BE900946A - Materiau en feuille forme de ciment renforce par des fibres. - Google Patents

Abstract

Matériau en feuille formé d'une somposition cimentaire renforcée par des fibres, dont la composition comprend en pourcentages pondéraux de solides : ciment Portland ordinaire : 50 à 71 %, cendre de combustible pulvérisé : 14 à 40 %, silice volatilisée (contenant au moins 86 % en poids de Sio2) : 5 à 12 %, rubans de fibres de verre hachés délités : 2 à 7 %.

Description

  Matériau en feuille formé de ciment renforcé par

  
des fibres

  
La présente invention concerne un matériau en feuille formé de ciment renforcé par des fibres qui peut être plat ou à section profilée, par exemple ondulée. Ce matériau convient pour des panneaux de construction, par exemple des éléments de couverture. Le matériau plat convient particulièrement pour des bardeaux.

  
Les matériaux en feuille formés de ciment renforcé par des fibres d'asbeste sont connus depuis de longues années et constituent un matériau de couverture léger qui résiste aux intempéries et aussi à l'incendie. Il est actuellement nécessaire de remplacer l'asbeste entrant dans la constitution de ces matériaux, mais le produit obtenu par un tel remplacement doit être sensiblement équivalent par toutes les propriétés souhaitables aux matériaux existants formés d'asbeste et de ciment. Ces matériaux doivent pouvoir être fabriqués

  
sur les machines existantes pour asbeste-ciment de manière à éviter les dépenses tenant au remplacement de

  
ces dernières ou à leur modification importante.

  
L'utilisation de fibres de verre au lieu de fibres d'asbeste dans de telles machines a fait l'objet d'importantes recherches au cours des 10 ou 15 dernières années. Les premières difficultés éprouvées qui sont discutées, par exemple, dans le brevet anglais n[deg.]1.543.951 de la Demanderesse ont été surmontées au point qu'il est actuellement possible de préparer des dispersions de ciment contenant des fibres de verre qui peuvent alimenter les machines pour asbeste-ciment, par exemple grâce aux mesures décrites dans le brevet anglais n[deg.]1.543.951. Cette possibilité n'est pas nécessairement accompagnée

  
de la fabrication d'un produit ayant des propriétés adéquates pour une application particulière.

  
Les feuilles et plaques utilisées en construction doivent en général avoir un module de rupture moy-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
bardeaux, les critères sont plus sévères. Les bardeaux en asbeste-ciment actuellement disponibles,appelés aussi ardoises en asbeste-ciment comprimé, présentent une surface lisse qui porte en général un revêtement acrylique de la coloration voulue et doivent avoir suivant les normes anglaises en vigueur un module de

  
 <EMI ID=2.1> 

  
volumique minimale de 1,8 g.cm-3 est recommandable

  
pour éviter la porosité qui pourrait rendre les bardeaux gélifs.

  
Le simple remplacement de l'asbeste par des fibres de verre sous forme de rubans hachés dans les matériaux en asbeste-ciment présentés en feuille ne donne pas des produits d'aspect équivalent parce que

  
les rubans hachés tendent à être visibles dans la surface ou à faire saillie sur celle-ci au point que

  
le fini de la surface est inacceptable lorsque la quantité habituelle de revêtement a été appliquée ou bien nécessite,pour un revêtement acceptable, une telle quantité de substance décorative que l'augmentation de prix devient exagérée. En outre, ce simple remplacement de l'asbeste par des fibres de verre hachées ne permet pas d'atteindre des résistances mécaniques équivalentes avec des quantités économiques de fibres de verre en raison de la répartition inégale des fibres de verre dans le ciment et de l'attaque des fibres de verre par les alcalis que contient le ciment. Dans son brevet anglais n[deg.] 1.543.951, la Demanderesse décrit un procédé pour fabriquer un matériau composite formé de ciment renforcé par des fibres et exempt d'asbeste à partir d'une dispersion aqueuse de ciment comprenant des rubans hachés de fibres de verre et des filaments simples

  
de matière inorganique non cristalline, laquelle peut être produite à partir de rubans hachés de fibres de verre en filaments continus qui se séparent ou se délitent au contact de la dispersion de ciment. Si les fibres de verre sous cette forme de filaments simples produits à partir de rubans hachés délités constituent l'unique renforcement fibreux, il est possible d'obtenir un fini superficiel lisse. Toutefois, les inconvénients sont aggravés dans le domaine de la résistance mécanique parce que les filaments simples sont exposés à l'attaque par les alcalis du ciment

  
et aussi parce qu'il est difficile de réaliser une bonne adhérence entre les fibres et le liant.

