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"Procédé et dispositif pour fabriquer des plaques de construction en béton léger" -
L'invention concerne un procédé et dispositif pour fabriquer des plaques de construction en béton léger, ainsi qu'une plaque de construction légère obtenue par ce procédé.
Par rapport aux plaques de construction en béton lourd, les plaques de construction en béton léger présentent l'avan- tage d'un poids spécifique plus réduit. Jusqu'ici, les plaques de construction légères étaient fabriquées dans des moules que l'on remplit, à partir d.'un récipient, de mélange de béton léger (liant, par exemple du aiment, avec, par exemple, une charge granuleuse) préparé auparavant dans un mélangeur.
Ensuite, on fait vibrer le moule et son contenu afin d'obtenir ' un tassement convenable du mélange dans ce moule. L'incon-
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vénient'du procédé de fabrication connu jusqu'ici réside dans le fait que le récipient de réserve, ou réservoir, doit toujours renfermer au moins une quantité de mélange correspondant au remplissage complet du moule.
Normalement, un remplissage de moule exige même plusieurs remplissages du mélangeur. Etant donné qu'un laps de temps con- sidérable s'écoule entre l'évacuation du mélangeur et l'introduc- tion du mélange dans le moule, il est indispensable d'ajouter au mélange une quantité d'eau relativement considérable afin de le maintenir à l'état pâteux. Toutefois, pour assurer une prise suffisante du mélange âpres son introduction dans -le moule, la part de ciment doit être maintenue plus grande que ne le nécessiterait le seul souci d'une bonne liaison de la charge. De ce fait, il se forme une couche de ciment durci autour des particules de la charge avant l'introduction du mélange dans le moule. Les particules de la charge, par exemple des particules granulées, ne peuvent, par conséquent, pas entrer en contact direct les unes avec les autres.
Comme, de ce fait, il subsiste entre .ces particules un intervalle relativement grand, rempli de ciment, il se produit un certain retrait lors de la prise, ce qui provoque la formation de criques. Un autre incon- vénient de la perte de temps encourue entre la préparation du mélange et le remplissage du moule réside dans le fait que les particules de la charge, qui sont poreuses dans la majorité des cas, peuvent absorber de l'humidité'que l'on
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neu peut éliminer qu'au bout d'un temps de séchage consi- dérable, ainsi que l'a montré l'expérience pratique.
L'invention a pour but de créer un procédé permet- . tant d'éliminer les inconvénients précités. Ce procédé suivant l'invention est remarquable en ce qu'on'déplace le mélange, qui est débité à partir d'un point surélevé, à une vitesse horizontale, par rapport au moule, telle ' que le mélange remplisse le moule de manière uniforme, cependant que le mélange subit un tassement continu à la même vitesse par rapport au moule.
De préférence, on mélange l'agrégat, constitué par une charge et un liant, immédiatement avec l'intro- .duction du mélange dans un mélangeur ou malaxeur, qui sert en même temps de dispositif distributeur.
Ainsi, on peut réduire davantage le temps néces- saire pour la mise en contact des composantes. De plus, afin de réduire la proportion d'eau autant que possible, on prépare le mélange de liant et d'eau dans une centrifu- geuse, assurant ainsi un mélange intime du liant, par exemple du ciment, et de l'eau.
Ce procédé permet de fabriquer d'une manière très rationnelle des plaques de construction en béton léger utilisant relativement peu de'liant et présentant des valeurs optima quant à leur poids spécifique, leur
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résistance et leur pouvoir d'isolement. Des plaques de construction, dont la charge liée par du ciment est constituée par un granulat obtenu par gonflement de terre argileuse siliceuse, sont particulièrement avantageuses.
Toutefois, on peut également utiliser une charge constituée par de l'argile gonflée.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexées qui montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif et du produit objet de l'invention ainsi qu'un mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'inven- tion.
