WO1986000881A1 - Element de construction agglomere au ciment ainsi que procede et dispositif pour sa fabrication - Google Patents

Element de construction agglomere au ciment ainsi que procede et dispositif pour sa fabrication Download PDF

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WO1986000881A1
WO1986000881A1 PCT/CH1985/000119 CH8500119W WO8600881A1 WO 1986000881 A1 WO1986000881 A1 WO 1986000881A1 CH 8500119 W CH8500119 W CH 8500119W WO 8600881 A1 WO8600881 A1 WO 8600881A1
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Ludovic Hunkeler
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Ludovic Hunkeler
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    • 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
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/18Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/241Paper, e.g. waste paper; Paper pulp
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/52Producing shaped prefabricated articles from the material specially adapted for producing articles from mixtures containing fibres, e.g. asbestos cement
    • B28B1/525Producing shaped prefabricated articles from the material specially adapted for producing articles from mixtures containing fibres, e.g. asbestos cement containing organic fibres, e.g. wood fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C9/00General arrangement or layout of plant
    • B28C9/002Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Making slurries; Involving methodical aspects; Involving pretreatment of ingredients; Involving packaging
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
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    • E04C2/02Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C2/10Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/16Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of fibres, chips, vegetable stems, or the like
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • Construction element agglomerated with cement as well as process and device for its manufacture.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a cement-based building element. It also relates to an installation for manufacturing construction elements agglomerated with cement, for the implementation of this process, equipped with at least one mixer for preparing a homogeneous paste. The invention also relates to a building element resulting from said method, as well as the use of such a building element.
  • a first category of processes consists in making a cellular concrete, containing a multitude of bubbles, thanks to the addition of foaming products or materials giving off gases in the presence of cement, for example an aluminum powder.
  • foaming products or materials giving off gases in the presence of cement, for example an aluminum powder.
  • these methods are relatively expensive since they require complex operations requiring high precision, special installations such as autoclaves or expensive special products.
  • the elements obtained can give rise to undesirable chemical reactions when they are in contact with fresh mortar or concrete.
  • Another category of process uses light aggregates, for example pumice stone, clay expanded by baking, mineralized wood, etc.
  • the elements obtained by these processes are also relatively expensive because of the price of light aggregates.
  • the present invention aims to provide a method and an installation for manufacturing elements of construction agglomerated with cement, using basic products which are abundant and inexpensive, simple techniques easily mastered by construction professionals, and machines common in prefabrication workshops, in order to obtain an inexpensive element, with good thermal insulation characteristics and usable without difficulty with traditional building materials.
  • the manufacturing method according to the present invention is characterized in that the following successive operations are carried out: cutting or tearing paper, moistening the paper, kneading together a determined quantity of the cut or torn paper, to make it a homogeneous paste, pour a determined quantity of this paste into at least one mold provided with openings allowing the flow of water, compact this paste in the mold, unmold the product thus obtained and ensure its hardening and drying.
  • the installation for manufacturing construction elements agglomerated with cement for the implementation of this process, is characterized in that it comprises, upstream of the mixer, a machine for cutting sheets of paper, a device for humidification of the paper and a cement mixing device, and in that it comprises downstream of the mixer at least one perforated mold provided with a movable cover and a press arranged to produce a displacement of the cover so as to compress the dough placed in the mold.
  • a building element resulting from the method according to the present invention is characterized in that it essentially comprises paper bound by cim-ent.
  • a construction element has many other possibilities of use, which are discussed below.
  • FIG. 1 is an overall diagram of an installation for manufacturing construction elements according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view, partially cut away, of a mold for a flat plate
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a mold for a ribbed plate
  • FIG. 4 is a sectional view of a composite element produced according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view illustrating a use of a building element according to the invention.
  • Figure 6 is a schematic sectional view illustrating another use of an element according to the invention.
  • a plant for manufacturing construction elements essentially comprises, for the preparation of paper, a balance 10 used for weighing determined quantities of paper to be used for manufacturing, a machine 11 for cutting paper, of a type known per se, and a device 12 for moistening the paper.
  • Machine 11 cuts or tears sheets of paper, which she reduces into thin strips a few millimeters wide and of variable length.
  • the humidification device 12 can comprise either a soaking tank, in which the cut paper is soaked with water supplied by a supply device 13, or a grid conveyor, on which the cut paper is subjected to watering, then to a drain.
