FR2900653A1

FR2900653A1 - Composition, useful for preparing heat insulation and fire protection materials, comprises cement such as calcium aluminate cement and molten cement, first insulating filler e.g. pearlite and fibrous filler e.g. wollastonite fibers

Info

Publication number: FR2900653A1
Application number: FR0604060A
Authority: FR
Inventors: Alain Crespy; Pierre Satre; Pascal Carriere; Claude Favotto; Adrien Vincent
Original assignee: GONNET ISOLATION SN; Universite de Toulon
Current assignee: GONNET ISOLATION SN; Universite de Toulon
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2006-05-05
Publication date: 2007-11-09
Anticipated expiration: 2026-05-05
Also published as: FR2900653B1

Abstract

Composition for preparing heat insulation and fire protection materials comprises: a cement such as calcium aluminate cement or molten cement; a first insulating filler having a porosity >=80%, a melting point of >=1100[deg]C and a thermal conductivity of =0.1 Watts by meter-Kelvin, such as perlite; and at least a fibrous filler such as wollastonite fibers, quartz fibers, fibers of basalt or pure silica fibers, where the composition further comprises a second insulating filler presenting a melting point >=1200[deg]C, such as ceramic hollow microspheres. Independent claims are included for: (1) preparing the heat insulation and fire protection material comprising adding water to the composition for the hydraulic retention of composition and mixing to obtain a homogeneous paste and molding the obtained homogeneous paste; and (2) the heat insulation and protection material obtained by the process.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine desThe present invention relates, in a general manner, to the field of

matériaux utilisés pour l'isolation thermique et en particulier pour la protection incendie. Dans ce domaine, les matériaux doivent présenter d'excellentes propriétés thermiques telles qu'un haut point de fusion, une faible conductivité thermique et une importante résistance à la température. A haute et très haute température, des dégradations du matériau, telles que des fissurations ou des zones fondues, sont susceptibles de se produire. En outre, il peut être nécessaire d'avoir des matériaux présentant une certaine souplesse et étant faciles à couper et/ou à percer. Ces matériaux doivent de préférence être légers pour 15 faciliter leur manutention et doivent donc avoir une masse volumique la plus réduite possible. Il existe des matériaux de type composites et plus précisément de type mortiers, constitués d'une matrice et de charges. 20 Toutefois, un grand nombre de ces matériaux sont à base de plâtre ou de ciment Portland, dont la température de fusion est de l'ordre de 1100 degrés Celsius. L'utilisation de ces matériaux est donc limitée, en ce que, dans le domaine de la protection incendie, les 25 matériaux doivent supporter en général des températures supérieures à 1100 degrés Celsius. D'autres matériaux sont très riches en charges poreuses qui permettent d'en réduire la masse volumique. Cependant, les charges poreuses fragilisent le matériau, 30 dont les propriétés mécaniques sont alors insuffisantes. Les matériaux présentant une trop grande masse volumique, supérieure à 1100 kilogrammes par mètre cube, sont difficiles à manipuler. La fabrication de matériaux les plus légers possible est souhaitable. 35 Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, une composition pour la fabrication de matériaux pour isolation thermique et protection incendie, comprenant principalement materials used for thermal insulation and in particular for fire protection. In this field, the materials must have excellent thermal properties such as high melting point, low thermal conductivity and high temperature resistance. At high and very high temperatures, degradations of the material, such as cracks or melted areas, are likely to occur. In addition, it may be necessary to have materials having a certain flexibility and being easy to cut and / or drill. These materials should preferably be light to facilitate their handling and should therefore have the lowest possible density. There are materials of the composite type and more precisely of the mortar type, consisting of a matrix and fillers. However, many of these materials are based on plaster or Portland cement, whose melting temperature is in the order of 1100 degrees Celsius. The use of these materials is therefore limited in that, in the field of fire protection, the materials generally have to withstand temperatures above 1100 degrees Celsius. Other materials are very rich in porous fillers that can reduce the density. However, the porous fillers weaken the material, whose mechanical properties are then insufficient. Materials with too much density, greater than 1100 kilograms per cubic meter, are difficult to handle. The manufacture of the lightest possible materials is desirable. More specifically, the invention relates, according to a first aspect, to a composition for the manufacture of materials for thermal insulation and fire protection, comprising mainly

