"Procédé de fabrication de plaques de plâtre renforcées et plaques en résultant"
La présente invention est relative à des plaques de construction cimentaires, telles que des panneaux de revêtement de parois, et elle se rapporte plus particulièrement à un nouveau procédé de fabrication de plaques cimentaires à renforcement par fibres de verre, sans papier, telles que des plaques de plâtre, et l'uti-lisation de ces plaques avec un noyau de pâte cimentai:ce tradition-
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se rapportant évidemment aussi aux produits ainsi formés.
Les panneaux de revêtement de parois, réalisés en platre de moulage réhydraté, comprennent traditionnellement un noyau de plâtre de densité uniforme, pris en sandwich entre deux feuilles de revêtement en papier. De tels panneaux peuvent être produits en série et dressés de manière si peu coûteuse qu'ils ont dans une grande mesure remplacés les techniques antérieures de la construction, prévoyant l'utilisation de panneaux: de bois ou un platrage. Au fur et à mesure que l'utilisation de tels panneaux de construction s'est répandue, les utilisations particulières, par exemple dans le cas de parois pour constructions à appartements et de constructions de bureaux de haut niveau, ont imposé des conditions quant à certaines propriétés.
En particulier, les parois de colonnes creuses, telles que, par exemple, les cages d'ascenseur, les cheminées de retour d'air et les cages d'escalier, sont sujettes dans certains cas à des réglements très stricts en ce qui concerne l'incendie. C'est ainsi qu'il existe une tendance à ce que les codes municipaux concernant l'incendie exigent une cote d'incendie 0-0-0 pour la surface exposée des cages d'ascenseur, c'est-à-dire une cote de zéro pour l'étalement de flamme, une
cote de zéro pour la fumée et une cote de zéro pour la formation
de gaz toxiques. Il n'a pas été possible d'atteindre de telles cotes aussi longtemps que l'on a utilisé des panneaux de revêtement recouverts de papier, du fait de la combustibilité ou tout au moins de la capacité de formation de fumée des feuilles de revêtement en papier. De telles feuilles en papier sont en outre g�nantes en ce sens qu'elles retardent de façon importante la durée de séchage des panneaux durant leur fabrication.
Un autre problème caractéristique de certaines cages d'ascenseur est que la charge de gauchissement provoque une flexion <EMI ID=2.1>
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.
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ter une bonne résistance à la flexion, c'est-à-dire une propriété physique que ne montre pas le platre de moulage réhydraté seul du
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Certains panneaux de revêtement de parois, fabriqués ac�
1 tuellement englobent divers ingrédients qui leur impartissent une résistance au feu. A titre d'exemple, des fibres de verre d'une longueur de l'ordre de 12,5 mm ont été incorporées dans la totalité
du noyau du panneau de revêtement en platre recouvert de papier, utilisé pour garnir les parois de cages d'ascenseur, ces fibres
étant incorporées sur une base d'environ 0,25% en poids par rapport au poids du panneau. Toutefois, de telles fibres ne sont pas suffisamment longues pour contribuer de façon significative à la résistance à la flexion du panneau, car leur concentration est insuffisante et, à cette longueur, la résistance d'arrachement des fibres est insuffisante.
On a conçu au cours des ans de nombreux procédés pour com- biner des fibres de verre et du plâtre afin de créer divers articles, tels que des panneaux de revêtement de parois en plâtre à renforcement. On a constaté antérieurement que, pour présenter de bonnes propriétés de résistance, les fibres de verre doivent être dispersées de façon uniforme et que l'on doit utiliser une matrice
de plâtre présentant une haute résistance ou solidité.
Lorsqu'on mélange des fibres de verre et du plâtre sous
la forme d'une pâte aqueuse, la longueur et la quantité des fibres que l'on peut ajouter sont limitées afin d'empêcher une agglomération de ces fibres durant l'opération de mélange. Il faut également prévoir un excès d'eau pour rendre la pâte suffisamment fluide afin qu'on puisse la transformer en l'article désiré. L'utilisation d'un excès d'eau réduit la résistance de la matrice de plâtre.
Ceci a été spécifié dans le brevet britannique n[deg.] 1.204.541. Pour séparer l'excès d'eau, on a prévu un dispositif d'application d'une aspiration et d'une pression aux panneaux formés. Ce procédé est incommode et coûteux et il n'est pas bien adapté à une production
à grande vitesse.
