Brevet FR2526014A1 — publié le 19831104

La présente invention se rapporte à une composition permettant de réaliser un enduit, un mortier ou des matériaux de construction capables de fournir une bonne protection au feu tout en étant doué de propriétés isolantes au point de vue thermique et acoustique. De plus, le produit selon 1 'in- vention est susceptible d'être utilisé ou appliqué en surfaces extérieures aussi bien qu'intérieures. Dans le domaine de la protection au feu, il existe des produits à base d'amiantes ou de fibres minérales telles que de la laine de verre. Les uns et les autres ne peuvent être employés qu'en intérieur et s'il s'agit de surfaces extérieures, il est necessaire de les recouvrir d'une carapace douée de propriétés à la fois isolantes et mécaniques, ce qui entratne de nouvelles dépenses de matières et de mise en oeuvre. D'autre part, cette absence de résistance mécanique ne permet pas la réalisation de mortiers ou de pièces moulées et plus encore d'enduits ou mortiers alleges. Enfin, certains produits comme l'amiante sont aujourd'hui consideres comme devant entre évités. La composition pour enduit ou mortier ou béton hydraulique selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend en mélange 0 à 2 vol de plâtre pur 0 à 2 vol de ciment type Portland 1/2 à 2 vol de Calcite (fleur de chaux) 1/4 à 2 vol de Rhyolithe. Le mortier ainsi obtenu est allégé par adjonction au melange précédent de 1 à 10 volumes d'agrégats légers tels que vermiculite expansée, perlite expansée, billes de polystyrène expansées, argile expansée, billes de silice expansées, laine de roche nodulée, laine ou fibre de verre, l'agrégat ajouté pouvant résulter d'un mélange de ces produits. L'expérience montre qu'avec un matériau réalisé par gâchage à l'eau d'un tel mélange, il se produit, en cas d'icendie, un palier prolongé dans la courbe d'élévation de température, palier qui assure une excellenttprotection antifeu. Ce palier semble dû notamment à la présence de Rhyolithe, qui comporte une réaction de transformation endothermique aux environs de 3000 C jusqu'à 950 OC au cours de laquelle ce sable d'origine volcanique donne lieu à la formation de cellules fermées, contenant de l'air, à parois vitreuses, la vitrification définitive intervient vers 1 2000C. L'invention vise également les dispositions ciaprès a) on ajoute au mélange précédent un produit adhésif et permettant notamment son application par projection; b) le produit adhésif est une resine d'acetate de polyvinyle sous forme de dispersion à raison de 2 à IO % en poids par rapport au poids du plâtre et du ciment contenu dans le mélange ; c) pour l'obtention d'un produit particulièrement alléy en même temps qu'adhésif on ajoute au mélange initial un agent tensio-actif et un colloïde à base de méthyl cellulose. L'agent tensio-actif sera du type de celui vendu dans le commerce sous la marque CELANOL, en poudre ou en solution à 30 % - 50 % ou tout autre équivalent, à raison de 0,1 à 1 % en poids par rapport au poids du plâtre et du ciment contenu dans le mélange. L'agent colloïdal contiendra du methyl cellulose à raison de 0,1 à 0,5 % du poids de ciment et plâtre, la proportion d'agent colloTdal par rapport à l'agent tensio-actif étant de préférence de l'ordre de 50 %. L'expérience montre que si le mélange contient un tel tensio-actif et du me- thyl cellulose, l'enduit ou mortier obtenu est particulièrement allégé du fait qu'au gâchage à la bétonneuse, ou par simple agitation équivalente, il se transforme en mousse. Compte tenu de l'emploi d'agrégats légers, on peut ainsi arriver à un enduit mortier ou béton de densité de l'ordre de 0,2 à 0,5, ayant d'excellentes propriétés de protection incendie, assurant une exceilente isolation phonique et thermique et doué d'une résistance mécanique permettant son e-mploi en revêtement extérieur aussi bien qu'intérieur. En particulier, il n'est plus nécessaire de prévoir une isolation thermique à fixer sur une paroi et, à revêtir d'une protection feu, pour ensuite rapporter un enduit extérieur avec interposition de moyens d'accrochage, et il devient possible, par le produit de l'invention de réaliser simultanément la protection feu ainsi que l'isolation thermique et phonique. Le produit selon l'invention peut être utilisé comme enduit pour la protection des ossatures métalliques, mais également en revêtement de planchers et plafonds de toutes natures, de cloisons et de murs, de portes, trappes etc. Un tel enduit pourra avoir jusqu'à 6 cm d'épaisseur ou davantage. I1 peut être appliqué au pistolet, ou à la main, par proje ction ou à la taloche ; il peut servir également à la préfabrication de produits moulés, armés ou non, destinés a la construction de murs ou de cloisons ou à constituer des parois de revêtement etc. Dans le cas d'application en fortes épaisseurs, il est préférable d'armer l'enduit tous les 2 ou 3 cm d'épaisseur, par exemple, par un treillis plastique. A titre d'exemple, on donnera ci-après quelques compositions répondant a l'invention Exemple 1. Vermiculite ..................... 5 vol Ciment Portland .................... 1 vol Calcite ..................... 1 vol Rhyolithe ........................0,5 vol Tensio-actif .....................0,6 % /Poids de ciment Collolde (Methyl cellulose) 0,3 % /Poids de ciment Exemple 2. Billes de polystyrène de 1 à 3 mm de diamètre .................... 5 vol Ciment blanc .....................0,5 vol Calcite .................... 1 vol Rhyolithe .........................0,250 vol Tensio-actif ......................0,6 % / Poids de ciment Colloïde ..........................0,3 % / Poids de ciment Exemple 3. Billes de polystyrène ........... 