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"Perfectionnements aux matériaux de construction et à leurs procédés de fabrication"
La présente invention se rapporte à un matériau de construction et à son procédé de fabri- cation et en particulier à un produit cimentaire comprimé rendu dense et renforcé, ce produit comportant un grand nombre de cellules ou de cavités
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le produit cellulaire est rendu soli- daire d'une partie dense non cellulaire comportant des matériaux de même nature. que le produit cellulai re et susceptibles, par conséquent-, de réagir inden- tiquement avec audit produit cellulaire sous l'effet des variations se produisant dans le milieu envi. ronnant ,
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On a déjà fabriqué jusqu'ici un produit cimentaire à cellules.
Ainsi, on mélangeait du naphtalène granulaire avec du ciment;Portland, avec du sable et avec de l'aaao on moulait le mélange ainsi obtenu,- on le laissait prendre en masse et on enlevait ensuite le naphtalène par fusion et par volatâisation. Les tentatives faites en vue d'ob- ? tenir un produit ayant une grande quantité de vides ou de cavités avaient pour effet d'affaiblir le produit qui devenait ainsi cassant.
Un des objets de l'invention consiste dans un matériau de construction et dans son procédé de fabrication conformément auquel on obtient des éléments finis d'un poids léger mais suffisamment solides pour résister à des charges élevées, alors même que ces charges sont supportées par des pièces de grandes dimensions écartées à une certaine distan- ce les unes des autres, éléments finis résistant au feu et à la chaleur, se comportant comme un isolant thermique et pouvant également absorber le son.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description.
Sur le dessin annexé on a représenté à titre d'exemple un certain nombre de modes de réa- lisation de l'invention.
La figure 1 est une vue de côté d'un élément comportant une matière cimentaire comprimée rendue plus dense et renforcée, cette matière conte- nant des particules d'une matière de remplissage destinées à abaisser la densité de l'élément;
La figure 2 est une vue en perspective d'un matériau servant d'isolant thermique ou d'absor-
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beur de sonset comportant un grand nombre de cavités ou cellules à la suite de l'élimination de la matière de remplissage du mode de réalisation montra sur la figure 1;
La figure 3 est une vue de côté d'un noyau cellulaire du type montré sur la figure 2 renduCsolidaire sur ses faces opposées de couches d'un revêtement dense;
La figure 4 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de l'invention dans lequel une couche de revêtement dense rendue solidaire de l'élément est perforée de manière à permettre de transmettre le son incident, cette couche faisant partie intégrante du noyau en matière cellulaire absorbant le son;
La figure 5 est une vue de côté d'une variante dans laquelle les éléments cellulaires du type montré sur la figure 2 sont rendus solidaires de part et d'autre d'une couche de matière dense, cette matière dense se trouvant à l'intérieur de l'élément fini.
Sur toutes ces figures, Les.mêmes parties du matériau sont désignées par les mêmes chiffres de référence.
Ainsi, on a désigné par 1 la matière cellulaire ayant de préférence la forme d'une feuille et comportant un mélange 2, comprimé, et rendu danse, d'une matière cimentaire et d'une matière fibreuse de renforcement. La matière cimentaire telle qu'elle a été utilisée au début est susceptible de prendre en masse à la température ambiante, Le ciment le plus approprié à ce but est donc un ciment hydrau- lique. 'On peut utiliser des matières du genre du
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ciment à base d'oxychlorure de magnésium, d'aluminate de calcium (désigné quelquefois par le terme ciment fondu*, ou "ciment Lumnite") ou bien du ciment de
Portland. Ce dernier constitue la matière cimentaire qu'on préfère à l'heure actuelle.
La matière fibreuse utilisée est, de préférence, incombustible et aussi résistante à la chaleur, c'est-à-dire qu'elle n'est pas susceptible de se décomposer par carbonisation ou de toute autre façon lorsqu'on la soumet à des températures modé- rément élevées, de l'ordre de 350 à 400 0.
De plus, les fibres sont, de préférence, inorganiques et susceptibles de s'associer intimement et de s'accrocher au ciment dans le procédé décrit.
On recommande particulièrement des fibres d'amiante constituées par des faisceaux de fibres individuelles allongées délimitant des interstices entre les ex- trémités de ces fibres ou en tous autres points appro- priés ou bien présentant des inégalités de surface susceptibles de recevoir du ciment. La Société demanderesse a xxxx utilisé avantageusement du chrysolite du Canada (variété d'amiantes), la variété utilisée étant constituée par des fibres courtes. Aux essais ordinaires de tamisage 100%de cette cette passaient -à travers un tamids à 2,5 mailles par cm3; elle ne passait que dans la proportion de
57% à travers un tamis de 10 mailles par cm2.
Dans le mode de réalisation montré sur la figure 1,la matière de remplissage 3 destinée à réduire la densité de l'élément de construction est distribuée dans l'ensemble formé par le produit cimentaire et par la matière fibreuse sous forme de particules séparées qui, dans la forme d'exécution
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préféréede l'invention, sont éliminées ensuite; on obtient ainsi un produit fini comportant un grand nombre de cellules ou cavitéa 4 de forme et de di- , mensions correspondant à cellesdes espaces qu'oc- cupaient primitivement les parties de matière de remplissage .
Ces cellules peuvent être réparties d'une façon plus ou moins régulière dans la masse de l'élément. Elles peuvent avoir chacune des di- mensions relativement faibles, c'est-àdire des dimensions assez faibles pour que l'élément se com- porte comme isolant thermique parfait. Elles peu- vent encore communiquer les unes avec les autres par exemple par des interstices ou pores perméables au son, de manière que l'élément de construction puisse absorber le son. On peut obtenir des évidements ou cavités de forme appropriée en utilisant des matières ' de remplissage sous formes diverses, soit sous forme de boules, de cristaux, de tiges, etc.. On a utilisé avantageusement des fractions de cristaux.
La matière destinée à réduire la densité de l'élément de construction est constituée de pré- férence par un corps solide qui peut être réduit en granules ou boules et qui résiste à la compression (c'est-à-dire qu'il ne subit pas de modifications sensibles de forme ou de volume sous l'action de la compression). Si cette matière de remplissage est destinée à être éliminée de l'élément de construc- tion fini, elle doit être choisie de manière que son élimination n'ait pas pour résultat un affai- blissement sérieux de l'élément dans lequel elle est noyée.
Ainsi, la matière de remplissage doit -pouvoir' être éliminée soit par dissolution dans un solvant
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n'attaquant pas le ciment ou la matière fibreuse, soit par fusion et (ou) par volatilisation à une température inférieure à celle qui serait de nature à déterminer un affaiblissement excessif du reste de l'élément. On peut utiliser comme matière de remplissage susceptible d'être éliminée, de la naphta- line granulée, de la paraffine, du para-dichloro- benzène et d'autres matières analogues qui fondent et sont volatiles en présence de la vapeur d'eau.
Pour éviter la fusion prématurée, on peut utiliser de la paraffine, un brai dur ou de la glace pilée à une température sensiblement inférieure à 0 C. et on élimine ensuite ces matières par fusion et par évacuation, de l'élément, du fluide résultant.
Lorsque le solvant est constitué par de l'eau on peut utiliser comme matières de remplissage amovibles des cristaux,de; sel, du nitrate de sodium et du chlorure de potassium ou d'autres composés 'tirés
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solubles dans 1 ' eau. µet qui ne provo- quent aucun trouble sérieux sur les autres ingrédients en présence. Il est préférable toutefois d'utiliser des matières de remplissage susceptibles d'être éli- culier minées par % volatilisation, en parti/, en raison du fait que les vapeurs résultant de la volatilisation forment, lors de leur échappement, des passages faisant communiquer les unes avec les autres les ca- vités de l'élément et qui sont susceptibles d'absor- ber le son.