Sur ces dessins:
La figure 1 est une vue latérale du poste de distribution du mélango dans une installation de fabri- cation de plaques suivant l'invention, la figure 2 représente, à plus grande échelle, un détail d'une variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1,
La figure 3 montre schématiquement, et en plan, une installation pour fabriquer en continu des plaques suivant l'invention, la figure 4 est une coupe longitudinale suivant la ligne A-B de la figure 3, montrant la chaîne de fabrication,
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la figure 5 est une coupe longitudinale suivant la ligne C-D de la figure 3, montrant un chariot transversal et la chaîne de séchage, la figure 6 est une coupe longitudinale suivant la ligne E-F de la figure 3, montrant la plateforme éléva- trice, côte empilage, la figure 7 montre,
en coupe transversale suivant la ligne G-H dé la figure 3, la plateforme élévatrice, la figure 8 est une coupe transversale suivant la ligne J-K de la figure 3 montrant la plateforme élévatrice. coté empilage, et la figure 9 représente en coupe une partie d'une plaque de construction légère suivant l'invention, munie, sur ses deux faces, d'une couche de revêtement.
Sur'la figure 1, la référence 1 désigne les moules qui se déplacent en continu sur des rouleaux 2. Dans un mélangeur ou malaxeur rotatif à tambour 3, auquel une bande transporteuse 4 amène la charge 5, on introduit simultané- ment le mélange d'eau et de ciment préparé dans une centrifu- geuse 6. Le mélange qui sort, en 7, du malaxeur'3, tombe dans le moule 1. La vitesse de distribution du malaxeur 3 et la vitesse horizontale.des moules 1 (déplacés à l'aide de moyens non représentés) sont déterminées l'une par rapport à l'autre de telle manière que le mélange dont le tassement est assuré par le vibrateur 8, à l'aide du bras
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vibreur 9, remplisse le moule 1 à la hauteur prédéterminée par ledit bras. La flèche 10 indique le cens du déplacement des moules 1 sur les rouleaux 2.
Ce procédé nouveau permet d'accélérer considérablement, par rapport aux procédés connus, la fabrication de plaques de construction en béton léger.
On a constaté que le démoulage des plaques finies pose souvent des problèmes, étant donné que le mélange montre une tendance à adhérer au fond du moule. Par conséquent, il est souhaitable de créer des plaques de construction légères, moulées qui sont facilement retirées du moule après la prise, et qui présentent une surface suffisamment lisse pour rendre superflu toute opération de finition ultérieure des parois lors de l'utilisation des plaques comme éléments de construction. Conformément à l'invention on atteint ce but en posant dans le moule, avant l'introduction du mélange, un matelas de fibres de verre imbibées d'in mélange de ciment et d'eau, ledit matelas devant être séché au préalable tout en étant incorporé avant la prise complète du ciment.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention on applique sur la surface du mélange, par laminage, un matelas de fibres de verre imbibé ou imprégné et préalable-' ment séché, après le remplissage du moule et après le tassement.
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La figure 9 montre une plaque de construction légère b dont les deux faces sont revêtues d'un matelas de fibres do verre.
On a déjà essayé de revêtir des plaques de construction d'une couche de fibres de verres afin de rendre superflu toute finition ultérieure de la plaque. En général, on a utilisé une matière synthétique appropriée comme agent de liaison entre le corps de la plaque et la couche de fibres de verre. Cette construction présente l'inconvénient d'une faible résistance aux intempéries et d'un risque de formation de criques.
Afin d'éliminer ce dernier risque, l'invention .propose d'imbiber la couche de fibres de verre, avant son application sur le corps de la plaque, avec un mélange d'eau et de ciment additionné de caoutchouc naturel ou synthétique. A cette fin, il est avantageux de faire passer le matelas de fibres de verre par dessus des cylindres qui tournent dans un bain consti- tué par le liquide d'imprégnation. La quantité de caoutchouc ajoutée est de l'ordre de 20 à 30 % du poids du ciment incorporé au mélange d'eau et de ciment.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, dans le procédé suivant l'invention, on tasse de manière continue le mélange introduit dans les moules mobiles au moyen d'un bras vibreur dévêtisseur à hauteur réglable. Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif vibrateur est remarquable en ce que le bras vibreur sert au tassement du mélange et assure en même temps une
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épaisseur constante des plaques dans les limites de tolé- rance voulues. Pour qu'il puisse remplir ces deux fonc- tions simultanément, le bras vibreur, disposé transver- salement par rapport au sens de déplacement des moules, est muni de sabots vibreurs aux masses desquels est imprimé un mouvement oscillatoire par des vibrateurs montés sur lesdites masses et agissant, de préférence, dans le plan de fabrication.
