Brevet FR2395371A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne des panneaux composites de revêtement ou de parement à dalles céramiques décoratives en carreaux céramiques fendus et d'autres matériaux analogues, compo- sés d'une plaque support, sur laquelle sont fixées les dalles apparentes et qui est munie de moyens de fixation pour l'ancrage dans la paroi à parer. Ces panneaux sont profilés de manière à permettre une circulation d'air entre le parement et la maçonnerie Il est devenu courant de pourvoir des bâtiments d'un revêtement extérieur en céramique, soit comme protection contre les intempéries, soit comme composante architecturale.Un tel revêtement doit par conséquent être réalisé en un matériau possédant une grande solidité mécanique, des résistances au vieillissement, au froid et aux substances chimiques corrosives élevées, facile à nettoyer, pouvant offrir un grand choix de dimensions et de formes et un large spectre de couleurs et nuances résistant aux rayons ultra-violets. Jusqu'à présent, ces revêtements ont en règle générale été réalisés- à l'aide d'un ensemble de dalles ou de carreaux fendu; en céramique, dont chaque élément doit être posé individuellement à la main avec du mortier au ciments Les revêtements ou parements extérieurs de ce genre possèdent cependant des inconvénients et désavantages tellement importants, que leur utilisation a cessé pratiquement complètement.L'un de ces désavantages est le fait que la cadence de pose des dalles une à une à l'aide de mortier au ciment est très lente et que ce -travail est par conséquent très coûteux, mais un désavantage plus granTe est le fait que par suite des fortes différences dans les coefficients de dilatation de la maçonnerie, du mortier formant une couche continue et des dalles céramiques, ces dernières sont relativement rapidement détériorées parce qu'en période de forte chaleur, elles subissent des contraintes de compression, qui provoquent la formation de fissures d'abord non visibles, mais s'élargissant pendant les périodes de froid, et lth=midité pénétrant dans ces fissures finit par faire éclater les dalles en période de gel. Pour minimiser ce risque, on a pris l'habitude de prévoir entre les éléments de revêtement des joints de dilatation, mais ces joints apparents modifient défavorablement l'effet esthétique dTun parement de ce genre. Les tensions, dont question ci-dessus, sont encore pluE élevées, lorsque le revêtement est posé sur une couche de béton armé, puisque le treillis en acier de construction employé-comme armature possède à son tour un coefficient de dilatation différent de ceux des autres matériaux. Certains parements céramiques du genre décrit, fixés au mortier, tels que les revêtements sur les parois des tunnels et sur les murs des stations de métro, sont en outre soumis aux vibrations provoquées par le passage des rames, ainsi qu'à des pressions et tractions répétées dues au déplacement de l'air par les rames. On a dfl constater quten ces endroits, la force de fixation de ces dalles de parement est réduite après 12 mois déjà à moins de 205o de sa valeur initiale et qu'après 2 ans environ se manifeste le décollement des premières dalles. En vue, principalement, d'éviter la pose manuelle des dalles de revêtement ou de parement, on a réalisé des panneaux composites, formés de dalles céramiques appliquées sur une plaque support en béton fin armé et confectionnés en juxtaposant des dalles dans un cadre ou moule, en les recouvrant d'un treillis d'armature et en y coulant la couche de béton. Qn obtient ainsi des éléments de plus grandes dimensions, qui peuvent être fixés sur la paroi à parer à l'aide de tirants d'ancrage, mais du fait de leur poids, qui peut atteinre 400 kg au m2, leur pose exige l'utilisation d'appareils de levage et est par conséquent presaue aussi coûteuse que la pose manuelle.Dans ces panneaux se mani festent par ailleurs à nouveau les différences entre les coefficient: de dilatation de la matière céramique, de l'armature métallique et du mortier, décrites plus haut, et les désavantages qui en découlent, et l'utilisation pratique de panneaux de ce genre a toujours été très limitée. La demanderesse s'était