La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication d'un panneau destiné au marché du bâtiment et de la construction, plus particuliérement aux habitations individuelles. En outre, I'invention concerne un panneau obtenu par ce procédé.
Dans le marché du bâtiment, I'habitation individuelle représente une part de plus en plus importante au fur et à mesure de la disparition progressive de la crise du logement. L'habitation doit pouvoir être construite en n'importe quel lieu, être peu onéreuse et présenter les caractéristiques de solidité et de sécurité nécessaires.
Ainsi dans les éléments utilisés pour la construction, on a de plus en plus recours à des panneaux préfabriqués qui constituent des murs, cloisons, planchers, plafonds, en une seule partie si les dimensions sont relativement restreintes ou en quelques parties dans le cas d'éléments de très grande surface.
La présente invention se propose de réaliser un procédé de fabrication de panneaux préfabriqués qui sont particulièrement bien adaptés aux nouvelles exigences de construction à savoir d'une grande portée, afin de diminuer les problèmes d'étanchéité, d'une grande maniabilité, pour faciliter leur montage sur le chantier, et enfin de former des panneaux ayant une bonne résistance mécanique et un bon isolement thermique, acoustique et phonique.
A cet effet, le procédé de fabrication d'un panneau de construction de bâtiments. logements et habitations constitué d'un encadrement dans lequel on injecte une mousse synthétique, est caractérisé par le fait qu'on dispose des tubes s'étendant au moins en partie dans un moule d'injection constitué par ledit encadrement définissant les contours dudit panneau, encadrement sur lequel de part et d'autre s'appuient les deux tables d'une presse, lesdits tubes étant munis à leur périphérie d'une pluralité de perforations et traversant chacun l'un quelconque des côtés dudit encadrement. ces tubes communiquant chacun avec l'extérieur par l'une quelconque de leurs deux extrémités, injecte ladite mousse synthétique à travers lesdits tubes, puis coupe ces derniers au ras de l'encadrement de telle manière que, laissés en place, ils constituent l'armature du panneau.
L'invention concerne également le panneau obtenu par ce procédé.
Grâce à ce procédé de fabrication et tenant compte des valeurs théoriques actuellement en vigueur dans le domaine du bâtiment, il est possible de réaliser des éléments porteurs ou non porteurs de très grande longueur, chacun d'eux pouvant à la limite constituer un mur ou un plancher unique si les dimensions de ces derniers sont inférieures aux valeurs théoriques précitées, c'est-à-dire à 6,50 m de côté. On réduit ainsi au minimum les problèmes d'étanchéité entre les diverses surfaces constituant une même façade. De ce fait, les seuls joints à poser sont ceux assurant la liaison entre deux murs distincts se rencontrant suivant un angle autre qu'un angle plat ou encore la liaison entre deux parties de mur situées dans le prolongement l'une de l'autre dès l'instant où elles doivent constituer un même mur de très grande dimension.
D'autre part il est possible de mélanger à la mousse synthétique, qui est par exemple une mousse de polyuréthanne, des produits de charge, des billes de verre ou un agrégat à base d'argile, par exemple. Ces panneaux ainsi fabriqués pourront constituer des éléments de façade porteurs ou encore des planchers.
Un autre avantage du procédé de fabrication d'éléments remplis d'une mousse synthétique est que les éléments obtenus ont une densité très faible, ce qui signifie que l'on réduit au minimum les problèmes de manipulation de panneaux, que ce soit lors du transport ou lors de l'installation sur le lieu d'habitation choisi.
L'incorporation de charge par agrégats dans la matière n'augmente que très légèrement la densité de cette derniére, mais par contre présente de gros avantages puisque les résistances à la rupture et à la flexion se trouvent augmentées et que, de plus, le prix de la charge incorporée est moindre que celui de la mousse synthétique, matériau de base servant de liant.
Les panneaux de constructions obtenus, porteurs ou non porteurs, présentent également des caractéristiques d'isolement thermique, acoustique et phonique très bonnes tout en maintenant des qualités de résistance mécanique très élevées; enfin, puisqu'il s'agit d'un matériau propre que l'on obtient par injection, la fabrication des éléments selon l'invention est facilement industrialisable.
Un dernier avantage du procédé de fabrication des éléments de construction selon la présente invention est que l'on peut prévoir dès la fabrication des éléments les dimensions correspondant
exactement à celles d'une pièce courante d'habitation et que l'on peut introduire, lors de la fabrication même des panneaux, tous les dispositifs voulus à usages domestiques tels que tubes et boîtes électriques, conduites d'eau, boîte de ventilation, et d'autre part, réaliser à l'usine, avant même le transport des panneaux, des opé
rations qu'effectuent normalement d'autres corps de métier sur les lieux d'installation, telles que pose des papiers peints et d'autres
revêtements ainsi que l'application des enduits extérieurs.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui
suit, faite en référence au dessin annexé qui représente, à titre
d'exemple, divers panneaux obtenus selon le procédé et dans
lequel:
La fig. 1 est une vue partielle en plan d'un panneau en cours de fabrication.
La fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan d'un second panneau, selon le procédé.
La fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue de détail de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue en plan d'un troisième panneau.
La fig. 7 est une vue en coupe transversale suivant la ligne VII
VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue de détail de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en plan d'un quatrième panneau obtenu
selon le procédé.
La fig. 10 est une vue en coupe selon la ligne X-X de la paroi de la fig. 9.
La fig. 1 1 est une vue de détail de la fig. 10.
La fig. 12 est une vue en plan d'un cinquième panneau.
La fig. 13 est une vue en coupe selon la ligne XIII-XIII de la fig. 12.
En se référant tout d'abord à la fig. 1, il a été représenté en coupe un panneau posé sur la table inférieure 1 d'une presse. La
table supérieure 2 de ladite presse ainsi que les moyens de rapprochement des deux tables constitués par des vérins hydrauliques ou pneumatiques 3 n'ont été représentés que sur la figure en coupe 2 pour faciliter la compréhension de la fig. 1.