  • the manufacturing installation comprises, between the cutting machine 11 and the humidification device 12, a premixer 14 in which the strips of paper are dry brewed with reinforcing fibers, until a sufficiently homogeneous mixture is obtained.
  • the installation comprises a grout mixer 20 which receives water from the feed device 13 via a metering member 21, cement of a silo 22 via a metering member 23, and an optional adjuvant of a reservoir 24 via a metering member 25.
  • This type of installation for preparing a grout of cement is well known in the construction industry, especially for injection work.
  • a primary mixer 30 is arranged to perform a rough mixing of the cement slurry with the cut and moistened paper. To this end, it is equipped with a paper hopper 31, provided with a metering member 32, and with a metering pump 33 for the cement slurry. A pipe 34 fitted with a manual valve 35 makes it possible to add water to the primary mixer if necessary.
  • the installation also comprises a series of secondary mixers 36, which are intended to carry out prolonged mixing of the mixture and which are each equipped with a distribution hopper 37.
  • a transfer member 38 constituted for example by a monorail equipped with '' a grab 39, is disposed between the primary mixer and the secondary mixers for transporting the mixture.
  • the secondary mixers 36 are distributed along a prefabrication line 40 of the agglomerated elements.
  • This line is served by a roller conveyor 41 on which molds 42 can be made to circulate.
  • the molds reach a press 43 whose upper plate 34 is movable.
  • a cover 45 corresponding to the mold 42, is fixed under the upper plate 44 of the press, so that it can slide vertically in the mold placed on the press when the latter is actuated.
  • the prefabrication line further comprises an oven 46, connected to a steam production installation not shown, a demolding area 47 and a dryer 48 for the manufactured elements.
  • the manufacturing method according to the invention is clear from the description of the operation of the manufacturing installation illustrated in FIG. 1.
  • a weighing quantity of paper is weighed on the balance 10, preferably corresponding to the capacity of the primary mixer 30, then this paper is cut into strips by means of the cutting machine 11.
  • the paper strips leaving the cutting machine 11 are sent directly to the humidification device 12, in which the paper is soaked with water, then to the paper hopper 31 of the primary mixer 40.
  • the humidification device 12 also makes it possible, if necessary ", to treat the paper with any product suitable chemical, for example to promote its adhesion to cement paste.
  • the preparation of a cement slurry in the grout mixer 20 is well known to those skilled in the art. It will be noted that it is advantageous to use a setting accelerator adjuvant, as well as one of the traditional adjuvants to stabilize the grout, which must be very fluid.
  • a new batch can be prepared in the primary mixer 30 while the previous batches undergo prolonged mixing in the secondary mixers 36.
  • the secondary mixers can serve as buffer organs, keeping a batch for a some time if difficulties delay production on the prefabrication line 40.
  • inert granular materials for example sand, sawdust or wood chips, textile or other fibers, pigments, liquid or powder chemicals, etc., to modify the qualities of the finished product.
  • this paste is distributed in molds 42 by means of the distribution hopper 37 of the mixer.
  • the molds 42 are then brought successively to the press 43, in order to compact the dough by compressing it in the mold by means of the corresponding cover 45 fixed to the press.
  • the pressure exerted by the press 43 is maintained for a certain time, so as to expel the excess water from the dough and to substantially increase the compactness of the fabricated item.
  • the water is discharged through openings provided for this purpose in the mold, which will be described in more detail below.
  • the device described above allows the use of covers of different shapes without changing the shape of the mold.
  • the manufactured elements are treated in a traditional manner in the oven 46 in order to accelerate the setting and hardening of the cement, then they are removed from the mold and placed in the dryer 48, where they are subjected natural or forced ventilation, to evacuate the rest of the excess water.
  • FIG. 2 illustrates a mold 42 used in the installation shown in FIG. 1, with the corresponding cover 45, for manufacturing flat insulating plates, one face of which is smooth and the opposite face is rough.
  • This mold comprises a rectangular frame comprising four vertical side walls 51 provided with stiffeners 52.
  • the bottom of the mold comprises a rigid plate 53, which is provided with a large number of perforations 54 allowing the evacuation of water during compaction.
  • the plate 53 rests on crosspieces 55 which keep it raised relative to the lower plate of the press, to provide between them channels 56 for discharging the water.
  • the perforated plate 53 is covered with a fine grid 57, which produces a rough but regular surface of the insulation plate to be manufactured.
  • the cover 45 of the mold 42 is arranged to slide freely in the vertical direction inside the frame 51.
