FR2956677A1 - Plaque de platre avec elements filaires - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet une plaque de plâtre comprenant - au moins un parement ; - au moins une couche de plâtre dense; et - au moins une couche d'éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre.
Description
PLAQUE DE PLATRE AVEC ELEMENTS FILAIRES La présente invention a pour objet une plaque de plâtre comprenant au moins une couche d'éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre. Les usines de fabrication de plaques de plâtre se sont engagées dans une démarche économique de réduction d'« eau perdue ». En effet, le séchage des plaques de plâtre, qui vise à éliminer l'eau excédentaire, est une étape qui nécessite beaucoup d'énergie et dont le coût n'est pas négligeable. Aussi, afin de réduire les coûts de production engendrés par le séchage des plaques et augmenter les cadences de production, cette réduction d'eau est devenue indispensable.
Afin de répondre aux exigences des industriels il est devenu nécessaire de trouver un autre moyen pour réduire la quantité d'eau à évaporer dans les plaques de plâtre. La typologie des plaques de plâtre représente aujourd'hui une solution dans la démarche économique de réduction d'« eau perdue » engagée dans les usines de fabrication de plaques de plâtre.
Aussi le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir de nouvelles plaques de plâtre nécessitant moins d'eau au cours de leur fabrication. De manière inattendue, les inventeurs ont mis en évidence qu'il est possible de réduire la quantité d'eau à évaporer dans les plaques de plâtre par réalisation d'un coeur obtenu à partir d'une pâte de plâtre non fluide mise en forme.
Dans ce but la présente invention propose une plaque de plâtre comprenant - au moins un parement ; - au moins une couche de plâtre dense; et - au moins une couche d'éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre.
La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication de plaques de plâtre selon l'invention comprenant les étapes suivantes : a) amener au moins un premier parement ; b) préparer une première pâte de plâtre ; c) étaler la pâte obtenue à l'étape b) sur le parement en une première couche de surface crue, d) préparer une deuxième pâte de plâtre ; e) mettre en forme la pâte obtenue à l'étape d) afin d'obtenir des éléments individualisés filaires ; f) verser les éléments individualisés filaires sur la première couche de surface crue obtenue à l'étape c) en une couche de coeur crue; g) amener un deuxième parement ; h) préparer une troisième pâte de plâtre ; 1 i) étaler la troisième pâte obtenue à l'étape h) sur le deuxième parement en une deuxième couche de surface crue ; j) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape i) sur la couche de surface crue de la préforme obtenue à l'étape f) ; k) appliquer une pression sur la préforme. La présente invention a également pour objet l'utilisation d'une plaque de plâtre selon l'invention pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction. Enfin, la présente invention a également pour objet des éléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'invention.
L'invention offre au moins un des avantages déterminants décrit ci-après. L'invention offre comme avantage que la plaque de plâtre selon l'invention permet de réduire la quantité d'eau engagée dans les usines et nécessaire pour la fabrication de plaques de plâtre par rapport aux quantités classiquement utilisées. Avantageusement, la plaque de plâtre selon l'invention permet de préparer une plaque de plâtre présentant une macroporosité ouverte favorisant les échanges de vapeur d'eau par rapport aux plaques conventionnelles. L'invention offre comme autre avantage que la plaque de plâtre selon l'invention permet un gain d'énergie. En effet la réduction de la demande en eau, permet en outre de réduire les coûts de production liés au coût de séchage, voire dans certain cas de supprimer l'étape de séchage. En conséquence, il est possible d'envisager d'augmenter les cadences de production, l'opération de séchage correspondant à une étape limitante pour les capacités de production. L'invention offre des avantages déterminants en particulier, la plaque de plâtre selon l'invention présente des résultats très satisfaisants sur tous les types de gypses.