Sur la table inférieure 1 de la presse a été disposé un encadrement 4, en une ou plusieurs parties, encadrement qui définit exactement le contour du panneau à injecter. Cet encadrement peut comporter des décrochements intérieurs comme il a été représenté en 5, pour les fenêtres ou les portes. Il peut également
comme représenté d'ailleurs sur la fig. 1, ne pas définir totalement à lui seul le contour du panneau; seules les lisses basse 6 et haute 7 sont disposées sur la table 1 et deux joues latérales 8, réglables l'une et l'autre en position par rapport à la table inférieure 1, déterminent dans ce cas les dimensions en largeur du panneau à réaliser.
Lors du rapprochement des deux tables inférieure 1 et supérieure 2, I'encadrement 4, les deux joues latérales 8 et les deux tables 1 et 2 définissent un espace fermé dans lequel sera effectuée l'injection.
En réalité, entre l'encadrement 4-8 et chacune des deux tables existe un intermédiaire destiné, d'une part, à faciliter le montage des divers éléments à incorporer dans le panneau et, d'autre part, à faciliter le démoulage. Cet intermédiaire, dont les dimensions respectent celles des tables inférieure et supérieure de la presse, est par exemple un plateau en contre-plaqué, un parement intérieur en plaque de plâtre, une feuille de polyane, un panneau de fibre végétale ou minérale, etc.
A la fig. 2, il a été représenté deux plateaux en contre-plaqué inférieur 9 et supérieur 10. De manière à accéder facilement à l'intérieur de l'encadrement 4-8 pour y introduire soit les dispositifs à usage domestique, soit les produits de charge de manière régulière sinon homogène, on dispose d'abord le contre-plaqué inférieur 9 en dehors de la presse à injection sur une table à rouleaux 1 1;
I'encadrement 4 est ensuite placé en appui sur la face supérieure du contre-plaqué 9, puis éventuellement il est garni d'accessoires électriques, de chauffage ou encore de produits de charge qui, en augmentant les propriétés de résistance du panneau, rendront ce dernier porteur.
Suivant le procédé, on place des tubes 12 dans la zone définie par l'encadrement 4. Ces tubes s'étendent à partir de la lisse haute 7 sur toute la hauteur de l'encadrement 4, traversent la lisse basse 6, débordent largement cette dernière et communiquent avec l'extérieur en 13 de telle manière que l'on puisse ultérieurement les relier à la tête d'un pistolet injecteur de résine synthétique.
Les tubes 12 au travers desquels pourra être réalisée l'injection sont, dans leur partie intérieure à l'encadrement 4, ajourés en 14 par un grand nombre de trous qui font communiquer les zones intérieure et extérieure de ces tubes injecteurs 12. Dans le mode de réalisation représenté à la fig. 1, on a disposé trois tubes 12 parallèles, mais on pourrait prévoir naturellement tout autre nombre; de la même manière, les tubes pourraient ne pas être tous parallèles, mais au contraire s'entrecroiser. Pour une meilleure compréhension du dessin, les diamètres desdits tubes ont volontairement été augmentés.
Enfin, des tubes 15, en matière plastique par exemple, munis également à leur périphérie de perforations, ont pour fonction d'assurer l'évacuation de l'air comprimé et repoussé par la résine lors de son injection dans le moule et, à cet effet, sont également placés au-dessus du plateau de contre-plaqué 9; comme les tubes 12 d'arrivée de résine liquide, ils traversent la lisse basse 6 et sont également entourés, le cas échéant, des produits de charge (billes de verre expansé, schiste expansé, laitier expansé, argile expansée, etc.
L'ensemble constitué par l'encadrement 4-8 muni de ses deux groupes de tubes 12 et 15, comprenant en outre éventuellement des incorporations à usages domestiques et les charges sous forme d'agrégats légers est éventuellement recouvert avec un tissu de
fibre de verre puis une feuille de polyane afin de faciliter le démoulage. On vient faire reposer le panneau supérieur en contre
plaqué 10 sur l'encadrement 4-8, puis l'ensemble compris entre les
panneaux 9 et 10 est alors déplacé en translation, grâce aux rou
leaux 11, entre les deux tables 1 et 2 de la presse. Les joues laté
rales 8 sont alors réglées en position par rapport aux tables de la
presse et viennent délimiter les bords latéraux de l'encadrement,
arrêtant ainsi définitivement les dimensions en largeur des pan
neaux à réaliser.
On définira ainsi tout aussi bien un chant laté
ral 16 perpendiculaire aux faces du panneau qu'un chant incliné
à 45 , 17, les emplacements 16a, 17a des joints d'étanchéité à
l'angle des cloisons (fig. 4) étant bien entendu représentés en relief
sur les deux joues latérales 8.
La table supérieure 2 de la presse, actionnée par les vérins 3, est descendue sur l'ensemble et fixée à la table inférieure 1 par l'intermédiaire de systèmes à vis classiques non représentés.
La presse étant en position de poussée, on procède alors à la phase d'injection de la résine synthétique. On choisit principalement pour cette dernière une mousse de polyuréthanne car c'est un matériau qui, outre sa facilité de mise en oeuvre, présente des qualités de très grande résistance et de cohésion. La tête du pistolet injecteur de mousse est successivement fixée aux différents tubes d'injection 12; dans le cas particulier où la mousse à injecter est une mousse de polyuréthanne, les entrées 13 des tubes 12 sont branchées sur un pistolet relié par l'intermédiaire de flexibles à deux pompes à injection à haute pression et réglables.
Chacune des deux pompes est reliée à un réservoir et ceux-ci contiennent respectivement, sous forme de liquide, d'une part un polyester commercialisé sous le nom de DESMOPHEN et un agent expanseur à base de fréon, d'autre part un isocyanate commercialisé sous le nom de DESMODUR et un activateur tel que le triéthylamine. Les composants dont les quantités injectées sont stcechio- métriques, se mélangent intimement dans la tête du pistolet. L'élé- vation de température produite par le brassage entre les liquides favorise la réaction.
