Brevet FR2559760A1 — publié le 19850823

La présente invention a trait à un matériau en feuilles en ciment renforcé par des fibres, qui peut être plat ou à section profilée, par exemple ondulée. Ce matériau convient pour utilisation comme panneaux de construction, par exemple pour toiture. Le matériau plat est particulièrement indiqué pour servir d'ardoises de toiture ou couverture. On connaît depuis de nombreuses années des matériaux en feuilles en ciment renforcé par des fibres d'amiante et ils constituent un matériau de couverture léger résistant à la fois aux intempéries et au feu. Il est maintenant nécessaire de remplacer l'amiante en tant que composant de tels matériaux, mais il faut que le produit résultant de ce remplacement soit sensiblement équivalent aux matériaux d'amiante-ciment exis- tants en ce qui concerne toutes leurs propriétés souhaitables. Les matériaux doivent aussi être susceptibles d'être fabri- qués sur le matériel à amiante-ciment existant pour éviter les frais de remplacement ou de modification importante de ce matériel. L'utilisation de fibre de verre en remplacement de la fi- bre d'amiante dans un tel matériel a fait l'objet de recher- ches considérables au cours des 10 à 15 dernières années. On a maintenant triomphé des difficultés rencontrées initiale- ment, exposées par exemple dans le brevet GB 1 543 951 au nom de la demanderesse, dans une mesure telle qu'on peut main- tenant établir des formules de laits de ciment contenant des fibres de verre susceptibles de mise en oeuvre sur des machi- nes à amiante-ciment, par exemple par les mesures décrites dans le brevet sus-cité. Cette possibilité ne s'accompagne pas nécessairement de la production d'un produit doté de pro- priétés adéquates à une fin particulière. Les feuilles ou panneaux pour utilisation dans l'industrie du bâtiment doivent avoir un module de rupture (résistance -2 à la flexion) moyen d'au moins 16 N.mm 2 et une densité d'au moins 1,3. Pour des ardoises de couverture, les exigences sont plus rigoureuses. Les ardoises de couverture en amiante-ciment dont on dispose actuellement, aussi connues sous le nom d' ardoises en amiante-ciment comprimé, présentent une surface lisse qui porte généralement un revêtement acrylique de la couleur souhaitée et les normes en vigueur au Royaume-Uni exigent qu'elles aient un module de rupture (MR) moyen mini- -2 mun de 22,5 N.mm. Une densité minimale de 1,8 est souhaita- ble pour éviter la porosité qui pourrait provoquer un endom- magement par le gel des ardoises de couverture. Le simple remplacement de la teneur en amiante des maté- riaux en feuilles en amiante-ciment par de la fibre de verre sous forme de fils coupés ne donne pas des matériaux d'aspect équivalent parce que les fils coupés tendent à être visibles ou à ressortir en surface, ce qui se traduit par un état de surface qui peut soit être inacceptable lorsqu'on applique la quantité usuelle de revêtement, soit exiger pour l'obten- tion d'un revêtement acceptable une quantité de matière de décoration qui entraîne une élévation inacceptable du coût. De plus, ce simple remplacement de l'amiante par de la fibre de verre coupée ne permet pas d'obtenir des résistances méca- niques équivalentes moyennant des quantités économiques de fibre de verre, en raison d'une distribution irrégulière de la fibre de verre dans le ciment et de l'attaque de la fibre de verre par les alcalis du ciment. Le brevet GB 1 543 951 au nom de la demanderesse décrit un procédé de fabrication d'un matériau composite du type ciment renforcé par des fi- bres exempt d'amiante à partir d'un lait de ciment aqueux contenant à la fois des fils coupés de fibre de verre et des monofilaments de matière non cristalline inorganique, lesquels peuvent être obtenus à partir de fils de fibre de verre coupée à filaments continus qui se séparent ou se dissocient en filaments lors du contact avec le lait de ciment. Si l'on utilise, comme seul renforcement fibreux, de la fibre de verre obtenue sous cette forme de monofilament à partir de fils de verre coupés dissociés en filaments, on peut obtenir une sur- face lisse. Toutefois, les problèmes de résistance mécanique sont aggravés du fait que les monofilaments sont sujets à l'attaque par les alcalis du ciment et qu'il est aussi diffi- cile d'obtenir une bonne liaison entre la fibre et la matrice. Pour améliorer la résistance mécanique de produits de ciment renforcés par des fibres de verre, on a proposé divers modes d'incorporation de silice réactive sous différentes formes. Par exemple, le brevet GB 1 402 555 (N.R.D.C.) a trait à un produit de ciment à la pouzzolane, renforcé par des fibres de verre, comprenant une matrice de ciment contenant au moins % en poids d'une pouzzolane (matière vitreuse de silicate susceptible de réagir avec l'hydroxyde de calcium et de