La présente invention concerne le domaine de la fabrication d'objets moulés et d'éléments préfabriqués , même de grandes dimensions , pour l'industrie du batiment, du meuble et de la construction navale
Elle a pour objet un matériau nouveau à base de granulats de bois et de resine et autres matériaux légers et isolants, et , le procédé de mise en oeuvre
Ce matériau est caractérisé par sa grande légèreté, se bonne résistance à la compréssion et à la traction, une bonne isola tion thérmique et phonique, il est difficilement inflammable, et imputréscible
Sa fabrication ne nécessite pas de contraintes particuliéres d'hygrométrie, de température ou de pression
I1 permet la réalisation de panneaux de façade, de toiture, de plancher, de cloisons, pour la construction de maisons ou d' immeubles, de chalets et habitations lXgdres de loisir, des éléments moulés : mobilier urbain, cercueil, mobilier, éléments de sol et de revétement de façade, légers, isolants, de toutes formes même courbes, de grandes dimensions < 15 m2 . The present invention relates to the field of the manufacture of molded objects and prefabricated elements, even of large dimensions, for the building industry, furniture and shipbuilding.
It relates to a new material based on wood aggregates and resin and other light and insulating materials, and the implementation process
This material is characterized by its great lightness, good resistance to compression and traction, good thermal and sound insulation, it is hardly flammable and rot proof.
Its manufacture does not require any particular constraints of hygrometry, temperature or pressure.
It allows the realization of facade panels, roof, floor, partitions, for the construction of houses or buildings, chalets and lXgdres leisure dwellings, molded elements: street furniture, coffin, furniture, floor elements and facade cladding, light, insulating, of all shapes, even curved, large dimensions <15 m2.
Actuellement les éléments préfabriqués de façade sont soit à base de béton, lourds, nécéssitant souvent un complement d'iso*- lation aprés coup , soit constitués de panneaux sandwich composites, souvent non autoporteurs necéssitant une ossature
Les panneaux de toiture sont incomplets, les plus élaborés ne comportant que le chevronnage, la face intérieure et l1iso- lation, nécéssitant, aprés coup, la mise en place de la couverture par un autre corps d'état .Currently the prefabricated facade elements are either concrete-based, heavy, often requiring additional insulation after the fact, or made up of composite sandwich panels, often not self-supporting requiring a framework.
The roof panels are incomplete, the most elaborate ones only comprising the rafters, the interior face and the insulation, requiring, after the fact, the installation of the roof by another tradesman.
Les cloisons sont aussi pour la plupart constitués de panneaux composites sandwich ou en bois aggloméré nécéssitant une fabrication en usine en raison des contraintes importantes nécéssaires ( séchage des granulats de bois, température élévée de prise et pression importante ) t De ce fait ils sont denses, lourds peu épais et de petite dimension < 4 m2
Tous ces procédés necéssitent une main d'oeuvre qualifiée de differents corps d'états successifs
Peu reunissent à la fois les qualités obtenues par l'utilisation du matériau objet de la présente invention
La présente invention concerne l'ensemble du procédé ::
- Le matériau composite
- La méthode de fabrication et le moulage
- Les différents objets et éléments pouvant etre fabriqués
avec ce procédé
- Les diverses variantes
L'objet de l'invention permet une grande diversité d'utilisations, et avec le même matériau et le même procédé de base obtenir des caractéristiques différentes suivant l'élément
Pour les façades et toitures : Résistance , parement exté rieur et intérieur términé , bonne isolation thermique, impér méabilité , incorporation des baies
Pour les planchers : Résistance à la fléxion, isolation phonique, faces finies , incorporation des canalisations
Pour les cloisonnements :Résistance aux chocs, isolation phonique, parements finis , incorporation des chassis vitrés
En effet il est possible d'incorporer dans le moule tous les éléments des second oeuvre : Baies, canalisations éléctriques et sanitaires , etc