Une proposition similaire a été faite dans le brevet de Nouvelle Zélande n[deg.]155.679, qui prévoit un panneau de plâtre construit avec des fibres de verre de différentes longueurs, dispersées d'une manière générale dans la totalité du plâtre de moulage,réhydraté. Une telle construction a éliminé la nécessité d'une feuille de revêtement en papier. Toutefois, le procédé de fabrication de tels panneaux est difficile, long, et il implique l'utilisation d'une grande proportion de fibres de verre étant donné qu'elles sont distribuées de façon plus ou moins uniforme dans la totalité du panneau.
Un autre procédé antérieur de production de panneaux de plâtre contenant des fibres de verre implique la pulvérisation simultanée de fibres de verre discontinues et de plâtre sous forme d'une pâte aqueuse sur une courroie mobile. On utilise un plâtre d'une exigence spécialement faible en eau ou bien on utilise une aspiration pour supprimer l'excès d'eau. Les désavantages principaux de ce procédé sont que les brins de fibres ne sont pas dispersés en les filaments individuels dont ils sont formés, ce qui réduit ainsi l'efficacité des fibres à titre d'agent de renforcement, et aussi que les fibres ne sont pas suffisamment mélangées avec le plâtre.
On a également utilisé des mattes de fibres de verre pour renforcer le plâtre. Ces mattes peuvent se présenter sous la forme de fibres continues ou discontinues, orientées au hasard, ou sous forme de mattes tissées. Les mattes sont saturées de plâtre en utilisant divers dispositifs et procédés. Un procédé a été décrit dans le brevet canadien n[deg.] 993.773. Les mattes sont fabriquées de brins de fibres de verre, consistant chacune en une série de filaments fibreux de verre. La pâte de plâtre ne sature pas les brins de fibres et, par conséquent, l'efficacité du renforcement
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tre, il faut utiliser un plâtre d'une exigence spécialement faible en eau, tel que du sulfate de calcium de type alpha hémihydraté.
A titre de variante, l'excès d'eau doit être séparé grâce à une aspiration.
Dans un autre brevet, la demanderesse a décrit un panneau de plâtre renforcé, comprenant un noyau de densité relativement faible et exempt de fibres de verre, ce noyau étant garni sur ses deux surfaces de couches pelliculaires formées d'un plâtre réhydraté dans lequel sont dispersées des fibres de verre. Les couches externes sont de préférence formées d'un platre ayant une densité supérieure à celle du plâtre du noyau. La matière préférée pour la fabrication des couches extérieures de plus haute densité est le sulfate de calcium alpha hémihydraté. Chaque couche extérieure est de préférence liée au noyau par croissance intercristalline du- rant le procédé de formage.
Au cours de la réalisation d'un tel produit, une pâte aqueuse de plâtre de moulage contenant des fibres de verre est déposée sur une surface plane mobile pour constituer une couche extérieure, une couche aqueuse de faible densité de sul-
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che extérieure pour créer un noyau, et une seconde couche extérieure d'une pâte aqueuse de sulfate de calcium hémihydraté contenant des fibres de verre est déposée par-dessus la couche formant noyau. On n'applique aucune feuille de revêtement en papier aux faces extérieures du panneau. Le panneau de revêtement de plâtre résultant est relativement léger car on utilise un plâtre de faible densité pour le noyau et il est relativement robuste du fait des fibres de verre contenues dans les couches extérieures. Un avantage supplémentaire de ce produit est qu'il n'y aura pas de feuilles de revêtement entravant l'évaporation de l'excès d'eau dans le four de séchage, de sorte que l'on arrive ainsi à une réduction du temps opératoire et du coût de combustible pour le séchage. Le panneau résultant a également une haute résistance à la flexion.
