FR2612508A1 - Bloc de verre cellulaire multicouche avec couche de surface de verre dense et procede de production - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN BLOC DE VERRE CELLULAIRE MULTICOUCHE. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UNE COUCHE DE VERRE CELLULAIRE DE BASE 10 AYANT MOINS DE 0,8 DE DENSITE APPARENTE; UNE COUCHE DE SURFACE DE VERRE DENSE 14 D'UN COTE DE LA COUCHE DE VERRE CELLULAIRE ET UNE COUCHE DE VERRE POREUX INTERMEDIAIRE 12 ENTRE LES DEUX PRECEDENTES, QU'ELLE RELIE DE MANIERE TRES PRECISE ET A UNE DENSITE APPARENTE COMPRISE ENTRE 0,8 ET 1,8. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT COMME MATERIAUX DECORATIFS INTERIEURS OU EXTERIEURS DANS DES IMMEUBLES OU COMME MATERIAUX DE MURS EXTERIEURS.
Description
La présente invention se rapporte à un bloc de verre cellulaire
multicouche ayant une couche de surface
de verre dense ainsi qu'à un procédé pour sa production.
Le bloc de verre cellulaire multicouche est approprié à une utilisation comme matériau intérieur ou extérieur de décoration dans des immeubles ou comme matériau de mur extérieur. Le verre cellulaire ou verre mousse a une faible densité et une forte capacité d'isolement thermique mais sa résistance mécanique est relativement
faible ainsi que sa résistance aux fêlures des surfaces..
On sait, comme cela est par exemple montré dans le JP-A 50-123108 et le JP 60-12937, intégrer, par fusion, une couche de céramique ou de verre cellulaire et une couche de verre dense et non cellulaire dans un bloc de verre cellulaire protégé. Comme la couche de verre cellulaire est couverte de la couche de verre dense, le bloc obtenu a une rigidité et une résistance mécanique assez élevées et a une surface externe d'une haute dureté et qui résiste aux fêlures. En outre, la couche de surface de verre dense, donne au bloc de verre cellulaire, ses caractéristiques de brillant et d'aspect
taillé et produit un effet ornemental valable.
Cependant, des problèmes se posent pour recouvrir très précisément une couche de verre cellulaire
de faible densité par une couche de verre dense.
Usuellement, le verre cellulaire a une densité apparente inférieure à 0,8 tandis que la densité apparente de la couche de verre dense est pratiquement en accord avec la
densité réelle du verre employé, qui est d'environ 2,5.
Etant donné une si forte différence de densité, il y a des différences significatives des caractéristiques thermiques entre la couche de verre cellulaire et la couche de verre dense. En particulier, la couche de verre dense est bien suupérieure, par sa conductivité
2 6 1 2 5 C 8-
thermique, à la couche de verre cellulaire. Par conséquent, au stade du recuit d'un bloc de verre cellulaire qui est produit par un procédé usuel de cuisson et qui comprend une couche de verre dense formée de manière unitaire, il est inévitable que la couche de verre dense se solidifie, avec un certain retrait, considérablement plus vite que la couche de verre cellulaire sousjacente, quelle que soit la précision à laquelle le refroidissement est contrôlé. En conséquence naturelle, des contraintes sont induites entre les deux couches de verre, donc l'adhérence à l'interface devient insuffisante ou défectueuse. Par conséquent, le bloc en verre cellulaire obtenu peut subir un décollement de la région interfaciale par des chocs externes et mêmes relativement légers ou par la fatigue attribuée aux
changements répetés de temps.
Le JP-A 59-111948 présente une surface vitrifiée sur un bloc de verre cellulaire par application d'un matériau de cimentation contenant une grande quantité d'un matériau hydraulique à un simple bloc de verre cellulaire pour remplir une partie des pores ouverts dans le bloc de verre cellulaire par le matériau appliqué et également pour former une couche intermédiaire à la surface du bloc de verre cellulaire, puis l'application d'une glacure sur la couche intermédiaire et la cuisson de tout le bloc pour ainsi finir une couche de surface dure et dense. Cependant, même dans ce cas, la différence considérable de conductivité thermique entre la couche de verre cellulaire et la couche intermédiaire non cellulaire pose des problèmes. L'effort entre ces deux couches est encore favorisé par la dilatation thermique significative du matériau hydraulique tel que le ciment ou le gypse utilisé dans la couche intermédiaire. Bien qu'un effet d'ancrage du remplissage hydraulique soit attendu, l'adhérence entre la couche de verre cellulaire et la couche dense la recouvrant n'est pas fondamentalement améliorée et il n'y a pas de mérite concernant la productivité et le prix de production; Selon le JP 49-28251, la résistance à l'impact d'un bloc de verre cellulaire ayant une couche de surface dense formée d'un émail vitreux devient élevée lorsque le verre cellulaire recouvert de la couche d'émail a une densité apparente supérieure à 0,4. Cependant, le problème de l'adhérence insuffisante entre les deux couches reste encore non résolu, et il n'est pas rare que l'on souhaite avoir un verre cellulaire ayant une densité
apparente inférieure à 0,4.