  
Différentes propositions visant à l'incorporation de silice réactive sous diverses formes ont été faites en vue d'améliorer la résistance mécanique des produits formés de ciment renforcé par des fibres de verre. Par exemple, le brevet anglais n[deg.] 1.402.555
(N.R.D.C.) concerne un produit de ciment pouzzolanique renforcé par des fibres de verre qui comprend une matrice cimentaire contenant au moins 10% en poids d'une pouzzolane (qui est un silicate vitreux capable de réagir avec l'hydroxyde de calcium et ainsi de faire prise en une matière résistante et dure) et des fibres d'un verre silice/zircone résistant aux alcalis qui

  
 <EMI ID=3.1> 

  
que qu'une augmentation très intéressante de la résistance mécanique des produits composites peut être obtenue par un traitement thermique ménagé qui accélère l'acquisition de propriétés stables et de la résistance finale et qui peut prendre la forme d'un séjour d'au moins deux jours dans l'eau à une température qui est,par exemple, de 60 à 80[deg.]C. L'une des pouzzolanes préférées décrites est la cendre de combustible pulvérisé (CCP) prise en quantité de 15 à

  
40% en poids. Le brevet anglais n[deg.] 1.421.556 (TAC Construction Materials Limited) décrit la production de panneaux en ciment renforcé par un mélange de fibres vitreuses résistantes aux alcalis longues et courtes, par exemple de rubans de fibres de verre hachés

  
et de fibres minérales moulues, avec des fibres de cellulose et suffisamment de silice, par exemple sous forme de diatomite,pour réagir avec la chaux libre dégagée pendant l'hydratation du ciment. La réaction est favorisée par le passage des panneaux à l'autoclave. La demande de brevet européen n[deg.] 68.742

  
(Cape Boards & Panels Limited) concerne des produits manufacturés façonnés comme des plaques ou feuilles

  
de revêtement ou de couverture et décrit un procédé

  
de fabrication au moyen d'une dispersion aqueuse contenant, sur base sèche, 50 à 90% de ciment, 5 à 40%

  
de silice pouzzolanique hautement réactive et 5 à 15% de fibres de cellulose. La réaction se fait entre

  
le ciment et la silice par durcissement à l'air. Ce brevet indique que des mélanges de silices pouzzolaniques très réactives, par exemple de silice volatilisée et de diatomite,peuvent être utilisés et que

  
des fibres de verre peuvent être incorporées en plus des fibres de cellulose. Le brevet anglais n[deg.]2.048.330B

  
 <EMI ID=4.1> 

  
brication d'une plaque cimentaire renforcée par des fibres au départ d'une dispersion aqueuse de ciment

  
et de fibres choisies parmi les fibres minérales synthétiques, les fibres organiques naturelles et leurs mélanges, suivant lequel une matière fine (spécifiquement de la poussière collectée par filtration

  
qui est un sous-produit de la fabrication du silicium ou des alliages de silicium par un procédé électrothermique et consistant essentiellement en silice volatilisée) ayant une granulométrie moyenne inférieure à celle des particules de ciment est incorporée à la dispersion pour atténuer les pertes de fines de ciment et pour neutraliser les produits alcalins dans le mélange afin d'inhiber la dégradation alcaline des fibres minérales. Il est indiqué que la quantité de fines particules n'excède de préférence pas 15% en poids, sur base du poids du ciment, parce que les con-centrations élevées en fines particules font baisser l'allure à laquelle l'eau en excès est éliminée de la

  
 <EMI ID=5.1> 

  
la Demanderesse décrit l'utilisation de la silice réactive sous forme de cendre de combustible pulvérisé
(CCP) ou d'une fine farine de silice,comme de la diatomite ou de la silice ELKEM qui est de la silice volatilisée, qui se sont révélées exercer un effet synergique avec les compositions de granulométrie particulière décrites dans ce brevet pour l'application sur des fibres de verre résistant aux alcalis en vue du renforcement du ciment. Des proportions de 10 à 40%

  
de silice réactive se sont révélées produire une nouvelle amélioration de durabilité des rubans de fibres de verre apprêtés incorporés au ciment. La Demanderesse est portée à croire que la silice réactive aide à fixer les fibres de verre dans la matrice cimentaire outre qu'elle réagit avec les alcalis de la matrice.

