'!Procédé de préparation d'un produit à base de ciment"
comme
.BREVET D'INVENTION
Priorité des trois demandes de brevet déposées au Japon, respectivement le 5 novembre 1976 sous le n[deg.] SHO 51-133339, le
9 novembre 1976 sous le n[deg.] SHO 51-134836 et le 7 février 1977 sous le n[deg.] SHO 52-12773, toutes trois aux noms de Naomichi
<EMI ID=1.1>
Ordinairement, les panneaux de toiture à base de ciment sont fabriqués à partir d'un mélange de ciment et de sable dont les proportions en poids sont de l'ordre de 1 à 3. Pour ce faire, on prépare le mélange sous la forme d'un mortier malaxé relativement dur, on force le mortier à pénétrer dans les moules d'une presse à mouler, on racle l'excès de mortier pour le mouler sous la forme désirée et on transfère les moules de
la presse à la. chambre de durcissement, les pièces moulées restant maintenues dans les moules. Toutefois, les panneaux de toiture à base de ciment ainsi obtenus ne sont pas entièrement satisfaisants en ce qui concerne la résistance à la flexion,
les propriétés d'isolation thermique et la résistance au geldégel; ils ont en outre un poids relativement élevé et peuvent conduire à la formation de fissures pendant le durcissement.
La présente invention est fondée sur un procédé de préparation de panneaux de toiture à base de ciment et d'éléments du même type, lesquels se distinguent par une résistance mécanique exceptionnelle, de bonnes propriétés d'isolation thermique et une excellente résistance au gel-dégel; au surplus, ils peuvent être fabriqués sans que des fissures se forment pendant
le durcissement.
Un autre but de l'invention consiste à prévoir un procédé de préparation de produits à base de ciment, dans lequel une composition aqueuse et colorée de ciment, contenant des particules inorganiques, est applicable à la surface de ces produits non durcis, les particules adhérant à la surface à l'état uniformément réparti sur celle-ci, sans provoquer des irrégularités qui conduiraient par ailleurs à une dégradation
de la composition; on obtient ainsi des produits dont les faces sont mates et attrayantes de tous côtés.
Le produit à base de ciment, conforme à l'invention,
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expansé inorganique, à savoir de la pierre ponce ou du sable siliceux expansé, d'un agrégat solide inorganique tel que du sable ou du sable siliceux, d'une matière de renforcement fibreuse, par exemple, de l'amiante, des fibres de verre, de la laine minérale, des fibres d'acier, des fibres vinylon ou des fibres de carbone, ainsi que d'un ciment et d'une charge, notamment des résidus solides de ciment. De l'eau est ajoutée au mélange de ciment en une quantité de l'ordre de 3 à 15% en poids,
<EMI ID=3.1>
lange résultant est malaxé dans un mélangeur pour obtenir un mélange malaxé à l'état relativement dur.
Le mélange malaxé est ensuite introduit sous pression dans le moule d'une presse et est moulé sous la forme d'un panneau de toiture en exerçant une pression de'l'ordre de 200 à
<EMI ID=4.1>
Subséquemment, la pièce mouléeest immergée dans de l'eau ou de l'eau est appliquée sur la pièce pour régler la teneur en eau. La pièce moulée est laissée au repos pendant 1 à 2 jours pour permettre un durcissement spontané, à savoir un durcissement primaire, si bien que la pièce moulée est semi-durcie. Une matière colorante pulvérulente, préparée en mélangeant du ciment avec un pigment, est ensuite appliquée sur la surface de la pièce semi-durcie. Puis la pièce est soumise à un durcissement secondaire dans un autoclave avec de la vapeur d'eau saturée à 5-8 atm pendant 10 heures environ. Une composition de revêtement synthétique peut être appliquée sur la pièce semi-durcie
en tant que matière colorante, cas dans lesquel la couche de
<EMI ID=5.1>
pendant plusieurs minutes pour former une couche colorée.
Conformément au procédé décrit ci-dessus, la quantité d'eau utilisée pour la préparation du mélange malaxé est limitée à 3-15% en poids, basé sur le mélange de ciment, si bien que la fluidité du ciment est la plus basse possible et qu'il est ainsi empêché de pénétrer dans les pores internes de l'agrégat inorganique expansé. De plus, en exerçant une pression de moulage
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la surface de l'agrégat inorganique expansé reste poreuse et n'est pas bouchée par le ciment. A une pression de moulage
<EMI ID=7.1>
structure poreusede l'agrégat inorganique expansé, tandis qu'à une pression de moins de 200 kg/cm<2>, la pièce moulée résultante a une faible résistance due à la compression insuffisante et ne conserve pas pleinement sa forme.
