EP1063364A1 - Mur isolant - Google Patents

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EP1063364A1
EP1063364A1 EP00440179A EP00440179A EP1063364A1 EP 1063364 A1 EP1063364 A1 EP 1063364A1 EP 00440179 A EP00440179 A EP 00440179A EP 00440179 A EP00440179 A EP 00440179A EP 1063364 A1 EP1063364 A1 EP 1063364A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
hand
cement
insulating
mixture
Prior art date
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Granted
Application number
EP00440179A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1063364B1 (fr
Inventor
Pierre Fehr
Didier Helmstetter
Fritz Spurgin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fehr SA
Spurgin Leonhart SAS
Original Assignee
Fehr SA
Spurgin Leonhart SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fehr SA, Spurgin Leonhart SAS filed Critical Fehr SA
Publication of EP1063364A1 publication Critical patent/EP1063364A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1063364B1 publication Critical patent/EP1063364B1/fr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced

Definitions

  • the invention relates to an insulating wall intended to intervene in the construction of a building, for example a dwelling or similar, and having an internal wall as well as a wall external, especially oriented inwards and outwards the exterior of said building, said walls being, on the one hand, arranged opposite one another and in a substantially parallel and, on the other hand, interconnected by through connecting means and, on the other hand, able to define a spacing.
  • the present invention relates to the building sector and, more particularly that of the manufacture of insulating walls, in particular those defined from pre-walls intended, after their realization, to be transported in order to be installed on the construction site of a building.
  • insulating walls corresponding to the description above.
  • such walls arise in the form of two walls made of traditional concrete and connected to each other by a metallic type frame. These two walls delimit, between them, a spacing that it is usual to fill with an insulating material, in particular a hydraulic mixture based on concrete containing polystyrene, in order to give said wall insulating properties.
  • the present invention aims to provide a solution to these drawbacks through an insulating design wall news.
  • said particles of insulating material are full type and are defined in a expanded type synthetic material, especially polystyrene or other, for example in the form of beads.
  • such particles can, again, be of the type hollow and be delimited by a glass envelope, in synthetic or other material, said envelope being, by example, spherical in shape.
  • said particles are defined in a porous material of the volcanic rock type or similar.
  • the water intended to be incorporated into the hydraulic mixture is previously refrigerated and is preferably frozen, at least in part.
  • the cement can be combined with a filling material consisting of fine silica-based particles, such as slag, ash, smoke or combustion by-products.
  • the mass of this filling material added corresponds to a percentage of 30 to 60% of the mass of cement in the hydraulic mixture.
  • Another particular feature relates to the fact that the mixture also comprises metallic type fibers and / or glass fibers in respective amounts of at least 25 kg / m 3 and 5 kg / m 3 .
  • An additional characteristic concerns the fact that the mixture also contains an amount of sand of the order of 10 to 20 kg / m 3 .
  • the water added to the cement is previously refrigerated and is preferably icy, at least in part.
  • drying of at least one of said mixtures hydraulics is carried out in an oven at least 35 ° C, preferably 40 ° C, for a period longer than 6 hours, preferably at least 8 hours.
  • the present invention makes it possible, in fact, to constitute, in particular in the factory, an insulating pre-wall defined by two walls, made at base of a specific insulating hydraulic mixture, spaced and connected by connecting means.
  • This pre-wall is likely to be routed to site where the spacing between the two walls is filled with an insulating material with a composition similar to that hydraulic mixture.
  • composition of this mixture hydraulic allows, advantageously, to constitute a pre-wall of weight significantly lower than that of a traditional pre-wall obtained from solid concrete. Manufacturing, handling, transport and installation on site of such a pre-wall are, therefore, notably facilitated.
  • composition of this hydraulic mixture allows, again and advantageous way, to produce an insulating wall satisfying the insulation standards in force and having a thickness significantly lower than that of a wall obtained, so traditional, from a full and filled concrete pre-wall insulating material.
  • the present invention advantageously makes it possible to obtain a new insulating wall with a thickness less than the insulating walls of the state of the art which allows a substantial gain in living area, this for an identical floor area of building.
  • an insulating wall of reduced thickness allows, on the one hand, to achieve a gain substantial in raw material and, on the other hand, to reduce appreciably the weight of an insulating wall compared to that of a traditional insulating wall.
  • this new insulating wall is made from a hydraulic mixture based on concrete and meets the standards of rigidity in force so that it is possible to have several of these insulating walls one at a above each other so as to define a building with several floors.
  • the walls and the filling of their spacing are made from an insulating material avoids, advantageously, to have recourse to the establishment of at least an insulating and expensive lining wall, after having erected the wall. It is therefore possible, in particular after having conferred said wall has an appropriate external appearance during its manufacture, to carry out, directly and without prior preparation, the application of a tapestry or other coating on a such a wall.
  • the present invention relates to the field of the manufacture of insulating walls intended to be installed on the site of the construction of a building or the like, in particular of a dwelling.
  • the present invention is in no way limited thereto and also relates to a internal type wall, placed inside said building, and able to define, as the case may be, a load-bearing wall or a partition separation.
  • such a wall 1 has a certain thickness 2 and generally comprises two walls 3, 4 including an internal wall 3 and an external wall 4 which, for example with reference to an external type 1 wall, are oriented inward and outward, respectively of said building.
  • Said internal 3 and external 4 walls are arranged opposite one another and in a substantially parallel manner. These two walls 3, 4 each have a certain thickness 5, 6 and are arranged at a distance 7 from one another so as to define a spacing 8 between them. In this spacing 8 extend connecting means 9 able to connect said walls 3, 4 to each other.
  • said wall 1 has a thickness 2 of less than 40 cm.
  • said internal 3 and external 4 walls each have a thickness 5, 6 of between 4 cm and 10 cm knowing that good results are obtained for a thickness 5, 6 of 6 cm.
