WO1996033142A1 - Process for producing a construction element incorporating mineral wool - Google Patents

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WO1996033142A1
WO1996033142A1 PCT/FR1996/000594 FR9600594W WO9633142A1 WO 1996033142 A1 WO1996033142 A1 WO 1996033142A1 FR 9600594 W FR9600594 W FR 9600594W WO 9633142 A1 WO9633142 A1 WO 9633142A1
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WO
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fibers
clay
waste
products
mineral wool
Prior art date
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PCT/FR1996/000594
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French (fr)
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Jean-Luc Joutang
Roger De Block
Petrus Bakx
Jan Verbelen
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Isover Saint-Gobain
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/16Lean materials, e.g. grog, quartz
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/36Reinforced clay-wares

Definitions

  • the invention relates to a method of manufacturing building elements of the brick or tile type based on baked clay incorporating a certain amount of mineral wool, as well as to the building elements in question.
  • waste is also economically advantageous.
  • the inventors have also shown that this same use has other advantageous side effects such as limiting shrinkage on drying or leading to products with reduced density for unchanged mechanical performance.
  • the incorporation of the abovementioned waste also leads to faster drying of the raw bricks or tiles and to an improvement in the mechanical properties of the bricks or tiles, in particular in the uncooked state.
  • the waste from the mineral wool industry which can be used can be very diverse. They can be scrap or by-products from manufacturing or used products, etc. They must essentially allow a convenient incorporation in the clay and lead to an easily crumbly non-friable dough.
  • Such products are in particular the fibers recovered in the washing water which is used permanently in the production installations, in particular on the conveyors and on the walls of the enclosures in which the newly formed fibers are collected. The fibers entrained by these washing waters are recovered in particular by decantation or filtration in the form of wet cakes.
  • any mineral wool material is suitable for implementing the invention. Those are very widely the insulating products themselves or fragments thereof which constitute a significant fraction of the wool produced.
  • the possibility of incorporation depends mainly on the dimensions of the particles introduced into the clay. There is also the possibility of incorporating the content of fibers introduced.
  • scrap or by-products from manufacturing in the mineral wool production industry constitute the most important source of material for the implementation of the invention
  • another source consists of used materials, which these are used insulation application products or more particularly used horticultural substrates made of mineral wool.
  • These latter products which are widely used for soilless crops, are renewed periodically, among others every year or every two years. After one or more cultures, they no longer have the necessary qualities, in particular sterility. Users must be rid of these very bulky materials which they no longer use.
  • these products have been landfilled or used as industrial fill. Their ability to integrate into a clay paste - they are indeed very easily wettable - makes them products well suited for the implementation of the invention, these products being more specially adapted for the manufacture of elements of brick type construction.
  • mineral wool waste is mixed with wet clay in the form of either unbound fibers, such as those recovered in washing water, or in the form of small felt particles.
  • the latter case is notably that of products recovered after use and which are originally in the form of felts.
  • the felt is, in this case, shredded or ground to form particles whose dimensions are such that they do not prevent a homogeneous mixture with the clay in the presence of water in quantity adequate.
  • suitable particle sizes are usually less than 20 mm and preferably less than 10 mm. Under these conditions, regardless of their initial structure, kneading in the clay paste which aims at good homogenization, results in good dissociation of these particles.
  • these also preferably have a length of between 0.5 and 2 mm to facilitate in particular their dosage and the mixing with the clay.
  • the fibers used also have a diameter preferably less than 7
  • the rate of mineral wool introduced into the clay can vary appreciably depending on the importance of the desired effect, the exact nature of the fibrous material, the possible foreign elements it contains, the moisture content of the paste used. , the nature of the clay used and the type of brick or tile to obtain, etc.
  • the weight of mineral wool material does not exceed 25% of the total dry weight of the mixture. Preferably, this percentage is less than 15%.
  • the fiber content is normally not less than 0.5% and, preferably, not less than 2% by weight, or even 4% by weight.
  • the mineral wool waste used is glass wool waste.
  • the inventors have also noted the advantage in the composition of the glass fibers used to have a certain amount of boron.
  • the boron content of these fibers is at least equal to 0.4% and preferably 0.5%.
  • the compositions canopies used in the manufacture of insulation wool contain boron contents of the order of 2 to 20% and, most frequently, from 4 to 1 5% and are well suited to the use corresponding to the invention.