La présente invention a pour objet une plaque ou un bloc de verre cellulaire ayant une couche de surface de verre dense, ayant une meilleure adhérence interfaciale et qui puisse être produit relativement
facilement et de manière peu coûteuse.
La présente invention a pour autre objet un procédé de production d'un bloc de verre cellulaire selon l'invention. Selon l'invention, on prévoit une plaque ou un bloc de verre cellulaire muticouche, comprenant une couche de verre cellulaire de base ayant moins de 0,8 de densité apparente, une couche de surface de verre dense d'un c8té de la couche de verre cellulaire de base et une couche de verre poreux intermédiaire qui est située et collée de manière très précise à la couche de verre cellulaire de base et à la couche de surface de verre dense et a une densité apparente comprise entre 0,8 et 1,8. Dans ce bloc de verre cellulaire multicouche, il est approprié que la densité apparente de la couche de verre cellulaire de base ne soit pas inférieure à 0,2 et de préférence soit comprise entre 0,3 et 0,6. Pour la
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couche de verre poreux intermédiaire, sa densité apparente est de préférence comprise entre 1,0 et 1,7. La couche intermédiaire peut être une couche de verre cellulaire. On comprendra que la couche de surface de verre dense est une couche sensiblement non cellulaire dont la densité apparente est très proche de la densité
réelle du verre employé.
La couche de verre poreux intermédiaire est une couche relativement mince. Il suffit usuellement que la
couche intermédiaire ait une épaisseur de 0,5 à 10 mm.
Selon l'invention, la difficulté d'une liaison ou d'un collage précis et stable d'une couche de surface en verre dense à la couche de verre cellulaire de base est contournée en incorporant la couche de verre poreux intermédiaire et cette couche intermédiaire a pour effet d'amortir les différences significatives des caractéristiques thermiques entre la couche de verre cellulaire de base et la couche de surface de verre dense. Par conséquent, un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention a une meilleure résistance mécanique et a une très bonne résistance aux changements de temps. Bien entendu, la présente invention conserve totalement les mérites de la couche de surface de verre dense comme la résistance aux fêlures et l'effet ornemental obtenu par le brillant, les qualités de surface et l'aspect taillé de la surface du verre ainsi que les mérites du verre cellulaire comme la faible
densité et la capacité d'isolement thermique et sonore.
En conséquence, ce bloc de verre cellulaire multicouche est très approprié pour une utilisation comme matériau décoratif intérieur ou extérieur pour des immeubles et
également comme matériau de mur extérieur.
Un bloc de verre cellulaire selon l'invention peut être un bloc à cinq couches comprenant, en plus des trois couches indiquées ci-dessus, une autre couche de
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verre poreux intermédiaire et une autre couche de surface de verre dense sur le c8té opposé de la couche de verre
cellulaire de base.
Un procédé de production d'un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention comprend les étapes de disposer, en couche, un premier matériau granulé comprenant une poudre de verre et un agent moussant, de disposer, en couche, un second matériau granulé comprenant une poudre de verre, sur la couche du premier matériau, de disposer un verre particulaire sur la couche du second matériau et de cuire les matériaux en couches pour provoquer la fusion des verres dans les couches respectives; Un autre procédé de production d'un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention comprend les étapes de disposer, en couche un matériau granulé comprenant une poudre de verre et un agent moussant, de disposer un verre particulaire sur la couche du matériau granulé, de cuire les matériaux en couches pour provoquer une fusion des verres dans les couches respectives et de presser la surface supérieure des couches cuites à une pression de 0,1 à 4 bars pendant ou peu après l'étape de cuisson. Pour toute couche souhaitée de ce bloc de verre
cellulaire multicouche, on peut utiliser un verre coloré.
Dans la surface externe de la couche de surface de verre dense. des fissures fines peuvent être formées en un schéma ayant un effet ornemental. Pour produire un effet ornemental différent, la surface externe peut présenter un grand nombre de petites protubérances hémisphériques
très rapprochées.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure i est un graphique montrant la relation entre la densité apparente de la couche en verre poreux intermédiaire, sur l'axe des abscisses, dans un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention, et la résistance à la traction du bloc, en ordonnées; - les figures 2 et 3 sont des vues fragmentaires et en plan de blocs de verre cellulaire multicouche selon l'invention, respectivement, et montrent deux exemples de schémas de fissures fines formées intentionnellement dans la surface du verre; et - la figure 4 est une vue en perspective fragmentaire d'un autre bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention, qui a un grand nombre de petites protubérances hémisphériques à la surface du verre. L'épaisseur totale d'une plaque ou d'un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention n'est pas strictement limitée, mais pour la plupart des usages, une épaisseur appropriée est comprise entre environ 30 mm et environ 125 mm. Lorsque l'épaisseur totale est inférieure à 30 mm, le bloc de verre cellulaire peut avoir une capacité insuffisante d'isolement thermique mais il n'est pas nécessaire d'augmenter l'épaisseur au-delà d'environ mm tant que l'isolement thermique d'immeubles ordinaires est concerné. Lorsque l'épaisseur est encore accrue, le bloc de verre cellulaire devient considérablement lourd contrairement à la tendance courante vers des immeubles légers et des gratte-ciel, et la lourdeur pose des inconvénients aux travaux de
manipulation et de construction.
