'une argile, de l'eau, un liant à base d'au moins un silicate alcalin et un agent durcisseur renfermant au moins un composé du groupe des esters méthyliques et éthyliques d'acides organiques, que l'on met en forme les éléments ainsi formés et qu'on les sèche. 2) Procédé de fabrication selon la revendication I, caractérisé par le fait que le séchage est réalisé à température ambiante 3) Procédé de fabrication selon la revendication I, caractérisé par le fait que le séchage est effectué à une température de 200 à 250"C. 4) Procédé selon l'une des revendications I et 3, caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre une composition renfermant - de 70 à 90 parties en poids d'argile et avantageusement de 75 à 85 - de I5 à 30 parties en poids de liant - de I à IO parties en poids d'eau - de I à 8 parties en poids d'agent durcisseur 5) Procédé selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait que la quantité d'agent durcisseur par rapport à la quantité de silicate est telle qu'au moins 60 % de silicate soit neutralisé et avantageusement au moins 90 %. 6) Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que le rapport pondéral eau/argile est compris entre 3 et IO % et le rapport pondéral agent durcisseur/argile est compris entre I et 8 %. 7) Procédé selon l'une des revendications I à 6, caractérisé par le fait que l'on introduit successivement dans le mélange l'argile, l'eau, le silicate et l'agent durcisseur. 8) Procédé selon l'une des revendications I à 7, caractérisé par le fait que le liant est constitué par un silicate de rapport pondéral SiO2/NaO2 compris entre 2 et 3,5 et que la solution de silicate présente une viscosité comprise entre 300 et 650 cps. 9) Procédé selon l'une des revendications I à 8, caractérisé par le fait que l'on introduit un additif. 10) Procédé selon l'une des revendications I à 9, caractérisé par le fait que la mise en forme des éléments de construction est effectuée par extrusion. II) Elément de construction caractérisé par le fait qu'il est obtenu en mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications I à IO.