  • the boron level is around 0.5%.
  • the boron content of the fibers is less than 8%
  • the waste is glass wool waste having the following composition expressed in weight percentages:
  • the preparation of the mineral clay / wool (or fibers) mixture essentially requires a mixing of the constituents.
  • the incorporation can be done gradually to ensure better homogeneity of the dough.
  • the clay / fibers mixture may require a slightly higher water content to maintain adequate plasticity.
  • the incorporated waste has a density greater than 150 kg / m 3 so that it can easily be extracted from their storage device, be dosed and allow regular feeding at the level of the manufacturing process, and have a density less than 500 kg / m 3 so as to allow a homogeneous mixture with the clay.
  • the mineral fibers are distributed without preferential direction inside the bricks or tiles.
  • the incorporation of the mineral wool waste according to the invention is particularly advantageous in the case where the bricks or tiles are based on limestone (s) or calcariferous clay (s).
  • the use of mineral wool waste according to the invention makes it possible in particular to lower the frost sensitivity of bricks or tiles based on such clays. It is also observed that the volume porosity (pore volume over total volume) of the bricks or tiles obtained according to the invention increases by at least 5% compared to the porosity of bricks or tiles without mineral wool waste and that the range of pore size (porometric spreading) within bricks or tiles is larger.
  • the prepared products were the subject of a study on their drying behavior.
  • a first determination is that of the humidity diffusion coefficient (K) by the "Pfefferkorn" test. This measure compares the ability of the products to dry. The higher the coefficient, the easier the drying of the products.
  • the respective rates of A, B and C are: 4, 1; 4.7 and 4.9.
  • the measurement of the porosity of the products also reveals a higher porosity for the products loaded with glass wool.
  • the density of dry products is also sensitive to the incorporation of fibers. It is still established, for products A, B and C, at 1,975, 1,645 and 1,800 kg / m 3 . The products prepared with glass wool are therefore appreciably of lower density.
  • the presence of glass wool in the clay also changes the dimensional stability on drying.
  • the shrinkage of the dry product relative to its dimensions in the wet state in% is respectively 7.8; 3.7 and 5.5.
  • the products obtained by incorporating glass fibers are deformed less, despite the fact indicated above that the dough originally contains more water.
  • clay / glass fiber mixtures therefore lead to better drying and a lower risk of deformation or cracking.
  • Test pieces of the three products were prepared to study their mechanical characteristics. This test was carried out on dry products which have not undergone cooking. The breaking strength at three-point bending is 1,510, 1,860 and 1,760 N, respectively. The presence of the fibers therefore very significantly increases the resistance to bending.
  • thermomechanical analysis in the course of cooking.
  • the samples are placed in an oven to which a temperature increasing over time is applied at a rate of 1 ° C / min.
  • the dimensional variations follow the evolution of cooking.
  • the degree of cooking is compared by the withdrawal rate. We set a withdrawal value of 1% and compare the temperatures corresponding to these withdrawals.

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Abstract

The invention concerns a process for producing construction elements of the terracotta-based brick or tile type incorporating a given amont of mineral wool. According to the invention, between 0.5 and 25 wt.% of mineral wool waste is incorporated in the paste which consists essentially of clay. The addition of these fibres accelerates the drying of the unbaked bricks, improves the mechanical properties and permits baking at a slightly lower temperature.

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN ÉLÉMENT DE CONSTRUCTION METHOD FOR MANUFACTURING A CONSTRUCTION ELEMENT
INCORPORANT DE LA LAINE MINÉRALEINCORPORATING MINERAL WOOL
L'invention est relative à un procédé de fabrication d'éléments de construction de type brique ou tuile à base d'argiles cuites incorporant une certaine quantité de laine minérale, ainsi qu'aux éléments de construction en question.The invention relates to a method of manufacturing building elements of the brick or tile type based on baked clay incorporating a certain amount of mineral wool, as well as to the building elements in question.
La production de briques ou de tuiles, bien que faisant l'objet de techniques éprouvées, reste soumise à la nécessité d'améliorations notamment dans les coûts de production et/ou dans les caractéristiques des produits préparés.The production of bricks or tiles, although subject to proven techniques, remains subject to the need for improvements, particularly in production costs and / or in the characteristics of the products prepared.