  
Les recherches récentes de la Demanderesse montrent que les différentes formes de la silice réactive ont différents effets sur la résistance précoce

  
et sur la résistance à long terme des matériaux composites. Il en est particulièrement ainsi lorsque des fibres de verre sous forme de filaments simples sont utilisées pour le renforcement. Les essais de la Demanderesse ont montré que lorsqu'on utilise des rubans de fibres de verre dispersables délités comme unique matière de renforcement fibreuse, il est essentiel d'utiliser un mélange de deux silices réactives différentes, à savoir de la cendre de combustible pulvérisé et de

  
la silice volatilisée, dans des intervalles spécifiques pour pouvoir produire un matériau plat en feuille convenant comme panneau de construction sur les machines existantes pour asbeste-ciment avec une bonne résistance initiale et une bonne durabilité à long terme pouvant même s'accompagner d'un accroissement de la résistance au delà de la résistance initiale. L'utilisation de la silice volatilisée en l'absence de la cendre de combustible pulvérisé conduit à une bonne résistance initiale,mais lors de la conduite des épreuves de vieillissement simulé, le matériau accuse une baisse marquée de résistance. La cendre de combustible pulvérisé prise en l'absence de silice volatilisée conduit à une mauvaise résistance initiale et à une mauvaise résistance d'ensemble de la matrice.

  
L'invention a donc pour objet un matériau

  
en feuille formé d'une composition cimentaire renforcée par des fibres qui comprend en pourcentages pondéraux de solides:

  

 <EMI ID=6.1> 


  
dans laquelle ces composants constituent au moins 90% en poids des constituants solides de la composition et dans laquelle,lorsque la composition cimentaire comprend moins de 8% en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une variété contenant plus

  
 <EMI ID=7.1> 

  
mentaire comprend 5% en poids seulement de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une variété

  
 <EMI ID=8.1> 

  
en feuille ayant un module de rupture moyen minimal de 16 N.mm-2 et une masse volumique minimale de

  
 <EMI ID=9.1> 

  
La combinaison de cendre de combustible pulvérisé et de silice volatilisée dans les proportions indiquées ci-dessus conduit à un produit dont la résis-tance initiale et la durabilité à long terme sont satisfaisantes et s'accompagnent d'une augmentation

  
de la résistance au delà de la résistance initiale après durcissement. L'utilisation des fibres de

  
verre délitées conduit à la surface lisse requise lorsqu'un revêtement doit être appliqué en évitant

  
les extrémités de ruban en saillie qui apparaîtraient si des rubans hachés non délités étaient utilisés.

  
Par le terme "silice volatilisée", on entend aux fins de l'invention la matière (dite aussi microsilice ou fumée de silice) qui est obtenue dans l'industrie comme sous-produit pendant l'élaboration électrométallurgique du silicium ou des alliages de silicium/métaux. Sa composition chimique peut varier quelque peu avec les caractéristiques du procédé et du produit principal, mais elle contient normalement au moins

  
 <EMI ID=10.1> 

  
tés de pureté inférieure ne conviennent pas aux fins de l'invention parce que la quantité alors requise suscite des difficultés à l'égouttage du matériau cimentaire en feuille. Des variétés plus pures de silice volatilisée relativement exempte de carbone qui con-

  
 <EMI ID=11.1> 

  
sont disponibles. Ces variétés plus pures se sont révélées avoir une activité de surface plus élevée et donc pouvoir être utilisées en quantité plus faible que les variétés normales aux fins de l'invention.

  
Si la proportion de silice volatilisée utilisée dans le matériau en feuille de l'invention est inférieure à 8% en poids, la silice volatilisée doit dès lors être

  
 <EMI ID=12.1> 

  
et lorsque la proportion de silice volatilisée atteint le minimum de 5%, la variété utilisée doit contenir au

  
 <EMI ID=13.1> 

  
Le pourcentage préféré de rubans de fibres de verre hachés délités dans le matériau en feuille est de 3 à 4%. Bien que le pourcentage puisse atteindre

  
à peine 2%, des difficultés peuvent alors apparaître

  
à la manipulation de la feuille à l'état vert (c'està-dire non durci). A des pourcentages de 4 à 7%,

  
il peut se révéler difficile de disperser uniformément les fibres de verre dans la matrice cimentaire.

