Brevet FR2479182A1 — publié le 19811002

L'invention concerne d'une manière générale un procédé d'élaboration de parements de revêtement pour éléments de construction. L'invention concerne également les éléments de construction faisant application de ce procédé. Il convient, avant d'aborder les dispositions principales de l'invention, de rappeler les difficultés rencontrées à l'occasion de la production de produits de construction moulables, notamment du genre parements, éléments de couverture, panneaux de bardage, d'aspect noble, ainsi que les dérivés de tels parements, tels que murs, cloisons, planchers; dalles de toits, etc... Pour de tels produits, on est à la recherche de nouvelles combinaisons de constituants qui permettent une mise en oeuvre aisée, qui présentent une grande stabilité dimensionnelle et qui ne nécessitent pas de matériels sophistiqués et coûteux pour leur production. On est également à la recherche d'un procédé permettant l'utilisation de matériaux disponibles sur le sol d'utilisation, en particulier les armatures et les agrégats. On citera comme état de la technique le plus voisin, tout d'abord les parements de ciment, armés de fibre de verre. La fabrication de tels produits est rendue difficile en raison des contraintes de retreint que l'on observe entre armature de verre et ciment, relativement incompatibles, ce qui conduit à la réalisation d'éléments "travaillant" par opposition à des éléments "neutres". Ces éléments "travaillant" sont plus ou moins voilés ou gauches, sont instables en forme et en dimensions, et parfois sont sujets au délaminage, c'est-à-dire à une propension à la séparation verre-ciment. Avec un tel procédé, on a malgré tout réalisé des parements qui ont un aspect médiocre, peu noble et pouvant présenter quelques défauts. En dehors des ciments, on connaît d'autres "peaux" ou parements ne présentant pas les défauts des ciments, mais le plus souvent, d'origine pétrolière, assujettis en conséquence à d'éventuelles difficultés d'approvisionnement. Ces produits de base sont toujours coûteux et nécessitent pour leur mise en fabrication des investissements usine et machine importants. Ces autres procédés sont totalement inadaptés dans les pays non équipés d'industrie chimique développée. On ressent donc vivement le besoin d'un procédé original d'élaboration de parements de revetememnt et de leurs dérivés, qui serait exempt des inconvénients précités. Un premier but de l'invention est donc de fournir un procédé pouvant être mis en oeuvre sans structure industrielle sophistiquée et permettant l'emploi d'un maximum de produits naturels de renfort, végétaux ou minéraux, disponibles sur le lieu de fabrication. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé permettant de réaliser des parements et leurs dérivés qui soient totalement ininflammables, de grande résistance mécanique et de n'être pas exposés notamment durant le processus de moulage, aux phénomènes de retrait important connus. Le procédé de l'invention est basé sur la découverte d'une affinité inattendue entre, d'une part une résine hydraulique bi-composant et d'autre part, des matériaux de renfort d'origines aussi diverses que organique, minérale, végétale, etc... Suivant l'invention, le procédé pour l'élaboration de parements moulables et leurs dérivés pour éléments de construction, consiste à préparer une résine hydraulique bi-composant, constituée d'un mélange d'oxyde de magnésium et de chlorure de magnésium, d'autre part, à couler cette résine en fond de moule pour constituer une peau de surface, et on renforce cette peau avec au moins une couche d'armature d'origine minérale, végétale, ou organique, d'autre part encore, à accélérer la formation d'oxychlorure par un apport de chaleur compris notamment entre 40 et 50 C. Suivant une disposition de l'invention, on constitue la résine hydraulique à partir d'un mélange comprenant - 20 à 30 % de chlorure de magnésium - 70 à 80 % d'oxyde de magnésium - une quantité d'eau variable, mais aussi faible que possible pour obtenir un mélange coulable et moulable. Suivant un mode de réalisation, pour l'élaboration de dérivés, les parements sont associés à un mortier de remplissage obtenu à partir de la résine hydraulique bi-composant à laquelle on ajoute, de préférence par malaxage, des agrégats tels que nodules végétaux, nodules de polystirène expansé, nodules organiques, laine de verre, laine de roche, déchets combustibles ou non. Suivant un autre mode de réalisation, on introduit dans le mortier de remplissage un agrégat essentiellement à base de balle de riz. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description détaillée qui suit, des exemples et des dessins joints montrant, à titre d'exemple, des applications du procédé à l'industrie du bâtiment. Dans ces dessins La Figure 1 est une vue en perspective avec partie arrachée montrant un parement de revêtement selon le procédé de l'invention. La Figure 2 est une vue en perspective montrant avec partie arrachée d'un élément de construction moulé du genre sandwich pour mur porteur, dalle de toit, etc... Suivant l'invention, le procédé consiste à préparer tout d'abord une résine hydraulique bi-composant constituée d'un mélange d'oxyde de magnésium et de chlorure de magnésium. Pour former une pâte pure, destinée à constituer, d'une part un parement de revêtement, utilisable en l'état, d'autre part, à constituer une peau de surface, par exemple pour un panneau sandwich apte à constituer un mur porteur, une dalle de toit, une dalle de plancher, etc... Pour obtenir une påte pure, on pourra se baser sur une composition moyenne comprenant 7 parties en poids de chlorure de magnésium, que l'on mélange à 3. 5 parties d'eau. Après avoir homogénéisé convenablement ce premier mélange, on y ajoute 23 parties d'oxyde de magnésium, ce qui conduit à la formation d'une pue coulable et moulable. Dans le cas de réalisation d'un parement, on coule la pâte pure en fond de moule, et on renforce cette couche de pâte par introduction de fibres d'armature et plus particulièrement un mat de verre dans une proportion de 2 à 5 %. On a découvert qu'une telle préparation avait un temps de prise à l'air libre d'environ 48 heures; Suivant une étape du présent procédé, on accélère la formation d' oxychIorure, par un apport de chaleur compris notamment entre 40 et 50 C, ce qui permet de ramener le temps de prise entre 4 et 6 heures, et par suite; industrialiser le procédé à moindre frais, puisque la mise en oeuvre peut se faire dans des moules, travaillant à la pression atmosphérique. Le produit fini se caractérise par une grande dureté, et un aspect à grain fin, entrant dans la catégorie des matières nobles, Le produit moulé offre en outre une stabilité dimensionnelle remarquable, un retrait extr8mement faible lors de la réticulation, et un aspect de surface impeccablement lisse si on le désire. La résine hydraulique bi-composant a une aptitude au moulage exceptionnelle, y compris dans les gravures les plus fines, sans que pour autant au démoulage, il se produise des défauts d'aspect. La pàte pure est encore remarquable en ce qu'elle est totalement incombustible, et qu'elle permet d'ignifuger totalement des produits d'appoint comme par exemple des agrégats par nature combustibles, tels que par exemple : la sciure de bois, les fibres de coco, l'enveloppe d'arachide, les billes de polystirène, les déchets de mousse, naturels ou synthétiques, etc... Dans la pâte pure ou le mortier, il est avantageux pour certains modes d'application, d'introduire des charges, telles que sable, latérite, carbonate de calcium, poudre de marbre, le pourcentage d'incorporation étant en général de 25 à 30 %. Suivant un aspect particulier du présent procédé, parmi les charges, on peut utiliser un sable salé, qui a une parfaite compatibilité avec la résine hydraulique bi-composant, alors que la présence de sel rend inexploitable les gisements salés, dans la constitution de mortier normalisé à base de ciment. Pour obtenir la réticulation de la pâte pure, ou chargée, on pourra notamment utiliser dans les pays chauds, la température ambiante, ce qui rend le procédé particulièrement économique, mais on pourra aussi, notamment dans les climats tempérés, accélérer la réticulation par un apport de chaleur, et plus spécialement un apport d'air chaud, ce qui est beaucoup plus économique et plus simple à mettre en oeuvre, que le séchage vapeur utilisé pour les bétons traditionnels. Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre suivant l'un quelconque des exemples suivants, pris séparément ou en combinaison. A l'aide de la composition de l'exemple 1, on a réalisé un échantillon de parement formé de pâte pure additionnée de fibres de verre sous forme de mat de verre et on a soumis cet échantillon à un test de compression - dimensions en cm 10.5x 12 x 0.2 - charge maximum 600 da N (7 c moyen 285 da N/cm2 Cette résistance exceptionnelle du matériau offre une sécurité vis-à-vis de la ruine encore jamais atteinte. Par ailleurs, on constate une absence totale de délaminage entre pâte pure et fibres de verre. A l'aide des compositions des exemples 1 et 4, on a réalisé un échantillon de panneau comprenant un parement de pâte pure et sous-face en mortier de remplissage incorporant un agrégat de balles de riz - dimensions en cm I0, 5 x 12 x 0, 8 - charge maximum 950 da N - oc moyen 113 da N/cm2 Cette résistance à la compression permet de réaliser des murs porteurs aussi bien que des dalles de toits, ou autres éléments de construction répondant totalement aux normes de sécurité exigées dans les produits du bâtiment. Exemple 1 Pour la réalisation de pâte pure dans la fabrication de parements de revêtement, les proportions des composants sont données en parties en poids - chlorure de magnésium 7 - eau 3.5 - oxyde de magnésium 23 -matdeverre 2 å 5 % Exemple 2 Pâte pure additionnée de charge de complément - chlorure de magnésium 7 - eau 3.5 - oxyde de magnésium 23 - sable ou latérite 10 Exemple 3 Påte pure additionnée d'agrégats pour constituer un mortier de remplissage notamment à destination de panneaux sandwiches - chlorure de magnésium 6 - eau 5 - oxyde de magnésium 24 - émulsion vinylique 3 - billes de polystirêne 2 Exemple 4 Mortier de påte pure