Un poste important dans le coût de production est celui de l'énergie nécessaire pour la cuisson. Toute opération qui permet de réduire ce coût sans entraîner d'autres charges est donc particulièrement souhaitée.An important item in the cost of production is that of the energy required for cooking. Any operation which makes it possible to reduce this cost without causing other charges is therefore particularly desired.
Dans ce sens, l'usage de « fondants » dans la composition des briques ou des tuiles est une mesure qui permet d'opérer la cuisson à température plus basse qu'avec l'argile seule. Le coût des matériaux habituellement susceptibles de servir de fondants ne conduit pas à un ensemble économiquement avantageux.In this sense, the use of “fondants” in the composition of bricks or tiles is a measure that allows cooking to be carried out at a lower temperature than with clay alone. The cost of materials usually capable of serving as fluxing agents does not lead to a economically advantageous together.
Les inventeurs ont mis en évidence que l'utilisation de déchets de l'industrie de la laine minérale pouvait conduire, lorsque ceux-ci sont incorporés en quantités adéquates, à des économies d'énergie pour la cuisson des briques ou des tuiles. En effet, l'incorporation dans les briques ou tuiles crues (à l'état non cuit) d'une quantité adéquate de ces déchets permet notamment d'opérer la cuisson à une température légèrement plus basse et facilite la cuisson de ces briques ou tuiles.The inventors have shown that the use of waste from the mineral wool industry could lead, when these are incorporated in adequate quantities, to energy savings for the firing of bricks or tiles. Indeed, the incorporation in the raw bricks or tiles (in the uncooked state) of an adequate quantity of this waste makes it possible in particular to operate the cooking at a slightly lower temperature and facilitates the cooking of these bricks or tiles .
L'utilisation de déchets est également économiquement avantageuse. Les inventeurs ont aussi montré que cette même utilisation avait d'autres effets secondaires avantageux comme de limiter le retrait au séchage ou de conduire à des produits de masse volumique allégée pour des performances mécaniques inchangées. L'incorporation des déchets précités conduit également à un séchage plus rapide des briques ou tuiles crues et à une amélioration des propriétés mécaniques des briques ou tuiles, notamment à l'état non cuit.The use of waste is also economically advantageous. The inventors have also shown that this same use has other advantageous side effects such as limiting shrinkage on drying or leading to products with reduced density for unchanged mechanical performance. The incorporation of the abovementioned waste also leads to faster drying of the raw bricks or tiles and to an improvement in the mechanical properties of the bricks or tiles, in particular in the uncooked state.
Dans la pratique, les déchets de l'industrie de la laine minérale qui sont utilisables peuvent être très divers. Il peut s'agir de rebuts ou de sous-produits de fabrication ou de produits usagés, etc.. Ils doivent essentiellement permettre une incorporation commode dans l'argile et conduire à une pâte non friable facilement travaillable. De tels produits sont notamment les fibres récupérées dans l'eau de lavage qui est utilisée en permanence dans les installations de production, notamment sur les convoyeurs et sur les parois des enceintes dans lesquelles les fibres nouvellement formées sont recueillies. Les fibres entraînées par ces eaux de lavage sont récupérées notamment par décantation ou filtration sous forme de gâteaux humides. En dehors de ces produits provenant directement des lignes de production, tout matériau de laine minérale, pour autant que les dimensions aient été ajustées comme indiqué plus loin, convient pour la mise en oeuvre de l'invention. Ce sont très largement les produits isolants eux-mêmes ou des fragments de ceux-ci qui constituent une fraction significative des laines produites.In practice, the waste from the mineral wool industry which can be used can be very diverse. They can be scrap or by-products from manufacturing or used products, etc. They must essentially allow a convenient incorporation in the clay and lead to an easily crumbly non-friable dough. Such products are in particular the fibers recovered in the washing water which is used permanently in the production installations, in particular on the conveyors and on the walls of the enclosures in which the newly formed fibers are collected. The fibers entrained by these washing waters are recovered in particular by decantation or filtration in the form of wet cakes. Apart from these products coming directly from the production lines, any mineral wool material, provided that the dimensions have been adjusted as indicated below, is suitable for implementing the invention. Those are very widely the insulating products themselves or fragments thereof which constitute a significant fraction of the wool produced.