  • it comprises simply a rigid plate 58 which is stiffened by a frame 59 and crosspieces 60.
  • the mold 42 is filled more or less high depending on the thickness of the plate to be manufactured, then it is brought into the press 43, the bottom of the mold resting on the lower plate of the press.
  • the cover 45 enters the mold and compresses the dough which it contains. Under the effect of this pressure, the excess water of this dough filters through the mass and gradually escapes from the mold through the perforations 54 of the fon-d. It is obviously possible to make molds having perforations through the cover, or even through the side walls. Molds of this type can be useful for making insulating pads.
  • the lid of the molds may have projecting elements on its underside, for shaping or cutting the dough contained in the mold.
  • FIG. 3 shows in section an example of a cover 45a, the rigid plate 58 of which is lined, on its lower face, with several forming plates 61, to make recesses in the upper face of a ribbed plate 62 to be manufactured, shown schematically in broken lines. Similarly, one can equip the underside of the cover with vertical knives used to divide the dough contained in the mold into several products.
  • FIG. 4 shows a hollowed-out insulating panel 63 produced according to the present invention, by assembling a ribbed insulating plate 62 with a flat insulating plate 64.
  • tops of the ribs 65 of the ribbed plate are simply glued against the flat plate 64 by means of an appropriate adhesive, for example a mortar, synthetic adhesive, epoxy resin, etc.
  • an appropriate adhesive for example a mortar, synthetic adhesive, epoxy resin, etc.
  • the building elements produced according to the present invention have various remarkable characteristics; above all, they provide very good thermal and sound insulation.
  • coefficients of thermal conductivity of the order of 0.14 W / mK were measured.
  • buildings construction elements according to the invention particularly in the form of insulating elements such as: vertical or horizontal insulation plates walls or roofs fixed by gluing or nailing, single or double vertical insulating panels, self-supporting or fixed on a wooden frame or other, non-load-bearing walls or brick walls made of insulating stud masonry, hard plates for soil insulation and flat roofs, etc.
  • insulating elements such as: vertical or horizontal insulation plates walls or roofs fixed by gluing or nailing, single or double vertical insulating panels, self-supporting or fixed on a wooden frame or other, non-load-bearing walls or brick walls made of insulating stud masonry, hard plates for soil insulation and flat roofs, etc.
  • panels according to the invention can be coated directly with a paint or wallpaper. They also offer excellent adhesion to a plaster coating.
  • FIG. 5 illustrates the use of insulating plates 70 applied against the underside of a slab 71 of reinforced concrete, to obtain insulation thermal and phonic on the ceiling of an industrial premises.
  • the insulating plates 70 are simply placed at the bottom of the formwork of the slab, in the manner of a lost formwork, before reinforcement and concreting of the slab. Thanks to the roughness of the surface of the plates 70 and their cement-based constitution, they bind perfectly to the concrete of the slab.
  • FIG. 6 illustrates the use of light elements 72 according to the invention as lost formwork for producing a reinforced concrete slab 73 having ribs 74.
  • the realization of the slab is similar to that of the example in the figure 5. This application is particularly advantageous for producing a cross-ribbed slab.
  • insulating plates or pads produced according to the present invention can be used outside a building, for example on the facade, by being coated with a waterproof synthetic plaster.

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Abstract

Le procédé concerne la fabrication d'un élément de construction présentant de bonnes caractéristiques d'isolation thermique et phonique, à partir de produits de base bon marché et à l'aide de techniques simples. Le procédé comporte notamment les opérations suivantes: découper ou déchirer le papier, l'humidifier, puis le malaxer avec du ciment mélangé à de l'eau, pour en faire une pâte homogène, couler cette pâte dans un moule et la compacter en évacuant l'eau excédentaire. De préférence, le compactage est effectué par une presse. Un moule (42) comporte un fond muni de perforations (54) pour l'écoulement de l'eau, et un couvercle mobile (45) qui peut coulisser dans le moule. L'invention permet d'obtenir notamment des plaques ou panneaux isolants, pleins ou évidés, utilisables dans le bâtiment ou le génie civil.

Description

Elément de construction aggloméré au ciment ainsi que procédé et dispositif pour sa fabrication.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de construction à base de ciment. Elle concerne en autre une installation de fabrication d'éléments de construction agglomérés au ciment, pour la mise en oeuvre de ce procédé, équipée d'au moins un malaxeur pour préparer une pâte homogène. L'invention concerne également un élément de construction résultant dudit procédé, ainsi que l'utilisation d'un tel élément de construction.