Enfin l'invention a pour avantage de pouvoir être mise en oeuvre dans au moins l'une des industries, telles que l'industrie du bâtiment, et à l'ensemble des marchés de la construction (bâtiment, génie civil ou usine de préfabrication), à l'industrie de la construction d'éléments en plâtre ou l'industrie cimentière. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description et des exemples donnés à titre purement illustratifs et non limitatifs qui vont suivre. Par l'expression « liant hydraulique », on entend selon la présente invention tout composé ayant la propriété de s'hydrater en présence d'eau et dont l'hydratation permet d'obtenir un solide ayant des caractéristiques mécaniques. Le liant hydraulique selon l'invention peut en particulier être un liant hydraulique à base de sulfate de calcium. De préférence, le liant hydraulique selon l'invention est du plâtre. 2 Par l'expression « liants hydrauliques à base de sulfate de calcium », on entend selon l'invention les liants hydrauliques à base de sulfate de calcium partiellement anhydre ou totalement anhydre. Par les termes suivants, on entend selon la présente invention : - Gypse ou sulfate de calcium hydraté : CaSO4.2(H2O) ; - Plâtre ou sulfate de calcium semihydrate ou sulfate de calcium hémihydraté ou sulfate de calcium partiellement anhydre: CaSO4.0.5H2O ; - Sulfate de calcium anhydre ou anhydrite (type Il ou type III) ou sulfate de calcium totalement anhydre : CaSO4.
Par l'expression « pâte de plâtre », on entend selon la présente invention un mélange d'eau et de liant hydraulique à base de sulfate de calcium (préférentiellement du plâtre), moussée ou non moussée, et éventuellement d'autres composés (par exemple, des charges, des adjuvants etc...). L'expression pâte de plâtre désigne également des coulis ou des mortiers.
Par le terme « prise », on entend selon la présente invention le passage à l'état solide par réaction chimique d'hydratation du liant. La prise est généralement suivi par la période de durcissement. Par le terme « durcissement», on entend selon la présente invention l'acquisition des propriétés mécaniques d'un liant hydraulique, après la fin de la prise.
La plaque de plâtre comprend différentes catégories d'eau. Tout d'abord, l'eau d'hydratation représente l'eau nécessaire pour l'hydratation du sulfate de calcium anhydre ou partiellement anhydre. D'autre part, la plaque de plâtre comprend de l'eau excédentaire qui représente l'eau nécessaire pour l'obtention de la consistance de la pâte avant sa prise. Cette eau n'est pas prise en compte dans l'eau d'hydratation.
Par l'expression « éléments pour le domaine de la construction », on entend selon la présente invention tout élément constitutif d'une construction comme par exemple un sol, une chape, un mur, une cloison, un plafond, une poutre, un plan de travail, un pilier, un poteau, une corniche, un coffrage, un moule, un doublage ou un système d'isolation. Tout d'abord l'invention a pour objet une plaque de plâtre comprenant - au moins un parement ; - au moins une couche de plâtre dense; et - au moins une couche d'éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre. La plaque de plâtre selon l'invention comprend des éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre. Ces éléments sont individualisés et ne forment pas une couche pleine ou compacte comme cela est le cas pour une plaque de plâtre conventionnelle du type BA13. Il est à noter que la plaque de plâtre selon l'invention peut comprendre plusieurs couches d'éléments individualisés. Selon une variante de 3 l'invention il est possible de réaliser une plaque de plâtre où plusieurs couches d'éléments individualisés sont intercallées entre plusieurs couches denses. Ces éléments individualisés peuvent se présenter sous formes filaires. Dans le cas d'une forme allongée, l'élément individualisé aura la forme d'un fil (comme par exemple un spaghetti). Ces éléments individualisés en pâte de plâtre peuvent être creux ou moussés. Lorsque ces éléments individualisés sont dits moussés, c'est la pâte de plâtre qui les compose qui est moussée, et présente une certaine porosité. De préférence, les éléments individualisés de la plaque de plâtre selon l'invention sont en forme de cylindres, pleins ou creux. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les éléments individualisés de la plaque de plâtre selon l'invention sont des cylindres creux, ou encore des cylindres en pâte de plâtre moussée. Ces éléments individualisés peuvent présenter une section de forme quelconque ou encore de forme carrée, ronde, elipsoïdale, rectangulaire, oblongue ou ovoïde. Ces éléments individualisés de forme filaire peuvent présenter une section de forme symétrique ou non. De préférence, la plus petite dimension de la section des éléments individualisés en pâte de plâtre de la plaque selon l'invention est comprise de 0,1 mm à 3 mm, de préférence de 0,1 mm à 2 mm, plus préférentiellement de 0,5 à 2 mm.
De préférence, la plus grande dimension de la section des éléments individualisés en pâte de plâtre est comprise de 0,5 à 4 mm, de préférence de 0,5 à 3 mm, plus préférentiellement de 0,5 à 2 mm. De préférence, les éléments individualisés de forme filaire peuvent présenter une section de forme circulaire dont le diamètre est compris de 0,5 à 2 mm.