Le matériau de base, objet de la presente invention est léger, 200 à 300 Kg suivant la compacité désirée , les éléments finis ont une densité de 300 à 500 Kg/m3 suivant les revetements
Cette légèreté permet d'obtenir des éléments légers plus facilements manoeuvrable et transportables
La facilité de fabrication, sans contraintes particuliére, ne necéssite pas d'installations et de moules couteux, la fabri cation pouvant même se faire en chantiers forains et itinérants sur remorque . La main d'oeuvre n'a pas de qualification parti culiére .Les matériaux utilisés ne sont pas chers
Cela permet d'obtenir un prix de revient concurentiel, même de petites entreprises pourront utiliser ce procédé . Une seule peut ainsi mettre en oeuvre 60% de la construction
L'invention concerne le choix des matériaux entrant dans la composition de l'élément, constituant les parements et l'âme
Tous ces matériaux devant etre compatibles entre eux
Elle concerne leur dosage , leur proportion differente sui vant les qualités desirées et l'aspect éxtérieur choisi
Par éxemple, pour un élément de façadefil me porteuse est constituée d'un granulat de bois,,silicifié, imputrescible et difficilement combustible , additionné, pour les parties iso lentes thermiquement de produits légers et isolants comme la
Vermiculite, la Perliteoude l'argile éxpansé , jusqu'à 30%
Le liant est une résine polyuréthane remarquable par un grand pouvoir d'adhérence , polymérisable avec l'eau de l'agrégat de bois, reçu déja mouillé dans les sacs , sans contraintes particulieres d'hygrométrie, de température ou de pression
Le parement éxtérieur peut etre réalisé par la projection sur le fond de moule comportant le relief desiré, d'un enduit du. cor merce, ou de sciure de bois de differentes essences (aspect bois)
Pour une toiture,projection de sable d'ardoise ou de schiste avec du ciment teinté
Le parement intérieur peut etre constitué de plâtra, de papier
Kraft , revetement de sol ou mural mélaminé, suivant la finition désirée .Tous les mortiers, plâtre doivent etre additionnés de 5% de résine afin d'obtenir un séchage identique à celui de l'me
L'invention concerne le moule Figure 1, dont les caractéristiques doivent être, la reproduction du relief desiré du parement éxtérieur, le démoulage aisé, la mise en place du parement inté être rieur . Les parois doivent antiadhérentes au liant qui adhere sur tous les matériaux, même avec des démoulants classiques . C'est pourquoi le contact de cette résine avec le moule doit etre faible, interposition des revêtements, ou dosage faible an surface, le démoulage ne peut vraiment se faire qu'avec une paroi en élastot mers avec un démoulant trés gras
La figure 1 montre la constitution d'un moule avec une partie courbe . Le fond du moule (1) peut etre constitué de bois, de polyester ou de métal . Le rélief du parement éxtérieur est réalisé par une couche de 1 à 2 cm de résine élastomère (2) armée avec un grillage plastique (3) et graissée avec une huiie..grasse
Sur le couvercle (5) est tendu le revetement intérieur (6) fixé par un système d'accrochage (7) continu
L'invention concerne les moyens, conditions et dosages des differents composants 9 comme le montre, à titre d'exemple, la figure 2, representant la coupe d'un élément de toiture
Le procedé de réalisation de cet élément préfabriqué consiste à projeter dans le moule (1), une couche (2) de 5 à 10 mm du mortier de sable d'ardoise avec 5% de resine ( accélérateur) , puis une couche de 2 cm (3) de mortier de granulat de bois avec 15% de resine de polyuréthane, comprimée soit manuellement ou par la pression de la projection réglée à la demande
Sur cette couche est alors déroulé un grillage PVC de maille 15x15 (4) servent d'armature de répartition, dans certains cas à des endroits oO les contraintes sont importantes il convient d'ajouter des aciers de renfort
On procéde ensuite au coulage de l'amie isolante constituée de granulats de bois additionne de produits isolants, dans une proportion de 10 à 30 % , suivant le degré d'isolation désiré (5)
Ce mortier comportent 15% de resine
Cette couche est égalisée à la hauteur voulue, et reçoit un grillage (6) identique à (4)
Une derniere couche de finition est projetée sur ce grillage (7) identique à (3)
Ensuite est mis en place le couvercle (9) sur' lequel a été tendu le revêtement intérieur7 pouvant etre une feuille mélaminée décorative (8)
