BE515269A - - Google Patents

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BE515269A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
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Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  PROCEDE DE FABRICATION DE PRODUITS MOULES EN CIMENT SPECIAL RENFORCE. 



   La présente invention concerne la fanrication de panneaux de construction et d'autres articles faits essentiellement de compositions mi- nérales et de ciment.,   et--,plus   particulièrement la fabrication de structures de ce genre faites d'un ciment de gypse en combinaison avec une résine d'ami- de-aldéhyde et avec des fibres de verre à titre de charge et d'agent de ren- forcement. 



   L'objet de cette invention est un procédé de préparation et de fabrication de compositions moulables essentiellement inorganiques et de produits moulés ou coulés possédant des caractéristiques nouvelles, entre autres une solidité et une flexibilité accrues et un aspect amélioré* 
Des structures susceptibles d'être établies conformément à l'in vention ont été représentées à titre explicatif, mais non limitatif, sur le dessin annexé dans lequel : 
La figure 1 est une vue en plan d'un carreau ou tuile fissuré fabriqué conformément à l'invention. 



   La figure 2 est une coupe verticale d'un panneau ou dalle éga- lement établi conformément à l'invention. 



   Divers produits moulés et coulés ont été fabriqués à l'aide de mélamine formaldéhyde et de ciment de gypse, mais les compositions destinées au moulage étaient autrefois principalement composées du constituant résineux organique, et ne contenaient qu'un minimum de ciment. On pensait que, lorsque la proportion du constituant résineux organique est réduite au-dessous d'une certaine valeur, par exemple au-dessous de 30% en poids, ou lorsqu'on élevé la proportion du constituant de ciment minéral au-dessus de 50   %,   la fragi- lité qui caractérise les compositions de ciment commence à   prédominer,   et qu'il n'est pas possible de dépasser ces limites dans les proportions sans obtenir un produit entièrement mauvais et peu solide. 



   Bien qu'il soit avantageux de fabriquer des produits à base de 

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 ciment et   d'un   liant résineux organique dans lequel les constituants de ci- ment prédominent, de tels produits ne se sont pas répandus Jusqu'à ce jour. 



  Il a toutefois été découvert qu'on peut fabriquer d'excellents produits cou- lés et moulés,dont les propriétés de résistance mécanique, et de flexibilité sont de beaucoup supérieures à celles obtenues avec des compositions utili- sant un pourcentage de résine élevé, quand la proportion de résine d'amide aldéhyde est abaissée à 5 à 25% en poids pour 95 à 75% en poids de ciment de gypse, pourvu que soient présentes des fibres de verre de longueurs pro- pres à assurer un bon renforcement, de préférence selon une disposition pré- déterminée,afin de donner un produit fini de bonne résistance mécanique et de bonne flexibilité.

   On a en outre découvert qu'avec un faible pourcentage de résine d'amide aldéhyde et un pourcentage élevé - jusqu'ici pratiquement inapplicable - de gypse pour former le complément convenable, on peut, si l'on incorpore au mélange des fibres de verre à titre de constituant essen- tiel, obtenir une composition qui soit suffisamment fluente pour pouvoir ê- tre moulée en formes complexes, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter une quantité d'eau supérieure à celle qui doit théoriquement être absorbée par le gypse calciné au cours de sa prise, de telle sorte qu'on obtient un pro- duit moulé de grande résistance qui est   essentiellement   exempt de vides. 



   Il a encore été découvert qu'on peut aussi incorporer de peti- tes quantités de certaines autres des charges habituelles, telles que l'amian- te, la farine de bois, et autres à de telles compositions de moulage, si, en plus de la quantité d'eau qui doit théoriquement se combiner avec le ci- ment en cours de prise, on en introduit une petite quantité supplémentaire en vue de conférer à la composition le caractère fluent désiré. 



   Bien que la quantité de fibres de verre susceptible d'être in- corporée à la composition ou bouillie de ciment moulable dépasse rarement   10%   en poids, à moins qu'elle ne soit incorporée sous forme d'une structure entrelacée telle qu'un tissu, il a été découvert qu'on peut élever jusqu'à 50 et même 70 pour cent en poids la quantité de fibres de verre susceptible d'être incorporée à la bouillie de ciment lorsque cette bouillie a été con- vertie en une mousse dont le volume atteint trois à cinq fois son volume initial.

   Lorsque de telles compositions converties en mousse et contenant une teneur élevée en fibres de verre, sont coulées par la suite, pour faire prise, sur diverses surfaces, d'où les produits peuvent être ultérieurement détachés au cours de la fabrication de panneaux de construction ou de produits similaires, on obtient un nouveau produit coulé extrêmement poreux qui pré- sente sur ses surfaces de nombreuses fissures disposées au hasard et qui cons- titue un panneau de construction ou d'isolation ayant un aspect très agréa- ble en même temps qu'une résistance mécanique et une résistance thermique élevées. 



   L'exposé ci-dessus est une esquisse générale des divers   princi-   pes sur lesquels sont basées les caractéristiques de l'invention relatives à la fabrication de nouvelles structures moulées et coulées à base de ciment de gypse et de résine d'amide aldéhyde contenant des fibres de verre présen- tes sous une forme et en quantité telles qu'on évite la fragilité et qu'on confère de la solidité et de la flexibilité à la composition de ciment, principalement composée de ciment de gypse, On indiquera ci-après plus en détail les diverses caractéristiques jusqu'ici brièvement exposées de cette invention. 



   Dans la préparation d'une composition destinée au moulage de for- mes simples ou complexes; il est important d'assurer une bonne durée de con- servation de la composition avant son utilisation, tout en assurant une pri- se rapide quand elle est moulée. Il est aussi désirable que la composition soit suffisamment fluente sans qu'on ait besoin d'utiliser une quantité d'eau telle qu'on diminue notablement la solidité et la compacité du produit moulé. 



  En général, ces caractéristiques sont contradictoires et, jusqu'à ce jour, on n'a pu les obtenir dans une seule et même composition. 



   On a découvert qu'il est possible de faire en sorte que ces ca- ractéristiques apparemment contradictoires soient présentes dans une seule 

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 et même composition de moulage à forte teneur en ciment de gypse lorsque ce- lui-ci est combiné avec une résine d'amide aldéhyde dans le rapport de 5 à 25 parties en poids de résine pour 95 à 75 parties en poids-de ciment, et de préférence dans le rapport d'une partie en poids de résine pour trois à huit parties en poids de ciment, et avec une quantité d'eau inférieure à celle qui doit théoriquement se combiner avec le ciment de gypse pour sa prise.

   On peut supprimer la fragilité qui caractérisé de telles compositions de ciment contenant des proportions de ciment de gypse aussi élevées et la flexibilité qui'caractérise les compostions à forte teneur en résine peut être remplacée par l'application de fibres de verre en longueurs propres au renforcement, en quantités comprises entre 1 à 10% en poids. Si l'on substi- tuait d'autres fibres aux fibres de verre ainsi incorporées, la composition de moulage ne serait pas suffisamment fluente pour permettre le   remplissa   du moule. Il semble que les fibres de verre aient particulièrement pour fond- tion, dans la composition, de communiquer à celle-ci le renforcement et la flexibilité nécessaires sans diminuer notablement le-caractère fluent ni le degré de prise de ciment, lorsque ces fibres sont appliquées dans les propor- tions désirées.

   Dans ce qui suit, le terme "longueur de renforcement" s'en- tend pour des fibres de verre, sous forme de filaments, torons, filés ou bou- dins, dont la longueur excède 6,3 mm. 



