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L'invention concerne un procédé nouveau pour la fabrication indus- trielle d'éléments de construction de tout genre tels que blocs pleins ou creux, dalles, voussettes, tuiles, éléments de hourdis, sous-toitures, pou- tres ,claveaux et, d'une manière aussi générale que possible, tous éléments de construction ou servant dans une construction et généralement exécutés en agglomérés de ciment, produits céramiques ou matières derevêtements, de parure ou de résistance.
Les moyens traditionnels pour l'exécution industrielle de tels éléments sont le moulage par compression, le moulage par vibration , le moulage par damage et compression , le moulage par vibration et compression.
Dans le moulage par compression, à la manière des anciennes pres- ses à briques, l'aggloméré de diment est introduit dans un moule et soumis à l'action de compression d'un couvercle ou piston engagé à frottement doux dans la partie supérieure du moule,en contact avec l'aggloméré, dans le moulage par vibration, la masse est introduite dans le moule et le tout est soumis à l'action d'un appareil vibrant; dans le moulage par damage et compression, à la manière des anciennes machines à blocs, la masse est in- troduite dans le moule et soumise à l'action violente de pilons dameurs puis à l'action finale de compression d'un couvercle ou piston donnant au bloc son parachèvement, dans le moulage par vibration et compression, la masse est soumise, à la fois à l'action d'un appareil vibrant, et à la com- pression d'une masse rigide;
l'entrée en résonnance de la dite masse augmen- te la sollicitation de l'aggloméré.
Dans toutes ces applications industrielles on doit obligatoire- ment utiliser les normes traditionnelles pour la composition de l'aggloméré et, notamment,adopter une répartition granulométrique en relation avec les matières utilisées, avec: la pièce à fabriquer et aussi avec le moyen techni- que appliqué. Cette granulométrie est d'autant plus importante que le moyen technique appliqué est susceptible de créer dans la masse un déséquilibre entre les tensions internes, au cours du processus de prise du liant, en raison de la migration des particules d'eau sous forme de liquide ou de va- peur. Il en résulte que les procédés traditionnels -estent inséparables de ces conditions granulométriques et, par conséquent , des matières de base usuelles .
Il en résulte aussi que sont, actuellement, systématiquement ex- clues des fabrications industrielles, des quantités considérables de matiè- res finement divisées comme, par exemple , les résidus solides de la combus- tion du charbon pulvérisé telles que les cendres résidus, en tonnage élevé, des installations de chauffe des centrales électriques. On a tenté de les incorporer dans des fabrications appliquant les moyens techniques tradition- nels mais sans grand succès, soit que les résistances sont précaires, soit que la structure est limitative des applications possibles, soit encore que la fabrication est restreinte à des formes géométriques simples ne ré- pondant pas aux exigences de la technique moderne.
L'invention a pour objet un moyen technique nouveau et pour but der permettre, d'emblée, l'application de matières premières normalement refoulées telles que, par exemple, les cendres des centrales électriques.
Ce procédé nouveau est basé sur l'étude des tensions internes dans l'aggloméré de ciment et de la tension superficielle dans la zone de moindre pression spécifique dans une masse d'aggloméré librement introduite dans une enclave, moule, coffrage ou autre.
En effet, le Demandeur, au cours de travaux comparatifs, a consta- té que des mélanges d'agglomérés de ciment à granulométrie :. à dimensions réduites, et notamment des mélanges de ciment de cendres formant résidus solides de la combustion à très haute température de charbons et d'eau, trai-
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tés par-les moyens techniques traditionnels, présentaient soit une texture à faible résistance spécifique , soit une différence notoire de? structure à différents niveaux de la pièce, soit encore des ruptures de la couche su- périeure par rupture de l'équilibre de la tension superficielle.
Or, il a pu établir que ces défauts essentiels disparaissaient dans les cas où des précautions étaient= prises pour stabiliser d'une manière aussi complète que possible, les tensions internes se développant au cours du processus de prise du liant et, surtout , pour stabiliser comparativement aux tensions de la masse, la tension superficielle dans la couche à siccité accélérée, généralement la couche supérieure de la masse moulée.
