Brevet FR2483396A1 — publié le 19811204

La présente invention concerne un-procédé de fabrication de plâtre cellulaire permettant d'obtenir un matériau léger et isolant qui présente de bonnes caractéristiques mécaniques. On sait déjà fabriquer du plâtre cellulaire à partir de plâtre et d'un agent moussant. Un procédé connu consiste par exemple à incorporer un agent moussant dans le mélange constitué de plâtre et de toute l'eau nécessaire au gâchage du plâtre, puis à agiter l'ensemble dans un mélangeur. Pour obtenir des matériaux présentant des densités relativement faibles, il est nécessaire d'utiliser des quantités importantes d'agent moussant, ce qui rend le procédé économiquement inacceptable. Par ailleurs ce procédé ne permet pas de fabriquer des matériaux qui présentent des propriétés mécaniques constantes. On ne peut donc pas envisager d'utiliser ce procédé à l'dchelle industrielle. De plus, il faut souligner que les caractéristiques mécaniques des matériaux obtenus sont trop faibles pour permettre leur utilisation dans le bâtiment. On a proposé des procédés dans lesquels on mélange directement le plâtre et l'eau à l'agent moussant et on soumet à une agitation énergique. On obtient également des produits dont les propriétés mécaniques sont médiocres. On a proposé d'introduire une fraction de l'eau dans l'agent moussant pour former la mousse et une fraction de l'eau dans le plâtre, de mélanger la mousse et le plâtre gâché et d'homogénéiser l'ensemble. On obtient dans ce cas également des produits pouvant présenter un aspect granuleux qui ne sont pas homogènes et ont des propriétés mécaniques médiocres. On a maintenant trouvé un procédé qui permet de résoudre ces problèmes en donnant en particulier des matériaux ayant des propriétés constantes. La présente invention concerne un procédé de fabrication de plâtre cellulaire par mélange de plâtre, d'une mousse formée d'un agent moussant et d'eau éventuellement en présence d'additif et homogénéisation du mélange caractérisé par le fait que l'on prépare dans un premier stade la mousse par mélange de la totalité de l'eau de gâchage du plâtre avec un agent moussant, que dans un second stade on. introduit le plâtre sec dans la mousse obtenue et que l'on homogénéise le mélange par agitation, un colloïde étant ajouté à un stade quelconque du procédé. On a en effet trouvé que le procédé selon l'invention permet d'obtenir du plâtre cellulaire ayant, pour des densités voisines de 0,45 une résistance en flexion au moins égale à 6 et une résistance à la compression supérieure à 10 avec un plâtre non retardé. De plus les produits obtenus ayant une structure homogène présentent d'excellentes propriétés acoustiques et d'isolation. Selon l'invention on fabrique dans un premier stade une mousse en mélangeant un agent moussant avec la totalité de l'eau nécessaire au gâchage du platre. La quantité d'eau mise en oeuvre est en général telle que le rapport pondéral eau soit égal ou supérieur à 0,85. La quantité d'agent moussant utitisée est de préférence comprise entre 0,001 et 0,5 partie en poids pour 100 parties en poids de plâtre sec. Le colloïde peut être introduit au stade d'homogénéisation, en particulier en mélange avec le plâtre sec. il est de préférence introduit dans le stade de préparation de la mousse. Dans ee cas la quantité de colloLde à ajouter est plus faible.On utilise en général de'0,002 à 0,5 5 partie de collode pour 100 parties en poids de plâtre sec. Dans le cadre de l'invention l'expression plâtre est utilisée pour désigner les formes D(et P de l'hémihydrate du sulfate -de calcium de formule CaSO4,1/3H20 qui sont obtenues par calcination. ou cuisson en milieu liquide soit du gypse naturel, soit du phosphogypse, sous-produit de la fabrication de l'acide phosphorique par voie humide. Elle peut également désigner les Formes insolubles de sulfate de calcium anhydre connues sous le nom de surcuit qui existent sous forme naturelle ou peuvent être obtenues par calcination du gypse ou phosphogypse. On emploie comme agent moussant des agents tensioactifs connus naturels ou synthétiques : non ioniques, anioniques ou cationiques.. Comme agent tensioactif naturel on peut citer la saponine et comme agent tensioactif synthétique les alkylsulfates d'alcool, alkyléthersulfates, nonylphenyéthersulfates, alkylbenzène sulfonates, alcools gras éthoxylés, acides gras éthoxylés, sels sodiques d'acides alcoylnaphtalène sulfoniques, sels sodiques d'alpha oléfinesulfonates linéaires, etc... Les colloldes sont également des produits connus tels que colle d'os, gomme arabique, amidons modifiés, carboxyméthylcellulose, méthylcellulose, méthylhydroxycellulose, hydroxyéthylcellulose, méthylhydroxyéthylcellulo- se, méthylhydroxypropylcellulose. Leur présence permet d'améliorer l'ho- mogénéité du produit fini et d'éviter la préparation de produits ayant un gradient de densité. D'autres additifs peuvent également être éventuellement ajoutés. On peut ajouter par exemple des hydrofuges tels que huile de silicone ou polymères et copolymères vinyliques et acryliques, en particulier copolymé- res du type méthacrylate de méthyle, méthacrylate de butyle acrylate de butyle. I1 est également possible d'introduire des fongicides. Ces additifs sont ajoutés par exemple à raison de 0,01 à 1 partie en poids pour 100 parties de plâtre sec. Ils sont de préférence introduits dans l'eau au premier stade de fabrication