   La durée désirable de conservation avant l'emploi est obtenue par l'application d'agents retardateurs tels que la kératine hydrolysée, (re- tardateur "Red Top" de la Société U.S. Gypsum Company), à raison d'environ 0,25 à   0,75%,   en poids, du gypse. L'application d'une plus grande proportion d'agent retardateur ralentirait le degré de prise de la composition de ciment et se prêterait moins à   uhe   prise rapide. Le degré de prise désiré   s'obtient   en compensant la.teneur en agent retardateur par l'introduction d'accéléra- teurs, qui peuvent consister en une seule substance, telle que le sulfate acide de sodium, de   lanière   à ensemencer le gypse et à   obtenir   1('acidité désirée pour le mûrissement du constituant résineux.

   D'autres sels, solublesdans l'eau, des métaux alcalins, tels que le chlorure de sodium, le sulfate de so- dium, l'acétate de sodium et autres, peuvent être utilisés à titre d'agent d'ensemencement, de préférence à des concentrations comprises entre 0,5 et, 4% en poids du gypse, et   l'on   peut assurer l'acidification nécessaire pour ef- fectuer le mûrissement de la résine d'amide aldéhyde en réglant le pH entre 5 et 7 à l'aide d'acides minéraux ou de sels acides. 



     Lprs   dn moulage, on a constaté que, dans le cas de la composi- tion résineuse à base de   mélanine   formaldéhyde appliquée avec le gypse, les propriétés de résistance mécanique du produit ne se développent complètement qu'après que le produit a eu la possibilité d'absorber une quantité   suffisan-   te d'humidité, par exemple au cours d'un stade d'hydratation subséquent, dans lequel il est fait en sorte que de l'eau à l'état libre soit présente sur les surfaces du produit moulé pendant une période de plusieurs heures, et de préférence à une température élevée de l'ordre de   38-65 C.   



   Une formule et un mode opératoire significatif de la fabrication d'un produit moulé sont les suivants : 
Composition : 
100 kg de ciment de gypse alpha 
25 kg de résine de   mélamine   formaldéhyde 
18 kg d'eau 
1 kg de stéarate de zinc 
 EMI3.1 
 0,5 kg der-etardateur*,Red Top" 
2,5 kg de sulfate acide de sodium 
7,5 kg de fibres de verre. 



   On dissout la résine de mélanine dans la plus grande partie de l'eau et on dissout le sulfate acide de sodium dans la partie restante. On ajoute le retardateur à cette dernière solution, qu'on réunit alors à la solution de résine. On mélange à sec le lubrifiant à base de stéarate avec le gypse et on introduit alors lentement ce mélange, en agitant, dans le mé- 

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 lange des solutions, de manièreà obtenir une bouillie onctueuse. Il est pré- férable que les fibres de verre soient ajoutées en dernier lieu et malaxées avec la bouillie afin d'assurer une distribution uniforme. 



   La composition reste suffisamment fluente pendant trois à qua- tre heures, mais lorsqu'on comprime entre des coquilles de moulage la compo- sition de moulage sous des pressions de l'ordre de 35 à 350 kg/cm2 à une température de l'ordre de   104-1490C.,   la prise s'effectue en une minute envi- ron. La prise ou durcissement est suffisant pour permettre le démoulage au bout d'une heure environ. Pour assurer le développement de la pleine résis- tance mécanique du produit, il est nécessaire de soumettre les produits mou- lés à une hydratation en les immergeant dans une masse d'eau pendant 8 à 24 heures. L'hydratation élève d'environ 105   kg/cm2   à environ 280   kg/cm2   la résistance mécanique d'un produit de 3,2 mm d'épaisseur. 



   Lorsque l'urée-formaldéhyde est substituée à la   mélamine-formal-   déhyde dans les compositions de moulage du type décrit, il importe que la pleine résistance du produit moulé soit développée au cours de l'opération de moulage. Une hydratation subséquente sous une humidité relative de 100% tend à diminuer la résistance mécanique du produit moulé plutôt qu'à l'aug- menter, ceci étant peut-être du à certains effets de lixiviation qui s'exer- cent sur la résine d'urée-formaldéhyde, qui est plus soluble. Dans le cas de l'urée,il convient que le pH de la composition de moulage soit réglé, à l'aide de substances acides, à une valeur comprise entre 4 et 5 environ, au lieu de la valeur de 5 à 7 adoptée dans le cas de la mélamine.

   Dans les moulages effectués avec l'urée-formaldéhyde à titre de constituant résineux du type amide aldéhyde, il est bon de relâcher les plateaux de la presse pen- dant le cycle de moulage de manière à laisser le produit moulé "respirer" et assurer ainsi l'échappement des éléments volatils. 



   Un composé de moulage typique utilisant la résine d'urée formal- déhyde dans un stade intermédiaire de développement du polymère est préparé comme suit : 
100 parties de gypse calciné 
28 parties de résine d'urée formaldéhyde 
15 à 18 parties d'eau 
0,5 à 1 partie de chlorure de sodium 
0,5 à 1 partie d'acide acétique 
3 à 10 parties de torons de verre découpés en tronçons de 
12,7 mm. 



   Un mélange ainsi composé a une durée de conservation d'une à deux heures et il a pu être moulé sous une pression de 35 à 280 kg/cm2 à des températures de 121 à   135 C,   en 2   à 4   minutes. Il est nécessaire d'in- terrompre l'opération de moulage par intermittence pour faire "respirer" le moule et permettre aux éléments volatils de s'échapper. La pleine résis- tance mécanique se développe après le démoulage du produit moulé. Une hydra- tation subséquente, telle que celle recommandée dans le cas du système méla- mine-gypse, n'a pas l'effet correspondant d'améliorer la   dureté'et   la résis- tance mécanique. 



   Si d'autres charges sont incorporées, il est nécessaire d'ajou- ter une quantité d'eau suffisante pour répondre à la charge absorbante ajou- tée, mais la quantité d'eau totale est de beaucoup inférieure en raison de la quantité d'eau mise en liberté lors de la réaction de condensation et du fait qu'il est possible d'obtenir le caractère fluent et le renforcement avec les fibres de verre sans qu'il soit nécessaire d'ajouter de l'eau pour diluer la bouillie. 



   Pour fabriquer un panneau de construction par moulage ou par la technique consistant à étaler le mortier ou bouillie sur une surface non adhérente relativement plate, on prépare une composition contenant la résine d'amide aldéhyde et de ciment de gypse dans les proportions décrites. En raison de la grande viscosité de la bouillie, il est préférable d'incorporer les fibres de verre sous forme d'une structure entrelacée ou d'une nappe com- 

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 posée de fibres de verre liées ou tissées lâche, cette structure étant pres- séen ou incorporée à la truelle dans une couche de la composition de ciment préalablement déposée sur l'aire de coulée.

   Par ce moyen, il est possible d'incorporer à la bouillie une proportion beaucoup plus élevée de fibres   'de   verre,par exemple jusqu'à   20%   en poids, sans nuire au mûrissement de la matière résineuse. 



   La Demanderesse a découvert que des propriétés de flexibilité nouvelles et inattendues sont obtenues, dans une composition du type décrit lorsque les nappes ou tissus de fibres de verre sont disposés dans la compo- sition   cimentaire   sous forme de plusieurs couches,dont deux sont-respective- ment placées près des larges faces du panneau à former et une ou plusieurs autres entre les deux premières. Dans un panneau de 3,17 à 6,35 mm d'épais- seur pourvu d'une natte de fibres de verre près de chacune de ses surfaces et d'une troisième natte entre les deux premières, il est possible d'enrouler le panneau sur lui-même sans risque de fendillements ou de ruptures tels que ceux qui résulteraient d'une telle opération effectuée en l'absence de tis- sus en fibres de verre de ce genre, dans la disposition décrite.

   Ces carac- téristiques nouvelles, obtenues avec un ciment sensiblement inorganique, cbns- tituent un perfectionnement important dans cette technique, et l'accroisse- ment de résistance mécanique qu'on obtient avec une teneur aussi faible que 
2%, ou avec une proportion aussi grande que 20%, en poids, de fibres de ver- re, permet de fabriquer des panneaux ou planches de construction dont la fa- brication n'était pas considérée comme possible jusqu'à ce jour. 