La mousse de polyuréthanne, encore à l'état liquide, est projetée par le pistolet dans chacun des tubes 12 et ainsi se trouve diffusée de manière régulière à l'intérieur de l'encadrement 4-8 par le passage au travers des perforations 14. La mousse peut ainsi accéder à toutes les zones du moule à l'état encore fondu alors que, si on injectait à partir d'une source ponctuelle située au niveau de l'encadrement, la mousse se solidifierait rapidement et risquerait de ce fait de ne pas emplir totalement l'encadrement 4-8, donc de fournir un panneau non terminé.
En outre, dans le cas particulier où l'on a recours à des produits de charge pour constituer des panneaux porteurs, on évite que lesdits produits de charge soient refoulés vers les zones éloignées par le flot de mousse comme cela se passerait dans le cas où l'on injecterait au niveau de l'encadrement 4 à partir d'une source ponctuelle.
Les diamètres et dispositions des orifices 14 le long des tubes 12 sont variables et déterminés en fonction du volume de mousse à incorporer dans le secteur de panneau avoisinant de telle manière que, secteur par secteur, la quantité de mousse soit proportionnelle au volume à remplir. Les tubes 12 sont constitués en un matériau résistant, par exemple métallique, et sont laissés en place après injection de manière à constituer une armature pour le panneau préfabriqué. Naturellement, on peut également disposer dans le moule, lors d'un stade initial, des raidisseurs pleins placés entre les tubes 12 pour constituer des moyens supplémentaires d'armature.
Une minuterie automatique permet d'injecter les quantités voulues de mousse dans chaque partie du moule, quantités proportionnelles aux volumes libres intéressés.
Le démoulage du panneau s'effectue après injection lorsque le polyuréthanne est polymérisé et stabilisé; la mousse assure alors la cohésion entre tous les éléments constitutifs constituant le panneau préfabriqué, paroi, plafond ou plancher, et ces derniers, dès l'instant où ils présentent une rigidité suffisante, se manipulent facilement de par leur faible poids mais également du fait qu'il est inutile de prendre aucune précaution complémentaire. Après démoulage, les ossatures tubulaires 12 sont coupées par un procédé quelconque au ras de la lisse basse 6 et on obtient ainsi un panneau tel que représenté en partie sur les fig. 1 et 2. L'essentiel de ce panneau est constitué par la mousse 18 dans laquelle sont noyés les tubes 12. Compte tenu de la forme de l'encadrement 4 de la fig. 1, le panneau de la fig. 2 comporte une ouverture 19 pour une porte.
D'après ce qui précède, on voit que l'invention fournit un procédé pour l'injection de panneaux, notamment pour le bâtiment, grâce auxquels on injecte à travers des tubes perforés, lesquels moyens d'injection laissés en l'état à l'intérieur des panneaux tiennent ultérieurement le rôle d'armature pour ce dernier. Les panneaux préfabriqués obtenus représentent naturellement les quatre types de panneaux utilisables dans le domaine du bâtiment, à savoir: élément préfabriqué de façade porteur, élément de plancher porteur, paroi intérieure de distribution non porteuse et plafond suspendu. Comme il a été déjà précisé, les deux premiers éléments seront le plus souvent chargés, les charges étant liées par une résine synthétique, alors que les deux derniers éléments restent non chargés.
Lorsqu'il est nécessaire d'introduire des produits de charge, ces derniers sont disposés dans le moule avant
I'injection et le procédé décrit permet d'éviter le refoulement de
ces produits vers les zones éloignées lors de l'injection.
Les fig. 3 4 et 5 représentent un panneau formant un élément
de façade porteur qui est fabriqué comme suit: sur un plateau rec
tangulaire inférieur en contre-plaqué dont les dimensions peuvent
atteindre 6,50 m sur 2,75 m à 3.50 m, ce qui correspond à la lar
geur moyenne et à la hauteur moyenne d'une pièce d'habitation,
on dispose d'abord une lisse haute 7 et une lisse basse 6 en bois
traité qui délimitent l'élément en hauteur, puis un parement inté
rieur 20 en plaque de plâtre pour donner au mur fini la qualité
coupe-feu requise, puis des tubes 12 perforés à leur périphérie et
au travers desquels pourra être réalisée l'injection, puis des
tubes 15 pour l'évacuation de l'air. Comme il a été précisé,
les
dimensions du plateau en contre-plaqué sont telles qu'elles soient
suffisantes pour permettre la fabrication de cloisons obtenues en
un seul élément. c'est-à-dire dont les dimensions correspondent à
celles des pièces d'habitation de manière à réduire au minimum
les problèmes d'étanchéité sur une même cloison.
Les tubes 12 et 15 traversent la lisse basse 6 et les tubes 12
débordent largement cette dernière de telle manière que l'on
puisse les relier ultérieurement à la tête du pistolet injecteur de
résine synthétique. Eventuellement, on introduit ensuite toutes les
incorporations à usages domestiques telles que: boîte de ventila
tion. tube de renfort, menuiserie, tubes électriques, etc. De même,
si des portes ou des fenêtres sont prévues sur le panneau à réali
ser, on délimite leurs emplacements par un cadre en bois 21; dès
cet instant. les linteaux métalliques 22 dominant les diverses
ouvertures 21 sont calés par les ossatures tubulaires 12 et seront
donc supportés par ces dernières sur le produit fini, c'est-à-dire
sur l'élément porteur relevé en position verticale.
Tout autour de
ces diverses incorporations, on remplit régulièrement le moule
avec des agrégats de type léger 23 (billes de verre expansé, schiste
expansé, laitier expansé, argile expansée. etc.) et ce sur une hau
teur égale à l'épaisseur du mur à obtenir. L'ensemble est alors
recouvert d'une pellicule 24 qui est soit un voile de verre qui ren
forcera le parement destiné à recevoir ultérieurement une applica
tion du type enduit, soit un matériau de revêtement de façade
rigide et plus particulièrement une pierre pelliculaire. Afin de faci
liter le démoulage du panneau, une feuille de polyane repose sur
cette dernière pellicule et est elle-même coiffée d'un second pla
teau rectangulaire supérieur 10 en contre-plaqué aux mêmes
dimensions que le plateau inférieur 9.