  
Le reste de la composition peut comprendre jusqu'à 4% en poids de pâte de cellulose qui est ajoutée comme auxiliaire de mise en oeuvre pour favoriser l'égouttage. Un plastifiant, par exemple l'argile figuline, la bentonite ou le talc, peut être incorporé aussi jusqu'à 5% en poids pour augmenter la plasticité du matériau avant durcissement. De faibles quantités d'agents dispersants et floculants classiques peuvent être ajoutés aussi.

  
Les rubans délités sont de préférence formés d'un verre résistant aux alcalis qui contient au moins

  
 <EMI ID=14.1> 

  
de verre peuvent être du type faisant l'objet du brevet anglais n[deg.] 1.290.528 de la Demanderesse et commercialisé par la Société Fibreglass Limited sous la marque déposée Cem-FIL, dont la composition en moles % peut être sensiblement

  

 <EMI ID=15.1> 


  
L'invention a en outre pour objet un matériau plat en feuille convenant pour des bardeaux formé d'une composition cimentaire renforcée par des fibres qui comprend en pourcentages pondéraux de solides:

  

 <EMI ID=16.1> 


  
Silice volatilisée (contenant au 
 <EMI ID=17.1> 
 ces composants constituant au moins 98% en poids des constituants solides de la composition, le reste (éventuel) consistant en constituants compatibles, le matériau en feuille ayant un module de rupture moyen minimum de 20 N.mm-2 et une masse volumique minimale de

  
 <EMI ID=18.1> 

  
voir un revêtement.

  
Des expériences réalisées sur des bardeaux faits d'un tel matériau ont prouvé qu'ils ont une résistance sensiblement meilleure aux cycles répétés de gel et de dégel et aux intempéries générales que les bardeaux en asbeste-ciment ordinaires.

  
L'invention a de plus pour objet un procédé pour fabriquer un matériau en feuille fait de ciment renforcé par des fibres, qui comprend les stades de mélanger une dispersion aqueuse dont les solides comprennent:

  

 <EMI ID=19.1> 


  
dans laquelle ces composants constituent au moins 90% en poids des solides de la dispersion et dans laquelle, lorsque la dispersion comprend moins de 8% en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une va-

  
 <EMI ID=20.1> 

  
que la dispersion comprend seulement 5% en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une va-

  
 <EMI ID=21.1> 

  
ration de mélange étant exécutée de manière à disper-ser en filaments simples les rubans de fibres de verre hachés, de déposer une strate de la dispersion sur

  
une surface perforée, de superposer plusieurs de ces strates l'une sur l'autre pour constituer une feuille de matière cimentaire et de faire durcir la feuille.

  
Afin d'éviter la dégradation mécanique des fibres de verre pendant les opérations, l'opération de mélange peut être exécutée sur la dispersion en mélangeant d'abord le ciment, la cendre de combustible pulvérisé et la silice avec l'eau dans un mélangeur à cisaillement intense et en ajoutant ensuite les rubans de fibres de verre hachés dispersables dans des conditions de mélange où le cisaillement est faible. En variante, l'opération de mélange peut être exécutée sur la dispersion en mélangeant d'abord le ciment et la cendre

  
de combustible pulvérisé et éventuellement une partie de la silice avec l'eau dans un mélangeur à cisaillement intense et en ajoutant ensuite la silice ou le reste de la silice avec les rubans de fibres de verre hachés dispersables dans des conditions de mélange où le cisaillement est faible.

  
Le dépôt de la strate et l'empilement des strates en une feuille peuvent être effectués sur une machine pour asbeste-ciment du type Bell ou Hatschek.

  
La feuille peut être façonnée suivant le profil en coupe souhaité avant durcissement,par exemple

  
en y ménageant des ondulations contiguës ou distantes. Par exemple, la feuille peut être façonnée par l'application d'une tête de profilage à dépression de type connu ou bien par application de la feuille sur une forme dont la face supérieure présente le profil en coupe souhaité, la feuille étant admise à s'affaisser

  
au contact de la face. Dans ce dernier cas, une seconde forme peut être appliquée sur la feuille pour compléter le façonnage. 