   Il va de soi que, dans la mise en oeuvre des principes sur les- quels est basée l'invention, on incorpore les constituants résineux du type aminé-aldéhyde sous forme d'une phrase soluble dans l'eau et capable de su- bir une   résinification   supplémentaire pour être durcie en présence de cata- lyseurs acides du type précédemment indiqué, d'acides minéraux tels que l'a- cide chlorhydrique et l'acide sulfurique, ou de sels de ces acides tels que le chlorure d'ammonium, le chlorure d'étain, le chlorure de zinc, le chloru- re de fer, le chlorure d'aluminium, etc, propres à assurer les pH désirés. 



  Une cuisson effectuée à des températures élevées de l'ordre de 65-176 C fa- vorise et accélère le mûrissement du constituant résineux, et de telles tem- pératures sont souvent appliquées après la prise initiale du panneau ou autre objet moulé comme résultat du durcissement du constituant de ciment. 



   La Demanderesse a en outre découvert qu'on peut fabriquer des panneaux de construction nouveaux et perfectionnés par un procédé consistant à revêtir une natte ou masse poreuse de fibres de verre liées ou entrelacées ; d'une couche superficielle de la composition à base d'amide aldéhyde et de ciment de gypse du type décrit en coulant la composition sur ladite natte, de telle sorte que les fibres de verre soient incorporées directement à cette couche sous forme de tronçons découpés de fibres ou torons discontinus, en quantités pouvant varier de 1% à 10%, en poids. La prise et le mûrisse- ment sont effectués de la manière précédemment décrite pour donner un produit composite comprenant une    ne   de fibres de verre liées, revêtue d'une couche de ciment et caractérisé par une résistance et une flexibilité élevées.

   Au lieu d'appliquer la couche de ciment sur chacune des faces de l'âme ou couche centrale de fibres de verre liées, on pourrait appliquer cette couche sur une seule face et revêtir l'autre face d'une couche asphaltique propre à mu- nir le panneau de construction d'une couche de protection contre l'humidité. 



   Une amélioration importante est apportée à la présente structu- re de panneau lorsque, avant d'appliquer la bouillie de   ciment   ou la compo, sition asphaltique sur l'âme poreuse de.fibres de verre liées, on passe à travers cette âme et en principe sur toute son étendue, des fils ou torons de fibres de verre transversaux de manière à former des boucles en saillie sur les faces larges de l'âme, de telle sorte que ces boucles d'extrémités deviennent encastrées dans la bouillie coulée sur la ou les surfaces de l'â- me, ce qui assure une union plus complète entre les couches de bouillie .et   1-lame.,   la solidité du panneau étant ainsi augmentée, outre qu'un   renforcement   supplémentaire est obtenu pour la couche de ciment et le produit composite. 

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   Lorsque la bouillie   de,ciment   est prépayée à l'aide d'un agent aqueux à l'état de mousse de façon a augmenter de 3 à 5 fois le volume de la bouillie, la quantité de fibres de verre qu'il devient possible d'incor- porer à la bouillie peut être portée à plus de cinq fois celle qu'il serait possible d'incorporer à un mélange non mousseux. Ainsi, on peut incorporer jusqu'à 50 à 70% en poids de fibres de verre, sous forme de tronçons, de to- rons, ou de filés découpés, ce qui   augmente   considérablement la résistance mécanique du produit de ciment moulé ou coulé. 



   On a constaté que la présence de proportions aussi élevées de fibres de verre dans des mélanges convertis en mousse du type décrit occa- sionne la formation à la surface du produit poreux, lors   du.   durcissement de ce produit, de fissures qui donnent un aspect très agréable à l'oeil à la surface du panneau formé, et qu'un tel panneau se comporte d'une façon excellente à titre d'élément ou panneau de construction insonore et aussi calorifuge. Le phénomène qui occasionne la formation de fissures de ce genre à la surface du panneau n'a pas été entièrement élucidé, mais il semble que les forces qui se manifestent pendant la prise occasionnent une séparation et des porosités périodiques d'où résulte la formation naturelle de fissures. 



   Dans le présent système, des agents de formation de mousse, tels que les sels de potassium, de sodium et ammonium des acides alcoyl sulfoni r ques, et des sulfates et composés similaires peuvent être appliqués en quan- tités pouvant varier de 0,3 à 5% en poids, de manière à donner naissance à, une mousse stable avec un agent aqueux contenant'de préférence le constituant résineux et combiné ultérieurement avec le gypse et les fibres de verre. 



     On   indiquera ci-après un mode opératoire propre à illustrer la mise en oeuvre de cette invention appliquée à la préparation de compositions de ciment destinées à la fabrication de panneaux de construction du type pré- cédemment décrit, en combinaison avec une natte poreuse de fibres de verre, et de panneaux de construction du type qui vient d'être décrit qui possèdent un degré de porosité élevé et dont les surfaces présentent des fissures ;

   
4 Parties en poids de ciment de gypse alpha 
1 partie en poids de résine d'amide aldéhyde 
1,6 parties en poids d'eau   4   parties en poids de fibres de verre (structure entrelacée) 
0,02 partie en poids de sulfonate de lauryle sodique à titre d'agent de formation de mousse 
0,02 partie en poids d'acide chlorhydrique à 37% ou   0,05   partie en poids de chlorure d'ammonium. 



   On mélange la résine d'urée aldéhyde ou de   mélamine   aldéhyde avec de l'eau et avec l'agent de formation de mousse et le catalyseur aci- de, puis on convertit le mélange en une mousse dont le volume est approxima- tivement cinq fois le volume initial, par un malaxage réalisé à une vitesse élevée. On incorpore la portion restante entière de fibres de verre au cours du malaxage. On ajoute le gypse et, étant donné que la prise commence aus- sitôt, on coule la bouillie sur une aire plate ayant été traitée de manière à empêcher l'adhérence ou ayant été recouverte d'une pellicule à laquelle la composition de ciment n'adhère pas. 



   La prise s'effectue sans apport de chaleur en 20 à 30 minutes, mais on peut l'accélérer en chauffant jusqu'à 135 C pour obtenir un carreau ou tuile 10 possédant une résistance   mécanique   élevée et présentant à sa surface des fissures 11, résultant de quelque phénomène physique (voir   figu-   re 1). 



   A la figure 2 est représenté un panneau de construction 20 com- portant une âme centrale 21, faite d'une natte poreuse de fibres de verre, et une couche asphaltique 22 constituant couche de protection contre   l'humi-   dité, sur' une des faces, la face opposée étant recouverte d'une couche de ciment de gypse et d'urée 33, et des torons de verre 24 étant disposés sous forme d'une couture transversale à travers le noyau 21, de façon que les ex- trémités en forme de boucle 25 de la couture fassent saillie sur les surfaces 

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 de L'âme pour être enrobées dans les deux revêtements et renforcer ainsi ces derniers. Les extrémités en forme de boucle renforcent non seulement les couches mais les solidarise aussi avec 1'%ne pour constituer une structure composite dont les éléments sont inséparables. 