donner ainsi par prise un matériau dur et solide) et des fibres d'un verre de silice/zircone résistant aux alcalis contenant au moins 6 moles % de ZrO2. Le mémoire descriptif indique qu'on peut obtenir une augmentation très souhaitable de la résis- tance mécanique des produits composites par un traitement thermique contrôlé qui accélère l'obtention de propriétés stables et de la résistance mécanique finale et qui peut être une immersion d'au moins deux jours sous l'eau à une tempé- rature, par exemple, de 60 à 80 C. L'une des pouzzolanes pré- férées décrites est de la cendre volante pulvérisée utilisée à raison de 10 à 40 % en poids. Le brevet GB 1 421 556 (TAC Contruction Materials Limited) décrit la production de produits du type panneaux de ciment renforcés par un mélange de fibres vitreuses coupées longues et courtes, résistant aux alcalis, parexemple fils de fibre de verre coupée et fibres minérales broyées, avec présence de fibres cellulosique et d'assez de silice, par exemple sous la forme de diatomite, pour réagir avec la chaux libre libérée pendant l'hydratation du ciment. Les produits du type panneaux sont étuvés pour faciliter la réaction. La demande de brevet EP 68 742 (Cape Boards & Panels Limited) a trait à des articles façonnés tels que panneaux et feuilles pour revêtementet couverture et décrit un procédé de fabrication utilisant un lait aqueux comportant, en poids ramenés à sec, 50 à 90 % de ciments, 5 à 40 % de silice pouzzolanique hautement réactive et 5 à 15 % de fibres cellulosiques. Une réaction intervient entre le ciment et la silice par cuisson à l'air. Le mémoire descriptif indique qu'on peut utiliser des mélanges de silices pouzzolaniques hautement réactifs, par exemple de silice volatilisée et de diatomite, et qu'on peut incorporer des fibres de verre en plus des fibres cellulosiques. Le brevet GB 2 048 330 B (Rockwool International A/S) décrit un procédé de préparation d'une plaque de ciment renforcé par des fibres à partir d'un lait de ciment aqueux et de fibres choisies parmi les fibres minérales synthétiques, les fibres organiques naturelles et leurs mélanges, suivant lequel on incorpore un matériau fin (particulièrement poussière de filtre obtenue en tant que sous-produit dans la fabrication de silicium ou d'alliages de silicium par procédé électrothermique et essentiellement constituée par de la silice volatilisée), ayant une grosseur de particules moyenne inférieure à celle des particules de ciment, dans le lait pour réduire la perte de fines particules de ciment et pour neutraliser les produits alcalins présents dans le mélange, empêchant ainsi la dégradation alcaline des fibres minérales. Il est dit que la quantité de fines parti- cules ne doit pas de préférence dépasser 15 %, en poids rappor- té au ciment, parce que de fortes concentrations-en fines par- ticules réduisent la vitesse à laquelle l'eau excédentaire est éliminée du lait. Enfin, le brevet GB 1 565 823 au nom de la demanderesse décrit l'utilisation de silice réactive sous la forme de cendre de volante pulvérisée ou d'une fine farine de silice telle que diatomite ou silice ELKEM qui est une silice volatilisée, qui se sont avérées exercer un effet synergique avec les compositions granulométriques particulières décrites dans ce brevet pour application à des fibres de verre résis- tant aux alcalis pour le renforcement de ciment. Il a été dé- montré que des proportions de 10 à 40 % de la silice réactive provoquaient une nouvelle amélioration de la durabilité des fils de fibre de verre enduits incorporés au ciment. La deman- deresse pense que la silice réactive favorise la liaison de la fibre de verre à l'intérieur de la matrice en ciment ainsi que la réaction avec les alcalis de la matrice. Les propres recherches récentes de la demanderesse indi- quent que diverses formes de silice réactive exercent des effets différents sur la résistance mécanique précoce et sur la résistance mécanique à long terme des matériaux composites. Tel est particulièrement le cas lorsqu'on utilise au renfor- cement de la fibre de verre sous forme de monofilament. Les recherches de la demanderesse ont montré que si l'on utilise des fils de fibre de verre dispersibles dissociés en filaments comme seule matière de renforcement fibreuse, il est essentiel d'utiliser un mélange de deux silices réactives différentes, à savoir cendre volante pulvérisée et silice volatilisée, à des pourcentages compris dans des gammes particulières, en vue de pouvoir fabriquer du matériau en feuilles plat,conve- nant pour utilisation comme panneaux de construction, sur des machines à amiante-ciment existantes, avec une bonne ré- sistance mécanique initiale et une bonne durabilité à long terme, qui peuvent même s'accompagner d'une élévation de la résistance mécanique audelà de la valeur initiale. En