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La couche de verre poreux intermédiaire selon l'invention est située entre la couche de verre cellulaire de base et la couche de surface de verre dense pour établir une bonne liaison physique entre les couches sousjacente et surjacente. Pour remplir ce but, il suffit que la couche de verre poreux intermédiaire ait une épaisseur de 0,5 mm, mais l'épaisseur peut être accrue jusqu'à environ 10 mm sans aucun problème. Par exemple, la couche en verre poreux intermédiaire peut être formée d'un verre coloré de manière que la couleur puisse être vue à travers la couche de verre dense surjacente, et dans un tel cas, la couche intermédiaire doit avoir une
épaisseur de plusieurs millimètres.
La couche de surface de verre dense donne la dureté de surface et la résistance aux fêlures au bloc de verre cellulaire. De ce point de vue, il suffit que la couche de verre dense ait une épaisseur de 1 mm mais l'épaisseur peut être accrue jusqu'à environ 10 mm pour augmenter l'impression taillée du verre. Un verre coloré peut être utilisé comme matériau de la couche de verre dense ou bien des grains de verre coloré peuvent être
incorporés dans le matériau.
Il est préférable que la somme des épaisseurs de la couche de verre dense et de la couche de verre poreux intermédiaire ne dépasse pas 20 mm. Lorsque la somme des épaisseurs de ces deux couches est supérieure à mm, le bloc de verre cellulaire multicouche devient trop fragile et faible aux chocs externes. De même, il est préférable que la somme des épaisseurs de la couche de verre dense et de la couche intermédiaire ne dépasse pas 1/4 de toute l'épaisseur du bloc de verre cellulaire multicouche de manière à ne pas nuire à la capacité d'isolement thermique, au poids léger et à la maniabilité
du bloc de verre cellulaire.
La couche de verre cellulaire de base doit avoir moins de 0,8 de densité apparente parce que lorsque la densité apparente est au-delà de 0,8, le verre cellulaire a une capacité d'isolement thermique, un poids léger et une ouvrabilité qui sont dégradés. Il est souhaitable que la densité apparente de la couche de verre cellulaire de base ne soit pas inférieure à 0,2 parce que le verre cellulaire d'une plus faible densité apparente est insuffisant par sa résistance pour une utilisation comme matériau de construction. De préférence, la couche de verre cellulaire de base est formée de manière à avoir une densité apparente comprise
entre 0,3 et 0,6.
La densité apparente de la couche de verre poreux intermédiaire ne doit pas être inférieure à 0,8 pour assurer une bonne adhérence à la couche de surface en verre dense et ne pas être supérieure à 1,8 pour assurer une bonne adhérence à la couche de verre cellulaire de base. De préférence, la couche intermédiaire est formée en une couche de verre cellulaire ayant une densité apparente comprise entre 1,0 et 1,7. Par sa structure, la couche de verre poreux intermédiaire est analogue à la couche de croûte (couche externe) d'un bloc de verre cellulaire révélé dans le
brevet français No. 2 596 386.
La couche de surface de verre dense est une couche de verre non cellulaire. Par conséquent, la densité de cette couche est d'environ 2,5, c'est-à-dire proche de la densité réelle du verre employé. Pour utiliser pleinement les mérites de cette couche de surface de verre, il faut prendre soin, en formant cette couche, de ne pas laisser de bulles ou de pores dans la
couche de verre solidifiée.
En produisant un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention, le matériau de la couche de verre cellulaire de base est essentiellement un mélange d'une poudre fine d'un verre ordinaire comme, par exemple, du verre à base de chaux sodée ou demi-cristal, du verre au borosilicate ou du verre à l'aluminosilicate et un agent moussant conventionnel sous forme de poudre fine comme du calcaire ou du carbonate de calcium, de la dolomite ou du carbone. Le verre peut 8tre soit coloré ou incolore. La densité réelle de la poudre de verre est d'environ 2,5, et usuellement la taille des particules de
la poudre de verre n'est pas plus importante que 100 pIm.
Facultativement, un pigment inorganique peut être ajouté à la poudre de verre. le mélange pulvérulent est mouillé d'un liant approprié tel que du verre soluble et granulé par une méthode appropriée en granules qui ont entre
environ 0,1 mm et plusieurs millimètres de diamètre.