  • these can, according to a first solution, be defined by particles of solid types. These last are then made of a synthetic material of the type expanded, in particular polystyrene or other, and adopt, by example, the shape of beads.
  • Another solution consists in incorporating, in said mixture hydraulic, particles 10 of insulating material adopting the form of hollow particles. These are delimited by a glass, synthetic or other material envelope, this envelope being, for example, spherical in shape.
  • the maximum volume of air trapped is of the order of 900 l / m 3 knowing that good results are obtained for 800 l / m 3 .
  • an adjuvant capable of coating said particles 10 of insulating material.
  • This adjuvant allows the cement slurry to coat, homogeneously, said insulating particles 10 and create an arch effect suitable for prevent, or at least significantly reduce, the phenomenon of repulsion between particles 10. This makes it possible to remedy the phenomenon of segregation of the hydraulic mixture.
  • the mass of this adjuvant, compared to that of cement is, on the one hand, at least equal to 0.4% and, on the other hand, less than 1%, knowing that good results are obtained for 0.8%.
  • the water intended to be incorporated in the hydraulic mixture is, beforehand, refrigerated.
  • said water is frozen, at least in part.
  • the hydraulic mixture contains cement, the presence of which is ensured, either individually, either in combination with a filling material 11, usually called "filler".
  • a filling material usually called "filler”.
  • Such a filling material It is, in fact, constituted by fine particles based on silica, such as slag, ash, smoke or combustion by-products.
  • the presence of cement must be ensured up to at least 250 kg / m 3 knowing that good results are obtained for 450 kg / m 3 of cement and 150 kg / m 3 of filling material 11.
  • the presence of such a filling material 11 advantageously makes it possible to reduce the quantity of cement necessary for the preparation of the hydraulic mixture and, consequently, to lower the cost price of the latter.
  • Another characteristic of the present invention relates to the fact that the hydraulic mixture can be supplemented with fibers, more particularly of the reinforcing fiber type 12.
  • these metallic fibers have, preferably between 20 and 70 mm in length and their diameter is around 0.8 mm.
  • the hydraulic mixture is added with sand capable of increasing, on the one hand, its density and, on the other hand, the resistance of wall 1.
  • This sand is added at a height of 10 to 20 kg / m 3 knowing that good results are obtained for about 15 kg / m 3 .
  • the insulating wall 1, comprising two walls 3, 4 interconnected and obtained from a hydraulic mixture described above, can define a wall of internal type.
  • the latter can be implanted as is on the construction site of a building.
  • this spacing 8 is filled, in particular by casting, at using an insulating material 13 produced, at least, from cement, water, an adjuvant, the latter being, as the case may be, able to create inclusions of air bubbles or, if necessary, supplemented by particles 10 of an insulating material.
  • the composition of this insulating material 13, that is to say the nature and the amount of its ingredients, is similar to the mixture hydraulic described above and capable of constituting said internal 3 and external 4 walls.
  • the present invention also relates to a method of manufacture of such an insulating wall 1 consisting, in a first step, to introduce a cement in a mixer.
  • water is added to this cement. containing an adjuvant.
  • this water is, before its incorporation, refrigerated, even glazed, at least in part.
  • said adjuvant is able to define inclusions of air bubbles in the hydraulic mixture, while, according to a second mode of realization, this adjuvant comes in addition to particles 10 of an insulating material.
  • the hydraulic mixture comprises such insulating particles 10
  • the latter are, of preferably introduced into the mixer before the cement.
  • the hydraulic mixture contains sand, this the latter is introduced into the mixer and, if necessary, added to insulating particles 10, before the introduction of the cement.
  • the first hydraulic mixture thus obtained can further be added, where appropriate, reinforcing fibers 12, in particular glass fibers and / or fibers of the type metallic. These fibers 12 are preferably incorporated into the mixing after cement and before water.
  • This first hydraulic mixture is mixed before sinking the latter, during a third stage of the method according to the invention, in a mold.
  • the means 9 are arranged in the latter.
  • such means of link 9 are likely to define a frame capable of reinforce the wall 1. If necessary, said connecting means 9 can be completed with such a frame, the latter being placed in the mold before or after pouring the mixture hydraulic.
  • the first hydraulic mixture is then dried in order to define, as the case may be, an external wall 4 or internal wall 3 of the wall 1. It will be observed that, according to a preferred embodiment, this drying takes place in an oven at least 35 ° C, preferably 40 ° C, for a period greater than 6 hours, preferably at least equal to 8 hours.
  • a second hydraulic mixture is also produced, so that similar to the first and of the same composition.
  • This second mixture is intended to define, after drying, as the case may be, a internal wall 3 or external wall 4.
  • This second hydraulic mixture is, in fact, poured into a mold similar to that receiving the first hydraulic mixture.
  • the second mixture is then dried. hydraulic, such drying can be carried out, as for first mixture, in an oven at least 35 ° C, preferably 40 ° C, for a period longer than 6 hours, preferably at less equal to 8 hours.
  • the wall 1 thus obtained can either be stored, either be directly transported to a site.
  • said wall in particular when the latter is of the external type, can be completed by a insulating material 13.
  • the latter is poured into the spacing 8 existing between the inner 3 and outer 4 walls, such insulating material 13 having a composition similar to the mixture hydraulics described above.

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Abstract

L'invention concerne un mur isolant (1) pour la construction d'un bâtiment et comportant une paroi interne (3) et une paroi externe (4), d'une part, disposées en regard l'une de l'autre, de manière sensiblement parallèle, et espacées et, d'autre part, reliées entre elles par des moyens de liaison (9).
