FR2489298A1 - Nouveau liant a pouvoir isolant eleve pour materiau de construction, et materiau de construction comportant un tel liant - Google Patents

Abstract

NOUVEAU LIANT A POUVOIR ISOLANT ELEVE POUR MATERIAU DE CONSTRUCTION, ET MATERIAU DE CONSTRUCTION COMPORTANT UN TEL LIANT. UN NOUVEAU LIANT POUR MATERIAU DE CONSTRUCTION, PRESENTANT UN POUVOIR ISOLANT ELEVE COMPORTE, EN COMBINAISON, UN PRODUIT LIANT ET UNE CHARGE DE DIATOMITE DANS UNE PROPORTION IMPORTANTE DU POIDS TOTAL DU LIANT.

Description

@ présente invention a trait à un nouvoau liant isolant pour la construction ainsi qu'au matériau de construction isolants thermiques, anticondensation et acoustiques qui incorporent ce liant, notamment des enduits ou mortiers destinés à être mis en oeuvre par projection ou par bourrage.

ou des matériaux isolants de liaison, par exemple pour élé ments destinés à être maçonnés.

On connaît actuellement, dans le bâtiment et dans l'industrie, des liants pouvant être d'origine organique ou d'origine hydraulique et destinés à différents usages en fonction de leur structure spécifique. ainsi on utilise parfois un liant en très faible quantité dans la technique de bour- rage qui consiste à mettre en oeuvre soit manuellement: soit par soufflage, des agrégats légers de tous types, de pouvoir isolant important, sans aucune tenue mécanique, la présence d liant servant alors à obtenir une très légère tenue pour éviter la désagrégation du produit.

On sait cependant que la présence du liant fait alors cutter le pouvoir isolant en raison de l'importante conductivité du liant.

D'autres techniques de projection d'agrégats isolants nécessitent obligatoirement la présence d'un liant pour assu rer les fonctions de collage du revêtement ainsi que de tenue mécanique de l'isolant au sein du revêtement. Du fait qu'une résistance mécanique importante doit être obtenue, il est nécessaire d'incorporer d'assez grandes quantités de liant au sein du matériau isolant et, là encore, la présence du liant fait chuter de façon importante le pouvoir isolant du revêtement obtenu.

En fait tous ces liants comportent des charges et un produit liant proprement dit. Dans les liants résines ou organiques, on prévoit des chaIgas épaississantes. par e:en- plc du carbonate de calciun. Dans les liants hydrauliques. on prévoit des sables, principalement silice: qui servent de base à l'établissement du réseau cristallin. Ces charges, qui ne sont pas isolantes, doivent être présentes en quantité importai te afin de conférer au liant les différentes caractéristiques nécessaires et par conséquent elles annulent ou diminuent considérablement le pouvoir isolant du liant.

D'un point de vue théorique, les,matériaug comprenant ces liants sont en outre soumis à des exigences contradictoires. Ils doivent 1. avoir une fonction isolante efficace tant en conduction qu'en rayonnement, dans toutes les conditions auxquelles ils sont soumis 2. présenter une chaleur massique importante pour pouvoir participer à la régulation thermique de la paroi 3. présenter une résistance suffisante i 'humidité ; 4. présenter également une porosité suffisante pour laisser respirer les parois 5. ne pas créer d'effet de déflegmation 6, présenter une résistance au feu suffisante pour être utilisés dans la quasi-totalité des cas 7. présenter une grande stabilité dans le temps 8. présenter une excellente tenue mécanique ; et 9. enfin présenter un aspect esthétique permettant de les laisser apparents.

Les matériaux actuellement connus, tels que par exemple mortiers de bourrage ou mortiers de projection, ne remplissent pas convenablement la première de ces conditions et en outre ne peuvent pas remplir simultanément un grand nombre de ces conditions ou a fortiori toutes ces conditions.

Lorsque l'on cherche à satisfaire davantage à l'une de ces conditions, la plupart des autres en partissent.

La présente invention Se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un nouveau liant présentant un pouvoir isolant très élevé.

Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel nouveau liant permettant de former des matériaux de construction susceptibles de remplir la plupart ou la totalité des conditions précitées.

