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Dalles de laine de bois pour la construction de toitures.
La présente invention concerne des dalles de
laine de bois composites pouvant être utilisées dans la construction de toitures ; l'invention concerne également un procédé de
fabrication de ces dalles composites.
Dans l'industrie du bâtiment, on connaît des
dalles de laine de bois qui ont été utilisées pendant de nombreuses années à des fins de construction et d'isolation. Ces
dalles sont constituées essentiellement de laine de bois et d'un agent inorganique de cimentation que l'on mélange mécaniquement ensemble, puis que l'on comprime et soumet à une maturation. Les dalles de laine de bois sont habituellement conformes à la norme britannique 1105:1972 et elles sont traditionnellement fabriquées
en épaisseurs se situant dans l'intervalle de 25 à 102 mm.
Des dalles de laine de bois d'une épaisseur nominale minimale de 51 mm sont utilisées dans la construction
des plates-formes de toitures en les fixant à des supports réalisés spécifiquement en bois ou en acier. Des dalles comportant un recouvrement préalablement formé et appliqué en usine peuvent être utilisées pour former la plate-forme mais, dans tous les cas, la plate-forme de la toiture doit comporter un recouvrement imperméable permanent.
Dans quelques cas isolés, les dalles en laine
de bois se sont détériorées, réduisant ainsi leur résistance aux charges statiques et/ou d'impact. Des précautions doivent être prises pour éviter les détériorations au cours de la construction d'une plate-forme de toiture et, bien entendu, une dalle détériorée ne peut être utilisée. Des charges d'impact, dynamiques ou statiques intolérables ou excessives peuvent craqueler ou briser une dalle, créant ainsi des conditions virtuellement dangereuses. Bien que l'on puisse prévoir des supports supplémentaires ou réaliser
une construction renforcée d'une autre manière, de telles solutions n'ont guère rencontré de succès en raison des frais qu'elles impliquent.
Suivant' la présente invention, on prévoit une dalle composite en laine de bois comprenant une couche de laine
de bois comprimée et d'un agent de cimentation, une couche formée
à partir d'un mélange d'agrégat et de ciment, ainsi qu'une ou plusieurs toiles de fibres résistant aux alcalis, ces toiles s'étendant pratiquement parallèlement à et pratiquement sur la même surface que les faces principales de la dalle composite dans laquelle cette toile ou ces toiles est ou sont enrobée(s).
En incorporant une ou plusieurs toiles, on peut améliorer les caractéristiques de sécurité de la dalle au cours de la construction de la plate-forme de la toiture. Dès lors, la présente invention prévoit une plate-forme de toiture en dalles de laine de bois, cette plate-forme comprenant plusieurs dalles composites analogues du type défini ci-dessus, toutes ces dalles étant fixées sur des supports. Sur les bords et, de préférence, sur les bords les plus longs des dalles de laine de bois suivant l'invention, peuvent éventuellement être fixés des renforcements en U. A leurs extrémités et à n'importe quelle position intermédiaire éventuellement nécessaire, les dalles composites doivent être fixées aux supports d'une manière appropriée et adéquate. Des procédés permettant de fixer des dalles d'une manière appropriée et adéquate sont mentionnés dans
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autant que ces recommandations soient suivies, les caractéristiques de sécurité des dalles composites suivant la présente invention peuvent être améliorées. En utilisant une toile appropriée,
une dalle fixée convenablement peut réduire les risques de chute
de personnes lorsque cette dalle est craquelée, pour autant que cette dalle soit correctement fixée aux supports avec des surfaces d'appui adéquates.
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dalle composite dans la couche de laine de bois et d'agent de cimentation comprimés ou dans la couche formée à partir du mélange d'agrégat et de ciment ou encore à l'interface des deux couches..
De préférence, la toile est constituée de fibres polymères telles que des fibres de polyester ou de nylon.
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intersections dans la toile, par exemple, en utilisant des adhésifs ou en soumettant les fibres.polymères à une fusion superfi-cielle. Les toiles préférées sont rectilignes et, de préférence, elles sont enrobées de telle sorte que leurs fibres s'étendent longitudinalement et transversalement par rapport à la dalle.
La toile peut éventuellement être un tissu tissé ou un tissu non tissé. Les ouvertures de la toile doivent être suffisamment grandes pour permettre une pénétration adéquate afin d'obtenir
une bonne liaison continue.