Lorsque les éléments individualisés de la plaque de plâtre selon l'invention sont en forme de cylindres alors leur diamètre préférentiel est compris de 0,5 mm à 3 mm, de préférence de 0,5 mm à 2 mm. Lorsque les éléments individualisés de la plaque de plâtre selon l'invention sont en forme de cylindres alors leur longueur préférentielle est au maximum égale à l'épaisseur de la plaque de plâtre. De manière plus préférentielle, la longueur des éléments individualisés en forme de cylindre est comprise de 2,5 à 18 mm, plus préférentiellement comprise de 3 à 13 mm.
De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention comprend - au moins une couche d'éléments individualisés en pâte de plâtre en forme de cylindres. De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention comprend - au moins un parement ; 4 - au moins une couche de plâtre dense; et - au moins une couche d'éléments individualisés en pâte de plâtre en forme de cylindres. De préférence, la plaque de plâtre selon l'invention comprend - deux parements ; - deux couches de plâtre dense; et - au moins une couche d'éléments individualisés en pâte de plâtre en forme de cylindres; Les éléments individualisés de la plaque de plâtre selon l'invention sont en pâte de plâtre. De préférence, ces éléments individualisés sont semi-humides, c'est-à-dire qu'ils ont été obtenus à partir d'une pâte de plâtre non fluide mise en forme mécaniquement. La pâte de plâtre convenant selon l'invention pour réaliser les éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre comprend au moins - du plâtre ; - de l'eau . Avantageusement, la plaque de plâtre selon l'invention peut comprendre par ailleurs divers additifs ou adjuvants incorporés dans la pâte de plâtre de la couche dense ou dans la pâte de plâtre des éléments individualisés. La plaque de plâtre selon l'invention peut avantageusement contenir des adjuvants utilisés habituellement tels que des fluidifiants, des régulateurs de prise (accélérateurs et/ou retardateurs), des épaississants, des plastifiants, des agents de surface, des hydrofugeants, des agents moussants, des charges inertes, etc... Selon différentes variantes de l'invention, la composition de la pâte de plâtre pour réaliser les éléments individualisés de forme filaire peut comprendre en outre - un agent fluidifiant tel que par exemple les Poly Mélamine Sulfonates (PMS), les Poly Naphtalène Sulfonates (PNS), les Poly Carboxylate Polyoxyéthylène (PCP) ; - un agent viscosant ou épaississant tel que par exemple des dérivés cellulosiques comme par exemple la carboxyméthylcellulose, la méthylhydroxypropylcellulose ou la méthylhydroxyethylcellulose, des gommes végétales comme par exemple les gommes acacia, adragante, caroube, dextrane, diutane, gellane, guar, scléroglucane, xanthane, welane, des polyoxydes d'éthylène, de l'amidon ou ses dérivés, la gélatine, les polysaccharides, les hydrocolloïdes, l'agar, les carraghénanes ; - un agent plastifiant, nortamment qui procure de la plasticité à la pâte, tel que par exemple une argile ; 35 5 - un agent glissant tel que par exemple une huile silicone, une huile minérale, une huile végétale, du talc, du mica ou encore un dérivé silicaté ; - des agents régulateurs de prise de type accélérateur (par exemple, germe de gypse, K2SO4, sel de sulfate, du Bali Milled Accelerator qui est un mélange de 50% de gypse, 40% d'amidon et 10 de lignosulfate de calcium) ou de type retardateur (par exemple des protéines dégradés ou non, des sucres, des polyacrylates) ; - des charges inertes tel que par exemple du carbonate de calcium, du gypse, du gypse issu des rebus de plaque de plâtre ; - des fibres, tel que par exemples des fibres végétales ou minérales, des déchets de papier . La pâte de plâtre convenant selon l'invention pour réaliser les éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre présente de préférence une densité comprise de 1,0 à 2,3, de préférence de 1,6 à 2,3, encore plus référentielement de 1,7 à 2,1. La plaque de plâtre selon l'invention comprend des éléments individualisés en pâte de plâtre. De préférence, ces éléments individualisés sont disposés de façon aléatoire.
La plaque de plâtre selon l'invention comprend au moins un parement. Les parements conventionnels utilisés dans la fabrication des plaques de plâtre conviennent tout particulièrement comme les parements en fibre de cellulose (par exemple les parements en papier, en papier recyclé) ou en fibre inorganique (par exemple les parements en fibre de verre).
