Brevet FR2406615A1 — publié le 19790518

le charbon, les résidus pétroliers, les matières organiques de natu -res diverses qui servent aussi, dans certains cas, d'éléments de combustien, à l'intérieur même des mélanges. Ces produits sent introduits dans les mélanges en fonction des qualités physiques demandées au matériau élaboré dont en pour -ra, suivant l'utilisation prévue, modifier les caractéristiques mécaniques ou celles d'isolation, pheniques ou thermiques. Les éléments réalisés pourront également être armés en inclu -ant, dans leur masse, des rondins ou grilles métalliques améliorant leur résistance mécanique. Si les formules de mélanges permettent l'élaboration de di -vers éléments aux propriétés techniques différentes, il en est de même de la façon dont sont préparées les matie roi qui les compo- -sent,leur degré de division on une finesse plus ou moins impor- -tante, influançant particulièrement leur comportement au moment de leur cuisson ainsi que les qualités intrinsèques du produit obtenu au terme du cycle de fabrication. Sans entrer dans les explications des phénomènes physico- chimiques qui rugissent l'élaboration des produits fabriqués sui- -vant l'invention décrite, précisons que celle-ci vise A obtenir: sune fusion plus ou moins complète, suivant les cas, des mélan -ges formulés. lun genflement plus ou moins important, suivant les produits désirés, de la masse traitée, en emprisonnant les gaz dégagés au cours de la fusion. aune cealescence plus ou moins intime des divers composants entre eux de façon, toutefois a les amalgamer entre eux dans des moules dont la forme diffèrera en fonction des éléments fabriqués et dont la nature variera en fonction de l'énergie thermique em -ployés. La chatne de fabrication se compose de trois pestes différ- -rents: aun peste de préparation des mélanges (A) sun poste de mise en moule et conditionnement (B) aun poste de cuisson (C) La préparation des mélanges comporte essentiellement: -un grand broyeur a matières de base (1)destiné a réduire ces matières a la granulométrie désirée. -un petit broyeur pour autres composants(2) -un désagrégateur tamiseur (3) Les precédés de constructien connus utilisent des éléments de di -verses dimensions réunis entre eux par des liants de multiples natures pour leur mise en oeuvre architecturale. Ces éléments varient en fonctien des techniques de construc -tien employées, des resseuces en matières premières des régiens où ils sent produits, et du niveau technologique des installations de production. Ils vont du bloc d'argile séché aux panneaux compe -sites formés de plusieurs matériaux en passant par les produits briquetiers cuits, les agglomérés de ciment et, plus récemment les agrégats projetés dans du plâtre, du ciment ou des matières plas -tiques. L'invention décrite a pour buts i =l'élaboration par cuisson rapide d'élémente de constructien les plus divers dans leurs dimensions et leurs textures. =l'utilisatien, pour leur fabrication, de matiéres premières rencentrées on tous les points du globe. als construction d'usines de production do ces divers élé- -ments, pouvant être, suivant les cas, fixes ou mobiles et rapide -ment installées sur les lieux nones de leurs utilisations. =l'emploi de l'énergie thermique la mieux adaptée aux resseur -ces dont disposent les régiens où sont installées ces usines. =la conception d'une technologie de construction bénéficiant des possibilités ainsi effertes. Les mélanges de divers composants sont nécessaires. On les regroupe sous trois rubriques, bien que certains d'entre eux pos- -sèdent, dans les mélanges considérés, des fonctions simultanées mixtes. On distingue: =les produits de base, qui constituent 85 à 90 % des mé langes, parmi lesquelle les silices seus leurs formes les plus com -munément rencentrées, qu'il s'agisse de sables, de reches quartzi -ques de différentes origines; les roches sédimentaires, qu'il s'a -gizze d'argiles ou de produits métamorphoques tels que lees schis -tes, quelles que soient leurs variétés: bitumeuses, ardeisières, du -res ou friables. îles produits de fusion et cehésion, seus l'action de la chaleur, à une température n'excédant pas, durant quelques minutes, 1000 degrés contigrades. Parmi ceux-ci les oxydes ferrifères, cer -tains oxydes et sels alcalins, le calein do verre et les lai -tiers de hauts-feurneaux. =les produits de genflement, susceptibles de prevequer des dégagements gazeux tels que les carbonates alcalins, le seke, -un mouilleur -mélangeur (4)avec bascule de pesage(9) -une trémie de stockage de plus ou moins grande capacité(5) La mise en moule g'éffectue -sur un chemin de roulement situé au même niveau que la bouche d'enfournement du four et sur lequel(6)circulent les moules(7) ainsi que leurs plaques de base(8) en carroussel. -ces moules sont décrits plus lein, car leur nature dépend de plusieurs facteurs et, en particulier, de l'nergie thermique employée dans la cuisson dos produits. Le four de cuisson variera également dans sa construction en fonction de cette énergie iais relèvera dans tous les cas du marne principe de four tunnel, ou' les produits sont introduits, par