-au moins un ciment choisi parmi les ciments d'aluminates de calcium ou les ciments fondus, -au moins une première charge isolante présentant une porosité au moins égale à 80%, un point de fusion au moins égal à 1100 degrés Celsius et une conductivité thermique au plus égale à 0,1 watts par mètre-kelvin, telle que la perlite, et -au moins une charge fibreuse choisie parmi les fibres de wollastonite, les fibres de quartz, les fibres 10 de basalte, ou les fibres de silice pure. Une telle composition est connue de l'homme du métier, notamment par l'exemple qu'en donne le document US 4 100 115. Le document US 4 100 115 concerne une composition 15 incluant, en plus d'un ciment alumineux, un liant organique, tel qu'une résine synthétique, ou inorganique, par exemple un silicate de sodium. Une telle composition résulte en des matériaux composites dont la tenue en température est limitée, et 20 qui présentent un risque de dégagement de fumées opacifiantes et probablement toxiques en cas d'incendie. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer une composition pour la fabrication de matériaux pour isolation thermique et protection incendie 25 exempte de l'une au moins des limitations précédemment évoquées, en particulier, offrant à la fois de bonnes propriétés thermiques et mécaniques et une faible masse volumique des matériaux. A cette fin, la composition de l'invention, par 30 ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une deuxième charge isolante présentant un point de fusion au moins égal à 1200 degrés Celsius, telle que des microsphères 35 céramiques. L'invention présente l'avantage de permettre la fabrication de matériaux flexibles, de faible masse volumique, de faible conductivité thermique, et at least one cement chosen from calcium aluminate cements or molten cements, at least one first insulating filler having a porosity of at least 80%, a melting point of at least 1100 degrees Celsius and a conductivity at most 0.1 watts per meter-kelvin, such as perlite, and at least one fibrous filler selected from wollastonite fibers, quartz fibers, basalt fibers, or pure silica fibers . Such a composition is known to those skilled in the art, in particular by the example given in US 4 100 115. US 4 100 115 relates to a composition 15 including, in addition to an aluminous cement, a binder organic, such as a synthetic resin, or inorganic, for example sodium silicate. Such a composition results in composite materials whose temperature resistance is limited, and which have a risk of release of opacifying fumes and probably toxic in case of fire. In this context, the present invention aims to provide a composition for the manufacture of materials for thermal insulation and fire protection 25 free from at least one of the limitations mentioned above, in particular, offering both good thermal properties and mechanical and low density of materials. To this end, the composition of the invention, which moreover conforms to the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that it also comprises at least one second insulating filler having a point of melting at least equal to 1200 degrees Celsius, such as ceramic microspheres. The invention has the advantage of allowing the manufacture of flexible materials, low density, low thermal conductivity, and