Les sabots vibreurs sont suspendue à une poutre rigide de manière à ne pouvoir se déplacer que dans le plan de fabrication, la composante de tassement étant alors déterminée par la partie tra- vaillante du sabot, qui est placée en position oblique par rapport au sens de fabrication. La suspension peut être assurée, par exemple, par des bras oscillants verti- caux qui permettent un mouvement du sabot dans un sens parallèle au plan de fabrication. La figure 2 montre un dispositif de ce genre. La flèche 20 indique le sens de fabrication, c'est-à-dire le sens du déplacement du moule (non représenté) dans lequel est fabriquée la plaque de construction.
Dans l'exemple présent, on suppose que la plaque 12 comporte deux grilles d'armature 13 et 14, la grille d'armature ayant été introduite au préalable, de la manière décrite ci-après à propos de la grille d'armature 14.
Le mélange 16 est amené à partir du tambour mélan- geur 15. Dans le mélange s'insèrent des protubérances 17 (en forme de doigts) de la glissière 18, qui sont montées
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sur un support 18' monté à demeure transversalement par rapport au sens de déplacement 20 du moule. Au delà de la glissière 18, on fait passer la grille 14, constituée par des fils de fer longitudinaux et transversaux, à travers le mélange 16, à la vitesse de déplacement du moule.
En face des protubérances 17 de la glissière 18 des élé- ments d'appui équidistants 19, disposés transversalement, sont suspendus de telle manière que les fils de fer trans- versaux de la grille 14 disposent de suffisamment de place pour glisser à travers l'espace défini par la protubérance 17 de la glissière 18 et l'élément d'appui 19. Les élé- ments d'appui 19 sont vissés sur le sabot 21. Le sabot 21, de son côté, est suspendu sur le bras vibreur fixe 23 disposé transversalement par rapport à la direction 20, au moyen de bras oscillants verticaux 22.
Sur le sabot vibreur 21 est vissé la masse 24 du vibrateur, laquelle,masse est reliée à un moteur électri- que 26 par l'intermédiaire d'une première articulation 25a, d'un arbre articulé 25b et d'une deuxième articula- tion 25c. La partie inférieure 21a du sabot est placée en position oblique par rapport au sens 20, afin de @ déterminer ainsi la composante de tassement lors du tassement. Les plaques ainsi fabriquées sont munies, notamment lorsqu'elles sont utilisées pour des mure por- tants, d'une armature 13, 14. Les grillea qui constituent
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cette armature doivent alors être placées au même niveau dans la plaque.
Afin de résoudre ce problème et afin de pouvoir tasser par vibration le mélange autour de la gril- le, sans changement de position de cette dernière, on amène la grille supérieure 14 (cf figure 2), travers le mélange, devant les sabots vibreurs ; on guide la grille d'en bas à travers la glissière 18, dont les pro- tubérances 17 s'étendent dans le mélange amené devant le bras vibreur, après quoi la grille 14 est pressée, par dessus les protubérances 17, sur le mélange, par les élé- ments d'appui 19. Le maintien de la grille 14 à une hauteur constante dans la plaque de construction est garanti par le fait quel'ensemble constitué par le sabot vibreur et les éléments d'appui exécute uniquement des mouvements horizontaux lors du tassement.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, la composante de tassement verticale est déterminée par le côté inférieur du sabot vibreur qui est placé en position oblique, sous un angle obtus.
Les éléments d'appui 19 peuvent présenter la forme de disques et être en tôle. Ils peuvent également être constituées par des étriers en fils de fer.
Afin de réduire le coût de la construction d'immeu- bles d'habitation et de bâtiments industriels, on remplaoe, de plus en plus, les matériaux classiques par des plaques de oonstruction que l'on coule, dans des sections importan- tes, en béton lourd, béton léger, ou en béton renfermant
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de la mousse de verre. En vue d'une fabrication peu oné- reuse de ces plaques, on a déjà proposé de les fabriquer par coulage, dans des moules se déplaçant sur une voie à rouleaux. Pour assurer le séchage des remplissages, on laisse séjourner, tout d'abord, les moules sur la voie à rouleaux, et on retire les remplissages ultérieurement.