Le mélange pulvérulent du verre et d'agent moussant est très encombrant et contient une grande quantité d'air. Si ce mélange pulvérulent est cuit, sans être granulé, dans l'opération de fusion du verre et de formation de mousse, une partie de l'air occlus reste dans le verre fondu et se dilate. Cela devient une cause d'un phénomène non souhaitable tel que le développement de gros vides et bulles, une ondulation à l'interface entre la couche de verre cellulaire et la couche intermédiaire sousjacente et même une pénétration locale du verre cellulaire dans et à travers la couche intermédiaire avec pour résultat un contact direct de la couche de verre cellulaire de base avec la couche de verre dense. En outre, l'utilisation du mélange pulvérulent non granulé a tendance à donner une couche de verre cellulaire ayant un grand nombre de pores ouverts ou en interconnexion. Ces inconvénients sont évités en granulant le mélange pulvérulent car l'occlusion de l'air est fortement réduite. La couche de verre cellulaire formée en utilisant le matériau granulé a une absorption d'eau et une perméation de l'eau qui sont remarquablement faibles parce que, dans ce cas, la plus grande partie des pores sont des cellules fermées. En outre, le matériau granulé présente une bonne fluidité et en conséquence est facile à verser dans un caisson de moulage ou analogue et peut facilement être stratifié pour former une couche plate. Le matériau de la couche de verre poreux intermédiaire est essentiellement une poudre fine d'un verre ordinaire similaire à la poudre de verre utilisée comme matériau principal de la couche de verre cellulaire de base. Facultativement, un agent moussant conventionnel en forme de poudre fine et/ou un pigment inorganique peutu être ajouté à la poudre de verre. Dans chaque cas, le matériau en poudre est granulé en utilisant un liant approprié comme du verre soluble pour obtenir des granules ayant environ 0,lmm à plusieurs millimètres de diamètre. Les mérites de l'utilisation d'un tel matériau granulé sont comme décrit ci-dessus pour la couche de verre cellulaire de base, donc une couche de verre intermédiaire d'une structure uniformément poreuse peut
être obtenue.
Si on le souhaite, le matériau granulé de la couche intermédiaire est mélangé aux grains de verre qui donneront un aspect élégant au bloc de verre cellulaire multicouche comprenant la couche de verre poreux intermédiaire. Les grains de verre sont des grains relativement grossiers, comme des grains de 0,5 à 5 mm, peuvent ne pas être d'une taille uniforme et peuvent être
uniformément ou irrégulièrement colorés.
La densité apparente de la couche de verre cellulaire de base et la densité apparente de la couche de verre poreux intermédiaire peuvent respectivement être contr8ôlées par le choix de la température d'amollissement du verre en tant que matériau principal, le type et la quantité de l'agent moussant, le type et la quantité d'un additif facultatif et/ou les conditions de cuisson des matériaux granulés; Le matériau de la couche de surface de verre dense est un verre particulaire. Il est approprié d'employer le même verre que le matériau principal de la couche de verre cellulaire de base et/ou la couche de verre poreux intermédiaire ou bien une fritte ayant un plus faible point d'amollissement que ce verre. Il est important que le coefficient de dilatation thermique du verre employé soit proche des coefficients de dilatation thermique de la couche de verre cellulaire de base et de la couche intermédiaire. En utilisant un verre particulaire ayant plus de 0, 3 mm de taille de particule, il est facile d'amollir et de faire fondre le verre pour obtenir en conséquence une couche de verre dense qui est
sans pores et a une densité proche de 2,5.
Pour produire un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention, les trois types ci-dessus décrits de matériaux sont placés en couches les uns sur les autres et simultanément cuits-; Les moyens pour accomplir ces opérations ne sont pas limités. Par exemple, d'abord, le matériau granulé de la couche de verre cellulaire de base est placé dans un caisson de moulage en acier afin de former un lit d'une épaisseur prédéterminée puis le matériau granulé de la couche de verre intermédiaire est disposé en couches sur le lit ci-dessus mentionné et est recouvert du matériau
particulaire de la couche de surface de verre dense.
Alors, les matériaux en couche dans le caisson de moulage sont cuits dans un four à une température appropriée, qui est usuellement comprise entre 700 et 1000 C, pour provoquer la fusion du verre dans chaque couche et la formation de mousse du verre dans la couche inférieure et
dans certains cas, du verre de la couche intermédiaire.
Pour assurer une adherence précise de chaque couche de verre à la ou aux couches adjacentes, une pression d'une grandeur appropriée peut être appliquée aux matériaux en couches soit pendant l'opération de cuisson ou
immédiatement après accomplissement de la cuisson.
L'opération de cuisson est suivie d'un traitement usuel
de refroidissement ou de recuit.
Le même bloc de verre cellulaire multicouche peut être produit de manière continue et probablement plus économique en utilisant un système à convoyeur à bande ayant une paire de bandes verticalement espacées et se déplaçant horizontalement qui sont faites en un matériau thermorésistant pour introduire simultanément et continuellement les trois types de matériaux dans un four
o sont accomplies la fusion et la formation de mousse.
Sur la bande inférieure, les trois types de matériaux sont disposés les uns sur les autres dans l'ordre voulu, et la couche la plus haute du matériau du verre dense est
couverte de la bande supérieure. Les bandes thermo-
résistantes traversent le four de manière que les matériaux en couches soient cuits à l'état pris en
sandwich entre les bandes supérieure et inférieure.