d'excellentes résistances mécanique et thermique, à des fins d'isolation thermique et de protection incendie. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la deuxième charge isolante est constituée de microsphères céramiques creuses. Le ciment est constitué avantageusement d'un ciment d'aluminates de calcium. Ce ciment d'aluminates de calcium comprend par exemple entre 40% et 80% en poids d'alumine Al2O3 et entre 20% et 60% en poids d'oxyde de calcium CaO. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la charge fibreuse est constituée de fibres de wollastonite. La composition comprend de manière avantageuse, en 15 pourcentage de sa masse totale : - de 25 à 85% de ciment, -de 1 à 40% de première charge isolante, - de 10 à 70% de charge fibreuse, et - de 5 à 65% de deuxième charge isolante. 20 De préférence, la composition selon l'invention comprend, en pourcentage de sa masse totale : - de 30 à 75% de ciment, -de 2 à 20% de première charge isolante, - de 12 à 50% de charge fibreuse, et 25 -de 7 à 40% de deuxième charge isolante. Tout préférentiellement, la composition selon l'invention comprend, en pourcentage de sa masse totale : - de 38 à 50% de ciment, - de 4 à 10% de perlite, 30 -de 23 à 40% de charge fibreuse, et - de 14 à 38% de deuxième charge isolante. La composition peut comprendre en outre éventuellement au moins un composé additionnel choisi parmi la fumée de silice, les fibres de verre alcali-35 résistantes, ou le carbonate de calcium. L'invention concerne également un procédé pour obtenir un matériau d'isolation thermique et protection incendie comprenant une opération d'ajout d'eau à une excellent mechanical and thermal resistance, for thermal insulation and fire protection purposes. In a preferred embodiment of the invention, the second insulating filler consists of hollow ceramic microspheres. The cement advantageously consists of a calcium aluminate cement. This calcium aluminate cement comprises, for example, between 40% and 80% by weight of alumina Al 2 O 3 and between 20% and 60% by weight of calcium oxide CaO. According to an advantageous embodiment of the invention, the fibrous filler consists of wollastonite fibers. The composition advantageously comprises, as a percentage of its total mass: from 25 to 85% of cement, from 1 to 40% of first insulating filler, from 10 to 70% of fibrous filler, and from 5 to 65% second insulating charge. Preferably, the composition according to the invention comprises, as a percentage of its total mass: from 30 to 75% of cement, from 2 to 20% of first insulating filler, from 12 to 50% of fibrous filler, and 25-7 to 40% of second insulating charge. Most preferably, the composition according to the invention comprises, as a percentage of its total mass: from 38 to 50% of cement, from 4 to 10% of perlite, from 23 to 40% of fibrous filler, and from 14 to 38% of second insulating charge. The composition may further optionally comprise at least one additional compound selected from silica fume, alkali-resistant glass fibers, or calcium carbonate. The invention also relates to a method for obtaining a thermal insulation and fire protection material comprising an operation of adding water to a

composition selon l'invention, en une quantité permettant la prise hydraulique de ladite composition, et une opération de mélange pour obtenir une pâte homogène ; et une opération de moulage de la pâte homogène obtenue. composition according to the invention, in an amount allowing hydraulic setting of said composition, and a mixing operation to obtain a homogeneous paste; and a molding operation of the homogeneous paste obtained.

L'invention concerne en outre un matériau d'isolation thermique et protection incendie susceptible d'être obtenu par ce procédé. Ce matériau supporte des températures de l'ordre de 1300 degrés Celsius. Par comparaison, les matériaux décrits dans le document US 4 100 115 supportent des températures maximales de l'ordre de 815 degrés Celsius. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description détaillée qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif. Dans la composition selon l'invention, le ciment est un liant hydraulique. Il assure la cohésion du matériau final. Les ciments fondus et les ciments d'aluminates de 20 calcium ou ciments alumineux sont des ciments à faibles taux de silice. Ils présentent tous les deux d'excellentes propriétés thermomécaniques. Ils sont relativement peu onéreux, faciles à mettre en ouvre et de bonne résistance 25 pyroscopique. Les ciments fondus peuvent en général être utilisés jusqu'à 1400 degrés Celsius ( C) et les ciments d'aluminate de calcium jusqu'à en général 1800 degrés Celsius, pour les plus riches en alumine. 30 Pour des températures inférieures, il peut être envisagé d'utiliser un ciment de type Portland ou du plâtre. On préfère choisir un ciment d'aluminates de calcium, par exemple un ciment comprenant entre 35% et 35 85% en poids d'oxyde d'aluminium ou alumine Al2O3 et entre 15% et 60% en poids d'oxyde de calcium ou chaux CaO. De préférence, le ciment est constitué d'environ 70% The invention further relates to a thermal insulation and fire protection material obtainable by this method. This material withstands temperatures of the order of 1300 degrees Celsius. By comparison, the materials described in US 4,100,115 support maximum temperatures of the order of 815 degrees Celsius. Other features and advantages of the invention will emerge clearly from the detailed description which is given below, for information only and not limiting. In the composition according to the invention, the cement is a hydraulic binder. It ensures the cohesion of the final material. Melted cements and calcium aluminate cements or aluminous cements are low silica cements. Both have excellent thermomechanical properties. They are relatively inexpensive, easy to implement and have good pyroscopic resistance. Melted cements can generally be used up to 1400 degrees Celsius (C) and calcium aluminate cements up to 1800 degrees Celsius in general for the higher alumina cements. For lower temperatures, it may be envisaged to use Portland cement or plaster. It is preferred to choose a calcium aluminate cement, for example a cement comprising between 35% and 85% by weight of aluminum oxide or Al 2 O 3 alumina and between 15% and 60% by weight of calcium oxide or lime. CaO. Preferably, the cement is about 70%