La plaque de plâtre selon l'invention comprend au moins une couche de plâtre dense. Les couches de plâtre dense des plaques de plâtre conventionnelles conviennent tout particulièrement, tel que par exemple les couches denses présentent dans la plaque de plâtre conventionnelle du type BA13 avec au moins comme constituants principaux du plâtre, de l'eau et de l'amidon.
La plaque de plâtre selon l'invention peut présenter avantageusement une densité intrinsèque comprise entre 0,6 et 1,4 g/cm3. De préférence une densité intrinsèque comprise entre 0,7 et 0,9 g/cm3. La fabrication de plaques de plâtre en générale, et plus particulièrement des plaques de plâtre présentant un coeur de gypse dont la densité évolue en fonction de la distance par rapport à la surface est connue. Il est connu de réaliser des plaques de plâtre présentant une couche de coeur de faible densité en intégrant des agents moussants dans la pâte. Cette couche de coeur est prise en sandwich par des couches de surface à haute densité (couche dense). Les couches de plâtre de surface sont 6 solidaires du parement. Généralement, le dispositif pour fabriquer ce type de plaque, comprend : - des moyens d'amenée d'un parement, - un premier mixeur de préparation d'une première pâte de plâtre, - des moyens d'application de la première pâte de plâtre sur un parement, - des moyens d'étalement de cette première pâte de plâtre en une première couche de surface crue sur le parement, - des moyens de calibrage permettant de maîtriser l'épaisseur de cette première couche de surface crue, - un deuxième mixeur de préparation d'une deuxième pâte de plâtre, - des moyens d'application de la deuxième pâte de plâtre en une couche de coeur crue sur la première couche de surface crue, - des moyens de calibrage de l'épaisseur de cette couche de coeur crue, - un troisième mixeur de préparation d'une troisième pâte de plâtre, - des moyens d'amenée d'un deuxième parement, - des moyens d'application de la troisième pâte de plâtre par-dessus le deuxième parement, - des moyens d'étalement en une deuxième couche de surface crue, - des moyens de calibrage permettant de maîtriser l'épaisseur de cette deuxième couche de surface crue, - des moyens de retournement du deuxième parement, - des moyens de mise en forme d'une plaque de plâtre, - des moyens d'entraînement du parement et des couches crues. Ce procédé connu de fabrication de plaques de plâtre peut être utilisé pour la fabrication des plaques de plâtre selon l'invention. Le procédé de fabrication de plaques de plâtre selon l'invention comprend les étapes suivantes : a) amener au moins un premier parement ; b) préparer une première pâte de plâtre ; c) étaler la pâte obtenue à l'étape b) sur le parement en une première couche de surface crue, d) préparer une deuxième pâte de plâtre ; e) mettre en forme la pâte obtenue à l'étape d) afin d'obtenir des éléments individualisés filaires ; f) verser les éléments individualisés filaires sur la première couche de surface crue obtenue à l'étape c) en une couche de coeur crue; g) amener un deuxième parement ; h) préparer une troisième pâte de plâtre ; 7 i) étaler la troisième pâte obtenue à l'étape h) sur le deuxième parement en une deuxième couche de surface crue ; j) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape i) sur la couche de surface crue de la préforme obtenue à l'étape f) ; k) appliquer une pression sur la préforme. Les pâtes de plâtres utilisées dans le procédé selon l'invention peuvent être prépapées par tout type de malaxeur ou mixeur permettant de mélanger des pâtes plastiques, tels que des malaxeurs à haute énergie ou à haut taux de cisaillement (par exemple malaxeur bi-vis, bras en Z).
L'étape e) du procédé selon l'invention peut être réalisée soit par tout type de dispositif permettant de donner une forme filaire à une pâte de plâtre. De préférence, l'étape e) est réalisée à l'aide d'une extrudeuse, d'une presse, d'une compacteuse ou une calandreuse, ou encore par moulage. De préférence, l'étape e) du procédé selon l'invention sera réalisé par extrusion de la pâte de plâtre. La pâte durcit rapidement par hydratation du plâtre. Ensuite, les plaques sont séchées, par exemple par chauffage dans des séchoirs afin d'éliminer l'excès d'eau. La plaque de plâtre selon l'invention possède des qualités mécaniques excellentes.