poussées intermittentes, dans la zone de cuisson fermée à ses (eux extrêmités. Ce four se compose de plusieurs zones: -une zone d'enfournement(10)qui termine le chemin de reu- -leoent(6) sur lequel sont véhiculés les moules pleins des mélanges a cuire,et qui: repose sur un châssis(11)identique a celui supportant le chemin de roulement.Cette zone est équipée d'un long vérin poussoir(12) qui pénétrer, à intervalles réguliers, dans la zone de cuisson les produits a cuire Ce vé- -rin est alimenté par une centrale(13)également reliée aux vérins(14)qui assurent l'ouverture et la fermeture des portes (15)de la zone do cuisson. -une zone de cuissen(16) fait suite,en effet, à la zone d' enfournement Elle sera cônstruite de diverses façons suivantle type d'nergie thermique utilisées =tantêt le four sera chauffe par un foyer alimenté (17)par un brûleur(18) utilisant pour combustible le fuel, le gaz naturel ou les gaz liquéfiés.Dans ce cas, la zone de cuis -son comportera, au dessous de son foyer,le couloir de passage (19) des produits a cuire dans leurs moules,ainsi que,au des -seus de ce ceuleir, un carneau de recyclage(20) des flammes et fusées issues du foyer et aspirées en partie haute de la zéne par un ventilateur(21)qui envoie la chaleur ainsi récu -pérée dans une gaine(22) qui la conduira vers les portions postérieures(23) du feur. =tantêt le four sera chauffé par un ensemble de résistances électriques réparties auteur du couloir de pas- -sage des produits.L'absence de récupération de chaleur sur la zone de cuisson imposera, dans ce cas,et pour certains pre- -duits, un foyer secondaire permettant un refreidissement progressif des produits dans leurs moules. =tantôt le four utilisera l'énergie feurnie par des générateurs d'ondes électromagnétiques. Dans ce cas, la zone do cuisson est. composée d'un simple canal métallique comportant un toit muni de guides d'ondes à fentes ou de conducteurs coaxiaux pria on sandwich entre deux plaques métalliques dont l'une, formant le toit du canal, est munie de fentes perpendiculaire à l'axe des conducteurs. =dans tous les cas, cette zone de suissen sera formée, de manière étanche, par deux portes situées à ses deux extrêmités dont l'ouverture et la formature sont com -mandés par des vérins synchrones du vérin d'enfeurnement. -une zone de refroidissement fait suite a la précéden- -te. Les produits dans leurs moules y sont progressivement ramenés à des températures au niveau desquelless il n'est plus à craindre que la structure physice-chimique des pre -duits soit perturbée.C'est la raison pour laquelle les portions composant cette zone(23) sont simultanément ali -mentées en air chaud recyclé, provenant de la protion du tunnel situées en amont d'elles, et en air froid aspiré par des trapes(24) ménagées dans les parois dea portions de la zone de refroidissement, á ouverture réglable et permettant ainsi un mélange plus ou moins important d'air chaud et d' air froid.Un ensemble de gaines do noufflage et de venti- -lateurs d'aspiration refoulent l'air le plus chaud dans les pointa bas(25) do la zone de refroidissement et l'as- -pirent progressivement refroidi à travers le canal où circulent les produits, se termine par une cheminée d'évacua -tien(26) qui rejette fumées et buées à l'extérieur du four. C'est on somme un four tunnel amputé de sa zone de pré chauffée classique que réalise l'ensemble décrit, ce qui permet l'introduction rapide, dans la chambre de cuisson, des produits. L'appareil de translation des produits, à l'intérieur du tunnel, ainsi que les moules contenant les mélanges, sont do nature différente suivant le type d'énergie thermique employé. =lersque l'énergie utilisée est produite par un foyer,qu'il soit a brûleur ou a résistances électriques, l' ensemble de translation des produits seracenstitué par dos rouleaux et blagues réfractaires pour la chambre de combus -tion,et par des rouleaux d'acier inoxydable pour les parties du four situées en amont et en aval de celle-ci.(27) Dans ces cas,les moules et les plaques les supportant seront également construits en matériaux ou métaux réfractaires qui,dans certains cas devront être revêtus,avant leur rem- -plissage, d'enduits, tels q'une suspension de graphite pul -vérisé qui évite l'adhérence des produits en fusion aux paroiszdes moules et à leurs plaques supports. lorsque l'énergie utilisée est produite par les ondes électro-magnétiques, l'ensemble de translation sera constitué par des tapis ou rouleaux insensibles et trans -parents aux ondes,en particulier en tétrachlorofluoroéthyl- lène-téflon. Les moules seront réalisés en une matière sem -blable lorsque des efforts mécaniques trop importants ne leur seront pas imposés(expansion éventuelle du produit en cours de traitement).Dans ces cas, des moules en silice frit -tee ou toute autre matière transparente aux ondes et d'une résistance mécanique suffisante, seront utilisée, aprés avoir éventuellement, subi un traitement ne leur permettant pas de coller au produit traité L'invention décrite permet la fabrication de pièces de construction qui pourront être de différentes natures et avec formes et