Brevet FR2427314A1 — publié le 19791228

L'invention concerne un procédé pour la fabrication, notamment in situ, de béton cellulaire; elle concerne aussi les nouveaux produits obtenus à l'aide de ce procédé. Le béton cellulaire est un produit bien connu qui prend le plus en plus d'importance, comme matériau de construction en particulier. Vis-à-vis du béton ordinaire, il présente, entrlautres avantages, ceux de posséder une densité plus faible et des propriétés améliorées d'isolations thermique et phonique. Cependant, la fabrication actuelle du béton cellulaire ne va pas sans inconvénients. C'est ainsi, par exemple, que, jusqu'à présent, on fabrique le béton cellulaire à l'usine, d'une manière requérant un temps de travail sensible et seulement en donnant au béton la forme de blocs de certaines dimensions, et ce, dans une structure à cellules dites ouvertes.De plus, le procédé de mise en oeuvre, de par la composition chimique de certains composants, attaque les fers à béton et, de ce fait, ces derniers doivent etre traités chimiquement pour éviter toute corrosion. Quant au procédé actuel pour établir du béton cellulaire in situ, à partir d'agents moussants existants, il présente aussi certains inconvénients qui ne permettent pas une fabrication industrielle des produits obtenus, notamment les suivants - absence d'étuvage du béton, - temps de séchage très important, - retrait sensible des produits finis ou semi-finis, - non répétitivité des densités d'une gâchée sur l'autre, - résistance à la compression et à la traction très faibles dans les basses densités (400 Kg au m3). La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de béton cellulaire qui, dans une large mesure, est dénué des inconvénients présentés par les procédés actuellement connus et permet d'obtenir des produits nouveaux présentant des avantages particuliers fort intéressants. Le procédé selon l'invention est caractérisé essentiellement en ce qu'avant d'etre transformé en béton cellulaire propre à etre conformé en éléments d'utilisation, le ciment constitutif additionné de préférence de ses ingrédients minéraux conventionnels, voire de tout autre produit approprié, est mélangé avec au moins une résine artificielle incomplètement polymérisée, au moins une colle d'os d'un animal mammifère, au moins une résine naturelle solide genre colophane et avantageusement au moins un sel alcalin, cet ensemble de corps étant de préférence dispersé au sein d'une émulsion du type gaz dans eau. Le procédé, tel que décrit, offre la particularité de pouvoir etre pratiqué dans des appareils courants, suivant des méthodes opératoires simples, par une main d'oeuvre non spéciallsée, en d'autres termes de pouvoir etre exécuté, avec de bons résultats, en tout endroit courant convenable, voire in situ, sur le chantier meme où sont utilisés les éléments fabriqués, à titre notamment de matériaux de construction. Mais il y a mieux encore : le procédéselon 1' invention peut permettre - un démoulage instantané du béton cellulaire conformé en éléments, comme matériaux de construction, - l'application, en une seule passe, d'un enduit isolant thermique dont lrépaisseur peut aller jusqu'à quelques centimètres, et, si Iton opere en usine ou ailleurs que "sur le tas", - la construction de grands panneaux pouvant etre chauffés sans que le béton cellulaire ne gonfle, - le transport en toupies du béton cellulaire, sans qu'intervienne aucune ségrégation des constituants minéraux, - le pompage du béton cellulaire à des hauteurs de plus de 20 mètres, sans que, là encore, il n'intervienne de ségrégation des constituants minéraux. Par ailleurs, le procédé selon l'invention permet, dans certains cas, de disposer de mélanges qui, à certains états de leur évolution, se pretent à des transformations très variées, en particulier à celles auxquelles il est couramment fait appel dans l'industrie des matières thermo-plastiques, et telles, en particulier, que le moulage, lrextrusion par boudineuse, la projection, voire l'enduction sur des supports appropriés. C'est dire que, pour la première fois, on peut donner au béton cellulaire obtenu par le procédé selon l'invention, des configurations variées aux dimensions extremement diverses, par exemple, des profilés, des montants, des entrevous, des parpaings, des moellons, des tubes et-tuyaux, des parements, des revetements, des couchés de protection ou de décoration, etc. Et cela du fait que le nouveau béton cellulaire est pratiquement justiciable de toutes les transformations courantes. On ne se trouve plus limité à des blocs de certaines dimensions, comme c'était le cas jusqu'à présent. Enfin, le procédé selon l'invention permet d'obtenir des éléments conformés en béton cellulaire dans lesquels les pores sont