utili- sant la silice volatilisée sans la cendre volante pulvérisée, on obtient une bonne résistance mécanique initiale mais, sou- mis à des essais de vieillissement simulé, le matériau pré- sente une baisse de résistance mécanique marquée. La cendre volante pulvérisée prise isolément sans la silice volatilisée donne une résistance mécanique initiale médiocre et une ré- sistance mécanique globale de la matrice également médiocre. Par conséquent, suivant l'invention, il est prévu un maté- riau en feuilles, formé d'une composition de ciment renforcé par des fibres comprenant, en pourcentages en poids de soli- des: Portland ordinaire 50 à 71 % Cendre volante pulvérisée 14 à 40 % Silice volatilisée (contenant au moins 86 % en poids de SiO2) 5 à 12 % Fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments 2 à 7 % dans laquelle ces constituants représentent au moins 90 % en poids des constituants solides de la composition et dans laquelle, quand la composition de ciment contient moins de 8 % en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une qualité contenant plus de 86 % en poids de SiO2 et, quand la composition de ciment ne contient que 5 % en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une qualité contenant au moins 94 % en poids de SiO2, le matériau en feuilles ayant un module de rupture moyen minimum de 16 N.mm-2 et une densité minimale de 1,3. La combinaison de cendre volante pulvérisée et de silice volatilisée dans les proportions indiquées ci-dessus donne un produit ayant une résistance mécanique initiale et une durabilité à long terme satisfaisantes, accompagnées d'une augmentation de résistance mécanique au-delà de la résistance mécanique initiale après cuisson. L'utilisation de fibre de verre dissociée en filaments donne une surface lisse, ainsi qu'il est nécessaire lorsqu'un revêtement doit être appliqué, en évitant l'apparition de bouts de fil dépassant qu'on no- terait si l'on utilisait des fils coupés intacts. L'expression "silice volatilisée" est utilisée ici pour désigner la matière (aussi appelée microsilice ou fumée de silice) industriellement obtenue comme sous-produit pendant la fabrication de silicium ou d'alliages de silicium par un procédé électrométallurgique. Sa composition peut varier légèrement selon les caractéristiques du procédé et du produit principal mais elle contient normalement au moins 86 % en poids de SiO2 et 0,1 à 0,7 % de SiC. Les qualités de pureté inférieure ne conviennent pas pour mise en oeuvre selon l'in- vention parce que la quantité alors nécessaire donne lieu à des difficultés pour l'expulsion de l'eau hors du matériau en feuiles du type ciment. Il existe des qualités plus pures de silice volatilisée relativement exempte de carbone, conte- nant au moins 94 % de SiO2 et environ 0,1-% de SiC. On a cons- taté que ces qualités plus pures ont une plus grande activité superficielle et peuvent donc être utilisées en quantités plus faibles que les qualités normales, selon la présente invention. Si la proportion de silice volatilisée utilisée dans le matériau en feuilles selon la présente invention est infé- rieure à 8 % en poids, la silice volatilisée doit donc être d'une qualité contenant plus de 86 % en poids de SiO2 et lorsqu'on utilise la proportion minimale de 5 % de silice volatilisée, celle-ci doit contenir au moins 94 % en poids de SiO2. Le pourcentage préféré de fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments présent dansle matériau en feuilles est de 3 à 4 %. Bien que ce pourcentage puisse ne pas dépasser 2 %, des difficultés peuvent apparaitre dans la manutention de la feuille verte (c'est-à-dire non cuite). AveC des pourcen- tages de 4 à 7 %, on peut éprouver des difficultés à assurer la dispersion uniforme des fibres de verre dans la matrice de ciment. Le reste de la composition peut comporter jusqu'à 4 % en poids de pate cellulosique, incorporée comme adjuvant des- tiné à faciliter l'essorage. On peut aussi incorporer jusqu'à % en poids d'un plastifiant, par exemple argile figuline, bentonite ou talc, pour améliorer la plasticité du matériau avant cuisson. On peut aussi avoir recours à de petites quan- tités de dispersants et de floculants courants. Les fils dissociés en filaments sont de préférence en une composition de verre résistant aux alcalis contenant au moins 6 moles % de ZrO2. Par exemple, les fils de fibre de verre peuvent être du type décrit et revendiqué dans le brevet GB 1 290 528 de la demanderesse et vendu par Fibreglass Limited sous la marque de commerce Cem-FIL, et leur composition peut être sensiblement, en moles %: SiO2 69 % ZrO2 9 % Na20 15,5 % CaO 6,5 % L'invention fournit encore un matériau en feuilles plat convenant pour utilisation comme ardoises de couverture, formé d'une composition de ciment renforcé par des fibres comprenant, en pourcentages