Dans la présente invention, il est possible d'utiliser également le matériau de la couche de verre cellulaire de base comme matériau de la couche de verre poreux intermédiaire. Dans un tel cas, le matériau granulé de la couche de verre cellulaire est placé en couche dans un caisson de moulage sur une épaisseur déterminée en considérant l'épaisseur voulue de la couche intermédiaire, et la matière particulaire de la couche de surface de verre dense est placée sur la couche du matériau granulé. La disposition en couches peut être accomplie en utilisant une paire de bandes de convoyeur verticalement espacées. Les matériaux en couches sont cuits usuellement à 700-1000 C. Naturellement, la formation de mousse du verre dans la couche intermédiaire a lieu. Pour former une couche de verre cellulaire intermédiaire d'une densité apparente souhaitée en utilisant une partie supérieure de la couche du matériau de verre cellulaire, une pression de 0,1 à 4 bars est appliquée à la surface de la couche du matériau de verre dense, soit pendant l'opération de cuisson ou immédiatement après accomplissement de la cuisson. Une grandeur appropriée de la pression dépend de la densité apparente souhaitée de la couche de verre cellulaire intermédiaire. Si une pression excessivement élevée est appliquée, la couche de verre cellulaire de base se trouve avoir une densité apparente trop élevée. Il est préférable d'appliquer une pression comprise entre 1 et 3 bars. Par exemple, la pression est appliquée au moyen
d'un certain nombre de rouleaux de pression facultative-
ment avec interposition d'une bande thermorésistante entre les rouleaux et la surface de la couche de verre
dense ou son matériau.
Un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention peut être un bloc de verre cellulaire renforcé o la couche de verre cellulaire de base est renforcée d'un matériau de métal comme des fils
métalliques, un treillis métallique ou un métal enfoncé.
Le matériau de métal de renforcement est de préférence enduit d'un liant adhésif et peut être noyé dans la couche de verre cellulaire de base par une technique connue. Par exemple, le matériau de métal est disposé dans un caisson de moulage avant de verser le matériau granulé du verre cellulaire. Dans le cas d'un procédé continu utilisant des bandes de convoyeur pour introduire les matériaux dans un four, le matériau de métal est également continuellement introduit dans le four en l'insérant dans la couche du matériau du verre cellulaire
de base sur la bande inférieure.
Dans la présente invention, il est facultatif de prévoir la couche de surface de verre dense et la couche de verre poreux intermédiaire de chaque c8té de la couche de verre cellulaire de base pour ainsi former un bloc de verre cellulaire à cinq couches qui est très résistant et peut être utilisé comme matériau de mur extérieur. Un tel bloc de verre à cinq couches peut 8tre produit en modifiant le procédé ci-dessus décrit de fabrication discontinu ou continu afin de placer d'abord le matériau de la couche de surface de verre dense puis le matériau granulé de la couche de verre poreux intermédiaire avant de placer le matériau de la couche de verre cellulaire de base dans le procédé ci-dessus décrit. Dans un bloc de verre cellulaire multicouche selon l'invention, la surface externe de la couche de verre dense peut être ondulée ou gravée pour produire un certain nombre de zones un peu évidées et de zones un peu en protubérance. Dans le cas d'un bloc à trois couches, la surface arrière exposée de la couche de verre cellulaire de base peut de même être traitée au lieu de ou en plus du traitement de la surface de verre dense. En cimentant le bloc de verre cellulaire à une surface de mur, l'ondulation ou la gravure remplit le but d'agrandir la surface de collage. D'un point de vue différent, la gravure produit un effet esthétiquement favorable lorsque les zones évidées et dépassant sont agencées en un schéma approprié et que la surface gravée est utilisée comme surface externe. Ces ondulations et cette gravure formant un dessin peuvent facilement être accomplies en utilisant un caisson de moulage o la surface interne du fond présente des ondulations ou un certain nombre de protubérances de forme appropriée en utilisant un plateau de pression ayant des ondulations ou un certain nombre de protubérances ou en utilisant une bande de convoyeur à
maille dans le procédé continu ci-dessus décrit.
Exemple 1. Comme matériau principal de la couche de verre cellulaire de base d'un bloc de verre cellulaire multicouche, des rognures de verre semi-cristal ordinaire ont été pulvérisées en une poudre fine n'ayant pas plus de 100 pm de taille de particule, et la poudre de verre a été mélangée à 0,7% en poids de poudre de carbonate de calcium utilisé comme agent moussant. Une petite quantité de verre soluble a été ajoutée au mélange pulvérulent, et le mélange résultant a été malaxé et granulé par une méthode de granulation au tambour, en grains de 0,5-2 mm
de diamètre.
La poudre de verre semi-cristal ci-dessus mentionnée est également utilisée comme matériau principal d'une couche de verre poreux intermédiaire. La poudre de verre a été mélangée à une petite quantité variable de poudre de carbonate de calcium utilisée pour contr8ler la porosité et la densité apparente de la couche de verre intermédiaire. Une petite quantité de verre soluble a été ajoutée au mélange pulvérulent et le mélange résultant a été malaxé et granulé en grains de
0,5-2 mm de diamètre.
Comme matériau d'une couche de surface de verre dense, des rognures de verre semi-cristal ont été
pulvérisées en particules de 0,5-2 mm-.
La matière granulée de la couche de verre cellulaire de base a été versée dans un caisson de moulage afin d'accumuler une épaisseur prédéterminée et ensuite la matière granulée de la couche intermédiaire a été stratifiée sur la matière granulée d'abord stratifiée et puis la matière de la couche de verre dense a été stratifiée sur la matière granulée stratifiée précédemment. A cet état, les matières dans le caisson de moulage ont été cuites dans un four à 750-900 C pendant
-60 minutes, avec ensuite recuit.