Dans ce cas, la possibilité d'incorporation est fonction principalement des dimensions des particules introduites dans l'argile. Intervient également dans la possibilité d'incorporation la teneur en fibres introduites.In this case, the possibility of incorporation depends mainly on the dimensions of the particles introduced into the clay. There is also the possibility of incorporating the content of fibers introduced.
Si les rebuts ou les sous-produits de fabrication dans l'industrie de production des laines minérales constituent la source de matériau la plus importante pour la mise en oeuvre de l'invention, une autre source est constituée par les matériaux usagés, qu'il s'agisse des produits usagés d'application isolation ou plus particulièrement des substrats horticoles usagés en laine minérale. Ces derniers produits, qui sont abondamment utilisés pour les cultures sans sol, sont renouvelés périodiquement, entre autres tous les ans ou tous les deux ans. Après une ou plusieurs cultures, ils ne présentent plus les qualités nécessaires notamment de stérilité. Les utilisateurs doivent être débarrassés de ces matériaux très volumineux dont ils n'ont plus l'usage. Jusqu'à présent, ces produits étaient mis en décharge ou servaient comme remblais industriels. Leur capacité à s'intégrer dans une pâte d'argile - ils sont en effet très facilement mouillables - en fait des produits bien adaptés pour la mise en oeuvre de l'invention, ces produits étant plus spécialement adaptés à la fabrication d'éléments de construction de type brique.If scrap or by-products from manufacturing in the mineral wool production industry constitute the most important source of material for the implementation of the invention, another source consists of used materials, which these are used insulation application products or more particularly used horticultural substrates made of mineral wool. These latter products, which are widely used for soilless crops, are renewed periodically, among others every year or every two years. After one or more cultures, they no longer have the necessary qualities, in particular sterility. Users must be rid of these very bulky materials which they no longer use. Until now, these products have been landfilled or used as industrial fill. Their ability to integrate into a clay paste - they are indeed very easily wettable - makes them products well suited for the implementation of the invention, these products being more specially adapted for the manufacture of elements of brick type construction.
Dans la pratique, les déchets de laine minérale sont mélangés à l'argile humide sous forme soit de fibres non liées, comme celles récupérées dans les eaux de lavage, soit sous forme de particules de feutres de faibles dimensions. Ce dernier cas est notamment celui des produits récupérés après usage et qui sont à l'origine sous forme de feutres. Le feutre est, dans ce cas, déchiqueté ou broyé pour constituer des particules dont les dimensions sont telles qu'elles ne s'opposent pas à un mélange homogène avec l'argile en présence d'eau en quantité adéquate. Pour les produits habituellement déchiquetés, les dimensions des particules convenables sont ordinairement inférieures à 20 mm et, de préférence, inférieures à 10 mm. Dans ces conditions, indépendamment de leur structure initiale, le malaxage dans la pâte d'argile qui a pour but une bonne homogénéisation, aboutit à une bonne dissociation de ces particules. Dans le cas de l'incorporation de déchets sous forme de fibres non liées, celles-ci présentent également de préférence une longueur comprise entre 0,5 et 2 mm pour faciliter notamment leur dosage et le mélange avec l'argile. Les fibres utilisées présentent par ailleurs un diamètre préférentiellement inférieur à 7
Figure imgf000006_0001
In practice, mineral wool waste is mixed with wet clay in the form of either unbound fibers, such as those recovered in washing water, or in the form of small felt particles. The latter case is notably that of products recovered after use and which are originally in the form of felts. The felt is, in this case, shredded or ground to form particles whose dimensions are such that they do not prevent a homogeneous mixture with the clay in the presence of water in quantity adequate. For usually shredded products, suitable particle sizes are usually less than 20 mm and preferably less than 10 mm. Under these conditions, regardless of their initial structure, kneading in the clay paste which aims at good homogenization, results in good dissociation of these particles. In the case of incorporation of waste in the form of unbound fibers, these also preferably have a length of between 0.5 and 2 mm to facilitate in particular their dosage and the mixing with the clay. The fibers used also have a diameter preferably less than 7