La résistance mécanique de la plaque de plâtre selon l'invention est habituellement évaluée par la résistance en flexion ou en compression du coeur et la résistance finale de la plaque selon l'invention. La présente invention a aussi pour objet l'utilisation d'une plaque de plâtre selon l'invention pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction.
Enfin, la présente invention a également pour objet des éléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'invention.
Brève description des fiqures : Les figures suivantes illustrent l'invention sans en limiter la portée.
La figure 1 représente la fabrication d'une plaque de plâtre où les éléments individualisés sont en forme de cylindres. La figure 2 représente une vue shématique en coupe d'un exemple de plaque de plâtre selon l'invention.
Description de modes de réalisation de l'invention : Les modes de réalisation suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. En faisant référence dans un premier temps à la figure 2, la plaque de plâtre selon l'invention comprend un premier et second parement (1 et 2), des première et 8 seconde couches denses (3 et 4), une couche de coeur (5) comprenant des éléments individualisés en forme filaires (6).
Les exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. EXEMPLES 1/ Composition de la pâte de plâtre utilisée pour former les éléments filaires
La pâte de plâtre utilisée pour la formation des couches denses est le résultat du 10 mélange homogène de plusieurs constituants à l'aide d'un malaxeur classiquement utilisé pour la préparation de pâtes à consistance plastique (par exemple, un malaxeur en batch HKD10 de la société IKA avec une durée de malaxage de 25 minutes). Les proportions des constituants de la pâte de plâtre sont les suivants : o Du plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) : 100g 15 o De l'eau : 27.7g o Un agent viscosant (Thylose MHS 300000P6 de la société Hercules) : 0.38g o Un agent plastifiant (Argile Optigel WX de la société Rockwood) : 1.14g 20 o Un agent fluidifiant (Ethacryl M de la société Lyondell) : 0.25g o Un agent retardateur de prise (Retardan P de la société Sicit) : 0.3g o Un agent de surface (Huile silicone Rhodorsil 47V50 de la société Rhodia) 4.8g 25 2/ Préparation des pâtes de plâtre
2-1 / La pâte de plâtre utilisée pour la formation des couches denses est le résultat du mélange homogène de plusieurs constituants à l'aide d'un malaxeur classiquement utilisé pour la préparation de pâte de plâtre (par exemple un mélangeur 30 Turbotest 33/300 de la société Rayneri). Les proportions des constituants de la pâte de plâtre sont les suivants : o Du plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) : 100g o De l'eau : 60g o De l'amidon (C+ 05072 de Cerestar) : 0.2g 35 o Un agent retardateur de prise (Retardan P de la société Sicit) : 0.07g 9 Les étapes de la préparation de la pâte utilisée pour la couche dense sont les suivantes : o Pesée des constituants o Introduction puis homogénéisation de l'eau et du retardateur de prise dans le bol de mélange o Homogénéisation du plâtre et de l'amidon o Mise en route du mélangeur o Introduction progressive du mélange plâtre/amidon sur une durée de 30s o Poursuite du malaxage pendant 1 min avant arrêt du mélangeur
2-2 / La pâte de plâtre utilisée pour la formation des éléments filaires est le résultat du mélange homogène de plusieurs constituants : o Du plâtre (dans ce cas d'origine synthétique) o Une solution liquide composée de 98.9% d'eau, 0.77% d'agent fluidifiant (Ethacryl M de la société Lyondell) et 0.28% d'agent retardateur de prise (Retardan P de la société Sicit) Le mélange homogène est obtenu à l'aide d'un malaxeur continu de type Readco fabriqué par la société RPA Process. Ce malaxeur est alimenté en continu par une pompe péristaltique pour les liquides et un doseur à vis pour la poudre dont la précision doit être inférieure à 2%. Les débits d'alimentation des différents constituants de la pâte de plâtre sont les suivants : o Débit de poudre : 300g/min o Débit de la solution liquide : 110g/min 3/ Préparation d'une plaque de plâtre selon l'invention
La préparation d'une plaque de plâtre nécessite le matériel suivant : o Un mélangeur rotatif (mélangeur Turbotest 33/300 fabriqué par la société Rayneri) o Un moyen de formage de plaque de plâtre (unité pilote développée par Lafarge) composé de deux rouleaux de stockage de parement, de deux moyens d'amenée des parements (formés chacun par deux rouleaux), de deux systèmes d'enduction de la pâte de plâtre formant la couche dense (chacun installé sur un moyen de déroulage de parement), d'un moyen de calibrage de l'épaisseur de la plaque formée. 35 10 o Un malaxeur/extrudeuse (Malaxeur/extrudeux bi-vis de la série Readco fabriqué par la société RPA Process) dont la tête de formage est positionnée entre les deux moyens d'amenée des parements.