On connaît déjà de nombreux procédés de fabrication d'éléments de construction agglomérés au ciment, permettant d'obtenir des éléments rigides, mais relativement poreux, afin de présenter de bonnes qualités d'isolation thermique. Une première catégorie de procédés consiste à réaliser un béton cellulaire, renfermant une multitude de bulles, grâce à l'adjonction de produits moussants ou de matières dégageant des gaz en présence du ciment, par exemple une poudre d'aluminium. Toutefois, ces procédés sont relativement chers car ils nécessitent des opérations complexes et exigeant une grande précision, des installations spéciales telles que des autoclaves ou des produits spéciaux coûteux. En autre, les éléments obtenus peuvent susciter des réactions chimiques indésirables quant ils sont en contact avec un mortier ou un béton frais.
Une autre catégorie de procédé utilise des granulats légers, par exemple de la pierre ponce, de l'argile expansée par cuisson, du bois minéralisé, etc. Les éléments obtenus par ces procédés sont aussi relativement coûteux à cause du prix des granulats légers.
Par conséquent, la présente invention a pour but de fournir un procédé et une installation de fabrication d'éléments de construction agglomérés au ciment, utilisant des produits de base qui sont abondants, et bon marché, des techniques simples et facilement maîtrisées par les professionnels de la construction, et des machines courantes dans les ateliers de préfabrication, afin d'obtenir un élément peu coûteux, présentant de bonnes caractéristiques d'isolation thermique et utilisable sans difficultés avec les matériaux de construction traditionnels.
Dans ce but, le procédé de fabrication selon la présente invention est caractérisé en ce que l'on effectue les opérations successives suivantes: découper ou déchirer du papier, humidifier le papier, malaxer ensemble une quantité déterminée du papier découpé ou déchiré, pour en faire une pâte homogène, couler une quantité déterminée de cette pâte dans au moins un moule pourvu d'ouvertures permettant l'écoulement de l'eau, compacter cette pâte dans le moule, démouler le produit ainsi obtenu et assurer son durcissement et son séchage.
L'installation de fabrication d'éléments de construction agglomérés au ciment, pour la mise en oeuvre de ce procédé, est caractérisée en ce qu'elle comporte à l'amont du malaxeur une machine pour découper des feuilles de papier, un dispositif d'humidification du papier et un dispositif de gâchage du ciment, et en ce qu'elle comporte à l'aval du malaxeur au moins un moule perforé pourvu d'un couvercle mobile et une presse agencée pour produire un déplacement du couvercle de façon à comprimer la pâte placée dans le moule .
Un élément de construction résultant du procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement du papier lié par du cim-ent.
Une utilisation caractéristique d'un élément de construction selon la présente invention, réalisé sous la forme d'une plaque plane, a pour objet l'isolation thermique d'une toiture. Cependant, un tel élément de construction présente de nombreuses autres possibilités d'utilisation, qui sont évoquées plus loin.
La présente invention, ses caractéristiques particulières et ses avantages seront mieux compris en référence à la description d'une forme de réalisation, donnée ci-dessous à titre d'exemple, et aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 est un schéma d'ensemble d'une installation de fabrication d'éléments de construction selon la présente invention,
la figure 2 est une vue en perspective, partiellement coupée, d'un moule pour une plaque plane,
la figure 3 est une vue en coupe schématique d'un moule pour une plaque nervurée,
la figure 4 est une vue en coupe d'un élément composite réalisé selon la présente invention,
la figure 5 est une vue en coupe schématique illustrant une utilisation d'un élément de construction selon l'invention, et,
la figure 6 est une vue en coupe schématique illustrant une autre utilisation d'un élément selon l'invention.
En référence à la figure 1, une installation de fabrication d'éléments de construction selon la présente invention comporte essentiellement, pour la préparation du papier, une balance 10 servant à peser des quantités déterminées de papier à utiliser pour la fabrication, une machine 11 à découper du papier, de type connu en soi, et un dispositif 12 d'humidification du papier. La machine 11 découpe ou déchire des feuilles de papier, qu'elle réduit en fines bandes d'une largeur de quelques millimètres et de longueur variable. Le dispositif d'humidification 12 peut comporter soit un bac de trempage, dans lequel le papier découpé est imbibé d'eau fournie par un dispositif d'alimentation 13, soit un convoyeur à grille, sur lequel le papier découpé est soumis à un arrosage, puis à un égouttage. Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, dans laquelle on mélange au papier des fibres de renforcement, l'installation de fabrication comporte, entre la machine à découper 11 et le dispositif d'humidification 12, un prémélangeur 14 dans lequel les bandes de papier sont brassées à sec avec des fibres de renforcement, jusqu'à l'obtention d'un mélange suffisamment homogène.