L'élément léger comportant les cellules ou cavités qui résultent de l'élimination de la ma- tière de remplissage destinée à abaisser la densité de l'élément peut être muni d'une couche dense 5 de revêtement- Cette couche de revêtement peut être constituée par des matières de même nature, mais il
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n'est pas nécessaire que ces matières soient prises dans les mêmes proportions que dans l'élément léger.
Dans le mode de réalisation montré sur la figure 5, on peut aménager une couche dense infe- rieure ou médiane quk est faite en matière de même nature et qui est rendue solidaire sur ses deux faces opposées de deux feuilles respectives d'élément léger. La couche de revêtement peut être munie de perforations susceptibles de recevoir les ondes sonorea incidentes. Comme on l'a montré sur la figure 4, ces couches de revêtement peuvent com- porter des orifices dont le diamètre est d'environ Or;005, tandis que leurs centres sont écartés les uns des autres de 0,012 environ.
A l'heure actuelle, on fabrique et on utilise couramment un produit comportant un mélange de ciment,. de Portland et de fibres d'amiante qui a été comprimé, rendu dense et qui a pris ensuite, Lors de la, fabrication d'un tel produit on mélange du ciment de Portland avec des fibres d'amiante en proportions à peu près égales en poids et avec une quantité suffisante d'eau pour former un magma coulant librement. Ce magma.peut nêtre versé ensuite dans le sommier d'une presse hy-
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idraulique/0n > abaisse ensuite un plateau relié convenablement au piston de la presse, de rois manière à l'amener à la partie supérieure du magma.
On donne ainsi au magma, la forme d'une feuille. L'ex ces d'eau en est enlevé- et est refoulé à travers dans le le fond filtrant sommie xxxx de la presse. et la matière est comprimée manière à la rendre. plus dense et plus résistante. La feuille de densité accrue qu'on.obtient à la suite de cette opération est alors enlevée de la presse. On peut l'enlever
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en écartant les parois du moule, en faisant remonter le plateau du moule auquel la feuille a adhéré sous l'effet de l'aspiration. On supprime cette aspira- tion sur un' bord de la feuille enladétace sur nt une petite partie de sa surface et on laissa la feuille tomber sur un support. On laisse la feuille au repos afin qu'elle prenne.
Ce procédé peut subir des modifications en vue de permettre l'obtention des produits établis conformément à la présente invention, ainsi qu'on le montrera dans les exemples suivants :
Exemple 1
Dans cet exemple et qu cours de tout l'expose qui va suivre toutes les proportions sont données en poids.
Lorsqu'on ne désire pas donner à l'élément de construction la propriété a'absorber le son on peut fabriquer le matériau du type montré sur la figure 1 en formant un mélange de 25 parties de fibres d'amiante, de 75 parties de ciment de Portland, de 186 parties de matière de remplissage en pierre ponce granulée - ce qui correspond à 65% environ du poids total du mélange de produits secs - et d'une quantité suffisante d'eau pour obtenir un magma coulant libre- ment. Le magma est versé ensuite dans le sommier d'une presse hydraulique à fond filtrant. La quantité de magma versé dans la presse doit être suffisante pcur qu'on puisse obtenir une feuille finie d'épais- seur désirée. On applique ensuite une pression à la couche de matière placée sur le sommier de la presse, en se servant par exemple d'un plateau en acier.
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Sous l'effet de la pression appliquée, le magma est moulé et comprimé, avec élimination d'eau. On augmente ensuite la pression jusqu'au moment où elle atteint une valeur très élevée, soit celle de 150 kg/cm2 en fin d'opération. A ce moment la feuille est comprimée et rendue dense à un degré élevé; son épaisseur peut être 1/3 environ de celle que présentait la couche de magma avant la compression. La feuille rendue ainsi dense est enlevée de la presse et on la laisse au repos jusqu,:'au moment où le ciment aura durci,c'est-à- dire pendant trente jours. Les feuilles dures qu'on obtient à la suite de ces opérations sont coupées aux dimensions exactes désirées.
On peut remplacer la pierre ponce par d'autres matières granulées poreuses, ou légères qui résistent a compression.
Exemple Il
Lors de la fabrication d'un matériau absor- bant le son, matériau qui constitue le mode de réalisa- tion préféré de'l'invention, on prépare une feuille de la façon décrite dans l'exemple I, sauf qu'au lieu de pierre ponce on utilise, comme matières de remplissage ' 186 parties de paraffine granulée et que la feuille de densité accrue qu'on obtient à la suite de la com- pression est soumise à un traitement, en vue d'éliminer la naphtaline.
L'élimination de la matière de remplissage peut être effectuée dès que le ciment a commencé à prendre dans la feuille; on procède à cette élimina- tion en soumettant la feuille à une température élevée en vue de faire fondre et (ou) volatiliser ladite ma- tière.
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Ainsi la naphtaline peut être élimines en maintenant la feuille à une température sensible- ment inférieure au point de fusion de la naphtaline, jusqu'à ce que la majeure partie de cette dernière s'écoule ou s'égoutte de la feuille ; onfait monter ensuite la température à un point auquel la naphtaline restante se volatilise rapidement. La naphtaline peut être volatilisée, par exemple, par chauffage dans un courant de vapeur saturée à une pression de 7 kg/cm (cette volatilisation est accompagnée d'une prise accélérée du ciment contenu dans la feuille) ou dans un courant de vapeur surchauffée de gaz de carneaux, ou de fluides analogues.
On a obtenu des résultats très satisfaisants dans le cas où la période de prise initiale du ciment aux températures ordinai- res était suivie d'une prise accélérée de 20 à 24 heu- res environ dans une atmosphère de vapeur saturée et à une pression de 7 kg. par cm2 ou un peu plus.
Au cours de cette période, la prise du ciment est pra- tiquement terminée. Après le traitement à l'aide de vapeur saturée dont il vient d'être parlé, la naphta- line qui reste encore dans le produit est éliminée par chauffaga de ce dernier avec de la vapeur surchauf- fée, de préférence en vue de le porter à une tempéra- ture sensiblement supérieure au point de fusion de la naphtaline et, par exemple, à la température de 230 C environ.
La prise initiale suivie de l'élimina- tion de naphtaline de la manière ci-dessus indiquée permet d'obtenir un produit comportant des pores qui communiquent les uns avec les autres à un degré élevé.
Un tel produit est plus efficace,quant à l'absorption du son, qu'un produit préparé conformément à un procédé
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similaire comportant une période de prise initiale plus longue et la formation d'un produit très rigide avant qu'il soit procédé à l'élimination de la naphta- line.
Exemple III
On fait un mélange de ciment da Portland et de fibres, d'amiante, de préférence dans la propor tion de 65-70 parties de ciment pour 35-30 parties de fibres et on y ajoute de l'eau pour former un magna coulant librement. Ce magna est mis sous forme d'une couche dans le sommier d'une presse hydraulique à fond filtrant, comme on l'a exposé précédemment. La couche de magma est couverte d'un treillis ou d'un fond de tamis, ou bien elle est pourvue d'un autre dispositif pour briser le vide dans le but qui sera exposé dans les lignes suivantes.
Cette couche de magma- est alors comprimée légèrement par exemple par un plateau du type décrit ci-dessus, de manière à former une feuille plus ou moins compacte, c'est-à-dire qu'elle soit suffisamment ferme pour ne garder que difficilement l'empreinte du doigt. On cesse alors de la comprimer. La pression, jusqu'au moment auquel cesse la compression, peut être de l'ordre de 3,5 à 7 kg/cm2 Avec une telle compression modérée on obtient une feuille susceptible de filtrer l'eau, au cours des opérations ultérieures, On enlève ensuite le plateau compresseur, par exemple, en le soulevant, opération au cours de laquelle le tamis brise le vide entre la feuille et le plateau compresseur et oblige la feuille à rester en position sur le sommier,de la pressa.