Cette stabilisation a été obtenue d'une manière originale en ménageant au-dessus de la masse d'aggloméré, pendant le processus de prise du liant, un espace d'air saturé d'eau; cette saturation est elle-même produite d'une manière systématique, aisée et économique en délimitant le dit espace libre surmontant la masse d'un déflecteur de condensation formé, par exemple, par une plaque généra- lement lisse exécutée en une matière capable de présenter une surface à texture serrée, comme une plaque de verre, de marbre poli, d'acier chromé ou d'autres matières appliquées telles quelles ou préalablement traitées.
En vue d'accélérer ou d'augmenter le processus, on fera usage d'eau de gâchage préalablement chauffée. Dès lors, on obtient qu'au cours du processus de prise du liant, les réactions étant de caractère exothermi- que, une quantité relativement abondante de vapeur d'eau se dégage de la masse, se répand dans la zone libre supérieure et atteint le déflecteur fer- mant le moule, le coffrage ou autre enclave appropriée. Il s'y produit.une rapide condensation et l'eau retombe sur la matière et est à nouveau, absor- bée par la couche supérieure de celle-ci.
Il est considéré que c'est cet apport, au cours du processus de prise qui stabilise les tensions dans la masse de l'aggloméré, et permet, malgré une granulométrie non orthodoxe,de réaliser des pièces de toutes formes et de toutes dimensions, parfaitement homogènes, de texture serrée ou cellulaire et de bonne résistance à la com- pression.
Il va de soi que pour pouvoir produire une bonne saturation de l' espace libre supérieur de l'enclave, il faut obligatoirement que toute l'eau ne puisse s'échapper de la masse qu'en se dirigeant vers l'espace libre su- périeur. A cet effet, il faut que l'enclave elle-même, moule ou coffrage, soit exécuté= en une matière parfaitement imperméable. On utilisera donc des enclaves métalliques ou, de préférence, ( en caoutchouc, naturel ou synthé- tique, ou en matières plastiques convenant à cet usage. Le moule imperméa- ble élastique a, en outre, l'avantage de permettre la fabrication de pièces complexes dont le démoulage, en moule rigide, serait particulièrement déli- cat et onéreux.
Dès lors pour l'application du procédé de l'invention on fera par exemple usage de moules en caoutchouc dont les parois latérales sont soute- nues par des éléments rigides; le fond repose également sur un support rigi- de; la masse constituant l'aggloméré est introduite dans le moule sur une hauteur plus petite que la hauteur du dit moule;sur ce dernier est déposée une plaque capable de favoriser la condensation des vapeurs d'eau provenant de la dite masse pendant le processus de prise. Selon la forme de la pièce on peut soit maintenir la surface supérieure de la masse libre,' soit y ap- pliquer une sorte de contre-moule dont le profil dépend de la forme de la partie correspondante de la pièce.
Dans ce dernier cas le dit contre-moule comportera des trous ou passages permettant le dégagement des vapeurs d'eau venant de la masse et se dirigeant vers le déflecteur de condensation sur- montant le moule.Ces passages dépendront en forme, en-dimensions et en situ- ation de la forme de la pièce -moulée.
Ces moules, coffrages et contre-moules ainsi que le déflecteur de
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condensation peuvent présenter des formes et des dimensions infiniment vari- ables suivant les pièces ou éléments de construction à réaliser.
Des exécutions sont décrites à simple titre d'exemple ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 schématise sommairement le procédé général de l'in- vention ; la figure 2 schématise, en coupe verticale, l'exécution d'une piè- ce complexe représentée à la figure 3 ; la figure 4 représente en coupe verticale l'exécution d'un bloc creux représenté à la figure 5; la figure 6 représente en coupe verticale l'exécution d'un élément hourdis représenté à la figure 7.
Comme schématisé à la figure 1, pour appliquer le procédé général conforme à l'invention, il;suffit, par exemple, d'introduire dans une encla- ve 1 imperméable à l'eau et élastique,une masse 2 sur une hauteur H supérieu- re à la hauteur H' de la partie intérieure du moule;;sur les bords supérieurs du dit moule est placée une plaque 3, par exemple en verre. Il subsiste ain- si entre la masse 2 et le déflecteur 3 un espace libre 4 de hauteur H".