Le couvercle est nécéssaire car en plus de servir de support au revêtement et à l'égalisation de la surface superieure il empêche les gonflements irréguliers dûs à une légère éxpansion de la resine de polyuréthane
La polymérisation se fait normalement en 12 heures , par une température d'environ 150 , si l'on desire une production plus importante il convient de chauffer le moule à environ 20 à 250
L'élément ainsi obtenu est alors démoulé , mis en stock, prêt à etre assemblé en atelier ou livré sur le chantier
L'invention sera plus complétement illustrée par les exemples suivants montrant la grande diversité des produits pouvant etre réalisés avec ce matériau et ce procédé
Le premier concerne le réalisation en atelier du module de base 9,00 ml d'un chalet préfabriqué ZEM ( marque deposée ) conçu par l'auteur de la présente invention , actuellement prévu fabriqué avec des matériaux traditionnels avec la méthode classique de menuiserie et charpente
C'est à l'origine, pour remédier aux inconvénients et au c6ut plus élevé de la fabrication traditionnelle que l'auteur a recherché et mis au point le matériau et le procédé objet de le présente invention
La construction de ce chalet, figure 3, de forme compléxe avec des reliefs et des courbes importantes peu etre faite plus facilement et à moindre c6ut avec le matériau et le procedé objet de l'invention
Le chalet serait constitué de 5 éléments préfabriqués -dans des moules differents et assemblés ensuite en atelier oO seront rajouter les cloisonnements et les équipements san- taires et élèctriques ainsi que le mobilier
Le module de base sera constitué de 4 à 5 panneaux
Figure 4, 1 élément plancher (1), 2 éléments de toiture (2,3) er figure 3, 1 ou 2 éléments de pignons
Le fabrication du plancher, figure 5, se fera de la façon suivante :: Projéction sur le moule du fond (1) d'une peinture polyester ou autre (2) constituant.aprés adhérence avec le mortier de granulat de bois,le revetement extérieur
Remplissage des nervures (3) par projection de mortier de grenulat de bois dosé à 15% de résine polyuréthane , fortement comprimé par damage ou par une forte pression de projdction, car il est nécéssaire d'obtenir le maximum de résistance du matériau, ces nervures étant fortement sollicitées
Des armatures acier (4) seront incorporées pour compléter la résistance des nérvures
Remplissage du hourdis du plancher avec une premiere couche de 2 cm du même mortier (5) fortement comprimé
Pose d'un grillage à maille de 15x15 (6) de répartition
Complément de remplissage de l' me isolante (7) avec le même mortier, additionné de 30% de granulats de produits légers et isolants, pour compléter le pouvoir d'isolation .Compression par un léger damage ou par faible pression de projection
Pose d'un grillage (a) idem (6)
Finition par une couche de surface de 2à 3 cm (9) idem (5) pour resister au poinçonnement des pieds de meubles
Mise en place du couvercle (11) sur lequel aura été tendu le revêtement de sol (10) qui adhérera par contact au mortier du plancher
De même pour la réalisation du demi élément de toiture
Figure 7, le moule comporte en relief le dessin de la toiture
Dans le moule inférieur (1) sera d'abord projeté un mortier de sable d'ardoise ( toiture ardoise ) avec un liant en ciment teinté,additionné de 5% de résine , sur une épaisseur de 5 à 10 mm (2) , complété par 2 cm de mortier de bois comprimé
Ensuite pose du grillage (3)
Projection de l' me isolante (4) légèrement comprimée et mkme constitution qui pour le plancher
Pose du grillage de répartition (3) et de la couche de finition de 2 cm (5)
Mise en place du couvercle (7) sur lequel sera tendu le revete- ment intérieur en papier mélaminé
Méme processus pour le pignon, Figure 6
Le fond du moule (1) comporte en relief des lames de pin avec en bordure un arc en lamellé collé . Les baies sont posées
Le revetement éxtérieur (2) est constitué de mortier de sciure de bois d'éssences differentes, sapin pour le lamellé collé, bois éxotique pour les lames .The partitions are also for the most part made of composite sandwich panels or agglomerated wood requiring factory production due to the significant constraints required (drying of wood aggregates, high setting temperature and high pressure) t As a result they are dense, heavy, thin and small <4 m2
All these processes require a skilled workforce from different successive trades.