   Les bouillies du type précédemment décrit peuvent servir à éta- blir la couche de revêtement appliquée sur l'âme poreuse de fibres de verre liées. Une formule typique est la suivante : 
 EMI7.1 
 
<tb> 100 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> ciment <SEP> de <SEP> gypse <SEP> alpha
<tb> 
<tb> 25 <SEP> " <SEP> Il <SEP> de <SEP> résine <SEP> de <SEP> mélamine <SEP> formaldéhyde
<tb> 
<tb> 0,3 <SEP> " <SEP> " <SEP> d'acide <SEP> chlorhydrique <SEP> à <SEP> 37 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> 4 <SEP> Il <SEP> " <SEP> de <SEP> fibres <SEP> de <SEP> verre <SEP> de <SEP> 12,7 <SEP> mm <SEP> de <SEP> long
<tb> 
<tb> 30 <SEP> Il <SEP> Il <SEP> d'eau.
<tb> 
 



   On dissout la résine d'amide aldéhyde dans de l'eau et incorpo- re le catalyseur destiné au mûrissement de cette résine. On introduit le gypse, en agitant lentement de façon à éviter l'emprisonnement d'air et à obtenir une bouillie crémeuse. On ajoute les fibres.de verre, puis on appli- que la bouillie à l'aide d'une truelle sur la surface de la couche de fibres de verre liées. La couche de ciment durcit au bout de 10 à 20 minutes de repos et, lorsque le constituant appliqué à titre de constituant résineux est la résine de   mélamine   formaldéhyde, le durcissement de ce constituant est accéléré et amélioré lorsqu'on le chauffe à 52 C pendant 5 minutes envi- ron et à 65-175 C pendant 15 minutes supplémentaires.

   Dans le cas de la ré- sine de formaldéhyde, le durcissement est suffisamment rapide avec le cata- lyseur acide appliqué seul. 



   Dans la mise en oeuvre de cette invention, on a découvert que le ciment de gypse mélangé uniformément sous forme d'une poudre fine avec les matières formant la résine organique est capable d'absorber immédiatement de l'humidité de telle sorte que le gypse se convertit par hydratation en- un stade avancé et   foisonne.   Ce principe a été appliqué à la fabrication de produits et systèmes résineux perfectionnés du type décrit à l'effet de. supprimer les nombreuses caractéristiques indésirables des produits et sys- tèmes résineux fabriqués jusqu'à ce jour. 



   Il est bien connu que, au cours du mûrissement des matières ré- sineuses telles que la phénol formaldéhyde, la résorcinol formaldéhyde, et d'autres résines du type phénol aldéhyde, en les polymérisant par condensa- tion, de même que dans le cas des résines d'amide formaldéhyde, telles que l'urée formaldéhyde et la mélamine formaldéhyde, la réaction de condensa- tion met en liberté des quantités considérables d'eau qui doivent avoir la possibilité de s'échapper avant que le durcissement ait été terminé, si l'on veut éviter l'emprisonnement de vapeurs et la formation, qui en résul- terait, de soufflures et de bulles dans le produit moulé ou la production de structures moulées imparfaites ou fracturées.

   Il a été de pratique cou- rante de ventiler lesmoules occasionnellement pendant le cycle de moulage de manière à permettre l'échappement de telles vapeurs. outre que cette façon d'opérer prolonge la durée du cycle de moulage, il en résulte invaria- blement l'inclusion d'un peu d'humidité dans le produit moulé, ce qui nuit aux propriétés et à l'aspect dudit produit. La formation d'humidité par con- densation et l'élimination de cette humidité posent un problème supplémentai- re qui consiste dans le retrait auquel le produit moulé est naturellement soumis . 



   En conformité avec les principes de l'invention, on incorpore   et mélange intimement des proportions relativement grandes de gypse à l'état finement divisé aux matières formant la résine. Au cours du mûrissement du   constituant résineux organique, l'humidité mise en liberté par la réaction de condensation est imméditament absorbée par le gypse, ce qui provo que la conversion de ce dernier en un stade plus avancé. Il en résulte non seule - ment un produit plus résistant, mais aussi une élimination sensiblement com- plète de l'humidité ou des vapeurs libres qui, jusqu'à ce jour, donnaient lieu à des difficultés de moulage et à la production de produits inférieurs. 

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  De plus, en absorbant l'humidité, le volume du gypse semble s'accroître pro- portionnellement à la perte de volume des résines qui se condensent, de sor- te qu'aucun changement de volume ne s'observe au cours du durcissement et qu'on obtient un produit sensiblement exempt de vides et d'efforts ou conlrain- tes. 



   Dans la mise en oeuvre de cette invention, il peut être fait usage, en plus de gypse, d'autres matières de ciment capables d'absorber im- médiatement l'humidité mise en liberté et de se convertir en un stade plus avancé, en même temps qu'elles augmentent de volume. Parmi ces autres ci- ments hydrauliques, on citera le ciment Portland, l'oxychlorure de magnésiumn l'oxysulfate de magnésium, etc. 



   Ces mânes principes peuvent être appliqués à la solution d'un des problèmes principaux auxquels on doit faire face dans l'utilisation des polyesters non saturés et d'autres matières résineuses qui résultent d'une polymérisation par addition et qui, probablement par suite d'un réarrangeant moléculaire se produisant au cours de la polymérisation, subissent un retrait qui peut atteindre 10 à 15   %   en volume et qui, de ce fait, occasionne   l'in-   troduction d'efforts et contraintes aboutissant à l'obtention de,produits moulés défectueux.

   Ce retrait excessif, qu'il est souvent impossible de   li-   miter, pose un problème particulièrement diffiqile dans l'utilisation de po-   lyesters: liquides   non saturés qui sont mûris in situ sur desformes de moula- ge et subissent un retrait atteignant 10 à 15% au cours du mûrissement. 



   Ces difficultés dues au retrait des matières résineuses ont été effectivement éliminées par l'application de grandes quantités de poudres de gypse ou d'autres matières cimentaires, incorporées pratiquement sous for- me de charge en mélange avec les matières de formation de résine. Comme le retrait résulte plutôt d'un réarrangement moléculaire que de la mise en li- berté de l'humidité provenant de la réaction de condensation, on ne peut pas tirer parti de l'accroissement de volume et du durcissement de la phase ci- ment pour compenser la diminution de volume du constituant résineux par l'ab- sorption d'humidité de la résine, mais on oeut fournir une telle humidité supplémentaire en intercalant dans   lp   cycle de moulage un stade d'hydra- tation tel que, par exemple,

   celui décrit au sujet du moulage des systèmes mélamine-aldéhyde et gypse. L'humidité ou l'eau absorbée par le gypse ou autre ciment hydraulique   occasionne   le gonflement de la phase ciment, en même temps que son durcissement, ce qui assure l'accroissement de résistance mécanique et l'accroissement de volume nécessaires pour compenser le retrait du constituant résineux et éviter les efforts, contraintes, vides et défor- mations qui étaient occasionnés jusqu'à ce jour par le trait non réglé de ce constituant. 



   En raison de la combinaison des résines de condensation ou des résines de polymérisation par addition avec le gypse ou un autre ciment hy- draulique ayant les caractéristiques d'accroissement de volume et de durcis- sement effectué soit par addition d'eau, soit par de l'eau mise en liberté par réaction, on obtient un produit sensiblement exempt de vides   et 'd'efforts.   ou contraintes. Le rapport du ciment à la résine peut être du même ordre que les proportions précédemment indiquées et; pour les buts particulièrement définis plus haut, ce rapport peut être étendu de manière à comprendre 30 à 75 parties en poids de ciment pour 70 à 25 parties en poids de résine, avec des quantités de fibres de verre, de l'ordre de celles précédemment décrites, incorporées à titre d'agent de'renforcement et de flexibilité.



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  PROCESS FOR MANUFACTURING MOLDED PRODUCTS IN SPECIAL REINFORCED CEMENT.



   The present invention relates to the manufacture of building panels and other articles made primarily from mineral compositions and cement., And more particularly to the manufacture of such structures made from gypsum cement in combination with an amide-aldehyde resin and with glass fibers as filler and reinforcing agent.



   The object of this invention is a process for the preparation and manufacture of substantially inorganic moldable compositions and molded or cast products having novel characteristics, inter alia, increased strength and flexibility and improved appearance *
Structures capable of being established in accordance with the invention have been shown for explanatory purposes, but not as limits, in the appended drawing in which:
Figure 1 is a plan view of a cracked tile or tile made in accordance with the invention.