Ce mur (1) est caractérisé par le fait qu'il présente une épaisseur (2) inférieure à 40 cm et que ses parois (3, 4) présentent, chacune, une épaisseur (5, 6) d'au moins 4 cm et sont obtenues à partir d'un mélange hydraulique, apte à remplir l'espacement (8) entre lesdites parois (3, 4), et qui, par m3, contient :
  • au moins 250 kg de ciment ;
  • au moins 250 litres d'air piégé, soit par l'intermédiaire de particules (10) d'un matériau isolant, soit dans des inclusions de bulles d'air;
  • un adjuvant apte, selon le cas, à enrober lesdites particules (10) ou à entraíner de l'air ;
  • de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.

Description

L'invention concerne un mur isolant destiné à intervenir dans la construction d'un bâtiment, par exemple une habitation ou analogue, et comportant une paroi interne ainsi qu'une paroi externe, notamment orientées vers l'intérieur et vers l'extérieur dudit bâtiment, lesdites parois étant, d'une part, disposées en regard l'une de l'autre et de manière sensiblement parallèle et, d'autre part, reliées entre elles par l'intermédiaire de moyens de liaison et, d'autre part encore, aptes à définir un espacement.
La présente invention concerne le domaine du bâtiment et, plus particulièrement, celui de la fabrication de murs isolants, notamment ceux définis à partir de pré-murs destinés, après leur réalisation, à être transportés en vue d'être implantés sur le chantier de la construction d'un bâtiment.
L'on connaít, d'ores et déjà, des murs isolants correspondant à la description ci-dessus. En fait, de tel murs se présentent sous la forme de deux parois réalisées en béton traditionnel et reliées entre elles par une armature de type métallique. Ces deux parois délimitent, entre elles, un espacement qu'il est usuel de combler à l'aide d'un matériau isolant, notamment un mélange hydraulique à base de béton contenant du polystyrène, afin de conférer audit mur des propriétés isolantes.
A ce propos, on remarquera que, dans un pareil cas et en vue de satisfaire aux normes d'isolation en vigueur, il est nécessaire de concevoir des murs dont l'épaisseur est d'au moins 40 cm. Une pareille épaisseur de mur se traduit par un espacement relativement important entre les parois ce qui nécessite, pour le remplissage de cet espacement, une quantité importante de matériau isolant. Ce dernier, constitué par un mélange hydraulique élaboré à partir de béton et contenant généralement du polystyrène ou analogue, est relativement onéreux.
Une solution pour réduire l'épaisseur d'un tel mur, tout en lui conférant un coefficient d'isolation thermique satisfaisant aux normes en vigueur, consiste à compléter ce mur, intérieurement et/ou extérieurement, par une paroi de doublage isolante. Un tel mode de réalisation présente, en fait, l'inconvénient de devoir, d'une part, fabriquer et, d'autre, mettre en place une telle paroi de doublage ce qui, évidemment, allonge la durée de montage du mur et occasionne un surcoût dans sa fabrication.
Un autre inconvénient apparaít lorsqu'il s'agit d'assurer le montage d'un meuble ou analogue contre un tel mur. Un tel montage nécessite la mise en place d'un organe de fixation tel qu'une vis ou analogue destinée à coopérer avec une cheville ou autre introduite dans un orifice pratiqué au niveau du mur. La réalisation d'un tel orifice au niveau d'un pré-mur en béton traditionnel s'avère particulièrement fastidieuse et nécessite un outillage approprié de type professionnel.
La présente invention se veut à même d'apporter une solution à ces inconvénients au travers d'un mur isolant de conception nouvelle.
Ainsi, la présente invention concerne un mur isolant destiné à intervenir dans la construction d'un bâtiment, par exemple une habitation ou analogue, et comportant une paroi interne ainsi qu'une paroi externe, notamment orientées vers l'intérieur et vers l'extérieur dudit bâtiment, lesdites parois étant, d'une part, disposées en regard l'une de l'autre et de manière sensiblement parallèle et, d'autre part, reliées entre elles par l'intermédiaire de moyens de liaison, et, d'autre part encore, aptes à définir un espacement, caractérisé par le fait, d'une part, que ledit mur présente une épaisseur inférieure à 40 cm et, d'autre part, que lesdites parois interne et externe présentent, chacune, une épaisseur d'au moins 4 cm et sont obtenues à partir d'un mélange hydraulique qui, d'une part, présente une composition similaire à celle d'un matériau isolant susceptible de remplir, notamment par coulage, ledit espacement entre les parois interne et externe et, d'autre part, contient, par m3 :
  • au moins 250 kg de ciment ;
  • au moins 250 litres d'air piégé par l'intermédiaire de particules d'un matériau isolant ;
  • un adjuvant apte à enrober lesdites particules de matériau isolant et dont la masse est, par rapport à celle du ciment, au moins égale à 0.4% ;
  • de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.
Selon une caractéristique additionnelle, lesdites particules de matériau isolant sont de type pleines et sont définies en un matériau synthétique de type expansé, notamment du polystyrène ou autre, par exemple sous forme de billes.
Cependant, de telles particules peuvent, encore, être de type creuses et être délimitées par une enveloppe en verre, en matériau synthétique ou autre, ladite enveloppe étant, par exemple, de forme sphérique.
Selon une autre caractéristique, lesdites particules sont définies en un matériau poreux du type roche volcanique ou analogue.