  
La feuille peut être durcie à une température de l'intervalle de 60 à 90[deg.]C et de préférence de 70 à
80[deg.]C pendant 24 heures, puis être conservée à la température ambiante pendant au moins 7 jours pour l'achèvement du durcissement. Un tel durcissement initial à température élevée favorise l'acquisition de la durabilité à long terme par le produit fini, tandis que la présence de la cendre de combustible pulvérisé et de la silice volatilisée permet aux fibres de verre délitées de subsister après le durcissement encore en quantité suffisante pour assurer un renforcement adéquat.

  
La feuille peut être débarrassée de l'eau par pressage avant durcissement, par exemple par insertion d'une pile de ces feuilles séparées par des plaques intercalaires dans une presse et par exercice d'une pression sur la pile pour expulser l'eau.

  
Pour la fabrication des bardeaux, le contour des bardeaux est de préférence empreint dans la feuille avant qu'elle soit pressée et durcie et les bardeaux sont séparés après durcissement.

  
Des formes de réalisation spécifiques de l'invention sont décrites ci-après plus en détail à titre d'exemple.

  
Un matériau en feuille conforme à l'invention et contenant pour la fabrication de bardeaux peut être obtenu sur les machines classiques pour asbeste-ciment soit du type Bell tel que décrit dans la demande publiée de brevet anglais n[deg.] 2.059.867A,soit du type Hatschek classique. Dans les machines des deux espèces, différentes strates (typiquement huit) sont superposées pour former une feuille de ciment renforcé par des fibres de verre ayant,après pressage,une épaisseur de 4 à 5 mm. Dans le cas de la machine Bell, une dispersion aqueuse de ciment contenant des fibres de verre est amenée,en passant par un système à racle,sur une toile ou courroie en mouvement où elle est égouttée par aspiration jusqu'à une teneur en eau d'environ 25%. La strate ainsi formée est transférée de la toile à un cylindre qui tourne.

   Lorsque les strates ont été superposées en un nombre suffisant l'une sur l'autre sur le cylindre pour former une feuille de l'épaisseur souhaitée, cette dernière est détachée du cylindre par tranchage. Dans

  
le cas de la machine Hatschek, la strate est déposée sur un tamis qui tourne et est ensuite transférée sur une courroie et de là sur un cylindre. A nouveau, la feuille est détachée par tranchage sur le cylindre lorsqu'un nombre suffisant de strates ont été superposées pour atteindre l'épaisseur souhaitée.

  
Les opérations ultérieures sont virtuellement les mêmes dans chaque cas. Un emporte-pièce sert à empreindre la forme de plusieurs bardeaux rectangulaires plats avec leurs trous de fixation dans la feuille. Les bardeaux peuvent être des dimensions habituelles

  
de 600 mm x 300 mm ou de 500 mm x 250 mm, par exemple. La feuille est posée sur une tôle d'acier intercalaire et amenée à une pile de feuilles semblables. Lorsque les feuilles empreintes à l'emporte-pièce ont été accumulées en un nombre suffisant dans la pile, cette dernière est amenée dans une presse où les feuilles sont davantage égouttées par pression jusqu'à une teneur

  
en eau d'environ 20%. Les tôles intercalaires sont ensuite retirées et les feuilles sont durcies à 80[deg.]C pendant 24 heures et finalement conservées pendant 7 jours à la température ambiante. Les bardeaux peuvent ensuite être détachés les uns des autres et sont alors prêts à recevoir un revêtement éventuellement souhaité.

  
Les exemples spécifiques I et II ci-après concernent la production de bardeaux de la façon cidessus sur une machine Bell. 

EXEMPLE I

  
On prépare une dispersion aqueuse ayant la composition ci-après exprimée en parties en poids de solides:

  

 <EMI ID=22.1> 


  
Des agents dispersants, des agents floculants et autres agents classiques peuvent aussi être incorporés en petite quantité (moins de 0,1%) de manière connue.