Figure imgf000006_0001
Le taux de laine minérale introduite dans l'argile peut varier sensiblement selon l'importance de l'effet recherché, la nature exacte du matériau fibreux, les éventuels éléments étrangers qu'il contient, le taux d'humidité de la pâte mise en oeuvre, la nature de l'argile utilisée et le type de brique ou de tuile à obtenir, etc .. Dans la pratique, pour obtenir une pâte qui se travaille convenablement et notamment qui ne soit pas trop friable et/ou ne nécessite pas une trop forte teneur en eau, le poids de matériau en laine minérale ne dépasse pas 25 % du poids total à sec du mélange. De préférence, ce pourcentage est inférieur à 1 5 % . Bien entendu, si des quantités très faibles de matériau fibreux peuvent être introduites, les effets obtenus seront également faibles. Pour cette raison, la teneur en fibres n'est normalement pas inférieure à 0,5 % et, de préférence, pas inférieure à 2 % en poids, voire à 4 % en poids. De préférence, les déchets de laine minérale utilisés sont des déchets de laine de verre. Pour obtenir une baisse significative de la température de cuisson, les inventeurs ont constaté par ailleurs l'intérêt dans la composition des fibres de verre utilisées d'avoir une certaine quantité de bore. La teneur en bore de ces fibres est au moins égale à 0,4 % et de préférence 0,5 %. Dans la pratique, les compositions verrières mises en oeuvre dans la fabrication de laine d'isolation renferment des teneurs en bore de l'ordre de 2 à 20 % et, le plus fréquemment, de 4 à 1 5 % et sont bien adaptées à l'utilisation correspondant à l'invention. Dans les produits destinés à la culture hors- sol, le taux de bore est de l'ordre de 0,5 %. De préférence, la teneur en bore des fibres est inférieure à 8 %The rate of mineral wool introduced into the clay can vary appreciably depending on the importance of the desired effect, the exact nature of the fibrous material, the possible foreign elements it contains, the moisture content of the paste used. , the nature of the clay used and the type of brick or tile to obtain, etc. In practice, to obtain a paste which works properly and in particular which is not too brittle and / or does not require too much high water content, the weight of mineral wool material does not exceed 25% of the total dry weight of the mixture. Preferably, this percentage is less than 15%. Of course, if very small amounts of fibrous material can be introduced, the effects obtained will also be small. For this reason, the fiber content is normally not less than 0.5% and, preferably, not less than 2% by weight, or even 4% by weight. Preferably, the mineral wool waste used is glass wool waste. To obtain a significant drop in the baking temperature, the inventors have also noted the advantage in the composition of the glass fibers used to have a certain amount of boron. The boron content of these fibers is at least equal to 0.4% and preferably 0.5%. In practice, the compositions canopies used in the manufacture of insulation wool contain boron contents of the order of 2 to 20% and, most frequently, from 4 to 1 5% and are well suited to the use corresponding to the invention. In products intended for soilless cultivation, the boron level is around 0.5%. Preferably, the boron content of the fibers is less than 8%
De façon particulièrement préférée, les déchets sont des déchets de laine de verre présentant la composition suivante exprimée en pourcentages pondéraux :In a particularly preferred manner, the waste is glass wool waste having the following composition expressed in weight percentages:
Si02 45 - 70 % MgO 1 - 5 %Si0 2 45 - 70% MgO 1 - 5%
Na20 10 - 23 % Al203 0,3 - 7 %Na 2 0 10 - 23% Al 2 0 3 0.3 - 7%
K20 0 - 3 % Fe203 0 - 1 %K 2 0 0 - 3% Fe 2 0 3 0 - 1%
CaO 5 - 13 % B203 0,5 - 15 % (et deCaO 5 - 13% B 2 0 3 0.5 - 15% (and
F 0 - 3 % préférence moins de 8 %)F 0 - 3% preferably less than 8%)
Autres 0 - 5 %Others 0 - 5%
La préparation du mélange argile/laine (ou fibres) minérales requiert essentiellement un malaxage des constituants. L'incorporation peut être faite progressivement pour assurer une meilleure homogénéité de la pâte. Par rapport à l'utilisation d'argile seule, le mélange argile/fibres peut nécessiter une teneur en eau légèrement supérieure pour maintenir la plasticité adéquate.The preparation of the mineral clay / wool (or fibers) mixture essentially requires a mixing of the constituents. The incorporation can be done gradually to ensure better homogeneity of the dough. Compared to using clay alone, the clay / fibers mixture may require a slightly higher water content to maintain adequate plasticity.
