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L'invention est relative à des matériaux de construction légers, tels que du béton; et elle concerne plus spécialement un béton dont le poids est faible par suite de la dispersion dans le béton, d'une manière sensiblement uniforme, de morceaux de matières légères, poreuses, non friables et élastiques.
Jusqu'ici, on a constitué les matériaux de construction légers,tels que du béton, avec des agrégats légers qui, bien qu'ils contribuent à diminuer le poids du béton, présentent l'inconvé- nient de réduire la résistance de celui-ci et, dans certains cas, d'augmenter l'absorption sans qu'il en résulte une diminution pro- portionnelle du poids. Ces agrégats sont plus coûteux que les agré- gats fins et grossiers, tels que le sable et le gravier, qui sont généralement utilisés pour fabriquer du béton, et, tout en étant plus -Légers, doivent subir un traitement préalable et être trans-
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portés depuis un endroit éloigné, ce qui peut contrebalancer l'a- vantage économique obtenu par la réduction du poids du béton.
Dans certains cas, la réduction en poids a été obtenue en faisant mousser le matériau de manière à le rendre poreux.
L'invention a pour but de réaliser un matériau de cons- .truction léger, tel que du béton, qui élimine plusieurs des incon- vénients susdits, en particulier ceux d'un béton léger constitué à l'aide d'agrégats légers.
Le matériau de construction, tel que du béton, est.rendu léger par l'addition de matières légères qui ne diminuent pas la résistance à la compression ni n'augmentent les caractéristiques d'absorption d'une manière hors proportion de la diminution en poids.
Le matériau de construction, tel que du béton, est rendu léger par 1'addition, à ce matériau, de matières extrêmement légères capables de résister au malaxage au cours de la fabrication du béton sans se rompre ou se désagréger.
Le matériau de construction, tel que du béton, est rendu léger par l'addition de matières qui, tout en étant légères, peu- vent en substance être dispersées uniformément dans le mélange, qui sert à former le béton et contient plusieurs matières lourdes, sans être séparées de ces matières pendant le malaxage.
Le matériau de construction, tel que du béton,, peut être rendu léger en ajoutant à celui-ci des matières légères, par exemple des particules de résines synthétiques, telles que le polystyrène., qui peuvent être fabriquées et façonnées à l'état non gonflé et peuvent être aisément gonflées à l'endroit de leur utilisation, ce qui diminue notablement les frais de transport.
L'invention a également pour but de réaliser un matériau de construction, tel que du béton, léger et économique, qui satis- fasse aux prescriptions pour les matériaux en ce qui concerne leur résistance à la compression et leurs propriétés d'absorption, ces prescriptions n'étant normalement satisfaites que par des mélanges
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JUIJJG i de'béton ordinaires.
Le dessin ciannexé- montre,' à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre, en perspective, un bloc en béton fa- briqué conformément à 1'invention.
Les figures 2 et 3 montrent, à plus grande échelle et respectivement en élévation et en coupe suivant 3-3 figure 2, un coin du bloc montré sur la figure 1.
La figure 4 montre, en perspective et en coupe transver- sale, un mode de réalisation d'une particule légère utilisée comme additif ou charge pour le béton.
On a découvert que des particules non friables et élas- tiques, capables de refouler des agrégats plus lourds et propres à réduire, par conséquent, le poids du béton, permettent, si elles sont ajoutées à un mélange de béton, d'obtenir un béton léger très satisfaisant. Des particules non friables, cellulaires et élasti- ques, en une résine synthétique, sont .particulièrement satisfaisantes;
Jusqu'ici, les matières résineuses les plus satisfai-' santes de ce genre sont les particules de polystyrène qui ont été @ chauffées de manière telle qu'elles gonflent pour former unepar- ticule ayant une structure spongieuse, cellulaire, élastique et. non friable, comme montré sur la figure 4.
Il est surprenant que, lorsque ces particules ou perles sont ajoutées, à l'état sec ou mouillé, aux mélanges de béton et quand elles sont mélangées ou malaxées avec ceux-ci, ces particules légères, bien qu'étant beau- coup plus légères, ne se séparent pas des mélanges et soient, en réalité, dispersées uniformément dans les mélanges. De plus, on a découvert que ces particules de polystyrène sont,capables de ré- sister au malaxage et ne se rompent ni se désagrègent.au'cours de ces traitements.