fixée comme but de développer un panneau composite à dalles céramiques apparentes pour revêtements ou parements avec circulation d'air entre le revêtement et la construction, d'une fabrication simple et d'une pose aisée, dans lequel les tensions entre ces composants, dues aux variations de la température, sont absorbées et qui permet par conséquent la réalisation de revêtements et(ou) de parements avec une longue durée de vie. Conformément à l'invention, cet objet est réalisé avec un panneau composé d'une plaque support coulée en béton acrylique et de dalles céramiques, fixées sur la plaque support à l'aide a' un adhésif à deux composants à base de résine époxydée ou à l'aide d'une couche adhésive séchant au contact de l'air à base d'un polymère dissous dans son monomère. Dans les panneaux composites à dalles céramiques apparentes suivant l'invention, même due grandes dimensions, les coefficients de dilatation de la matière céramique et du matériau formant la plaque support diffèrent peu et les tensions dues aux dilatations et contractions sont beaucoup plus réduites que dans les panneaux composites antérieurs et de plus absorbées par la couche d'adhésif élastique. Le décollement des dalles céramiques, courant avec les panneaux composites connus, est par conséquent évité. Les panneaux composites de l'invention sont faciles à confectionner en coulant une couche de béton acrylique dans un moule de la forme et aux dimensions voulues, en enduisant cette couche d'un adhésir" et en y appliquant les dalles céramiques. Un autre avantage des panneaux composites de l'invention est leur poids réduit d'environ 50 kg au m2, qui en permet la manipulation, le transport et la pose sans appareil de levage. La pose de ces panneaux est plus rapide que celle des dalles individuelles et ceux-ci n'exigent plus de prévoir des joints de dilatation peu esthétiques. Les panneaux de parement peuvent au choix être réalisés avec des joints apparents jointoyés ou ouverts sans devoir craindre une pénétration de l'humidité risquant de provoquer en période de gel la fissuration des dalles céramiques et leur décollement. Les panneaux composites suivant l'invention peuvent êtrc réalisés avec les matériaux et sous les formes les plus divers. Un mode de réalisation préféré est cependant constitué de plaques support en béton acrylique préparé avec du sable quartzeux d'une granulomêtrie inférieure à 3 mm et du méthacrylate de méthyle, les proportions du sable étant de 9 à 1 kg par kg du composé organique. Il a été trouvé qu'un béton acrylique avec une proportion aussi élevée de poudre de quartz donne des plaques aux propriétés mécaniques et avec un coefficient de dilatation plus avantageux que les bétons acryliques habituels et ne doit pas être armé pour obtenir une solidité satisfaisante pour la destiration prévue, L'adhésif à base de résine époxydée peut posséder la composition ci-après (parties en poids) : résine époxyde à base de bis-phénol A et(ou) F 20 à 40 produits de condensation d'ammines cyclo-aliphatiques 9 à 18 diluant 2 à 6 résine hydrocarbonée 2 à 4 oxyde d'aluminium hydrate 20 à 30 pigments 0,5 à 5 épaississant 0,3 à 3 matières de charge 1,2 à 30. Cet adhésif suivant I1 invention possède un coefficient de dilatation, qui se situe entre celui des dalles céramiques et celui de la plaque support, ainsi que d'excellentes propriétés telles qu'un grand pouvoir adhésif, une bonne résilience et une résistance au vieillissement élevée, et permet de réaliser des panneaux de revêtement durables d'excellente qualité. Un autre adhésif à-base d'un pré-polymère d'isocyanate et(ou) de caoutchouc, utilisable conformément à l'invention, possède la composition suivante (parties en poids) résine époxyde à base de bis-phénol A et(ou) F 15 à 35 caoutchouc 1à5 activateur 1à2 épaississant 1 à4 piganats 1 à 5 matière-de charge finement divisée 28 à 35 mélange de polyamines 7 à 10. Ce deuxième adhésif permet la modification de certaines propriétés chimiques et(ou) physiques dans une gamme relativement étendue et l'adaptation de celles-ci aux exigences de chaque cas. Une troisième sorte d'aod-sif à base de polyuréthanne, aux propriétés analogues à celles des deux premières