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"PROCEDE POUR LA PRODUCTION D'ELEMENTS DITS "SANDWICH" ".-
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La présente invention est relative à la pro- duction d'éléments dits "sandwich" ou dalles composi- tes du type'ayant un noyau ou couche intermédiaire consistant en un matériau minéral rigide, léger, dura- ble et ne rétrécissant pas, ledit noyau, ou couche in- termédiaire, étant recouvert d'une ou de plusieurs couches extérieures de caractère divers, telles que des couches de bois (contre-plaqué, placage), planche de fibre de bois, plaques en ciment d'amiante, plaques feuilletées (consistant principalement.en matériaux résineux synthétiques), tôle-ou analogues.
Pour le noyau de tels éléments sandwich, on a proposé d'utili- ser des dalles ou plaques céramiques légères, et aussi des dalles ou plaques produites à partir de matériaux minéraux légers tels que pierre ponce, scorie, etc. et un liant, et également des dalles en béton-mousse et béton léger dilaté traité à la vapeur (béton cellu- laire).
Ces matériaux pour hoyaux font montre d'ha- bitude d'une remarquable résistance au cisaillement, conférant aux éléments sandwich terminés une grande résistance. Leur résistance aux efforts de traction est cependant fréquemment très faible, et cela s'ap- plique particulièrement aux différentes formes de bé- ton léger., A cause de ce fait, dans la production ac- tuelle d'éléments sandwich, le noyau peut être facile- ment soumis à des efforts tellement intenses, qu'il se produit des fissures.
C'est pourquoi, dans la production des élé- ments, il a été nécessaire d'avoir recours à des mé- thodes inefficaces et périmées pour le cimentage des
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couches extérieures au noyau, à savoir cimentage à froid qui requiert de longues durées de pressage, ou, au mieux, cimentage à chaud à des températures très modérées. Les efforts auxquels le noyau est ainsi ex- posé pendant et immédiatement après le pressage du "sandwich" apparaissent comme étant dus en partie au manque de similitude ou conformité dans les mouvements du matériau du noyau et des couches extérieures causés par l'humidité et la chaleur, et en partie aux pres- sions de gaz et de vapeur provoquées par la températur, de pressage élevée.
La présente invention est relative à une mé- thode dans laquelle ces inconvénients sont éliminés et selon laquelle des produits adhésifs modernes à la résine synthétique, qui durcissent rapidement à des températures considérablement élevées, peuvent être également employés dans la production, d'éléments sand- wich du type susmentionné, même si la résistance à la traction du matériau du noyau est exceptionnellement faible, comme c'est le cas par exemple avec du béton léger et analogue ayant un poids volumétrique très faible (0,45 kilogramme au décimètre cube et moins).
Selon l'invention, il a ét,é découvert que des résultats excellents sont obtenus lorsque les couches extérieure6 sont cimentées au matériau du noyau au moyen de tels produits adhésifs à la résine synthéti- que qui durcissent rapidement à des températures com- prises entre 90 et 160 , l'élément sandwich étant soumis à une pression considérable au cours de ce pro cédé.
Il a cependant été trouvé nécessaire de laisser - après que le processus de durcissage pour le produit adhésif a été terminé - se refroidir l'élément sand- wich tandis que l'on maintient sensiblement ladite
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pression, de telle sorte que, entre les couches exté- rieures, qui naturellement se refroidissent d'abord, et le noyau poreux qui se refroidit lentement, ne règne qu'une différence de température modérée qui peut va- rier selon le caractère et la composition des couches extérieures. Lorsque ces couches présentent un carac- tère relativement élastique comme c'est le cas pour les planches ou panneaux en contre-plaqué ou en fibre de bois, des différences de température allant jusqu'à 50 sont admissibles entre le centre du matériau du noyau et les couches de surface de l'élément lors de son enlèvement de la presse.
D'autre part, si le ma- tériau extérieur est dur et cassant, (comme c'est le cas pour les panneaux en,ciment d'amiante, matière plas tique feuilletée ou analogues) ou s'il offre une très considérable résistance aux déformations plastiques (tôle), il faut le refroidir jusqu'à obtenir une dif- férence encore plus faible, souvent seulement de 15 à 20 dans la dalle composite avant son enlèvement de la presse.
