FR2510099A1 - Lightweight cellular building elements based on hydraulic binder - mixed with water and coagulated beads contg. water, then moulded and dried so beads from pores - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne notamment un procédé pour la réalisation d'éléments à structure alvéolaire à base de liants hydrauliques. The present invention relates in particular to a method for producing elements with a honeycomb structure based on hydraulic binders.
On connait déjà des matériaux permettant de réaliser de tels éléments qui, du fait de leur structure, sont sensiblement plus légers que s'ils étaient réalisés en plâtre ou en ciment par exemple. Ces matériaux sont généralement obtenus par inclusion au sein du liant hydraulique d'agrégats ou agents moussants permettant d'en abaisser la densité. Materials are already known which make it possible to produce such elements which, because of their structure, are significantly lighter than if they were made of plaster or cement for example. These materials are generally obtained by inclusion in the hydraulic binder of aggregates or foaming agents making it possible to lower the density.
La présente invention vise à fournir un procédé pour la réalisation d'éléments a structure alvéolaire dont la densité puisse être choisie dans une large gamme s'étendant en particulier vers les très faibles densités et dont la structure puisse être controlée avec une bonne précision. The present invention aims to provide a method for producing elements with a honeycomb structure, the density of which can be chosen from a wide range extending in particular towards very low densities and the structure of which can be controlled with good precision.
A cet effet la présente invention a pour objet un procédé pour la réalisation d'éléments à structure alvéolaire à base de liant hydraulique caractérisé par le fait qu'on incorpore au liant hydraulique des billes d'un matériau coagulé contenant de l'eau qui est éliminée au cours du séchage de l'élément. To this end, the subject of the present invention is a method for producing elements with a cellular structure based on hydraulic binder, characterized in that balls of a coagulated material containing water which is removed during the drying of the element.
Les liants hydrauliques utilisés peuvent être des plâtres ou ciments de tous types auxquels peuvent être ajoutés de façon connue tous les agrégats ou additifs habituellement mis en oeuvre. The hydraulic binders used can be plasters or cements of all types to which can be added in known manner all the aggregates or additives usually used.
L'eau est éliminée par évaporation lors du séchage de l'élément qui est réalisé par les procédés conventionnels bien connus par exemple dans la fabrication de panneaux de garniture en plâtre ou d'éléments préfabriqués en béton. The water is eliminated by evaporation during the drying of the element which is produced by conventional methods well known, for example in the manufacture of plaster trim panels or precast concrete elements.
I1 résulte de l'évaporation de l'eau une structure a alvéoles sphériques fermées dont la quantité et le diamètre sont fonction de la quantité et du diamètre des billes utilisées. I1 results from the evaporation of water a structure with closed spherical cells, the quantity and diameter of which depend on the quantity and diameter of the balls used.
Ces deux paramètres sont bien entendu fonction des caractéristiques notamment isolantes et mécaniques souhaitées pour l'élément. These two parameters are of course a function of the particular insulating and mechanical characteristics desired for the element.
Toutefois lesdites billes ont de préférence un diamètre compris entre 1 et 6 mm. However, said balls preferably have a diameter of between 1 and 6 mm.
Le volume apparent des billes utilisées est par ailleurs compris de préférence entre 80 % et 100 % du volume de l'élément. The apparent volume of the beads used is also preferably between 80% and 100% of the volume of the element.
Les billes sont de préférence formées de façon que leur matériau ne soit coagulé qu'en surface. The beads are preferably formed so that their material is only coagulated on the surface.
Ainsi après élimination de l'eau, seules restent d l'intérieur des alvéoles de fines peaux desséchées dot le poids est sensiblement sans influence sur ia densité de l'élément. Thus, after removal of the water, only the interior of the cells remains of fine desiccated skins, the weight being substantially without influence on the density of the element.
On peut par exemple utiliser comme matériau pour lesdites billes une solution aqueuse d'alginate. One can for example use as material for said beads an aqueous alginate solution.
Cet alginate peut être dans le cas présent un extrait brut mucilagineux d'algues brunes. This alginate can in this case be a crude mucilaginous extract of brown algae.
Il a été constaté par ailleurs que la concentration de l'alginate dans l'eau peut etre maintenu à une valeur faible par exemple comprise entre 0,4 et 5 % en poids. It has also been found that the concentration of alginate in water can be kept at a low value, for example between 0.4 and 5% by weight.
Cette concentration est choisie en fonction du temps disponible pour la coagulation. This concentration is chosen according to the time available for coagulation.
Il est par ailleurs souvent avantageux d'ajouter au matériau des billes un agent tixotropique. It is also often advantageous to add a tixotropic agent to the material of the beads.