   Figure 2 is a vertical section of a panel or slab also constructed in accordance with the invention.



   Various molded and cast products have been made using melamine formaldehyde and gypsum cement, but compositions for molding were formerly mainly composed of the organic resinous component, and contained only a minimum of cement. It was believed that when the proportion of the organic resinous component is reduced below a certain value, for example below 30% by weight, or when the proportion of the mineral cement component is raised above 50 %, the brittleness which characterizes cement compositions begins to predominate, and it is not possible to exceed these limits in the proportions without obtaining an entirely bad and weak product.



   Although it is advantageous to manufacture products based on

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 cement and an organic resinous binder in which the cement constituents predominate, such products have not spread to date.



  It has, however, been found that excellent cast and molded products can be made, whose mechanical strength and flexibility properties are much superior to those obtained with compositions using a high percentage of resin, when. the proportion of amide aldehyde resin is reduced to 5 to 25% by weight for 95 to 75% by weight of gypsum cement, provided that glass fibers of lengths suitable for ensuring good reinforcement are present, preferably according to a predetermined arrangement, in order to give a finished product of good mechanical strength and good flexibility.

   It has further been found that with a low percentage of amide aldehyde resin and a high - heretofore practically unworkable - percentage of gypsum to form the proper balance, it is possible, if glass fibers are incorporated into the mixture as an essential constituent, to obtain a composition which is sufficiently fluid to be able to be molded into complex shapes, without it being necessary to add a quantity of water greater than that which should theoretically be absorbed by the gypsum calcined during setting, so that a high strength molded product is obtained which is essentially void-free.



   It has further been discovered that small amounts of certain other customary fillers, such as asbestos, wood flour, and the like can also be incorporated into such molding compositions, if, in addition to the quantity of water which should theoretically be combined with the cement being set, a small additional quantity is introduced in order to give the composition the desired flowable character.



   Although the amount of glass fibers which can be incorporated into the moldable cement composition or slurry seldom exceeds 10% by weight, unless it is incorporated as an interwoven structure such as a fabric. it has been found that up to 50 and even 70 percent by weight can be increased the amount of glass fibers capable of being incorporated into the cement slurry when this slurry has been converted to a foam whose volume reaches three to five times its initial volume.

   When such compositions converted into foam and containing a high content of glass fibers, are subsequently cast, to set, on various surfaces, from which the products can be subsequently detached during the manufacture of building panels or from similar products a new, extremely porous cast product is obtained which has numerous haphazardly arranged cracks on its surfaces and which constitutes a building or insulation panel having a very attractive appearance at the same time. high mechanical strength and thermal resistance.



   The above discussion is a general outline of the various principles on which are based the features of the invention relating to the manufacture of new molded and cast structures based on gypsum cement and amide aldehyde resin containing compounds. glass fibers present in a form and in an amount such as to avoid brittleness and to impart strength and flexibility to the cement composition, mainly composed of gypsum cement. in detail the various features heretofore briefly discussed of this invention.



   In the preparation of a composition for molding simple or complex shapes; it is important to ensure a good shelf life of the composition before its use, while ensuring rapid setting when it is molded. It is also desirable that the composition be sufficiently flowable without requiring the use of an amount of water such that the strength and compactness of the molded product is significantly reduced.



  In general, these characteristics are contradictory and, until now, they have not been able to be obtained in one and the same composition.



   It has been discovered that it is possible to make these seemingly contradictory charac- teristics present in a single

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 and the same high gypsum cement content molding composition when combined with an amide aldehyde resin in the ratio of 5 to 25 parts by weight of resin to 95 to 75 parts by weight of cement, and preferably in the ratio of one part by weight of resin to three to eight parts by weight of cement, and with an amount of water less than that which should theoretically combine with the gypsum cement for its setting.

   One can eliminate the brittleness which characterized such cement compositions containing such high proportions of gypsum cement and the flexibility which characterizes high resin content compositions can be replaced by the application of glass fibers in lengths suitable for reinforcement. , in amounts of between 1 to 10% by weight. If other fibers were substituted for the glass fibers so incorporated, the molding composition would not be sufficiently flowable to permit filling of the mold. It appears that the particular basis of glass fibers in the composition is to impart to the composition the necessary reinforcement and flexibility without appreciably diminishing the fluency or the degree of cement setting when these fibers are applied. in the desired proportions.

   In what follows, the term "length of reinforcement" is understood to mean glass fibers, in the form of filaments, strands, spun yarns or bundles, the length of which exceeds 6.3 mm.



   The desirable shelf life before use is obtained by the application of retarding agents such as hydrolyzed keratin ("Red Top" retarder from the US Gypsum Company) at a rate of about 0.25 to 0.75%, by weight, of the gypsum. The application of a greater proportion of retarding agent would slow down the degree of setting of the cement composition and would lend itself less to rapid setting. The desired degree of setting is obtained by compensating for the retarding agent content by the introduction of accelerators, which may consist of a single substance, such as sodium acid sulphate, of thong to seed the gypsum and to obtain 1 (the desired acidity for the ripening of the resinous component.

   Other water soluble salts of the alkali metals, such as sodium chloride, sodium sulfate, sodium acetate and the like, can be used as a seed agent, preferably. at concentrations between 0.5 and .4% by weight of the gypsum, and the acidification necessary to effect the curing of the amide aldehyde resin can be provided by adjusting the pH between 5 and 7 to 1 using mineral acids or acid salts.



     After molding, it was found that in the case of the resinous composition based on melanin formaldehyde applied with the gypsum, the mechanical strength properties of the product do not develop fully until after the product has had the possibility of '' absorbing a sufficient amount of moisture, for example during a subsequent hydration stage, in which free water is provided to be present on the surfaces of the molded product during a period of several hours, and preferably at an elevated temperature in the range of 38-65 C.



   A meaningful formula and procedure for making a molded product are as follows:
Composition:
100 kg of alpha gypsum cement
25 kg of melamine formaldehyde resin
18 kg of water
1 kg of zinc stearate
 EMI3.1
 0.5 kg of retarder *, Red Top "
2.5 kg of sodium acid sulfate
7.5 kg of glass fibers.



   The melanin resin is dissolved in most of the water and the sodium acid sulfate is dissolved in the remainder. The retarder is added to the latter solution, which is then combined with the resin solution. The stearate lubricant is dry mixed with the gypsum and this mixture is then introduced slowly, with stirring, into the medium.

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 mix the solutions, so as to obtain a smooth porridge. It is preferable that the glass fibers are added last and kneaded with the slurry to ensure uniform distribution.



   The composition remains sufficiently flowable for three to four hours, but when the molding composition is compressed between molding shells under pressures of the order of 35 to 350 kg / cm2 at a temperature of the order of. of 104-1490C., it sets in about a minute. Setting or hardening is sufficient to allow demoulding after about an hour. To ensure the development of the full mechanical strength of the product, it is necessary to subject the molded products to hydration by immersing them in a body of water for 8 to 24 hours. Hydration raises from about 105 kg / cm2 to about 280 kg / cm2 the mechanical strength of a 3.2 mm thick product.



   When urea-formaldehyde is substituted for melamine-formaldehyde in molding compositions of the type described, it is important that the full strength of the molded product is developed during the molding operation. Subsequent hydration at 100% relative humidity tends to decrease the mechanical strength of the molded product rather than increasing it, possibly due to certain leaching effects exerted on the resin. urea-formaldehyde, which is more soluble. In the case of urea, the pH of the molding composition should be adjusted, using acidic substances, to a value of approximately 4 to 5, instead of the value of 5 to 7 adopted in the case of melamine.

   In moldings made with urea formaldehyde as the resinous component of the amide aldehyde type, it is good to release the press platens during the molding cycle so as to allow the molded product to "breathe" and thus ensure the escape of volatile elements.