De plus, du fait du plan central de symétrie du panneau, la résistance est la même quelle que soit la face depuis laquelle elle est mesurée.En raison de l'utilisation d'un platre de relativement basse densité pour le noyau et d'un plâtre de relativement haute densité pour les couches extérieures minces, on arrive à l'augmentation de résistance sans augmentation concomitante du poids global. Le produit est considéré comme excellent pour l'utilisation comme parois de cages d'ascenseur et comme parois de cheminées de retour d'air, ainsi que pour les cages d'escalier, c'est-à-dire des endroits où on doit utiliser un produit soumis à des réglements très stricts
en ce qui concerne l'incendie, et où il subit une flexion considérable du fait de la charge de gauchissement.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.632.670, on a décrit un procédé de préparation de produits de platre contenant des fibres, dans lesquels on écharpe de la laine de verre et/ou
de la laine de roche, on ajoute une poudre de platre aux fibres
au fur et à mesure qu'elles sont écharpées pour former une composition sèche, et le mélange sec est ensuite introduit dans un excès d'eau pour former une pâte qui est coulée sous la forme de panneaux. Toutefois, ce procédé est quelque peu déficient en ce sens qu'un excès important d'eau est introduit, que l'on doit ensuite séparer par séchage. De plus, le procédé consistant à écharper de la laine de verre ou de roche ne donne pas un bon mélange uniforme des fibres et du plâtre.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 1.862.318, on a décrit un procédé de production d'un panneau de plâtre contenant des linters de coton, ce procédé comprenant d'abord le dépôt d'une couche de platre sur und courroie mobile.- le dépôt ensuite des linters de coton par-dessus en les écharpant, et finalement la pul- <EMI ID=8.1>
sion de celle-ci par cylindrage. Dans ce procédé, comme le plâtre et les fibres ne sont pas préalablement mélangés mais simplement
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couche uniforme.
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voir un nouveau procédé de préparation de plaques de construction cimentaires dans lesquelles des fibres de renforcement sont dispersées.
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se de ces plaques.
Un autre but encore est de prévoir un procédé de fabrica- tion de panneaux de revêtement de parois, ne comportant pas de feuilles de recouvrement en papier, par combinaison d'une paire de plaques de construction cimentaires du type décrit, avec un noyau cimentaire durcissable. !
Un autre but encore de l'invention est de prévoir un pro- cédé tel que décrit, dans le,quel on n'ajoute qu'une quantité suffi- sante d'eau pour provoquer la prise de la matière cimentaire des couches extérieures afin d'assurer un durcissement approprié, sans
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excès d'eau durant la phase de séchage.
Ces buts et d'autres encore, ainsi que les avantages de l'invention apparaîtront de la description suivante donnée avec référence aux dessins annexés qui illustrent les formes de réalisa- tion préférées de l'invention.
Suivant l'invention, de minces couches d'une matière ci-
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telles que des fibres de verre, sont préparées en mélangeant ensemble, dans un courant mobile de gaz, tel que de l'air, une ma- <EMI ID=15.1>
l'eau, tel que du sulfate de calcium hémihydraté, et des fibres, telles que des fibres de verre. Le mélange sec est déposé grâce
au courant de gaz en circulation, tel qu'un courant d'air, sur la surface d'une courroie mobile qui est de préférence foraminée ou perforée, par exemple un treillis, pour permettre au gaz de traverser cette courroie, tout en déposant la matière solide sous la forme d'une feuille. Ensuite, on pulvérise de l'eau sur la feuille sèche en une quantité suffisante pour assurer une plasticité appropriée et pour faire durcir complètement le sulfate de calcium hémihydraté. On utilise l'eau légèrement en excès de la quantité stcechiométrique pour assurer le durcissement complet et pour apporter la plasticité appropriée, et sans prévoir pour autant un grand excès d'eau. La feuille ainsi formée passe entre des cylindres de compression.
Une pâte aqueuse de sulfate de calcium hémihydraté peut alors être déposée par-dessus cette couche comprimée et une seconde couche comprimée de plâtre, identique à la couche inférieure,. est placée par-dessus la pâte susdite. Le plâtre des deux couches extérieures et du noyau est alors admis à faire prise et on sèche ensuite dans un four. Le produit résultant est résistant au feu, robuste et relativement léger.
Dans la description et les revendications, lorsqu'on uti-
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cation qui lui est attribuée par les spécialistes dans le domaine du
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moulage " désigne du gypse calciné ou du sulfate de calcium hémihydraté, dans la forme alpha ou bêta.
La Figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un appareil utilisé pour produire des plaques de plâtre à renforcement par fibres de verre suivant la présente invention. La Figure 2 est une vue en coupe transversale agrandie d'une partie de l'appareil de la Figure 1. La Figure 3 est une vue schématique en élévation latérale montrant l'appareil utilisé pour la production d'un panneau de pla- tre comportant des couches extérieures renforcées par fibres de ver- <EMI ID=18.1> La Figure 4 est une vue en coupe transversale d'un pan- neau de plâtre à renforcement par fibres de verre, produit suivant la présente invention. La Figure 6 est une vue schématique en élévation latéra- le montrant l'appareil permettant d'augmenter la densité de la plaque formée.