composiffi ns, mais convenant tout partIculièrement pour les panneaux risquant d'être exposés aux basses températures, possède la composition ci-après (parties en poids) polyalcools à groupes éther et ester 20 à 35 substance hyoroscopique 3 à 10 pâte pigmentaire 1à2 épaississant organique 1à5 matière de charge finement divisée 28 à 67 isocyanate aromatique 8 à 20. L'emploi de ce dernier adhésif est également indiqué pour les personnes présentant des réactions allergiques au contact de résines époxydées non réticulées. Etant donné les excellentes propriétés du matériau servant à la confection des plaques support, celles-ci peuvent être réalisées avec des épaisseurs réduites, par exemple de 1' ordre de 10 mm, et sont avantageusement renforcées au verso par des nervures marginales et des nervures croisées, façonnées au moment de la fabrication des plaques et servant également pour la pose des tirants d'ancrage. Ce mode de réalisation permet un découpage des plaques support pour les raccords aux coins d'un bâtiment et le long des linteaux de portes et de fenêtres, tout en assurant la présence sur les éléments découpés d1au moins un segment de nervure pour l'insertion des tirants d'ancrage. Les panneaux composites suivant l'invention sont fabriqués, dans le cas de l'utilisation d'un adhésif à base de résine époxydée, de manière connue en soi en façonnant les plaques support par coulée de béton acrylique dans un moule, en enduisant le béton après la prise avec l'adhésif à deux composants et en appliquant les dalles céramiques sous pression. Dans ie cas de l'utilisation comme adhésif d'une résine acrylique, il est par contre préférable de mettre en oeuvre un appareil de levage à aspiration, à l'aide duquel une série de dalles cérats quels est plongée partiellement dans un bain d'adhésif puis déposée sur une couche de béton acrylique contenue dans un moule, l'ensemble étant ensuite placé sur une table vibrante jusqu'à la réticulation de l'adhésif et la prise du béton. L' application de l'adhésif non encore réticulé en permet la pénétration dans les pores des dalles céramiques et le durcissenent simultané du béton et de l'adhésif conduit à une adhérence parfaite et durable des dalles sur la plaque support. Le cas échéant, le traitement sur la table vibran-te peut aussi être réalisé après la réticulation de adhésif acrylia L'ancrage des panneaux de revêtement ou de parement suivant l'invention peut être réalisé de manière connue en soi à l'aide de tirants d'ancrage, ancrés dans la maçonnerie, dont les goupilles ou chevilles se placent dans des forures borgnes, réalisées dans les nervures de renforcement, soit au moment de la confection des plaques support, soit sur le chantier. Cette derniè poss;bil;t8 constitue un avantage non négligeable par rapport aux panneaux composites connus à plaque support en béton, dans laquelle le forage ultérieur des trous d'ancrage conduit souvent à la formation de fissures ou même à l'éclatement du béton. L'ancrage des panneaux dans des murs verticaux, de même que la pose sur des surfaces horizontales, peuvent également être réalisés à l'aide de douilles filetées5 noyées dans le béton, et de boulons à tête à visser-dans ces douilles. Ce mode dtancrage convient tout particulièrement pour le placement d'un revêtement du sol permettant à l'air de circuler entre le sol et le revêtement et facilitant l'écoulement rapide des eaux de pluie, surtout lorsque les panneaux ne sont pas rejointoyés, Ces revêtements constituent en outre un moyen facile à placer pour compenser des irrégularités de niveau.Pour obtenir un placement uniforme avec des joints d' égale largeur, ltemplacement des douilles filetées et la largeur des têtes des boulons sont choisis de manière que ces têtes dépassent les bords contigus de deux panneaux d'une hauteur égale à la moitié de la largeur du joint. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide d'exemples non limitatifs de modes de réalisation, en se référant aux dessins ci-annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en plan schématique de la facearrière d'une plaque support suivant l'invention ;; - la figure 2 est une vue en coupe de la plaque support suivant le plan A-B de la figure.1 - la figure 3 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, de la partie marginale dlune plaque support - la figure 4 est une vue partielle en plan d1un panneau composite. suivant l'invention - la figure 5 montre un exemple d'un tirant d'ancrage - la figure 6 est une vue en plan schématique de la face arrière d'un deuxième mode de réalisation d'un panneau suivant l'invention, dont - la figure 7 est une vue en coupe légèrement agrandie. Sur les figures 1 à 5, la plaque support porte la notation de référence 1, les rainures marginales sont désignées par 2 et les rainures croisées par 3. Un panneau composite est réalisé comme montré à la figure 4, c'est-à-dire par enduction de la plaque support 1 avec un adhésif 4 à base de résine époxyde de la composition revendiquée, qui fait adhérer à la plaque des dalles céramiques 5 apparentes. Pour la fixation de ces panneaux à la maçonnerie, la plaque support comporte des forures bornes 6 (cl. figure 3), dans lesquelles sont placées sur une profondeur réglable des douilles 7, destinées à l'insertion d'une goupille ou cheville 10 d'un tirant d'ancrage 9 (cf. figure 5). Dans le mode de réalisation illustré par les figures 6 et 7, les dalles céramiques 11 sont partiellement noyées dans la plaque support 12, leur adhérence étant accrue en les enduisant par immersion partielle dans un bain d'une couche d'adhésif 13 séchant à l'air, formé d'un polymère, à savoir du poly(méthacrylate de méthyle), en solution dans son monomère ; la pose des dalles enduites d'adhésif dans la couche de béton acrylique 12 peut être effectuée après ou de préférence avant le durcissement de 1' adhésif 13. 'la plaque support 12 est pourvue de douilles filetées 14, dans lesquelles sont vissés des boulons à tête 15 avec une profondeur de pénétration réglable pour pouvoir compenser des inégalités superficielles de la maçonnerie ou du sol. L'emplacement des douilles filetées et la largeur de la tête des boulons de fixation 16 sont choisis de telle manière que la tête dépasse le bord contigu du panneau d'une hauteur correspondant à la moitié de la largeur du joint formé entre deux panneaux adjacents, de manière à constituer une sorte de butée assurant une pose uniforme avec des joints d'tune largeur partout identique et empêchant en outre tout glissement d'un panneau par rapport aux panneaux voisins. Exemple Le mélange de 80 kg de quartz en particules d'une granulométrie de 0,05 à 3 mm et de 20 kg de quartz en fine poudre (farine de quartz), ou un mélange de quartz et d'hydroxyde d' aluminium remplaçant partiellement ou totalement la farine de quartz, est homogénéisé et transformé en pAie épaisse à l'aide d'un mélange composé de 9 kg deméthacrylate de méthyle fluide avec une teneur en résine de 10 à 2055 et d'une viscosité DIN de 40 à 43 sec (4 mn) et de 2 kg d'un agent de réticulation au peroxyde de benzoyle.Cette pâte est coulée dans un moule ouvert et les quantités indiquées produisent quatre plaques support d'une épaisseur de iO mm, pourvues de rainures marginales et croisées du genre illustré par les dessins, d'une largeur de 30 mm et d'une hauteur de 30 mn > chaque plaque possédant une superficie de I m2, Ces plaques possèdent à la température ordinaire une résistance aux flexions alternées de 32,8 N/mn2, un module d' élasticité de 32 500 N/mm2 et leur masse volumique est de 2,19 kg/dm3. Leur coefficient de dilatation thermique est égal à 1,76 x 10 , alors que celui de dalles céramiques se situe vers 1,1 x Après prise du béton, on y fixe à l'aide d'une des compositions adhésives décrites des dalles céramiques de parement pour obtenir des panneaux composites aux excellentes qualités énumérées. REVENDICATIONS 1. Panneau composite pour la réalisation d'un revtemanI ou parement, permettant une circulation d'air entre le panneau et la paroi ou le sol, constitué d'lune plaque support, sur laquelle sont fixées des dalles céramiques et qui est pourvue de moyens d'ancrage, caractérisé en ce que la plaque support est en béton acrylique coulé et la fixation des dalles céramiques est réalisée à l'aide d'un adhésif à deux composants à base de résine époxyde ou par l'intermédiaire d'une couche d'un adhésif séchant à l'air, formé d'un polymère en solution dans son monomère. 