Le produit du procédé ci-dessus était un bloc de verre cellulaire à trois couches consistant en une couche de verre cellulaire de base d'uneépaisseur de 42 mm, une couche de verre cellulaire intermédiaire d'une épaisseur de 5 mm et une couche de surface de verre dense ayant une épaisseur de 3 mm. La couche de verre cellulaire de base avait une densité apparente de 0,4 et la densité de la couche de verre dense était de 2,5. La densité apparente de la couche intermédiaire a été changée entre 1,0 et 1,7 en contrôlant la quantité de la poudre de carbonate de calcium dans le matériau et les conditions de cuisson pour obtenir quatre échantillons différents, en tant qu'exemples lA (la densité apparente était de 1,0), lE (la densité apparente était de 1,3), 1C (la densité apparente était de 1,5) et 1D (la densité
apparente était de 1,7).
Exemple de comparaison.
En utilisant les mêmes matériaux et le même procédé qu'à l'exemple 1, deux échantillons différents du bloc de verre cellulaire à trois couches ont été produits. Dans un échantillon, l'exemple de comparaison la, la densité apparente de la couche de verre cellulaire intermédiaire était de 0,7. Dans l'autre échantillon, l'exemple de comparaison lb, la densité apparente de la couche intermédiaire était de 2,2. A tous les autres points de vue, il n'y avait pas de changement par rapport
à l'exemple 1.
Exemple 2.
La matière granulée de la couche de verre cellulaire de base préparée à l'exemple i a été stratifiée dans un caisson de moulage et les particules de verre préparées à l'exemple 1 en tant que matériau de la couche de verre dense ont été stratifiées directement sur la couche du matériau de verre cellulaire. A cet état, les deux types du matériau dans le caisson de moulage ont été cuits dans un four à 750-900 C pendant -60 minutes. Au dernier stade du procédé de cuisson, une pression de 1,5 bars a été appliquée à la surface de la couche de verre dense pendant 10 minutes. Ensuite, un
recuit a été fait.
Le produit de ce procédé était un bloc de verre cellulaire à trois couches consistant en une couche de verre cellulaire de base d'une épaisseur de 46 mm, une couche de verre cellulaire intermédiaire d'une épaisseur de 1 mm et une couche de surface de verre dense d'une épaisseur de 3 mm. La couche de verre cellulaire de base avait une densité apparente de 0,4 et la couche de verre dense avait une densité apparente de 2,5. La densité apparente de la couche intermédiaire était de 0,9 dans un échantillon, l'exemple 2A, et de 1,3 dans l'autre
échantillon, l'exemple 2B.
Référence 1.
En utilisant le matériau de la couche de verre cellulaire de base préparé à l'exemple 1, un bloc de verre cellulaire à une seule couche d'une épaisseur de 50 mm a été produit. La densité apparente du verre
cellulaire était de 0,4.
Reférence 2.
En utilisant les mêmes matériaux qu'à l'exemple 2, un bloc de verre cellulaire à deux couches consistant en une couche de verre cellulaire d'une épaisseur de 47 mm et une couche de verre dense d'une épaisseur de 3mm a été produit. Le verre cellulaire avait une densité apparente de 0,4 et la couche de verre dense avait une
densité apparente de 2,5.
De chacun des échantillons de bloc cellulaire des exemples 1 et 2, de l'exemple de comparaison des références 1 et 2, des éprouvettes de 20 mm x 20 mm de largeur et de 50 mm de longueur (dans la direction de l'épaisseur du bloc de verre cellulaire ont été découpées et soumises à des essais avec un moyen d'essai de traction en appliquant une tension en direction
longitudinale. Les résultats sont montrés à la figure 1.
Comme on peut le voir sur la figure 1, les blocs de verre cellulaire à trois couches des exemples 1A à 1D et des exemples 2A et 2B avaient une résistance à la rupture par traction assez élevée. Dans ces blocs de verre cellulaire, la densité apparente de la couche de verre cellulaire intermédiaire était comprise entre 0,9 et 1,7 comme on l'a précédemment noté. Dans chaque éprouvette de ces blocs de verre cellulaire, la rupture par l'essai de traction s'est produite dans la couche de verre cellulaire de base. Dans les éprouvettes du bloc de verre cellulaire à trois couches de l'exemple de comparaison la ayant une faible densité apparente de la couche de verre cellulaire intermédiaire, la rupture s'est produite à l'interface entre la couche intermédiaire et la couche de verre dense et la résistance à la rupture par traction était relativement faible. Dans les éprouvettes du bloc de verre cellulaire de l'exemple de comparaison lb ayant une très haute densité apparente de la couche intermédiaire, la rupture s'est produite à l'interface entre la couche intermédiaire et la couche en verre cellulaire de base et la résistance à la rupture par traction était très faible. Dans les éprouvettes du bloc de verre cellulaire à deux couches de la référence 2 ne contenant pas la couche intermédiaire, la rupture s'est produite à l'interface entre la couche de verre cellulaire et la couche de verre dense et la résistance à la rupture par 2c A2508 traction était encore plus faible. Ainsi, l'essai a mis en évidence un effet remarquablement favorable de la couche de verre poreux intermédiaire selon l'invention sur la liaison interfaciale dans le bloc de verre cellulaire multicouche. En option de la présente invention, la surface externe de la couche de surface de verre dense du corps de verre cellulaire multicouche peut présenter un certain nombre de fissures fines distribuées sensiblement sur toute l'étendue de ladite surface externe en un schéma ou motif qui donne un effet ornemental. Ces fissures peuvent 8tre produites en contrôlant la taille des particules du matériau de verre et les conditions de cuisson ou en ajoutant un additif pouvant être fritté dans le verre particulaire en tant que matériau principal. Dans chaque cas, il est efficace d'appliquer une pression adéquate à la surface de la couche de verre dense en cuisson ou
immédiatement après la cuisson.