L'invention concerne, également, un mur isolant destiné à intervenir dans la construction d'un bâtiment, par exemple une habitation ou analogue, et comportant une paroi interne ainsi qu'une paroi externe, notamment orientées vers l'intérieur et vers l'extérieur dudit bâtiment, lesdites parois étant, d'une part, disposées en regard l'une de l'autre et de manière sensiblement parallèle et, d'autre part, reliées entre elles par l'intermédiaire de moyens de liaison, et, d'autre part encore, aptes à définir un espacement, caractérisé par le fait, d'une part, que ledit mur présente une épaisseur inférieure à 40 cm et, d'autre part, que lesdites parois interne et externe présentent, chacune, une épaisseur d'au moins 4 cm et sont obtenues à partir d'un mélange hydraulique qui, d'une part, présente une composition similaire à celle d'un matériau isolant susceptible de remplir, notamment par coulage, ledit espacement entre les parois interne et externe et, d'autre part, contient, par m3 :
  • au moins 250 kg de ciment ;
  • des inclusions de bulles d'air représentant un volume total d'air d'au moins 250 litres ;
  • un adjuvant, d'une part, apte, lors de la réalisation dudit mélange, à entraíner de l'air dans ce dernier pour la création desdites inclusions et, d'autre part, dont le volume est d'au moins 0.8 litre par m3 de mélange hydraulique ;
  • de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.
Selon une caractéristique additionnelle, l'eau destinée à être incorporée au mélange hydraulique est, préalablement, réfrigérée et est, de préférence, glacée, du moins en partie.
Selon une caractéristique additionnelle, le ciment peut être combiné à un matériau de remplissage constitué par des particules fines à base de silice, telles que des scories, des cendres, des fumées ou des sous-produits de combustion.
En fait, la masse de ce matériau de remplissage rajouté correspond à un pourcentage de 30 à 60% de la masse de ciment dans le mélange hydraulique.
Une autre particularité concerne le fait que le mélange comporte, encore, des fibres de type métallique et/ou des fibres de verre en quantités, respectives, d'au moins 25 kg/m3 et 5 kg/m3.
Une caractéristique additionnelle concerne le fait que le mélange contient, de plus, une quantité de sable de l'ordre de 10 à 20 kg/m3.
La présente invention concerne, également, un procédé de fabrication d'un mur isolant, procédé par lequel :
  • l'on introduit, dans un mélangeur, un ciment auquel on incorpore une eau contenant un adjuvant qui, selon le cas, définit des inclusions de bulles d'air ou vient en complément de particules d'un matériau de type isolant ;
  • avant l'introduction du ciment dans le mélangeur, l'on introduit dans ce dernier, le cas échéant, lesdites particules de matériau isolant puis du sable et, ensuite, un matériau de remplissage ;
  • l'on rajoute au ciment, avant l'incorporation de l'eau et de l'adjuvant, et, le cas échéant, des fibres de renfort ;
  • l'on assure le mélangeage de ce premier mélange hydraulique obtenu avant de le couler dans un moule ;
  • l'on dispose dans ce moule, avant ou après la coulée, les moyens de liaison ;
  • l'on assure le séchage dudit premier mélange hydraulique en vue de définir, selon le cas, une paroi externe ou interne du mur ;
  • l'on réalise un second mélange hydraulique, de manière similaire au premier et de même composition, destiné à définir, après séchage, selon le cas, une paroi interne ou externe ;
  • l'on coule ce second mélange hydraulique dans un moule ;
  • l'on procède au retournement de la paroi externe ou interne obtenue à partir du premier mélange hydraulique et l'on assure, en partie, l'immersion de ses moyens de liaison dans le second mélange hydraulique ;
  • l'on procède au séchage dudit second mélange hydraulique ;
  • l'on remplit, ultérieurement et notamment par coulage, l'espacement entre les parois interne et externe par un matériau isolant de composition similaire audit mélange hydraulique.
Selon une caractéristique additionnelle, l'eau rajoutée au ciment est, au préalable, réfrigérée et est, de préférence, glacée, du moins en partie.
On remarquera que le séchage de l'un au moins desdits mélanges hydrauliques s'effectue dans une étuve à au moins 35°C, de préférence 40°C, pendant une durée supérieure à 6 heures, de préférence au moins égale à 8 heures.
La présente invention permet, en fait, de constituer, notamment en usine, un pré-mur isolant défini par deux parois, réalisées à base d'un mélange hydraulique isolant spécifique, espacées et raccordées par des moyens de liaison. Ce pré-mur est susceptible d'être acheminé sur site où l'espacement entre les deux parois est rempli par un matériau isolant de composition similaire à ce mélange hydraulique.
A ce propos, on observera que la composition de ce mélange hydraulique permet, avantageusement, de constituer un pré-mur de poids sensiblement inférieur à celui d'un pré-mur traditionnel obtenu à partir de béton plein. La fabrication, la manipulation, le transport et la mise en place sur site d'un tel pré-mur s'en trouvent, par conséquent, notablement facilitées.
La composition de ce mélange hydraulique permet, encore et de manière avantageuse, de réaliser un mur isolant satisfaisant aux normes d'isolation en vigueur et présentant une épaisseur sensiblement inférieure à celle d'un mur obtenu, de manière traditionnelle, à partir d'un pré-mur en béton plein et rempli d'un matériau isolant.
Ainsi, la présente invention permet, avantageusement, d'obtenir un nouveau mur isolant d'épaisseur inférieure aux murs isolants de l'état de la technique ce qui autorise un gain substantiel en surface habitable, ceci pour une surface au sol identique du bâtiment.
De plus, le fait de réaliser un mur isolant d'épaisseur réduite permet, de manière avantageuse, d'une part, de réaliser un gain substantiel en matière première et, d'autre part, de réduire sensiblement le poids d'un mur isolant par rapport à celui d'un mur isolant traditionnel.
Il en résulte que la charge imposée, par un tel mur isolant, sur les fondations d'un bâtiment est, par conséquent, réduite ce qui présente un intérêt substantiel pour des constructions réalisées sur des terrains sensibles.
Il convient, encore, d'observer que ce nouveau mur isolant est réalisé à partir d'un mélange hydraulique à base de béton et répond aux normes de rigidité en vigueur de sorte qu'il est possible de disposer plusieurs de ces murs isolants l'un au dessus de l'autre de manière à définir un bâtiment à plusieurs étages.