  
Les rubans de fibres de verre ont une longueur de sensiblement 3 mm et sont faits de filaments d'un diamètre de sensiblement 20,um apprêtés à l'aide d'une composition conçue pour assurer que les filaments se dispersent ou se délitent au contact de la dispersion. Des exemples de telles compositions d'apprêt sont donnés dans le brevet EUA n[deg.] 3.948.673. La composition des fibres de verre en moles % est la suivante:

  

 <EMI ID=23.1> 


  
Après durcissement comme décrit ci-dessus à 80[deg.]C pendant 24 heures et conservation pendant sept jours à

  
la température ambiante, on mesure sur les bardeaux

  
la résistance à la flexion dans le sens longitudinal
(long) et le sens transversal (travers) par rapport

  
au sens du mouvement de la toile de la machine Bell, de même que leur résistance au choc. On soumet d'autres éprouvettes des bardeaux à un vieillissement accéléré par immersion complète dans l'eau à 70[deg.]C pendant 16 jours, de façon à simuler à peu près 30 ans d'exposition aux intempéries dans les conditions naturelles, puis on les essaye à nouveau. Les résultats obtenus sont les suivants:

TABLEAU 1

  

 <EMI ID=24.1> 


  
 <EMI ID=25.1> 

  
On peut observer que le module de rupture moyen est supérieur à 20 N.mm-2 et augmente avec le vieillissement.

EXEMPLE II

  
On produit des bardeaux comme décrit ci-dessus au départ d'une dispersion aqueuse de ciment ayant la composition suivante exprimée en pourcentages pondéraux de solides: 

  

 <EMI ID=26.1> 


  
Les bardeaux essayés comme dans l'exemple I donnent les résultats suivants:

TABLEAU 2

  

 <EMI ID=27.1> 


  
Masse volumique des bardeaux: 1,90 g.cm

EXEMPLE III

  
On produit des bardeaux comme dans les exemples I etII à partir d'une dispersion aqueuse ayant les teneurs pondérales ci-après en solides:

  

 <EMI ID=28.1> 
 

EXEMPLE DE COMPARAISON IV

  
A titre de comparaison,on produit une autre série de bardeaux à partir d'une dispersion préparée comme dans l'exemple III, mais en remplaçant la cendre

  
de combustible pulvérisé par de la farine de calcaire
(CaC03) .

EXEMPLE DE COMPARAISON V

  
A titre de comparaison également,on produit des bardeaux à partir d'une dispersion ayant les teneurs pondérales ci-après en solides:

  

 <EMI ID=29.1> 


  
Les résultats de l'essai des bardeaux de l'exemple III et des exemples de comparaison IV et V sont les suivants: 

  

 <EMI ID=30.1> 


  
LDP = Limite de proportionnalité

  
MDR = Module de rupture

  
On peut observer que le remplacement de la cendre de combustible pulvérisé par de la farine de calcaire dans l'exemple IV fait baisser beaucoup la résistance après vieillissement, tandis que dans l'exemple V une quantité trop importante de silice et une quantité insuffisante de cendre de combustible pulvérisé conduisent à une médiocre résistance immédiatement après durcissement.

EXEMPLE VI

  
Le présent exemple concerne la production d'une feuille plate en ciment renforcé par des fibres

  
de verre sur une machine Hatschek à utiliser comme panneau de construction pour lequel un module de rupture moyen minimal de 16 N.mm-2 et une masse volumique minimale de 1,3 g.cm-3 peuvent être spécifiés. 

  
La dispersion aqueuse a la composition ciaprès sur base pondérale:

  

 <EMI ID=31.1> 


  
Les rubans de fibres de verre sont les mêmes que ceux décrits en détail dans l'exemple I.

  
On fabrique des feuilles de la manière habituelle sur la machine Hatschek. On profile (ondule) certaines de ces feuilles à l'aide d'une tête à profiler classique et on les dépose sur une forme de contour correspondant pour le durcissement. On passe d'autres feuilles à la presse pour les égoutter jusqu'à une teneur en eau de 20% avant durcissement. Dans chaque cas, on fait durcir les feuilles à 80[deg.]C pendant 24 heures et on les conserve pendant 7 jours ensuite à la température ambiante. On soumet des éprouvettes débitées dans les feuilles aux essais décrits ci-dessus pour évaluer la résistance à la flexion dans le sens longitudinal (long) et transversal (travers) par rapport au mouvement de

  
la forme cylindrique et de la toile de la machine Hatschek. On détermine aussi leur résistance au choc. Les résultats sont les suivants: 

  
TABLEAU 4

  

 <EMI ID=32.1> 


  
On exécute d'autres expériences au laboratoire pour déterminer la gamme des compositions possibles pour le matériau en feuille destiné à la fabrication des bardeaux. Au cours de ces expériences de laboratoire à l'aide d'un équipement normal, il est difficile d'obtenir un produit aussi mince que sur des machines à l'échelle réelle et il n'est pas possible de composer le bardeau à l'aide d'une série de strates ou d'atteindre la même masse volumique pour le produit. Les résultats obtenus sont utiles dans le sens d'une comparaison,bien que les valeurs absolues atteintes ne puissent être converties directement en valeurs qui seraient atteintes à l'aide de formulations analogues par une opération à l'échelle réelle sur une machine Bell ou Hatschek.