Comme ces particules sont élastiques et non frià bles, elles refoulent, en réalité, les agrégats fins et grossiers tels que le sable et le gravier, .dans le mélange et,-,diminuent for- tement le poids de celui-ci.-
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L'invention a. donerpnur obj et un matériaul de. consb-ucG
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tion contenant des particules non friablescellulaires et élas- tiques qui sont dispersées d'une manière sensiblement uniforme dans le matériau.
Les particules de polystyrène 1, montrées en section transversale sur la figure 4, sont constituées par du styrène polymérisé cellulaire qui a été gonflé par la chaleur. Pendant le gonflement, la structure cellulaire élastique 2 est formée et il en résulte qu'un dm3 de ces particules pèse environ 100 à 400 g selon le degré de gonflement. Du béton ordinaire pèse en- viron 1450 à 2000 g par dm3. On se rend compte que l'usage de ces particules de polystyrène, en tant que charges, dans du béton, diminue notablement le poids de celui-ci.
Les figures 1 à 3 montrent un bloc 3 en béton qui con- tient des particules de polystyrène 1 dispersées en substance uni- formément dans ce bloc. Ces particules 1 et le gravier 4 sont ré- partis d'une manière sensiblement uniforme dans un agglomérat 5 de sable et de ciment quand le bloc est formé. On voit que les particules de polystyrène 1 refoulent, en réalité, déplacent ou remplissent les vides qui sans cela seraient occupés par les agré- gats ordinaires, tels que le sable, le ciment et le gravier et, par suite de leur poids très léger, elles diminuent notablement le poids du bloc 3.
En ajoutant ces particules de polystyrène à la masse, on peut obtenir des blocs en béton ordinaires, tels que le bloc à trois cavités montré sur la figure l, qui satisfont aux pres- criptions ordinaires pour les matériaux et pèsént 15,6 kg au lieu de peser 17,5 kg dans le cas d'un bloc analogue constitué à l'aide du même mélange mais dans lequel des particules de polystyrène ne seraient pas incorporées.
Le bloc en béton, montré à titre d'exemple, est connu dans le métier comme étant un bloc creux de 200 mm pour murs, dont les dimensions sont de 400 x 195 x 195 mm.
Ce résultat peut être obtenu en ajoutant environ 12µla en volume des particules de polystyrène gonflé au mélange 'sec et en
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donnant au bloc des dimensions susindiquées en se servant du mé- lange obtenu.
Il est à noter qu'en ajoutant une quantité moindre de la matière formée par le polystyrène, on peut obtenir des dimi- nutions moindres de poids et que'si l'on augmente la quantité de perles de polystyrène, par exemple, on obtient une réduction plus grande du poids accompagnée toutefois d'une certaine diminution de la résistance.
Pour un mode de réalisation préféré de l'invention, les particules de polystyrène ont des dimensions relativement petites.
En général, elles ont un diamètre compris entre 1,6 et 3,2 mm.
On a découvert, en outre, qu'en'utilisant ces particules de polystyrène dispersées d'une manière sensiblement uniforme dans un mélange de béton humide qui se distingue du mélange de béton sec que l'on utilise généralement pour fabriquer des blocs et des briques en béton analogues à ceux dont question plus haut, on di- minue le poids du béton obtenu d'environ 2250 g/dm3 jusqu'à environ 1750 g/dm tout en satisfaisant aux prescriptions ordinaires pour les matériaux et en conservant les propriétés des matériaux obte- nus à l'aide du même mélange mais pour lequel on n'utilise pas de particules.
que ces particules de polystyrène soient mélangées aux agrégats utilisés pour fabriquer du béton ou soient ajoutées à un mélange de béton sec ou humide, on a constaté quelles peuvent ai- sément être dispersées, d'une manière sensiblement uniforme, dans le mélange; et qu'elles restent dans cet état dispersé pendant le malaxage, comme montré sur les figures 2 et 3. On a constaté éga- lement que, bien que ces particules soient extrêmement légères, elles sont néanmoins non friables et élastiques, de sorte qu'elles ne se rompent ni se désagrègent pendant le malaxage et qu'elles conservent donc leur état gonflé, dans'lequel elles peuvent dé- placer des agrégats beaucoup plus lourds, quand le béton a fait prise et est prêt à l'usage.
Le polystyrène peut être fabriqué et transporté à l'état
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non gonflé. Il est ensuite gonflé par chauffage ou à l'aide de tout autre traitement approprié, à l'endroit où il est utilisé, ce qui supprime les frais de transport et de manipulation de grands volumes de la matière..