La Figure 6 est une vue en bout d'un moule que l'on peut utiliser pour densifier et conformer la plaque de plâtre à renforcement par fibres de verre. La Figure 1 présente un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention en vue de la fabrication d'une plaque de plâtre à renforcement par fibres de verre, cet appareil
10 étant destiné à la préparation des fibres de verre et à leur mélange avec du stuc ou du sulfate de calcium hémibydraté, avec ensuite dépôt de ce mélange sur un treillis grâce à un courant d'air, un appareil 11 transférant la couche de fibres de verre et de stuc, appliquant une pulvérisation d'eau sur cette couche et soumettant
la couche humide à un cyl.indrage pour augmenter sa densité.
L'appareil de préparation des fibres de verre et de mélange avec le stuc 10 est, d'une manière générale, un appareil existant sur le marché, notamment l'appareil produit par la société
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que "Rando". L'appareil est constitué de plusieurs sections comprenant un dispositif de préalimentation 12,un mélangeur-ouvreur
13, un dispositif d'alimentation 14, et un appareil mélangeur et de dépôt à air 15.
Le dispositif de préalimentation 12 comprend, un carter
16, un transporteur inférieur 17 constitué d'une paire de cylindres 13 et 19 et d'une courroie sans fin 20 montée sur ces cylindres.
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i
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de la chambre et comprend une paire de cylindres 29 et 30 et une
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transporteur de levage 24 afin de séparer les fibres de verre de la
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risation antistatique 34 et des appareillages associés (représen-- tés) sont prévus pour empêcher la formation de charges statiques qui pourraient provoquer l'agglutination des fibres de verre.
Le mélangeur-ouvreur de fibres 13 comprend un carter 36 dans lequel est prévu un transporteur inférieur 37 constitué de cylindres 38, 39 et 40 et d'une courroie sans fin 41 montée sur ces cylindres. Des cylindres de travail 42 et 43 garnis de pointes coopèrent avec un cylindre-séparateur 44 pour ouvrir les brins de verre coupés et les séparer en fibres individuelles. Un couvercle-trémie 45 empêche les fibres divisées de s.'échapper. Un cylindre principal 46 coopère avec de petits cylindres de travail 47 et de petits cylindres-séparateurs 48 pour séparer encore les fibres de verre et les transporter à une brosse à air 49. Des moteurs 50 sont connectés aux divers cylindres pour leur apporter la puissance motrice nécessaire. Un ajutage de pulvérisation antistatique 51 et des appareillages associés (non représentés) empêchent une accumulation de charges statiques.
Le dispositif d'alimentation 14 comprend un séparateur de fibres 52 et un transporteur inférieur 53 constitué de cylindres
54 et 55 et d'une courroie sans fin 56 montée sur ces cylindres.
Un transporteur-élévateur d'allure verticale 57 comprend une paire
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de cylindres 58 et 59 et uns courroie transporteuse sans fin 60 montée sur ces cylindres, en vue du transfert des fibres vers une
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de pointes.
Comme illustré plus en détails par la Figure 2, un pont
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66. Un transporteur à cylindres 68 coopère avec une plaque d'ali- mentation 69 et des cylindres d'alimentation 70 pour transférer les
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,
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chambre ou conduit à venturi 74, où un dispositif d'alimentation
77 alimente du stuc ou autre matière cimentaire 78 dans cette chambre à venturi 74, le stuc y étant intimement mélangé avec les fibres.. à l'intervention du courant d'air traversant cette chambre
74. Un treillis-condenseur 79 sous forme d'une courroie sans fin montée sur des cylindres est prévu pour récolter le mélange, chassé par air, de fibres de verre et de matière cimentaire et pour trans- férer la bande ou pièce formée 87 vers un transporteur de traitement par eau 83. Le courant d'air destiné au mélange du stuc et des fibres dans la chambre à venturi 74 et assurant le dépôt du mélange sur le treillis-condenseur 79 est fourni par des souffleries 80
et 81. L'air est transféré, par un conduit 95, à un collecteur de poussière 82 destiné à séparer le stuc et les fibres qui peuvent avoir traversé le treillis-condenseur 79.