De préférence les déchets incorporés présentent une masse volumique supérieure à 150 kg/m3 pour pouvoir facilement être extraits de leur dispositif de stockage, être dosés et permettre une alimentation régulière au niveau du procédé de fabrication, et présentent une masse volumique inférieure à 500 kg/m3 de façon à permettre un mélange homogène avec l'argile.Preferably, the incorporated waste has a density greater than 150 kg / m 3 so that it can easily be extracted from their storage device, be dosed and allow regular feeding at the level of the manufacturing process, and have a density less than 500 kg / m 3 so as to allow a homogeneous mixture with the clay.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les composants habituels de briques ou tuiles, dosés par exemple à l'aide d'un tapis doseur, alimentent un dispositif de broyage ou de mélange, ainsi que les fibres minérales devant être incorporées aux briques ou tuiles et ayant également été préalablement dosées, puis les briques ou tuiles obtenues après malaxage des composants et des fibres précitées, mise en forme du mélange obtenu (par exemple par extrusion) puis coupe, sont éventuellement empilées avant d'être séchées à des températures préférentiellement de l'ordre de 1 2O°C puis cuites à des températures préférentiellement comprises entre 900 et 1 10O°C pour les briques et entre 1 OOO et 1 O5O°C pour les tuiles, la température de cuisson dépendant du type d'argile utilisée.According to an advantageous embodiment of the invention, the usual components of bricks or tiles, dosed for example using of a dosing belt, feed a grinding or mixing device, as well as the mineral fibers to be incorporated into the bricks or tiles and having also been dosed beforehand, then the bricks or tiles obtained after kneading the above components and fibers, placing in the form of the mixture obtained (for example by extrusion) and then cut, are optionally stacked before being dried at temperatures preferably of the order of 120 ° C. and then baked at temperatures preferably between 900 and 110 ° C. for the bricks and between 1 OOO and 1 O5O ° C for the tiles, the firing temperature depending on the type of clay used.
De préférence, les fibres minérales sont réparties sans direction préférentielle à l'intérieur des briques ou des tuiles.Preferably, the mineral fibers are distributed without preferential direction inside the bricks or tiles.
L'incorporation des déchets de laine minérale selon l'invention est particulièrement avantageuse dans le cas où les briques ou tuiles sont à base d'argile(s) calcaire(s) ou calcarifère(s) . L'utilisation des déchets de laine minérale selon l'invention permet notamment d'abaisser la sensibilité au gel des briques ou tuiles à base de telles argiles. On observe également que la porosité volumique (volume des pores sur volume total) des briques ou tuiles obtenues selon l'invention augmente d'au moins 5 % par rapport à la porosité des briques ou tuiles sans déchets de laine minérale et que la gamme de taille des pores (étalement porométrique) au sein des briques ou tuiles est plus importante.The incorporation of the mineral wool waste according to the invention is particularly advantageous in the case where the bricks or tiles are based on limestone (s) or calcariferous clay (s). The use of mineral wool waste according to the invention makes it possible in particular to lower the frost sensitivity of bricks or tiles based on such clays. It is also observed that the volume porosity (pore volume over total volume) of the bricks or tiles obtained according to the invention increases by at least 5% compared to the porosity of bricks or tiles without mineral wool waste and that the range of pore size (porometric spreading) within bricks or tiles is larger.