Le fond du tamis ou autre dispositif analogue
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pour briser le vide est enlevé ensuite. On applique alors sur cette feuille une couche de matière du type décrit dans l'exemple I ou dans l'exemple II, et de préférence celle du deuxième exemple. Cette couche peut se présenter sous la forme d'un magma aqueux coulant librement et contenant 75 parties de ciment de ]Portland, 25 parties de fibres d'amiante et 186 parties de naphtaline. Comme la matière cimentaire et le liquide (eau) de la feuille primitive sont de même nature que les constituants de la couche appliquée sur cette feuille, la matière cimentaire de ladite couche est miscible avec delle de la feuille et en devient solidaire.
D'autre part, la feuille formée préalablement est suffisamment compacte et ferme pour garder à peu près sa forme, lorsque la couche de matièr< additionnelle est placée sur ladite feuille.
On comprime à nouveau, en opérant comme précédemment, sauf que la pression est accrue dans des pas proportions considérables, c'est-à-dire qu'elle est portée à 150 kg/cm2
Lorsque l'eau a pratiquement cessé de s'é- goutter de la feuille combinée avec la couche addition- nelle, le produit est enlevé de la presse et on le laisse au repos jusqu'à la prise initiale du ciment, contenu dans ledit produit, c'est-à-dire pendant sept à 24 heures. On soumet ensuite le produit au traite- ment décrit dans l'exemple II, y compris le traitement à la vapeur d'eau, en vue d'éliminer la matière de remplissage,qui est volatile,et de parfaire la prise du ciment dans le produit.
Exemple IV
On effectue les opérations décrites dans
1 exemple III, sauf vertaines/modifications permettant
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d'obtenir un produit qui comporte une couche de revote- ment dense reliée à chaque face du noyau en matière poreuse.
Ainsi, on forme,par compression modérée, une feuille initiale de fibres d'amiante, de ciment de Portland et d'eau et on dispose sur cette feuille, par compression, une-couche de ciment de Portland, de fibres d'amiante, de naphtaline et d'eau, dans les conditions exposées dans l'exemple III,/Cette seule différence qu'une toile métallique disposée au voi- sinage du plateau compresseur, à titre de dispositif destiné à briser le vide, est utilisée lors de la compression de la deuxième couche, de même qua cela.
a été fait pour la feuille initiale et la compression finale est réalisée de faon à maintenir le produit composite (formé par la feuille et ladite couche) en état de permettre la filtration de l'eau, c'est-à- dire que la compression se fait a une pression de 3 12, à 7 kg. par cm2, La plateau de la presse est enlevé, de même que la toile métallique.
On applique alors sur la partie supérieure de la couche contenant de la naphtaline un magma analogue à celui qui a été utilisé lors de la formation de la feuille initiale du produit composite, c'est-à-dire qu'on applique un mélange humide de ciment de Portland. et de:; fibres d'aminante, dans des proportions à peu près égales, e tout est comprimé ensuite à une pression finale de 150 kg. par cm, en vue d'éliminer l'excès d'eau et d'obtenir ainsi un produit composite forte- ment comprimé. et dense.
Lorsque la compression est terminée, le produit composite est mis au repos, en vue d'augmenter sa résistance initiale, après quoi il est soumis à un
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traitement tel que celui décrit dans l'exemple II pour éliminer la naphtaline. Ainsi, le produit com- posite peut être maintenu à une température supérieure au point de fusion de la naphtaline. Il en résulte qu'une grande partie, souvent 2/3 environ de la quan- tité totale de naphtaline utilisée, s'écoule à l'état libre du produit en question. Lorsque la récupération de la naphtaline à l'état libre se ralentit notable- ment, on augmente la température pour volatiliser le reste de la naphtaline. A cet effet, on peut utiliser avantageusement un courant de vapeur saturée à une pression de 7 kg/. par cm2 ou plus.
Lorsque la naph- taline a été éliminée,.px il reste un élément de cons- truction comprenant une partie cellulaire, ou noyau et une matière de revêtement solide et dense, soli- daire des deux faces opposees de ladite partie cel- lulaire. Comme toutes les parties de l'élément con- tiennent des matières de même nature, les diverses parties sont susceptibles d'adhérer les unes aux autres, dans des conditions variables d'un cas à l'autre, malgré la rigidité de la matière constituant le noyau et les couches de revêtement.
Exemple V
Un produit composite, susceptible d'absor- ber le son qui frappe l'une ou l'autre de ses deux faces, sans le transmettre, produit du type montré sur la figure 5, est fabriqué eonformément à un procédé quelque peu analogue à celui décrit dans l'e- xemple IV, sauf que les couches extérieures du pro- duit sont faites en une matière de remplissage amovi- ble qui est éliminée ensuite,.tandis que la couche intérieure ou le noyau est fait en une matière qui
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reste compacte dans le produit fini et constitue une barrière imperméable au son. Dans un tel produit la
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partie du. son frappant 49=bjt-/1 >une des faces., par- tiew du sonabsorbée par celle-ci, est réfléchie for- tement par ladite barrière.
Si la barrière est mise en vibration par le son incident, le son émis par la dite barrière est absorbé à un degré sensible par les deux faces absorbant le son, faces à travers les. quelles le son passe avant qu'il aboutisse à l'oreille d'un observateur. L'élément de construction convient donc particulièrement dans le cas où il s'agit d'en- pécher la transmission du son.
Un magna comprenant du xxxx de Portland, des fibres d'amiante, de la naphtaline et de l'eau, est comprimé modérément dans le sommier d'une presse en vue de former une feuille;sur cette feuille on forme par compression modérée une couche d'un mélange de ciment de Portland, de fibre d'amiante et d'eau, couche qui est rendue solidaire de la feuïlle précitée, On foxme ensuite sur cette couche une feuille semblable ; à la première feuille contenant de la naphtaline. Le tout est alors comprimé fortement et rendu dense; il est soumis ensuite à un traitement décrit précédemment, en vue d'obtenir la prise du ciment, et aussi l'élimina- tion de la naphtaline.
Un tel produit peut être muni de couches de revétement extérieur qui en fassent partie intégran- te, ces couches étant constituées par du ciment de Portland et par des fibres d'amiante. Lesdits rêve'* tement peuvementpas être perforés, lorsqu'on ne désire pas obtenir l'absorption du son; ils sont, au contraire, perforés. s'il s'agit d'utiliser les propriétés, que pos- sède le produit d'absorber le son,
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Exemple VI
Dans cette variante de l'invention, on rend perméable au son une couche de revêtement dense, solidaire du matériau comportant des cellules communiquant les unes avec les autres.
A cet effet, on peut pratiquer dans la couche de revêtement dense (voir figure 4) de petits orifices Titres rapprochés les uns des autres.De tels orifices peuvent être obtenus par perçage de part en part , par découpage de la couche de revêtement, ou de toute autre manière appropriée dès que l'élément composite a pris.
I1 est bien entendu qu'on peut utiliser divers genres d'orifices susceptibles de recevoir le son ; peut, par exemple, se servir d'orifices disposés de manière à former un motif ornamental ou des dessins.
Exemple VII
On fait un mélange sous forme d'un magna.humide contenant du ciment de Portland, des fibres d'amiante courtes, une matière de remplissage constituée par du sel gemme granulé et de l'eau. On peut, par exem- ple, adopter les proportions suivantes
20 à 55 parties de fibres d'amiante;
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<tb> 80 <SEP> à <SEP> 45 <SEP> ' <SEP> de <SEP> ciment <SEP>
<tb>
<tb> et <SEP> 50 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> " <SEP> de <SEP> sel
<tb>
Avant que l'eau dissolve notablement le sel, on donne rapidement au magma la forme d'une feuille et on le comprime fortement dans un moule à fond filtrant, comme on l'a décrit précédemment.