en poids d'alumine et d'environ 30% en poids d'oxyde de calcium. Les ciments d'aluminates de calcium sont particulièrement avantageux en ce qu'ils présentent une résistance pyroscopique élevée et une très bonne capacité d'absorption de la chaleur. La composition selon l'invention comprend des charges isolantes ou renforts thermiques qui permettent d'abaisser la conductivité thermique du matériau pour isolation thermique et protection incendie. Une première charge isolante est par exemple la perlite. La perlite résulte de l'expansion à 900 degrés Celsius d'une roche volcanique siliceuse. Elle se présente classiquement sous forme de poudre constituée de petits grains de mousse d'aluminosilicate, de taille comprise entre 10 micromètres (pm) et 1 millimètre (mm). C'est une structure amorphe incluant principalement 74,8% de SiO2, 11,8% d' Al202, 4,6% de K2O, 3,5% de Na2O et des traces (pas plus de 1%) de Fe2O3r de CaO et de MgO. by weight of alumina and about 30% by weight of calcium oxide. Calcium aluminate cements are particularly advantageous in that they have a high pyroscopic resistance and a very good heat absorption capacity. The composition according to the invention comprises insulating fillers or thermal reinforcements which make it possible to lower the thermal conductivity of the material for thermal insulation and fire protection. A first insulating filler is, for example, perlite. Perlite results from the 900 degree Celsius expansion of a siliceous volcanic rock. It is conventionally in the form of a powder consisting of small grains of aluminosilicate foam, ranging in size from 10 micrometers (μm) to 1 millimeter (mm). It is an amorphous structure mainly comprising 74.8% of SiO2, 11.8% of Al2O2, 4.6% of K2O, 3.5% of Na2O and traces (not more than 1%) of Fe2O3r of CaO and MgO.

La perlite présente une très faible masse volumique apparente, comprise entre 0,05 et 0,40 grammes par centimètre cube (g.cm-3), une très faible conductivité thermique, de l'ordre de 0,02 à 0,06 watts par mètre-kelvin (W.m-1.K_1), et une température de fusion élevée, de l'ordre de 1100 degrés Celsius. Ces propriétés sont mises à profit dans la composition et le matériau de l'invention. La première charge isolante peut être toute charge présentant une porosité élevée, soit au moins égale à 80%, un point de fusion au moins égal à 1100 degrés Celsius, et une conductivité thermique maximale de 0,1 watts par mètre-kelvin. De préférence, sa porosité est au moins égale à 85%. Une deuxième charge isolante est par exemple constituée de microsphères céramiques, en particulier de microsphères céramiques creuses, tout particulièrement de microsphères céramiques creuses constituées de 52% en poids de SiO2 et de 48% en poids d' Al202. Perlite has a very low bulk density, between 0.05 and 0.40 grams per cubic centimeter (g.cm-3), a very low thermal conductivity, of the order of 0.02 to 0.06 watts per meter-kelvin (Wm-1.K_1), and a high melting temperature, of the order of 1100 degrees Celsius. These properties are put to good use in the composition and the material of the invention. The first insulating filler may be any filler having a high porosity, at least 80%, a melting point of at least 1100 degrees Celsius, and a maximum thermal conductivity of 0.1 watts per meter-Kelvin. Preferably, its porosity is at least 85%. A second insulating filler is for example made of ceramic microspheres, in particular hollow ceramic microspheres, especially hollow ceramic microspheres consisting of 52% by weight of SiO 2 and 48% by weight of Al 2 O 2.