D'autre part, pour la préparation d'un coulis de ciment, l'installation comporte un malaxeur à coulis 20 qui reçoit de l'eau du dispositif d'alimentation 13 par l'intermédiaire d'un organe de dosage 21, du ciment d'un silo 22 par l'intermédiaire d'un organe de dosage 23, et un adjuvant éventuel d'un réservoir 24 par l'intermédiaire d'un organe de dosage 25. Ce genre d'installation de préparation d'un coulis de ciment est bien connue dans la branche de la construction, notamment pour les travaux d'injection.
Un malaxeur primaire 30 est agencé pour effectuer un mélange sommaire du coulis de ciment avec la papier découpé et humidifié. A cet effet, il est équipé d'une trémie pour papier 31, munie d'un organe de dosage 32, et d'une pompe doseuse 33 pour le coulis de ciment. Une conduite 34 équipée d'une vanne manuelle 35 permet d'ajouter de l'eau dans le malaxeur primaire si c'est nécessaire. L'installation comporte en autre une série de malaxeurs secondaires 36, qui sont destinés à effectuer un malaxage prolongé du mélange et qui sont équipés chacun d'une trémie de distribution 37. Un organe de transfert 38, constitué par exemple par un monorail équipé d'une benne 39, est disposé entre le malaxeur primaire et les malaxeurs secondaires pour le transport du mélange.
Les malaxeurs secondaires 36 sont répartis le long d'une ligne de préfabrication 40 des éléments agglomérés. Cette ligne est desservie par un convoyeur à rouleaux 41 sur lequel on peut faire circuler des moules 42. Par le convoyeur 41, les moules parviennent à une presse 43 dont le plateau supérieur 34 est mobile. Un couvercle 45, correspondant au moule 42, est fixé sous le plateau supérieur 44 de la presse, de manière à pouvoir coulisser verticalement dans le moule placé sur la presse lorsqu'on actionne celle-ci. On décrira plus loin plus en détail des moules et leur couvercle.
La ligne de préfabrication comporte en outre une étuve 46, raccordée à une installation de production de vapeur non représentée, une aire de démoulage 47 et un séchoir 48 pour les éléments fabriqués.
Le procédé de fabrication selon l'invention ressort clairement de la description du fonctionnement de l'installation de fabrication illustrée sur la figure 1. On pèse sur la balance 10 une quantité déterminée de papier, correspondant de préférence à la capacité du malaxeur primaire 30, puis on découpe ce papier en bandes au moyen de la machine à découper 11. Si l'on désire fabriquer un élément renforcé par des fibres, par exemple des fibres de cellulose, des déchets textiles, des fibres de verre, etc., on mélange ces fibres au papier découpé dans le prémélangeur 14 avant l'humidification du .papier. Dans le cas contraire, les bandes de papier sortant de la machine à découper 11 sont envoyées directement dans le dispositif d'humidification 12, dans lequel le papier est imbibé d'eau, puis dans la trémie p0ur papier 31 du malaxeur primaire 40. Il faut remarquer que le dispositif d'humidification 12 permet aussi, le cas échéant", de traiter le papier au moyen de tout produit chimique approprié, par exemple pour favoriser son adhérence à la pâte de ciment.
La préparation d'un coulis de ciment dans le malaxeur à coulis 20 est bien connue de l'homme du métier. On remarquera qu'il est avantageux d'utiliser un adjuvant accélérateur de prise, ainsi qu'un des adjuvants traditionnels pour stabiliser le coulis, qui doit être très fluide.