Dès que la compression a été terminée et que le magna; a été rendu dense, on ouvre la presse, on enlève la feuille du moule par tout moyen approprié par exemple en faisant remonter le plateau en aciér
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de la presse avec la feuille qui y/adhéré, en brisant l'aspiration et en laissant choir la feuille sur un support convenable. On laisse alors prendre le ciment contenu dans la feuille, par exemple pendant un à deux jours, après quoi on le laisse durcir., Dès que le durcissement est terminé, ou' de préférence simulta- nément avec ce durcissement, la matière de remplissage est éliminée.
A cet effet, la feuille contenant des granules de sel gemme est lavée avec de l'eau amenée en plusieurs fois on de manière continue, de façon que sensiblement toute la quantité de sel soit dis- soute et éliminée et que le ciment de Portland dur- cisse définitivement et qu'il soit exempt de sel.
De manière générale, lorsqu'on utilise une matière de remplissage constituée par une matière. susceptible d'être dissoute par un solvant, la feuille après sa prise, peut être traitée avec un solvant, en vue d'éliminer par dissolution la matière de remplis-' sage. Une matière de remplissage organique insoluble dans l'eau peut, par exemple, être éliminée par dis- solution d'une feuille durcie et séchée en trempant de façon continue et pendant un temps assez long la dite feuille dans plusieurs bains d'un solvant de la matière de remplissage,
Si la matière de remplissage utilisée est de nature telle qu'elle puisse être enlevée facilement par chauffage, par exemple lorsqu'on substitue au sel, dans le mode de réalisation décrit ciessus, de la paraffine utilisée comme matière de remplissage, la feuille,
après sa prise, peut être maintenue à une température supérieure au point de fusion de la pa- raffine, jusqu'à ce que la paraffine se liquéfie et
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qu'elle cesse de s'écouler ou de s'égouter sensiblement de la feuille.
ExempleVIII
Des couches obtenues séparément par filtra- tion dans une presse hydraulique telles qu'elles sont décrites dans les exemples 1 àVI peuvent être combi- nées dans certaines applications dans lesquelles il n'est pas essentiel d'avoir un élément de construction fait en une seule pièce du type qui vient d'être décrit et où il n'est pas nécessaire de fondre les zones de contact. A cet effet, les feuilles établies et compri- mées séparément,dont une ou plusieurs comportent de la matière de remplissage, tandis que les autres n'en comportent pas, peuvent être placées ensemble par couples avant que les feuilles soient prises, une couche mince de ciment ayant été appliquée au préalable xxxx sur les surfaces venant en contact, après quoi les feuilles sont pressées fortement l'une contre l'autre.
On laisse le produit composé ainsi obtenu au repos, jusqu'à ce que le ciment.dans la couche de cimentation et dans les feuilles elles-mêmes,ait pris suffisamment pour permettre le maniement dudit produit. La matière de remplissage est éliminée, le cas échéant, et on laisse le ciment prendre de façon définitive.
A titre de couche de cimentation décrite ci-dessus, on peut utiliser un magma aqueux épais,de matières inorganiques telles que le ciment de Portland, ou le ciment à base d'oxychlorure de magnésium,
Dans les applications dans lesquelles il n'est pas nécessaire d'obtenir une résistance à la chaleur et au feu, la couche de cimentation peut être constituée en grande partie par un adhésif organique tel que la caséine, un produit de condensation des
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phénols aldéhydes résineux, l'asphalte et autres pro- duits analogues.
Les produits obtenus conformément à la présente invention comportent centaines caractéristi- ques qui viennent s'ajouter à celles mentionnées pré- cédemment.
La matière cellulaire obtenue par utili- sation, avec élimination consécutive.d'une matière de remplissage du type de la naphtaline ou de la paraffine par exemple, est solide et rigide malrgé la présence des cellules correspondant à plus de la moi- tié du volume d'eau de ladite matière, c'est-à-dire à 75-900% de ce volume. Elle a une densité faible de l'ordre de 288 à 481 kg. par m3, Le coefficient de compression'est approximativement de 7 à 55 kg/cm2.
Les propriétés du produit dépendront quan- titativement en partie des détails du mode de prépa- ration et des proportions des matières utilisées.
Ainsi, il faut attribuer une certaine importance aux dimensiçns des particules des matières de remplissage
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us9a tiblox d'8tre diinindes,matiùros qu'on incorpore au début dans le mélange et qu'on élimine ensuite.
Ainsi, par exemple, pour une proportion déterminée de naphtaline utilisée, les dimensions réduites des particules favorisent l'augmentation de l'isolement thermique du produit final, mais di- r minuent, par contre, la résistance à la traction.
Au contraire, on obtient un isolement moins efficace et une plus grande résistance à la traction lorsque les particules de naphtaline sont plus grandes.
Compte tenu de ce fait, on peut choisir une échelle de dimensions des particules de naphtaline qui convient aux exigences dans chaque cas particulier. Pour éviter
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la formation d'une matière poreuse peu insistante et ayant un pouvoir d'absorption prononcé pour l'eau, les particules de naphtaline doivent être suffisamment grandes pour laisser, après leur élimination du pro- duit obtenu, des cellules individuelles de dimensions convenables.
.Pour obtenir de telles cellules, la demande- resse utilise avantageusement des particules de naph- taline dont plus de la moitié en poids passe à travers un tamis de 15 mailles par cm2.
Les résultats d'un essai de tamisage ordi- naire d'un naphtalène granulaire utilisé par la de- manderesse étaient les suivants :
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<tb> Mailles <SEP> du <SEP> tamis <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids <SEP> des
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> cm2 <SEP> particules <SEP> retenues <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30,4 <SEP> 50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 62 <SEP> 13
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 248 <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 558 <SEP> 8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 99% <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1,535 <SEP> 3
<tb>
3 % des granules ont passé à travers un tamis de 1535 mailles par cm2.
Dans le produit fini du tybe absorbant le son, les nombreuses cellules correspondant approxi- mativement aux espaces ayant été occupés par la ma- tière de remplissage qui y a été incorporée pri- mitivement pour en tre éliminée ensuite à l'état flui- de, c'est-à-dire à l'état de liquide ou de vapeur, communiquent les unes avec les autres à l'aide des pores qui correspondent aux canaux d'échappement du fluide.
Les proportions .....
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de matières de remplissage peuvent varier d'un cas à l'autre; ainsi dans la fabrication des matières cel- lulaires ou du noyau du produit final, on peut utiliser
25 à 85 parties et de préférence 50 à 75 parties environ en poids de naphtaline pour 100 parties en poids à l'état sec du mélange qui est constitué par de la naphtaline, par du ciment de Portland et. par de la fibre.
La proportion de matières de remplissage éliminables utilisée x a uneffet décisif sur les pro- priétés du produit dont ladite matière de remplissage est éliminée en dernier lieu, En effet, la proportion de naphtaline utilisée au début avait la propriété d'absorber le son, cette absorption du son augmentant avec la proportion de naphtaline qui doit restendans les limites indiquées précédemment. On a obtenu des capacités d'absorption du son de l'ordre de 85%.
Lorsqu'un élément de construction du type décrit est chargé d'un poids lourd, il se produit un/ faible fléchissement avant la rupture de l'élément.
Ce faible fléchissement est déterminé par la compres sionde la couche de revêtement sur laquelle repose la charge et par l'effet de traction qui s'exerce sur le revêtement de la face opposée de l'élément. Comme les matières composites constituées par du ciment de Pore tland et par des fibres d'amiante résistent plus à la compression qu'à la traction, la couche de revêtement de l'élément qui est soumise à latraction se rompra, de manière générale, avant la rupture de l'autre couche de revetement:
Pour parer à cetre possibilité de rup- ture sous l'action de la traction, l'élément établi conformément à l'invention peut être muni d'une couche de matière de revêtement dont l'épaisseur sur la face
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devant être soumise à la traction, lorsque l'élément est chargé, est de deux à cinq fois plus grande que sur l'autre face. Toutefois, au point de vue de la réduction au minimum du gauchissement de l'élément placé dans des conditions variables telles que les variations de l'humidité de l'air en contact avec l'élément, il est désirable que les couches de revê- tement des faces opposées aient la même épaisseur,de même qu'une composition identique.