L'essai décrit ci-dessous a été effectué conformément à la présente invention. Les parties citées ci-après sont toutes en poids.
Essai
A un mélange constitué de 9 parties d'amiante, de
25 parties de sable siliceux, de 33 parties de ciment, de 19
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solides de ciment, on ajoute 8% en poids d'eau, basé sur le mélange, puis on malaxe le mélange résultant dans un mélangeur et on moule ensuite le mélange malaxé, en exerçant une pression
<EMI ID=9.1>
seur� On immerge le panneau moulé dans de l'eau et on le laisse durcir spontanément pendant 1 jour, puis on durcit finalement dans un autoclave,
Le panneau de toiture ainsi préparé est vérifié en ce qui concerne sont poids spécifique, sa résistance à la flexion, sa résistante au gel-dégel et sa conductivité ther-
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
ciment-amiante.
<EMI ID=13.1>
Il est exigé que les panneaux de toiture au ciment soient dotés de faces mates d'une couleur atténuée. On s'est efforcé de donner cet aspect coloré à un panneau de ciment non durci, moulé à la presse et dans lequel l'agrégat inorganique expansé conserve son état poreux original, en pulvérisant, sur ce panneau, une composition de ciment aqueuse et colorée conte-
<EMI ID=14.1>
et en laissant sécher le revêtement pour former une surface
mate due à la présence des particules. Ce procédé a donné un produit satisfaisant d'un aspect coloré en substance inaltérablet la surface de la pièce moulée non durcie étant imprégnée
de la composition de ciment colorée.
Toutefois� si un article tridimensionnel, par exemple, une ardoise faîtière, est revêtue comme décrit ci-avant, la composition de ciment aqueuse et colorée s'écoule sur la surface verticale de l'article moulé avant que la composition soit sèche, ce qui permet ainsi aux particules inorganiques de cette compo-
<EMI ID=15.1>
empêche ^ par conséquent, les particules de former une surface mate satisfaisante.
Afin de résoudre ce problème, la pièce moulée non
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émulsion colorée ou une composition liquide colorée, sous la
<EMI ID=17.1>
<EMI ID=18.1> pièce moulée. Comme le solvant, par exemple, l'eau, contenu
dans la composition ou l'émulsion de résine s'évapore rapidement, ce qui augmente la viscosité de la composition, le déplacement par gravité des particules déposées ne se produit plus, et
les particules adhèrent bien à la surface de la pièce moulée,
et ce à l'état uniformément réparti sur celle-ci.
La pièce moulée résultante est durcie spontanément pendant 1 jour, ce qui permet au ciment de subir une réaction d'hydratation modérée, puis cette pièce est introduite dans un autoclave où elle est chauffée avec de la vapeur d'aau sous une pression de 5 à 8 atm pendant 10 heures environ. Durant le durcissement, la résine contenue dans la composition et imprégnant la structure poreuse de la pièce de ciment moulée, fond et pénètre ainsi dans la structure poreuse, ce qui donne un excellent aspect coloré en substance inaltérable à la pièce de ciment moulée.
La pièce de ciment moulée non durcie est préchauffée
<EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
ne s'évapore pas réellement, tandis qu'à des températures su-
<EMI ID=21.1>
<EMI ID=22.1>
ce qui a pour effet vraisemblablement l'apparition ou la formation de fissures dans la pièce moulée.
<EMI ID=23.1>
les inorganiques, sont ajoutées, est préparée, par exemple, en
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<EMI ID=25.1>
liquide et colorée, contenant la résine et le ciment en mélange . -1\un avec l'autre, ainsi que -deà particules, inorganiques est <EMI ID=26.1> <EMI ID=27.1>
composition avec une même quantité de sable siliceux coloré,
à utiliser comme particules inorganiques et dont la couleur est la même que celle de la composition de ciment, et en mélangeant une émulsion de résine hydrosoluble avec le mélange résultant dans deux à trois fois la quantité de ce dernier.
L'émulsion de résine hydrosoluble est préparée, par exemple, en ajoutant 65 parties d'eau à 100 parties de résine acrylique.