Ce procédé ne permet pas la fabrication en continu de plaques de construction, étant donné que le processus de séchage, qui a lieu sur la voie elle-même, interrompt continuellement le procédé. Pour pallier cet inconvénient, l'invention se propose de créer un procédé de fabrication dans lequel les moules, dans lesquels sont -produites les plaques de construction, tournent en continu, de sorte que des plaques de construction peuvent être moulées sur la chaîne de fabrication, sans interruption.
Par rapport aux procédés connus, le procédé suivant l'invention est remarquable en ce que les moules, remplis, en continu, de la charge sur la voie de fabrication, sont empilés par groupes et en ce que ces piles sont amenées sur des voies de séchage extérieures à la chaîne de fabrication aux fins de séchage, à la suite de quoi les piles de plaques séchées sont ramenées au début de la voie de fabrication à rouleaus, où elles sont déposées en piles et démoulées, âpres quoi les moules sont ramenés à la chaîne de fabrication.
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L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, remarquable en ce que l'extrémité de dévidement de la chaîne de fabrication comporte un dispositif de mise en pile et de transport pour empiler les moules remplis et pour transporter les piles à au moins une voie de sé- chage située en dehors de la voie à rouleaux, cependant que l'extrémité d'amenée de la voie à rouleaux comporte un dispositif pour transporter et déposer les moules, ce dispositif étant appelé à transporter-les piles de la voie de séchage vers l'extrémité d'entrée de la voie à rouleaux, à déposer les moules, à démouler et à ramener les moules vides vers la voie à rouleaux
Par conséquent, suivant l'invention, les moules, dans lesquels on fabrique les plaques de construction par moulage sont déplacés sur une voie à rouleaux,
la charge (éventuellement également des réseaux d'armature, une couche de couverture et une couche de fond,'etc..) ayant été introduite dans les moules. Ensuite, toutefois, les plaques de construction moulées ne restent pas sur la voie à rouleaux ; elles sont mises en piles avec les moules qui les renferment et amenées, par exemple à l'aide d'un chariot transversal, dans des voies de séchage avantageusement disposées parallèlement par rapport à la voie à rouleaux, où les piles de plaques sont soumises
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au processus de séchage. Les piles de plaques avec leurs moules, sont amenées, après la prise, par exemple l'aide d'un chariot transversal, des voies de séchage vers un dispositif de levage où elles sont démoulées individuelle- ment, après quoi les moules retournent à la voie à rouleaux.
Ainsi le cycle est terminé. L'enceinte de séchage pour le séchage des plaques est avantageusement com- posée de plusieurs voies. Toutefois, par exemple dans les cas où l'on utilise de la vapeur, pour une circulation en principe identique des moules.
Dans les figures 3 - 8, la référence 31 désigne des moules qui sont avancés en continu sur la voie de fabrica- . tion composée d'une pluralité de rouleaux 32. Dans l'exem- ple présent, on introduit, tout d'abord, une grille d'arma- ture 33 dans les moules. Du mélangeur de passage 34, la masse 35 est amenée dans les moule 31. Dans le moule 31 la masse 35 est tassée par le vibratuer 36 à la hauteur à laquelle le vibrateur a été réglé au préalable. Les moules 31 avec les plaques de construction fraîches sont amenés, de manière accélérée, sur des rouleaux déplaçables
37 au-dessus d'une plate-forme élévatrice 38.
Par un mouvement ascendant de la plate-forme 38, écartement (ou pivotement) des rouleaux 37 vers la position indiquée à la figure 8 en pointillés et par l'abaissement consécu- tif de la plate-forme 38 et la remise en position initia-
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le des rouleaux 37, on peut empiler plusieurs moules renfermant des plaques de contruction fraîches. On pousse alors une telle pile sur un chariot transversal 39 qui se déplace dans des rails 40. Après l'amenée du chariot 39 devant une voie de séchage composée par des rouleaux 41, la pile de plaques fraîches est poussée dans la voie de séchage, cependant qu'à l'extrémité opposée de la voie de séchage une pile de plaques séchées est poussée simultanément sur un chariot transversal 42.