Les proportions respectives de la matière cimentaire et de la matière fibreuse peuvent varier dans certaines limites. Ainsi, la proportion de fibres dans la matière formant le noyau ou,.dans la matière de faible poids peut varier entre 10% et 75%, de préférence entre 25 et 40% du poids du mélange de fibre et de ciment. Pour les couches de revêtement qui sont denses et très résistantes, on a utilisé une quantité un peu plus élevée de fibres,soit 30 à 75% et, de préférence, 50% environ du poids du mélange de fibres et de ciment.
Quoique l'invention ne soit pas 1 imitée à xx une théorie quelconque, ou.une explication quelconque des résultats obtenus, on peut dire que la filtration de l'eau à travers la matière composite sous pression, au cours de la fabrication, ainsi qu'on l'a expliqué en particulier dans les exemples III et VII.est d'une très grande importance. Cette filtration permet d'u- tiliser au début des magnas très humides et dont le moulage est très aisé ; elle facilite,de plus,la liaison intérieure des couches Voisines. De plus, la filtration a pour effet de transporter de fines particules de ciment d'une couche dans les pores d'une autre
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couche, avec élimination sensible des plans de démarè cation entre le ciment d'une couche et celui de la couche voisine; les pores de contact se trouvent ainsi confondus.
Enfin, la compression a pour effet d'é- liminer une grande quantité d'eau.
Compte tenu de ces considérations, on peut appliquer une variante du procédé tel qu'il est décrit dans les exemples précités. Ainsi, les produits peu- vent être fabriqués par la mise en oeuvre d'un procédé dans lequel on se sert d'une machine du genre des machines à fabriquer du carton Dans ce procédé, on prépare de la pâte à papier comprenant du ciment de Portland et des fibres d'amiante se trouvant en sus- pension dans un grand volume d'eau. Le ciment et les fibres sont recueillis sous forme de feutre et ce feutre est transmis continuellement et de manière usuelle aux tambours récepteurs d'une machine à fabri- quer le carton.
Lorsque le feutre a atteint sur le tambour l'épaisseur désirée il est combiné avec un feutre obtenu de lanière analogue et constitué par une pâte à papier contenant une matière de remplissage
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éliminable @, telle que la naphtaline, en plus des ingré- dients ci-dessus mentionnés.
On peut aussi appliquer sur les deux couches de feutre une troisième couche semblable à la première, en vue de former un produit composite comportant un noyau, ou âme, contenant de la naphtaline (ou une autre matière de remplissage sus- ceptible d'être éliminée) et des couches de revê- tement extérieur ne comportant pas de telle manière de rempli,ssage. Le tout peut être comprimé fortement à la pression de 150 kg. par cm, en vue de solidari- ser les diverses couches,de les rendre compactes et d'enlever l'excès d'eau par filtration. On peut
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laisser prendre le produit et le/soumettre à un traie tement en vue d'éliminer la naphtaline.
Les diverses couches peuvent être solida- risées les unes avec les autres, soit sur le tambour de la machine à fabriquer la carte, par exemple en changeant la matière de la pâte à papier fournie à la machine, soit après que les couches individuelles ont été enlevées du tambour et ont été dressées de manière à former des plaques.
Au cours de l'opération de filtration du procédé de fabrication, les fibres d'amiante favorisent la filtration. Le ciment de Portland broyé finement et rendu compact,.s'il est employé seul, ne permet pas la filtration aisée de l'eau. Par contre, mélangé avec les fibres d'amiante, comme il l'est dans les couches de revêtement extérieur, il n'empêche pas une filtration rapide de l'eau; le mélange rend possible l'élimination de l'excès d'eau à un degré tel qu'il s'ensuit une li- bération des passages par lesquels onpourra éliminer par la suite la matière volatile de remplissage.
Dans le produit fini les fibres d'amiarite exercent une action tendant à renforcer et à raidir ledit produit; cette action, jointe à l'effet de la compression et de la densité accrue et de la réunion des éléments constitutifs du produit, du fait de la . filtration sous pression, compense dans une large mesu- re l'affaiblissement de la structure due à l'existence des cavités correspondant aux particules de matière de remplissage ayant été incorporées au début et éli- minées ensuite.
Sous l'effet de la forte compression à laquelle la matière composite est soumise au cours de
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la fabrication, la matière cimentaire s'associe in- timement avec la matière fibreuse et avec celle des- tinée à abaisser la densité du fait que cette matière cimentaire est refoulée dans les cavités ou irrégula- rités de surface de la matière fibreuse et de celle abaissant la densité, Le ciment est pris ensuite in situ de manière à accrocher les uns avec les autres les ingrédients.
Lorsque la matière abaissant la dansite utilisée au début est enlevée au cours d'une opération ultérieure du procédé de fabrication, c'est ' l'air qui remplit les cavités du produit fini, cavités résultant de l'élimination de ladite matière, qui joue le rôle de matière abaissant la donsite- Dans un tel cas, l'accrochage se produit uniquement entre les fibresd'amiante et le ciment de Portland.
11-est évident que les détail donnés ci-dessus ne le sont qu'à titre explicatif et non limitatif et qu'on peut y apporter des mo- difications sans que l'on sorte pour cela de l'es- prit de l'invention.
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"Improvements in construction materials and their manufacturing processes"
The present invention relates to a construction material and its manufacturing process and in particular to a compressed cement product made dense and reinforced, this product comprising a large number of cells or cavities.
In a preferred embodiment of the invention, the cellular product is made solid with a dense non-cellular part comprising materials of the same nature. than the cellular product and liable, consequently, to react indentically with said cellular product under the effect of the variations occurring in the envi-ronmental medium. purring,
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A cell cement product has hitherto been manufactured.
Thus, granular naphthalene was mixed with cement; Portland, with sand and with aaao, the mixture thus obtained was molded, - it was allowed to set in mass and the naphthalene was then removed by fusion and by volatization. Attempts made to ob-? Holding a product with a large amount of voids or cavities weakened the product which thus became brittle.
One of the objects of the invention consists in a building material and in its manufacturing process according to which one obtains finished elements of light weight but strong enough to withstand high loads, even though these loads are supported by large parts spaced at a certain distance from each other, finite elements resistant to fire and heat, behaving like a thermal insulator and can also absorb sound.
Other objects and advantages of the invention will become apparent during the description.
In the accompanying drawing, a number of embodiments of the invention have been shown by way of example.
FIG. 1 is a side view of an element comprising a compressed cementitious material made denser and reinforced, this material containing particles of a filling material intended to lower the density of the element;
Figure 2 is a perspective view of a material serving as a thermal insulator or absorber.
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a sonic body having a large number of cavities or cells as a result of the removal of the filling material of the embodiment shown in Fig. 1;
Figure 3 is a side view of a cell nucleus of the type shown in Figure 2 made integral on its opposite faces with layers of a dense coating;
FIG. 4 is a perspective view of an embodiment of the invention in which a dense coating layer made integral with the element is perforated so as to allow the incident sound to be transmitted, this layer forming an integral part of the core of cellular sound absorbing material;
FIG. 5 is a side view of a variant in which the cellular elements of the type shown in FIG. 2 are made integral on either side of a layer of dense material, this dense material being inside of the finite element.
In all of these figures, the same parts of the material are designated by the same reference numerals.
Thus, 1 denotes the cellular material preferably having the form of a sheet and comprising a mixture 2, compressed and made to dance, of a cementitious material and of a fibrous reinforcing material. The cementitious material as used in the beginning is liable to set at room temperature. The most suitable cement for this purpose is therefore a hydraulic cement. 'You can use materials like
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cement based on magnesium oxychloride, calcium aluminate (sometimes referred to by the term molten cement *, or "Lumnite cement") or else cement of
Portland. The latter is the preferred cementitious material at present.
