Brevet FR2668417A1 — publié le 19920430

PROCEDE DE FABRICATION D'UN ELEMENT DE CONSTRUCTION IMITANT LE GRANIT La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de construction imitant le granit. Il a déjà été proposé de réaliser des éléments de construction et/ou de décoration en pierre reconstituée, par moulage d'un mélange de pierre broyée, de ciment et d'eau (voir notamment FR-A-1 584 074). Grâce à cette technique, il est possible d'obtenir des éléments imitant la pierre à un prix de revient modéré, très sensiblement inférieur au prix de revient d'éléments équivalents en pierre naturelle taillée. Cette technique présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. En premier lieu, la pierre obtenue a généralement un aspect peu esthétique, dont le caractère artificiel saute aux yeux, même pour un non-specialiste. Ainsi, pour certaines roches nobles telles que le granit en particulier, un degré de ressemblance satisfaisant est très difficile, voire impossible à obtenir avec les procédés connus, le grain et la couleur de surface de la roche ne pouvant être convenablement rendus. En ce qui concerne le granit, une difficulté supplémentaire provient de l'apparition en surface d'une laitance, qui donne à l'élément l'apparence d'un béton. Un autre inconvénient des éléments connus en pierre reconstituée est lié au mauvais vieillissement de l'élément, dont l'aspect se dégrade régulièrement et rapidement avec le temps et en fonction des intempéries. Un autre inconvénient important de la pierre reconstituée actuellement connue résulte de sa mauvaise résistance mécanique, qui rend impropre son utilisation en construction comme élément porteur. L'usage de ces éléments est donc restreint à certaines applications surtout décoratives, par exemple pour la confection de jardinières, d'appuis de fenêtres, de balustres, de margelles de piscines, etc. La présente invention vise à résoudre ces différents problèmes en proposant un procédé de fabrication d'un élément de construction imitant le granit, ce procédé permettant d'obtenir à un coût réduit un élément possèdant des caractéristiques de résistance mécanique élevées, comparables - voire supérieures - à celles d'un bloc de granit venant de carrière, cet élément présentant un aspect de surface similaire ou identique à celui d'un élément en granit taillé, et résistant correctement au viellissement et à la corrosion. Ces différents résultats sont atteints grâce au procédé de fabrication selon l'invention, selon lequel a) on concasse un granit extrait de carrière, de manière à obtenir un granulat composé de gravier et de sable, dans lequel le gravier possède une granulométrie comprise entre 5 et 8 millimètres environ, et le sable une granulométrie inférieure à 4 millimètres environ b) on prépare un liant à base de ciment blanc mélangé à sec avec du granit broyé en poudre fine c) on malaxe le granulat issu de (a) avec le liant issu de (b), avec un rapport de masses (a/b) compris entre 3,5 et 5, par exemple de l'ordre de 4, ainsi que de l'eau, de manière à obtenir une matière fluide (pâte semi-liquide) d) on coule la matière issue de (c) dans un moule, où on le laisse faire sa prise e) après durcissement, on extrait du moule l'élément fini. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques intéressantes, mais non limitatives, de ce procédé - le granulat issu de l'étape (a) présente une proportion volumétrique sable/gravier de 1,5 environ - le liant de l'étape (b) présente une proportion massique ciment blanc/granit broyé comprise entre 4 et 7 environ, par exemple de l'ordre de 4 - on incorpore en outre dans le liant de l'étape (b) un produit accélérateur de prise, ainsi que du chlorate de soude en poudre - avant de couler la matière issue de l'étape (c) dans le moule, on enduit la paroi de celui-ci d'un produit retardateur de prise - après avoir coulé dans le moule la matière issue de l'étape (c), on soumet cette matière à une vibration et à une compression ;; - on laisse l'élément faire sa prise dans le moule pendant 72 heures environ - après le démoulage, on lave l'élément fini à I'aide d'eau sous pression - on utilise un moule en ciment