Few combine at the same time the qualities obtained by the use of the material object of the present invention
The present invention relates to the entire process:
- Composite material
- The method of manufacture and molding
- The different objects and elements that can be manufactured
with this process
- The various variants
The object of the invention allows a wide variety of uses, and with the same material and the same basic process to obtain different characteristics depending on the element.
For facades and roofs: Resistance, exterior and interior facing finished, good thermal insulation, waterproofing, incorporation of openings
For floors: Resistance to flexion, sound insulation, finished faces, incorporation of pipes
For partitions: Impact resistance, sound insulation, finished facings, incorporation of glazed frames
Indeed it is possible to incorporate in the mold all the elements of the finishing work: windows, electrical and sanitary pipes, etc.
The base material, object of the present invention is light, 200 to 300 Kg depending on the desired compactness, the finished elements have a density of 300 to 500 Kg / m3 depending on the coatings
This lightness makes it possible to obtain light elements that are easier to maneuver and transport.
The ease of manufacture, without any particular constraints, does not require expensive installations and molds, the manufacture can even be done in fairground and itinerant sites on a trailer. The labor has no special qualification. The materials used are not expensive
This makes it possible to obtain a competitive cost price, even small businesses will be able to use this process. One can thus implement 60% of the construction
The invention relates to the choice of materials entering into the composition of the element, constituting the facings and the core.
All these materials must be compatible with each other
It concerns their dosage, their different proportion depending on the desired qualities and the exterior appearance chosen.
For example, for a facade element, the load-bearing wire consists of a wood granulate, silicified, rot-proof and hardly combustible, added, for the thermally insulated parts of light and insulating products such as
Vermiculite, Perlite or expanded clay, up to 30%
The binder is a polyurethane resin remarkable for its great adhesion power, polymerizable with the water of the wood aggregate, received already wet in the bags, without particular constraints of hygrometry, temperature or pressure.
The exterior facing can be produced by the projection on the mold base comprising the desired relief, with a coating of. cor merce, or sawdust of different species (wood look)
For a roof, projection of slate or shale sand with tinted cement
The interior facing can be made of plaster, paper
Kraft, melamine floor or wall covering, depending on the desired finish. All mortars, plaster must be added with 5% resin in order to obtain a drying identical to that of the soul.
The invention relates to the mold Figure 1, the characteristics of which must be, the reproduction of the desired relief of the exterior facing, easy demolding, the establishment of the interior facing be laughing. The walls must be non-stick to the binder which adheres to all materials, even with conventional release agents. This is why the contact of this resin with the mold must be low, interposition of the coatings, or low dosage on the surface, the mold release can only really be done with a sea elastot wall with a very fatty release agent.
FIG. 1 shows the constitution of a mold with a curved part. The bottom of the mold (1) can be made of wood, polyester or metal. The relief of the exterior facing is produced by a layer of 1 to 2 cm of elastomeric resin (2) reinforced with a plastic mesh (3) and greased with a greasy oil.
On the cover (5) is stretched the interior lining (6) fixed by a continuous hooking system (7)
The invention relates to the means, conditions and dosages of the various components 9 as shown, by way of example, in FIG. 2, representing the section of a roof element.
The process for producing this prefabricated element consists in projecting into the mold (1), a layer (2) of 5 to 10 mm of slate sand mortar with 5% resin (accelerator), then a layer of 2 cm (3) wood aggregate mortar with 15% polyurethane resin, compressed either manually or by the pressure of the projection adjusted to the request
On this layer is then unrolled a PVC mesh 15x15 (4) serve as distribution reinforcement, in certain cases in places where the stresses are important it is advisable to add reinforcing steels
We then proceed to the pouring of the insulating friend consisting of wood aggregates with the addition of insulating products, in a proportion of 10 to 30%, depending on the degree of insulation desired (5)
This mortar contains 15% resin
This layer is equalized to the desired height, and receives a mesh (6) identical to (4)
A last finishing coat is sprayed on this mesh (7) identical to (3)
Then is put in place the cover (9) on which has been stretched the inner covering7 which can be a decorative melamine sheet (8)
The cover is necessary because in addition to serving as a support for the coating and for leveling the upper surface, it prevents irregular swelling due to a slight expansion of the polyurethane resin.