2. Panneau composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'adhésif séchant à l'air est du poly (méthacrylate de méthyle) en solution dans le méthacrylate de méthyle. 3; Panneau composite suivant l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce que le méthacrylate de méthyle possède une teneur en résine de 10 à 20% et une viscosité DIN de 41 à 43 sec (4 mn). 4. Panneau composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque support est réalisée en un béton acrylique préparé avec du sable quartzeux d'une granulométrie inférieure à 3 mn et du méthacrylate de méthyle, les proportions du sable étant de 9 à Il kg par kg du composé organique. 5. Panneau composite suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la fraction minérale du béton acrylique est compose de 8055 de quartz en particules d'une granulométrie de 0,06 à 3 mn et de 20, de farine de quartz, éventuellement remplacé totalement ou en partie par de l'hydroxyde d'aluminium. 6. Panneau composite suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 11 adhésif à base de résine épode possède la composition ci-après (parties en poids) résine époxyde à base de bis-phénol A et(ou) F 20 à 40 produits de condensationd'amnînes cyclo-aliphatiques 9 à 18 diluant 2à6 résine hydrocarbonée 2 à 4 oxyde d'aluminium hydraté 20 à 30 pigments 0,5 à 5 épaississant 0,3 à 3 matières de charge 1,2 à 30. 7. Panneau composite suivant l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce que l'adhésif à base drun pré-polymère d'isocyanate et(ou) de caoutchouc possède la composition ci-après (parties en poids) : résine époxyde à base de bis-phénol A et(ou) F 15 à 35 caoutchouc 1à5 activateur 1 à 2 épaississant 1 à 4 pigments 1à5 matière de charge finement divisée 28 à 35 mélange de polyamines 7 à 10. 8. Panneau composite suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'adhésif à base ae polyuréthanne possède la composition ci-après (parties en poids) : polyalcools à groupes éther et ester 20 à 35 substance h'/groscopique 3 à 10 pâte pigmentaire 1à2 épaississant organique 1à5 matière de charge finement divisé-e 28 à 67 isocyanate aromatique 8 à 2Q, 9. Panneau composite suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la plaque support possède une épaisseur réduite, mais est renforcée sur sa face arrière par des rainures marginales et croisées, dans lesquelles sont placés. les éléments d'ancrage. 10. Panneau composite suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les nervures de renforcement comportent des forures borgnes latérales, dans lesquelles sont insérées des douilles de compensation. 11. Panneau composite suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage sont des tirants à noyer dans la maçonnerie, dont la goupille ou cheville pénètre dans une forure borgne ou dans une douille de compensation, insérée dans cette forure. 12. Panneau composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutil est pourvu du c8té opposé aux dalles céramiques de douilles filetées, noyées dans le béton, dans lesquelles sont vissées des boulons à tête servant d'appui ou de butée. 13. Panneau composite suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'emplacement des douilles filetées dans les coins de la plaque support est choisi de telle manière que les têtes des boulons dépassent le bord de la plaque d'une hauteur correspondant à la moitié de la largeur du joint entre deux panneau) contigus. 14. Procédé pour la fabrication d'un panneau composite suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'une série de dalles céramiques est saisie par un appareil de levage à aspiration, plongée partiellement dans un bain d1adhésif, puis déposée sur une couche de béton acrylique contenue dans un moule, l'ensemble étant ensuite placé sur une table vibrante jusqu'après la prise da béton. 15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le traitement sur la table vibrante est réalisé immédiatement après I'inersion des dalles céramiques dans le bain d'adhési , c'est-à-dire avant la réticulation de l'adhésif enduisant la face arrière des dalles céramiques.