WO1998037031A1 - Element de construction obtenu par moulage - Google Patents

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Jean-Pierre Ferragut
Gérard MENIER
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Definitions

  • the subject of the present invention is a building element obtained by molding, the term molding having to be taken in the broad sense, and also covering other shaping techniques, such as spinning or extrusion.
  • Building elements such as wall elements, lining partition elements, roofing elements, are often made of terracotta.
  • a manufacturing technique consists, starting from a clay-based mixture, of making a paste containing about 20% of water, and of shaping this paste, by spinning and / or molding, in order to obtain elements which are completely first dried, then cooked, before they can be used.
  • the object of the invention is to provide a building element obtained by molding, which is of a reduced cost price, and which has good physical and chemical characteristics, that is to say characteristics which meet its criteria. of use.
  • the building element which it concerns contains as raw material clinkers for the incineration of household waste composed of different oxides such as: Si ⁇ 2, AI2O3, Fe2 ⁇ 3,
  • silica is present for approximately 60%.
  • the bottom ash can be used in the form of additions in other raw materials, such as clays, in proportions of 5 to 10% by weight, or constitute the main material of the element.
  • clinkers are introduced into different types of terracotta, they improve its physical and chemical characteristics and in particular the resistance to acids, the characteristics of porosity and permeability, lower the baking temperature, which translates into energy savings, and plays the role of a degreasing agent, making the dough less plastic, and limiting the amount used.
  • clinkers are used as the main raw material of the element, they can be used by preparing a hydraulic mixture, as is the case with clays, or can be used to obtain elements of lightweight construction. The objective in the latter case is to obtain light elements with good mechanical properties of thermal and acoustic insulation.
  • a method for manufacturing a lightweight building element consists of clinker incineration of household waste containing different oxides such as: Si ⁇ 2, AI2O3, Fe2 ⁇ 3, CaO, NA2O
  • a slip comprising 30 to 50% by weight of water and 0.8 to 5% by weight of binder, relative to the dry mass of bottom ash
  • the bottom ash particles have a diameter of the order of 80 ⁇ m.
  • the binder is an organic binder, constituted for example by corn starch.
  • the foaming agent consists of an organic surfactant.
  • this process consists in cooking at a temperature between 850 ° and 1000 ° C, advantageously 950 ° C, in an electric oven.
  • This cooking cycle is adapted to the composition of the foam and to the shape of the part to be obtained.
  • the shaping of the element is done by pouring in a monolayer or in a multilayer in a mold, in steel, resin, or synthetic material, possibly coated with an anti-adherent element such as polytetrafluoroethylene, with addition or not a release agent.
  • the thermal, acoustic, mechanical and chemical characteristics of the foam product can be adjusted according to the application considered by varying the conditions for preparing the foam.
  • the lightened construction element can also be tinted en masse, on the surface, engobed, enameled, raw, baked and annealed to adapt to aesthetic criteria.
  • the construction element thus obtained can constitute a honeycomb wall element in the form of a brick, the dimensions and shapes of which are adapted to provide good mechanical resistance and good thermal insulation.
  • a brick made of light material can for example have dimensions of 30 X 20 X 50 cm, with a degree of vacuum of 25%.
  • the joints can be made with all types of mortars used in construction and the faces can be coated with all types of plasters, waterproof or not, used in construction.
  • This building element can also constitute a lining partition, on one of the faces of which is fixed a layer of thermal insulation for example.
  • the invention brings a great improvement to the existing technique, by providing a construction element in the composition of which come elements which are generally waste, and the treatment of which usually involves a significant cost. The use of such waste is of economic interest, allowing its reuse, and also ensures the production of building elements of excellent quality.
  • the invention is not limited to only construction elements, nor to the single manufacturing process described above by way of examples, on the contrary it embraces all variants.

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Abstract

Cet élément de construction contient comme matière première des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères. Ces mâchefers peuvent être utilisés sous forme d'ajouts dans d'autres matières premières, telles que des argiles, dans des proportions de 5 à 10 % en poids, ou constituer la matière première principale de l'élément.