L'invention est décrite de manière détaillée en faisant référence aux exemples de mise en oeuvre. Trois séries d'essais ont été effectués avec respectivement : (A) de l'argile de rivière (de couleur bronze après cuisson), (B) la même argile additionnée de 10 % en poids de laine de verre d'isolation ne contenant pas de silicone, (C) la même argile additionnée de 10 % en poids de déchets de substrats horticoles. Les compositions de ces verres peuvent être, par exemple, les suivantes :The invention is described in detail with reference to the examples of implementation. Three series of tests were carried out with respectively: (A) river clay (bronze in color after firing), (B) the same clay added with 10% by weight of insulation glass wool not containing silicone, (C) the same clay with 10% by weight of horticultural substrate waste. The compositions of these glasses can be, for example, following:
Verre isolation Verre horticoleInsulation glass Horticultural glass
Si02 64, 1 % Si02 61 ,53 %Si0 2 64, 1% Si0 2 61, 53%
Al203 3,4 % so3 0,28 %Al 2 0 3 3.4% n / a 3 0.28%
CaO 7,2 % Fe203 0, 19 %CaO 7.2% Fe 2 0 3 0.19%
MgO 3 % Al203 6,6 %MgO 3% Al 2 0 3 6.6%
Na20 1 5,75 % CaO 7,4 %Na 2 0 1 5.75% CaO 7.4%
K20 1 , 1 5 % MgO 2.45 %K 2 0 1, 1 5% MgO 2.45%
B203 4,5 % Na20 17,6 % so3 + Fe203 0,9 % κ2o 1 ,4 %B 2 0 3 4.5% Na 2 0 17.6% n / a 3 + Fe 2 0 3 0.9% κ 2 o 1, 4%
B203 0,5 %B 2 0 3 0.5%
Ti02 2,05 %Ti0 2 2.05%
Les produits préparés ont fait l'objet d'une étude sur leur comportement au séchage. Une première détermination est celle du coefficient de diffusion d'humidité (K) par le test de « Pfefferkorn ». Cette mesure permet de comparer l'aptitude des produits à sécher. Plus le coefficient est élevé, plus facile est le séchage des produits. Les taux respectifs de A, B et C sont : 4, 1 ; 4,7 et 4,9. La mesure de la porosité des produits fait également ressortir une plus forte porosité pour les produits chargés de laine de verre.The prepared products were the subject of a study on their drying behavior. A first determination is that of the humidity diffusion coefficient (K) by the "Pfefferkorn" test. This measure compares the ability of the products to dry. The higher the coefficient, the easier the drying of the products. The respective rates of A, B and C are: 4, 1; 4.7 and 4.9. The measurement of the porosity of the products also reveals a higher porosity for the products loaded with glass wool.
La masse volumique des produits secs est également sensible à l'incorporation des fibres. Elle s'établit, toujours pour les produits A, B et C, à 1 975, 1645 et 1800 kg/m3. Les produits préparés avec la laine de verre sont donc sensiblement de plus faible masse volumique.The density of dry products is also sensitive to the incorporation of fibers. It is still established, for products A, B and C, at 1,975, 1,645 and 1,800 kg / m 3 . The products prepared with glass wool are therefore appreciably of lower density.
La présence de laine de verre dans l'argile modifie aussi la stabilité dimensionnelle au séchage. Le retrait du produit sec par rapport à ses dimensions à l'état humide en % est respectivement de 7,8 ; 3,7 et 5,5. Les produits obtenus par l'incorporation de fibres de verre se déforment moins, en dépit du fait indiqué précédemment que la pâte à l'origine renferme plus d'eau.The presence of glass wool in the clay also changes the dimensional stability on drying. The shrinkage of the dry product relative to its dimensions in the wet state in% is respectively 7.8; 3.7 and 5.5. The products obtained by incorporating glass fibers are deformed less, despite the fact indicated above that the dough originally contains more water.
Globalement, les mélanges argile/fibres de verre conduisent donc à un meilleur séchage et à un moindre risque de déformation ou fissuration.Overall, clay / glass fiber mixtures therefore lead to better drying and a lower risk of deformation or cracking.
Des éprouvettes des trois produits ont été préparées pour étudier leurs caractéristiques mécaniques. Cet essai a été effectué sur des produits secs et n'ayant pas subi de cuisson. La résistance à la rupture à la flexion trois points s'établit respectivement à 1 510, 1860 et 1760 N. La présence des fibres accroît donc de manière très sensible la résistance à la flexion.Test pieces of the three products were prepared to study their mechanical characteristics. This test was carried out on dry products which have not undergone cooking. The breaking strength at three-point bending is 1,510, 1,860 and 1,760 N, respectively. The presence of the fibers therefore very significantly increases the resistance to bending.
Des éprouvettes analogues sont cuites dans un four à gaz de laboratoire à 1 O5O°C. La masse volumique après cuisson est encore une fois sensiblement plus faible pour les produits selon l'invention. Les résultats sont 1780, 171 5 et 1690 kg/m3.Similar test pieces are baked in a laboratory gas oven at 1050 ° C. The density after cooking is once again significantly lower for the products according to the invention. The results are 1780, 171 5 and 1690 kg / m 3 .
Les produits sont enfin observés par analyse thermomécanique dans le courant de la cuisson. Pour cet essai, les échantillons sont placés dans un four auquel on applique une température croissant dans le temps à raison de 1 °C/min. Les variations dimensionnelles suivent l'évolution de la cuisson.The products are finally observed by thermomechanical analysis in the course of cooking. For this test, the samples are placed in an oven to which a temperature increasing over time is applied at a rate of 1 ° C / min. The dimensional variations follow the evolution of cooking.
