Brevet FR2570319A1 — publié le 19860321

Procédé pour la formation de blocs de matériaux quelcon- ques par l'action simultanée de vibrations, compression, et vide, destinés à être découpés en plaques, et outil- lages appropriés pour réaliser ce procédé ". Le procédé selon l'invention est des- tiné à réaliser la production de blocs compacts à partir d'un matériau quelconque (marbre, pierre et autres maté- riaux de diverses natures) et d'un liant dans la proportion la plus appropriée, destinés à être taillés en plaques ou en blocs de plus petites dimensions à employer dans la construction de bâtiments. L'état de la technique peut se trouver résumé dans le brevet italien n 82 540/A/75 déposé par le même demandeur le 05.09.1975 et perfectionné par la pre- mière addition nO 85 564/2/77 déposée le 22.04.1977, et dans le brevet NO 85 558/A/81 déposé par le même demandeur le 07.05.1981. Dans le premier brevet cité et dans le perfectionnement décrit dans la première addition, il est décrit un procédé à action combinée de vibration et de pression dans un milieu o l'on fait le vide pour la for- mation de plaques de grains de matériau pierreux liés par des résines. Ce procédé prévoit 'l'utilisation de matériau pierreux de calibre maintenu dans des limites étroites (4 mm au maximum), une action combinée de vibra- tion et de pression dans un milieu sous vide, pour obtenir un compactage du matériau et ensuite une catalyse à chaud de la résine au moyen de fours disposés à cet effet. Dans le troisième brevet cité, on obtient des blocs de dimensions notables (jusqu'à 305 x 125 x 80 cm) en utilisant du granulé de marbre de calibre allant jusqu'à 200 mm. Le matériau de calibre con- tr8ôlé est placé en présence d'air dans un coffrage, avec le mortier de liant) provenant de machines mélangeuses pré- vues à cet effet. Le coffrage ainsi rempli est introduit dans une machine à mouler dans laquelle se produit la complète désaération et le compactage des matériaux au moyen seulement de vibration, jusqu'à la complète formation du bloc. Le bloc ainsi formé est en général mis à reposer dans le milieu ambiant ou bien introduit dans des fours pour la catalyse à chaud de la résine. Ces deux procédés présentent certains inconvénients et en particulier: - Le premier avec son perfectionnement, demandant des cali- bres très fins (4 mm au maximum), nécessite une opération de concassage et de tamisage du matériau pierreux, en accroissant ainsi les durées de préparation. Le granulé étant de très petite taille, une grande quantité de liant est requise du fait que le rapport volume-surface est faible et que par conséquent la surface totale à recou- vrir est très grande. - Le second, éliminant les inconvénients du premier, en présence d'autres qui sont de notable importance. Le mélange et le compactage dans le coffrage sont effectués à ciel ouvert, favorisant ainsi la formation de lacunes au sein du matériau qui sont difficiles à éliminer par la seule vibration en milieu privé d'air. Avec la présente invention, on a cher- ché à éliminer les inconvénients précités et il a été ainsi mis au point une installation capable de produire des 3- blocs de dimensions importantes (jusqu'à 305 x 125 x 80 cm), utilisant des matériaux quelconques de calibre allant jus- qu'à 200 mm, conjointement avec des poudres et des gravil- lons du même matériau. Pour obtenir ce résultat, il a fallu toutefois tenir compte de nouvelles caractéristiques de la machine et du produit, qui les différencient considérable- ment des précédents. En premier lieu, les fragments de plus grandes dimensions rendent pratiquement impossible leur migration par eux-mêmes au sein de l'agglomérat. Cela si- gnifie qu'ils doivent être disposés dans le coffrage, par un procédé automatique, dans la même disposition en plan que celle qu'ils auront à la fin de l'opération.- Dans un deuxième temps, ils doivent être rapprochés les uns des autres, dans le sens vertical, au moyen d'une action de compression énergique. Il est évident que, dans cette phase de l'opération, il se produit entre les divers éléments de matériau de calibre différent (la majeure partie étant de dimensions notables) des forces de frottement considé- rables. Pour rendre acceptables de telles forces, il est donc nécessaire, pendant l'opération de compression, de provoquer une vibration énergique au sein du mélange lui- même. Dans le but d'augmenter l'importance des forces alternatives transmises par le battant muni de vibrateurs mécaniques et de rendre possible la propa- gation des vibrations-dans toute la masse de l'agglomérat en préparation, il est nécessaire que celui-ci ait une rigidité suffisante. Une telle rigidité doit être assurée par la plus grande quantité possible de gravillons de calibres variés, par la plus petite quantité possible de liant et par l'absence absolue de coussins d'air au sein de la masse elle-même. A la fin de l'opération, le bloc obtenu doit être complètement dépourvu de lacunes. Les avantages majeurs que l'on obtient avec ce nouveau procédé sont: 1. Economie considérable de liant; 2. Meilleure qualité du produit qui contient une quantité plus grande d'éléments naturels; 3. Possibilité de former des blocs de dimensions importan- tes ayant ces caractéristiques; 4. Possibilité d'utiliser un matériau quelconque avec des grosseurs de grains et des caractéristiques diverses, utilisant ainsi tout le produit de concassage. L'ensemble de l'opération doit être effectué en-milieu exempt d'air, ce qui élimine ainsi toute possibilité d'inclusion d'air dans le produit qui diminuerait considérablement la résistance et la qualité du produit fini. les blocs ainsi formes sont envoyés au séchage; séchage qui se fera en fonction du type de liant. En effet, le liant peut etre de