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ment par eau 83 comprenant des cylindres 84 et 85 et une courroie sans fin 86 montée sur ces cylindres. Une pulvérisation d'eau 92 est fournie grâce à un conduit d'eau 90 et un ajutage 91. La bande traitée par eau 87 passe alors par des cylindres de densification
93 pour former une plaque de plâtre 94 densifiée et renforcée par <EMI ID=34.1>
fragmentées ou coupées sont introduites dans le dispositif de pré-
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voyées dans le mélangeur-ouvreur de fibres 13. Là les divers cylindres à pointes ouvrent les mèches de fibres de verre et libèrent les fibres individuelles. Ces fibres sont alors transférées au dispositif d'alimentation 14 où elles sont finalement introduites dans le conduit à venturi 74. Le mélange cimentaire, tel que le stuc
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d'air avec les fibres de verre. Le mélange obtenu est ensuite déposé sur le treillis-condenseur 79. Un vide est entretenu en dessous du treillis pour assurer la direction du courant d'air à travers ce treillis. La bande ou pièce déposée comprenant les fibres de verre et le stuc est ensuite transportée par le treillis-condenseur
79 au système transporteur de traitement par eau 83, où de l'eau est pulvérisée sur la pièce en une quantité juste suffisante pour permettre l'hydratation du stuc et pour former du gypse ou sulfate de calcium dihydraté. Un très léger excès de solvant, s'il en est besoin, doit être utilisé pour assurer la plasticité appropriée.
La bande ou pièce traitée par eau passe ensuite par les cylindres de densification et elle fait ensuite prise en une feuille dense
et très dure de gypse renforcé par fibres de verre, le tout étant suivi d'un séchage.
La Figure 3 représente un appareil qui est utilisé pour appliquer deux feuilles renforcées par fibres de verre 94 aux surfaces supérieure et inférieure d'une pâte de gypse déposée. L'appareil comprend une courroie sans fin mobile 100 montée sur des cylindres 101, 102 et 103. En outre, un cylindre de compression 104 est monté pour comprimer les deux feuilles à renforcement par fibres de verre 94 contre la pâte de gypse.
En fonctionnement effectif, deux feuilles à renforcement de fibres de verre 94, telles que formées par l'appareil de la Fi-gure 1, sont introduites dans l'appareil de la Figure 3, une feuil- le étant supportée par la courroie mobile 100. Une pâte de stuc traditionnelle 98 est versée sur la feuille inférieure depuis un mélangeur de pâte 99 et ensuite la feuille supérieure 94 est comprimée contre la pate 98 grâce aux cylindres 102 et 104. La structure à trois couches peut alors durcir et l'excès d'eau est ensuite évaporé dans un four.
La Figure 4 présente en coupe transversale une portion d'une structure à trois couches 105, cette structure comprenant un noyau 106 et des couches ou feuilles extérieures 107 et 108, à renforcement par fibres de verre, semblables à la feuille 94 illustrée par la Figure 3. Suivant un aspect de l'invention, le- noyau 106 a une densité relativement inférieure et est essentiellement
exempt de fibres de verre, tandis que les couches ou feuilles renforcées 107 et 108 comportent des fibres de verre 109 dispersées dans leur ensemble et ont une densité relativement plus élevée. Suivant une forme de réalisation préférée, le noyau est formé de sulfate de calcium de type alpha hémihydraté en mousse, tandis que
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et sont faites de sulfate de calcium alpha ou bêta hémihydraté. Comme signalé précédemment, les couches extérieures sont soumises
à un cylindrage pour augmenter leur densité. Les surfaces externes
110 et 111 des couches extérieures 107 et 108 ne comportent pas
de feuilles de revêtement en papier puisque, à la suite de la phase.de cylindrage pour la densification, elles deviennent des surfaces très dures et résistantes. Le panneau entier est très résistant au feu et à la fumée, il est relativement léger et il présente une excellente résistance à la flexion.
La Figure 5 illustre un sous-ensemble de production d'une surface gaufrée ou texturée sur l'extérieur de la feuille. La feuille humidifiée 87 passe d'abord par des cylindres de densifica- tion 93 et un cylindre de gaufrage 112 présentant un dessin sur sa .surface et agissant contre un cylindre traditionnel 93. La feuil-le résultante 94 présente un dessin gaufré sur la surface qui doit: devenir la surface extérieure d'un panneau de plâtre terminé. La Figure 6 illustre un dispositif pour donner aux feuilles finies 87 une forme désirable quelconque. La feuille 87 est placée entre deux formes de moule complémentaires 113 et 114 supportées par des plateaux de compression 115 et 116. L'ensemble est placé dans une presse et la feuille 87 est humidifiée et moulée pour lui donner la forme voulue, puis on la laisse durcir et sécher.
Exemples
Les Exemples suivants sont présentés pour des raisons d'illustration seulement et ne constituent donc nullement une limitation quelconque du cadre de l'invention.