de la moussue. On peut également introduire de façon connue des retardateurs de prise du plâtre telsqcltrates, phosphates, acide tartrique/protéines dégradées, agents complexants. La mousse est fabriquée par toute technique connue. On peut soumettre le mélange contenant la totalité de l'eau, l'agent moussant et éventuellement le colloïde et/ou un autre additif à une agitation mécanique ou utiliser des générateurs de mousse-dans lesquels.on réalise une bonne dispersion d'air injecté dans la solution aquéuse par passage dans des tubes garnis de billes, serpentins, grilles etc..., ou dans des tubes de type mélangeur statique. Le plâtre sec est ensuite introduit, éventuellement avec le collolde ou d'autres additifs, dans la mousse formée et le mélange est homogénéisé. Cette homogénéisation estréalisée par tout dispositif dssagitation mécanique connu. On utilise, par exemple un agitateur de type hélice marine, fouet, pale soc de charrue. Dans certains cas le premier stade de formation de la mousse et le second stade d'homogénéisation peuvent être effectués dans le même appareil à agitation mécanique. Le plâtre cellulaire fabriqué en mettant en oeuvre le procédez conforme à 1 invention peut être utilisé pour la confection de blocs ou de panneaux et de façon générale pour la confection de matériaux légers, isolants et résistants au feu. I1 convient en particulier pour la fabrication de murs porteurs, de cloisons, de planchers et plus particulièrement pour la fabrication de pièces telles que les hourdis. I1 peut être projeté sur des murs de béton ou de parpaing ou sur des poutrelles métalliques à l'aide de machines classiques à projeter le plâtre. Les exemples suivants illustrent la présente invention. Dans ces exemples les quantités sont exprimées en parties en poids. ilêmple 1 A 425 parties d'eau on ajoute les produits suivants 0*149 partie d'un tensioactif anionique vendu sous la marque SIMULSOL par SEPPIC. 0,020 partie de méthylhydroxypropylcellulose vendue sous la marque TYLOSE par la société Hoechst. Après dispersion dans l'eau le mélange est agité pendant 2 minutes à l'aide d'un agitateur à fouets tournant à 1450 tours/minute. Dans la mousse obtenue on ajoute.ensuite 500 parties de plâtre sec obtenu par calcination de phosphogypse. Le mélange est agité pendant 1 mn puis coulé dans des éprouvettes de dimension 4 x 4x16 cm. Après séchage pendant 48 heures en étuve à 50"C, les mesures effectuées sur les éprouvet- tes donnent les résultats suivants densité d. -: 0,450 kg/dm3 *résistance en flexion F. : 7,3 kg/cm2 résistance en compression C. : 12 kg/cm2 (mesurée selon la norme NFB 12401). Exemple 2 On opère comme dards exemple 1 en ajoutant à 425 parties d'eau 0,117 partie d'un tensio actif anionique vendu sous la marque SIMULSOL par SEPPIC 0,020 partie de méthylhydroxypropyl cellulose vendue sous la marque TYLOSE par HOECHST. Les résultats obtenus sont les suivants d : 0,530 kg/dm3 2 F : 9 > 4 kg/cm C : 18 kg/cm Exemple 3 (comparatif) On opère comme dans l'exemple 1 en ajoutant à 93,5 parties d'eau 0,122 partie de SIMULSOL 0,020 partie de TYLOSE Après formation de la mousse on ajoute 500 parties de plâtre préalablement gâchées avec 331,5 parties d'eau. La quantité totale d'eau introduite est donc de 425 parties. Les résultats obtenus sont les suivants d : 0,430 kg/dm3 F : 5,7 kg/cm2 C : 8,6 kg/cm2 Exemple 4 On opère comme dans l'exemple 1 en utilisant 0,672 partie d'un tensioactif anionique commercialisé sous la marque PLUREX N par la société DESAUTEL. Les résultats obtenus sont les suivants d : 0,575 kg/dm3 F : 9,8 kg/cm2 F : 9,8 kg/cm C : 12,5 kg/cm2 Exemple 5 On opère comme dans l'exemple 1 en ajoutant à 450 parties d'eau 0,988 partie de PLUREX N 0;030 partie de TtLOSE On utilise un tube mélangeur de type statique de 10 cm de long et 1,5 cm de diamètre intérieur contenant 11 éléments de dispersion et une injection d'air à l'entrée. Les résultats obtenus sont les suivants d : 0,530 kg/dm3 F : 7,8 kg/cm2 C : 11,2 kg/cm2 Exemple 6 On opère comme dans l'exemple 1 sauf que l'on ajoute 0,171 partie de SIMULSOL 0,019 partie de TYLOSE On mélange la mousse obtenue à- 470 parties de plâtre naturel à mouler. Les résultats obtenus sont les suivants d : 0,442 kg/dm3 F : 7,7 kg/cm2 C : 12,6 kg/cm2 REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de plâtre cellulaire par mélange de plâtre, d'une mousse formée d'u agent moussant et d'eau éventuellement en présence d'additifs et homogénéisation du mélange caractérisé par le fait que l'on prépare dans un premier stade la mousse par mélange de la totalité de l'eau de gâchage du plâtre avec un agent moussant, que dans un second stade on introduit le plâtre sec dans la mousse obtenue et que l'on homogénéise le mélange par agitation; un colloide étant ajouté à un stade quelconque du procédé. 2) Procédé selon la revendication l caractérisé par le fait que la quantité d'agent moussant utilisée est comprise entre 0,001 et 0,5 partie en poids pour 100 parties de plâtre. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que le rapport pondéral eau est égal ou supérieur à 0,85. plâtre 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que la quantité de colloïde utilisée est de 0,002 à 0,5 partie deeollode pour 100 parties en poids de plâtre sec. 5) Procédé selon l'une quelcpnque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le collolde est ajouté au stade de préparation de la mousse.