En utilisant le matériel décrit ci-dessus, la préparation de la plaque de plâtre est réalisée selon la séquence suivante : o Préparation du moyen de formage de plaque de plâtre : • Chargement des rouleaux de stockage de parement avec un parement cellulosique classiquement utilisé pour former des plaques de plâtre • alignement des rouleaux de stockage et de manutention de parements • réglage du système d'enduction de la pâte formant la couche dense sur les parements de façon à obtenir une épaisseur finale de la couche dense de l mm • réglage du système de calibrage de la plaque pour obtenir une épaisseur de 13mm o Chargement des systèmes d'alimentation du malaxeur/extrudeur avec les consitutants décrits dans au point 2-2/ o Préparation d'une pâte de plâtre utilisée pour la formation des couches denses dont la composition est similaire à celle décrite au point 2-1/ o Chargement de la pâte de plâtre utilisée pour la formation des 25 couches denses dans le système d'enduction du moyen de formage o Mise en route du moyen de formage puis des systèmes d'enduction o Mise en route du malaxeur/extrudeur 30 o Formage de la plaque en continu jusqu'à l'obtention d'une plaque de plâtre o Maturation de la plaque de plâtre en milieu confiné jusqu'à la complète hydratation du plâtre o Séchage de la plaque dans une étuve réglée à 45°C. 35 4/ Mesure de la densité apparente et de la résistance mécanique en flexion et compression des plaques 15 20 11 -1/ Methodologie :
La mesure de densité apparente nécessite une plaque de plâtre préparée selon le protocole décrit dans l'exemple 3, un moyen de découpe de l'échantillon de plaque de plâtre (par exemple une scie à ruban), un moyen de mesure d'épaisseur (par exemple un pied à coulisse) et un moyen de mesure de masse (par exemple une balance dont la précision est inférieure à 1% de la masse de l'échantillon pesé).
Un échantillon de plaque de plâtre est découpé dans la plaque de plâtre à l'aide du moyen de découpe, le centre de l'échantillon correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon de plaque de plâtre est de forme carré dont la longueur des côtés est de 5 cm.
L'épaisseur de l'échantillon de plaque de plâtre est mesurée précisément en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) à l'aide du moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon est égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre.
Le volume de l'échantillon de plaque de plâtre est calculé en multipliant l'épaisseur moyenne par la puissance d'ordre deux de la longueur des côtés, exprimé en centimètre cube.
La masse de l'échantillon de plaque de plâtre est mesurée à l'aide du moyen de mesure de masse, exprimé en gramme. La densité apparente de la plaque de plâtre est le résultat du calcul du ratio entre la masse de l'échantillon de plaque de plâtre et le volume de l'échantillon de plaque de plâtre, exprimée en gramme par centimètre cube.
30 Les mesures de résistances mécaniques nécessitent une plaque de plâtre préparée selon le protocole décrit dans l'exemple 3, un moyen de découpe de l'échantillon de plaque de plâtre (par exemple une scie à ruban), un moyen de mesure d'épaisseur (par exemple un pied à coulisse), une presse, un dispositif de flexion trois point pour la mesure de la résistance mécanique en flexion ou un dispositif de compression pour la 35 mesure de la résistance mécanique en compression.
La presse est un appareil composée d'un plateau fixe et d'une traverse mobile montée sur un cadre rigide. La traverse mobile est régulée en vitesse, sa position est mesurée 12 12 et enregistrable au cours du temps. La traverse mobile est équipée en son centre d'un capteur de force permettant de quantifier l'effort appliqué sur l'échantillon. Le capteur de force est choisi pour pouvoir mesurer une gamme de forces comprises entre 0 et un valeur supérieure ou égale à 10kN.
Le dispositif de flexion trois points est composé de : o deux appuis métalliques, appelés appuis inférieurs, sont montés sur le plateau inférieur. Ces appuis ont une partie supérieure de forme cylindrique de 5 mm de rayon et dont la longueur est très supérieure à la largeur de l'échantillon à tester.