   A typical molding compound using urea formaldehyde resin in an intermediate stage of polymer development is prepared as follows:
100 parts of calcined gypsum
28 parts of urea formaldehyde resin
15 to 18 parts water
0.5 to 1 part sodium chloride
0.5 to 1 part acetic acid
3 to 10 parts of glass strands cut into sections of
12.7 mm.



   A mixture thus composed has a shelf life of one to two hours and could be molded under a pressure of 35 to 280 kg / cm2 at temperatures of 121 to 135 C, in 2 to 4 minutes. It is necessary to interrupt the molding operation intermittently to "breathe" the mold and allow volatile elements to escape. Full mechanical strength develops after the molded product is released from the mold. Subsequent hydration, such as that recommended in the case of the melamine-gypsum system, does not have the corresponding effect of improving hardness and mechanical strength.



   If other fillers are incorporated, it is necessary to add a sufficient amount of water to meet the added absorbent load, but the total amount of water is much less due to the amount of water. water released during the condensation reaction and the fact that it is possible to obtain the fluency and the reinforcement with the glass fibers without the need to add water to dilute the slurry.



   To make a building board by molding or by the technique of spreading the mortar or slurry on a relatively flat non-adherent surface, a composition is prepared containing the amide aldehyde resin and gypsum cement in the proportions described. Due to the high viscosity of the slurry, it is preferable to incorporate the glass fibers in the form of an interlaced structure or a composite web.

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 laid with bonded or loosely woven glass fibers, this structure being pressed or incorporated with a trowel in a layer of the cement composition previously deposited on the casting area.

   By this means, it is possible to incorporate into the slurry a much higher proportion of glass fibers, for example up to 20% by weight, without adversely affecting the ripening of the resinous material.



   The Applicant has discovered that new and unexpected flexibility properties are obtained in a composition of the type described when the sheets or fabrics of glass fibers are arranged in the cementitious composition in the form of several layers, two of which are respectively. ment placed near the wide faces of the panel to be formed and one or more others between the first two. In a panel 3.17 to 6.35 mm thick provided with a mat of glass fibers near each of its surfaces and with a third mat between the first two, it is possible to wind the panel on itself without risk of cracks or breaks such as those which would result from such an operation carried out in the absence of fiberglass fabric of this kind, in the arrangement described.

   These new characteristics, obtained with a substantially inorganic cement, constitute an important improvement in this technique, and the increase in mechanical resistance which is obtained with a content as low as
2%, or as large as 20%, by weight, of glass fibers, makes it possible to manufacture panels or building boards, the manufacture of which was not considered possible until now.



   It goes without saying that, in the practice of the principles on which the invention is based, the resinous constituents of the amine-aldehyde type are incorporated in the form of a sentence soluble in water and capable of subsisting. additional resinification to be hardened in the presence of acid catalysts of the type previously indicated, mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, or salts of these acids such as ammonium chloride, tin chloride, zinc chloride, iron chloride, aluminum chloride, etc., suitable to ensure the desired pH.



  Firing at elevated temperatures in the range of 65-176 C promotes and accelerates the curing of the resinous component, and such temperatures are often applied after the initial setting of the board or other molded object as a result of curing. of the cement component.



   We have further discovered that new and improved building panels can be made by a process comprising coating a porous mat or mass of bonded or interwoven glass fibers; a surface layer of the composition based on amide aldehyde and gypsum cement of the type described by casting the composition on said mat, so that the glass fibers are incorporated directly into this layer in the form of cut sections of staple fibers or strands, in amounts which may vary from 1% to 10%, by weight. Setting and curing is effected as previously described to give a composite product comprising a core of bonded glass fibers, coated with a layer of cement and characterized by high strength and flexibility.

   Instead of applying the cement layer on each side of the core or central layer of bonded glass fibers, this layer could be applied on only one side and the other side coated with an asphaltic layer specific to the wall. cover the building board with a layer of protection against humidity.



   A significant improvement is made to the present panel structure when, before applying the cement slurry or asphaltic composition to the porous core of bonded glass fibers, this core is passed through and in principle over its entire extent, transverse son or strands of glass fibers so as to form projecting loops on the wide faces of the core, such that these end loops become embedded in the slurry cast on the or surfaces of the core, which ensures a more complete union between the slurry layers. and 1-strip., the solidity of the panel being thus increased, in addition to an additional reinforcement is obtained for the cement layer and the composite product.

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   When the cement slurry is prepaid with the aid of an aqueous foaming agent so as to increase the volume of the slurry by 3-5 times, the amount of glass fibers which it becomes possible to obtain. The incorporation into the porridge can be increased to more than five times that which would be possible in a non-frothy mixture. Thus, up to 50 to 70% by weight of glass fibers can be incorporated, in the form of sections, torons, or cut yarns, which considerably increases the mechanical strength of the molded or cast cement product.



   It has been found that the presence of such high proportions of glass fibers in foamed mixtures of the type described results in surface formation of the porous product upon processing. hardening of this product, cracks which give a very pleasing appearance to the eye on the surface of the formed panel, and such a panel behaves excellently as a soundproof and also heat-insulating building element or panel . The phenomenon which causes the formation of such cracks on the surface of the panel has not been fully elucidated, but it seems that the forces which manifest themselves during setting cause periodic separation and porosities from which the natural formation results. of cracks.



   In the present system, foaming agents, such as the potassium, sodium and ammonium salts of alkyl sulfonic acids, and sulfates and the like can be applied in amounts varying from 0.3 to. 5% by weight, so as to give rise to, a stable foam with an aqueous agent preferably containing the resinous component and subsequently combined with the gypsum and the glass fibers.



     A specific procedure for illustrating the implementation of this invention applied to the preparation of cement compositions intended for the manufacture of building panels of the type described above, in combination with a porous fiber mat, will be indicated below. glass, and building panels of the type just described which have a high degree of porosity and whose surfaces show cracks;

   
4 parts by weight of alpha gypsum cement
1 part by weight of aldehyde amide resin
1.6 parts by weight of water 4 parts by weight of glass fibers (interlaced structure)
0.02 part by weight of sodium lauryl sulfonate as foaming agent
0.02 part by weight of 37% hydrochloric acid or 0.05 part by weight of ammonium chloride.



   The urea aldehyde or melamine aldehyde resin is mixed with water and with the foaming agent and the acid catalyst, and then the mixture is converted to a foam of approximately five times the volume. the initial volume, by mixing carried out at a high speed. The entire remaining portion of glass fibers is incorporated during kneading. The gypsum is added and, since setting begins immediately, the slurry is poured onto a flat area which has been treated to prevent adhesion or which has been covered with a film to which the cement composition does not. do not adhere.



   Setting takes place without heat input in 20 to 30 minutes, but it can be accelerated by heating up to 135 C to obtain a tile or tile 10 having a high mechanical resistance and having cracks 11 on its surface, resulting in some physical phenomenon (see figure 1).



   In FIG. 2 is shown a building panel 20 comprising a central core 21, made of a porous mat of glass fibers, and an asphaltic layer 22 constituting a moisture protection layer, on one of the walls. faces, the opposite face being covered with a layer of gypsum and urea cement 33, and strands of glass 24 being arranged in the form of a transverse seam through the core 21, so that the ends in 25 loop shape of the seam protrude from the surfaces

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 of the core to be coated in the two coatings and thus strengthen them. The loop-shaped ends not only reinforce the layers but also join them together with 1% ne to form a composite structure whose elements are inseparable.