Après avoir été introduit dans le malaxeur primaire 30 par leurs organes de dosage respectifs 32 et 33, le papier découpé et le coulis de ciment subissent un premier malaxage, relativement bref, puis ce mélange est déversé dans la benne 39 pour être transféré dans l'un des malaxeurs secondaires 36, dans lequel 'on achève le malaxage du mélange. En effet, il s'avère que l'obtention d'un-e pâte homogène à partir d'un tel mélange nécessite un temps de malaxage relativement grand, par exemple de l'ordre de dix minutes. Pour assurer une cadence de fabrication suffisante au moyen de malaxeurs de dimension courante, il est donc nécessaire d'utiliser plusieurs malaxeurs. Dans la disposition décrite ci-dessus, seul le malaxeur primaire 30 est équipé d'organes d'alimentation et de dosage des composants, ce qui simplifie l'équipement, sa commande et le contrôle de la fabrication. En autre, on peut préparer une nouvelle gâchée dans le malaxeur primaire 30 pendant que les gâchées précédentes subissent un malaxage prolongé dans les malaxeurs secondaires 36. D'autre part, les malaxeurs secondaires peuvent servir d'organes tampons, en conservant une gâchée pendant un certain temps si des difficultés retardent la production sur la ligne de préfabrication 40.
Il faut noter que, selon une forme particulière du procédé, il est possible d'ajouter au mélange de papier et de coulis de ciment, dans le malaxeur primaire, des matières granulaires inertes, par exemple du sable, de la sciure ou des copeaux de bois, des fibres textiles ou autres, des pigments, des produits chimiques liquides ou en poudre, etc., pour modifier les qualités du produit fini.
Après l'obtention d'une pâte homogène dans un malaxeur secondaire 36, on repartit cette pâte dans des moules 42 au moyen de la trémie de distribution 37 du malaxeur. On amène ensuite successivement les moules 42 sur la presse 43, pour effectuer un compactage de la pâte en la comprimant dans le moule au moyen du couvercle correspondant 45 fixé à la presse. Selon une forme de réalisation préférée du procédé, pour fabriquer des éléments relativement rigides et résistants, on maintient pendant un certain temps la pression exercée par la presse 43, de manière à expulser de la pâte l'eau en excès et à augmenter sensiblement la compacité de l'élément fabriqué. L'eau est évacuée par des ouvertures prévues à cet effet dans le moule, qui sera décrit plus en détail plus loin.
Lors d'essais de fabrication, on a observé qu'il est avantageux de réduire sensiblement de moitié, pendant le compactage à la presse, l'épaisseur de la pâte contenue dans le moule, pour réaliser des éléments relativement résistants, par exemple des plots isolants ou des plaques d'isolation autoportantes. On obtient ainsi des éléments dont la densité apparente est de l'ordre de 0,5 kg par dm3. Si au contraire on désire réaliser des éléments particulièrement légers, on n'exécute qu'un faible compactage à la presse, ou bien un compactage par vibrations, l'eau en excès étant évacuée ultérieurement pendant le séchage.
On remarquera que le dispositif décrit ci-dessus permet d'utiliser des couvercles de formes différentes sans changer de forme de moule. Par exemple, on peut fabriquer au moyen des mêmes moules des plaques dont les deux faces sont planes et des plaques dont la face supérieure comporte des nervures de renforcement. Une fois formés au moyen de la presse 43, les éléments fabriqués sont traités de manière traditionnelle dans l'étuve 46 afin d'accélérer la prise et le durcissement du ciment, puis ils sont démoulés et placés dans le séchoir 48, où ils sont soumis à une aération naturelle ou forcée, pour évacuer le reste de l'eau excédentaire.
La figure 2 illustre un moule 42 utilisé dans l'installation représentée sur la figure 1, avec le couvercle 45 correspondant, pour fabriquer des plaques isolantes planes dont une face est lisse et la face opposée est rugueuse. Ce moule comporte un cadre rectangulaire comportant quatre parois latérales verticales 51 munies de raidisseurs 52. Le fond du moule comporte une plaque rigide 53, qui est pourvue d'un grand nombre de perforations 54 permettant l'évacuation de l'eau lors du compactage. La plaque 53 repose sur des traverses 55 qui la maintiennent surélevée par rapport au plateau inférieur de la presse, pour ménager entre elles des canaux 56 d'évacuation de l'eau. La plaque perforée 53 est recouverte d'une grille fine 57, qui produit une surface rugueuse mais régulière de la plaque d'isolation à fabriquer.
Le couvercle 45 du moule 42 est agencé pour coulisser librement dans la direction verticale à l'intérieur du cadre 51. Dans l'exemple représenté ici, où il est destiné à produire une face lisse sur la plaque d'isolation à fabriquer, il comporte simplement une plaque rigide 58 qui est raidie par un cadre 59 et des traverses 60.