Les parties de forme cylindrique des deux appuis ont des axes de symétrie parallèles. La distance entre les deux axes de symétrie des cylindres formant la partie supérieure des appuis est de 25 cm, la mi-distance entre les deux cylindres étant positionnée au centre de la traverse. o Un appui métallique, appelé appui supérieur, est monté sur le capteur de force installé sur la traverse mobile supérieure. Cet appui possède une partie inférieure de forme cylindrique de 5 mm de rayon et dont la longueur est très supérieure à la largeur de l'échantillon à tester. L'axe de la partie de forme cylindrique de l'appui supérieur doit être positionné parallèlement à l'axe de symétrie des parties cylindriques formant l'extrémité des appuis inférieurs, le plan vertical le contenant passant à mi-distance des axes de symétrie des parties cylindriques formant l'extrémité des appuis inférieurs.
L'dispositif de compression est composé de : o Un appui métallique est monté sur le plateau inférieur de la presse. La partie supérieure de cet appui est composé d'une pièce métallique ronde, plane et horizontale appelée plateau inférieur. Le diamètre de la pièce métallique ronde est très supérieur au diamètre de l'échantillon à caractériser. o Un appui métallique est monté sur le capteur de force installé sur la traverse supérieure de la presse. La partie inférieure de cet appui est composé d'une pièce métallique ronde, plane et articulée par une rotule (appelée plateau supérieur) permettant un contact parfait avec toute la surface de l'échantillon posé sur le plateau inférieur. Le diamètre de la pièce métallique ronde est très supérieur au diamètre de l'échantillon à caractériser.
Un échantillon pour essais de flexion est découpé dans la plaque de plâtre à l'aide du moyen de découpe, le centre de l'échantillon pour essai de flexion correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon pour essai de flexion est de forme rectangulaire dont la largeur est de 10 cm et la longueur est 40 cm. La direction de la 13 longueur de l'échantillon est choisie pour être parallèle à la direction de plus forte résistance mécanique du parement de la plaque de plâtre (par exemple, pour un parement cellulosique, cette direction est donnée par la direction d'alignement des fibres de celullose générée par le procédé de fabrication).
Un échantillon pour essai de compression est découpé dans la plaque de plâtre à l'aide du moyen de découpe, le centre de l'échantillon pour essai de compression correspondant au centre de la plaque de plâtre. L'échantillon pour essai de compression est de forme carré dont la longueur des côtés est de 5 cm.
L'épaisseur de l'échantillon pour essai de flexion est mesurée précisément en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) à l'aide du moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon est égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre.
L'épaisseur de l'échantillon pour essai de compression est mesurée précisement en quatre endroits (au centre de chacun des côtés de l'échantillon) à l'aide du moyen de mesure d'épaisseur. L'épaisseur moyenne de l'échantillon est égale à la valeur moyenne des résultats des quatre mesures d'épaisseur, exprimée en centimètre. 20 Un essai de résistance en flexion est réalisé en sollicitant l'échantillon pour essai de flexion avec la presse équipée de l'dispositif de flexion trois points. L'échantillon pour essai de flexion est positionné sur les appuis inférieurs de l'dispositif de flexion trois points, le centre de l'échantillon étant positionnée au centre des appuis inférieurs. La 25 traverse mobile de la presse est alors mise en mouvement de telle sorte que les appuis inférieurs et supérieurs de l'dispositif de flexion trois points se rapprochent. La vitesse de la traverse est de 1 mm/min, et reste fixe tout au long de l'essai. La position de la traverse mobile ainsi que la force mesurée par le capteur de force de la presse sont enregistrés au cours du temps. Au moment où l'appui supérieur entre en contact avec 30 l'échantillon, la valeur de la position de la traverse mobile est enregistrée, cette position étant appelée position zéro. L'essai est terminé à la rupture de l'échantillon. Le traitement des données enregistrées permet d'identifier la valeur maximale de la force mesurée par le capteur de force de la presse au cours de l'essais, appelée force de rupture de l'échantillon pour essai de flexion. 35 Un essai de résistance en compression est réalisée en sollicitant l'échantillon pour essai de compression avec la presse équipée de l'dispositif de compression. L'échantillon pour essai de compression est positionné sur le plateau inférieur de l'dispositif de 10 15 14 compression, le centre de l'échantillon étant positionné au centre du plateau inférieur. La traverse mobile de la presse est alors mise en mouvement de telle sorte que les plateaux inférieurs et supérieurs de l'dispositif de compression se rapprochent. La vitesse de la traverse est de 1 mm/min, et reste fixe tout au long de l'essai. La position de la traverse mobile ainsi que la force mesurée par le capteur de force de la presse sont enregistrés au cours du temps. L'essai est terminé à la rupture de l'échantillon lorsque la force mesurée par le capteur de force est égale à 80% de la valeur maximale mesurée pendant l'essai. Le traitement des données enregistrées permet d'identifier la valeur maximale de la force mesurée par le capteur de force de la presse au cours de l'essais, appelée force de rupture de l'échantillon pour essai de compression.