La toile joue un rôle important dans la détermination des caractéristiques de sécurité de la dalle composite lorsque celle-ci est incorporée correctement dans la plate-forme de la toiture, c'est-à-dire lorsqu'elle est fixée correctement à ses extrémités et en des positions intermédiaires aux supports. Suivant le résultat que l'on désire.obtenir, on peut mettre au point un essai permettant de déterminer si une toile est appropriée ou non. C'est ainsi que, par exemple, il est préférable d'utiliser les toiles possédant au moins les propriétés de résistance et d'absorption d'énergie de la toile utilisée dans les exemples décrits ci-après.
L'agrégat est habituellement du sable et le ciment utilisé avec cet agrégat est habituellement du ciment Portland ou, moins couramment, du ciment à prise rapide. Pour certaines applications, il peut être souhaitable de veiller à ce que le ciment utilisé soit le même que celui présent dans l'agent de cimentation utilisé avec la laine de bois. Il est préférable d'utiliser 4 parties en volume d'agrégat pour 1 partie en volume de ciment, encore que l'on puisse adopter d'autres rapports se situant dans l'intervalle de 5:1 à 2:1..
On peut fabriquer des dalles composites suivant la présente invention en utilisant des dalles de laine de bois traditionnelles. La toile peut être posée sur la surface de la dalle de laine de bois avant l'application du mélange de l'agrégat et du ciment ou elle peut être appliquée à la surface déjà enduite de la dalle avant la prise du mélange. On laisse tomber le mélange sur la dalle de laine de bois et on l'étale au moyen d'un rouleau lourd formant une surface continue et pratiquement lisse. Avant de passer le rouleau, on peut étaler le mélange
au moyen d'une truelle, d'une lame de raclage, d'un rouleau supplémentaire, par extrusion, moyennant une enduction par rideau ou analogues. Il convient d'utiliser une quantité suffisante
de mélange pour assurer une bonne liaison continue entre la toile et la dalle afin d'obtenir une surface uniforme. Normalement, l'épaisseur de la couche formée sur la dalle ne doit pas dépasser 3 mm.
Au lieu d'utiliser des dalles classiques, on peut former des dalles composites suivant la présente invention
en incorporant une toile au cours de la compression de la laine
de bois et de l'agent de cimentation. Dans une demande de Brevet connexe de la Demanderesse déposée le même jour, on décrit et revendique un procédé de fabrication d'une dalle de laine de bois dans laquelle est enrobée une toile. Ces dalles peuvent recevoir un revêtement superficiel d'un mélange d'un agrégat et de ciment pour y former une couche, réalisant ainsi les dalles composites conformes à la présente invention. La technique décrite dans cette demande de Brevet comporte également deux variantes.
Au lieu de former une dalle dans laquelle est enrobée une toile, on peut réaliser une dalle comportant la toile sur une face principale en plaçant cette toile ou la quantité totale du mélange bois/agent de cimentation dans un moule, puis
en ajoutant l'autre composant et en achevant ensuite le moulage. Afin d'assurer une bonne liaison, on peut utiliser, à proximité
de la toile, une quantité supplémentaire d'un agent de cimentation avec ou sans additif ou agents auxiliaires de liaison (par exemple, l'acétate de polyvinyle). La dalle peut alors être enduite comme décrit précédemment.
Une autre modification de la technique décrite dans la demande de Brevet connexe consiste à incorporer le mélange de l'agrégat et du ciment dans le moule de façon à former une structure composite suivant l'invention par l'étape de moulage.
Ce procédé, qui peut être combiné avec le procédé modifié mentionné en premier lieu, peut être effectué en déposant le mélange de l'agrégat et du ciment dans le moule en premier ou en dernier lieu. Afin d'obtenir une dalle composite suivant la présente invention, il est souhaitable de prendre les mesures qui s'imposent pour éviter un mouvement inopportun de la toile au cours de la compression du contenu du moule. Un procédé consiste à utiliser un
mélange très rigide d'agrégat et de ciment, réduisant ainsi au minimum la migration du mélange à travers la toile et à l'intérieur du mélange de laine de bois et d'agent de cimentation. Un deuxième procédé consiste à utiliser des éléments d'écartement ou d'arrêt dans le moule afin de limiter le mouvement du mélange de la laine
de bois et de l'agent de cimentation, imposant ainsi une limite
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dalle composite obtenue comporte une toile s'étendant sur toute sa longueur et toute sa largeur et ne se déformant pas à l'écart des bords.
Il importe d'éviter toute détérioration de la toile au cours de la fabrication de la dalle composite. Des précautions doivent toujours être prises pour que la toile soit
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laquelle cette toile doit être liée de manière adéquate. En particulier, la longueur de la toile doit être calculée de telle
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la plupart des applications, on peut utiliser une dalle dans laquelle la toile ne s'étend pas complètement de part et d'autre. La toile et le procédé particulier de'fabrication de la dalle
composite doivent être choisis en tenant compte de ces considérations.