Un autre objectif de 11 invention est de fournir un tel liant qui soit d'un prix de revient économique.

Un autre objectif encore de l'invention est de fournir des matériaux de construction et, en particulier, des mortiers ou enduits de bourrage ou de projection présentant notamment un pouvoir isolant très important ainsi qu'une excellente tenue mécanique.

L'invention a pour objet un nouveau liant pour matériaux de < nnstruction présentant un pouvoir isolant élevé, caractérisé par le fait qu'il comporte, en combinaison, un produit liant et une charge de diatomite dans une proportion importante du poids total du liant.

La proportion du poids de diatomite dans le poids total de liant est de préférence supérieure à 25 % et peut aller au-delà de 70 %.

Par 'tdiatomite", on entend un matériau naturel d'origine siliceuse représentant les frustules de diatomées, algues monocellulaires d'origine principalement lacustre, ce matériau étant également connu sous le nom de tripoli ou kieselguhr. De façon avantageuse, on utilise un tel matériau de qualité très pure, tel que la diatomite blanche à plus de 90 % de silice.

On doit rappeler qu'on a déjà utilisé, dans certains liants hydrauliques, de la diatomite comme plastifiant, en compagnie de sable et avec des taux maximum de diatomite de l'ordre de 2 % du poids de sable, la diatomite étant destinée à permettre aux grains de sable de mieux rouler les uns sur les autres.

Cependant, dans la présente invention, la diatomite est présente en proportions très supérieures, le sable étant de préférence omis, et la diatomite assurant des foncions totalement @ différentes de la fonction agent plas- tifiant qui lui fait connue aux faibles concentrations préa- lablement utilisées dans ces liants hydrauliques.

Le produit liant lui-même peut être par exemple de type hydraulique, de type organique en solution, émulsion ou dispersion, ou de type silicate. Dans ces trois cas, dans lesquels le liant nécessite la présence d'eau, le nouveau liant selon l'invention contient en outre un agent rétenteur d'eau de type colloîdal, pouvant également avoir une fonction filmogène et permettant, lors de l'incorporation de l'eau au liant, de bloquer cette eau pour la restituer rapidement et permettre ainsi les réactions nécessaires i la prise ou à la gélification du liant tout en empêchant la diatomite, très adsorbante, de retenir l'eau nécessaire à ces réactions.

Ces agents retenteurs d'eau sont de préférence soit des colloïdes naturels (exemples : alginates, résines de guar, carraghénates) ,soit des éthers cellulosiques ou leurs dérivés.

Les résines de guar ou gommes de guar sont des mucilages de l'endosperme, extraits des graines d'une légumineuse appelée ciamopsis tetragonolobus. C'esten fait un polysac- charide modifié dont les noms commerciaux sont, pour le marché français, Guaranate, Viscogomme, Guar... La plupart de ces colloides naturels sont d'ailleurs des polvsaccharides exemples.

et d'autres/sont les car raghénates, les alginates etc.

Cependant d'autres types d'agents réteneurs d'eau peuvent être choisis tels que par exemple des collofdes de synthèse : polysaccharides tels que lanthane.

La proportion d'agents rétenteurs d'eau est telle qu'en fonction de la nature du colloîde, la viscosité se situe généralement entre 2 000 et 10 000 centipoises pour des solutions de colloîdes à 2 % en poids de ce colloîde par rapport à l'eau nécessaire au liant. De facon avantageuse, la quantité de collofde est déterminée en fonction de quantité d'eau nécessaire pour le liat-t majorée d'une quantité supplémentaire correspondant à une majoration théorique de la quantité d'eau.En d'autres termes, la quantité d'agent réten- teur d'eau est de préférence calculée comme si la quantité d'eau nécessaire pour le liant était majorée d'un pourcentage pouvant être compris par exemple cotre 10 et 30 ab.

De préférence, ces agents rétenteurs d'eau sont choisis de façon à avoir également une action filmogène, après élimination de l'eau au profit du liant.

Dans certains cas, le liant peut également comprendre une proportion d'agents tensio actifs, de 0.02 , i o < ~, en poids, afin de favoriser l'adhésion du liant.