en poids de solides: Portland ordinaire 50 à 70 % Cendre volante pulvérisée 20 à 40 % Silice volatilisée (contenant au moins 86 % en poids de SiO2) 8 à 12 % Fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments 2 à 5 % ces composants représentant au moins 98 % en poids des cons- tituants solides de la composition, la différence (éventuelle) étant constituée par des constituants compatibles, la matière en feuilles ayant un module de rupture moyen minimum de N.mm 2 et une densité minimale de 1, 8,ainsi qu'une surface lisse pour la réception d'un revêtement. Des essais opérés sur des ardoises de couverture en un tel matériau ont montré qu'elles opposent au gel et au dégel répètés et aux intempéries en général une bien meilleure résistance que les ardoises en amiante-ciment courantes. L'invention réside encore dans un procédé de fabrication de matériau en feuilles en ciment renforcé par des fibres comprenant les opérations de mélange d'un lait aqueux dont les teneurs en solides comportent: Portland ordinaire 50 à 71 % Cendre volante pulvérisée 14 à 40 % Silice volatilisée (contenant au moins 86 % en poids de SiO2) 5 à 12 % Fils de fibre de verre coupée dispersibles 2 à 7 % dans lequel ces constituants représentent au moins 90 % en poids des teneurs en solides du lait et dans lequel, quand le lait contient moins de 8 % en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une qualité contenant plus de 86 % en poids de SiO2 et, quand le lait ne contient que 5 % en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une qualité contenant au moins 94 % en poids de SiO2, le mélange étant opéré de façon à disperser en monofilaments les fils de fibre de verre coupée, de dépôt d'une lame du lait sur une surface ajourée, de superposition d'une série desdites lames les unes sur les autres pour la réalisation d'une feuille de matériau du type ciment, et de durcissement de la feuille. En vue d'éviter l'endommagement mécanique des fibres de verre pendant la mise en oeuvre, on peut opérer le mélange du lait en mélangeant d'abord le ciment, la cendre volante pulvérisée et la silice avec de l'eau dans un mélangeur à fort cisaillement, puis en ajoutant les fils de fibre de verre cou- pée dispersibles en régime de faible cisaillement. En variante, on peut opérer le mélange du lait en mélangeant d'abord le ciment et la cendre volante pulvérisée et facultativement une certaine quantité de la silice avec de l'eau dans un mélangeur à fort cisaillement, puis en ajoutant la silice ou le reste de la silice avec les fils de fibre de verre coupée en régime de mélange sous faible cisaillement. Le dépôt de la lame et la constitution de la feuille peuvent être opérées sur une machine à amiante-ciment du type Bell ou Hatschek. On peut donner à la feuille un profil de section souhaité avant durcissement, par exemple en y ménageant des ondulations contiguës ou espacées. On peut par exemple profiler la feuille par application d'une tête de profilage sous vide de type connu, ou en la plaçant sur une plaque-gabarit dont la surface supérieure a le profil de section souhaitée et en la laissant s'affaisser pour épouser cette surface. Dans ce dernier cas, on peut placer une seconde plaque-gabarit sur la feuille pour compléter le façonnage. On peut cuire la feuille à une température comprise entre et 90 C et de préférence entre 70 et 80 C pendant 24 heures, puis la maintenir à température ambiante pendant au moins 7 jours pour achever la cuisson. Une telle cuisson à température initiale élevée contribue à assurer la durabilité à long terme du produit fini, tandis que la présence de la cen- dre volante pulvérisée et de la silice volatilisée permet à la fibre de verre dissociée en filaments de survivre à la cuisson en quantité suffisante pour assurer un renforcement adéquat. On peut presser la feuille pour en expulser l'eau avant cuisson, par exemple en plaçant une pile de telles feuilles et de plaques intercalaires dans une presse et en lui appli- quant une pression pour expulser l'eau. Pour fabriquer des ardoises de couverture, on découpe de préférence à la presse les ardoises à la forme voulue dans la feuille avant de presser et de cuire celle-ci et on les sépare après cuisson. On va maintenant décrire plus en détail, à titre d'exem- ples, des modes de réalisation particuliers de l'invention. On peut fabriquer du matériau en feuilles suivant l'inven- tion, convenant pour la fabrication de tuiles de couverture, sur des machines à amiante-ciment courantes soit du type Bell, décrit dans le brevet GB-2 059 867A,soit du type Hatschek bien connu. Dans ces deux machines, on superpose une série de lames (typiquement huit)-pour former une feuille de ciment renforcé par des fibres de verre ayant après pressage une épaisseur de 4 à 5 mm. Dans le cas de la machine Bell, un lait de ciment