Un tel agent organique ou minéral tel par exemple que l'amidon, la farine de mais, les carragheenanes, le gel de silice ou le kaolin permet d'améliorer la fermeté des billes obtenues tout en réduisant au taux minimum la concentration d'alginate. Such an organic or inorganic agent such as, for example, starch, corn flour, carragheenanes, silica gel or kaolin makes it possible to improve the firmness of the beads obtained while reducing the concentration of alginate to a minimum.
On a constaté en effet qu'en utilisant un tel agent tixotropique on peut réduire la concentration en alginate dans une proportion allant jusqu'a 50 % tout en conservant aux billes une fermeté suffisante pour leur permettre de résister lors de leur incorporation au liant hydraulique. In fact, it has been found that by using such a tixotropic agent, the alginate concentration can be reduced by up to 50% while retaining sufficient firmness in the beads to enable them to resist when incorporated into the hydraulic binder.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention les billes sont obtenues par la chute de gouttes d'une solution aqueuse coagulable dans un liquide susceptible de provoquer sa coagulation sensiblement instantanément. According to a preferred embodiment of the invention, the beads are obtained by the drop of drops of an aqueous coagulable solution in a liquid capable of causing its coagulation substantially instantaneously.
Le mode opératoire d'obtention des billes surface coagulée peut alors être le suivant. The procedure for obtaining the coagulated surface beads can then be as follows.
On dissout par brassage dans l'eau, de préférence adoucie, a une température qui est par exemple comprise ente 8 et 150, un matériau coagulable comme de l'alginate dans des proportions qui peuvent se situer en poids entre 0,4 et 5 %. A coagulable material such as alginate is dissolved by stirring in water, preferably softened, at a temperature which is for example between 8 and 150, in proportions which may be between 0.4 and 5% by weight. .
Après dissolution totale et obtention d'une solution épaisse exempte de grumeaux ou d'amats gélatineux on laisse reposer par exemple pendant une durée de l'ordre d'une heure température ambiante. After total dissolution and obtaining a thick solution free of lumps or gelatinous amats, it is left to stand for example for a period of the order of one hour at room temperature.
On incorpore alors éyentuellement l'agent tixotropique préalablement préparé sous forme de pâte aqueuse fluide ou de gel. The tixotropic agent previously prepared is then incorporated in the form of a fluid aqueous paste or gel.
On verse ensuite la préparation ainsi obtenue dans un récipient a fond perforé de trous de diamètres qui peuvent etre par exemple compris entre 0,5 et 5 mm en fonction du diamètre des billes que l'on désire obtenir. The preparation thus obtained is then poured into a container with a bottom perforated with holes of diameters which may for example be between 0.5 and 5 mm depending on the diameter of the balls which it is desired to obtain.
On maintient dans ce récipient un niveau constant de préparation afin que les gouttes s'échappent de chaque trou à une cadence constante et possèdent un diamètre constant. On fera de préférence en sorte que cette cadence soit rapide et se situe a la limite de l'obtention d'un filet continu. A constant level of preparation is maintained in this container so that the drops escape from each hole at a constant rate and have a constant diameter. We will preferably make sure that this rate is fast and is at the limit of obtaining a continuous net.
Ces gouttes tombent dans un liquide susceptible de provoquer leur coagulation sensiblement instantanément. These drops fall into a liquid capable of causing their coagulation substantially instantaneously.
Ce liquide peut par exemple être une solution aqueuse de chaux dont la concentration est comprise entre 3 et 10 % en poids, cette solution aqueuse se trouvant en circulation lente sur une épaisseur de 100 à 200 mm. This liquid can for example be an aqueous lime solution whose concentration is between 3 and 10% by weight, this aqueous solution being in slow circulation over a thickness of 100 to 200 mm.
En variante on peut remplacer cette solution de chaux par une solution de 2 à 10 % en poids de chlorure de calcium. Alternatively, this lime solution can be replaced by a solution of 2 to 10% by weight of calcium chloride.
Le choix de la solution aqueuse formant le liquide de coagulation ainsi que sa concentration sera fait pour obtenir une concentration d'ions suffisante et constante pour permettre la coagulation sensiblement instantanée des gouttes. The choice of the aqueous solution forming the coagulation liquid as well as its concentration will be made to obtain a sufficient and constant concentration of ions to allow the coagulation of the drops to be substantially instantaneous.
De plus on ajoute en permanence cette solution de la chaux (ou du chlorure de calcium ou tout autre produit convenable) et on élimine les éléments insolubles afin que cette concentration soit maintenue à une valeur sensiblement constante. In addition, this lime solution (or calcium chloride or any other suitable product) is permanently added and the insoluble elements are removed so that this concentration is maintained at a substantially constant value.