Composition de ciment colorée
<EMI ID=28.1>
En utilisant la composition décrite ci-dessus, le ciment pulvérulent est ajouté à l'émulsion de résine hydrosoluble, si bien que le revêtement résultant et le substrat de ciment moulé ont en substance le même coefficient de dilatation thermique. Par conséquent, même si une déformation thermique se produit, aucune tension thermique n'est engendrée entre le revêtement et le substrat et la séparation du revêtement peut-être évitée^
Selon un autre exemple de réalisation de l'invention,
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colorée, préparée en mélangeant une composition de ciment colo-
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
même; façon que dans le premier exemple de mise en oeuvre: prédé-
<EMI ID=33.1> et la pièce résultante est durcie dans un autoclave avec de
la vapeur d'eau saturée à 5-8 atm. Comme l'émulsion colorée est appliquée sur la pièce dès que la composition liquide colorée, formée du mélange résine-ciment, est sèche, on n'observe aucune interpénétration des couleurs due au mélange des compositions. Au surplus, le revêtement d'émulsion colorée est rendu rugueux par la présence des particules adhérant uniformément
à la surface de la pièce moulée, de sorte que le revêtement constitué de l'émulsion donne un aspect mat réduit. Comme l'épaisseur du revêtement d'émulsion colorée est extrêmement faible; la couleur du sous-revêtement du mélange coloré résine-ciment apparaît à la surface, ce qui produit une couleur nuancée. Le revêtement de résine le plus extérieur est durci dans un autoclave et est ainsi rendu extrêmement résistant à l'eau.
Conformément à un autre exemple de mise en oeuvre
de l'invention, la pièce de ciment moulée non durcie est pré-
<EMI ID=34.1>
de résine liquide et colorée,préparée en mélangeant une composition de ciment colorée avec des particules inorganiques et en ajoutant encore une émulsion de résine hydrosoluble au mélange résultant de la même façon que pour les exemples de mise en oeuvre précédents. On laisse sécher le revêtement résultant.
Puis, une composition de revêtement inorganique colorée, par exemple, une composition contenant de la silice colloïdale, est pulvérisée sur la pièce moulée revêtue et la pièce résultante est durcie avec de la vapeur d'eau saturée à 5-8 atm pendant 10 heures environ. La pièce de ciment moulée ainsi traitée est refroidie, puis préchauffée à une température ap-
<EMI ID=35.1>
<EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1> moulée pour obtenir un produit fini. Le revêtement de la composition inorganique colorée est rendu rugueux par la présence
des particules inorganiques adhérant uniformément au substrat
et donne, par conséquent, un aspect mat réduit. Comme la pièce moulée est revêtue d'une matière organique, elle est moins susceptible au changement de teinte.
Les panneaux de toiture à base de ciment, préparés
selon la présente invention, comprennent des agrégats inorganiques expansés. Dès lors, même si l'eau contenue dans ceux-ci
doit se dilater pendant le gel, l'augmentation de volume résultante est absorbée par les pores des agrégats expansés, si bien que l'apparition de tensions peut être évitée et que la fissuration peut être empêchée. Par conséquent, les panneaux ont une haute résistance au gel-dégel.
REVENDICATIONS
1,- Procédé de préparation d'un produit à base de ciment par addition d'eau à un mélange constitué de ciment, d'un agrégat solide inorganique et d'une fibre de renforcement, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter un agrégat inorganique expansé, un agrégat inorganique solide et une fibre de renforcement au ciment pour préparer un mélange à base de ciment; à malaxer le mélange de ciment en ajoutant 3 à 15% en poids d'eau, basé sur le mélange, pour obtenir un mélange malaxé relativement dur; à mouler à la presse le mélange malaxé dans un moule sous
<EMI ID=38.1>
moulée pour régler sa teneur en eau; à durcir spontanément la pièce moulée pour obtenir une pièce semi-durcie; à appliquer une composition de résine liquide et colorée, contenant des particules inorganiques, sur la surface de la pièce moulée semi-durcie; et à durcir la pièce moulée résultante avec de la vapeur d'eau sous pression..
'! Process for preparing a cement-based product "
as
.PATENT
Priority of the three patent applications filed in Japan, respectively on November 5, 1976 under no. SHO 51-133339, on
November 9, 1976 under n [deg.] SHO 51-134836 and February 7, 1977 under n [deg.] SHO 52-12773, all three in the names of Naomichi
<EMI ID = 1.1>
Usually, cement-based roofing panels are made from a mixture of cement and sand, the proportions of which by weight are on the order of 1 to 3. To do this, the mixture is prepared in the form of 'a relatively hard mixed mortar, the mortar is forced into the molds of a molding press, the excess mortar is scraped off to mold it into the desired shape, and the molds are transferred from
the press at the. curing chamber, with the castings remaining held in the molds. However, the cement-based roofing panels thus obtained are not entirely satisfactory as regards the flexural strength,
thermal insulation properties and resistance to freeze-freeze; they are also relatively heavy in weight and can lead to the formation of cracks during curing.
