Brevet FR2504517A1 — publié le 19821029

La présente invention a pour objet un plaire à haute résistance au feu ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel plâtre. Depuis longtemps, on a utilisé le gypse, ou sulfate de calcium dihydraté, qui, partiellement deshydraté par traitement thermique, et broyé, est capable de prendre en masse sous l'ef- fet de l'eau pour donner un matériau utilisable dans l'industrie de la construction. Ce matériau est meme connu depuis la plus haute antiquité. En effet, en Egypte, la pyramide de Chéops qui a près de 4 000 ans d'existence est bâtie en mortier de plate. On retrouve également dans les chambres mortuaires et dans de nombreux monuments de cette époque des revetements de plâtre et des enduites colorés à la fresque. En Grèce, dans l'tle de Crète, le chanteau du roi Minos entièrement bâti à base de plate s'est conservé jusqu'à nos jours. Les Romains utilisaient couramment ce produit comme matériau de construction et un passage de Pline l'Ancien nous documente de façon très précise à ce sujet. De meme, le Moyen Age a vu s'ériger de nombreuses églises et châteaux enmortierde plâtre qui font encore notre admiration aujourd'hui. Par ailleurs de manière connue, les produits obtenus par hydratation d'un plâtre contiennent environ 20 % d'eau de constitution. Lorsqu'ils sont soumis à la chaleur, ces produits absorbent une quantité importante d'énergie calorifique pour leur transformation chimique interne (libération et évaporation de l'eau de constitution). Pendant toute la durée de cette réaction, la température de la masse ne dépasse pas 1000. Or, cette propriété des matériaux obtenus par hydratation du plate jointe à celle concernant son ininflammabilité et son incombustibilité les classent parmi les meilleurs matériaux coupe-feu. Or, la présente invention a justement pour but d'améliorer encore les propriétés de résistance au feu de matériau fabriqué en utilisant comme matière première un plâtre naturel et/ou synthétique et/ou un mélange de plâtre et de gypse naturels et/ou artificiels. A cet effet, le plâtre à haute résistance au feu qui fait l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il renferme de l'acide borique, de préférence en quantité comprise entre 0,0' et 12 % exprimée en poids de produit sec qui, de façon surprenante, permet d'améliorer dans une large mesure les propriétés de résistance au feu des différents types de plate. Selon l'invention, la préparation de tels matériaux peut betre effectuée simplement en ajoutant de l'acide borique ou des borates à un mélange pulvérisé de plâtre naturel et/ou synthétique et/ou à un mélange de plâtre et de gypse naturels et/ou artificiels. En effet, à côté du plâtre naturel obtenu dans les carrières de gypse, on peut utiliser en tant que matière première, des sous-produits obtenus dans certains processus de synthèses industrielles tels que par exemple des produits résiduaires des processus de préparation de l'acide fluorhydrique, de l'acide phosphorique ou de l'acide tartrique provenant de l'action de l'acide sulfurique sur des sels naturels de calcium. On peut également utiliser les sulfates de calcium obtenus en faisant réagir CaC12 sur les sulfates de sodium résiduaires obtenus dans les processus de fabrication du carbonate de sodium, de la rayonne ou du nylon. Cette récupération est particulièrement rentable en des temps où l'on recherche par dessus tout à économiser l'énergie. Par ailleurs, et selon une autre caractéristique de l'invention, on peut utiliser de manière satisfaisante, pour la fabrication des produits qui font l'objet de l'invention, des produits résiduaires des processus de fabrication de l'acide borique, dans lesquels on traite à l'aide de l'acide sulfurique des borates de calcium naturels tels que la borocalcite CaB4O7, 4H20, la pandermite Ca2B6011, 3H20 ou la colémanite Ca2B6011, 5H20. En effet, ces réactions donnent directement comme sous-produits à côté de l'acide borique des sulfates de calcium présentant une teneur résiduelle en acide borique variant entre O et 12 ,' exprimée en produit sec. Les produits ainsi obtenus peuvent être utilisés soit tels quels, soit après avoir subi un traitement thermique par lequel ils perdent une partie de leur eau de cristallisation. Donc, la teneur résiduelle en acide borique renforce de manière surprenante les qualités de résistance au feu des produits selon l'invention comme il sera démontré par l'exemple suivant EXEMPLE Deux éprouvettes de 580 X 540 X 70 environ furent testées au four à propane horizontal. éprouvette nO 1 Cette éprouvette a été fabriquée en gâchant un produit préparé à partir de sulfate de calcium obtenu en tant que sousproduit d'un processus de fabrication de l'acide borique, puis traité thermiquement comme indiqué ci-dessus de façon qu'il ait une teneur en eau égale à;à peu près 70 9' en poids. Le carreau obtenu a été étuvé pendant 10 jours à 600C environ. Cet étuvage a été suivi d'un séchage naturel. La teneur en acide borique de cette éprouvette était voisine de 0,5 9'. EProuvette nO 2 Cette éprouvette a été fabriquée comme l'éprouvette nO 1 par gâchage, étuvage pendant 10 jours à 600C suivi d'un séchage naturel. La teneur en acide borique de cette éprouvette était voisine de 5 9'. Modalités de l'essai Les deux éprouvettes ont été soumises à une élévation de température suivant le programme thermique défini par l'arrêt du 5 Janvier 1959 représenté par la fonction T T = T - To = 345 logl0(8t + 1) Or, on a prouvé que la résistance au feu de l'éprouvette nO 1 était comparable à celle fabriquée avec un plâtre pur tandis que l'éprouvette nO 2 présentait une meilleure résistance au feu. Après plus de 5 heures d'exposition, la température de la surface extérieure de cette éprouvette n'est pas montée à une valeur supérieure à 1300C, et aucune dégradation physique de cette surface extérieure a été constatée. Par ailleurs, on a constaté que la présence d'acide borique ou de borates confère aux plâtres obtenus selon l'invention des propriétés anticryptogamiques et fongicides. REVENDICATIONS 10) Plâtre à haute résistance au feu constitué par du sulfate de calcium dihydraté partiellement deshydraté d'origine naturelle ou synthétique, caractérisé en ce qu'il renferme de l'acide borique. 20) Plâtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il renferme entre 0,05 et 12 % d'acide borique exprimé en poids de produit sec. 30) Procédé de fabrication d'un plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on pulvérise un plâtre naturel et/ou synthétique et/ou un mélange de plâtre et de gypse naturels et/ou synthétiques et l'on ajoute de l'acide borique ou des borates au mélange ainsi obtenu. 40) Procédé de fabrication d'un plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on décompose un borate de calcium par de l'acide sulfurique de façon à obtenir conjointement du sulfate de calcium et de l'acide borique. 50) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on fait subir au produit obtenu un traitement thermique par lequel il perd de l'eau de cristallisation. 60) Produit présentant des propriétés anticryptogamiques et fongicides constitué par des sulfates de calcium dihydratés partiellement deshydratés, caractérisé en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5.