On comprend donc que l'invention permet de produire de nouveau liants isolants présentant use conductivité très faible et un pourvoir isolant très élevé et permettant d'obtenir, en fonction de la nature notamment du produit liant lui même, des caractéristiques mécaniques, de résistance au feu, de porosité, etc. variables en fonction des effets recherchés alors que la fonction d'isolation reste toujours assurée grâce à l'importante teneur en diatomite.

Cependant dans tous les cas, le liant selon l'inven- tion présente une résistance et une tenue mécanique accrues en raison de la présence d'une quantité importante de diatomite dont les particules se présentent en général sous forme d'aiguilles ayant une grande longueur par rapport au diamètre et s'entrecroisant entre elles de façon à rcnforcer la structure du produit liant proprement dit tout en offrant des surfaces de contact importantes pour ce dernier.

La résistance mécanique se trouve oralement accrue en raison de la dureté importante de la diatomite qui est de 6 environ à l'échelle de Mohs.

Par ailleurs on con--tate que a masse importante 'e -.'iatomite présente assure un effet de régulation de l'hu- midité extrêmement important.

Les aiguilles de diatomite ne constituent pas seulement une charpente résistante pour le liant mais, dans le cas d'un produit liant effectuant une cristallisation. tel que les liants hydrauliques, elles.servent de point de départ à la constitution d'un réseau cristallin efficace.

D'autre part en raison de la structure creuse de la diato- mite. le poids de liant se trouve considérablement allégé et sa quantité nécessaire par rapport aux agrégats isolants est réduite comparativement aus liants traditionnels.

Le nouveau liant selon l'invention peut en outre comporter des charges additionnelles de matériaux convenables, par exemple de la dolomie, étant entendu que la nature et la proportion des dites charges sont telles qu'elles ne modifient pas considérablement la conductivité du liant isolant.

De façon avantageuse, ces charges peuvent comprendre des matériaux accroissant encore le pouvoir isolant1 par exemple par effet de réflexion des infra-rouges et, dans ce cas on peut avantageusement utiliser des charges de mica phlogopite.

Le produit liant proprement dit peut être, comme précité, un liant hydraulique tel que par exemple de la chaux hydraulique ou un ciment de type Portland, un liant organique tel que par exemple l'acétate de polyvinyle ou un liant rilicaté tel que le silicate de sodium.

On comprend cependant que tous autres types de produits liants ou leur combinaisons peuvent être utilisés, y compris les produits nécessitant la présence d'eau du fait que, grâce à l'invention, et malgré l'importante affinité de la diatomite pour l'sau les mécanismes nécessitant la présence d'eau ne se trouvent pas perturbes.

L'invention a également pour objet les matériau de construction incorporant le liant isolant selon l'invention.

Ainsi dans un mode de mise en oeuvre particulier, l'invention a également pour objct des enduits ou mortiers de bourrage caractérisés par le fait qu'ils comprennent un ou plusieurs agrégats légers et une quantité de liant selon l'invention de préférence comprise entre 80 et 95 % en poids de l'ensemble > suivant la densité de l'agrégat léger.

La nature, d'une part, des agrégats légers et, d'autre part, du produit liant est de préférence telle que l'on obtienne une tenue au feu au moins moyenne, une bonne tente & lthumidité, une résistance mécanique au moins moyenne et un pouvoir isolant très élevé.

De façon avantageuse, le produit liant peut être du type silicate alcalin, éventuellement additionné de borax.

L'agrégat organique est de préférence un agrégat très économique tel que du granulat de polystyrène expansé.

L'invention a également pour objet des mortiers de projection caractérisés par le fait qu'ils comprennent des agrégats isolants et un liant selon l'invention, la proportion de liant par rapport à l'ensemble étant de préférence comprise entre @@ et 95 % en poids de l'ensemble,suivant la densité de l'agrégat léger.