Le fait que les parois ainsi que le remplissage de leur espacement soient réalisés à partir d'un matériau isolant évite, avantageusement, d'avoir recours à la mise en place d'au moins une paroi de doublage, isolante et onéreuse, après avoir érigé le mur. Il est donc possible, notamment après avoir conféré audit mur un aspect extérieur approprié lors de sa fabrication, de réaliser, directement et sans préparation préalable, l'application d'un revêtement du type tapisserie ou autre sur un tel mur.
On remarquera, également, que le fait d'incorporer un matériau isolant dans lesdites parois permet, avantageusement, d'abaisser la compacité, la densité et la dureté d'un tel mur par rapport à un pré-mur en béton traditionnel. Ceci facilite considérablement les interventions sur ce nouveau mur isolant, notamment lorsqu'il s'agit de réaliser une saignée ou encore de percer un orifice destiné à recevoir un organe de fixation ou analogue.
De plus, la fabrication d'un tel pré-mur fait intervenir un adjuvant dont les fonctions, les quantités et les conditions d'incorporation dans le mélange hydraulique, permettent de maítriser la ségrégation de ce dernier de sorte que la structure du mur, après séchage, reste homogène aussi bien au niveau des parois qu'entre ces dernières.
On remarquera, également, que l'utilisation d'eau glacée et/ou le respect d'un cycle précis de séchage du mélange et/ou l'emploi de fibres permettent, avantageusement, de réduire le retrait du matériau et, par conséquent, de diminuer voire de supprimer le phénomène de fissuration.
L'invention est exposée plus en détail dans la description qui va suivre se rapportant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré dans les figures du dessin en annexe dans lequel :
  • la figure 1 est une vue schématisée et en perspective d'un mur isolant selon l'invention ;
  • la figure 2 est une vue schématisée et en détail d'une paroi d'un tel mur en contact avec un matériau isolant remplissant l'espacement entre deux parois.
La présente invention concerne le domaine de la fabrication de murs isolants destinés à être implantés sur le chantier de la construction d'un bâtiment ou analogue, notamment d'une habitation.
Si, dans la suite de la description, il sera, plus particulièrement, fait état d'un mur de type externe destiné à délimiter, extérieurement, un tel bâtiment, la présente invention n'y est nullement limitée et concerne, également, un mur de type interne, disposé à l'intérieur dudit bâtiment, et apte définir, selon le cas, un mur porteur ou une cloison de séparation.
Tel que visible sur la figure 1 du dessin en annexe, un tel mur 1 présente une certaine épaisseur 2 et comporte, généralement, deux parois 3, 4 dont une paroi interne 3 et une paroi externe 4 qui, par exemple en référence à un mur de type externe 1, sont orientées, respectivement, vers l'intérieur et vers l'extérieur dudit bâtiment.
Lesdites parois interne 3 et externe 4 sont disposées en regard l'une de l'autre et de manière sensiblement parallèle. Ces deux parois 3, 4 présentent, chacune, une certaine épaisseur 5, 6 et sont disposées à une distance 7 l'une de l'autre de manière à définir, entre elles, un espacement 8.
Dans cet espacement 8 s'étendent des moyens de liaison 9 aptes à relier lesdites parois 3, 4 entre elles.
Selon une première caractéristique de la présente invention, ledit mur 1 présente une épaisseur 2 inférieure à 40 cm.
Dans un pareil cas, lesdites parois interne 3 et externe 4 présentent, chacune, une épaisseur 5, 6 comprise entre 4 cm et 10 cm sachant que de bons résultats sont obtenus pour une épaisseur 5, 6 de 6 cm.
Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, ces parois 3, 4 sont de type isolant et sont obtenues à partir d'un mélange hydraulique qui, par m3, contient :
  • au moins 250 kg de ciment ;
  • au moins 250 litres d'air piégé par l'intermédiaire de particules 10 d'un matériau isolant ;
  • un adjuvant apte à enrober lesdites particules 10 de matériau isolant et dont la masse est, par rapport à celle du ciment, au moins égale à 0.4% ;
  • de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.
En ce qui concerne lesdites particules 10 en matériau isolant, ces dernières peuvent, selon une première solution, être définies par des particules de types pleines. Ces dernières sont, alors, constituées en un matériau synthétique de type expansé, notamment du polystyrène ou autre, et adoptent, par exemple, la forme de billes.
Une autre solution consiste à incorporer, dans ledit mélange hydraulique, des particules 10 de matériau isolant adoptant la forme de particules creuses. Ces dernières sont délimitées par une enveloppe en verre, en matériau synthétique ou autre, cette enveloppe étant, par exemple, de forme sphérique.
Finalement, une dernière solution consiste à employer des particules 10 définies en un matériau poreux du type roche volcanique ou analogue.
En fait, si le volume minimum d'air piégé par l'intermédiaire desdites particules isolantes 10 est de 250 l/m3, le volume maximum d'air piégé est de l'ordre de 900 l/m3 sachant que de bons résultats sont obtenus pour 800 l/m3.
Il convient d'observer qu'il est, d'ores et déjà, connu d'incorporer des particules isolantes, notamment sous forme de billes de polystyrène, dans un mélange ciment-eau. En fait, dans cet état de la technique et lors d'une telle incorporation, les grains de ciment s'agencent sous la forme de chapelets raccordés, à l'une de leurs extrémités, à une particule et s'éloignant de cette dernière. La présence de ces chapelets occasionne la répulsion des particules isolantes ce qui se traduit, à terme, par un phénomène de ségrégation du mélange hydraulique.
Afin de remédier à ce problème, il est incorporé, au mélange hydraulique, un adjuvant apte à enrober lesdites particules 10 de matériau isolant. La présence de cet adjuvant permet à la laitance de ciment d'enrober, de manière homogène, lesdites particules isolantes 10 et de créer un effet de voûte apte à empêcher, ou tout du moins à réduire notablement, le phénomène de répulsion entre particules 10. Ceci permet de remédier au phénomène de ségrégation du mélange hydraulique.