Bien que l'on ait constaté que les particules de poly- styrène sont particulièrement avantageuses et possèdent les pro- priétés nécessaires pour être incorporées dans des matériaux de construction, telles que le béton, on n'a pas l'intention de li- miter l'invention à cette matière particulière, car d'autres ma- tières non friables, élastiques et cellulaires appropriées peu- vent être utilisées à la place des particules de polystyrène tout en procurant les avantages obtenus avec le polystyrène. D'autres résines synthétiques ayant ces propriétés peuvent être utilisées.
Dans ce qui précède et pour l'exemple particulier donné à titre illustratif, on s'est référé à des mélanges de béton con- tenant du sable et du gravier, comme agrégats. Il est à noter tou- tefois que l'invention peut être appliquée à d'autres agrégats et peut, dans de nombreux cas, être utilisée en même temps que l'on se sert d'autres agrégats légers d'un usage courant.
En décrivant l'invention et en l'illustrant en se référant plus particulièrement à du béton, on n'a pas l'intention de la limiter à du béton fabriqué à l'aide de ciment Portland et des agrégats appropriés, en même temps que des particules élastiques, cellulaires et non friables. La désignation "ciment" n'est pas li- mitée au ciment Portland mais vise également d'autres matières ci- menteuses qui peuvent être utilisées pour la fabrication de maté- riaux de construction, telles que le sulfate de calcium dont on se sert pour la fabrication de blocs de construction et analogues.
L'objet de l'invention est avantageux quand il est utilisé dans ce domaine, plus particulièrement pour la fabrication de blocs en plâ- tre dont on se sert dans les constructions, par exemple pour for- mer des parois, cloisons ou analogues, pour lesquelles la légèreté du produit joue un rôle important.
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The invention relates to lightweight construction materials, such as concrete; and more particularly it relates to a concrete whose weight is low as a result of the dispersion in the concrete, in a substantially uniform manner, of pieces of light, porous, non-friable and elastic materials.
Hitherto, lightweight construction materials, such as concrete, have been made from lightweight aggregates which, although they contribute to reducing the weight of the concrete, have the disadvantage of reducing the strength of the latter. and, in some cases, to increase absorption without resulting in a proportional reduction in weight. These aggregates are more expensive than the fine and coarse aggregates, such as sand and gravel, which are typically used to make concrete, and, while being lighter, must undergo pretreatment and be trans-
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worn from a remote location, which may counterbalance the economic advantage obtained by reducing the weight of the concrete.
In some cases, the weight reduction has been achieved by foaming the material so as to make it porous.
The object of the invention is to provide a light building material, such as concrete, which eliminates several of the aforementioned drawbacks, in particular those of a light concrete made from light aggregates.
The building material, such as concrete, is made light by the addition of light materials which do not decrease the compressive strength or increase the absorption characteristics in a manner out of proportion to the decrease in weight. .
The building material, such as concrete, is made light by the addition to this material of extremely light materials capable of withstanding mixing during the manufacture of concrete without breaking or falling apart.
The building material, such as concrete, is made light by the addition of materials which, while being light, can in substance be dispersed uniformly in the mixture, which serves to form concrete and contains several heavy materials, without being separated from these materials during mixing.
The building material, such as concrete, can be made light by adding to it light materials, for example particles of synthetic resins, such as polystyrene., Which can be fabricated and shaped in the non-woven state. inflated and can be easily inflated at the point of use, which significantly reduces transport costs.
Another object of the invention is to provide a building material, such as concrete, light and economical, which satisfies the requirements for materials with regard to their compressive strength and their absorption properties, these requirements normally only satisfied by mixtures
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JUIJJG i of ordinary concrete.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the invention.
Figure 1 shows, in perspective, a concrete block manufactured in accordance with the invention.
Figures 2 and 3 show, on a larger scale and respectively in elevation and in section according to Figure 3 3-3, a corner of the block shown in Figure 1.
Figure 4 shows, in perspective and in cross-section, an embodiment of a light particle used as an additive or filler for concrete.
It has been found that non-friable and elastic particles, capable of pushing up heavier aggregates and capable of reducing, therefore, the weight of the concrete, make it possible, if added to a concrete mixture, to obtain a concrete. light very satisfactory. Particularly satisfactory are non-friable, cellular and elastic particles made of a synthetic resin;
Heretofore, the most satisfactory resinous materials of this kind are the polystyrene particles which have been heated so as to swell to form a particle having a spongy, cellular, elastic and structure structure. non-friable, as shown in Figure 4.
It is surprising that when these particles or beads are added, dry or wet, to concrete mixes and when they are mixed or kneaded with them, these light particles, although much lighter. , do not separate in mixtures and are, in fact, uniformly dispersed in mixtures. In addition, it has been found that these polystyrene particles are capable of withstanding kneading and do not rupture or disintegrate during these treatments.