dimensions les plus diverses et dont les caracté- -ristique techniques pourrent être volentairement changées pour répondre a leurs diverses applications architecturales. C'est ainsi que pourront être réalisés, sur les lieux mêmes de leur utilisation ides blocs moulés analogues aux parpaings et briques ides panneaux de grandes dimensions dont la texture interne pourra être m-difiée en fonction de leur emploi ar -chitectural. Des Fiches de matériaux seront établies, en fonction des produits désirés, qui préciserent, à partir des compèsants disponibles sur places, la préparation préalable des matières premières, la formulation des mélanges A réaliser, le mode d' énergie thermique a utiliser en fonction des matières pre- -miéres utilisées et des ressources énergétiques des lieux fabrication considérés, et la nature des moules en résult En résumé, l'invention décrite consisté en un procédé qui par re -actions physico-chimiques, permet de fabriquer, en cuissen rapide, n'excédant pas uen dizaine de minutes, une importante gamme de ma -tériaux de construction de diverses formes, dimensions et qualités techniques ot n'utilisant dans leur élaboration que des matières premières largement disponibles en toutes régions ainsi que des matériels simples et dont la cuisson s'effectue dans des fours tunnels d'un type spécial qui utilisent, suivant les disponibilités locales, seit les énergies thermiques habituelles, seit celles dues au rayonnement des ondes électromaagnétiques. -Les installations nécessaires à la tabrication des matériaux réalisables avec le procédé décrit peuvent être transportés et s'installer, éventuellement en des lieux divers où se rencon -trent les matières premières les mieux adaptées à l'exploita~ -tion du procédé. REVENDICATIONS 1/ - Procédé de fabrication d'un élément de construction, caractérisé en ce qu'il consiste à préparer un mé- lange à l'état divisé à partir d'un matériau de base contenant de la silice, et à réaliser une cuisson rapide dudit mélange pour engendrer une fusion partielle des grains ou particules de silice ou celles-ci et une cohésion de ceux-ci / lors du refroidissement. 2/ - Procédé de fabrication selon la revendication l, caractérisé en ce que le mélange comprend au moins un produit de fusion propre à favoriser la fusion de la silice. 3/ - Procédé de fabrication selon l'une des revendications l ou 2, caractérisé en ce que le mélange comprend au moins un produit de gonflement propre à favoriser un dégagement gazeux au sein de la masse. 4/ - Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le matériau de base est constitué pour 80 à 90 % de sables, schistes ou argiles. 5/ - Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cuisson rapide consiste à porter le mélange à une température de l'ordre de 1000 C pendant quelques minutes. 6/ - Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que, pour sa cuisson rapide le mélange est disposé dans un moule conférant à l'élément de construction une forme architecturale désirée. 7/ - Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que des armatures d'armement sont noyées dans le mélange au moment du moulage avant la cuisson. 8/ - Procédé de fabrication selon l'une des revendications l, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la préparation du mélange comprend des opérations de broyage, pesage, mélange et humidification. 9/ - Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mélange moulé est cuit dans des fours tunnels dépourvus de zone de précuisson ou de préchauffage. 10/ - Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que la zone de cuisson du four dans laquelle le mélange est directement introduit, est fermée pendant la cuisson par deux portes étanches situées à ses extrémités. 11/ - Procédé de fabrication selon la revendi cation 10, caractérisé en ce que la zone de cuisson du four est chauffée électriquement ou par un combustible, et en ce que le mélange moulé est transporté dans le tunnel du four, sur des plaques ou rouleaux construits en matériaux réfractaires. 12/ - Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moules dans lesquels le mélange est disposé sont des moules construits en métaux et matériaux réfractaires revêtus d'enduits propres à éviter leur adhé ave rencelie mélange à cuire. 13/ - Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que la zone de cuisson du four est chauffée au moyen d'ondes électromagnétiques hyperfréquences. 14/ - Procédé de fabrication selon la revend i- cation 13, caractérisé en ce que les mélanges moulés sont transportés dans le tunnel du four sur des rouleaux insensibles à l'action des ondes électromagnétiques. 15/ - Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que la zone de cuisson est fermée par des portes étanches aux ondes électromagnétiques. 16/ - Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moules et leurs supports sont en matière transparente aux ondes électromagnétiques. 17/ - Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que le four tunnel utilisé possède une zone de refroidissement progressif grâce à un recyclage réglable des fumées d'air chaud et de l'air ambiant.