De plus, la présence d'un tel adjuvant améliore, sensiblement, la rhéologie du mélange hydraulique ce qui facilite, d'une part, le mélangeage de ce dernier et, d'autre part, sa mise en oeuvre, notamment lors du moulage.
En outre, on remarquera que le fait d'ajouter un adjuvant de ce type permet, avantageusement, d'augmenter la résistance du mélange et, par conséquent, celle du mur défini ultérieurement.
En fait, la masse de cet adjuvant, par rapport à celle du ciment, est, d'une part, au moins égale à 0.4% et, d'autre part, inférieure à 1%, sachant que de bons résultats sont obtenus pour 0.8%.
Selon un second mode de réalisation de la présente invention, lesdites parois isolantes 3, 4 sont obtenues à partir d'un mélange hydraulique qui, par m3, contient :
  • au moins 250 kg de ciment ;
  • des inclusions de bulles d'air représentant un volume total d'air d'au moins 250 litres ;
  • un adjuvant, d'une part, apte, lors de son incorporation dans ledit mélange hydraulique, à entraíner de l'air dans ce dernier pour la création desdites inclusions et, d'autre part, dont le volume est d'au moins 0.8 litre par m3 de mélange hydraulique ;
  • de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.
Dans ce dernier cas, le caractère isolant du mélange hydraulique lui est conféré par la présence des inclusions de bulles d'air.
De manière générale et quel que soit le mode de réalisation envisagé, il convient d'observer que le fait d'ajouter de l'eau à du ciment déclenche la réaction hydraulique ce qui entraíne une élévation de la température du mélange hydraulique. Sachant que ce mélange est de type isolant, la chaleur dégagée par la réaction hydraulique est particulièrement difficile à évacuer ce qui peut être préjudiciable à la qualité dudit mélange et à celle du mur ultérieurement obtenu.
Afin de remédier à ces inconvénients et selon une autre particularité de la présente invention, l'eau destinée à être incorporée dans le mélange hydraulique est, au préalable, réfrigérée. En fait et selon un mode de réalisation préféré, ladite eau est glacée, du moins en partie.
Tel qu'évoqué ci-dessus, le mélange hydraulique contient du ciment dont la présence est assurée, soit à titre individuel, soit en combinaison avec un matériau de remplissage 11, usuellement dénommé « filler ». Un tel matériau de remplissage 11 est, en fait, constitué par des particules fines à base de silice, telles que des scories, des cendres, des fumées ou des sous-produits de combustion.
A ce propos, on observera que, en l'absence de matériau de remplissage 11, il est nécessaire d'incorporer au moins 350 kg de ciment, de préférence 600 kg, par m3 de mélange hydraulique.
Cependant, lorsque l'on combine un matériau de remplissage 11 avec un tel ciment, il est nécessaire que la masse de ce matériau de remplissage 11 rajouté corresponde à un pourcentage de 30 à 60% de la masse de ciment dans le mélange, sachant que de bons résultats sont obtenus lors que la masse du ciment est égale au triple de celle du matériau de remplissage 11.
Dans un pareil cas, la présence de ciment doit être assurée à hauteur d'au moins 250 kg/m3 sachant que de bons résultats sont obtenus pour 450 kg/m3 de ciment et 150 kg/m3 de matériau de remplissage 11.
Ainsi, la présence d'un tel matériau de remplissage 11 permet, avantageusement, de réduire la quantité de ciment nécessaire à l'élaboration du mélange hydraulique et, par conséquent, d'abaisser le coût de revient de ce dernier.
Outre ces avantages, l'incorporation d'un tel matériau de remplissage 11 permet, encore, une meilleure maítrise de l'échauffement du mélange hydraulique et facilite la mise en oeuvre de ce dernier.
Une autre caractéristique de la présente invention concerne le fait que le mélange hydraulique peut être additionné de fibres, plus particulièrement de type fibres de renfort 12.
A ce propos, il peut être fait appel à des fibres métalliques dont la présence est assurée à hauteur d'au moins 25 kg/m3 sachant que de bons résultats sont obtenus pour 35 à 60 kg/m3.
On observera que ces fibres métalliques présentent, de préférence, une longueur comprise entre 20 et 70 mm et que leur diamètre avoisine les 0.8 mm.
On peut, également, avoir recours à au moins 5 kg/m3 de fibres de verre sachant que 8 à 10 kg/m3 de ces dernières permettent d'obtenir de bons résultats.
Evidemment, un mélange de ces deux types de fibres, de verre et métalliques, est également envisageable.
L'ajout de telles fibres permet, d'une part, de maítriser le phénomène de retrait du mélange hydraulique lors de son séchage et, d'autre part, de renforcer la tenue mécanique du mur 1.
Selon une autre particularité, le mélange hydraulique est additionné de sable apte à augmenter, d'une part, sa densité et, d'autre part, la résistance du mur 1.
Ce sable est ajouté à hauteur de 10 à 20 kg/m3 sachant que de bons résultats sont obtenus pour environ 15 kg/m3.
Tel qu'évoqué ci dessus, le mur isolant 1, comportant deux parois 3, 4 reliées entre elles et obtenues à partir d'un mélange hydraulique décrit ci dessus, peut définir un mur de type interne. Dans un pareil cas, ce dernier peut être implanté tel quel sur le chantier de la construction d'un bâtiment.
Cependant, dans le cas d'un mur 1 externe, usuellement de type porteur, il convient de conférer à ce dernier des qualités d'isolation aptes à satisfaire aux normes en vigueur.
A cet effet, après l'implantation sur site d'un tel mur 1 externe, il convient de compléter ce dernier par un matériau isolant 13, disposé entre lesdites parois 3, 4, au niveau de l'espacement 8 résidant entre ces dernières.