   On exécute ces expériences au laboratoire en confectionnant un bardeau carré de 30 cm de côté et d'une épaisseur de 8 mm qu'on égoutte en exerçant simultanément les effets de la pression et du vide. On fait durcir le bardeau ensuite à 60[deg.]C pendant 24 heures et on mesure les résistances comme dans les exemples précédents.

  
Les résultats sont rassemblés au tableau 5 qui précise aussi la composition de chaque bardeau, la longueur des filaments de verre utilisés et une valeur pour le module de rupture corrigé compte tenu du fait que la masse volumique du bardeau est plus faible que celle

  
à prévoir pour un bardeau produit à l'aide de la même composition à l'échelle réelle. Dans toutes ces expériences,on utilise de la silice volatilisée d'une te-

  
 <EMI ID=33.1> 

  
TABLEAU 5

  

 <EMI ID=34.1> 


  
Ep n[deg.] = éprouvette n[deg.]

  
CPO = ciment Portland ordinaire

  
CCP = cendre de combustible pulvérisé

  
 <EMI ID=35.1> 

  
FV = fibres de verre

  
LF = longueur des filaments

  
CDF cellulose, dispersant, floculant

  
MV masse volumique

  
LDP limite de proportionnalité

  
MDR module de rupture

  
Choc = résistance au choc

  
MDR Spec. = module de rupture spécifique (avec correction pour la masse volumique)

  
Parmi les dix éprouvettes essayées, les éprou-vettes 1 et 10 sont prises uniquement à titre de témoins tombant en dehors du cadre de l'invention du fait qu'elles ne contiennent pas de silice volatilisée ou pas de cendre de combustible pulvérisé, respectivement. L'éprouvette 4 tombe aussi en dehors du cadre

  
de l'invention parce que la teneur en silice volatilisée est trop faible pour une matière première ne con-

  
 <EMI ID=36.1> 

  
tes pourraient être accrues par élévation de la température de durcissement et pourraient certainement être accrues à l'échelle réelle en raison de la meilleure répartition des fibres de verre qui résulte de la formation des strates successives sur les machines Bell

  
et Hatschek.

  
Le tableau 5 prouve qu'en l'absence de silice volatilisée (éprouvette 1) la résistance d'ensemble de la matrice est médiocre en comparaison de celle d'éprouvettes contenant plus de 8% de la silice volatilisée. L'éprouvette 10 montre qu'en l'absence de cendre de combustible pulvérisé, la résistance initiale est faible en comparaison de celle d'éprouvettes contenant des quantités équivalentes de silice volatilisée; les produits faits d'une telle composition, lorsqu'ils subissent le vieillissement artificiel, manifestent une baisse supplémentaire de résistance. La résistance

  
de l'éprouvette 4 serait sensiblement accrue si de la

  
 <EMI ID=37.1> 

  
formément à l'invention.

  
Pour démontrer qu'il est important d'utiliser

  
 <EMI ID=38.1> 

  
dans le matériau est relativement basse, on produit au laboratoire une série d'éprouvettes qui ne diffèrent que par la nature et la proportion de la silice volatilisée et on en détermine la limite de proportionna-lité et le module de rupture,qui conduisent aux résultats ci-après. On utilise deux variétés de silice vo-

  
 <EMI ID=39.1> 

  
tés 1, 2 et 3.