The fibrous material used is preferably non-combustible and also heat resistant, i.e., it is not susceptible to decomposition by carbonization or in any other way when subjected to high temperatures. moderately high, of the order of 350 to 400 0.
In addition, the fibers are preferably inorganic and capable of intimately associating and clinging to the cement in the process described.
Particularly recommended are asbestos fibers constituted by bundles of elongated individual fibers delimiting interstices between the ends of these fibers or at any other suitable points or else having surface unevenness liable to receive cement. The Applicant Company has advantageously used chrysolite from Canada (variety of asbestos), the variety used being constituted by short fibers. In ordinary sieving tests 100% of this was passed through a tamids at 2.5 meshes per cm3; it only passed in the proportion of
57% through a 10 mesh per cm2 sieve.
In the embodiment shown in Fig. 1, the filling material 3 for reducing the density of the building element is distributed throughout the assembly formed by the cementitious product and by the fibrous material in the form of separate particles which, in the execution form
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preferredof the invention, are then eliminated; a finished product is thus obtained comprising a large number of cells or cavities 4 of shape and dimensions corresponding to those of the spaces originally occupied by the parts of filling material.
These cells can be distributed in a more or less regular way in the mass of the element. They can each have relatively small dimensions, that is to say dimensions small enough for the element to behave as perfect thermal insulator. They can still communicate with each other, for example through interstices or pores permeable to sound, so that the construction element can absorb sound. Appropriately shaped recesses or cavities can be obtained by using fillers in various shapes, such as balls, crystals, rods, etc. Fractions of crystals have been advantageously used.
The material for reducing the density of the building element is preferably a solid body which can be reduced to granules or balls and which resists compression (i.e. it is not subjected to no noticeable changes in shape or volume under the action of compression). If this filler material is to be removed from the finished building element, it should be chosen so that its removal does not result in a serious weakening of the element in which it is embedded.
Thus, the filling material must be able to be removed either by dissolving in a solvent.
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not attacking the cement or the fibrous material, either by melting and (or) by volatilization at a temperature lower than that which would be such as to determine an excessive weakening of the rest of the element. As a removable filler material, granulated naphthalin, paraffin, para-dichlorobenzene and the like which melt and are volatile in the presence of water vapor can be used.
To avoid premature melting, paraffin, hard pitch or crushed ice can be used at a temperature substantially below 0 ° C. and these materials are then removed by melting and evacuating the element from the resulting fluid. .
When the solvent consists of water, it is possible to use crystals, of; salt, sodium nitrate and potassium chloride or other compounds' taken
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soluble in water. µand which do not cause any serious disturbance to the other ingredients present. However, it is preferable to use fillers capable of being eliminated by% volatilization, in part /, owing to the fact that the vapors resulting from the volatilization form, on their escape, passages communicating the vapors. the cavities of the element which are capable of absorbing sound.
The lightweight element having the cells or cavities which result from the removal of the filling material to lower the density of the element may be provided with a dense layer of coating. This coating layer may be formed. by materials of the same nature, but it
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it is not necessary that these materials be taken in the same proportions as in the light element.
In the embodiment shown in FIG. 5, it is possible to provide a dense lower or middle layer which is made of material of the same nature and which is made integral on its two opposite faces with two respective sheets of light element. The coating layer may be provided with perforations capable of receiving the incident sonorea waves. As shown in Fig. 4, these coating layers may have orifices with a diameter of about 0 005, while their centers are spaced from each other by about 0.012.
At the present time, a product comprising a mixture of cement is manufactured and commonly used. Portland cement and asbestos fibers which has been compressed, made dense and which then set. During the manufacture of such a product, Portland cement is mixed with asbestos fibers in approximately equal proportions in weight and with a sufficient amount of water to form a free-flowing magma. This magma can then be poured into the base of a hy-
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hydraulic / 0n> then lowers a plate suitably connected to the press piston, so as to bring it to the upper part of the magma.
We thus give the magma the shape of a leaf. The excess water is removed from it and is discharged through into the filter bottom at the top of the press xxxx. and the matter is compressed so as to render it. denser and more resistant. The sheet of increased density which is obtained as a result of this operation is then removed from the press. We can remove it
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by separating the walls of the mold, by raising the mold plate to which the sheet has adhered under the effect of the suction. This suction was removed from one edge of the sheet by removing a small portion of its surface and the sheet was allowed to fall onto a support. The sheet is left to rest so that it sets.
This process can undergo modifications with a view to making it possible to obtain the products established in accordance with the present invention, as will be shown in the following examples:
Example 1
In this example and during the entire discussion which follows, all the proportions are given by weight.
When it is not desired to give the building element the property of absorbing sound, the material of the type shown in figure 1 can be made by forming a mixture of 25 parts of asbestos fibers, 75 parts of cement. of Portland, 186 parts of granulated pumice filler - which corresponds to about 65% of the total weight of the dry product mixture - and a sufficient quantity of water to obtain a free flowing magma. The magma is then poured into the base of a hydraulic press with a filter bottom. The amount of magma poured into the press should be sufficient to provide a finished sheet of the desired thickness. Pressure is then applied to the layer of material placed on the base of the press, for example using a steel plate.
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Under the effect of the applied pressure, the magma is molded and compressed, with elimination of water. The pressure is then increased until it reaches a very high value, ie that of 150 kg / cm2 at the end of the operation. At this time the sheet is compressed and made dense to a high degree; its thickness can be approximately 1/3 of that presented by the layer of magma before compression. The sheet thus made dense is removed from the press and left to stand until the cement has hardened, ie for thirty days. The hard sheets obtained as a result of these operations are cut to the exact dimensions desired.
The pumice stone can be replaced by other porous granulated materials, or light ones that resist compression.
Example It
In making a sound absorbing material, which material constitutes the preferred embodiment of the invention, a sheet is prepared as described in Example I, except that instead of pumice stone 186 parts of granulated paraffin are used as fillers and the sheet of increased density which is obtained as a result of the compression is subjected to a treatment in order to remove the mothballs.
The removal of the filling material can be carried out as soon as the cement has started to set in the sheet; this removal is carried out by subjecting the sheet to a high temperature in order to melt and (or) volatilize said material.
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Thus, mothballs can be removed by maintaining the foil at a temperature substantially below the melting point of mothballs, until most of the latter drains or drips from the foil; the temperature is then raised to a point at which the remaining mothballs volatilize rapidly. Naphthalene can be volatilized, for example, by heating in a stream of saturated steam at a pressure of 7 kg / cm (this volatilization is accompanied by an accelerated setting of the cement contained in the sheet) or in a stream of superheated steam of flue gas, or similar fluids.
Very satisfactory results have been obtained in the case where the initial setting period of the cement at ordinary temperatures was followed by an accelerated setting of about 20 to 24 hours in a saturated steam atmosphere and at a pressure of 7. kg. per cm2 or a little more.
During this period, the setting of the cement is almost complete. After the treatment with saturated steam just mentioned, the naphthalin which still remains in the product is removed by heating the latter with superheated steam, preferably with a view to carrying it. at a temperature substantially above the melting point of mothballs and, for example, at a temperature of about 230 ° C.
Initial uptake followed by removal of mothballs in the above manner results in a product having pores which communicate with each other to a high degree.
Such a product is more efficient in sound absorption than a product prepared according to a process
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Similar with a longer initial setting period and the formation of a very stiff product before the removal of the naphthalin.
Example III
A mixture of Portland cement and fibers, asbestos, preferably in the proportion of 65-70 parts of cement to 35-30 parts of fibers is made and water is added to form a free flowing magna. . This magna is put in the form of a layer in the base of a hydraulic press with a filtering bottom, as explained above. The magma layer is covered with a mesh or sieve bottom, or it is provided with some other device to break the vacuum for the purpose which will be explained in the following lines.