L'injection s'effectue comme pour le panneau précédent. Les variantes par rapport au procédé général sont: I'utilisation des tubes 12 non plus seulement comme ossature du panneau terminé mais également comme support des linteaux métalliques 22, I'in- corporation de charge telle que de l'argile expansée qui améliore très nettement les résistances à la rupture et à la flexion de la paroi ainsi que l'isolation phonique et l'absorption acoustique puisque l'on provoque une multiplicité de cellules poreuses. Cette incorporation de charge se justifie d'autant plus que l'augmentation de densité qu'elle provoque est minime alors qu'en échange le produit incorporé est plus économique.
Du fait de la faible densité moyenne de l'élément porteur qui n'est que très légèrement supérieur à la densité du polyuréthanne brut, principal constituant du panneau, il sera possible d'utiliser sur les lieux mêmes de construction de l'habitation, des appareils de levage de très faible puissance, c'est-à-dire de l'ordre de la tonne.
Les fig. 6, 7 et 8 représentent un panneau formant un élément de plancher. Sur un plateau inférieur de contre-plaqué, on dispose une première plaque 25 d'amiante-ciment, les dimensions de cette plaque étant celles de la pièce à laquelle le plancher porteur est destiné. ceci afin d'obtenir un plancher constitué par un élément unique et de réduire au minimum les problèmes d'étanchéité et de régularité de niveau. Sur la plaque en amiante-ciment 25, ciment 25, on place ensuite un cadre périphérique 26 en bois traité, puis des chevrons de bois 27 dont le rôle est de maintenir
I'écartement entre la plaque inférieure 25 et une seconde plaque
d'amiante-ciment 28 et dont la hauteur est égale à la distance
séparant les plaques 25 et 28.
Le plancher prenant appui sur des longrines 29 (représentées en pointillés à la fig. 7) parallèles et distantes habituellement de 2 m à 2,50 m, ces chevrons 27 seront disposés dans le sens porteur, c est-à-dire perpendiculaire aux longrines et espacés d'une distance variant entre 30 et 60 cm suivant les caractéristiques de résistance demandées au plancher.
Les tubes d'injection de la résine synthétique 12 traversent un côté quelconque du cadre rectangulaire en bois 26 et sont soit parallèles aux chevrons 27, soit plus généralement perpendiculaires à ces derniers. Dans le cas représenté, ces tubes 12 traversent la base inférieure du cadre ainsi que chacun des chevrons.
Il en est-de même pour les tubes en plastique 15 destinés à évacuer l'air repoussé par la résine synthétique.
Un béton d'agrégat léger 23 est régulièrement disposé dans les espaces laissés libres entre les chevrons 27 et les divers tubes 12 et
15. Lorsque le remplissage intérieur en béton est totalement assuré, on recouvre l'ensemble de la deuxième plaque de parement 28 en amiante-ciment et ce nouvel ensemble est amené sous presse pour injection de résine dans chacun des tubes 12 à partir d'un pistolet injecteur.
Après stabilisation et polymérisation de la mousse de polyuréthanne, on obtient une cohésion parfaite de l'ensemble et chacun des éléments du plancher, quel qu'il soit, est rigoureusement solidaire dudit plancher. La cohésion assurée par la mousse 18 permet en particulier d'aboutir à une flexion nulle du plancher entre les diverses longrines 5.
Naturellement, on peut concevoir diverses modifications lors de la fabrication d'un tel plancher sans sortir pour autant du cadre de la présente invention; en particulier, I'utilisation de mousse de polyuréthanne pure sans adjonction d'agrégats 23 est envisageable dès l'instant où l'on demande une moindre caractéristique mécanique au plancher préfabriqué.
Les fig. 9, 10 et 11 représentent un panneau formant une paroi intérieure de distribution. On dispose sur un panneau inférieur en contre-plaqué dont les dimensions sont au moins égales à celles de la paroi à réaliser une première plaque de parement 30 (plaque de plâtre), (panneau de fibre minérale ou végétale, contre-plaqué, etc.). Puis, afin de délimiter le panneau en hauteur, on dispose une lisse basse 6 et une lisse haute 7 et également, afin de délimiter complètement la longueur et la forme de la paroi non porteuse, des éléments raidisseurs en bois 31. Les tubes 12 et 15 perforés à leur périphérie traversent la lisse basse 6 et les tubes 12 débordent légèrement cette dernière vers l'extérieur.
Le cas échéant, on peut adjoindre sur cet ensemble tous les dispositifs à caractère domestique tels que gaines électriques, commutateurs électriques, conduites d'eau chaude et froide. Une deuxième plaque de parement 32 de constitution identique à celle de la plaque 30 superpose l'ensemble qui vient d'être décrit.
Le démoulage de la paroi intervient lorsque la mousse, une mousse de polyuréthanne par exemple, est totalement stabilisée et polymérisée.
On sectionne alors les tubes d'injection 12 au ras de la lisse 6 et dès lors la paroi peut être manipulée. La mousse synthétique polymérisée assure totalement la cohésion entre les différents éléments constitutifs de la paroi et celle-ci forme donc un ensemble parfaitement rigide. De plus, elle est exactement aux dimensions de la pièce et il n'y a donc aucun joint d'assemblage à introduire.
On obtient ainsi une paroi intérieure non porteuse légère mais présentant tout de même de bonnes résistances mécaniques et thermiques. La présence de multiples cellules poreuses dans la mousse 18 ne fait qu'accroître le phénomène d'absorption acoustique.