Après l'amenée du chariot 42 dans la position 43 (figure 3), la pile de plaques sèches est amenée sur des rouleaux déplaçables 44 au-dessus d'une plate-forme de désempilage 45. Après un bref déplacement ascendant de la plate-forme 45, les rouleaux déplaçables 14 sont déchargés et écartés (ou pivotés) vers la position indiquée en pointillés.
La plate-forme de désempilage 45 est abaissée suffisam- ment pour que la plaque séchée, après enlèvement des parties latérales de.moules (non représentées) puisse être amenée, par des poinçons 46, du moule 31 sur un dispositif à bascule 47. Après un nouveau déplacement des rouleaux 44 dans la position initiale et léger abais- sement de la plate-forme 45, le moule vidé 31 est ramené sur la voie de fabrication 32. Les flèches 48,49 et 50 indiquent la circulation des moules 31 pendant le cycle de fabrication.
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Le procédé qui vient d'être décrit permet de fabriquer des plaques de construction légères à. partir d'un mélange "argile gonflée-ciment" ou d'un mélange "argile gonflée- résine synthétique". En outre, il est également possible d'appliquer sur la surface de ces plaques une couche de revêtement en métal, matière synthétique ou fibres de verre.
Des plaques de ce genre, objet de la présente invention, présentent, par rapport au béton lourd,'l'avantage d'un poids considérablement plus faible et de bonnes caractéris- tiques d'isolement sonore et thermique. La surface rugueu- se et poreuse de l'argile gonflée constitue un inconvénient, étant donné qu'elle nécessite l'addition d'une quantité d'eau relativement importante lors de*la fabrication.
En outre, la résistance des plaques de ce genre est limitée.
L'invention se propose d'éliminer également ces inconvénients. A cet.effet, on peut utiliser comme matériau de base pour les plaques de construction légères un granulat de mousse de verre, de matière renfermant de la mousse de verre ou un minéral gonflé, lié par du ciment ou une résine synthétique. La mousse de verre peut être obtenue par un procédé de gonflage sous forme de billes en verre brut produit par un processus de fonte, par exemple à partir de sable quartzeux et de soude. Le minéral gonflé
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peut être obtenu à partir d'un minéral riche en silicate d'origine volcanique, tel que la pierre ponce ou le tuf, par gonflage direct au moyen d'un agent de gonflement tel qu'un mélange de verre liquide et de suif, on peut également utiliser le grés, par exemple comme matière de base.
Par comparaison aveo la mousse de verra, plus légère, le minéral obtenu par gonflage direct présente l'avantage d'une meilleure résistance des grains et d'une produotion peu onéreuse en raison du fait que la matière de base se trouve à la surface de la terre. Par ailleurs, sa teneur en substance alcaline, qui peut comporter des inconvénients lors de la liaison ultérieure avec le ciment, est sensible- ment plus faible que celle de la mousse de verre,
La figure 9 montre un détail d'une plaque de oonstruc- tion légère selon un mode de réalisation de l'invention.
Le corps b de la plaque, constitué essentiellement par un granulat de mousse de verre ou de minéral gonflé 61 comporte à ses deux faces une couche de revêtement a en fibre de verre, qu'on a imprégnée d'un mélange de ciment et de caouchouc synthétique avant sa mise en place. La liaison des grains 61 est assurée par un liant 62, consti- tué par du ciment ou une résine synthétique thermo-durcissa- ble.
Pour préparer le mélange de béton léger, on peut avan- tageusement ajouter un liant hydraulique lors de la granula-
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tion de l'agrégat (avant le gonflage de celui-ci). Le liant hydraulique ( de préférence du ciment ou ciment recuit) doit correspondre au liant utilisé dans le mortier qui. entoure les grains de la charge, ou doit être capable de s'allier à ce lient. La chaleur produite lors du gonflement des grains bruts soupoudrés de liant hydraulique provoque l'aggloméra- tion de ce liant et des grains, mais elle n'est pas suffisam- ment élevés (env, 950 ) pour provoquer la déperdition du pouvoir liant hydraulique vers l'extérieur.
. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.