additionné d'agrégats végétaux:: - chlorure de magnésium 7 -eau 3.5 à 4 - oxyde de magnésium 23 - balle de riz 10 à 13 Dans l'exemple d'exécution de la figure 1, on a montré un mode d'exécution obtenu avec les formulations des exemples 1 et 2. Le parement est désigné par la référence générale 10. Le parement est constitué d'une pâte 11, qui peut être chargée en sable, en latérite, en sciure de bois fine, mais aussi avec une émulsion hydrofuge d'étanchéité, par exemple une émulsion vinylique. Ainsi qu'il a été indiqué, la pâte pure est coulée en fond de moule, lequel peut comporter des empreintes décoratives ou fonctionnelles si on le désire. Alors qu'elle est encore à l'état pâteux, on incorpore à la résine bi-composant un mat de verre 12, pré-imprégné de la méme résine. Le mat de verre est constitué de préférence de fibres courtes, c'est-à-dire de l'ordre de 5 cm. On a fait subir au mat d'armature un ensimage de protection et de liaison afin d'obtenir un parfait pontage physico-chimique, entre la résine bi-composant et les fibres de verre. Dans le mode d'exécution représenté figure 2, on a montré un exemple de panneau sandwich revêtu double face de parements du genre représenté en figure 1. Pour la réalisation d'un tel panneau, on placera dans un premier moule la résine bi-composant armée de mat de verre, puis on superposera sur cette couche destinée à constituer la peau de surface, un mortier constitué de la même résine, mais chargé avec un agrégat, comme par exemple de la balle de riz 13. On peut avantageusement incorporer partiellement dans ce mortier de remplissage, une armature 14, qui peut être, comme dans l'exemple représenté, une armature de liaison entre deux moitis de panneau, ce qui permet, si on le désire, de constituer un vide d'air dans l'rame du panneau. On notera encore que la résine bi-composant offre une aptitude remarquable à reproduire des empreintes fines ou profondes, pour former des renforts ou des décors architectoniques. On remarquera encore que les faces étroites des parements ou panneaux sandwiches peuvent également entre revêtues d'une couche de résine bi-composant. Le procédé selon l'invention se prête aussi bien à la réalisation d'éléments construction nodulaires de petites dimensions, du genre parpaings ou dalles, qu'à la réalisation de panneaux monolithiques de grandes dimensions. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples d'exécution ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1) Procédé d'élaboration de parements moulables de revêtement et leurs dérivés pour éléments de construction, procédé caractérisé en ce qu'il consiste, d'une part à préparer une résine hydraulique bi-composant, constituée d'un mélange d'oxyde de magnésium et de chlorure de magnésium, d'autre part, à couler cette résine en fond de moule pour constituer une peau de surface, et on renforce cette peau avec au moins une couche d'armature d'origine minérale, végétale, ou organique, d'autre part encore, à accélérer la formation d'oxychlorure par un apport de chaleur compris notamment entre 40 et 50 C. 2) Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on constitue la résine hydraulique à partir d'un mélange comprenant - 20 % à 30 % de chlorure de magnésium - 70 % à 80 % d'oxyde de magnésium - une quantité d'eau variable, mais aussi faible que possible pour obtenir un mélange coulable et moulable. 3) Procédé selon les revendications I et 2, caractérise en ce que l'on introduit dans la préparation moulable, des charges de complément et notamment des pigments, du sable, du carbonate de calcium, de la poudre de marbre, de la latérite, de l'oxyde de fer, ainsi qu'un agent hydrofuge. 4) Procéde selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on renforce la préparation hydraulique avec un mat de verre que l'on soumet à un ensimage d'accrochage compatible avec l'oxychlorure. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que pour l'élaboration de dérivés, les parements sont associés à un mortier de remplissage, obtenu à partir de la résine hydraulique bi-composant à laquelle on ajoute, de préférence par malaxage, des agrégats tels que nodules végétaux, nodules de polystirène expansé, nodules organiques, laine de verre, laine de roche, déchets combustibles, ou non. 6) Application des produits, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'on réalise des formes moulées à l'aide desdits produits pour obtenir notamment des panneaux sandwiches. 7) Application des produits selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'on introduit dans le mortier de remplissage, un agrégat essentiellement à base de balle de riz. 8) Application des produits selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisée en ce que l'on revêt la face extérieure des parements d'un vernis de finition et d'étanchéification, de préférence un vernis polyuréthane. 9) Application des produits selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans la fabrication de panneaux sandwiches, les parements sont associés à une sous face en mousse organique expansée, notamment polyuréthane ou phénolique chargée ou non d'agrégats.