Les exemples suivants illustrent l'invention. Ces exemples sont suivis de la description d'un essai qui a été mis au point par la Demanderesse afin de déterminer les propriétés de résistance aux charges des dalles de laine de bois (y compris les dalles composites) après fracture sous un choc défini. Ensuite, on donne les résultats pour les dalles ayant subi l'essai. EXEMPLE 1
On pose une toile constituée de fibres de polyester liées à leurs intersections sur la surface d'une dalle de
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28,9 kg/m2), fabriquée par "British Gypsum Limited", la toile ayant les mêmes dimensions que la dalle (longueur : 1.800 mm ; largeur : 600 mm). La toile utilisée est une toile "Crenette
CM 322" fabriquée par Messieurs Fothergill and Harvey Limited;
les propriétés de cette toile sont indiquées ci-après. Ces propriétés, en particulier, la résistance à la traction et l'allongement à la rupture représentent les caractéristiques minimales préférées pour les toiles utilisées dans le procédé de l'invention. Ces caractéristiques permettent de déterminer les propriétés globales de résistance et d'absorption d'énergie des toiles :
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Sur la surface de la dalle comportant la toile, au moyen d'un dispositif fixe, on étale, en une épaisseur denviron
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répondant à la spécification de la norme britannique 1198:1955, type 1, ainsi que d'une partie en volume de ciment. Au moyen d'un rouleau se déplaçant librement, on comprime le mélange pour obtenir un fini uniforme . On soumet la bouillie de sable/ciment à une maturation pendant 10 jours. La dalle composite de laine
de bois ainsi obtenue est alors prête à l'emploi.
EXEMPLE 2
Sur la surface d'une dalle de laine de bois,
on applique, en une épaisseur d'environ 3 mm, une couche d'une bouillie de sable et de ciment (4 parties en volume de sable pour
1 partie en volume de ciment). Ensuite, on pose une toile de fibres de polyester du type utilisé à l'exemple 1 sur la surface exposée de la bouillie et on l'y enrobe au moyen d'une truelle. Après maturation de la couche de sable et de ciment pendant 10 jours, la dalle est prête à l'emploi.
EXEMPLE 3
Au fond d'un moule de formation de dalles, on dépose une couche uniforme de laine de bois et d'un agent inorganique de cimentation (ciment Portland) mélangés mécaniquement ensemble puis, au-dessus de cette couche, on dépose une toile ayant la même surface que la couche. La toile est identique à celle utilisée à l'exemple 1. Sur la surface de la toile, on dépose une deuxième couche de laine de bois mélangée mécaniquement avec un agent inorganique de cimentation, puis on comprime le contenu du moule, on le démoule et on le soumet à une maturation pendant 10 jours. La toile est située à peu près le long du plan central de la dalle. On applique ensuite une bouillie de sable et de ciment (4 parties en volume de sable pour 1 partie
de ciment) sur la surface de la dalle de laine de bois sur laquelle a été posée une toile de fibres de polyester du type utilisé à l'exemple 1. La toile a la même surface que la dalle de laine
de bois. On soumet ensuite la bouillie de sable et de ciment
à une maturation pendant 10 jours.
EXEMPLE 4
On recouvre le fond d'un moule de formation
de dalles d'une toile de fibres de polyester du même type que celui utilisé à l'exemple 1. Au-dessus de la toile, on dépose un mélange de laine de bois et d'un agent inorganique de cimentation, puis on comprime le contenu du moule. A l'état brut ainsi obtenu (1.800 mm x 600 mm), la dalle de laine de bois comporte une toile sur une de ses faces principales. On applique une bouillie de sable et de ciment (4:1 en volume) sur la face principale de la dalle qui comporte la toile, puis on comprime avec un rouleau afin d'obtenir un fini uniforme. On soumet la dalle composite à une maturation pendant 10 jours au bout desquels la dalle composite de laine de bois ainsi obtenue est prête à 1'emploi.
ESSAI
La Demanderesse a mis au point un essai permettant d'évaluer des dalles de laine de bois lorsqu'elles sont incorporées dans une plate-forme de toiture. Il est impossible de formuler un essai reproduisant quantitativement les effets exercés, par exemple, lorsqu'une personne marche, trébuche ou tombe sur un toit. Toutefois, on pense que l'essai de la Demanderesse permet d'établir une comparaison raisonnable entre des dalles de laine de bois. Cet essai peut être adopté non seulement avec des dalles composites suivant la présente invention, mais également avec d'autres dalles de laine de bois.