Les agrégats isolants peuvent être de tous types, par exemple des matériaux fibreux tels que la laine d'amiante, de roche, de verre, de laitier, ou des fibres d'origine organique, les produits très hydrophiles étant cependant exclus. Les matériaux peuvent également être d'origine syn thdtique, tels que le polystyrène expansé, les déchets phinoliques, le PVC expansé, ou bien d'origine minérale, tels que billes de verre cellulaire, granulats d'argile expansé, vermiculite, perlite, etc,
Dans le cas de tels mortiers destinés à être appliqués en intérieur et à présenter une tenue au feu importante, on peut avantageusement utiliser comme produit liant du silicate de sodium additionné éventuellement d' acétate de polyvinyle, la charge de diatomite pouvant être complétée par une charge de dolomie.

Pour un enduit projeté isolant extérieur, on peut avantageusement combiner dans le liant un ciment de type
Portland avec une chaux hydraulique.

Il est ainsi possible d'obtenir des mortiers de projection présentant une très bonne résistance mécanique, une très bonne tenue au feu, un pouvoir isolant élevé tout en conservant un aspect agréable et une porosité suffisante.

L'invention a aussi pour objet des liants å usage industriel à tenue au feu extrémement élevée et se caractéri- sant par un liant hydraulique de type silico aluaieux avec incorposation de diatomites et d'agent rétenteur d'eau.

L'invention a en outre pour objet des liants de liai- son destinés à hourder des éléments à maçonner traditionnels à pouvoir plus ou moins isolant, et se caractérisant par un liant hydraulique traditionnel avec incorporation de diatomites et d'agent rétenteur d'eau.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront å la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif.

Dans ces exemples, on utilise une diatomite dite "diatomite branche" å plus de 90 % de silice dont la porosité est d'environ 1,15 cm3/g et dont les diamètres des pores sont supérieurs à 20.000 A. Ce matériau présente une 2 surface spécifique massique très élevée de l'ordre de 4 x /g et un rapport longueur/diamètre supérieur à 5. La dureté est de 6 a l'échelle de Mohs.

Exemple 1 : enduit isolant de bourrage.

On mélange
l@O g de silicate de sodium 32 B
25 g d'eau
10 b de borax - 2 g de carboxyméthyl-cellulose ; - 20 g de dolomie - @O g de diatomite -- 2 g d'alginate.

L'ensemble est malaxé puis on lui incorpore 1,5 1 de granulat de polystyrène expansé de densité 15 à 18 kg/m3 et de diamètre compris entre 2 et 4 mm.

On obtient ainsi un mortier de bourrage isolant, prêt à l'emploi, dont le durcissement s'effectue par gélification du liant autour du polystyrène expansé.

La tenue mécanique est bonne ainsi que la tenue au feu. Le pouvoir isolant est voisin de celui du polystyrène expansé.

Le rapport dolomie/diatomite peut évidemment être modifié, le pouvoir isolant étant légèrement diminué par l'augmentation de la dolomie au détriment de la diatomite.

Exemple 2 : enduit isolant de projection pour l'intérieur, à tenue au feu importante.

On mélange - 0 g de silicate de sodium en poudre - 5 g d'acétate d polyvinyle - 0 a de diatomite
55 = de dolomie
1,5 g de résine de guar ;
1.2 l de polystyrène expansé de densité l@ kg/m3 et de diamètre de 2 i
L'ensemble de ce mélange est malaxé avec 195 g d'eau, ce qui donne un mortier isolant pro jetable dont la tenue au au est très élevée.

2 tenue à l'eau et la tenue mécanique peuvent être augmentées par l'addition d'environ l % en poids, par rapport au silicate alcalin, de fluosilicate de potassium.

Exemple 3 : enduit isolant allégé pour l'extérieur.

A - Préparation du liant isolant
Le produit liant lui-même comprend un ciment de type Portland ct une chaux hydraulique. Le rapport entre les deux varie en fonction du pourcentage de chaux libre résiduelle par rapport à la chaux utilisée. De prdférence, on choisit un rapport de 2/3 de ciment blanc et de 1/3 de chaux blanche. L'enduit est formé par le mélange suivant - 9 % de produit liant - 20 % de diatomite - 3 % de mica phlogopite - 1,5 % de résine de guar - r 0 d'acétate de polyvinyle en poudre dispersable - O 5 % d'agent tensio-actif mouillant.