This layer of magma is then compressed slightly, for example by a plate of the type described above, so as to form a more or less compact sheet, that is to say that it is sufficiently firm to keep only with difficulty fingerprint. We then stop compressing it. The pressure, until the moment at which the compression ceases, may be of the order of 3.5 to 7 kg / cm2. With such moderate compression, a sheet is obtained which is capable of filtering water, during subsequent operations. then removes the compressor plate, for example, by lifting it, an operation during which the sieve breaks the vacuum between the sheet and the compressor plate and forces the sheet to remain in position on the bed base, de la pressa.
The bottom of the sieve or other similar device
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to break the vacuum is then removed. A layer of material of the type described in Example I or in Example II, and preferably that of the second example, is then applied to this sheet. This layer can be in the form of a free-flowing aqueous magma containing 75 parts of Portland cement, 25 parts of asbestos fibers and 186 parts of mothballs. As the cementitious material and the liquid (water) of the primitive sheet are of the same nature as the constituents of the layer applied to this sheet, the cementitious material of said layer is miscible with it of the sheet and becomes integral with it.
On the other hand, the previously formed sheet is sufficiently compact and firm to keep roughly its shape when the additional layer of material is placed on said sheet.
Compressed again, operating as previously, except that the pressure is increased in not considerable proportions, that is to say it is increased to 150 kg / cm2
When the water has practically ceased to drip from the sheet combined with the additional layer, the product is removed from the press and left to stand until the initial setting of the cement contained in said product. , that is, for seven to 24 hours. The product is then subjected to the treatment described in Example II, including the treatment with water vapor, in order to remove the filler, which is volatile, and to improve the setting of the cement in the mixture. product.
Example IV
The operations described in
1 example III, except vertaines / modifications allowing
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to obtain a product which comprises a dense coating layer connected to each face of the core of porous material.
Thus, one forms, by moderate compression, an initial sheet of asbestos fibers, Portland cement and water and one has on this sheet, by compression, a layer of Portland cement, of asbestos fibers, of naphthalene and water, under the conditions set out in Example III, / This only difference that a wire mesh placed near the compressor plate, as a device intended to break the vacuum, is used during the compression of the second layer, as well as that.
was made for the initial sheet and the final compression is carried out so as to maintain the composite product (formed by the sheet and said layer) in a condition to allow filtration of water, that is to say that the compression is done at a pressure of 3 12, at 7 kg. per cm2, The press plate is removed, as is the wire mesh.
A magma similar to that which was used during the formation of the initial sheet of the composite product is then applied to the upper part of the layer containing the naphthalene, i.e. a wet mixture of Portland cement. and of:; aminating fibers, in roughly equal proportions, then everything is compressed to a final pressure of 150 kg. per cm, in order to remove excess water and thus obtain a strongly compressed composite product. and dense.
When the compression is complete, the composite product is put to rest, in order to increase its initial strength, after which it is subjected to a
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treatment such as that described in Example II to remove mothballs. Thus, the composite product can be maintained at a temperature above the melting point of naphthalene. As a result, a large part, often about 2/3 of the total quantity of naphthalene used, flows free from the product in question. When the recovery of the free mothballs slows significantly, the temperature is increased to volatilize the remainder of the mothballs. For this purpose, it is advantageously possible to use a stream of saturated steam at a pressure of 7 kg /. per cm2 or more.
When the naphthalin has been removed, a building element remains comprising a cell part, or core, and a solid and dense coating material, integral with the two opposite faces of said cell part. As all the parts of the element contain materials of the same nature, the various parts are liable to adhere to each other, under varying conditions from one case to another, despite the rigidity of the constituent material. core and coating layers.
Example V
A composite product capable of absorbing the sound which strikes one or the other of its two faces without transmitting it, a product of the type shown in figure 5, is manufactured in accordance with a process somewhat analogous to that. described in Example IV, except that the outer layers of the product are made of a removable filler material which is then removed, while the inner layer or core is made of a removable filler material.
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remains compact in the finished product and forms an impermeable sound barrier. In such a product the
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part of. striking sound 49 = bjt- / 1> one of the faces., partiew of the sound absorbed by it, is strongly reflected by said barrier.
If the barrier is vibrated by the incident sound, the sound emitted by said barrier is absorbed to a substantial degree by the two sound-absorbing faces, faces across. what sound passes before it reaches an observer's ear. The construction element is therefore particularly suitable in the case of preventing the transmission of sound.
A magna comprising Portland xxxx, asbestos fibers, naphthalene and water, is moderately compressed in the bed of a press to form a sheet; on this sheet is formed by moderate compression a layer of a mixture of Portland cement, asbestos fiber and water, a layer which is made integral with the aforementioned sheet. A similar sheet is then formed on this layer; to the first leaf containing mothballs. The whole is then strongly compressed and made dense; it is then subjected to a treatment described above, with a view to obtaining the setting of the cement, and also the elimination of the mothballs.
Such a product may be provided with outer coating layers which form an integral part thereof, these layers being constituted by Portland cement and by asbestos fibers. Said dreams cannot be perforated, when it is not desired to obtain sound absorption; they are, on the contrary, perforated. if it is a question of using the properties, that the product possesses of absorbing sound,
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Example VI
In this variant of the invention, a dense coating layer is made permeable to sound, integral with the material comprising cells communicating with one another.
For this purpose, small holes can be made in the dense coating layer (see figure 4) close to each other. Such orifices can be obtained by drilling right through, by cutting the coating layer, or in any other suitable manner as soon as the composite element has set.
It is understood that one can use various kinds of orifices capable of receiving the sound; can, for example, make use of holes arranged to form an ornamental pattern or designs.
Example VII
A mixture is made in the form of a wet magnifier containing Portland cement, short asbestos fibers, a filler consisting of granulated rock salt and water. We can, for example, adopt the following proportions
20 to 55 parts of asbestos fibers;
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<tb> 80 <SEP> to <SEP> 45 <SEP> '<SEP> of <SEP> cement <SEP>
<tb>
<tb> and <SEP> 50 <SEP> to <SEP> 100 <SEP> "<SEP> from <SEP> sel
<tb>
Before the water significantly dissolves the salt, the magma is quickly given the shape of a leaf and strongly compressed in a filter bottom mold, as described above.
As soon as the compression has been completed and the magna; has been made dense, the press is opened, the sheet is removed from the mold by any suitable means, for example by raising the steel plate
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of the press with the sheet adhering to it, breaking the suction and letting the sheet fall on a suitable support. The cement contained in the sheet is then allowed to set, for example for one to two days, after which it is allowed to harden. As soon as the hardening is complete, or preferably simultaneously with this hardening, the filling material is eliminated.
To this end, the sheet containing granules of rock salt is washed with water supplied in several batches or continuously, so that substantially all the quantity of salt is dissolved and removed and the hard Portland cement. - cisse permanently and that it is free of salt.
In general, when using a filling material consisting of a material. capable of being dissolved by a solvent, the sheet after its setting can be treated with a solvent to dissolve the filler material. A water-insoluble organic filler material can, for example, be removed by dissolving a hardened sheet and dried by soaking continuously and for a fairly long time said sheet in several baths of a solvent. the filling material,
If the filling material used is of such a nature that it can be easily removed by heating, for example when substituting for salt, in the embodiment described above, paraffin used as filling material, the foil,
after its setting, may be maintained at a temperature above the melting point of the paraffin, until the paraffin liquefies and
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that it stops flowing or noticeably dripping from the leaf.
ExampleVIII
Layers obtained separately by filtration in a hydraulic press as described in Examples 1 to VI can be combined in certain applications where it is not essential to have a structural element made in one. part of the type which has just been described and where it is not necessary to melt the contact areas. For this purpose, the sheets drawn up and compressed separately, one or more of which have filling material while the others do not, can be placed together in pairs before the sheets are taken, a thin layer of cement having previously been applied xxxx to the contacting surfaces, after which the sheets are pressed strongly against each other.