aqueux contenant des fibres de verre est transféré par l'intermédiaire d'un système de rouleau docteur sur une bande ou courroie mobile o sa teneur en eau est ramenée par succion aux environs de 25 %. La lame ainsi formée est trans- férée de la courroie sur un tambour rotatif. Lorsqu'on a superposé sur le tambour un nombre de lames suffisant pour constituer une feuille de l'épaisseur souhaitée, on détache la feuille du tambour. Dans le cas de la machine Hatschek, la lame est déposée sur un tamis tournant puis transférée sur une courroie et de là sur un tambour. Là encore la feuille est détachée du tambour après superposition d'un nombre de lames suffisant pour constituer l'épaisseur requise. La suite du traitement est pratiquement la même dans chaque cas. On utilise une coupeuse pour découper à la forme dans la feuille plusieurs ardoises de couvertures plates, rectangulaires, et leurs trous de fixation. Les ardoises peu- vent avoir les dimensions standards de 600 x 300 mm ou de 500 x 250 mm, par exemple. On place la feuille sur une plaque intercalaire en acier et on la transfère sur une pile de feuilles semblables. Lorsqu'on a accumulé dans la pile un nom- bre suffisant de feuilles estampées, on fait passer la pile dans une presse o la pression expulse encore de l'eau des feuilles jusqu'à remener leur teneur en eau finale à environ 20 %. On retire ensuite les plaques intercalaires et l'on cuit les feuilles à 80 C pendant 24 heures, puis on les emma- gasine finalement à température ambiante pendant sept jours. On peut alors détacher les unes des autres les ardoises de couverture individuelles et elles sont prêtes à être revê- tues si on le souhaite. Les exemples particuliers I et II ci-dessous ont trait à la fabrication d'ardoises de couvertures opérée comme décrit ci-dessus sur une machine Bell. Exemple I On a préparé un lait aqueux ayant la composition sui- vante, en parties en poids de solides: Portland ordinaire 61 % Cendre volante pulvérisée 25 % Silice volatilisée à 86 % en poids de SiO2) 9 % Fils coupés dissociés en fila- ments de fibre de verre résistant aux alcalis,vendus sous la marque de commerce "Cem-FIL" par la Fibreglass Limited 3 % Pâte cellulosique 2 % Des dispersants, floculants etc. courants peuvent aussi être incorporés en quantités faibles (moins de 0,1 %) de manière connue. Les fils de fibre de verre, d'environ 3 mm de long, étaient il formés de filaments d'environ 20 pm de diamètre apprêtés avec une composition d'apprêt destinée à disperser les filaments des fils en contact avec le lait. Des exemples de tels apprêts sont décrits dans le brevet US 3 948 673. La composition de la fibre de verre était, en moles %: SiO2 69 % ZrO2 9 % Na20 15,5 % CaO 6,5 % Après cuisson telle que décrite ci-dessus à 80 C pendant 24 heures et emmagasinage pendant sept jours à température ambiante, on a soumis les ardoises à des essais de détermina- tion de leurs résistances à la flexion tant en long qu'en travers par rapport à la direction de mouvement de la courroie de la machine Bell; on les a aussi soumises à des essais de résilience. On a fait subir à d'autres ardoises-éprouvettes un vieillissement accéléré par immersion totale dans l'eau à 70 C pendant seize jours, simulant une exposition d'environ ans aux intempéries, puis de nouveaux essais. Les résultats obtenus ont été les suivants: __ nTABLEAU 1 En long En Moyenne travers LimLite de proportion- Imédiatement nalité (N.mm-2) 22;9 12,6 Mbdule de rupture après (N.mM-2) 25j 8 15,1 20)5 Résilience cuisson (Nmm.mm-2) - - 3,2 Limite de proportion- Après nalité (N. m-2) 28 7 16,0 vieillisse- Module de rupture ment accéléré (N.mr-2) 29,7 17,3 23,5 Résilience (Nmm. mm-2) - - 2,4 Densité des ardoises: 1,95 On voit que le module de rupture était de plus de 20 N. mm-2 et augmentait après vieillissement. Exemple II On a fabriqué des ardoises de couverture comme décrit ci-dessus à partir d'un lait de ciment aqueux ayant la compo- sition suivante, exprimée en pourcentages en poids de la teneur en solides: Portland ordinaire 61 % Cendre volante pulvérisée 24,5 % Silice volatilisée (à 86 % en poids de Sio2) 9 % Fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments (comme dans l'exemple 1) 3,5 % Pate cellulosique 2 % Dispersants, floculants etc. 0,1 % On a essayé les ardoises fabriquées comme dans l'exemple I avec les résultats suivants: TABLEAU 2 En long En Moyenne À^ _ travers Limite de proportibn- Imndiateèent alité (N.Mm-2) 24,6 15,9 apres odule de rupture cuisson (N. mrm-2) 258 16,5 21,2 ésilience (NmMuï-2) _ 2,9 Densité des ardoises: 1,90 Exemple III On a fabriqué des ardoises de couverture comme dans les exemples I et II à partir d'un lait aqueux ayant les teneurs en poids en solides suivantes: Portland ordinaire 70 % Cendre volante pulvérisée 14 % Silice volatilisée (86 % en poids de Sio2) 