Les microsphères céramiques creuses ont une faible masse volumique, inférieure à 1 gramme par centimètre cube, une faible conductivité thermique, comprise entre 0,1 et 0,2 watts par mètre-kelvin, et un point de fusion de l'ordre de 1200 degrés Celsius. Elles permettent donc à la fois d'abaisser la masse volumique et la conductivité thermique du matériau et de contribuer à la tenue thermique du matériau. Leur géométrie sphérique contribue à la résistance 10 mécanique en compression du matériau pour isolation thermique. Les microsphères céramiques creuses facilitent la mise en forme des matériaux de l'invention en améliorant la fluidité et la coulabilité du mortier. En outre, elles 15 contribuent à la bonne élasticité du matériau de l'invention. La composition selon l'invention comprend aussi un ou plusieurs renforts mécaniques, et en particulier au moins une charge fibreuse choisie parmi les fibres de 20 wollastonite, les fibres de quartz, les fibres de basalte, ou les fibres de silice pure. La wollastonite est un silicate de calcium, composée par exempe de 51,7% en poids de SiO2 et de 48,3% en poids de CaO, et se présentant sous la forme de cristaux 25 aciculaires. Son point de fusion est de l'ordre de 1540 degrés Celsius. Les fibres de wollastonite ont une très bonne tenue thermomécanique. Les charges fibreuses entrant dans la composition de 30 l'invention présentent un haut point de fusion, au moins égal à 1400 degrés Celsius, ce qui participe à la stabilité thermique du matériau pour isolation thermique et protection incendie. Par exemple, les fibres de basalte et les fibres de 35 quartz présentent respectivement des points de fusion de l'ordre de 1450 degrés Celsius et 1550 degrés Celsius. La composition selon l'invention peut en outre comprendre des composés additionnels tels que la fumée de The hollow ceramic microspheres have a low density, less than 1 gram per cubic centimeter, a low thermal conductivity of between 0.1 and 0.2 watts per meter-Kelvin, and a melting point of about 1200 degrees. Celsius. They therefore make it possible both to lower the density and the thermal conductivity of the material and to contribute to the thermal resistance of the material. Their spherical geometry contributes to the mechanical compressive strength of the thermal insulation material. The hollow ceramic microspheres facilitate the shaping of the materials of the invention by improving the fluidity and flowability of the mortar. In addition, they contribute to the good elasticity of the material of the invention. The composition according to the invention also comprises one or more mechanical reinforcements, and in particular at least one fibrous filler selected from wollastonite fibers, quartz fibers, basalt fibers, or pure silica fibers. Wollastonite is a calcium silicate, composed for example of 51.7% by weight of SiO 2 and 48.3% by weight of CaO, and being in the form of acicular crystals. Its melting point is of the order of 1540 degrees Celsius. The wollastonite fibers have a very good thermomechanical behavior. The fibrous fillers used in the composition of the invention have a high melting point of at least 1400 degrees Celsius, which contributes to the thermal stability of the material for thermal insulation and fire protection. For example, basalt fibers and quartz fibers respectively have melting points in the range of 1450 degrees Celsius and 1550 degrees Celsius. The composition according to the invention may further comprise additional compounds such as