   Slurries of the type previously described can serve to establish the coating layer applied to the porous core of bonded glass fibers. A typical formula is as follows:
 EMI7.1
 
<tb> 100 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> cement <SEP> of <SEP> gypsum <SEP> alpha
<tb>
<tb> 25 <SEP> "<SEP> It <SEP> of <SEP> resin <SEP> of <SEP> melamine <SEP> formaldehyde
<tb>
<tb> 0.3 <SEP> "<SEP>" <SEP> of hydrochloric acid <SEP> <SEP> to <SEP> 37 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> 4 <SEP> There <SEP> "<SEP> of <SEP> fibers <SEP> of <SEP> glass <SEP> of <SEP> 12.7 <SEP> mm <SEP> of <SEP> long
<tb>
<tb> 30 <SEP> It <SEP> It <SEP> of water.
<tb>
 



   The amide aldehyde resin is dissolved in water and the catalyst for curing this resin is incorporated. The gypsum is introduced, stirring slowly so as to avoid air entrapment and to obtain a creamy slurry. The glass fibers are added, then the slurry is applied with a trowel to the surface of the bonded glass fiber layer. The cement layer hardens after standing for 10-20 minutes, and when the component applied as the resinous component is melamine formaldehyde resin, the hardening of this component is accelerated and improved when heated to 52 ° C for Approx. 5 minutes and at 65-175 C for an additional 15 minutes.

   In the case of formaldehyde resin, the hardening is sufficiently rapid with the acid catalyst applied alone.



   In the practice of this invention, it has been found that the gypsum cement mixed uniformly in the form of a fine powder with the materials forming the organic resin is capable of immediately absorbing moisture so that the gypsum becomes converts on hydration to an advanced stage and abounds. This principle has been applied to the manufacture of advanced resinous products and systems of the type described for. remove the many undesirable characteristics of the resinous products and systems produced to date.



   It is well known that during the curing of resinous materials such as phenol formaldehyde, resorcinol formaldehyde, and other phenol aldehyde type resins, by polymerizing them by condensation, as in the case of amide formaldehyde resins, such as urea formaldehyde and melamine formaldehyde, the condensation reaction releases considerable amounts of water which must be allowed to escape before hardening has been completed, if this is to avoid vapor entrapment and the resulting formation of blisters and bubbles in the molded product or the production of imperfect or fractured molded structures.

   It has been common practice to ventilate the molds occasionally during the molding cycle so as to allow such vapors to escape. in addition to the fact that this procedure prolongs the duration of the molding cycle, it invariably results in the inclusion of some moisture in the molded product, which adversely affects the properties and appearance of said product. An additional problem is the formation of moisture by condensation and the removal of such moisture, which is the shrinkage to which the molded product is naturally subjected.



   In accordance with the principles of the invention, relatively large proportions of finely divided gypsum are incorporated and intimately mixed with the resin forming materials. During the ripening of the organic resinous component, the moisture released by the condensation reaction is immediately absorbed by the gypsum, causing the latter to convert to a more advanced stage. The result is not only a stronger product, but also a substantially complete removal of moisture or free vapors which, until now, have given rise to molding difficulties and the production of inferior products. .

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  In addition, by absorbing moisture, the volume of the gypsum seems to increase in proportion to the loss of volume of the resins which condense, so that no change in volume is observed during curing and that a product is obtained substantially free of voids and stresses or constraints.



   In carrying out this invention, use may be made, in addition to gypsum, of other cement materials capable of immediately absorbing the released moisture and converting to a more advanced stage, in. at the same time as they increase in volume. Among these other hydraulic cements, there may be mentioned Portland cement, magnesium oxychloride, magnesium oxysulphate, etc.



   These same principles can be applied to the solution of one of the main problems encountered in the use of unsaturated polyesters and other resinous materials which result from addition polymerization and which, probably as a result of a molecular rearrangement occurring during the polymerization, undergo a shrinkage which can reach 10 to 15% by volume and which, therefore, causes the introduction of forces and stresses resulting in the production of molded products defective.

   This excessive shrinkage, which is often impossible to limit, poses a particularly difficult problem in the use of polyesters: unsaturated liquids which are cured in situ on molding forms and undergo shrinkage of up to 10 to 10%. 15% during ripening.



   These difficulties in removing resinous materials have been effectively eliminated by the application of large amounts of gypsum powders or other cementitious materials incorporated substantially as a filler in admixture with the resin forming materials. As the shrinkage results more from molecular rearrangement than from the release of moisture from the condensation reaction, one cannot take advantage of the increased volume and hardening of the cement phase. to compensate for the decrease in volume of the resinous component by absorbing moisture from the resin, but such additional moisture can be provided by interposing in the molding cycle a hydration stage such as, for example,

   that described with regard to the molding of melamine-aldehyde and gypsum systems. Moisture or water absorbed by the gypsum or other hydraulic cement causes the cement phase to swell, along with its hardening, which provides the increase in mechanical resistance and the increase in volume necessary to compensate for the shrinkage. of the resinous constituent and avoid the stresses, stresses, voids and deformations which were caused until now by the unregulated trait of this constituent.



   Due to the combination of condensation resins or addition polymerization resins with gypsum or other hydraulic cement having the characteristics of increasing volume and hardening effected either by addition of water or by water released by reaction, a product is obtained substantially free of voids and 'stress. or constraints. The ratio of cement to resin can be of the same order as the proportions indicated above and; for the purposes particularly defined above, this ratio can be extended so as to include 30 to 75 parts by weight of cement for 70 to 25 parts by weight of resin, with amounts of glass fibers, of the order of those previously described, incorporated as a strengthening and flexibility agent.


    

Claims (1)