11 % Fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments (comme dans l'exemple I) 3,5 % Adjuvants de traitement (pâte cellulosi- que, dispersant, floculant) 1,5 % 2S59760 Exemple comparatif IV Aux fins de comparaison, on a fabriqué un autre ensemble d'ardoises à partir d'un lait ayant la même composition que dans l'exemple III, mais avec remplacement de la cendre vo- lante pulvérisée par de la farine de calcaire (CaCO3) Exemple comparatif V Aussi aux fins de comparaison, on a fabriqué des ardoises de couverture à partir d'un lait ayant les teneurs en poids en solides suivantes: Portland ordinaire 69 % Centre volante pulvérisée 6 % Silice volatilisée (86 % en poids de SiO2) 20 % Fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments (comme dans l'exemple I) 3 % Adjuvants de traitement (pâte cellulosique, dispersant, floculant) 2 % Les résultats a'essai des ardoises de couverture selon l'exemple III et selon les exemples compares IV et V ont été les suivants: Limite de MR Densité proportion- MR Résilience spécifique nalité II I àmédiatement après cuisson 17 12,3 15,1 3T8 8,9 1,7 16,0 17,0 2,7 101 IV Immédiatement après cuisson 1i7 1216 15,4 4,0 9, Après vieillis- serent accéléré 1,7 11,1 lh 4 1,0 6;7 V Immédiatement - après cuisson 1,5 8,7 11,8 8,0 7j9 On voit que le remplacement de la cendre volante pulvéri- sée par de la farine de calcaire dans l'exemple IV a donné une résistance mécanique très réduite après vieillissement, tandis que dans l'exemple V, avec trop de silice et pas assez de cendre volante pulvérisée, la résistance mécanique était médiocre même immédiatement après cuisson. Exemple VI Cet exemple a trait à la fabrication sur une machine Hatschek d'une feuille plate de ciment renforcé par des fibres de verre, devant servir de panneau de construction, pour la- quelle on peut prescrire un module de rupture (MR) moyen minimum de 16 N.mm-2 et une densité minimale de 1,3. Le lait aqueux avait la composition suivante, en parties en poids: Portland ordinaire 60,5 % Cendre volante pulvérisée 24,5 % Silice volatilisée (86 % en poids de SiO2) 8,0 % Fils de fibre de verre coupée dispersi- bles 3,5 % Adjuvants de traitement (pate cellulosique, dispersant, floculant) 3,5 % Les fils de fibre de verre étaient tels que décrits ci- dessus en détail dans l'exemple I. On a façonné des feuilles de la manière courante sur la machine Hatschek. On a profilé (ondulé) certaines de ces feuil- les à l'aide d'une tête à profiler courante et on les a dépo- sées pour la cuisson sur une plaque-gabarit de profil corres- pondant. On a pressé d'autres feuilles pour ramener par expul- sion d'eau leur teneur en eau à 20 % avant cuisson. Dans chaque cas on a ensuite cuit la feuille à 80 C pendant 24 heures, puis on l'a emmagasinée pendant sept jours à tempéra- ture ambiante. On a essayé comme décrit ci-dessus des éprou- vettes découpées dans les feuilles pour déterminer leurs ré- sistances à la flexion, tant en long qu'en travers par rapport à la direction de mouvement du tamis cylindrique et de la cour- roie de la machine Hatschek. On les a aussi soumises à des essais de résilience. Les résultats obtenus ont été les sui- vants: Tableau 4 Feuille profilée non pressée - Densité à sec 1,4 En long En Moyenne travers Limite de proportionnalité 13,8 1 2, 6 1 3 2 MR 22,4 16,7 19;6 Résilience - - 3,7 Feuille plate pressée - Densité à sec 1,7 En long En Moyenne travers Limite de proportionnalité 18,7 1 6, 9 1 7 8 MR 31,8 19,8 25,8 Résilience - - 3 5 On a effectué d'autres essais en laboratoire pour étudier l'intervalle de compositions possibles pour le matériau en feuilles de fabrication d'ardoises de couverture. Dans ces essais de laboratoire, il est difficile, au moyen du matériel normal, de fabriquer un produit aussi mince que sur les machines à l'échelle normale et il n'. est pas possible de réaliser l'ardoise par superposition de lames ni d'obtenir la même densité de produit. Les résultats obtenus sont intéres- sants à titre comparatif, mais on ne saurait convertir directe- ment les valeurs absolues obtenues en valeurs qu'on obtien- drait en utilisant des compositions de même formules lors d'une mise en oeuvre à l'échelle normale sur une machine Bell ou Hatschek. On a effectué les essais de laboratoire en façonnant une ardoise carrée de 30 cm de côté et de 8 mm d'épaisseur, dont on a expulsé l'eau par application simultanée de pression et de succion. On a ensuite cuit l'ardoise à 60 C pendant 24 heures et mesuré les caractéristiques mécaniques comme dans les exemples précédents. Les résultats sont présentés dans le tableau 5, qui indique aussi la composition de chaque ardoise, la longueur des filamentsde verre utilisés et, pour le module de rupture, un chiffre corrigé en fonction de la différence en moins que présente la densité de l'ardoise par rapport à celle