contenant du mâchefer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront de la description et des dessins annexés qui en présentent un mode de réalisation préférentiel. La figure 1 représente schématiquement les différentes étapes de mise en oeuvre du procédé. La première étape consiste à réaliser un granulat de granit, ceci à partir de blocs de granit provenant directement de carrière. Il est très important en effet, de ne pas utiliser des déchets de granit, mais de partir de blocs entiers et de récupérer après concassage et broyage, l'intégralité de la matière de départ. Le concassage des blocs 1 se fait à l'aide d'un concasseur ordinaire. On obtient ainsi, comme cela est bien connu, un sable 11 et un gravier 12. Le sable est défini par le fait que ses grains ont une granulométrie se répartissant régulièrement dans une fourchette comprise entre 0,5 et 4 mm. Le gravier est formé de grains qui ont une granulométrie régulièrement répartie dans une fourchette allant de 5 à 8 mm environ. Le granulat de granit 10, qui constitue la matière de base utilisée pour la mise en oeuvre du procédé, est obtenu en mélangeant à sec du sable 11 avec des graviers 12. Cette opération est réalisée dans une machine à mélanger de type connu, par exemple à tambour rotatif. De préférence, pour obtenir un aspect de surface qui correspond fidèlement au grain du granit, ce mélange se fait avec une proportion volumétrique de 60 % de sable pour 40 % de gravier, soit une proportion sable/gravier de rapport 1,5. Bien entendu, en jouant sur cette proportion, on peut obtenir un grain d'une finesse différente. Nous allons maintenant expliquer de quelle manière on prépare le liant. On utilise comme produit de base du liant un ciment blanc, par exemple le ciment blanc diffusé sous la référence commerciale "LAFARGE 55". On ajoute à ce ciment du granit finement broyé en poudre. Le pourcentage en masse du granit broyé par rapport au ciment ést avantageusement de l'ordre de 20 (soit un rapport ciment/granit égal à 5). Le rôle de la poudre de granit est de donner au produit final une teinte naturelle, sans incorporation de colorants additionnels qui risqueraient d'avoir des interactions physico-chimiques néfastes avec d'autres constituants intervenant dans la fabrication de l'élément. De préférence, on ajoute à ces deux produits (ciment blanc et poudre de granit) les ingrédients suivants - du chlorate de soude en poudre, dans une proportion en masse de 3 % environ - un accélérateur de prise, dans une proportion en masse comprise entre 2 et 5 % ; - un hydrofuge de masse - un plastifiant. Le chlorate de soude a un effet bénéfique sur l'aspect et la résistance des grains du produit fini. L'accélérateur de prise fait que le durcissement de la matière durant le moulage ultérieur s'opère dans un temps relativement court, en l'occurence de l'ordre de 12 heures. L'expérience a montré en effet qu'au delà de cette période, il apparaissait dans le produit une laitance défavorable à l'aspect de l'élément fini, dont l'état de surface s'apparente alors à celui du béton. Comme accélérateur de prise on peut utiliser avantageusement la substance en poudre disponible sous la dénomination commerciale "ANTIGEL AC" distribuée par les Etablissements Auguste COUSSEAU à CHOLET (49300). Lorsque la température ambiante est élevée, notamment en été, on ajoutera une quantité d'accélérateur de prise plus faible que lorsque la température est basse, notamment en hiver. L'hydrofuge de masse a pour effet bénéfique d'éliminer les bulles d'air pouvant se trouver à l'intérieur du mélange. On utilisera par exemple le produit en poudre diffusé sous la dénomination commerciale "IMPENETRABLE AC" par les Etablissements Auguste COUSSEAU déjà cités. La dose utilisée de ce produit est de 100 grammes environ pour 50 kilogrammes de ciment blanc. Le plastifiant utilisé, dont le rôle est de rendre l'élément fini moins fragile vis-à-vis des chocs mécaniques, pourra être celui disponible sous la dénomination commerciale "GROUPE VAILLANT 503". La dose utilisée de ce produit sera de 50 grammes environ pour 50 kilogrammes de ciment blanc. La poudre de granit, le ciment blanc, et