En ce qui concerne la taille des particules du matériau de verre, il est favorable, pour produire les fissures souhaitées, d'utiliser des particules de verre n'ayant pas plus d'environ 0,3 mm pour ainsi diminuer la densité apparente du matériau de verre en couches et augmenter l'air existant dans le matériau de verre en cuisson. Par exemple, en utilisant des particules de verre ayant moins de 0,1 mm, il est relativement facile de produire des fissures fines en un schéma d'hexagones continus et irréguliers ou différents polygones, comme le montre la figure 2. En utilisant des particules de verre de 0,1-0,3mm, il est relativement facile de produire des fissures fines en un schéma de raies à peu près parallèles et s'interrompant régulièrement comme le montre la figure 3. Les fissures dans chacun de ces
26 12508
schémas ou motifs semblent être des fissures naturelles-
et seront d'une plus grande valeur que des schémas
géométriques réguliers.
L'additif ci-dessus mentionné pouvant être fritté doit avoir un point de fusion supérieur au point d'amollissement du verre particulaire en tant que matériau principal. Des exemples préférés sont la wallastonite, le sable siliceux, le feldspath, le sable de zircon, la sillimanite et la mullite. L'additif doit être une poudre n'ayant pas plus de 150;m et de
préférence pas plus de 50 "m de taille de particule.
Lorsqu'un tel additif est utilisé, les particules de verre ne doivent pas être plus petites que 0,3 mm. La quantité des additifs pouvant être frittés est de 3 à 24% en poids du verre particulaire. Lorsque l'additif atteint plus de 24%, en poids, les fissures produites dans la surface de verre dense deviennent individuellement si larges que l'effet ornemental est gâché et que la couche de surface du verre devient fragile. Il est approprié de limiter la quantité de l'additif pouvant être fritté entre 3 et 15% en poids pour produire des fissures fines dans le schéma de raies parallèles et s'interrompant comme le montre la figure 3. Lorsque le même additif atteint plus de 15% en poids mais pas plus de 24% en poids, il est probable que les fissures seront produites
en un schéma polygonal tel que montré à la figure 2.
Lorsque le bloc de verre cellulaire multicouche est produit par le procédé continu en utilisant des bandes thermorésistantes, l'action de pression des rouleaux en dessous de la bande inférieure et des rouleaux au-dessus de la bande supérieure a certains effets sur les fissures de la couche de surface de verre dense. Dans le ca-s o l'on utilise des particules de matériau de verre dense de 0,1-0,3 mm, il est probable que des fissures linéaires telles que montrées à la figure 3 seront produites, s'étendant parallèlement aux axes longitudinaux des rouleaux respectifs, tandis que l'utilisation de particules encore plus petites dans la même méthode de fabrication produit usuellement des fissures selon un schéma polygonal montré à la figure 2. Lorsque l'on mélange 3-15% d'un additif pouvant être fritté à de relativement grandes particules du matériau de verre dense, il est possible que des fissures linéaires se produisent, devant s'étendre parallèlement aux axes des rouleaux respectifs et lorsque le même additif est accru à plus de 15% en poids, des fissures sont produites dans des directions différentes, donc un
schéma du type montré à la figure 2 est obtenu.
La figure 4 montre un bloc de verre cellulaire multicouche o l'on emploie une autre option de la présente invention. Le bloc de verre cellulaire se compose de la couche 10 de verre cellulaire de base, d'une couche de verre poreux intermédiaire 12 et d'une couche de surface de verre dense 14. La surface externe de la couche de verre dense 14 présente un grand nombre de petites protubérances presque hémisphériques 14a qui sont très proches les unes des autres, sensiblement sur toute l'étendue de ladite surface externe. Usuellement, ces protubérances hémisphériques 14a ont un diamètre compris entre environ 0,2 mm et environ 3 mm. Un effet ornemental est produit par la formation de ces protubérances 14a. En outre, le bloc de verre cellulaire
a une meilleure capacité d'isolement sonore.