Polymerization is normally done in 12 hours, at a temperature of about 150, if more production is desired it is advisable to heat the mold to about 20 to 250
The element thus obtained is then removed from the mold, placed in stock, ready to be assembled in the workshop or delivered to the site.
The invention will be more fully illustrated by the following examples showing the great diversity of the products which can be produced with this material and this process.
The first concerns the production in the workshop of the base module 9.00 ml of a prefabricated chalet ZEM (registered trademark) designed by the author of the present invention, currently planned manufactured with traditional materials with the classic method of carpentry and frame
It was originally, to remedy the drawbacks and the higher cost of traditional manufacturing that the author researched and developed the material and the process which is the subject of the present invention.
The construction of this chalet, figure 3, of complex shape with reliefs and significant curves can be done more easily and at less cost with the material and the process object of the invention
The chalet would be made up of 5 prefabricated elements - in different molds and then assembled in a workshop where the partitions and the sanitary and electrical equipment as well as the furniture will be added.
The basic module will consist of 4 to 5 panels
Figure 4, 1 floor element (1), 2 roof elements (2,3) and figure 3, 1 or 2 gable elements
The manufacture of the floor, figure 5, will be done as follows: Projection on the bottom mold (1) of a polyester paint or other (2) constituent.after adhesion with the wood granulate mortar, the exterior coating
Filling of the ribs (3) by spraying wood granulate mortar dosed at 15% polyurethane resin, strongly compressed by ramming or by strong spraying pressure, because it is necessary to obtain the maximum resistance of the material, these ribs being highly solicited
Steel reinforcements (4) will be incorporated to complete the resistance of the nérvures
Filling of the floor slabs with a first layer of 2 cm of the same strongly compressed mortar (5)
Installation of a 15x15 (6) distribution mesh screen
Additional filling of the insulating core (7) with the same mortar, added with 30% aggregates of light and insulating products, to complete the insulation power. Compression by light ramming or by low spray pressure
Installation of a wire mesh (a) ditto (6)
Finish with a surface layer of 2 to 3 cm (9) ditto (5) to resist puncturing of furniture feet
Positioning of the cover (11) on which the floor covering (10) will have been stretched, which will adhere by contact with the floor mortar
Likewise for the realization of the half roof element
Figure 7, the mold includes the design of the roof in relief
In the lower mold (1) will first be projected a slate sand mortar (slate roof) with a tinted cement binder, added with 5% resin, to a thickness of 5 to 10 mm (2), completed per 2 cm of compressed wood mortar
Then laying the wire mesh (3)
Projection of the insulating core (4) slightly compressed and same construction which for the floor
Installation of the distribution mesh (3) and the 2 cm top coat (5)
Positioning of the cover (7) on which the interior melamine paper covering will be stretched
Same process for the pinion, Figure 6
The bottom of the mold (1) comprises pine blades in relief with a glued laminated arch on the edge. The berries are laid
The exterior cladding (2) consists of sawdust mortar of different species, fir for the glued laminate, exotic wood for the boards.
Ensuite le processus est le méme que pour l'élément toiture
Au coulage du plancher et de la toiture seront intergrées les canalisations sanitaires et éléctriques nécèssaires
Le lendemain les éléments peuvent etre démoulés et mis en stock pour élimination du surplus d'eau par évaporation
Ils constituent un module du chalet dans lequel seront posés en atelier les cloisons, les équipements et les meubles
La livraison se fera par camion, par modules de 3,00 ml qui seront assemblés sur le chantier pour constituer des chalets pouvant avoir une surface de 45 m2 suivant les modéles
Un autre exemple de réalisation d'un produit trés différent est la fabrication d'un cercueil moulé, Figure 6, le coffre et le couvercle faisant l'objet de moules differents mais de conception identique , moule éxtérieur et intérieur, en élastomere pour les parties moulurées et les accéssoires
La paroi extérieure verticale du moule recevra un placage de bois collé sur papier (3), pour les autres parties sera projeté une peinture polyester ton bois, or ou bronze (4), de même pour la face intérieure .Then the process is the same as for the roof element
When pouring the floor and the roof, the necessary sanitary and electrical pipes will be integrated.