les divers ingrédients mentionnés ci-dessus sont ensuite mélangés intimement à sec dans un malaxeur efficace de type connu, par exemple à pales et tourniquets rotatifs. La durée de malaxage est de l'ordre de 10 minutes. Le mélange peut être ensuite soit utilisé immédiatement, soit - ainsi que cela est illustré à la figure 1 - stocké en vue d'une utilisation ultérieure. Le stockage se fait par exemple dans des sacs 2 de 50 kg. Pour fabriquer un élément de construction imitant le granit, on va ensuite mélanger le liant avec du granulat de granit 10. Pour 50 kg de liant, on utilise une masse de granulat 10 comprise avantageusement entre 200 et 250 kg, par exemple 205 kg. Le mélange se fait dans un malaxeur de type connu, par exemple à pales rotatives. On ajoute de l'eau au mélange de manière à obtenir une pâte relativement fluide, appropriée pour le moulage. Le moule utilisé, référencé 4 sur la figure, est composé d'un cadre en fer 40 dont la paroi de fond est garnie d'un revêtement 41. Le revêtement 41 est réalisé en mélangeant avec du ciment gris un granulat composé de sable de Loire, de gravier, et de mâchefer. De préférence, le sable de Loire (de granulométrie inférieure à 2 mm) et le gravier (de granulométrie comprise entre 4 et 8 mm) sont mélangés en quantités égales avec le mâchefer, la proportion volumétrique du mâchefer dans le granulat étant de 30 % environ en volume. La granulométrie du mâchefer est avantageusement de l'ordre de 8 à 10 mm. Ce mâchefer va donner au fond du moule une porosité adéquate pour éviter une condensation entre le produit et le fond. Le granulat et le ciment sont mélangés à de l'eau, et le mélange est coulé dans l'armature 40 du moule. On place ensuite sur le ciment une matrice dont la surface correspond, en négatif, à celle que l'on souhaite donner au revêtement 41. Si on veut imiter une pierre éclatée, on utilise une matrice à surface très bosselée ; la surface obtenue peut être retravaillée au ciseau, après la prise du ciment, de manière à lui donner une forme ressemblant fidèlement à celle d'un bloc de granit taillé. Dans le cas où on veut imiter une pierre en granit bouchardé, on n'utilise pas de matrice ; on tire à la règle la surface du revêtement 41 avant la prise de manière à obtenir une surface à peu près plane. Bien entendu, en fonction des produits on pourra donner au moule 4 une structure différente, par exemple une forme cintrée ; on pourra également prévoir dans certains moules la forme de joints, dans le but d'obtenir des éléments de construction représentant une partie de mur entière, correspondant à plusieurs pierres posées les unes sur les autres. Avant de couler dans le moule 4 la matière fluide 3 on enduit le moule, et en particulier le revêtement 41, d'un produit désactivant, retardateur de prise du ciment. On peut utiliser par exemple le produit liquide commercialisé sous la référence "DESACTIVANT NB 89" par les Etablissements J.F. NICOLAS à BAUD (56150). L'enduction peut se faire par exemple à l'aide d'un pistolet pulvérisateur 5 qui projette des gouttelettes de désactivant sur toute la surface intérieure du moule. En l'absence de ce traitement préliminaire du moule, la surface du produit fini risque de présenter l'apparence d'un bloc de ciment ; le désactivant empêche la prise du ciment autour du granulat, permettant de mettre en évidence les grains de ce granulat sur le produit fini. Avantageusement, on incorpore dans le produit désactivant une petite quantité de substance qui sert normalement à la préparation des ciments et des fibro-ciments avant peinture. Pour cela, on peut utiliser la substance commercialisée par les Etablissements J.F. NICOLAS (déjà cités) sous la référence "SOLDEC 500". La quantité de "SOLDEC 500" incorporée dans le "DESACTIVANT NB 89" est de l'ordre de 1 %. Cette substance a pour effet d'éliminer chimiquement le lait de ciment qui pourrait apparature entre le produit et le moule, et générerait des traces indélébiles blanchâtres à la surface du produit fini. Une fois que la matière fluide 3 a été coulée dans le moule 4 ainsi préparé, on fait vibrer dans un premier temps, pendant 2 minutes environ, le moule, sans