Pour former les protubérances hémisphériques 14a, il est approprié que le matériau de la couche de verre dense 14 ait la forme de granules ayant plus d'environ 0,3 mm. Alternativement, le matériau de verre peut 8tre un mélange de relativement petites particules et de sphères de verre ayant plus d'environ 0,3 mm. Les matériaux des trois couches 10, 12, 14 sont placés en couches les uns sur les autres et cuits ensemble pour une fusion des couches respectives et pour faire mousser la couche 10 la plus basse et dans de nombreux cas également la couche intermédiaire 12. Dans l'opération de cuisson, la surface supérieure de la couche de matériau de verre dense est laissée libre et aucune pression n'est appliquée à la surface externe. Bien que la fusion de la couche supérieure 14 produise une surface supérieure généralement plate, la grandeur des granules du matériau de verre dense et la formation de mousse des couches sousjacentes force la surface supérieure à avoir de nombreuses ondulations. A l'étape de refroidissement suivant l'opération de cuisson, un panneau approprié ou analogue est pressé contre la surface supérieure de la couche de verre dense 14 lorsque cette couche est refroidie à une température en dessous du point d'amollissement du verre dense tandis que les couches soujacentes 10 et 12 ne sont pas encore solidifiées. La formation des protubérances souhaitées 14a est terminée par ce travail de pression. Dans le cas de la production du bloc de verre cellulaire multicouche par le procédé continu utilisant une paire de bandes thermorésistantes à la manière décrite précédemment, la bande supérieure est maintenue espacée de la surface supérieure des matériaux de verre en couches pendant l'opération de cuisson. La bande supérieure est pressée contre la surface de verre par les rouleaux supérieurs lorsque la couche de verre dense 14 est refroidie au degré ci-dessus mentionné avant
solidification des couches sousjacentes.
Claims (21)
1. Bloc de verre cellulaire multicouche caractérisé en ce qu'il comprend: une couche de verre cellulaire de base (10) ayant moins de 0,8 de densité apparente; une couche de surface de verre dense (14) prévue d'un c8té de ladite couche de verre cellulaire; et une couche de verre poreux intermédiaire (12) qui est placée entre et collée de manière très précise à ladite couche de verre cellulaire et à ladite couche de surface de verre dense et a une densité apparente
comprise entre 0,8 et 1,8.
2. Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densité apparente de la couche de verre
cellulaire est comprise entre 0,3 et 0,6.
3. Bloc selon la revendication 2, caractérisé en ce que la densité apparente de la couche de verre
poreux intermédiaire est comprise entre 1,0 et 1,7.
4. Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de verre poreux intermédiaire n'est pas inférieure à 0,5 mm et l'épaisseur de la couche de surface de verre dense n'est pas inférieure à 1 mm à condition que la somme des épaisseurs de la couche poreuse intermédiaire et de la couche de surface de verre dense ne dépasse pas 20 min.
5. Bloc selon la revendication 4, caractérisé en ce que la somme des épaisseurs ne dépasse pas 1/4 de la totalité de l'épaisseur du bloc de verre cellulaire
multicouche.
6. Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un matériau de métal de renforcement qui est noyé dans la couche de verre
cellulaire de base.
7. Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un certain nombre de fissures fines sont formées à la surface externe de la couche de surface de verre dense sensiblement sur toute l'étendue de ladite surface externe, lesdites fissures étant en un schéma qui donne
un effet ornemental.
8. Bloc selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fissures sont formées en un schéma de
polygones continus et irréguliers.
9. Bloc selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fissures sont formées en un schéma de raies
à peu près parallèles et s'interrompant irrégulièrement.
10. Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface externe de la couche de verre dense présente un certain nombre de petites protubérances généralement hémisphériques (14a) qui sont très rapprochées sensiblement sur toute l'étendue de la
surface externe.
11. Verre selon la revendication 10, caractérisé en ce que les protubérances précitées ont un
diamètre compris entre environ 0,2 mm et environ 3 mm.
12. Procédé de production d'un bloc de verre cellulaire multicouche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: placer en couche une première matière granulée comprenant une poudre de verre et un agent moussant; placer en couche une seconde matière granulée comprenant une poudre de verre sur la couche de la première matière; placer en couche un verre particulaire sur la couche de la seconde matière; et cuire la première matière, la seconde matière et le verre particulaire en couches pour provoquer la
fusion des verres dans les couches respectives.
26125O8
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes de presser la surface supérieure des couches cuites pendant
ou immédiatement après l'étape de cuisson.
14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la seconde matière comprend un
agent moussant.
15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le verre particulaire n'a pas plus
de 0,3 mm de taille de particule.
16. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le verre particulaire contient 3-24% en poids d'un additif pouvant être fritté qui est en forme de poudre et a un point de fusion supérieur au
point d'amollissement du verre particulaire.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'additif pouvant être fritté est choisi dans le groupe consistant en wallastonite, sable siliceux, feldspath, sable de zircon, sillimanite et
mullite.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'additif précité n'a pas plus de
um de taille de particule.
19. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la surface supérieure de la couche de verre particulaire est laissée libre pendant la cuisson des matières en couches, et en ce qu'il comprend de plus l'étape de presser une surface solide contre la surface supérieure des couches cuites lorsque la couche supérieure est à un état incomplètement soidifié avant
solidification des couches sousjacentes.
20. Procédé de production d'un bloc de verre cellulaire multicouche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: disposer en couche une matière granulée comprenant une poudre de verre et un agent moussant; disposer en couche un verre particulaire sur la couche de ladite matière granulée; cuire ladite matière granulée et ledit verre particulaire en couches afin de provoquer la fusion des verres dans les couches respectives; et presser la surface supérieure des couches cuites à une pression comprise entre 0,1 et 4 bars
pendant ou immédiatement après l'étape de cuisson.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la pression précitée est comprise
entre 1 et 3 bars.
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