Pendant le processus de prise de la masse 2 les 3 vapeurs d'eau dégagées s'élèvent dans l'espace libre 4, atteignent le déflecteur 3 et s'y concen- trent pour retomber sous forme liquide sur la masse 2. Celle-ci, par ce fait, se trouve stabilisée ou normalisée, c'est-à-dire qu'on empêche, par ce moyen systématique, un assèchement trop rapide de la couche supérieure de la mas- se 2 par rapport aux parties inférieures de celle-ci.
Dans la figure 3 on a représenté l'exécution d'une pièce 2 dans les deux faces présentant des rainures. Dans ce but on fait usage d'un mou- le 5 dont le fond 7 représente des nervures appropriées 8,;la masse est introduite dans le moule et sur cette masse est pressée le contre-moule 10 de forme appropriée. Ce contre-moule est disposé: de telle manière qu'il s'immobilise à un niveau inférieur au déflecteur 3 placé sur le moule.
De plus dans le dit contre-moule 10 sont prévus des trous ou pas- sages 11 en vue de permettre le développement du procédé de l'invention tel que susdécrit. En effet, les vapeurs d'eau venant de la masse peuvent ac- céder à l'espace libre 4 via les passages 11 et l'eau liquide peut attein- dre la dite masse en passant en sens inverse, par les mêmes ouvertures 11.
La figure 4 représente l'exécution d'un bloc 12 comportant deux creux 13. A cet effet, on fait usage d'un moule 14 présentant des noyaux creux 15 soutenus par des plaques 16 surmontant des tiges 17 solidaires de la base commune 18. Ce moule présente des parois latérales de hauteur H' supérieure à la hauteur H des dits noyaux creux 15.
La masse 19 est introduite dans ce moule jusqu'à la dite hauteur H. Il subsiste , @insi, dans la partie supérieure du moule, un espace libre 4 permettant le développement du processus de l'invention.
En fait, dans les figures 6 et 7 on a représenté l'exécution d' une pièce 20 présentant des creux longitudinaux 21, par exemple des éléments de hourdis. On pourra réaliser ces creux par les moyens usuels cependant que la masse d'agglomérés présentera une hauteur H inférieure à la hauteur H' du moule dans le même but de laisser subsister entre la masse 20 et le dé- flecteur 3 un espace libre 4. Le moule présente une section qui dépend direc- tement de la pièce exécutée. On pourra ainsi faire usage de moules simples à un ou plusieurs noyaux et/ou à une ou plusieurs plaques de condensation.
Le dégagement de vapeurs d'eau pourra être activé ou augmenté soit par l'u-
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sage d3eau chaude soit par des moyens de chauffage complémentaires ; la con- densation pourra aussi être augmentée ou activée soit par un traitement particulier des déflecteurs, soit par un moyen de réfrigération, soit de toute autre manière.
L'invention s'étend aussi bien au procédé général susdécrit qu'aux variantes de ce procédé, aux moules et aux installations pour 1.'application du dit procédé.
L'invention s'étend aussi à toutes pièces généralement quelcon- ques obtenues de ce procédé.
REVENDICATIONS 1. procédé nouveau pour la fabrication industrielle d'éléments de toute genre en aggloméré de ciment, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire l'aggloméré dans une enclave imperméable et à prévoir au-dessus de la masse d'aggloméré, dans le dit moule, un espace -,'.saturé d'eau pendant le processus de prise du liant du dit aggloméré.
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The invention relates to a new process for the industrial manufacture of building elements of all kinds, such as solid or hollow blocks, slabs, arches, tiles, slab elements, sub-roofs, beams, keystones and, of course. 'As generally as possible, all elements of construction or used in a construction and generally executed in agglomerates of cement, ceramic products or materials of coverings, adornment or resistance.
The traditional means for the industrial execution of such elements are compression molding, vibration molding, compression compression molding, vibration and compression molding.