The present invention is based on a process for preparing roofing panels based on cement and elements of the same type, which are distinguished by exceptional mechanical strength, good thermal insulation properties and excellent freeze-thaw resistance. ; moreover, they can be manufactured without cracks forming during
hardening.
Another object of the invention is to provide a process for preparing cement-based products, in which an aqueous and colored cement composition, containing inorganic particles, is applicable to the surface of these uncured products, the particles adhering to at the surface in a state uniformly distributed over it, without causing irregularities which would otherwise lead to degradation
composition; products are thus obtained whose faces are matt and attractive from all sides.
The cement-based product, in accordance with the invention,
<EMI ID = 2.1>
inorganic foamed, namely pumice stone or foamed silica sand, of an inorganic solid aggregate such as sand or silica sand, of a fibrous reinforcing material, for example, asbestos, glass fibers , mineral wool, steel fibers, vinylon fibers or carbon fibers, as well as a cement and a filler, in particular solid residue of cement. Water is added to the cement mixture in an amount of the order of 3 to 15% by weight,
<EMI ID = 3.1>
The resulting mixture is kneaded in a mixer to obtain a kneaded mixture in a relatively hard state.
The kneaded mixture is then introduced under pressure into the mold of a press and is molded into the form of a roofing panel by exerting a pressure of the order of 200 to
<EMI ID = 4.1>
Subsequently, the molded part is immersed in water or water is applied to the part to adjust the water content. The molded part is allowed to stand for 1 to 2 days to allow spontaneous curing, i.e. primary curing, so that the molded part is semi-cured. A powdery coloring material, prepared by mixing cement with a pigment, is then applied to the surface of the semi-hardened part. Then the part is subjected to secondary hardening in an autoclave with saturated water vapor at 5-8 atm for about 10 hours. A synthetic coating composition can be applied to the semi-cured part
as a coloring matter, in which case the layer of
<EMI ID = 5.1>
for several minutes to form a colored layer.
According to the process described above, the amount of water used for the preparation of the kneaded mixture is limited to 3-15% by weight, based on the cement mixture, so that the fluidity of the cement is as low as possible and that it is thus prevented from entering the internal pores of the expanded inorganic aggregate. In addition, by exerting molding pressure
<EMI ID = 6.1>
the surface of the expanded inorganic aggregate remains porous and is not clogged with cement. At molding pressure
<EMI ID = 7.1>
porous structure of the expanded inorganic aggregate, while at a pressure of less than 200 kg / cm <2>, the resulting molded part has low strength due to insufficient compression and does not fully retain its shape.
The test described below was carried out in accordance with the present invention. The parts listed below are all by weight.
Trial
Has a mixture consisting of 9 parts of asbestos,
25 parts of siliceous sand, 33 parts of cement, 19
<EMI ID = 8.1>
cement solids, 8% by weight of water is added, based on the mixture, then the resulting mixture is kneaded in a mixer and then the kneaded mixture is molded, exerting pressure
<EMI ID = 9.1>
sister � The molded panel is immersed in water and allowed to harden spontaneously for 1 day, then it is finally hardened in an autoclave,
The roof panel thus prepared is checked with regard to its specific weight, flexural strength, freeze-thaw resistance and thermal conductivity.
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
asbestos cement.
<EMI ID = 13.1>
Cement roofing panels are required to have mat faces of a muted color. An attempt has been made to give this colored appearance to an uncured, press-molded cement board in which the expanded inorganic aggregate retains its original porous state, by spraying this board with a colored aqueous cement composition. tale-
<EMI ID = 14.1>
and allowing the coating to dry to form a surface
dull due to the presence of particles. This process gave a satisfactory product of a substantially unalterable color appearance and the surface of the uncured molded part being impregnated.
of colored cement composition.
However � if a three-dimensional article, for example a ridge slate, is coated as described above, the aqueous and colored cement composition will flow onto the vertical surface of the molded article before the composition is dry, thereby allowing to the inorganic particles of this compound
<EMI ID = 15.1>
therefore prevents the particles from forming a satisfactory matt surface.
In order to solve this problem, the molded part not
<EMI ID = 16.1>
colored emulsion or a colored liquid composition, under the
<EMI ID = 17.1>
<EMI ID = 18.1> cast part. As the solvent, for example, water, contained
in the composition or the resin emulsion evaporates rapidly, which increases the viscosity of the composition, the displacement by gravity of the deposited particles no longer occurs, and
the particles adhere well to the surface of the molded part,
and this in the state uniformly distributed over it.