fermés, c'est-àdire constitués par des alvéoles clos. Il est bien certain que de tels éléments présentent des propriétés d'isolations thermique et phonique accrues par rapport aux éléments analogues connus, qui possèdent des pores ouverts. Il est manifeste également que les éléments issus du procédé selon l'invention offrent ainsi une bien moindre rétention à l'eau et, par là me me, une très bonne stabilité dimensionnelle, ce qui constitue un avantage indiscutable pour des matériaux de construction. Le procédé selon l'invention peut etre mis en oeuvre de différentes manières, lsessentiel étant avant tout, d'assurer un mélange bien homogène entre eux des divers constituants du béton cellulatre ét d'obtenir des alvéoles clos les plus petits possible pouvant etre inférieurs à 1 mm de diamètre, afin d'obtenir les meilleures caractéristiques mécaniques. Avantageusement, on ajoute à de l'eau, éventuellement additionnée d'une faible quantité d'au moins un sel alcalin soluble, de préférence à chaud pour faciliter la dissolution, une résine colophanique, puis une matière gélatineuse animale (colle d'os, notamment), enfin, après au besoin un certain refroidisse ment, une résine incomplètement polymérisée (résine polyester ou autre résine non saturée, en particulier), toutes ces opérations étant de préférence effectuées sous agitation des divers ingrédients. On obtient ainsi une masse qui acquiert une certaine expansion et présente un aspect gélatineux. De préférence, on incorpore le produit ainsi obtenu à une certaine quantité d'eau qui, sous agitation, permet d'obtenir une mousse stable. C'est cette mousse que l'on ajoute au ciment et aux autres ingrédients, notamment minéraux habituels (sable et gravier d'habitude), ce qui permet d'obtenir le béton cellulaire, dont les densités peuvent varier en fonction du poids sec des ingrédients mélangés. D'une manière ou d'une autre, en s'y prenant convenablement , on aboutit à un béton de densité 0, 2 à 1, 8 suivant les cas et qui est pret à l'emploi, tout en possédant le temps de conservation d'un béton classique. Ce béton peut etre coulé dans des moules aux formes désirées pour l'obtention d'éléments définitifs, de matériaux de construction par exemple, et connaître au bout de quelques heures un durcissement suffisant pour autoriser sa manipulation. Le temps de durcissement d'un tel béton est relativement long et ce dernier se comporte alors comme un béton classique normal. Les éléments qu'il fournit ont une structure à cellules fermées et possèdent de bonnes résistances à la traction et à la compression. Ilest-possible, en opérant comme il vient d'etre dit, et tout particulièrement en additionnant en fin de mélange au béton cellulaire ainsi préparé, une faible quantité (quelques pour cent au Fols) d'au moins un sel alcalin soluble comme le carbonate de sodium, d'obtenir un béton qui se gélifie spontanément, ce qui, dès lors, rend l'ensemble apte à etre converti en produits ouvrés ou semi-ouvrés, par les techniques de transformation mentionnés plus haut (moulage, extrusion, projection, etc..), l'achèvement de l'opération étant marqué par un durcissement très rapide qui rend l'élément fabriqué démoulable presque instantanément. De plus, il peut etre incorporé à ce béton ainsi constitué, en remplace ment de partie au moins des ingrédients habituels, des billes d'un polymère expansé, comme le polystyrène ou un polyuréthane, billes qui, du fait de la grande tyxotropie du béton ainsi constitué, se répartissent très facilement dans la masse, en sorte que le tout présente une parfaite homogénéité. Ce matériau ainsi incorporé permet encore un allègement du béton et de plus grandes propriétés d'isolations thermique et phonique. De plus l'accrochage sur les supports peut par ce moyen etre réalisé en très grandes épaisseurs. Ce béton ainsi constitué peut etre mis en étuve sans que, pour cela, on constate de dilatation des bulles d'air occluses, si bien qu'on peut obtenir par là-mCme un produit fini en quelques heures. A titre de modes de réalisation, l'invention va etre décrite plus en détail à l'aide des exemples ci-après qui ne sauraient, en aucun cas, limiter de si peu que ce soit la portée de ladite invention. Exemple 1 On porte 2 litres d'eau à I'ébulliti,on dans un récipient usuel, puis, sous agitation, les additionne de 60 g de bicarbonate de soude qui se dissolvent aussitôt. Dans cette solution, on introduit, toujours sous agitation de la colophane, de la colle duos, une résine polyester non saturée, non complètement polymérisée, vendue dans le commerce sous la marque "STRATYL A 116", ces trois corps étant ajoutés à raison également de 60 g chacun et étant amenés à etre bien répartis dans la masse. On additionne alors, après refroidissement, la