Exemple 1
Préparation de plaques de plâtre à renforcement par fibres de verre
Des mèches de fibres de verre découpées à une longueur de 12,5 mm sont traitées pour séparer ces mèches en fibres individuelles d'un diamètre d'environ 0,006 mm. Les fibres de verre sont mélangées, dans un courant d'air, avec du sulfate de calcium bêta hémihydraté dans une proportion telle que ces fibres de verre soient présentes en une quantité de 10% du poids total du verre et
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dans un courant d'air et le mélange est . déposé sur une courroie tamis mobile. La feuille déposée sèche est humidifiée par une pulvérisation d'eau dans laquelle on utilise environ 35 litres d'eau pour 100 kg de sulfate de calcium hémihydraté. La feuille est densifiée par passage entre deux jeux de cylindres présentant
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l'hémibydrate de la feuille peut s'hydrater ou durcir. La feuille est ensuite séchée à un poids constant à 43[deg.]C. Le poids spécifique de la feuille est d'environ 1210 kg/m<3> et l'épaisseur est d'environ <EMI ID=41.1>
vue de l'estimation de la résistance à la traction. Les spéci-
mens préparés ont une longueur de 30,5 cm et une largeur de 7,5 cm à chaque extrémité. Ils sont rétrécis à une largeur de 5 cm sur
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d'essai Instron. Les spécimens sont mis en place dans l'accessoire de la. machine de manière que la charge soit appliquée à la zone d'une largeur de 5 cm, un allongement de 2,77 mm étant nécessaire pour provoquer une défaillance du matériau. Une charge de traction d'environ 73,8 kg avec un allongement de 1,8 mm était nécessaire pour provoquer la défaillance d'un spécimen provenant d'un panneau de paroi normal avec papier, préparé' de la même manière.
Exemple 2
Préparation de panneaux de revêtement de parois en plâtre
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la prise du plâtre de moulage ou stuc, une feuille est placée
s
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nel en sulfate de calcium bêta hémihydraté.. comportant des ad- diti[pound]s plastiques, notamment un agent de formation de mousse, est versée sur la feuille de plâtre. La seconde feuille est alors pla- cée sur le haut de la pâte et la structure est raffermie entre des cylindres. Le panneau terminé a une épaisseur d'environ 12,7 mm.
Le poids spécifique du noyau à sec est de 726 kg/m . On utilise
des matières traditionnelles formant accélérateur et agent de retardement dans les deux feuilles de plâtre contenant les fibres
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i
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u tanée du sulfate de calcium hémihydraté à la fois dans le noyaux et dans les feuilles extérieures. De cette manière, on obtient une très bonne liaison entre les couches à la suite de la croissance interne de cristaux aux interfaces des couches. Après hydratation ou prise, le panneau est séché.
Des spécimens de 15,2 x 35,5 cm sont découpés du panneau. Ces spécimens sont conditionnés à 24[deg.]C et à une humidité relative de 50% avant l'essai. La résistance à la flexion ou au transfert est ensuite déterminée en plaçant le spécimen sur des supports écartés de 30,5 cm. Une charge est appliquée depuis le haut au centre de la portée, en amenant le matériau à fléchir jusqu'à défaillance. Une charge de 58,9 kg provoquant une déformation d'environ 9,75 mm a été appliquée avant défaillance du spécimen.
Exemple 3 - Exemple comparatif
On a préparé un panneau de plâtre traditionnel comportant des feuilles de revêtement en papier mais pas de renforcements en fibrcs de verre. Le plâtre de moulage a été amené à faire prise
et à sécher comme dans les Exemples précédents et on a procédé à un essai pour la résistance de transfert.
Avec ce panneau traditionnel, une charge de flexion de
48,9 kg seulement avec une déformation de 5,9 mm a été nécessaire pour provoquer une défaillance du panneau. L'essai en charge a été réalisé dans le sens robuste du panneau.
Exemple 4
Essai sous haute humidité
Des panneaux réalisés suivant les Exemples 2 et 3 ont été essayés pour déterminer leur résistance à la déformation sous des conditions humides. Les spécimens de 30,5 x 61 cm sont dans chaque cas supportés en travers de leur extrémité de 30,5 cm et maintenus à 32[deg.]C et sous une humidité relative de 90%. Après 10 jours, la déformation ou fléchissement de chaque panneau est vérifié. Le panneau préparé avec les feuilles extérieures renforcées par fibres <EMI ID=51.1>
neau traditionnel comportant des feuilles de revêtement en papier présentait une déformation d'environ 4,95 mm.