type organique ou minéral. Les liants organiques, comme par exemple les résines à base de phénol, de mélamine, d'urée, les époxydes, polyesters demandent une polymérisation à chaud ou à froid pour donner la possibilité aux molécules du liant de se polymériser entre elles; les liants miné- raux, comme par exemple les ciments, ne demandent qu'un séchage pour permettre aux divers composants de réagir entre eux. On trouvera ci-après un appareillage permettant de réaliser le procédé selon l'invention. Par conséquent, l'invention comprend aussi cet appareillage. - la figure 1 représente une vue schématique latérale de l'appareillage permettant de réaliser le procédé selon l'invention; - la figure 2 représente une coupe suivant la ligne Il-II de celle-ci. Sur la figure 1, on peut voir le mélan- ge 2 qui repose sur le tunnel 9 et qui est en communication avec celui-ci. Les pales du mélangeur 2 sont mises en rota- tion par l'intermédiaire de deux réducteurs non représentés sur la figure, reliés à un moteur hydraulique. Pendant la phase de charge du mélangeur 2 par l'orifice indiqué sur la figure par la flèche F, le chariot 7 qui transporte le coffrage 1 est introduit dans le tunnel 9. Dans cette phase, la porte 5 est fermée. Une fois terminée la phase de remplissage du mélangeur 2 avec une quantité d'agglomérat comprenant les grains du maté- riau que l'on traite, la poudre de celui-ci et le liant, les portes 3 et 4 se referment. On fait ensuite le vide dans le mélangeur 2 et dans le tunnel 9 au moyen d'une pompe à vide non représentée. Une fois terminée l'opération de mélange, la préparation est déversée par l'orifice de décharge du mélangeur dans le coffrage 1 qui est animé d'un mouvement alternatif par le chariot 7 comme il est indiqué dans la figure 1, afin d'obtenir une répartition homogène de la préparation. Simultanément, la porte 11 se referme et on fait le vide dans la presse 6. A ce moment, la porte 5 s'ouvre et le coffrage 1 est introduit au moyen du chariot 7 dans la presse 6; à la suite de quoi la porte 5 se referme. La porte 4 est alors ouverte à nouveau en même temps que la porte 3 pour permettre l'introduction d'un nouveau coffrage et commencer une nouvelle opération. La presse 6 sur la figure 2 est consti- tuée essentiellement d'un battant 8 qui descend sous l'action des cylindres pneumatiques 12 en créant dans la masse granulaire une action combinée de vibration et de pression, dans un milieu'exempt d'air. Une fois terminée l'action combinée de vibration, pression et vide, la porte Il est ouverte et le bloc transporté par le chariot 7 sort, tandis qu'un pla- teau 13vient se placer sous le battant 8 complètement relevé pour éviter que quelque résidu de matériau resté adhérent au battant ne tombe sur le plan de support 14. Il doit être bien entendu que l'inven- tion comprend aussi tout outillage permettant de réaliser le procédé décrit, dont un exemple est illustré par les dessins ci-annexés. Il est entendu qu'elle comprend aussi le produit obtenu par ledit procédé, du fait que les caractéristiques qui en résultent sont nouvelles par rap- port aux blocs de matériaux réalisés jusqu'à présent. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Procédé pour la formation de blocs au moyen de l'action simultanée de vibration, compression et vide, caractérisé par le fait qu'il prévoit le mélange sous vide, jusqu'à complète homogénéité de l'agglomérat, d'un matériau quelconque (marbre, pierre ou matériaux d'autre nature) de calibre varié, de poudre de celui-ci et/ou de granulé et de liant, en proportion et en quanti- tés telles qu'elles rendent ensuite possible l'action de pression et de vibration simultanée, en milieu exempt d'air, nécessaire pour obtenir un bloc compact qui, à la suite d'un séchage adéquat, suivant le liant, présente des caractéristiques de solidité et de résistance telles qu'elles permettent le découpage en plaques ou en blocs de dimensions plus petites, qui seront utilisés dans la cons- truction de bâtiments. 2 ) Blocs de calibre varié, obtenus par le procédé selon la revendication 1, caractérisés par le fait qu'ils comprennent une grande quantité dominante de matériau naturel, en blocs de calibre varié, de la pou- dre et/ou des granulés, réunis par une quantité réduite de liant nécessaire au moulage, en milieu exempt d'air, matériau qui est mélangé et ensuite comprimé par une action combinée et simultanée de vibration et de pression pour obtenir des blocs isolés privés d'air et parfaitement homogènes. 3 ) Appareillage permettant de réali- ser, en milieu complètement exempt d'air, le procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un mélangeur (2), opérant sous vide, pour mélanger, de façon appropriée, -un matériau quelconque de calibres varies conjointement avec des poudres et/ou des granulés de celui-ci, mélangés à une quantité réduite de liant néces- saire au moulage. 4 ) Appareillage permettant de réali- ser en milieu complètement exempt d'air le procédé selon la revendication 1, constitué d'un chariot (7) qui trans- porte un coffrage (1), caractérisé par le fait que le chariot (7) est animé, pendant la phase de chargement de l'agglomérat, d'un mouvement alternatif pour obtenir une répartition homogène de celui-ci et d'un mouvement de translation au cours de la phase de transfert à la presse (6) . ) Appareillage permettant de réaliser en milieu complètement exempt d'air, le procédé selon la revendication 1, constitué d'une presse (6) munie de bat- tants (8) et de vibrations (10), qui permet d'exercer sur la préparation une pression spécifique considérable sur une surface de grandes dimensions, conjointement à une vibra- tion énergique qui se propage au sein de l'agglomérat, grâce au mode de réalisation de cette préparation.