In compression molding, like the old brick presses, the agglomerate of diment is introduced into a mold and subjected to the compressive action of a cover or piston engaged with gentle friction in the upper part of the mold. mold, in contact with the chipboard, in the molding by vibration, the mass is introduced into the mold and the whole is subjected to the action of a vibrating device; in tamping and compression molding, like the old block machines, the mass is introduced into the mold and subjected to the violent action of tamping rams and then to the final compression action of a cover or piston giving the block its completion, in molding by vibration and compression, the mass is subjected, both to the action of a vibrating device, and to the compression of a rigid mass;
the entry into resonance of said mass increases the stress on the chipboard.
In all these industrial applications, it is compulsory to use the traditional standards for the composition of the agglomerate and, in particular, to adopt a particle size distribution in relation to the materials used, with: the part to be manufactured and also with the technical means. applied. This particle size distribution is all the more important as the technical means applied are liable to create in the mass an imbalance between the internal tensions, during the process of setting of the binder, due to the migration of water particles in liquid form. or steam. As a result, the traditional processes remain inseparable from these particle size conditions and, consequently, from the usual basic materials.
It also results from it that are, at present, systematically excluded from industrial manufacture, considerable quantities of finely divided materials such as, for example, the solid residues of the combustion of pulverized coal such as the ash residues, in tonnage. high, power plant heating installations. An attempt has been made to incorporate them into fabrications applying traditional technical means but without much success, either because the resistances are precarious, or the structure is restrictive of the possible applications, or even that the manufacture is restricted to simple geometric shapes. not meeting the requirements of modern technology.
The object of the invention is a new technical means and the aim of allowing, from the outset, the application of raw materials which are normally forced such as, for example, the ash from power stations.
This new process is based on the study of internal tensions in the cement agglomerate and of the surface tension in the zone of lower specific pressure in a mass of agglomerate freely introduced into an enclave, mold, shuttering or other.
Indeed, the Applicant, during comparative work, has observed that mixtures of cement agglomerates with a particle size:. of reduced dimensions, and in particular mixtures of ash cement forming solid residues from the combustion at very high temperature of coals and water, treated
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tees by traditional technical means exhibited either a low specific strength texture or a noticeable difference of? structure at different levels of the part, or even ruptures of the upper layer by disruption of the balance of surface tension.
However, he was able to establish that these essential defects disappeared in cases where precautions were taken to stabilize as completely as possible, the internal tensions developing during the process of setting of the binder and, above all, to stabilize compared to bulk tensions, the surface tension in the accelerated dryness layer, typically the top layer of the molded mass.
This stabilization was obtained in an original way by leaving above the mass of agglomerate, during the process of setting the binder, an air space saturated with water; this saturation is itself produced in a systematic, easy and economical manner by delimiting the said free space surmounting the mass of a condensation deflector formed, for example, by a generally smooth plate made of a material capable of presenting a tightly textured surface, such as a plate of glass, polished marble, chrome steel or other materials applied as is or previously treated.
In order to accelerate or increase the process, use will be made of previously heated mixing water. Consequently, one obtains that during the process of setting of the binder, the reactions being of an exothermic character, a relatively abundant quantity of water vapor is released from the mass, spreads in the upper free zone and reaches the deflector closing the mold, formwork or other suitable enclave. A rapid condensation takes place there and the water falls back on the material and is again absorbed by the top layer of the latter.
It is considered that it is this contribution, during the setting process that stabilizes the tensions in the mass of the chipboard, and allows, despite an unorthodox grain size, to produce parts of all shapes and sizes, perfectly. homogeneous, with a tight or cellular texture and good resistance to compression.
It goes without saying that in order to be able to produce a good saturation of the upper free space of the enclave, it is essential that all the water can escape from the mass only by moving towards the upper free space. lower. For this purpose, the enclave itself, mold or shuttering, must be executed = in a perfectly impermeable material. Metal enclaves will therefore be used or, preferably, (made of rubber, natural or synthetic, or of plastics suitable for this use. The elastic waterproof mold has, in addition, the advantage of allowing the manufacture of parts. complex, the demolding of which, in a rigid mold, would be particularly delicate and expensive.