Sur la ligne de préfabrication, le moule 42 est rempli plus ou moins haut selon l'épaisseur de la plaque à fabriquer, puis il est amené dans la presse 43, le fond du moule reposant sur le plateau inférieur de la presse. Lorsqu'on abaisse le plateau supérieur de la presse, le couvercle 45 pénètre dans le moule et comprime la pâte qu'il contient. Sous l'effet de cette pression, l'eau excédentaire de cette pâte filtre à travers la masse et s'échappe progressivement du moule à travers les perforations 54 du fon-d. On peut évidemment réaliser des moules comportant des perforations à travers le couvercle, ou même à travers les parois latérales. Des moules de ce type peuvent être utiles pour fabriquer des plots isolants. Toutefois, dans la fabrication des plaques, il est préférable d'utiliser un couvercle non perforé, afin d'obtenir au moins une face lisse.
Le couvercle des moules peut comporter des éléments saillants sur sa face inférieure, pour façonner ou découper la pâte contenue dans le moule.
La figure 3 montre en coupe un exemple d'un couvercle 45a dont la plaque rigide 58 est doublée, sur sa face inférieure, de plusieurs plaques de formage 61, pour réaliser des évidements dans la face supérieure d'une plaque nervurée 62 à fabriquer, représentée schématiquement en trait interrompu. De manière analogue, on peut équiper la face inférieure du couvercle de couteaux verticaux servant à diviser en plusieurs produits la pâte contenue dans le moule.
La figure 4 représente un panneau isolant évidé 63 réalisé selon la présente invention, par l'assemblage d'une plaque isolante nervurée 62 avec une plaque isolante plane 64.
Les sommets des nervures 65 de la plaque nervurée sont simplement collés contre la plaque plane 64 au moyen d'une colle appropriée, par exemple un ciment-colle, une colle synthétique, une résine époxy, etc. Un tel panneau évidé assure une isolation thermique excellente pour un poids minime.
Les éléments de construction réalisés selon la présente invention présentent diverses caractéristiques remarquables; ils assurent avant tout une très bonne isolation thermique et phonique. Par exemple, pour des briques réalisées uni quement à partir de papier découpé, de ciment et d'eau et présentant après séchage une densité apparente d'environ 700 kg par m3, on a mesuré des coefficients de conductivité thermique de l'ordre de 0,14 W/mK. A travers un mur nu réalise avec des plots isolants de 65 mm et pesant 45 kg par m2 , on a mesuré une atténuation pondérée du niveau sonore R'w = 35 dB selon la norme 150 717/1.
Grâce a ces caractéristiques, ainsi qu'à la très bonne stabilité du matériau, on peut utiliser avantageusement dans les bâtiments des éléments de construction selon l'invention, particulièrement sous la forme d'éléments isolants tels que : plaques d'isolation verticales ou horizontales de parois ou de toitures fixées par collage ou par clouage, panneaux isolants verticaux simples ou doubles, autoportants ou fixés sur une charpente en bois ou autre, murs non porteurs ou galandages réalisés en maçonnerie de plots isolants, plaques dures pour l'isolation des sols et des toitures plates, etc. Du fait qu'on peut réaliser des plaques comportant une face lisse, des panneaux selon l'invention peuvent être revêtus directement d'une peinture ou de papier peint. Ils offrent également une excellente adhérence à un revêtement de plâtre.
On peut également réaliser un panneau plâtré préfabriqué, au moyen d'une plaque selon l'invention, épaisse d'environ 2 à 3 cm, pourvue sur chaque face d'un revêtement de plâtre d'une épaisseur d'environ 1,5 cm. On obtient ainsi un panneau présentant une excellente isolation phonique et thermique qui remplace avantageusement les panneaux pleins en plâtre utilisés actuellement.
Des éléments selon la présente invention peuvent également être utilisés avantageusement en combinaison avec du béton, notamment du béton armé. La figure 5 illustre l'utilisation de plaques isolantes 70 appliquées contre la face inférieure d'une dalle 71 en béton armé, pour obtenir une isolation thermique et phonique au plafond d'un local industriel. Lors de la réalisation de la dalle 71, les plaques isolantes 70 sont simplement disposées au fond du coffrage de la dalle, à la manière d'un coffrage perdu, avant ferraillage et bétonnage de la dalle. Grâce à la rugosité de la surface des plaques 70 et leur constitution à base de ciment, elles se lient parfaitement au béton de la dalle.