Comme exemples de résines de cimentage appro, priées pour mettre en oeuvre le procédé selon l'inven- tion, on peut citer des résines du type phénol-résol aussi bien que des résines de mélamine, de carbamide et d'époxi.
L'élément sandwich terminé obtenu selon l'in- vention s'est révélé, de faqon assez surprenante, com- me capable de résister à des efforts beaucoup plus inégalement distribués et provoqués par des tempéra- tures beaucoup plus élevées, que ceux correspondant aux différences de,température susmentionnées, sans inconvénient. Comme indiqué ci-dessus, cependant, il est extrêmement important que lesdites limites de tem-
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pératures ne soient pas dépassées lorsque les éléments sont enlevés de la presse.
Selon la méthode décrite ci-dessus, il n'a pas été seulement possible de produire des éléments sandwich de dimensions relativement petites, tels que dessus de table, panneaux de porte, etc., mais les efforts peuvent'également être régulés dans le cas de la production de très grands éléments, tels que des éléments pour murs de la hauteur d'un étage, en lon- gueurs de 3 mètres et davantage, de telle sorte que l'invention peut être appliquée avec d'excellents résultats également dans de tels cas.
Afin d'exposer plus clairement l'invention, on va maintenant décrire, dans les exemples suivants non limitatifs, l'application du procédé dans la pra- tique.
EXEMPLE 1
Production ou fabrication d'un panneau de porte comportant un noyau de 4 centimètres d'épaisseur de béton léger durci à la vapeur, poids volumétrique 0,4 kilogramme au décimètre cube., et ayant les données de résistance suivantes :
EMI5.1
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> compression.... <SEP> 19 <SEP> kilogrammes
<tb>
<tb> au <SEP> centimètre
<tb> carré
<tb>
<tb> id <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> .... <SEP> 2,2
<tb>
<tb>
<tb> id <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion-traction <SEP> . <SEP> 6,4
<tb>
Le noyau est cimenté avec un cadre de bois dont les éléments ont 3 x 4 centimètres.
Après meula- ge de l'élément constituant noyau jusqu'à ce qu'il soit lisse, on le revêt des deux côtés avec un papier adhésif imprégné de résine phénol-résol ayant un delà! de durcissage d'environ 3 minutes à une température de 155 . Sur le papier adhésif on vient disposer un
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placage d'assemblage de 1,5 millimètre en séquoia, et par-dessus celui-ci un autre papier adhésif du même caractère que le précédent mais de préférence contenant un peu moins de résine. Enfin un placage extérieur (bouleau de 0,6 millimètre) est appliqué sur les deux côtés de l'élément et celui-ci est introduit dans une presse à chaud dans laquelle il subit une pression d'en viron 12 kilogrammes par centimètre carré et une tempé- rature de 155 pendant environ.$ minutes.
La tempéra- ture des plateaux de presse est alors abaissée jusqu'à environ 20 'et maintenue à cette valeur pendant environ 14 minutes et après ce laps de temps la surface de l'élément aura une température qui est pratiquement la même que celle des plateaux de presse, tandis que la température dans le centre du noyau sera encore d'environ 65 . On peut alors faire cesser la'pression et l'élément peut être enlevé de la presse.
EXEMPLE 2
Un élément pour mur à l'épreuve du feu peut être produit ou fabriqué de la façon suivante :
Une dalle, de 8 centimètres d'épaisseur, 50 centimètres de largeur et 3,1 mètres de longueur, faite en béton-mousse et comportant de préférence un renforce- ment pour transport disposé au centre, consistant en deux pièces constituées par une tige de fer de 5 milli- mètres traversant la dalle dans sa direction longitu- dinale (nécessairé pour raidir la dalle jusque ce que les couches extérieures aient été appliquées dassus) est désséchée complètement et aplanie par meulage.