à laquelle on peut s'attendre pour une ardoise fabriquée à l'échelle normale à partir de la même composition. Dans tous ces exemples, on a utilisé de la silice volatilisée à teneur en SiO2 d'au moins 86 % en poids. TABLEAU 5 EprMu- PO CV? Silice Fi- Fila- Cellu- Densi- LP MR Rési- MR vette % % vola- bre ment lose, té lien- spci- tili- de lon- dis- ce fique sée ver- gueur per- (corri % re sants, gé en % flocu- fonc- lants, tion d etc. la den sité 1 69 25 0 3,5 6 mm 2,5 1,68 7,3 131 2,5 7, 8 2 69 14,5 11,5 3,5 6 mmn 1;5 1,72 14,9 16,9 314 9,8 3 69 14,5 11r53,5 3 rm 1l5 1,72 181320,34,0 11,7 4 62 28,5 5,0 3,0 3 nn 1,5 1,59 11,4 12,5 2, 3 7,9 62 24 9,5 3,0 3 mm 1,5 1,66 15,4 16,8 3,3 10,1 6 57 29 9,5 3,0 3 nm 1,5 1,64 15,3 16,7 3f5 10,2 7 57 27 11 3,5 3 mm 1,5 1,67 15,2 16,6 4,7 9, 9 8 52 32 11 3,5 3 m 1,5 1,63 13,7 15,8 49 97 9 71 14 11 2,5 6 m 1,5 1,68 14,9 16,1 3,4 9>6 81 0 10 3,0 3 mn 6,0 1,55 12,0 14,5 3,2 9,4 Dans le tableau ci-dessus, PO = Portland ordinaire, CVP cendre volante pulvérisée, LP = limite de proportionnalité et MR = module de rupture. Sur les dix éprouvettes essayées, celles n l et 10 ne figurent qu'à titre d'éprouvettes comparatives sortant du cadre de l'invention parce qu'elles sont exemptes de silice volatilisée ou de cendre volante pulvérisée, respectivement. L'éprouvette 4 sort aussi du cadre de l'invention parce que la teneur en silice volatilisée est trop faible pour utilisa- tion d'une matière à teneur en poids en SiO2 de 86 % seule- ment. On pourrait relever les caractéristiques mécaniques ob- tenues en augmentant la température de cuisson et elles se- raient certainement relevées lors de la mise en oeuvre à 1' échelle normale grâce à la meilleure distribution de la fibre de verre qui découle de la formation des lames individuelles sur les machines Bell et Hatschek. Le tableau 5 démontre qu'en l'absence de silice volatili- sée (éprouvette 1), la résistance mécanique globale de la ma- trice est médiocre par rapport aux éprouvettes contenant plus de 8 % de silice volatilisée. L'éprouvette 10 démontre qu'en l'absence de cendre volante pulvérisée, la résistance méca- nique initiale est faible par rapport aux éprouvettes conte- nant des quantités équivalentes de silice volatilisée; les produits fabriqués à partir d'une telle composition subissent, lorsqu'on les soumet à un vieillissement artificiel, une nouvelle baisse de résistance mécanique. Les caractéristiques mécaniques de l'éprouvette n 4 seraient sensiblement rele- vées si l'on utilisait de la silice volatilisée à teneur en SiO2 de 94 % suivant l'invention. Pour démontrer combien il importe d'utiliser de la silice volatilisée à 94 % de SiO2 et non à 86 % de SiO2 quand la teneur en silice volatilisée du matériau est relativement faible, on a préparé au laboratoire une série d'éprouvettes ne différant que par le type et par la proportion de silice volatilisée et on les a soumises à des essais de limite de proportionnalité et de module de rupture, avec les résultats ci-dessous. On a utilisé deux qualités de silice volatilisée à 86 % de SiO2 et une à 94 % de SiO2, appelées dans les ta- bleaux qualités 1,2 et 3. TABLEAU 6A LPMR 8,0 Silice volatilisée (86% Si02) uali-1) 12,6 15 3 , ttéy 6 12cO'Il' Il té 11,1 13,4 52 ô0 " 10,4 12,4 TABLEAU 6B 8', Silice volatilisée (86% Si02) uali-1) 10,6 13,2 812, " " i-2t 10,8 13j,6 fjli-2) lt 21 6 110,3 12,5 ', 8/6 11 4 TABLEAU 6C LP X ]5t 8-,D Silice volatilisée (86% SiO2) (Quaim l) 10,6 12,2 8,% Silice volatilisée (94% Si02) tualié3) 9,6 12,5 6 12 éo'i l Ile r9,4 12, 0 9$ 5 12,0 On voit que la réduction de la teneur en silice de 8 1/2 % à 5 1/2 % s'est accompagnée d'une perte notable de résis- * tance mécanique lorsqu'on utilisait de la silice volatilisée à teneur en SiO2 de 86 %, mais qu'avec la silice volatilisée à teneur de 94 % en SiO2, il n'est apparu aucune perte appré- ciable de résistance mécanique. REVENDICATIONS 1. Matériau en feuilles formé d'une composition de ciment renforcé par des fibres, caractérisé en ce que la composition comprend, en pourcentages en poids de solides: Portland ordinaire 50 à 71 % Cendre volante pulvérisée 14 à 40 % Silice volatilisée (contenant au moins 86 en poids de SiO2) 5 à 12 Fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments 2 à 7 % dans lequel ces constituants représentent au moins 90 % en poids des constituants solides de la composition et dans lequel, quand la composition de ciment contient moins de 8 % en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une qualité contenant plus de 86 % en poids de SiO2 et, quand la composi- tion de ciment ne contient que 5 % en poids de silice volatili- sée, la silice volitilisée est d'une quaiité contenant au moins 94 % en poids de SiO2, et en ce que le matériau en feuilles a -2 un module de rupture moyen minimum de 16 N.mm et une densité minimul de 1,3. 