La figure 6 illustre l'utilisation d'éléments légers 72 selon l'invention en guise de coffrages perdus pour réaliser une dalle en béton armé 73 comportant des nervures 74. La réalisation de la dalle est similaire à celle de l'exemple de la figure 5. Cette application est particulièrement avantageuse pour réaliser une dalle à nervures croisées.
Il convient aussi de relever que des plaques ou des plots isolants fabriqués selon la présente invention peuvent être utilisés à l'extérieur d'un bâtiment, par exemple en façade, en étant revêtus d'un crépi synthétique imperméable à l'eau.
On peut envisager en outre d'utiliser ces éléments à la place des éléments traditionnels d'isolation thermique ou phonique, pour isoler des capots de machines, des véhicules des réservoirs, etc. Grâce à leur bonne résistance aux sollicitations mécaniques et/ou thermiques, on peut envisager une durée de vie plus grande que celle des éléments traditionnels en matières synthétiques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un élément de construction aggloméré au ciment, caractérisé en ce que l'on effectue les opérations successives suivantes: découper ou déchirer du papier, humidifier le papier, malaxer ensemble une quantité déterminée de ciment et d'eau avec une quantité déterminée du papier découpé ou déchiré, pour en faire une pâte homogène, couler une quantité déterminée de cette pâte dans au moins un moule pourvu d'ouvertures permettant l'écoulement de l'eau, compacter cette pâte dans le moule, démouler le produit ainsi obtenu et assurer son durcissement et son séchage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractéfisé en ce que l'on prépare un coulis de ciment et d'eau, que l'on malaxe ensuite avec le papier découpé ou déchiré.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mélange au papier des fibres de renforcement.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mélange des matières granulaires inertes avec le papier, le ciment et l'eau.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mélange le papier avec le ciment et l'eau dans un malaxeur primaire, équipé d'organes de dosage des composants, puis l'on transfère ce mélange dans un malaxeur secondaire, dans lequel on effectue un malaxage prolongé pendant qu'on prépare un nouveau mélange dans un malaxeur primaire.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on extrait de l'eau de la pâte en la comprimant dans le moule au moyen d'une presse.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fabrique un premier et un second élément, et en ce que l'on assemble ces deux éléments par collage pour réaliser un élément composite.
8. Installation de fabrication d'éléments de construction agglomérés au ciment, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, équipée d'au moins un malaxeur pour préparer une pâte homogène, caractérisée en ce qu'elle comporte à l'amont du malaxeur une machine pour découper des feuilles de papier (11), un dispositif d'humidification du papier (12) et un dispositif de gâchage du ciment (20), et en ce qu'elle comporte à l'aval du malaxeur au moins un moule perforé (42) pourvu d'un couvercle mobile (45), et une presse (43) agencée pour produire un déplacement du couvercle de façon à comprimer ladite pâte placée dans le moule.
9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de pesage (10) du papier sec.
10. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte une série de moules (42) ouverts vers le haut, cette ouverture étant de mêmes dimensions pour tous les moules de la série, et un couvercle (45) dont les dimensions correspondent à cette ouverture, ce couvercle étant agencé pour coulisser à l'intérieur des moules pour exercer une compression sur le contenu du moule, et en ce que les moules comportent des ouvertures (54,56) pour l'évacuation de l'eau.
11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'un moule (42) comporte un fond pourvu d'une grille (57) pour l'écoulement de l'eau sortant du moule.
12. Installation selon la revendication 10 ou 11, caracté risée en ce que le couvercle (45a) des moules comporte des éléments saillants (61) sur sa face inférieure , pour façonner ou découper la pâte contenue dans le moule.
13. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un malaxeur primaire (30), équipé d'organes de dosage (32,33) des composants du mélange à malaxer, une série de malaxeurs secondaires (36) équipés d'organes de distribution (37) dans les moules, et des organes de transfert (38,39) du mélange du malaxeur primaire vers les malaxeurs secondaires.
14. Elément de construction résultant du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement du papier lié par du ciment.
15. Elément de construction selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque sensiblement plane, dont l'une des faces est lisse et la face opposée est rugueuse.
16. Elément de construction selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une plaque (62), dont une face est pourvue de nervures (65).
17. Elément de construction selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte deux plaques (64, 65) assemblées par collage de façon à constituer un élément évidé.
18. Utilisation d'un élément de construction selon la revendication 14, réalisé sous la forme d'une plaque plane, pour l'isolation thermique d'une toiture.
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