comprimer la matière 30 qui s'y trouve contenue. La vibration du moule est figurée par la double flèche V sur la figure. Les mouvements du moule obligent la matière à occuper complètement le moule. Dans un second temps, on soumet la matière 30 à une vibration conjuguée à une compression. L'effort de compression, figuré par les flèches P, est développé de manière connue par un plateau presseur 42. A titre indicatif, pour la fabrication d'un élément de construction destiné à assurer un rôle porteur, la pression appli quée sur la matière fluide 30 sera de l'ordre de 1,5 à 2.105 Pascal. Pour un élément décoratif, qui ne sera pas soumis à des contraintes élevées, on pourra exercer une pression plus faible, par exemple de l'ordre de 0,3 à 0,5.105 Pascal. La durée du traitement conjugué de compression et de vibration est de 1 minute environ. A l'issue de ce traitement, le plateau presseur 42 est retiré, et on laisse la matière 30 durcir dans le moule. La durée de la prise est de l'ordre de 12 heures. On retire alors du moule l'élément fini 6. Après démoulage, on lave par des jets d'eau la surface de l'élément 6, à une pression de l'ordre de 100 à 120 bars. Il est possible de prévoir des moules relativement profonds, permettant d'obtenir des éléments 6 de grande épaisseur utilisables tels quels pour la construction d'un édifice. Il est également possible, comme cela est illustré sur la figure, de prévoir un moule peu profond permettant de réaliser un élément 6 de faible épaisseur. Celui-ci est alors ultérieurement rapporté et fixé, à l'aide d'un ciment-colle approprié, sur la paroi d'un élément de construction bon marché tel qu'un parpaing. On obtient alors un élément de construction particulièrement économique, dont la face apparente ressemble fidèlement à du granit. A titre indicatif, un élément 6 destiné à servir de plaquage sur parpaing aura une épaisseur e de l'ordre de 3 centimètres. L'épaisseur d'un élément en forme de bloc indépendant pourra atteindre 20 centimètres environ. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un élément de construction imitant le granit, selon lequel a) on concasse un granit extrait de carrière, de manière à obtenir un granulat composé de gravier et de sable, dans lequel le gravier possède une granulométrie comprise entre 5 et 8 millimètres environ, et le sable une granulométrie inférieure à 4 millimètres environ b) on prépare un liant à base de ciment blanc mélangé à sec avec du granit broyé en poudre fine c) on malaxe le granulat issu de (a) avec le liant issu de (b), avec un rapport de masses (a/b) compris entre 3,5 et 5, par exemple de l'ordre de 4, ainsi que de l'eau, de manière à obtenir une matière fluide d) on coule la matière issue de (c) dans un moule et on l'y laisse faire sa prise e) on extrait du moule l'élément fini. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le granulat issu de (a) présente une proportion volumétrique sable/gravier de 1,5 environ. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le liant issu de (b) présente une proportion massique ciment blanc/granit broyé comprise entre 4 et 7 environ, par exemple de l'ordre de 5. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on incorpore en outre dans le liant de l'étape (b) un produit accélérateur de prise et du chlorate de soude. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'avant d'y couler la matière issue de (c), on enduit la paroi du moule d'un produit retardateur de prise. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'après coulée de la matière issue de (c) dans le moule, elle est soumise à une vibration et à une compression. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on laisse l'élément faire sa prise dans le moule pendant 12 heures environ. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'après démoulage, on lave l'élément au moyen d'eau sous pression. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on utilise un moule en ciment contenant du mâchefer. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par la fait qu'avant le malaxage prévu à l'étape (c), le granulat issu de (a) et le liant issu de (b) sont stockés séparément.