Les fig. 12 et 13 représentent un panneau formant un plafond suspendu. On dispose sur un plateau inférieur en contre-plaqué un parement 33 constitué soit par un panneau de fibre végétale ou minérale, soit par un panneau de contre-plaqué ou encore une plaque de plâtre. Au-dessus de ce parement 33, on place un cadre périphérique rectangulaire 34 en linteaux de bois ainsi que des linteaux parallèles 35 (hachurés sur la fig. 12) de même épaisseur que le cadre 34 et espacés de 60 cm environ, linteaux qui constituent l'élément raidisseur du plafond suspendu.
Les tubes 12 et 15 traversent l'un quelconque des éléments du cadre 34 et s'étendent parallèlement à l'intérieur de celui-ci; généralement. les linteaux 35 seront placés longitudinalement et les tubes 12 et 15 transversalement, mais cette disposition peut tout aussi bien être inversée de même que les tubes 12 et 15 et les linteaux 35 peuvent être parallèles entre eux. La disposition donnée sur la fig. 12 n'est donc qu'à titre documentaire.
On dispose également dans le cadre 34 des conduits 36 destinés ultérieurement au passage des conduits d'eau chaude, de chauffage central et d'évacuation d'eau. L'ensemble est ensuite recouvert à sa partie supérieure d'un film de polyéthylène 37 dont le double rôle est de servir de pare-vapeur et également d'agent de démoulage.
On obtient ainsi un plafond suspendu dont les dimensions correspondent à celles d'une pièce d'habitation; la cohésion entre les différents éléments constitutifs du plafond est obtenue et maintenue grâce à la mousse de polyuréthanne. La rigidité du plafond étant absolue, aucune flexion n'intervient sur toute sa longueur.
Naturellement, I'invention n'est pas limitée au mode d'application non plus qu'au mode de réalisation qui ont été mentionnés.
On pourrait concevoir diverses variantes sans sortir pour autant du cadre de la présente invention:
La mousse synthétique utilisée: la mousse de polyuréthanne n'est en effet avantageusement citée que pour ses caractéristiques suivantes: faible prix de revient, grande résistance à la flexion, forte cohésion, caractéristiques qui expliquent son choix actuel.
La longueur des tubes d'injection 12: ces derniers, au lieu d'avoir leur partie émergeante 13, peuvent avoir une longueur égale à la hauteur du panneau à réaliser et recevoir de manière escamotable une buse d'injection qui serait retirée par la suite.
L'inconvénient de la paroi émergeante 13 présentée par les tubes 12 est que cette dernière doit être nécessairement sciée ou meulée après démoulage du panneau en vue de la manipulation de ce dernier.
Les tubes 15 d'évacuation d'air qui avantageusement auront pour longueur la hauteur exacte du panneau à réaliser de manière qu'ils n'aient aucune partie émergeante par rapport à la lisse basse 6 ou au cadre périmétrique. Ces tubes ne demanderont ainsi aucune manipulation ultérieure.
Les garnitures diverses d'étanchéité dont sont munis les bords latéraux des panneaux: I'emploi de joints coulissants étanches en acier inoxydable est le plus fréquent.
La pose du papier peint et d'autres revêtements ainsi que l'application des enduits extérieurs qui peuvent être réalisés à l'usine avant même le transport des panneaux.
La caractéristique commune des panneaux obtenus selon le procédé objet de la présente invention est qu'ils sont très légers, donc facilement manipulables, que ce soit à l'usine ou encore à l'emplacement de l'habitation. Il est aussi à noter que les frais de transport sont fortement diminués puisque dans un véhicule classique à charge utile déterminée, on placera davantage de panneaux en mousse de polyuréthanne que de panneaux conventionnels.
The present invention relates to a process for the manufacture of a panel intended for the building and construction market, more particularly for individual dwellings. Furthermore, the invention relates to a panel obtained by this process.
In the building market, individual housing represents an increasingly important part as the housing crisis gradually disappears. The house must be able to be built anywhere, be inexpensive and have the necessary solidity and safety characteristics.
Thus in the elements used for construction, more and more use is made of prefabricated panels which constitute walls, partitions, floors, ceilings, in a single part if the dimensions are relatively small or in a few parts in the case of elements of very large surface.
The present invention proposes to provide a method of manufacturing prefabricated panels which are particularly well suited to new construction requirements, namely of a large range, in order to reduce the sealing problems, of great manageability, to facilitate their assembly on the site, and finally to form panels having good mechanical resistance and good thermal, acoustic and sound insulation.
For this purpose, the method of manufacturing a building construction panel. housing and dwellings consisting of a frame into which a synthetic foam is injected, is characterized by the fact that there are tubes extending at least partly in an injection mold consisting of said frame defining the contours of said panel, frame on which on either side rest the two tables of a press, said tubes being provided at their periphery with a plurality of perforations and each passing through any one of the sides of said frame. these tubes each communicating with the outside via any of their two ends, injects said synthetic foam through said tubes, then cuts the latter flush with the frame so that, left in place, they constitute the panel frame.
The invention also relates to the panel obtained by this process.
Thanks to this manufacturing process and taking into account the theoretical values currently in force in the building industry, it is possible to produce very long load-bearing or non-load-bearing elements, each of them possibly constituting a wall or a wall. single floor if the dimensions of the latter are less than the aforementioned theoretical values, that is to say at a side of 6.50 m. The sealing problems between the various surfaces constituting a single facade are thus reduced to a minimum. Therefore, the only joints to be installed are those ensuring the connection between two separate walls meeting at an angle other than a flat angle or the connection between two wall parts located in the extension of one another from the moment when they must constitute a single wall of very large dimensions.
On the other hand, it is possible to mix with the synthetic foam, which is for example a polyurethane foam, fillers, glass beads or a clay-based aggregate, for example. These panels thus manufactured could constitute load-bearing facade elements or even floors.
Another advantage of the process for manufacturing elements filled with synthetic foam is that the elements obtained have a very low density, which means that the problems of handling panels are reduced to a minimum, whether during transport. or during installation in the chosen place of residence.