5 vol Ciment blanc ..................... 1 vol Calcite ................ 1 vol Rhyolithe . 0,5 vol Résine d'acetate de Polyvinyle ............. 5 I Poids de ciment t de la calcite Exemple 4. Billes de Polystyrène - 5 vol Ciment ..................... 0,5 vol Calcite ................. G,5 vol Rhyolithe ............... 0,250 vol Tensio-actif .............. 0,6 9 /Poids de ciment Colloïde .................. 0,3 % /Poids de ciment Exemple 5. Vermiculite ............... 6 vol Plâtre .................... 1 vol Calcite ................. 2 vol Rhyolithe ............... 0,250 vol Tensio-actif ................. 0, 6 % /Poids de olâtre Colloïde .................. 0, 3 % /Poids de plâtre Exemple 6. Billes de Polystyrène # 1 mm de diamètre ..... 5 vol Plâtre ...................... 2 vol Calcite ................... 1 vol Rhyolithe ................. 0,5 vol Tensio-actif .............. 0,6 % / Poids de plâtre Colloïde .................. 0,3 % / Poids de plâtre Exemple 7. Vermiculite ............... 5 vol Plâtre .................... 0,5 vol Ciment ................... 1,5 vol Calcite .................. 0,5 vol Rhyolithe ................. 0,5 vol Tensio-actif ............. 0,6 % / Poids de ciment et plâtre. ColloTde . 0,3 % / Poids de ciment et plâtre. Exemple 8. Vermiculite ..... 5 vol Ciment .......... 1 vol Calcite .......... 1 vol Rhyolithe ....... 0,5 vol Tensio-actif .... 0,6 % / Poids de ciment Collolde ......... 0,3 % / Poids de ciment. Des essais de résistance au feu ont été exécutés avec le produit de l'exemple 8 dans les conditions suivantes Une poutre en acier de section en H de 300 mm de hauteur totale et de 300 mm de largeur d'aile, de 4 850 mm de long, environ 4 200 mm entre appuis,a été revêtue d'une epaisseur moyenne de 3 mm du produit selon'exemple -7. L'épaisseur d'acier est de 11 mm pour l'âme, et de I9 mm pour les ailes ; Le module d'inertie I de cette poutre est de I690 cm3 ; V sa massivité (Rapport périmètre sur section) est de 116 (périmètre en mètres, section en m2). A cette poutre est appliquée une charge de 16 Kg/ mm? concentrée en deux points distants de l'axe de 800 mm, par des sabots de 50 à 60 mm de diamètre. La poutre est dans un four, à 150 mm de la voûte, et la température du four a été élevée jusqu'à 1 100 C. Des sondes pyrométriques (thermocouples), au nombre de 15, étaient réparties sur la poutre à raison de 5 son des dans la zone médiane (2/8 de la longueur) et de 5 sondes sur les zones latérales (3/8 de la longueur pour chaque zone). Le dessin annexe représente les courbes de montée en temperature moyenne du four et de la poutre (courbe r), aile supérieure (courbe II), aile inferieure (courbe III) âme (courbe IV) moyenne de température de la poutre (courbe V). En abscisses sont portés les temps de chauffage en minutes et en ordonnées les temperatures en degres centigrades. En se reportant à ce graphique on voit qu'au bout de deux heures, la température du four etant montée à plus de I 000 C la temperature de la poutre n'a pas dépassé 450 C Lorsque l'on a atteint la stabilité de tempera- ture, soit après 2h20 de chauffage environ, l'essai a été continué (procédé dit de réchauffement). La température du four est restée au voisinage de I000 C à 1100 C. La temps rature de la poutre a atteint 750 C environ au bout de 220 minutes (3h40) sans que l'on observe aucune dégradation ou décollement du produit qui est resté stable et en place sur la poutre. Dans l'état actuel des connaissances, ce résultat doit être considéré comme exceptionnel et surprenant. Cans la définition du produit on a indiqué 0 à 2 vol de Ciment et O à 2 vol de Plâtre car, comme le montrent les exemples, on peut realiser une formule sans plâtre aussi bien qu'une formule sans ciment. Mais il n'est pas envisagé de réaliser une formule ne contenant que de la Calcite, c'est à dire sans plâtre ni ciment. Il y a donc, en moyenne, 1/2 a 4 vol d'un melange de plâtre et ciment, l'un et l'autre de ces constituants etant présents en toutes proportions respectives, de zero a 100 %. REVENDICATIONS 1. Composition pour enduit ou mortier hydraulique assurant une protection feu en même temps qu'une insolation, caractérisée en ce qu'elle comprend 0 à 2 vol de plâtre 0 à 2 vol de ciment type Portland 1/2 à 2 vol de calcite 1/4 à 2 vol de Rhyolithe et en ce qu'elle comprend en outre 1 à 10 volumes d'agrégats légers tels que vermiculite expansée, perlite expansée, billes de polystyrène expansées, argile expansée, billes de silice expansées, laine de roche nodulée, laine ou fibre de verre, l'agrégat ajouté pouvant résulter d'un mélange de ces produits. 2. Composition selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend un produit adhésif. 3. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une résine d'acetate de polyvinyle sous forme de dispersion à raison de 2 à 10 % en poids par rapport au poids du plâtre et du ciment contenu dans le mélange. 4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un agent tensio-actif et un colloïde à base de méthyl cellulose. 5. Composition selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'agent tensio-actif est ajouté à raison de 0,1 à 1 % en poids par rapport au poids du plâtre et du ciment contenu dans le mélange et l'agent colloidal à base de méthyl cellulose à raison de 0,1 à 0,5 % du poids de ciment et plâtre. 6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que la quantité d'agent tensio-actif est approxi mativement double de celle de l'agent colloSdal.