silice, des fibres de verre alcali-résistantes, et/ou le carbonate de calcium. La fumée de silice, composée de grains de silice amorphe, permet par exemple un renfort mécanique du matériau pour isolation thermique et protection incendie. Des fibres de verre alcali-résistantes peuvent aussi être ajoutées à la composition selon l'invention, aux fins de renfort mécanique. Les fibres de verre sont essentiellement constituées de silice amorphe. Pour résister aux agressions alcalines dues au ciment, outre l'utilisation d'autres oxydes dans leur composition, les fibres de verre peuvent être ensimées avec des formulations incluant par exemple de l'oxyde de zirconium. silica, alkali-resistant glass fibers, and / or calcium carbonate. Silica fume, composed of amorphous silica grains, allows for example a mechanical reinforcement of the material for thermal insulation and fire protection. Alkali-resistant glass fibers may also be added to the composition according to the invention, for the purpose of mechanical reinforcement. The glass fibers consist essentially of amorphous silica. To resist the alkaline attack due to the cement, in addition to the use of other oxides in their composition, the glass fibers can be sized with formulations including for example zirconium oxide.

La présence de carbonate de calcium CaCO3 dans la composition et dans le matériau obtenu offre l'avantage, en cas d'incendie, de consommer de l'énergie du fait de la réaction de décomposition en dioxyde de carbone CO2. La composition peut éventuellement inclure des adjuvants appropriés, choisis parmi les adjuvants classiquement utilisés dans les compositions à base de ciment. La composition selon l'invention est obtenue par mélange à sec des constituants, ciment et charges, afin d'avoir un mélange pulvérulent homogène et de casser les agrégats de charges. Le mélange des constituants peut être fait en partie ou en totalité à l'avance et la composition peut être conservée une fois préparée. The presence of calcium carbonate CaCO3 in the composition and in the material obtained offers the advantage, in case of fire, of consuming energy due to the decomposition reaction in carbon dioxide CO2. The composition may optionally include suitable adjuvants selected from the adjuvants conventionally used in cementitious compositions. The composition according to the invention is obtained by dry blending constituents, cement and fillers, in order to have a homogeneous powdery mixture and to break the aggregates of fillers. The mixture of the components may be partially or completely in advance and the composition may be preserved once prepared.

Tout éventuel composé additionnel tel que défini précédemment est de préférence mélangé à sec avec les autres constituants de la composition. La composition est utilisée en particulier pour la fabrication de matériaux d'isolation thermique des bâtiments. Ces matériaux constituent tout particulièrement des matériaux de protection incendie des bâtiments. Autrement dit, les matériaux sont tout Any optional additional compound as defined above is preferably dry mixed with the other constituents of the composition. The composition is used in particular for the manufacture of thermal insulation materials of buildings. These materials are particularly fire protection materials for buildings. In other words, materials are everything

particulièrement utilisés comme barrière thermique pour une protection incendie passive. On obtient de tels matériaux en mélangeant la composition selon l'invention à de l'eau. L'eau est ajoutée en quantité de préférence juste supérieure à la quantité stoechiométrique, et pour permettre la prise hydraulique de la composition. Tout éventuel adjuvant est préférentiellement ajouté à la composition sensiblement simultanément à l'ajout de 10 l'eau. On mélange au moins jusqu'à obtenir une pâte homogène, qui constitue un mortier réfractaire. Un adjuvant peut être introduit dans le but d'agir sur la viscosité de cette pâte. 15 Cette pâte est moulée pour obtenir, après durcissement, un matériau de la forme souhaitée. Il est préférable d'abord de mélanger à sec le ciment, les charges et les éventuels composés additionnels, puis d'ajouter l'eau et les éventuels 20 adjuvants et mélanger. Toutefois, on peut envisager de mélanger les différents constituants dont l'eau dans tout ordre qui permet d'obtenir par leur mélange une pâte homogène et prête à mouler. Les matériaux d'isolation thermique et protection 25 incendie sont préférentiellement des panneaux, par exemple de dimension 250x120x3 centimètres (cm). La composition de l'invention permet d'obtenir un panneau de dimension 250x120x3 centimètres de 70 kilogrammes (kg) à 80 kilogrammes au maximum. Ce panneau 30 est manipulable par deux ouvriers. En outre, les panneaux obtenus présentent une bonne flexibilité ou élasticité permettant leur cintrage et leur pose sur des parois courbes, une bonne résistance à l'usure et aux chocs, et une dureté permettant leur 35 découpage et/ou leur perçage avec des outils standards. Les matériaux obtenus selon l'invention peuvent être utilisés dans tout type de bâtiment nécessitant une isolation thermique et/ou une protection incendie. particularly used as a thermal barrier for passive fire protection. Such materials are obtained by mixing the composition according to the invention with water. The water is added in an amount preferably just greater than the stoichiometric amount, and to allow the hydraulic setting of the composition. Any optional adjuvant is preferably added to the composition substantially simultaneously with the addition of water. At least until a homogeneous paste is obtained, which constitutes a refractory mortar. An adjuvant can be introduced in order to act on the viscosity of this paste. This paste is molded to obtain, after curing, a material of the desired shape. It is preferable first to dry mix the cement, the fillers and any additional compounds, then add the water and any additives and mix. However, it is possible to mix the various constituents including water in any order that allows to obtain by mixing a homogeneous paste and ready to mold. The thermal insulation and fire protection materials are preferably panels, for example of dimension 250x120x3 cm (cm). The composition of the invention makes it possible to obtain a panel of dimensions 250x120x3 centimeters from 70 kilograms (kg) to 80 kilograms maximum. This panel 30 is manipulable by two workers. In addition, the panels obtained have good flexibility or elasticity allowing their bending and laying on curved walls, good resistance to wear and shock, and hardness for cutting and / or drilling with standard tools . The materials obtained according to the invention can be used in any type of building requiring thermal insulation and / or fire protection.