PROCEDE D'ESSAI
Dans cet essai, on plonge tout d'abord la dalle
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2 heures afin de simuler l'exposition aux intempéries pouvant être rencontrées sur un chantier. Ensuite, on laisse s'égoutter la dalle pendant une heure et on la fixe aux supports en bois d'oeuvre en adoptant le procédé décrit dans les recommandations publiées par "British Gypsum Limited" pour le montage de plates-formes de toitures. CI est ainsi que la dalle est clouée sur des supports
en bois d'oeuvre de 50 mm de large espacés de 600 mm de centre à centre, cinq clous étant utilisés sur chaque support. Si la dalle comporte un revêtement sur une face, elle est fixée aux supports avec ce revêtement dirigé vers le haut. Il est à noter qu'un clouage adéquat des dalles composites de laine de bois sur les supports, en particulier, aux extrémités, constitue une étape essentielle pour la réalisation de l'essai. Des dalles composites de laine de bois réalisées conformément à la présente invention
ne peuvent manifester leurs caractéristiques de sécurité améliorées que si elles sont incorporées correctement dans une plate-forme
de toiture.
On soumet ensuite la dalle clouée au choc d'un sac (diamètre : 300 mm ; rayon de courbure de la base : 380 mm) contenant du sable sec (poids total : 45,4 kg). Le sac est conçu pour tomber d'une hauteur de 1.200 mm sur une portée extrême de
la dalle à mi-distance entre deux supports. Le choc fracture habituellement la dalle.et le sac peut tomber au travers suivant
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travers de la dalle, on l'enlève et une personne pesant 94 kg
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point d'impact du sac. Si la dalle peut supporter cette personne pendant 5 minutes, on estime qu'elle passe l'essai avec succès.
RESULTATS DE L'ESSAI
i) Dalle vierge : Une dalle classique de laine
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brisée par le choc du sac (tombant au travers), si bien que la personne ne peut poser le pied sur le reste de la dalle.'
ii) Dalle enduite : Sur une dalle analogue
à celle utilisée sub (i), on applique un revêtement résistant aux averses et constitué du mélange de ciment et de sable décrit dans les exemples. Aucune toile n'est incorporée dans ce revêtement. Sous le choc du sac, la dalle se brise en plusieurs morceaux séparés et elle ne peut supporter la personne.
iii) Dalle enduite avec toile : On utilise
des dalles composites réalisées conformément à chacun des exemples. Sous le choc du sac, la dalle se fracture chaque fois mais continue à supporter.le sac, la toile (exemples 1, 2, 4) ou les toiles
(exemple 3) restant pratiquement intactes. Dans chaque cas, après avoir enlevé le sac, la dalle composite fracturée passe la deuxième partie de l'essaie c'est-à-dire qu'elle peut supporter, pendant
5 minutes, la personne pesant 94 kg.
iv) Toile seule : A titre de comparaison,
la toile elle-même, fixée d'une manière appropriée aux poutres
en bois d'oeuvre, subit l'essai,mais ne peut résister au choc du sac.
D'après ces résultats de l'essai, on peut constater que les dalles de laine de bois suivant la présente invention possèdent de meilleures caractéristiques de sécurité comparativement aux dalles connues. Bien que la Demanderesse ne désire nullement être limitée par une explication théorique, elle pense que la combinaison de la toile avec une dalle de laine de bois n'augmente pas la résistance mécanique de la dalle ou la renforce, mais que l'on obtient de meilleures caractéristiques de sécurité par un effet localisé de "filet de sécurité". Lorsque la toile seule est soumise à l'essaie elle ne présente pas les caractéristiques de sécurité que possède la dalle composite finie.
Il semble que, dans la dalle composite, la laine de bois absorbe une certaine quantité de l'énergie d'impact et que l'énergie devant être absorbée par la toile est ramenée à une valeur ne provoquant pas sa rupture. De la sorte, la toile peut faire office de filet de sécurité localisé. Cette propriété repose évidemment en premier lieu sur le montage correct de la dalle composite de laine de bois en clouant la toile et la laine de bois ou en les fixant fermement d'une autre manière sur les supports, tout en prévoyant une surface d'appui adéquate pour assurer une fixation efficace.
REVENDICATIONS
1. Dalle composite de laine de bois, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de laine de bois et d'agent de cimentation comprimés, une couche formée à partir d'un mélange d'un agrégat et de ciment, ainsi qu'une ou plusieurs toiles de fibres résistant aux alcalis, cette toile ou ces toiles s'étendant pratiquement parallèlement à et pratiquement sur la même surface que les faces principales de la dalle composite dans laquelle elle(s) est ou sont enrobée(s).