Bien que l'invention ait été décrite en considérant l'utilisation de sulfate de calcium bêta hémihydraté à titre de matière cimentaire durcissable, on peut également utiliser la forme alpha qui, pour certains besoins, peut donner des produits supérieurs. De plus, on peut employer d'autres matières cimentaires durcissables, telles qu'un mélange de sulfate de calcium alpha hémihydraté et de ciment, du ciment hydraulique traditionnel, tel que du ciment Portland, de l'oxychlorure de magnésium et des matières apparentées. On peut également utiliser des ciments Portland à résistance rapide élevée. Il est uniquement nécessaire d'utiliser un matériau
qui soit compatible avec les fibres particulières employées. A titre d'exemple, si on utilise un ciment Portland, il faut employer des fibres de verre résistant aux alcalis.
L'invention a également été décrite en considérant son utilisation avec des fibres de verre à titre de renforcement. Toutefois, on peut utiliser d'autres fibres, telles que des fibres de polyester, acryliques, de Nylon, de carbone, de la laine de roche, des fibres d'amiante, etc. Des longueurs de fibres peuvent être de l'ordre de 12,5 mm à 15 cm, de préférence de l'ordre de 12,5 mm
à 5 cm. Lorsqu'on utilise des mèches de fibres de verre, les fibres devraient d'abord être ouvertes dans une machine 13 telle que décrite précédemment et ensuite transférées au dispositif d'alimentation de fibres 14 qui débite ces fibres dans le courant d'air de l'appareil de formage de bande. L'appareil d'alimentation 77 débite alors les matières cimentaires, telles que le sulfate de calcium hémihydraté, dans le courant d'air. Avec l'appareil illustré et décrit, il est commode d'introduire des fibres de verre dans le courant d'air d'abord, et d'introduire ensuite le sulfate de calcium hémihydraté en aval par rapport à l'introduction des fibres de <EMI ID=52.1>
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cium hémihydraté doivent être uniformément mélangés dans le courant
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la bande est formée.
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brique, etc, peuvent être réalisés par gaufrage dans la surface de
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hydrate. Ensuite, la matière est hydratée et séchée. Si la feuille gaufrée doit être utilisée pour fabriquer un panneau stratifié, après gaufrage cette feuille est appliquée à une pâte de sulfate de calcium hémihydraté pour la formation d'un noyau, et ensuite la feuille et le noyau sont hydratés et séchés ensemble.
La densification de la feuille à renforcement de fibres de verre peut être réalisée par d'autres moyens que par des cylindres. Comme illustré par la Figure 6, la feuille sèche de fibres
de verre et de plâtre de moulage peut être retirée du treilliscollecteur, placée sur la base d'un moule et soumise à une pulvérisation par une quantité suffisante d'eau pour hydrater le plâtre
de moulage et pour rendre la feuille quelque peu plastique. Une section correspondante de moule est ensuite placée par-dessus la feuille humidifiée, l'ensemble est mis entre des plateaux de presse 115 et 116 et une charge est appliquée poux rendre les feuilles compactes. Une force d'environ 3,5 kg/cm <2> est satisfaisante, mais la force peut varier pour développer la densité désirée. Avec ce procédé, la feuille est simultanément densifiée et moulée en diver- ses formes désirées.
Le procédé de la présente invention présente de nombreux avantages par rapport aux procédés antérieurs. En premier lieu, comme les fibres et la matière cimentaire sèche sont mélangées dans un courant d'air, on réalise un excellent mélange sans agglo-
,.
mération quelconque des fibres. Le problème de la séparation des mèches ou touffes de fibres en filaments individuels est surmonté
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et ensuite mise en suspension des filaments dans un courant d'air. Lorsque le plâtre de moulage ou stuc est ensuite alimenté dans le courant d'air, un mélange total des fibres et du plâtre est réali- sé sans agglutination quelconque.