L'invention est évidemment susceptible de recevoir de nombreuses modifications, en ce qui concerne les détails de la composition et le mode d'application, ces modifications rentrant dans le cadre et l'esprit de ladite inverrtion RESUME. a) Procédé de fabrication d'un produit de ciment moulé caracté - risé par les points suivants, séparément ou en combinaisons : The invention is obviously capable of receiving numerous modifications, as regards the details of the composition and the mode of application, these modifications coming within the scope and spirit of said SUMMARY inverrtion. a) Process for the manufacture of a molded cement product characterized by the following points, separately or in combinations: <Desc/Clms Page number 9> 1) Il consiste à réunir, sous forme d'un mélange, de l'eau, des fibres de verre en tronçons de longueur propre à effectuer un renforcement et un liant fait d'une matière résineuse synthétique, dans un stade intermé- diaire de la réaction de polymérisation, avec une,,poudre de ciment appliquée à raison de 5 à 25 parties en poids de la résine synthétique pour 75 à 95 parties en poids du ciment et à éffectuer le moulage du mélange à la forme désirée et la conversion du mélange des constituants ciment et résine en un stade d'hydratation avancé. <Desc / Clms Page number 9> 1) It consists in bringing together, in the form of a mixture, water, glass fibers in lengths suitable for reinforcing and a binder made of a synthetic resinous material, in an intermediate stage of polymerization reaction, with a cement powder applied in an amount of 5 to 25 parts by weight of the synthetic resin to 75 to 95 parts by weight of the cement and to carry out the molding of the mixture into the desired shape and the conversion of the mixing of the cement and resin constituents in an advanced hydration stage. 2) Il est fait usage, à titre de constituant résineux, d'une résine d'amide aldéhyde et, à titre de ciment, de gypse, dans le rapport sus- indiqué, 3) Les fibres de verre sont appliquées à raison d'au plus 10% en poids du produit moulé. 2) Use is made, as resinous constituent, of an amide aldehyde resin and, as cement, of gypsum, in the above-mentioned ratio, 3) Glass fibers are applied in an amount of not more than 10% by weight of the molded product. 4) La quantité d'eau appliquée correspond mais n'est pas supé- rieure à celle théoriquement nécessaire pour la combinaison avec le ciment de gypse pour sa prise, 5) Un agent retardateur destiné au ciment de gypse est appli- qué à raison de 0,25 à 0,75% en poids de ce ciment. 4) The quantity of water applied corresponds to but is not greater than that theoretically necessary for the combination with the gypsum cement for its setting, 5) A retardant for gypsum cement is applied in an amount of 0.25 to 0.75% by weight of this cement. 6) Pour accélérer le durcissement de la résine d'amide aldéhyde, on fait usage d'une substance acide soluble dans l'eau propre à régler le pH de la composition entre 5 et 7. 6) To accelerate the hardening of the amide aldehyde resin, use is made of an acidic substance soluble in water suitable for adjusting the pH of the composition between 5 and 7. 7) Un sel de métal alcalin soluble dans l'eau est incorporé à raison de 0,5 à 4% en poids du ciment de gypse à titre d'agent d'ensemence- ment propre à favoriser l'hydratation de ce ciment. 7) A water-soluble alkali metal salt is incorporated in an amount of 0.5 to 4% by weight of the gypsum cement as a seeding agent suitable for promoting the hydration of this cement. 8) Lorsqu'il est fait usage de mélamine formaldéhyde à titre de constituant résineux, on hydrate le produit moulé pendant au moins 8 hêtres en le maintenant en contact avec de l'humidité. 8) When melamine formaldehyde is used as the resinous component, the molded product is hydrated for at least 8 beeches by keeping it in contact with moisture. 9) Le moule est soumis à une ventilation au cours des opérations de moulage à l'effet de faciliter la mise en liberté des éléments volatils lorsque la résine d'amide aldéhyde appliquée est l'urée formaldéhyde. 9) The mold is subjected to ventilation during the molding operations in order to facilitate the release of the volatile elements when the applied aldehyde amide resin is urea formaldehyde. 10) Les fibres de verre sont incorporées à la bouillie de ci- ment et de résine coulée sous forme d'une structure foraminée, par exemple, d'une natte ou bande tissée ou autrement entrelacée, en vue de la formation de panneaux et planches moulés, Il) On coule la bouillie de résine et de ciment sur des aires non adhérentes relativement plates et on noie dans/cette bouillie la nappe ou bande dé fibres de verre, près de l'une ou chacune des couches extérieures de bouillie, et une ou plusieurs autres nattes ou bandes de fibres de verre intermédiaires 12) On coule la bouillie sur une des faces larges d'une âme po- reuse de fibres de verre de manière à former un panneau isolant dont une des parois extérieures est constituée par la couche à base de gypse et d'amide aldéhyde renforcée par des fibres de verre. 10) Glass fibers are incorporated into the cast resin and cement slurry as a foraminous structure, for example, a woven or otherwise interwoven mat or strip, to form panels and planks. molded, II) The resin and cement slurry is poured over relatively flat non-adherent areas and the web or strip of glass fibers is drowned in / in this slurry, near one or each of the outer layers of the slurry, and one or more several other mats or strips of intermediate glass fibers 12) The slurry is poured onto one of the wide faces of a porous core of glass fibers so as to form an insulating panel, one of the outer walls of which is formed by the layer based on gypsum and amide aldehyde reinforced with glass fibers. 13) Il est fait usage d'une âme de fibres de verre liées à tra- vers laquelle une couture est pratiquée, à l'aide de longueurs continues de fibres ou filés de verre, de telle manière que des boucles soient formées en saillie sur les faces larges de l'âme, et enrobées dans la bouillie appli- quée, ce qui assure une union plus complète de la couche de ciment-résine avec 1'%ne sur lequel cette couche est appliquée et l'obtention d'un produit unitaire. 13) Use is made of a core of bonded glass fibers through which a seam is made, using continuous lengths of glass fibers or yarns, in such a way that loops are formed protruding on the wide faces of the core, and coated in the slurry applied, which ensures a more complete union of the cement-resin layer with 1% ne on which this layer is applied and obtaining a product unitary. 14) La bouillie à base de résine et de ciment est appliquée sur les deux faces de l'âme de manière à constituer des couches de parement con- tinues liées à l'âme, 15) Dans une variante, on applique une couche asphaltique sur une des faces de l'âme et la couche à base de ciment et de résine sur l'au- <Desc/Clms Page number 10> tre face en vue d'obtenir un panneau isolant à l'épreuve des intempéries. 14) The resin and cement based slurry is applied to both sides of the core so as to form continuous facing layers bonded to the core, 15) In a variant, an asphaltic layer is applied on one of the faces of the core and the layer based on cement and resin on the other. <Desc / Clms Page number 10> be faced in order to obtain an insulating panel that is weatherproof. 16) Avant l'incorporation du ciment de gypse et des fibres de verre, on convertit la solution de résine d'amide aldéhyde et d'eau en une mousse, de manière à porter le volume de la matière à trois à cinq fois ce- lui qu'elle possédait initialement, et on incorpore une proportion accrue de fibres de verre (pouvant atteindre 70% en poids de la composition) de telle sorte qu'on obtient un produit extrêmement poreux présentant superfi- ciellement des fissures réparties au hasard qui donnent un aspect particulier et agréable aux faces du produit. 16) Before the incorporation of the gypsum cement and the glass fibers, the solution of aldehyde amide resin and water is converted into a foam, so as to bring the volume of the material to three to five times that. him which it initially possessed, and an increased proportion of glass fibers (which may reach 70% by weight of the composition) is incorporated so as to obtain an extremely porous product exhibiting surface cracks distributed at random which give a particular and pleasant aspect to the faces of the product. 17) On incorpore un agent moussant pour assurer la formation d'une mousse stable de la solution résineuse. 17) A foaming agent is incorporated to ensure the formation of a stable foam of the resinous solution. 18) Le produit moulé est chauffé à une température supérieure à 65 C mais inférieure à 177 C afin d'accélérer le mûrissement du constituant résineux. 18) The molded product is heated to a temperature above 65 C but below 177 C in order to accelerate the curing of the resinous component. 19) Des matières propres à donner de la résine polymérisée par condensation et une poudre de ciment hydraulique sont appliqués sous forme d'un mélange de manière à absorber immédiatement l'humidité mise en liberté par la réaction de condensation des matières de formation de la résine au cours du durcissement, lesdites matières étant présentes à raison de 5 à 70 parties en poids de résine pour 95 à 30 parties en poids de poudre de ciment. 19) Materials suitable to give condensation polymerized resin and hydraulic cement powder are applied as a mixture so as to immediately absorb the moisture released by the condensation reaction of the resin forming materials during curing, said materials being present in an amount of 5 to 70 parts by weight of resin per 95 to 30 parts by weight of cement powder. 20) On fait usage de matières donnant naissance à une résine polymérisée par addition d'une poudre de ciment hydraulique dans le rapport de 5 à 70 parties en poids de résine pour 95 à 30 parties en poids de ciment en poudre, et l'on soumet les matières à une hydratation, pendant le cycle de moulage, de manière à provoquer l'absorption de l'humidité par le consti- tuant de ciment, de sorte que la prise de ce constituant est avancée de ce fait et que le volume de ce constituant s'accroit pour compenser le retrait que subit le constituant résineux au cours de son durcissement. b) A titre de produits industriels nouveaux, les produits obte- nus par la mise en oeuvre du procédé spécifiésous a). en annexe 1 dessin. 20) Materials giving rise to a polymerized resin by adding hydraulic cement powder in the ratio of 5 to 70 parts by weight of resin to 95 to 30 parts by weight of cement powder are used, and subjects the materials to hydration during the molding cycle so as to cause the moisture to be absorbed by the cement component, so that the setting of this component is thereby advanced and the volume of this component increases to compensate for the shrinkage that the resinous component undergoes during its hardening. b) As new industrial products, the products obtained by carrying out the process specified under a). in appendix 1 drawing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2588856A1 (en) * 1985-09-05 1987-04-24 Aeci Ltd PROCESS FOR PRODUCING A COMPOSITION BASED ON PLASTER AND RESIN AND COMPOSITION OBTAINED

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