The resulting molded part is spontaneously hardened for 1 day, which allows the cement to undergo a moderate hydration reaction, then this part is introduced into an autoclave where it is heated with water vapor under a pressure of 5 to 8 atm for about 10 hours. During curing, the resin contained in the composition and impregnating the porous structure of the molded piece of cement, melts and thus penetrates into the porous structure, which gives an excellent color appearance which is substantially unalterable to the molded piece of cement.
The unhardened cast cement piece is preheated
<EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
does not actually evaporate, while at high temperatures
<EMI ID = 21.1>
<EMI ID = 22.1>
which probably results in the appearance or formation of cracks in the molded part.
<EMI ID = 23.1>
inorganics, are added, is prepared, for example, by
<EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
liquid and colored, containing resin and cement mixed. -1 \ with each other, as well as -of particles, inorganic is <EMI ID = 26.1> <EMI ID = 27.1>
composition with the same amount of colored siliceous sand,
for use as an inorganic particle and the color of which is the same as that of the cement composition, and mixing a water-soluble resin emulsion with the resulting mixture in two to three times the amount thereof.
The water-soluble resin emulsion is prepared, for example, by adding 65 parts of water to 100 parts of acrylic resin.
Colorful cement composition
<EMI ID = 28.1>
Using the composition described above, the powder cement is added to the water-soluble resin emulsion, so that the resulting coating and the molded cement substrate have substantially the same coefficient of thermal expansion. Therefore, even if thermal deformation occurs, no thermal stress is generated between the coating and the substrate and separation of the coating can be avoided.
According to another exemplary embodiment of the invention,
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
colored, prepared by mixing a colored cement composition
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
even; way that in the first example of implementation: prede-
<EMI ID = 33.1> and the resulting part is hardened in an autoclave with
saturated water vapor at 5-8 atm. As the colored emulsion is applied to the part as soon as the colored liquid composition, formed from the resin-cement mixture, is dry, no interpenetration of the colors is observed due to the mixing of the compositions. In addition, the colored emulsion coating is roughened by the presence of uniformly adhering particles.
on the surface of the molded part, so that the coating consisting of the emulsion gives a reduced matt appearance. As the thickness of the colored emulsion coating is extremely small; the color of the undercoat of the colored resin-cement mixture appears on the surface, which produces a nuanced color. The outermost resin coating is cured in an autoclave and thus made extremely water resistant.
According to another example of implementation
of the invention, the uncured molded piece of cement is pre-
<EMI ID = 34.1>
of liquid and colored resin, prepared by mixing a colored cement composition with inorganic particles and further adding a water-soluble resin emulsion to the resulting mixture in the same manner as for the previous working examples. The resulting coating is allowed to dry.
Then, a colored inorganic coating composition, for example, a composition containing colloidal silica, is sprayed onto the coated molded part and the resulting part is cured with saturated water vapor at 5-8 atm for about 10 hours. . The molded piece of cement thus treated is cooled, then preheated to an ap-
<EMI ID = 35.1>
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<EMI ID = 37.1> molded to obtain a finished product. The coating of the colored inorganic composition is roughened by the presence
inorganic particles adhering uniformly to the substrate
and therefore gives a reduced matt appearance. Since the molded part is coated with an organic material, it is less susceptible to color change.
Cement-based roofing panels, prepared
according to the present invention, comprise expanded inorganic aggregates. Therefore, even if the water contained in them
must expand during freezing, the resulting increase in volume is absorbed by the pores of the expanded aggregates, so that the occurrence of stresses can be avoided and cracking can be prevented. Therefore, the panels have a high freeze-thaw resistance.
CLAIMS
1, - Process for preparing a cement-based product by adding water to a mixture consisting of cement, an inorganic solid aggregate and a reinforcing fiber, characterized in that it consists in adding a expanded inorganic aggregate, a solid inorganic aggregate and cement reinforcing fiber to prepare a cement mixture; kneading the cement mixture by adding 3 to 15% by weight of water, based on the mixture, to obtain a relatively hard kneaded mixture; to press-mold the kneaded mixture into a mold under
<EMI ID = 38.1>
feed to regulate its water content; spontaneously hardening the molded part to obtain a semi-hardened part; applying a liquid and colored resin composition, containing inorganic particles, to the surface of the semi-cured molding; and hardening the resulting molded part with pressurized steam.