Therefore, for the application of the process of the invention, use will be made, for example, of rubber molds the side walls of which are supported by rigid elements; the bottom also rests on a rigid support; the mass constituting the agglomerate is introduced into the mold over a height smaller than the height of the said mold; on the latter is deposited a plate capable of promoting the condensation of the water vapors coming from the said mass during the setting process . Depending on the shape of the part, it is possible either to keep the upper surface of the mass free, or to apply a kind of counter-mold to it, the profile of which depends on the shape of the corresponding part of the part.
In the latter case, said counter-mold will have holes or passages allowing the release of water vapors coming from the mass and heading towards the condensation deflector on top of the mold. These passages will depend on shape, dimensions and in situ- ation of the shape of the molded part.
These molds, formwork and counter-molds as well as the deflector of
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condensation can have infinitely variable shapes and dimensions depending on the parts or construction elements to be produced.
Executions are described by way of example below with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 schematically shows the general process of the invention; FIG. 2 shows schematically, in vertical section, the execution of a complex part shown in FIG. 3; FIG. 4 represents in vertical section the execution of a hollow block shown in FIG. 5; FIG. 6 represents in vertical section the execution of a slab element shown in FIG. 7.
As shown diagrammatically in FIG. 1, in order to apply the general method in accordance with the invention, it suffices, for example, to introduce into an enclosure 1 which is impermeable to water and elastic, a mass 2 over a height H greater than - re at the height H 'of the inner part of the mold ;; on the upper edges of said mold is placed a plate 3, for example made of glass. There thus remains between the mass 2 and the deflector 3 a free space 4 of height H ".
During the process of setting the mass 2, the 3 water vapors released rise in the free space 4, reach the deflector 3 and concentrate there to fall back in liquid form on the mass 2. The latter , by this fact, is stabilized or normalized, that is to say that it prevents, by this systematic means, too rapid drying of the upper layer of the mass 2 in relation to the lower parts of it. this.
In Figure 3 there is shown the execution of a part 2 in the two faces having grooves. For this purpose, use is made of a mold 5, the bottom 7 of which represents suitable ribs 8, the mass is introduced into the mold and on this mass the counter-mold 10 of suitable shape is pressed. This counter-mold is arranged: in such a way that it is immobilized at a level lower than the deflector 3 placed on the mold.
In addition, in said counter-mold 10, holes or passages 11 are provided with a view to allowing the development of the process of the invention as described above. Indeed, the water vapors coming from the mass can access the free space 4 via the passages 11 and the liquid water can reach the said mass by passing in the opposite direction, through the same openings 11.
FIG. 4 shows the construction of a block 12 comprising two hollows 13. For this purpose, use is made of a mold 14 having hollow cores 15 supported by plates 16 surmounting rods 17 integral with the common base 18. This mold has side walls of height H 'greater than the height H of said hollow cores 15.
The mass 19 is introduced into this mold up to the said height H. There remains, thus, in the upper part of the mold, a free space 4 allowing the development of the process of the invention.
In fact, in Figures 6 and 7 there is shown the execution of a part 20 having longitudinal hollows 21, for example elements of slabs. These hollows can be made by the usual means, however, the mass of agglomerates will have a height H less than the height H 'of the mold for the same purpose of leaving a free space 4 between the mass 20 and the deflector 3. The mold has a section which depends directly on the part executed. It is thus possible to use simple molds with one or more cores and / or with one or more condensation plates.
The release of water vapor can be activated or increased either by the u
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hot water or by additional heating means; the condensation can also be increased or activated either by special treatment of the deflectors, or by refrigeration means, or in any other way.
The invention extends both to the general process described above and to variants of this process, to molds and to installations for the application of said process.
The invention also extends to any generally unspecified parts obtained from this process.
1. new process for the industrial manufacture of elements of any kind in cement agglomerate, characterized in that it consists in introducing the agglomerate into an impermeable enclave and to provide above the mass of agglomerate, in said mold, a space saturated with water during the process of setting the binder of said agglomerate.