On compare le degré de cuisson par le taux de retrait. On se fixe une valeur de retrait de 1 % et on compare les températures correspondant à ces retraits.The degree of cooking is compared by the withdrawal rate. We set a withdrawal value of 1% and compare the temperatures corresponding to these withdrawals.
Pour ces produits et par comparaison avec deux formés d'argile seule, le retrait de 1 % de B est atteint 4O°C plus bas et pour C 25 °C plus bas. Cette différence sensible montre l'aptitude des produits selon l'invention à une cuisson dans des conditions plus économiques. For these products and by comparison with two formed from clay alone, the shrinkage of 1% of B is reached 40 ° C lower and for C 25 ° C lower. This significant difference shows the aptitude of the products according to the invention for cooking under more economical conditions.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de fabrication d'éléments de construction de type brique ou tuile dans lequel hors les matériaux traditionnels, essentiellement de l'argile, on incorpore dans la pâte humide des déchets de fibres minérales en quantité comprise entre 0,5 et 25 % en poids de matière sèche.1. Process for manufacturing building elements of the brick or tile type in which, apart from traditional materials, essentially clay, waste of mineral fibers is incorporated into the wet paste in an amount between 0.5 and 25% by weight of dry matter.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les fibres introduites sont soit dissociées les unes des autres, soit sous forme de particules de feutres dont les dimensions ne sont pas supérieures à 20 mm.2. Method according to claim 1 wherein the fibers introduced are either dissociated from each other, or in the form of felt particles whose dimensions are not greater than 20 mm.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel les fibres présentent une longueur comprise entre 0,5 et 2 mm.3. Method according to one of claims 1 or 2 wherein the fibers have a length between 0.5 and 2 mm.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les fibres présentent un diamètre inférieur à 7 /-m. 4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the fibers have a diameter less than 7 / -m.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les fibres incorporées proviennent des rebuts de fabrication.5. Method according to one of claims 1 to 4 wherein the incorporated fibers come from manufacturing scrap.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les fibres incorporées proviennent de produits usagés d'application isolation ou des substrats de culture hors-sol usagés. 6. Method according to one of claims 1 to 4 wherein the incorporated fibers come from used products of insulation application or used soilless growing substrates.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel les fibres sont des fibres de verre.7. Method according to one of claims 1 to 6 wherein the fibers are glass fibers.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel les fibres incorporées présentent, dans leur composition, une teneur en bore supérieure à 0,4 % en poids. 8. Method according to one of claims 1 to 7 wherein the incorporated fibers have, in their composition, a boron content greater than 0.4% by weight.
9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8 dans lequel les fibres sont des fibres de verre présentant la composition suivante exprimée en pourcentages pondéraux :9. Method according to one of claims 7 or 8 in which the fibers are glass fibers having the following composition expressed in percentages by weight:
Si02 45 - 70 % MgO 1 - 5 %Si0 2 45 - 70% MgO 1 - 5%
Na20 10 - 23 % Al203 0,3 - 7 % K20 0 - 3 % Fe203 0 - 1 % CaO 5 - 13 % B203 0,5 - 1 5 %Na 2 0 10 - 23% Al 2 0 3 0.3 - 7% K 2 0 0 - 3% Fe 2 0 3 0 - 1% CaO 5 - 13% B 2 0 3 0.5 - 1 5%
F 0 - 3 % Autres O - 5 %F 0 - 3% Other O - 5%
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les déchets présentent une masse volumique comprise entre 150 et 5OO kg/m3.10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the waste has a density between 150 and 5OO kg / m 3 .
1 1 . Brique ou tuile obtenue par le procédé selon l'une des revendications précédentes.1 1. Brick or tile obtained by the process according to one of the preceding claims.
12. Brique ou tuile comprenant de l'argile et de 0,5 et 25 % en poids de matière sèche de déchets de fibres minérales. 12. Brick or tile comprising clay and 0.5 and 25% by weight of dry matter of waste mineral fibers.
13. Brique ou tuile selon l'une des revendications 1 1 ou 12, caractérisée en ce qu'elle comprend de l'argile calcaire. 13. Brick or tile according to one of claims 1 1 or 12, characterized in that it comprises limestone clay.
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