The incorporation of filler by aggregates in the material increases only very slightly the density of the latter, but on the other hand has great advantages since the breaking and bending strengths are increased and, moreover, the price. of the incorporated filler is less than that of the synthetic foam, basic material serving as binder.
The construction panels obtained, load-bearing or non-load-bearing, also have very good thermal, acoustic and sound insulation characteristics while maintaining very high mechanical resistance qualities; finally, since it is a clean material which is obtained by injection, the manufacture of the elements according to the invention can be easily industrialized.
A final advantage of the method of manufacturing construction elements according to the present invention is that the corresponding dimensions can be provided from the manufacture of the elements.
exactly to those of a common living room and that we can introduce, during the actual manufacture of the panels, all the devices desired for domestic use such as tubes and electrical boxes, water pipes, ventilation box, and on the other hand, carry out at the factory, even before transporting the panels,
rations normally performed by other trades at the installation site, such as wallpaper and other
coatings as well as the application of exterior plasters.
The invention will be better understood with the aid of the description which
follows, made with reference to the attached drawing which represents, by way of
example, various panels obtained according to the process and in
which:
Fig. 1 is a partial plan view of a panel during manufacture.
Fig. 2 is a sectional view along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a plan view of a second panel, according to the method.
Fig. 4 is a sectional view along the line IV-IV of FIG. 3.
Fig. 5 is a detail view of FIG. 4.
Fig. 6 is a plan view of a third panel.
Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line VII
VII of fig. 6.
Fig. 8 is a detail view of FIG. 7.
Fig. 9 is a plan view of a fourth panel obtained
depending on the process.
Fig. 10 is a sectional view along line X-X of the wall of FIG. 9.
Fig. January 1 is a detail view of FIG. 10.
Fig. 12 is a plan view of a fifth panel.
Fig. 13 is a sectional view along the line XIII-XIII of FIG. 12.
Referring first to FIG. 1, there is shown in section a panel placed on the lower table 1 of a press. The
upper table 2 of said press as well as the means for bringing together the two tables constituted by hydraulic or pneumatic jacks 3 have only been shown in FIG. 2 in section to facilitate understanding of FIG. 1.
On the lower table 1 of the press has been arranged a frame 4, in one or more parts, frame which exactly defines the contour of the panel to be injected. This frame may include interior recesses as has been shown at 5, for windows or doors. It can also
as shown elsewhere in FIG. 1, do not completely define the outline of the panel on its own; only the low 6 and high 7 rails are arranged on the table 1 and two side cheeks 8, both adjustable in position relative to the lower table 1, in this case determine the width dimensions of the panel to be produced .
When the two lower 1 and upper 2 tables are brought together, the frame 4, the two side cheeks 8 and the two tables 1 and 2 define a closed space in which the injection will be carried out.
In reality, between the frame 4-8 and each of the two tables there is an intermediate intended, on the one hand, to facilitate the assembly of the various elements to be incorporated into the panel and, on the other hand, to facilitate demolding. This intermediate, the dimensions of which respect those of the lower and upper tables of the press, is for example a plywood plate, an interior facing in plasterboard, a polyane sheet, a panel of vegetable or mineral fiber, etc.
In fig. 2, two lower plywood trays 9 and upper 10 have been shown. So as to easily access the interior of the frame 4-8 to introduce therein either the devices for domestic use or the charging products. regular if not homogeneous manner, first has the lower plywood 9 outside the injection press on a roller table 1 1;
The frame 4 is then placed to rest on the upper face of the plywood 9, then optionally it is lined with electrical accessories, heating or even load products which, by increasing the resistance properties of the panel, will make this last carrier.
According to the method, tubes 12 are placed in the zone defined by the frame 4. These tubes extend from the top rail 7 over the entire height of the frame 4, pass through the bottom rail 6, and extend far beyond this. last and communicate with the outside at 13 so that they can subsequently be connected to the head of a synthetic resin injection gun.
The tubes 12 through which the injection can be carried out are, in their part inside the frame 4, perforated at 14 by a large number of holes which communicate the inner and outer zones of these injector tubes 12. In the mode. embodiment shown in FIG. 1, three parallel tubes 12 have been placed, but any other number could naturally be provided; in the same way, the tubes could not all be parallel, but on the contrary intersect. For a better understanding of the drawing, the diameters of said tubes have deliberately been increased.
Finally, tubes 15, made of plastic for example, also provided at their periphery with perforations, have the function of ensuring the evacuation of the compressed air repelled by the resin during its injection into the mold and, for this purpose. effect, are also placed above the plywood tray 9; like the liquid resin inlet tubes 12, they pass through the bottom rail 6 and are also surrounded, where appropriate, by the filler products (expanded glass beads, expanded shale, expanded slag, expanded clay, etc.
The assembly consisting of the frame 4-8 provided with its two groups of tubes 12 and 15, possibly further comprising incorporations for domestic use and the fillers in the form of light aggregates is optionally covered with a fabric of
fiberglass and then a polyane sheet to facilitate demolding. We come to rest the upper panel against
placed 10 on the frame 4-8, then the assembly between the
panels 9 and 10 is then moved in translation, thanks to the rou
leaux 11, between the two tables 1 and 2 of the press. Cheeks laté
rales 8 are then adjusted in position relative to the tables of the
press and delimit the side edges of the frame,
thus definitively stopping the width dimensions of the panels
neaux to achieve.
We can just as easily define a laté song
ral 16 perpendicular to the faces of the panel than an inclined edge
at 45, 17, the locations 16a, 17a of the seals at
the angle of the partitions (fig. 4) being of course represented in relief
on both side cheeks 8.
The upper table 2 of the press, actuated by the jacks 3, is lowered over the assembly and fixed to the lower table 1 by means of conventional screw systems not shown.
With the press in the pushing position, the synthetic resin injection phase is then carried out. A polyurethane foam is mainly chosen for the latter because it is a material which, in addition to its ease of use, has qualities of very great resistance and cohesion. The head of the foam injector gun is successively fixed to the various injection tubes 12; in the particular case where the foam to be injected is a polyurethane foam, the inlets 13 of the tubes 12 are connected to a gun connected by means of flexible pipes to two high pressure and adjustable injection pumps.