Ils sont tout particulièrement adaptés à la protection incendie dans les tunnels et autres ouvrages souterrains, dont la structure favorise l'apparition de conditions extrêmes en cas d'incendie. Les matériaux doivent pouvoir supporter et tenir à des températures de l'ordre de 1300 degrés Celsius, pendant une durée minimale de 150 minutes (mn). Les matériaux de l'invention répondent aux normes de sécurité établies pour la protection incendie des bâtiments. En particulier, en cas d'incendie, leur éventuelle combustion ne libère pas de produit toxique. La combinaison de constituants de la composition selon l'invention permet, par rapport aux solutions de l'art antérieur, une utilisation du matériau à plus haute température. Le matériau obtenu selon l'invention présente une excellente résistance pyroscopique. Une simulation incendie du type courbe de feu d'hydrocarbures majorée (HCM) définie pour les tunnels a résulté en l'absence de fusion du matériau de l'invention. Le matériau de l'invention permet en cas d'incendie de préserver au maximum l'intégrité des structures protégées par ce matériau, ce qui présente l'intérêt de la sécurité des personnes et celui économique d'éviter la reconstruction des bâtiments incendiés. A titre d'exemple, le tableau II ci-après présente des résultats de conductivité thermique et de masse volumique apparente mesurés sur des matériaux fabriqués à partir de deux compositions A et B selon l'invention présentées dans le tableau I. They are particularly suitable for fire protection in tunnels and other underground structures, the structure of which favors the occurrence of extreme conditions in case of fire. The materials must be able to withstand and withstand temperatures in the order of 1300 degrees Celsius for a minimum of 150 minutes (min). The materials of the invention meet the safety standards established for the fire protection of buildings. In particular, in case of fire, their possible combustion does not release toxic product. The combination of constituents of the composition according to the invention makes it possible, with respect to the solutions of the prior art, to use the material at a higher temperature. The material obtained according to the invention has excellent pyroscopic resistance. A fire simulation of the increased hydrocarbon fire curve (HCM) type defined for the tunnels resulted in the absence of melting of the material of the invention. In the event of a fire, the material of the invention makes it possible to preserve as much as possible the integrity of the structures protected by this material, which makes it of the interest of the safety of the people and the economic one to avoid the reconstruction of the burned buildings. By way of example, Table II below presents results of thermal conductivity and apparent density measured on materials manufactured from two compositions A and B according to the invention presented in Table I.

Tableau I : Compositions A et B en pourcentages massiques. Table I: Compositions A and B in percentages by mass.