Comme la feuille de fibres de verre et de plâtre de mou- lage est formée à l'état sec, il n'est pas nécessaire d'utiliser
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quantité suffisante d'eau doit être utilisée pour hydrater de manie- ! re stoechiométrique le plâtre de moulage et pour le rendre suffisam- ment plastique pour qu'il puisse être densifié. La possibilité d'utiliser des quantités variables d'eau et de densifier la feuille
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met la production de plaques de plâtre à renforcement par fibres
de verre présentant une large gamme de propriétés. Si on désire de hautes résistances à la traction, la feuille à matrice de plâtre doit être densifiée jusqu'à un degré élevé. Par contre, pour cer- laines applications, comme par exemple dans la fabrication d'objets d'art, il ne faut pas une haute résistance à la traction mais on peut produire un article de faible poids spécifique et plus avanta- geux, présentant une bonne résistance au choc et aux craquelures. Pour atteindre ceci, on peut utiliser des quantités plus élevées
d'eau et une pression plus basse de densification. Dans la fabri- cation de feuilles en sulfate de calcium dihydraté ou gypse, on ajoute couramment des additifs pour régler le degré d'hydrata- tion. En outre, on peut employer des additifs pour augmenter la plasticité du mélange. On peut également utiliser des polymères pour augmenter la dureté de l'article ou pour améliorer les pro- priétés à la peinture. On peut utiliser tous les additifs tradi- tionnels dans le présent procédé pour autant qu'ils soient compati- blés avec les fibres particulières employées. Les additifs peuvent être mélangés avec le platre de moulage ou stuc sec ou bien, dans le cas de ceux qui sont solubles dans l'eau, on peut les ajouter
à l'eau utilisée pour humidifier la feuille.
Dans l'obtention de produits suivant la présente inven- tion, on peut employer divers paramètres de fibres de verre. A titre d'exemple, les quantités de fibres de verre utilisées peuvent être de 3 à 25% par rapport au poids de la feuille formée sèche.
La gamme préférée va de 6 à 10%. La longueur des fibres de verre peut aller de 12,5 mm à 15 cm environ. Une longueur préférée va
de 2,5 à 7,5 cm environ. On peut utiliser des fibres de verre d'un diamètre de l'ordre de 0,0058 à 0,0096 mm, avec une préférence pour une gamme allant de 0,0063 à 0,0096 mm. Le rapport entre l'eau et le plâtre hémihydraté va de 0,25 à 0,60 en poids, avec un rapport préféré de 0,30 à 0,45.
La présente invention présente donc de nombreux avantages par rapport aux procédés antérieurs et par rapport aux produits obtenus par ces procédés. En premier lieu, l'introduction des fibres qui ont été traitées pour les transformer en filaments individuels et l'introduction de ces filaments dans un courant d'air créent
une excellente séparation des fibres et empêchent une agglutination. L'introduction de la matière cimentaire devant faire prise dans le courant d'air donne un excellent mélange uniforme des fibres et de cette matière cimentaire. Finalement, le dépôt simultané du mélange contenu dans le courant d'air sur un treillis foraminé mobile donne une bande de fibres et de matière cimentaire à répartition très uniforme. Un avantage est que, en raison du vide appliqué du côté aval du courant d'air, les fibres peuvent être déposées avec une orientation suivant laquelle elles sont quelque peu obliques par rapport au plan de la bande, ceci créant un entremêlement vertical des fibres pour créer une matière d'une plus haute résistance à la traction dans la direction perpend iculaire.
De plus, la phase de pulvérisation d'eau sur la bande mobile en une quantité qui n'est pas fortement supérieure à la quantité stoechiométrique économise l'énergie nécessaire pour le séchage du matériau et donne un matériau d'une plus grande résistance car de grands excès d'eau ne sont pas nécessaires pour donner la fluidité traditionnelle nécessaire du mélange, puisque la feuille est formée à sec et peut être densifiée ou conformée d'une autre manière en utilisant des quantités relativement faibles d'eau. En outre, lorsque deux feuilles suivant la présente invention sont liées à un noyau de plâtre, il ne faut pas utiliser d'amidon pour la liaison.
Il sera évidemment entendu que l'invention est nullement limitée aux détails précis de compositions, de matériaux ou de fonctionnements décrits ou illustrés, car de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de plaques de construction cimentaires, dans lesquelles sont dispersées des fibres de renforcement, caractérisé en ce qu'il comprend:
(a) le mélange, dans un courant d'air en circulation, d'une matière cimentaire essentiellement sèche, durcissable sous l'action de l'eau, sous la forme de fines particules, avec des fibres de renforcement;
(b) la prévision d'une surface mobile foraminée;
(c) le dépôt du mélange de matière cimentaire et de fibres sur cette surface foraminée pour former une feuille;
(d) l'application d'eau sur cette feuille;
(e) la prise de la matière cimentaire; et
(f) le séchage de la feuille ou plaque pour l'enlèvement de tout excès d'eau quelconque.