  
TABLEAU 6A

  

 <EMI ID=40.1> 


  
TABLEAU 6B

  

 <EMI ID=41.1> 


  
TABLEAU 6C

  

 <EMI ID=42.1> 


  
On peut observer que la baisse de la teneur en silice depuis 8,5 % à 5,5% s'accompagne d'une baisse sensible de résistance lorsqu'on utilise de la

  
 <EMI ID=43.1> 

Claims (18)

REVENDICATIONS

1 - Matériau en feuille formé d'une composition cimentairerenforcée par des fibres, caractérisé en ce que la composition comprend en pourcentages pondéraux de solides: <EMI ID=44.1>

dans laquelle ces composants constituent au moins 90% en poids des constituants solides de la composition et dans laquelle, lorsque la composition cimentaire comprend moins de 8% en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une variété contenant plus <EMI ID=45.1>

mentaire comprend 5% en poids seulement de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une variété con-

<EMI ID=46.1>

en feuille ayant un module de rupture moyen minimal de 16 N.mm" et une masse volumique minimale de

<EMI ID=47.1>

2 - Matériau en feuille suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pourcentage pondéral de rubans de fibres de verre hachés délités est de 3

à 4%.

3 - Matériau en feuille suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le reste de la composition comprend jusqu'à 4% en poids de pâte de cellulose.

4 - Matériau en feuille suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rubans de fibres de verre hachés délités sont faits d'un verre résistant aux alcalis contenant <EMI ID=48.1>

5 - Matériau en feuille suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la composition des rubans de fibres de verre est sensiblement la suivante en moles %:

<EMI ID=49.1>

6 - Matériau plat en feuille convenant pour des bardeaux,formé d'une composition cimentaire renforcée par des fibres, caractérisé en ce que la composition comprend en pourcentages pondéraux de solides:

<EMI ID=50.1>

ces composants constituant au moins 98% en poids des constituants solides de la composition et le reste (éventuel) consistant en constituants compatibles, et le matériau en feuille a un module de rupture moyen minimal de 20 N.mm-2 et une masse volumique minimale de 1,8 g.cm-3 et présente une surface lisse pour recevoir un revêtement.

7 - Procédé pour fabriquer un matériau en feuille fait de ciment renforcé par des fibres, caractérisé en ce qu'il comprend les stades,

de mélanger une dispersion aqueuse ayant la composition suivante en solides:

<EMI ID=51.1> dans laquelle ces composants constituent au moins 90%

en poids des solides de la dispersion et dans laquelle, lorsque la dispersion comprend moins de 8% en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une varié-

<EMI ID=52.1>

la dispersion comprend seulement 5% en poids de silice volatilisée, la silice volatilisée est d'une variété con-

<EMI ID=53.1>

mélange étant conduite de manière à disperser en filaments simples les rubans de fibres de verre hachés,

de déposer une strate de la dispersion sur une surface perforée,

de superposer plusieurs de ces strates les unes sur

les autres pour former une feuille de matière cimentaire et

de faire durcir la feuille.

8 - Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'opération de mélange de la dispersion est exécutée en mélangeant d'abord le ciment, la cendre de combustible pulvérisé et la silice avec de l'eau dans un mélangeur exerçant un cisaillement intense, puis en ajoutant les rubans de fibres de verre hachés dispersables dans des conditions de mélange où le cisaillement est faible.

9 - Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'opération de mélange de la dispersion est exécutée en mélangeant d'abord le ciment et la cendre de combustible pulvérisé et éventuellement une partie de la silice avec de l'eau dans un mélangeur exerçant un cisaillement intense, puis en ajoutant la silice ou le reste de la silice avec les rubans de fibres de verre hachésdispersables dans des conditions de mélange où le cisaillement est faible.

10 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'opération de dépôt des strates et la constitution de la feuille sont exécutées sur une machine pour asbeste-ciment

du type Bell ou Hatschek.

11 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la feuille est façonnée au profil en coupe souhaité avant durcissement.

12 - Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la feuille est façonnée par application d'une tête de profilage à dépression de

type connu.

13 - Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la feuille est façonnée en la déposant sur une forme dont la face supérieure présente le profil en coupe souhaité et en laissant la feuille s'affaisser au contact de la face.

14 - Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'une seconde forme présentant ce profil est appliquée sur la feuille.

15 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que la feuille est durcie à une température de 60[deg.]C à 90[deg.]C pendant 24 heures, puis est conservée à la température ambiante pendant 7 jours jusqu'à achèvement du durcissement.

16 - Procédé suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la feuille est durcie à une température de 70 à 80[deg.]C.

17 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que la feuille est égouttée par pressage avant le durcissement.

18 - Procédé suivant la revendication 17,

de fabrication de bardeaux, caractérisé en ce que le contour des bardeaux est empreint dans la feuille avant que celle-ci soit pressée et durcie et les bardeaux sont séparés après durcissement.