2. Matériau en feuilles selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le pourcentage en poids de fils de fibre de verre coupée dissociés en filaments est de 3 à 4 %. 3. Matériau en feuilles selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le reste de la composition est constitué par de la pâte cellulosique à concurrence de 4 %. 4. Matériau en feuilles selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que les fils de fi- bre de verre coupée dissociés en filaments sont en une compo- sition de verre résistant aux alcalis contenant au moins 6 moles % de ZrO2. 5. Matériau en feuilles selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la composition des fils de fibre de verre est sensiblement, en moles: SiO2 69 % ZrO 9 Na20 15,5 CaO 6,5 %A 6. Matériau en feuilles plat convenant pour utilisation comme ardoises de couverture, formé d'une composition de ci- ment renforcée par des fibres, caractérisé en ce que la com- position comprend, en pourcentage en poids de solides: Portland ordinaire 50 à 70 % Cendre volante pulvérisée 20 à 40 % Silice volatilisée (contenant au moins 86 % en poids de SiO2) 8 à 12 Fils de fibre de verre coupée en filaments 2 à 5 % ces composants représentant au moins-98 %' en poids des consti- tuants solides de la composition, la différence (éventuelle) étant constituée par des constituants compatibles, et en ce que le matériau en feuilles a un module de rupture moyen minimum de N.mm 2 et une densité minimale de 1,8, ainsi quune surface lisse pour la réception d'un revêtement. 7. Procédé de fabrication de matériau en feuilles en ci- ment renforcé par des fibres, caractérisé par les opérations de mélange d'un lait aqueux dont les teneurs en solides com- portent: Portland ordinaire 50 à 71 % Cendre volante pulvérisée 14 à 40 % Silice volatilisée (contenant au moins 86 % en poids de SiO2) 5 à 12 % Fils de fibre de verre coupée dispersibles 2 à 7 %' dans lequel ces constituants représentent au moins 90 % en poids des teneurs en solides du lait et dans lequel, quand le lait contient moins de 8 % en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une qualité contenant plus de 86 % en poids de SiO2 et, quand le lait ne contient que 5 %O en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une qualité contenant au moins 94 % en poids de SiO2, le mélange étant opéré de façon à disperser en monofilaments les fils de fibre de verre coupée, de dépôt d'une lame du lait sur une surface ajourée, de superposition d'une série desdites lames les unes aux autres pour la réalisation d'une feuille de matériau du type ciment, et de durcissement de la feuille. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on opère le mélange du lait en mélangeant d'abord le ciment, la cendre volante pulvérisée et la'silice avec de l'eau dans un mélangeur à haut cisaillement puis en ajoutant les fils de fibre de verre coupée en régime de faible cisaillement. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on opère le mélange du lait en mélangeant d'abord le ciment et la cendre volante pulvérisée et facultativement une partie de la silice avec de l'eau dans un mélangeur à haut cisaille- ment, puis en ajoutant la silice ou le reste de la silice avec les fils de fibre de verre coupée dispersibles en régime de faible cisaillement. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'on opère le dépôt des lames et la constitution de la feuille sur une machine à amiante-ciment du type Bell ou Hatschek. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'on donne à la feuille un profil de section souhaité avant cuisson. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on profile la feuille par application d'une tête de profi- lage à vide de type connu. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on profile la feuille en la plaçant sur une plaque-gabarit dont la surface supérieure a le profil de section souhaité et en la laissant s'affaisser pour épouser cette surface. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on place sur ladite feuille une seconde plaque-gabarit ayant ledit profil. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce qu'on cuit la feuille à une température comprise entre 60 et 90 C pendant 24 heures, puis on l'emmaga- sine à température ambiante pendant 7 jours pour achever la cuisson. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'on cuit la feuille à une température comprise entre 70 et C. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérisé en ce qu'on presse la feuille pour en expul- ser l'eau avant la cuisson. 18. Procédé selon la revendication 17, pour la fabrication d'ardoises de toiture, caractérisé-en ce qu'on découpe à la presse les ardoises de toiture à la forme dans la feuille avant de presser et de cuire celle-ci et l'on sépare les ar- doises après cuisson.