Elle est enduite des deux côtés avec une dispersion aqueuse d'une résine de résorcinol à laquelle on a ajouté avant son application un durcisseur (formaline) et une
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charge (farine de coquille de noix). Des plaques de ciment d'amiante de composition ordinaire et ayant une épaisseur de 3 millimètres sont alors disposées des deux côtés de la dalle de béton. L'élément est intro- duit dans la presse et soumis à une pression de $ kilo. grammes par centimètre carré et à une température de plateaux de presse de 90 , maintenue pendant environ 8 minutes. Les plateaux de presse sont alors refroi- dis jusqu'à 20 et tandis qu'on maintient la pression, on laisse refroidir l'élément pendant 15 minutes.
La différence de température entre les couches extérieu- res et le centre.du noyau sera alors de 15 à 20 et l'élément peut être retiré de la presse. Le béton- mousse employé.dans ' cet exemplea un ' poids volumétri- que de 0,62 kilogramme au décimètre cube, et la résis- tance suivante :
EMI7.1
<tb> Résistance'à <SEP> la <SEP> compression..... <SEP> 15 <SEP> kgs <SEP> en <SEP> centimè-
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<tb> tre <SEP> carré
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<tb> id <SEP> à <SEP> la <SEP> traction........ <SEP> 1,6 <SEP> "
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<tb> id <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion-traction <SEP> 4,5 <SEP> "
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"PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ELEMENTS CALLED" SANDWICH "" .-
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The present invention relates to the production of so-called “sandwich” elements or composite slabs of the type having a core or intermediate layer consisting of a rigid, light, durable and non-shrinking mineral material, said core. , or intermediate layer, being covered with one or more outer layers of various character, such as layers of wood (plywood, veneer), wood fiber board, asbestos cement boards, laminated boards (consisting mainly of synthetic resinous materials), sheet metal or the like.
For the core of such sandwich elements, it has been proposed to use light ceramic slabs or plates, and also slabs or plates produced from light mineral materials such as pumice stone, slag, etc. and a binder, and also slabs of foam concrete and steam-treated expanded lightweight concrete (cellular concrete).
These core materials usually exhibit remarkable shear strength, giving the finished sandwich elements great strength. Their tensile strength is, however, frequently very low, and this applies particularly to the various forms of lightweight concrete., Because of this fact, in the current production of sandwich elements, the core can be easily subjected to such intense stresses that cracks occur.
This is why, in the production of the elements, it was necessary to have recourse to inefficient and outdated methods for cementing the elements.
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layers external to the core, namely cold cementing which requires long pressing times, or, at best, hot cementing at very moderate temperatures. The stresses to which the core is thus exposed during and immediately after pressing of the "sandwich" appear to be due in part to the lack of similarity or conformity in the movements of the material of the core and outer layers caused by moisture and moisture. heat, and in part to gas and vapor pressures caused by the high pressing temperature.
The present invention relates to a method in which these drawbacks are eliminated and in which modern synthetic resin adhesive products, which harden rapidly at considerably high temperatures, can also be employed in the production of sand elements. wich of the above-mentioned type, even if the tensile strength of the core material is unusually low, as is the case, for example, with lightweight concrete and the like having a very low volumetric weight (0.45 kilograms per cubic decimeter and less ).
According to the invention, it has been found that excellent results are obtained when the outer layers are cemented to the core material by means of such synthetic resin adhesives which cure rapidly at temperatures between 90 ° C. and 160, the sandwich element being subjected to considerable pressure during this process.
It has, however, been found necessary to allow - after the curing process for the adhesive product has been completed - to cool the sandwich element while substantially maintaining said adhesive.
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pressure, so that, between the outer layers, which naturally cool first, and the porous core which cools slowly, there is only a moderate temperature difference which may vary according to the character and the composition of the outer layers. When these layers have a relatively elastic character, as is the case with plywood or wood fiber boards or panels, temperature differences of up to 50 are permissible between the center of the core material and the surface layers of the element as it is removed from the press.
On the other hand, if the exterior material is hard and brittle, (as is the case with panels made of asbestos cement, laminated plastic or the like) or if it offers very considerable resistance to plastic deformations (sheet metal), it must be cooled down to an even smaller difference, often only 15 to 20 in the composite slab before it is removed from the press.