La circulation du liquide de coagulation s'effectue par exemple dans une gouttière qui, à son exetrémité dans le sens de l'écoulement, se déverse sur un tamis dont les mailles sont légèrement inférieures au diamètre des billes produites afin de récupérer les billes obtenues en laissant verser la solution et les parties insolubles qui sont receuillies dans un bac de décantation d'où la partie liquide est reprise pour alimenter le veine de solution aqueuse de coagulation en déplacement. The circulation of the coagulation liquid takes place, for example, in a gutter which, at its end in the direction of flow, pours over a screen whose meshes are slightly smaller than the diameter of the balls produced in order to recover the balls obtained in letting pour the solution and the insoluble parts which are collected in a settling tank from which the liquid part is taken up to supply the vein with aqueous coagulation solution on the move.
Le bac de décantation est réalisé de façon à pouvoir recevoir à sa partie supérieure une solution aqueuse neuve de coagulation et pour permettre à sa partie inférieure l'extraction des parties insolubles sous forme de boue de manière à conserver à la solution aqueuse un taux d'ions constant comme cela a été mentionné ci-dessus. The settling tank is made so as to be able to receive at its upper part a new aqueous coagulation solution and to allow at its lower part the extraction of the insoluble parts in the form of mud so as to keep the aqueous solution at a rate of constant ions as mentioned above.
Après leur récupération, les billes sont rinces par exemple à l'eau claire, cette eau pouvant être reprise pour alimenter la préparation de solution neuve de liquide de coagulation. After their recovery, the beads are rinsed for example with clear water, this water can be taken up to feed the preparation of new solution of coagulation liquid.
Les billes sont alors égouttées après quoi elles peuvent être incorporées au liant hydraulique, par exemple lors de son malaxage, dans les proportions souhaitées. The balls are then drained after which they can be incorporated into the hydraulic binder, for example during its mixing, in the desired proportions.
Le mélange ainsi obtenu peut alors être utilisé pour le moulage des éléments à réaliser. The mixture thus obtained can then be used for molding the elements to be produced.
Ces éléments, après prise, sont séchés de façon connue. These elements, after setting, are dried in a known manner.
Dans le cas de laréalisation d'éléments à base dé plâtre on peut avantageusement ajouter après gâchage de celui-ci de 1 à 3 % en poids du platre gaché de résine urée formol catalysée. In the case of the production of plaster-based elements, it is advantageous to add, after mixing it, from 1 to 3% by weight of the plaster mixed with catalyzed urea formaldehyde resin.
L'invention a également pour objet un élément a structure cellulaire caractérisé par le fait qu'il est réalisé par un procédé tel que décrit ci-dessus. The subject of the invention is also an element with a cellular structure, characterized in that it is produced by a method as described above.
On décrira maintenant un exemple de réalisation titre d'exemple non limitatif. We will now describe an exemplary embodiment as a non-limiting example.
Les billes ont été obtenues de la façon suivante. The beads were obtained in the following manner.
On a réalisé un mélange comportant 100 g de solution d'alginate avec 50 g de gel d'amidon de mais ce gel étant lui-meme obtenu en cuisant à l'ébullition 10 g d'amidon de mais dissout dans 150 g d'eau. A mixture comprising 100 g of alginate solution was produced with 50 g of corn starch gel, this gel itself being obtained by boiling 10 g of corn starch dissolved in 150 g of water .
Cette solution a alors été versée goutte à goutte dans une solution aqueuse de chaux de concentration égale à 10 % en poids. This solution was then poured dropwise into an aqueous lime solution with a concentration equal to 10% by weight.
370 g de billes ainsi obtenues par la coagulation immédiate des gouttes ont été incorporées a 200 g de plâtre obtenu par gâchage de deux parties de plâtre en poids pour une partie d'eau et le tout a été versé dans le moule. 370 g of beads thus obtained by immediate coagulation of the drops were incorporated into 200 g of plaster obtained by mixing two parts of plaster by weight for one part of water and the whole was poured into the mold.
Une fois la prise du plâtre effectuée l'élément ainsi obtenu a été cuit a 800C pendant une durée de 24 heures. Once the plaster had been taken, the element thus obtained was baked at 800C for a period of 24 hours.
L'eau des billes a été éliminée pendant cette cuisson de sorte que le matériau se présentait alors sous la forme d'un bloc de platre formant des alvéoles sphériques de 3 mm de diamètre et ne contenant plus qu'un résidu formé par l'enveloppe déséchée des billes. The water in the beads was removed during this cooking so that the material was then in the form of a plaster block forming spherical cells 3 mm in diameter and containing only a residue formed by the envelope dried balls.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée à cet exemple de réalisation auquel diverses modifications et variantes peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to this exemplary embodiment to which various modifications and variants can be made without departing from the scope of the invention.
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