En fait, cet espacement 8 est rempli, notamment par coulage, à l'aide d'un matériau isolant 13 élaboré, au moins, à partir de ciment, d'eau, d'un adjuvant, ce dernier étant, selon le cas, apte à créer des inclusions de bulles d'air ou, le cas échéant, complété par des particules 10 en un matériau isolant.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la composition de ce matériau isolant 13, c'est à dire la nature et la quantité de ses ingrédients, est similaire au mélange hydraulique décrit ci dessus et apte à constituer lesdites parois interne 3 et externe 4.
Ainsi, ledit matériau isolant 13 contient, par m3 de mélange hydraulique :
  • au moins 250 kg de ciment ;
  • au moins 250 litres d'air piégé ;
  • un adjuvant dont, soit la masse est, par rapport à celle du ciment, au moins égale à 0.4%, soit le volume est d'au moins 0.8 litre par m3 de mélange hydraulique, cet adjuvant étant, le cas échéant, associé à des particules 10 en un matériau isolant et aptes à piéger de l'air;
  • de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.
La présente invention concerne, également, un procédé de fabrication d'un tel mur isolant 1 consistant, dans une première étape, à introduire un ciment dans un mélangeur.
Dans une seconde étape, il est ajouté, à ce ciment, une eau contenant un adjuvant.
Selon un mode de réalisation préféré, cette eau est, avant son incorporation, réfrigérée, voire glacée, au moins en partie.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit adjuvant est apte à définir des inclusions de bulles d'air dans le mélange hydraulique, tandis que, selon un second mode de réalisation, cet adjuvant vient en complément de particules 10 d'un matériau de type isolant.
On observera que, lorsque le mélange hydraulique comporte de telles particules isolantes 10, ces dernières sont, de préférence, introduites dans le mélangeur avant le ciment. De plus, lorsque le mélange hydraulique contient du sable, ce dernier est introduit dans le mélangeur et, le cas échéant, rajouté à des particules isolantes 10, avant l'introduction du ciment.
Lorsque ce ciment est complété par un matériau de remplissage 11, ce dernier est introduit dans le mélangeur avant le ciment et, le cas échéant, après le sable et les particules isolantes 10.
Finalement, le premier mélange hydraulique ainsi obtenu peut encore être additionné, le cas échéant, de fibres de renfort 12, notamment des fibres de verre et/ou des fibres de type métallique. Ces fibres 12 sont, de préférence, incorporées au mélange après le ciment et avant l'eau.
L'on assure le mélangeage de ce premier mélange hydraulique avant de couler ce dernier, au cours d'une troisième étape du procédé selon l'invention, dans un moule.
On observera que, au cours de ces premières étapes du procédé, les matériaux employés sont maintenus, constamment, sous agitation ou analogue en vue, d'une part, d'assurer l'homogénéité du mélange hydraulique et, d'autre part, de retarder la prise de ce dernier.
Avant ou après la coulée dudit mélange dans le moule, les moyens de liaison 9 sont disposés dans ce dernier. On remarquera que, selon un mode de réalisation particulier, de tels moyens de liaison 9 sont susceptibles de définir une armature apte à renforcer le mur 1. Le cas échéant, lesdits moyens de liaison 9 peuvent être complétés par une telle armature, cette dernière étant disposée dans le moule avant ou après la coulée du mélange hydraulique.
L'on assure, alors, le séchage dudit premier mélange hydraulique en vue de définir, selon le cas, une paroi externe 4 ou interne 3 du mur 1.
On observera que, selon un mode de réalisation préféré, ce séchage s'effectue dans une étuve à au moins 35°C, de préférence 40°C, pendant une durée supérieure à 6 heures, de préférence au moins égale à 8 heures.
On réalise, également, un second mélange hydraulique, de manière similaire au premier et de même composition. Ce second mélange est destiné à définir, après son séchage, selon le cas, une paroi interne 3 ou externe 4.
Ce second mélange hydraulique est, en fait, coulé dans un moule similaire à celui recevant le premier mélange hydraulique.
L'on procède, après cette seconde coulée, au retournement de la paroi externe 4 ou interne 3 obtenue à partir du premier mélange hydraulique et l'on assure, en partie, l'immersion des moyens de liaison 9 qui lui sont associés dans le second mélange hydraulique.
Il est, ensuite, procédé au séchage dudit second mélange hydraulique, un tel séchage pouvant s'effectuer, comme pour le premier mélange, dans une étuve à au moins 35°C, de préférence 40°C, pendant une durée supérieure à 6 heures, de préférence au moins égale à 8 heures.
On observera que les différentes phases du procédé décrit ci-dessus peuvent être accomplies en usine.
Après séchage, le mur 1 ainsi obtenu peut, soit être stocké, soit être directement acheminé sur un chantier.
Après son implantation sur site, ledit mur 1, notamment lorsque ce dernier est du type externe, peut être complété par un matériau isolant 13. Ce dernier est coulé dans l'espacement 8 existant entre les parois interne 3 et externe 4, un tel matériau isolant 13 étant de composition similaire au mélange hydraulique décrit ci dessus.