As examples of suitable cementing resins for carrying out the process according to the invention, mention may be made of resins of the phenol-resole type as well as melamine, carbamide and epoxy resins.
The finished sandwich element obtained according to the invention has been found, quite surprisingly, to be capable of withstanding stresses much more unevenly distributed and caused by much higher temperatures than those corresponding to temperature differences mentioned above without inconvenience. As stated above, however, it is extremely important that said time limits
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peratures are not exceeded when the elements are removed from the press.
According to the method described above, it has not only been possible to produce sandwich elements of relatively small dimensions, such as table tops, door panels, etc., but the forces can also be regulated in the case. of the production of very large elements, such as wall elements of the height of one storey, in lengths of 3 meters and more, so that the invention can be applied with excellent results also in such cases.
In order to explain the invention more clearly, a description will now be given, in the following non-limiting examples, of the application of the method in practice.
EXAMPLE 1
Production or manufacture of a door panel having a 4 centimeter thick core of steam-hardened lightweight concrete, dimensional weight 0.4 kilograms per cubic decimetre., And having the following strength data:
EMI5.1
<tb> Resistance <SEP> at <SEP> the <SEP> compression .... <SEP> 19 <SEP> kilograms
<tb>
<tb> to <SEP> centimeter
<tb> square
<tb>
<tb> id <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> .... <SEP> 2,2
<tb>
<tb>
<tb> id <SEP> to <SEP> the <SEP> flexion-traction <SEP>. <SEP> 6.4
<tb>
The core is cemented with a wooden frame, the elements of which are 3 x 4 centimeters.
After grinding the core element until it is smooth, it is coated on both sides with an adhesive paper impregnated with phenol-resole resin having an overhang! curing time of about 3 minutes at a temperature of 155. On the adhesive paper we have a
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1.5 mm sequoia assembly veneer, and over it another adhesive paper of the same character as the previous one but preferably containing a little less resin. Finally an exterior veneer (0.6 mm birch) is applied to both sides of the element and the latter is introduced into a hot press in which it is subjected to a pressure of about 12 kilograms per square centimeter and a temperature of 155 for about. $ minutes.
The temperature of the press platens is then lowered to about 20 'and held at that value for about 14 minutes and after this time the surface of the element will have a temperature which is substantially the same as that of the platens. press, while the temperature in the core center will still be around 65. The pressure can then be released and the element can be removed from the press.
EXAMPLE 2
A firewall element can be produced or fabricated as follows:
A slab, 8 centimeters thick, 50 centimeters wide and 3.1 meters long, made of foam concrete and preferably having a transport reinforcement arranged in the center, consisting of two pieces constituted by a rod of 5 millimeter iron traversing the slab in its longitudinal direction (required to stiffen the slab until the outer layers have been applied) is completely desiccated and flattened by grinding.
It is coated on both sides with an aqueous dispersion of a resorcinol resin to which has been added before its application a hardener (formalin) and a
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filler (walnut shell flour). Asbestos cement slabs of ordinary composition and having a thickness of 3 millimeters are then arranged on both sides of the concrete slab. The element is introduced into the press and subjected to a pressure of $ kilo. grams per square centimeter and at a press platen temperature of 90, maintained for about 8 minutes. The press plates are then cooled to 20 and while the pressure is maintained, the element is allowed to cool for 15 minutes.
The temperature difference between the outer layers and the core center will then be 15-20 and the element can be removed from the press. The foam concrete employed in this example has a volumetric weight of 0.62 kilograms per cubic decimeter, and the following strength:
EMI7.1
<tb> Resistance 'to <SEP> the <SEP> compression ..... <SEP> 15 <SEP> kgs <SEP> in <SEP> centimè-
<tb>
<tb> be <SEP> square
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<tb> id <SEP> to <SEP> the <SEP> traction ........ <SEP> 1,6 <SEP> "
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<tb> id <SEP> to <SEP> the <SEP> flexion-traction <SEP> 4,5 <SEP> "
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