Each of the two pumps is connected to a reservoir and these contain respectively, in liquid form, on the one hand a polyester marketed under the name DESMOPHEN and an expanding agent based on freon, on the other hand an isocyanate marketed under the name DESMODUR and an activator such as triethylamine. The components whose injected quantities are stoichiometric, mix intimately in the gun head. The temperature rise produced by the stirring between the liquids promotes the reaction.
The polyurethane foam, still in the liquid state, is sprayed by the gun into each of the tubes 12 and thus is distributed regularly inside the frame 4-8 by passing through the perforations 14. The foam can thus access all the zones of the mold in the still molten state whereas, if one injected from a point source located at the level of the frame, the foam would solidify quickly and would therefore risk not not completely fill frame 4-8, thus providing an unfinished panel.
In addition, in the particular case where filler products are used to form load-bearing panels, it is avoided that said filler products are pushed back to the remote areas by the flow of foam as would happen in the case where one would inject at the level of the frame 4 from a point source.
The diameters and arrangements of the orifices 14 along the tubes 12 are variable and determined as a function of the volume of foam to be incorporated into the neighboring panel sector in such a way that, sector by sector, the quantity of foam is proportional to the volume to be filled. The tubes 12 are made of a resistant material, for example metal, and are left in place after injection so as to constitute a reinforcement for the prefabricated panel. Of course, one can also have in the mold, during an initial stage, solid stiffeners placed between the tubes 12 to constitute additional reinforcing means.
An automatic timer makes it possible to inject the desired quantities of foam into each part of the mold, quantities proportional to the free volumes concerned.
The panel is removed from the mold after injection when the polyurethane is polymerized and stabilized; the foam then ensures cohesion between all the constituent elements constituting the prefabricated panel, wall, ceiling or floor, and the latter, as soon as they have sufficient rigidity, are easily handled by their low weight but also due to the fact that 'there is no need to take any additional precautions. After demoulding, the tubular frameworks 12 are cut by any process flush with the bottom rail 6 and a panel is thus obtained as shown in part in FIGS. 1 and 2. Most of this panel consists of the foam 18 in which the tubes 12 are embedded. Given the shape of the frame 4 of FIG. 1, the panel of FIG. 2 has an opening 19 for a door.
From the foregoing, it can be seen that the invention provides a process for the injection of panels, in particular for buildings, by virtue of which is injected through perforated tubes, which injection means left as is. 'interior panels subsequently play the role of reinforcement for the latter. The prefabricated panels obtained naturally represent the four types of panels that can be used in the building sector, namely: prefabricated load-bearing facade element, load-bearing floor element, non-load-bearing interior distribution wall and suspended ceiling. As has already been specified, the first two elements will most often be charged, the charges being linked by a synthetic resin, while the last two elements remain uncharged.
When it is necessary to introduce filler products, these are placed in the mold before
The injection and the method described make it possible to avoid the discharge of
these products to remote areas during injection.
Figs. 3 4 and 5 represent a panel forming an element
load-bearing facade which is manufactured as follows: on a recessed top
lower tangular plywood, the dimensions of which can
reach 6.50 m by 2.75 m to 3.50 m, which corresponds to the lar
average height and the average height of a living room,
we first have a top rail 7 and a bottom rail 6 in wood
treated which delimit the element in height, then an internal facing
20 in plasterboard to give the finished wall quality
required fire stop, then 12 perforated tubes around their periphery and
through which the injection can be carried out, then
tubes 15 for the evacuation of air. As it has been clarified,
the
dimensions of the plywood table top are as they are
sufficient to allow the manufacture of partitions obtained by
only one element. that is to say whose dimensions correspond to
those of living quarters so as to minimize
sealing problems on the same partition.
Tubes 12 and 15 pass through bottom rail 6 and tubes 12
extend far beyond the latter in such a way that
can later connect them to the head of the injection
synthetic resin. Optionally, then all the
incorporations for domestic use such as: ventilation box
tion. reinforcement tube, carpentry, electrical tubes, etc. Likewise,
whether doors or windows are provided on the panel to be realized
ser, their locations are delimited by a wooden frame 21; from
this moment. the metal lintels 22 dominating the various
openings 21 are wedged by the tubular frames 12 and will be
therefore supported by the latter on the finished product, that is to say
on the supporting element raised to the vertical position.
All around the
these various incorporations, we regularly fill the mold
with light type 23 aggregates (expanded glass beads, shale
expanded, expanded slag, expanded clay. etc.) and this on a hau
tor equal to the thickness of the wall to be obtained. The set is then
covered with a film 24 which is either a glass veil which ren
will force the facing intended to subsequently receive an application
plaster type, i.e. a facade cladding material
rigid and more particularly a pellicular stone. In order to faci
after the demoulding of the panel, a polyane sheet rests on
this last film and is itself capped with a second pla
rectangular top 10 in plywood to the same
dimensions than the lower plate 9.
The injection is carried out as for the previous panel. The variants with respect to the general process are: the use of the tubes 12 not only as a framework for the finished panel but also as a support for the metal lintels 22, the incorporation of filler such as expanded clay which very clearly improves the resistance to breakage and bending of the wall as well as sound insulation and sound absorption since a multiplicity of porous cells is caused. This incorporation of filler is all the more justified since the increase in density which it causes is minimal, whereas in exchange the incorporated product is more economical.
Due to the low average density of the load-bearing element, which is only very slightly higher than the density of the raw polyurethane, the main constituent of the panel, it will be possible to use on the premises of the construction of the house, lifting devices of very low power, that is to say of the order of a ton.