The compound product thus obtained is left to stand until the cement in the cementation layer and in the sheets themselves, has set sufficiently to allow handling of said product. The filler material is removed, if any, and the cement is allowed to set permanently.
As the cementation layer described above, it is possible to use a thick aqueous magma, of inorganic materials such as Portland cement, or cement based on magnesium oxychloride,
In applications where it is not necessary to obtain heat and fire resistance, the cementing layer may consist largely of an organic adhesive such as casein, a condensation product of
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phenols, resinous aldehydes, asphalt and the like.
The products obtained in accordance with the present invention have hundreds of features which are in addition to those mentioned above.
The cellular material obtained by use, with subsequent elimination of a filling material such as mothballs or paraffin, for example, is solid and rigid despite the presence of cells corresponding to more than half the volume. water of said material, i.e. 75-900% of this volume. It has a low density of the order of 288 to 481 kg. per m3, The coefficient of compression is approximately 7 to 55 kg / cm2.
The properties of the product will depend quantitatively in part on the details of the method of preparation and the proportions of the materials used.
Thus, some importance must be attributed to the particle sizes of the filling materials.
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Us9a tiblox of 8tre diinindes, matiùros which one incorporates at the beginning in the mixture and which one eliminates then.
Thus, for example, for a determined proportion of naphthalene used, the reduced dimensions of the particles promote an increase in the thermal insulation of the final product, but, on the other hand, reduce the tensile strength.
On the contrary, less effective insulation and greater tensile strength are obtained when the mothball particles are larger.
In view of this fact, a size scale of the mothballs can be chosen which suits the requirements in each particular case. To avoid
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Since the formation of a porous material which is not very insistent and having a pronounced absorption power for water, the mothball particles must be large enough to leave, after their removal from the product obtained, individual cells of suitable size.
To obtain such cells, the applicant advantageously uses naphthalin particles of which more than half by weight passes through a sieve of 15 meshes per cm 2.
The results of an ordinary sieving test of a granular naphthalene used by the applicant were as follows:
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<tb> Meshes <SEP> of the <SEP> sieve <SEP> Percentage <SEP> in <SEP> weight <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> by <SEP> cm2 <SEP> particles <SEP> retained <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30.4 <SEP> 50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 62 <SEP> 13
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 248 <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 558 <SEP> 8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 99% <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1,535 <SEP> 3
<tb>
3% of the granules passed through a 1535 mesh per cm2 sieve.
In the finished product of the sound-absorbing tire, the numerous cells corresponding approximately to the spaces which have been occupied by the filling material which has been incorporated therein first and then removed from it in the fluid state, that is to say in the state of liquid or vapor, communicate with each other by means of the pores which correspond to the channels of escape of the fluid.
Proportions .....
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fillers may vary from case to case; thus in the manufacture of the cellular materials or the core of the final product, one can use
25 to 85 parts and preferably 50 to 75 parts by weight of naphthalene per 100 parts by weight in the dry state of the mixture which consists of naphthalene, of Portland cement and. by fiber.
The proportion of removable fillers used x has a decisive effect on the properties of the product from which said filler is removed last. Indeed, the proportion of naphthalene used at the start had the property of absorbing sound, this absorption sound increasing with the proportion of naphthalene which must remain within the limits indicated above. Sound absorption capacities of the order of 85% were obtained.
When a construction element of the type described is loaded with a heavy weight, there is / little deflection before the element breaks.
This small deflection is determined by the compression of the coating layer on which the load rests and by the tensile effect exerted on the coating of the opposite face of the element. As the composite materials consisting of Pore tland cement and asbestos fibers resist compression more than tensile strength, the coating layer of the element which is subjected to the traction will generally rupture before the failure of the other coating layer:
In order to avoid this possibility of rupture under the action of traction, the element established according to the invention may be provided with a layer of coating material, the thickness of which on the face
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to be subjected to tension, when the element is loaded, is two to five times greater than on the other side. However, from the point of view of minimizing warpage of the member under varying conditions such as changes in the humidity of the air in contact with the member, it is desirable that the coating layers. all of the opposite faces have the same thickness, as well as an identical composition.
The respective proportions of the cementitious material and of the fibrous material can vary within certain limits. Thus, the proportion of fibers in the material forming the core or in the low weight material can vary between 10% and 75%, preferably between 25 and 40% of the weight of the mixture of fiber and cement. For the coating layers which are dense and very strong, a somewhat higher amount of fibers was used, ie 30-75% and preferably about 50% by weight of the mixture of fibers and cement.
Although the invention is not imitated by any theory, or explanation of the results obtained, it can be said that the filtration of water through the composite material under pressure, during manufacture, as well as This was explained in particular in Examples III and VII. is of very great importance. This filtration makes it possible to use very wet magnas at the start, the molding of which is very easy; it facilitates, moreover, the internal connection of the neighboring layers. In addition, filtration has the effect of transporting fine particles of cement from one layer into the pores of another.
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layer, with significant elimination of the demarcation planes between the cement of one layer and that of the neighboring layer; the contact pores are thus merged.
Finally, the compression has the effect of removing a large amount of water.
In view of these considerations, it is possible to apply a variant of the process as described in the aforementioned examples. Thus, the products can be manufactured by carrying out a process in which a machine of the type of cardboard making machines is used. In this process, pulp is prepared comprising cement of Portland and asbestos fibers suspended in a large volume of water. The cement and fibers are collected in the form of a felt and this felt is continuously and customarily transmitted to the receiving drums of a carton making machine.
When the felt has reached the desired thickness on the drum, it is combined with a felt obtained from a similar strip and consisting of a paper pulp containing a filling material
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removable, such as naphthalene, in addition to the above mentioned ingredients.
It is also possible to apply to the two layers of felt a third layer similar to the first, in order to form a composite product comprising a core, or core, containing naphthalene (or another filling material capable of being removed. ) and outer coating layers not having such a filling, ssage. The whole can be strongly compressed to the pressure of 150 kg. per cm, in order to secure the various layers, to make them compact and to remove excess water by filtration. We can
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allow the product to set and / subject it to treatment to remove mothballs.
The various layers can be secured to each other, either on the drum of the card making machine, for example by changing the material of the pulp supplied to the machine, or after the individual layers have been removed. removed from the drum and erected to form plates.
During the filtration operation of the manufacturing process, asbestos fibers promote filtration. The finely ground and compacted Portland cement, if used alone, does not allow easy filtration of water. On the other hand, mixed with the asbestos fibers, as it is in the outer coating layers, it does not prevent rapid filtration of the water; mixing makes possible the removal of excess water to such an extent that there follows a liberation of the passages through which the volatile filler material can subsequently be removed.
In the finished product, the amiarite fibers exert an action tending to reinforce and stiffen said product; this action, together with the effect of compression and increased density and the meeting of the constituent elements of the product, due to the. filtration under pressure compensates to a large extent for the weakening of the structure due to the existence of the cavities corresponding to the particles of filler material which were incorporated at the beginning and then removed.
Under the effect of the strong compression to which the composite material is subjected during
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during manufacture, the cementitious material is intimately associated with the fibrous material and with that intended to lower the density due to the fact that this cementitious material is forced back into the cavities or surface irregularities of the fibrous material and of that lowering the density, The cement is then taken in situ so as to cling to each other the ingredients.
When the lowering material used at the start is removed during a subsequent operation of the manufacturing process, it is the air which fills the cavities of the finished product, cavities resulting from the removal of said material, which plays a role. the role of the material lowering the donation - In such a case, the bonding occurs only between the asbestos fibers and the Portland cement.
11-it is obvious that the details given above are only explanatory and not limiting and that we can make changes without going beyond the spirit of the invention.