Claims (13)

  1. Mur isolant destiné à intervenir dans la construction d'un bâtiment, par exemple une habitation ou analogue, et comportant une paroi interne (3) ainsi qu'une paroi externe (4), notamment orientées vers l'intérieur et vers l'extérieur dudit bâtiment, lesdites parois (3, 4) étant, d'une part, disposées en regard l'une de l'autre et de manière sensiblement parallèle et, d'autre part, reliées entre elles par l'intermédiaire de moyens de liaison (9) et, d'autre part encore, aptes à définir un espacement (8), caractérisé par le fait, d'une part, que ledit mur (1) présente une épaisseur (2) inférieure à 40 cm et, d'autre part, que lesdites parois interne (3) et externe (4) présentent, chacune, une épaisseur (5, 6) d'au moins 4 cm et sont obtenues à partir d'un mélange hydraulique qui, d'une part, présente une composition similaire à celle d'un matériau isolant (13) susceptible de remplir, notamment par coulage, ledit espacement (8) entre les parois interne (3) et externe (4) et, d'autre part, contient, par m3 :
    au moins 250 kg de ciment ;
    au moins 250 litres d'air piégé par l'intermédiaire de particules (10) d'un matériau isolant ;
    un adjuvant apte à enrober lesdites particules (10) de matériau isolant et dont la masse est, par rapport à celle du ciment, au moins égale à 0.4% ;
    de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.
  2. Mur isolant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites particules (10) de matériau isolant sont de type pleines et sont définies en un matériau synthétique de type expansé, notamment du polystyrène ou autre, par exemple sous forme de billes.
  3. Mur isolant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites particules (10) de matériau isolant sont de type creuses et sont délimitées par une enveloppe en verre, en matériau synthétique ou autre, ladite enveloppe étant, par exemple, de forme sphérique.
  4. Mur isolant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites particules (10) de matériau isolant sont définies en un matériau poreux du type roche volcanique ou analogue.
  5. Mur isolant destiné à intervenir dans la construction d'un bâtiment, par exemple une habitation ou analogue, et comportant une paroi interne (3) ainsi qu'une paroi externe (4), notamment orientées vers l'intérieur et vers l'extérieur dudit bâtiment, lesdites parois (3, 4) étant, d'une part, disposées en regard l'une de l'autre et de manière sensiblement parallèle et, d'autre part, reliées entre elles par l'intermédiaire de moyens de liaison (9) et, d'autre part encore, aptes à définir un espacement (8), caractérisé par le fait, d'une part, que ledit mur (1) présente une épaisseur (2) inférieure à 40 cm et, d'autre part, que lesdites parois interne (3) et externe (4) présentent, chacune, une épaisseur (5, 6) d'au moins 4 cm et sont obtenues à partir d'un mélange hydraulique qui, d'une part, présente une composition similaire à celle d'un matériau isolant (13) susceptible de remplir, notamment par coulage, ledit espacement (8) entre les parois interne (3) et externe (4) et, d'autre part, contient, par m3 :
    au moins 250 kg de ciment ;
    des inclusions de bulles d'air représentant un volume total d'air d'au moins 250 litres ;
    un adjuvant, d'une part, apte, lors de la réalisation dudit mélange, à entraíner de l'air dans ce dernier pour la création desdites inclusions et, d'autre part, dont le volume est d'au moins 0.8 litre par m3 de mélange hydraulique ;
    de l'eau en quantité telle que le rapport, en masse, eau/ciment est compris entre 0.2 et 0.5.
  6. Mur isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'eau destinée à être incorporée au mélange hydraulique est, préalablement, réfrigérée et est, de préférence, glacée, du moins en partie.
  7. Mur isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le ciment peut être combiné à un matériau de remplissage (11) constitué par des particules fines à base de silice, telles que des scories, des cendres, des fumées ou des sous-produits de combustion.
  8. Mur isolant selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la masse du matériau de remplissage (11) rajouté correspond à un pourcentage de 30 à 60% de la masse de ciment dans le mélange hydraulique.
  9. Mur isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le mélange comporte des fibres de renfort (12), notamment des fibres de type métallique et/ou des fibres de verre en quantités, respectives, d'au moins 25 kg/m3 et 5 kg/m3.
  10. Mur isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le mélange contient une quantité de sable de l'ordre de 10 à 20 kg/m3.
  11. Procédé de fabrication d'un mur isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que :
    l'on introduit, dans un mélangeur, un ciment auquel on incorpore une eau contenant un adjuvant qui, selon le cas, définit des inclusions de bulles d'air ou vient en complément de particules (10) d'un matériau de type isolant ;
    avant l'introduction du ciment dans le mélangeur, l'on introduit dans ce dernier, le cas échéant, lesdites particules de matériau isolant (10) puis du sable et, ensuite, un matériau de remplissage ;
    l'on rajoute au ciment, avant l'incorporation de l'eau et de l'adjuvant, et, le cas échéant, des fibres de renfort (12) ;
    l'on assure le mélangeage de ce premier mélange hydraulique obtenu avant de le couler dans un moule ;
    l'on dispose dans ce moule, avant ou après la coulée, les moyens de liaison (9) ;
    l'on assure le séchage dudit premier mélange hydraulique en vue de définir, selon le cas, une paroi externe (4) ou interne (3) du mur (1) ;
    l'on réalise un second mélange hydraulique, de manière similaire au premier et de même composition, destiné à définir, après séchage, selon le cas, une paroi interne (3) ou externe (4) ;
    l'on coule ce second mélange hydraulique dans un moule ;
    l'on procède au retournement de la paroi externe (4) ou interne (3) obtenue à partir du premier mélange hydraulique et l'on assure, en partie, l'immersion de ses moyens de liaison (9) dans le second mélange hydraulique ;
    l'on procède au séchage dudit second mélange hydraulique ;
    l'on remplit, ultérieurement et notamment par coulage, l'espacement (8) entre les parois interne (3) et externe (4) par un matériau isolant (13) de composition similaire audit mélange hydraulique.
  12. Procédé de fabrication d'un mur isolant selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'eau rajoutée au ciment est, au préalable, réfrigérée, cette eau étant, de préférence, glacée, du moins en partie.
  13. Procédé de fabrication d'un mur isolant selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé par le fait que le séchage de l'un au moins desdits mélanges hydrauliques s'effectue dans une étuve à au moins 35°C, de préférence 40°C, pendant une durée supérieure à 6 heures, de préférence au moins égale à 8 heures.
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