As these particles are elastic and non-friable, they actually push out fine and coarse aggregates such as sand and gravel in the mixture and, - greatly reduce the weight of the mixture.
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The invention a. donerpnur obj and a material of. consb-ucG
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The invention contains non-friable cellular and elastic particles which are dispersed in a substantially uniform manner throughout the material.
The polystyrene particles 1, shown in cross section in Fig. 4, consist of cellular polymerized styrene which has been swollen by heat. During the swelling, the elastic cell structure 2 is formed, and as a result, one dm3 of these particles weighs about 100-400 g depending on the degree of swelling. Ordinary concrete weighs about 1450 to 2000 g per dm3. We realize that the use of these polystyrene particles, as fillers, in concrete, significantly reduces the weight of the latter.
Figures 1 to 3 show a concrete block 3 which contains polystyrene particles 1 dispersed substantially evenly in this block. These particles 1 and the gravel 4 are distributed in a substantially uniform manner in an agglomerate 5 of sand and cement when the block is formed. It can be seen that the polystyrene particles 1 actually push back or fill the voids which would otherwise be occupied by ordinary aggregates, such as sand, cement and gravel and, owing to their very light weight, they significantly reduce the weight of block 3.
By adding these polystyrene particles to the mass, one can obtain ordinary concrete blocks, such as the three-cavity block shown in figure 1, which meet the ordinary requirements for materials and weigh 15.6 kg instead. weigh 17.5 kg in the case of a similar block made using the same mixture but in which polystyrene particles are not incorporated.
The concrete block, shown by way of example, is known in the art as a 200 mm hollow block for walls, the dimensions of which are 400 x 195 x 195 mm.
This can be achieved by adding about 12 µl by volume of the swollen polystyrene particles to the dry mixture and
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giving the block the dimensions indicated above using the mixture obtained.
It should be noted that by adding less of the material formed by the polystyrene, less decreases in weight can be obtained and that if the quantity of polystyrene beads is increased, for example, one obtains a higher weight. greater reduction in weight accompanied, however, by some reduction in resistance.
For a preferred embodiment of the invention, the polystyrene particles have relatively small dimensions.
In general, they have a diameter between 1.6 and 3.2 mm.
It has further been found that by using these polystyrene particles dispersed in a substantially uniform manner in a wet concrete mix which differs from the dry concrete mix which is generally used to make blocks and bricks in concrete similar to those mentioned above, the weight of the concrete obtained is reduced from about 2250 g / dm3 to about 1750 g / dm while satisfying the ordinary requirements for materials and retaining the properties of the materials obtained using the same mixture but for which no particles are used.
whether these polystyrene particles are mixed with the aggregates used to make concrete or are added to a dry or wet concrete mix, it has been found that they can readily be dispersed, in a substantially uniform manner, in the mixture; and that they remain in this dispersed state during mixing, as shown in Figures 2 and 3. It has also been found that although these particles are extremely light, they are nevertheless non-friable and elastic, so that they do not break or break up during mixing and therefore retain their swollen state, in which they can move much heavier aggregate, when the concrete has set and is ready for use.
Polystyrene can be manufactured and transported as
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not inflated. It is then inflated by heating or by any other suitable treatment, at the location where it is used, which eliminates the cost of transporting and handling large volumes of the material.
Although the polystyrene particles have been found to be particularly advantageous and possess the properties necessary for incorporation into building materials, such as concrete, it is not intended to limit. the invention to this particular material because other suitable non-friable, elastic and cellular materials can be used in place of the polystyrene particles while providing the advantages obtained with the polystyrene. Other synthetic resins having these properties can be used.
In the foregoing and for the particular example given by way of illustration, reference has been made to concrete mixtures containing sand and gravel, as aggregates. It should be noted, however, that the invention can be applied to other aggregates and in many cases can be used in conjunction with other lightweight aggregates in common use.
In describing the invention and illustrating it with particular reference to concrete, it is not intended to be limited to concrete made using Portland cement and suitable aggregates, together with elastic, cellular and non-friable particles. The designation "cement" is not limited to Portland cement but also covers other cementitious materials which may be used in the manufacture of building materials, such as calcium sulphate which is used for. the manufacture of building blocks and the like.
The object of the invention is advantageous when used in this field, more particularly for the manufacture of plaster blocks which are used in constructions, for example for forming walls, partitions or the like, for in which the lightness of the product plays an important role.