Figs. 6, 7 and 8 show a panel forming a floor element. On a lower plywood plate, a first asbestos-cement plate 25 is placed, the dimensions of this plate being those of the room for which the load-bearing floor is intended. this in order to obtain a floor made up of a single element and to reduce to a minimum the problems of sealing and level regularity. On the asbestos-cement plate 25, cement 25, a peripheral frame 26 of treated wood is then placed, then wooden rafters 27 whose role is to maintain
The distance between the lower plate 25 and a second plate
asbestos-cement 28 and whose height is equal to the distance
separating the plates 25 and 28.
As the floor is supported by parallel beams 29 (shown in dotted lines in Fig. 7) and usually spaced 2 m to 2.50 m apart, these rafters 27 will be arranged in the load-bearing direction, that is to say perpendicular to the beams. and spaced at a distance varying between 30 and 60 cm depending on the resistance characteristics required of the floor.
The synthetic resin injection tubes 12 pass through any side of the rectangular wooden frame 26 and are either parallel to the rafters 27, or more generally perpendicular to the latter. In the case shown, these tubes 12 pass through the lower base of the frame as well as each of the rafters.
It is the same for the plastic tubes 15 intended to evacuate the air repelled by the synthetic resin.
A lightweight aggregate concrete 23 is regularly placed in the spaces left free between the rafters 27 and the various tubes 12 and
15. When the interior concrete filling is completely assured, the whole of the second facing plate 28 is covered with asbestos-cement and this new assembly is brought under a press for injection of resin into each of the tubes 12 from a injector gun.
After stabilization and polymerization of the polyurethane foam, perfect cohesion of the whole is obtained and each of the elements of the floor, whatever it may be, is strictly integral with said floor. The cohesion provided by the foam 18 makes it possible in particular to achieve zero bending of the floor between the various stringers 5.
Naturally, various modifications can be conceived during the manufacture of such a floor without thereby departing from the scope of the present invention; in particular, the use of pure polyurethane foam without the addition of aggregates 23 can be envisaged as soon as a lower mechanical characteristic is required from the prefabricated floor.
Figs. 9, 10 and 11 show a panel forming an inner distribution wall. On a lower plywood panel, the dimensions of which are at least equal to those of the wall to be produced, a first facing plate 30 (plasterboard) (panel of mineral or vegetable fiber, plywood, etc.) is placed. ). Then, in order to delimit the panel in height, there is a low rail 6 and a top rail 7 and also, in order to completely delimit the length and the shape of the non-bearing wall, wooden stiffening elements 31. The tubes 12 and 15 perforated at their periphery pass through the bottom rail 6 and the tubes 12 project slightly outwardly from the latter.
If necessary, it is possible to add to this assembly all the devices of a domestic nature such as electrical ducts, electrical switches, hot and cold water pipes. A second facing plate 32 of identical construction to that of the plate 30 superimposes the assembly which has just been described.
The wall is removed from the mold when the foam, a polyurethane foam for example, is completely stabilized and polymerized.
The injection tubes 12 are then cut flush with the rail 6 and therefore the wall can be manipulated. The polymerized synthetic foam fully ensures the cohesion between the various constituent elements of the wall and the latter therefore forms a perfectly rigid assembly. In addition, it is exactly the dimensions of the part and there is therefore no assembly joint to introduce.
A light non-load-bearing inner wall is thus obtained but nevertheless exhibits good mechanical and thermal resistance. The presence of multiple porous cells in the foam 18 only increases the phenomenon of sound absorption.
Figs. 12 and 13 show a panel forming a suspended ceiling. A facing 33 consisting of either a panel of vegetable or mineral fiber, or of a plywood panel or else a plasterboard is placed on a lower plywood plate. Above this facing 33, we place a rectangular peripheral frame 34 of wooden lintels as well as parallel lintels 35 (hatched in fig. 12) of the same thickness as the frame 34 and spaced approximately 60 cm apart, lintels which constitute the stiffening element of the suspended ceiling.
The tubes 12 and 15 pass through any one of the elements of the frame 34 and extend parallel inside the latter; usually. the lintels 35 will be placed longitudinally and the tubes 12 and 15 transversely, but this arrangement can just as easily be reversed as the tubes 12 and 15 and the lintels 35 can be parallel to each other. The arrangement given in FIG. 12 is therefore only for documentary purposes.
Also available in the frame 34 are conduits 36 intended subsequently for the passage of hot water conduits, central heating and water discharge. The assembly is then covered at its upper part with a polyethylene film 37, the double role of which is to serve as a vapor barrier and also as a release agent.
A suspended ceiling is thus obtained, the dimensions of which correspond to those of a living room; the cohesion between the various constituent elements of the ceiling is obtained and maintained thanks to the polyurethane foam. The rigidity of the ceiling being absolute, no bending occurs over its entire length.
Naturally, the invention is not limited to the mode of application nor to the embodiment which have been mentioned.
Various variants could be conceived without thereby departing from the scope of the present invention:
Synthetic foam used: polyurethane foam is in fact advantageously cited only for its following characteristics: low cost price, high flexural strength, high cohesion, characteristics which explain its current choice.
The length of the injection tubes 12: the latter, instead of having their protruding part 13, may have a length equal to the height of the panel to be produced and retractably receive an injection nozzle which would be subsequently withdrawn .
The drawback of the emerging wall 13 presented by the tubes 12 is that the latter must necessarily be sawed or ground after the panel has been removed from the mold for handling the latter.
The air discharge tubes 15, which advantageously will have the exact height of the panel to be produced in length so that they have no part emerging from the bottom rail 6 or from the perimeter frame. These tubes will thus not require any subsequent handling.
The various waterproofing gaskets fitted to the side edges of the panels: the use of waterproof stainless steel sliding joints is the most frequent.
The installation of wallpaper and other coverings as well as the application of exterior plasters which can be carried out at the factory even before transporting the panels.
The common characteristic of the panels obtained according to the process which is the subject of the present invention is that they are very light, and therefore easily handled, whether at the factory or at the location of the dwelling. It should also be noted that the transport costs are greatly reduced since in a conventional vehicle with a determined payload, more polyurethane foam panels will be placed than conventional panels.