La résistance mécanique en flexion s'obtient par calcul selon la formule ci-dessous : 1.5xFf xI Rf b2xL Où: Rf est la résistance mécanique en flexion, en Pascals Ff est la force de rupture de l'échantillon pour essai de flexion, en Newtons I est la distance entre les deux appuis inférieurs, en mètres. b est l'épaisseur de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres ; L est la largeur de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres
La résistance mécanique en compression s'obtient par calcul selon la formule ci-dessous : Où: Rc est la résistance mécanique en compression, en Pascals Fc est la force de rupture de l'échantillon pour essai de compression, en Newtons C est la la longueur des côtés de l'échantillon pour essais de flexion, en mètres
4-2/ Mesure de la densité apparente et de la résistance sur les plaques de plâtres selon l'invention : C 20 25 30 35 15 5 En utilisant les méthodes décrite au point 4-1/, la densité apparente et la résistances mécaniques des plaques obtenues au point 3/ ont été mesurées. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous : Plaques N°1 N°2 N°3 Densité apparente (g/cm3) 0,91 1,05 1,37 Résistance mécanique en flexion 3,4 5,1 8,3 (106 Pa) Résistance mécanique en compression 4,2 10,8 13,5 (106 Pa) 16
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Plaque de plâtre comprenant au moins un parement ; au moins une couche de plâtre dense; et au moins une couche d'éléments individualisés de forme filaire en pâte de plâtre,
- 2. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que les éléments individualisés présentent une section de forme carrée, ronde, elipsoïdale, rectangulaire, oblongue ou ovoïde,
- 3. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que la plus petite dimension de la section des éléments individualisés en pâte de plâtre est comprise de 0,1 mm à 3 mm, de préférence de 0,1 mm à 2 mm, plus préférentiellement de 0,5 à 2 mm,
- 4. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que la plus grande dimension de la section des éléments individualisés en pâte de plâtre est comprise de 0,5 à 4 mm, de préférence de 0,5 à 3 mm, plus préférentiellement de 0,5 à 2 mm,
- 5. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que les éléments individualisés de forme filaire présentent une section de forme circulaire dont le diamètre est compris de 0,5 à 2 mm,
- 6. Plaque de plâtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que les éléments individualisés en pâte de plâtre sont disposés de façon aléatoire,
- 7. Plaque de plâtre selon la revendication I caractérisée en ce que les éléments individualisés en pâte de plâtre sont creux ou moussés,
- 8. Procédé de fabrication d'une plaque de plâtre selon l'une des revendications 1 à 7 comprenant les étapes suivantes a) amener au moins un premier parement ; b) préparer une première pâte de plâtre ; c) étaler la pâte obtenue à l'étape b) sur le parement en une première couche de surface crue, d) préparer une deuxième pâte de plâtre ;e) mettre en forme la pâte obtenue à l'étape d) afin d'obtenir des éléments individualisés filaires ; f) verser les éléments individualisés filaires sur la première couche de surface crue obtenue à l'étape c) en une couche de coeur crue; g) amener un deuxième parement ; h) préparer une troisième pâte de plâtre ; i) étaler la troisième pâte obtenue à l'étape h) sur le deuxième parement en une deuxième couche de surface crue ; j) déposer le deuxième parement obtenu à l'étape i) sur la couche de la préforme obtenue à l'étape f) ; k) appliquer une pression sur la préforme,
- 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'étape e) est réalisée à l'aide d'une extrudeuse, d'une presse, d'une compacteuse ou une calandreuse, ou encore par moulage,
- 10. Utilisation d'une plaque de plâtre selon l'une des revendications 1 à 7 pour la fabrication d'éléments pour le domaine de la construction,
- 11. Eléments pour le domaine de la construction obtenus à partir d'une plaque de plâtre selon l'une des revendications 1 à 7.
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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