Ciment Wollastonite Microsphères Perlite alumineux céramiques creuses A 46,0 25,6 17,6 10,8 B 41,0 22,8 31,4 4,8 Tableau II : Résultats obtenus à partir des compositions A et B. Conductivité thermique Masse volumique apparente (W.m-1.K-1) en (kg.m-3) A 0, 27 1040 B 0, 30 1060 Les compositions A et B selon l'invention permettent d'obtenir des matériaux dont la conductivité thermique est de l'ordre de 0,3 watts par mètre-kelvin. Or, dans le 10 domaine du bâtiment, les matériaux de construction sont considérés comme isolant si leur conductivité thermique est inférieure à 2 watts par mètre-kelvin. En outre, les compositions A et B permettent d'obtenir des matériaux de masse volumique inférieure à 15 1100 kilogrammes par mètre cube (kg.m-3), ce qui permet une bonne maniabilité.5 Wollastonite cement Ceramic hollow aluminous Perlite microspheres A 46.0 25.6 17.6 10.8 B 41.0 22.8 31.4 4.8 Table II: Results obtained from compositions A and B. Thermal conductivity Density Apparently (Wm-1.K-1) in (kg.m-3) A 0, 27 1040 B 0, 30 1060 The compositions A and B according to the invention make it possible to obtain materials whose thermal conductivity is 1 order of 0.3 watts per meter-Kelvin. However, in the building sector, building materials are considered insulating if their thermal conductivity is less than 2 watts per meter-Kelvin. In addition, compositions A and B make it possible to obtain materials with a density of less than 1100 kilograms per cubic meter (kg.m-3), which allows a good maneuverability.

Claims

1. A composition for the manufacture of materials for thermal insulation and fire protection, comprising mainly: at least one cement selected from calcium aluminate cements or fused cements, at least one first insulating filler having a porosity of at least 8o%, a melting point at least equal to 1100 degrees Celsius and a thermal conductivity at most equal to 0.1 watts per meter-Kelvin, such as perlite, and at least one fibrous filler selected from fibers wollastonite, quartz fibers, basalt fibers, or pure silica fibers, said composition being characterized in that it further comprises at least one second insulating filler having a melting point of at least 1200 degrees Celsius, such as ceramic microspheres. 20

The composition of claim 1, wherein the second insulating filler is hollow ceramic microspheres.

3. The composition according to claim 1 or 2, wherein the cement consists of a calcium aluminate cement, said cement comprising between 40% and 80% by weight Al2O3 alumina and between 20% and 60% by weight. CaO calcium oxide weight.

The composition of any of claims 1 to 3, wherein the fibrous filler is wollastonite fibers.

5. Composition according to any one of claims 1 to 4, wherein said composition comprises, as a percentage of its total mass: from 25 to 85% of cement, from 1 to 40% of first insulating filler, 10 to 70% of fibrous filler, and 5 to 65% of second insulating filler.

6. A composition according to any one of claims 1 to 5, wherein said composition comprises, as a percentage of its total mass - from 30 to 75% of cement, - from 2 to 20% of first insulating filler, - from 12 to 5o% fibrous filler, and - 7 to 40% second insulating filler.

7. Composition according to any one of claims 1 to 6, wherein said composition 10 comprises, in percentage of its total mass - from 38 to 50% of cement, - from 4 to 10% of perlite, - from 20 to 40 % of fibrous filler, and - from 14 to 38% of second insulating filler. 15

8. Composition according to any one of claims 1 to 7, wherein said composition further comprises at least one additional compound selected from silica fume, alkali-resistant glass fibers, or calcium carbonate. 20

9. A process for obtaining a thermal insulation and fire protection material comprising - an operation of adding water to a composition according to any one of claims 1 to 8, in an amount allowing the hydraulic setting of said composition, and a mixing operation to obtain a homogeneous paste; and a molding operation of the homogeneous paste obtained.

10. Thermal insulation material and fire protection obtainable by the process according to claim 9.