Description

ELEMENT DE CONSTRUCTION OBTENU PAR MOULAGE
La présente invention a pour objet un élément de construction obtenu par moulage, le terme moulage devant être pris au sens large, et recouvrant également d'autres techniques de mise en forme, telles que filage ou extrusion.
Des éléments de construction, tels que des éléments de murs, des éléments de cloison de doublage, des éléments de toiture, sont souvent réalisés en terre cuite. Une technique de fabrication consiste, à partir d'un mélange à base d'argile, à réaliser une pâte contenant environ 20% d'eau, et à conformer cette pâte, par filage et/ou moulage, pour obtenir des éléments qui sont tout d'abord séchés, puis cuits, avant de pouvoir être utilisés.
Pour des raisons écologiques, il est de plus en plus fréquent d'incinérer les ordures ménagères. Ces ordures ménagères produisent des mâchefers d'incinération qui ne sont pas réutilisés, et dont l'évacuation et le stockage posent un problème économique.
Le but de l'invention est de fournir un élément de construction obtenu par moulage, qui soit d'un prix de revient réduit, et qui possède de bonnes caractéristiques physiques et chimiques, c'est-à-dire de caractéristiques convenant à ses critères d'utilisation.
A cet effet, l'élément de construction qu'elle concerne, contient comme matière première des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères composés de différents oxydes tel que : Siθ2, AI2O3, Fe2Û3,
CaO, NA2O. Suivant une forme d'exécution, la silice est présente pour environ 60%.
Les mâchefers peuvent être utilisés sous forme d'ajouts dans d'autres matières premières, telles que des argiles, dans des proportions de 5 à 10% en poids, ou constituer la matière principale de l'élément.
Dans la mesure où les mâchefers sont introduits dans différents types de terre cuite, ils améliorent les caractéristiques physiques et chimiques de celle-ci et notamment la tenue aux acides, les caractéristiques de porosité et de perméabilité, abaissent la température de cuisson, ce qui se traduit par des économies d'énergie, et jouent le rôle d'un agent dégraissant, rendant la pâte moins plastique, et limitant la quantité utilisée. Dans la mesure où les mâchefers sont utilisés comme matière première principale de l'élément, ils peuvent être mis en oeuvre par préparation d'un mélange hydraulique, comme tel est le cas avec les argiles, ou être mis en oeuvre pour obtenir des éléments de construction allégés. L'objectif dans ce dernier cas est d'obtenir des éléments légers avec de bonnes propriétés mécaniques d'isolation thermique et acoustique.
Un procédé pour la fabrication d'un élément de construction allégé consiste à partir de mâchefers d'incinération d'ordures ménagères contenant différents oxydes tels que : Siθ2, AI2O3, Fe2θ3, CaO, NA2O
- à broyer ces mâchefers pour obtenir une poudre constituée de particules de diamètre inférieur à 100 //m,
- à former une barbotine comprenant 30 à 50% en poids d'eau et de 0,8 à 5% en poids de liant, par rapport à la masse sèche de mâchefers,
- à ajouter un agent moussant dans des proportions de 0,8 à 1 ,5% en poids par rapport à la masse sèche de mâchefers,
- à malaxer l'ensemble pour former un liquide mousseux,
- à placer le liquide mousseux dans un moule, - à sécher, à démouler et à cuire l'élément de construction ainsi obtenu.
Avantageusement, les particules de mâchefers possèdent un diamètre de l'ordre de 80 μm.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le liant est un liant organique, constitué par exemple par de l'amidon de maïs.
Il est possible d'envisager la mise en oeuvre d'autres liants, tels qu'un liant minéral choisi parmi les plâtre, aluminate et/ou carbonate de calcium, magnésie, argile, se présentant sous forme de poudre dont les particules ont un diamètre inférieur à 400 //m. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l 'invention, l'agent moussant est constitué par un agent tensio-actif organique.
Enfin, ce procédé consiste à réaliser la cuisson à une température comprise entre 850° et 1000° C, avantageusement 950° C, dans un four électrique. Ce cycle de cuisson est adapté à la composition de la mousse et à la forme de la pièce à obtenir. Il doit être noté que la mise en forme de l'élément se fait par coulage en monocouche ou en multicouche dans un moule, en acier, résine, ou matière synthétique, éventuellement revêtu d'un élément antiadhérent tel que du polytétrafluoréthylène, avec ajout ou non d'un agent de démoulage.