The next day, the elements can be removed from the mold and put in stock for elimination of excess water by evaporation.
They constitute a module of the chalet in which the partitions, equipment and furniture will be installed in the workshop.
Delivery will be by truck, in modules of 3.00 ml which will be assembled on the site to constitute chalets which can have a surface area of 45 m2 depending on the models.
Another example of an embodiment of a very different product is the manufacture of a molded coffin, Figure 6, the trunk and the cover being the subject of different molds but of identical design, exterior and interior mold, in elastomer for the parts. moldings and accessories
The vertical exterior wall of the mold will receive a wood veneer glued on paper (3), for the other parts will be sprayed a polyester paint in wood tone, gold or bronze (4), the same for the interior face.
Ensuite remplissage du moule avec le mortier de granulat de bois avec 15% de resine , fortement comprimé au fûr et à mesureepour obtenir la resistance nécéssaire . Then fill the mold with the wood granulate mortar with 15% resin, strongly compressed over time and gradually to obtain the necessary resistance.
Démoulage le lendemain ou plus rapidement par chauffage
L'aventage de cette méthode de fabrication utilisant du bois broyé permet de ne pas utiliser de bois naturel sec de plus en plus rare . De ce fait le prix de revient devrait être de moitié inférieur . D'autant plus que les accessoires et même inscriptions personnalisées peuvent être directement réalisées. Demoulding the next day or more quickly by heating
The advantage of this manufacturing method using crushed wood makes it possible not to use dry natural wood, which is increasingly rare. As a result, the cost price should be half that. Especially since accessories and even personalized inscriptions can be directly made.
Ces exemples montrent que ce matériau et ses variantes ; suivant le procedé, peut etre utilisé pour la réalisation par moulege de nombreux produite de toutes sortes, pour le batiment le meuble, la construction navale et autres activités
De nombreuses variantes sont possibles, par exemple, s'il est desiré une plus grande isolation thermique il est possible d'incorporer des plaques isolantes de polystyréne ou de laine de roche .These examples show that this material and its variants; depending on the process, can be used for the production by molding of many products of all kinds, for the building, furniture, shipbuilding and other activities
Many variations are possible, for example, if greater thermal insulation is desired it is possible to incorporate insulating plates of polystyrene or rock wool.
L'emploi d'une résine souple de la même famille de polyuréthane, à la place de la resine rigide precédente, permettra d' obtenir un matériau souple, qui pourra etre utilisé pour la constitution de sols sportifs, par exemple courts de tennis, soit par coulage sur place, ou par grands éléments préfabriqués imbricables entre eux . Dans ce cas le produit est souple, poreux, perméable, non glissant, imputrescible et non dégradable par le gel,car le liant souple permet une déformation du matériau . En couche de surface il faudra prévoir un mortier de granulat de bois de granulometrie fine, par broyage au mixeur du granulat livré
Ce procedé de fabrication et ce matériau permet de s'integrer dans la recherche d'économies d'énérgie du fait du pouvoir isolant du matériau . Il permet de ne pas utiliser de bois d'importation normalement nécéssaire pour la réalisation suivant les méthodes traditionnelles The use of a flexible resin from the same polyurethane family, instead of the previous rigid resin, will make it possible to obtain a flexible material, which can be used for the construction of sports grounds, for example tennis courts, or by pouring in place, or by large prefabricated elements that can be nested together. In this case, the product is flexible, porous, permeable, non-slip, rot-proof and not degradable by gel, since the flexible binder allows the material to deform. For the surface layer, a fine-grained wood aggregate mortar must be provided, by grinding the delivered aggregate with a mixer.
This manufacturing process and this material make it possible to integrate into the search for energy savings due to the insulating power of the material. It allows not to use import wood normally necessary for the realization according to traditional methods