dispersion aqueuse de la masse gélatino-résineuse obtenue, à 180 litres d'eau, dans un malaxeur d'un type courant, et on réalise ainsi environ lm3 de mousse. On transfère cette mousse dans un malaxeur normal à béton, dans lequel on a préalablement introduit - 275 kg de ciment de dénomination CPA 400 -125 kg de sable de granulométrie 0, 3, On travaille l'ensemble pendant environ 5 minutes et obtient ainsi un béton cellulaire que l'on coule dans des moules métalliques de 20 x 20 x 40 cm, obtenant finalement des blocs qui, au bout de 3 mois de séjour à l'air libre, présentent une résistance à la compression d'environ 30 bars. Exemple 2 On opère comme dans l'exemple 1, jusqu'à obtenir lm3 de la mousse renfermant les trois composés initialement ajoutés. On introduit ce volume de mousse dans un malaxeur à béton d'un type usuel et incorpore à l'émulsion - 400 kg de ciment de dénomination CPA 500, - 6 kg de billes de polystyrène expansé, de diamètre 1 mm environ. Au bout de 5 minutes d'agitation, on recueille un béton cellulaire que l'on coule dans des moules appropriés, d'où l'on retire, après prise en masse, des entre vous de 7 x 60 x 40 cm, de densité 0, 4 environ, de coefficient d'isolation thermique voisin de 0,C4 et, après séjour à l'air libre pendant approximativement 28 jours, de résistance à la compression approchant 250 kg. Exemple 3 On opère en substance comme dans l'Exemple 2, jusqu'à la fabrication du béton cellulaire, si ce n'est qu'en fin de malaxage, on incorpore au mélange 2 kg de carbonate de soude, dont on assure la bonne répartition au sein de la masse bétonneuse. On transfère ensuite ce -ci dans une extrudeuse genre fileuse de briqueterie, qui, par sa vis transporteuse, extrude en continu à la filière, une bande de section de 20 x 20 cm,. que l'on découpe ensuite facilement en longueurs de 40 cm. On recueille finalement des blocs de béton cellulaires de 20 x 20 x 40 cm présentant un coefficient d'isolation thermique de 0, 4 environ et, après prise en masse et équilibre à l'air, une résistance à la compression de 30 bars environ. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la fabrication, notamment in situ, de béton cellulaire, procédé au cours duquel on malaxe, en présence d'eau, du ciment et de préférence d'autres ingrédients de base, tels, notamment, que des composés minéraux, comme du sable, du gravier et/ou des cailloux, puis on conforme le mélange obtenu jusqu'à ce qu'il soit pris en masse, caractérisé par le fait qu'on met en contact le susdit mélange avec une dispersion aqueuse, contenant au moins un sel alcalin soluble, d'au moins une résine artificielle incomplètement polymérisée, d'au moins une colle issue d'un animal mammifère, d'au moins une résine naturelle genre colophane. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on disperse les susdits composés au sein d'une émulsion aqueuse gazeuse avant de les mettre en présence du ciment et des autres ingrédients de base. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on ajoute la dispersion des susdits composés au sein d'une émulsion aqueuse gazeuse au ciment et aux autres ingrédients de base. 4 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on incorpore dans la dispersion des susdits composés, au sein d'une dispersion aqueuse, le ciment et les autres ingrédients de base. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on remplace partie au moins des -ingrédients de base du ciment, par un polymère à l'état expansé, comme le polystyrène ou un polyuréthanne sous forme de particules de petites dimensions. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on fait choix, comme résine artificielle incomplètement polymérisée, d'une résine polyester issue d'au moins un acide non-saturé. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'avant de mettre en contact, avec la dispersion des susdits composés, le ciment et, le cas échéant aussi, des autres ingrédients de base, on additionne ces derniers de quelques pour ceint en poids d'un sel à réaction alcaline, comme le carbonate neutre de sodium. 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, pour la fabrication de produits ouvrés ou semi-ouvrés, sous forme de matériaux de construction notamment, caractérisé par le fait qu'on conforme le mélange final obtenu par mise en oeuvre dudit procédé, par des voies de transformation en soi connues dans l'industrie des matières thermoplastiques. 9 - Elément en béton cellulaire obtenu par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8. 10 - Elément en béton cellulaire, caractérisé par le fait qu'il comporte des cellules fermées. il - Elément en béton cellulaire selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il possède- un coefficient d'isolation thermique voisin de 0, 04.