Les caractéristiques thermiques, acoustiques, mécaniques et chimiques du produit en mousse peuvent être ajustées suivant l'application considérée en faisant varier les conditions de préparation de la mousse.
L'élément de constructions allégé peut également être teinté en masse, en surface, engobé, émaillé, en cru, en cuit et recuit pour s'adapter à des critères esthétiques.
L'élément de construction ainsi obtenu peut constituer un élément de mur alvéolé se présentant sous la forme d'une brique, dont les dimensions et les formes sont adaptées pour fournir une bonne résistance mécanique et une bonne isolation thermique. C'est ainsi notamment qu'une brique réalisée en matériau allégé peut par exemple posséder des dimensions de 30 X 20 X 50 cm, avec un degré de vide de 25%.
Les joints peuvent se faire avec tous types de mortiers utilisés en construction et les faces peuvent être enduites avec tous types d'enduits, étanches ou non, utilisés en construction.
Cet élément de construction peut également constituer une cloison de doublage, sur l'une des faces de laquelle est fixée une couche d'isolant thermique par exemple.
Il est également possible de réaliser des éléments sous forme de plaques, pouvant constituer des plafonds ou des parois, par exemple des cloisons de séparation. Ces plaques peuvent être ou non équipées d'un isolant thermique. Il est également possible de réaliser des éléments de toiture qui présentent l'avantage de posséder une bonne esthétique et de procurer une bonne isolation thermique. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante, en fournissant un élément de construction dans la composition duquel entrent des éléments qui sont généralement des déchets, et dont le traitement engendre habituellement un coût significatif. L'utilisation de tels déchets présente un intérêt économique, en permettant la réutilisation de ceux-ci, et assure également la réalisation d'éléments de construction d'excellente qualité. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas aux seuls éléments de construction, ni au seul procédé de fabrication décrits ci- dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Elément de construction obtenu par moulage, caractérisé en ce qu'il contient comme matière première des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères composés de différents oxydes tels que : Siθ2, AI2O3, Fe2Û3, CaO, NA2O.
2. Elément de construction selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les mâchefers contiennent environ 60% de silice.
3. Procédé de fabrication d'un élément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à partir de mâchefers d'incinération d'ordures ménagères :
- à broyer ces mâchefers pour obtenir une poudre constituée de particules de diamètre inférieur à 1 OO μm,
- à former une barbotine comprenant 30 à 50% en poids d'eau et de 0,8 à 5% en poids de liant, par rapport à la masse sèche de mâchefers,
- à ajouter un agent moussant dans des proportions de 0,8 à 1 ,5% en poids par rapport à la masse sèche de mâchefers,
- à malaxer l'ensemble pour former un liquide mousseux,
- à placer le liquide mousseux dans un moule, - à sécher, à démouler et à cuire l'élément de construction ainsi obtenu.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les particules de mâchefers possèdent un diamètre de l'ordre de 80 μm.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le liant est un liant organique.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le liant est constitué par de l'amidon de maïs.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le liant est un liant minéral, choisi parmi les plâtre, aluminate et/ou carbonate de calcium, magnésie, argile, se présentant sous forme de poudre dont les particules ont un diamètre inférieur à 400 μm.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'agent moussant est constitué par un agent tensio- actif organique.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser la cuisson à une température comprise entre 850° et 1000°C, avantageusement 950°C.
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