On obtient ainsi un liant prêt à l'emploi, destiné à être malaxé avec de l'eau jusqu'à une consistance suffisante pour Permettre sa mise en oeuvre.

B - Préparation d'une couche de fond
On incorpore au poids du liant selon A de 3 à à :1 en poids de perlite expansée de diamètre compris entre 1-et 3 mm et de @ à 12 0 de ranulat de polystyrène expansé de 18 à 20 kg/m3, de diamètre compris entre 2 et 4 mm. Cet enduit est projetable sur des épaisseurs de l'ordre de 2 à 5 cm. Sa conductivité est proche de celle du polystyrène expansé.

C - Préparation d'une couche de liaison
Cette couche de liaison, destinée à recouvrir l'en- duit selon B, est composée du liant selon A auquel on ajoute de 5 i 7 % en poids de perlite expansée, de diamètre compris entre 1 et 3 mm; et autant de vermiculite d 1 å 6 ni.

D - Préparation d'une couche de finition
La couche de finition est composée du liant selon A auquel on rajoute de 5 à 7 a en poids de perlite expansée de diamètre compris entre 1 et 3 mm et 200 %,par rapport u poids de liant. de grains de quartz concassé de calibre compris entre 0l et 2 mm. Cette couche, qui est destinée à effectuer la protection mécanique de l'ensemble, peut recevoir un colorant minéral destiné à donner la teinte choisie.

Les enduits d'extérieur ainsi préparés remplissent avec efficacité la totalité des neuf conditions exposées en préambule.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1) Nouveau liant pour matériau de construction, présentant un pouvoir isolant élevé, caractérisé par le fait qu'il comports, en combinaison, un produit liant et une charde de diatomite dans une proportion importante du poids total du liant.

2) Nouveau liant selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient un pro t liant nécessitant la présence d'eau ainsi qu'un agent rétenteur d'eau de type colloidal.

3) Nouveau liant selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la quantité d'agent rétenteur d'eau correspond à la quantité nécessaire d'eau, majorée d'une valeur de 10 à 30 %.

4) Nouveau liant selon l'une quelconque des revendica- tions 2 et 3, caractérisé par le fait que le dit agent réten: teur d'eau est choisi par le groupe constitué par les alginates, les résines de guar, les éthers-cellulosiques et leurs drivés.

5) Nouveau liant selon l'une quelconque des revendu cations 2 à 4, caractérisé par le fait que l'agent rétenteur d'eau possède une action filmogène.

Nouveau liant selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un agent tensio-actif dans des proportlons de 0,02 à 0,5 %.

7) Nouveau liant selon l'une quelconque des revendications 1 à r caractérisé par le fait que la proportion du poids de diatomite est supérieure à 25 %.

Nouveau liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la diatomite comporte plus de 90 d de silice.

8) Nouveau liant selon l'une quelconque des revendications l à @ caractérisé par le fait que le produit liant lui-mexe comporte au moins un des produits choisis dans le groupe formé par les liants de type hydraulique, les liants de type organique et les-liants de type silicate 10) Nouveau liant selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, caractérisé par le fait qutil comporte au moins une charge additionnelle.

11) Nouveau liant selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comporte une charge de dolomie.

12) Nouveau liant selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé par le fait qu'il comporte une charge de mica, en particulier de mica phlogopite.

13) Matériau de construction a pouvoir isolant élevé, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un matériau a pouvoir isolant élevé et le liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.

14) Enduit de bourrage selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu' il comprend un ou plusieurs agrégats légers et une quantité de liant comprise entre 80 % et 35 g en poids de l'ensemble.

15) Enduit selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le liant contient du silicate de sodium.

16) Enduit selon la revendication 15, caractérisé par le fait qu'il contient du borax.

17) Enduit de projection selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu' il comprend un ou plusieurs agrégats légers et une quantité de liant comprise entre 80 % et 95 % en poids de l'ensemble.

18) Enduit selon la revendication 17, caractérisé par le fait que le liant comprend de l'acétate de polyvinyle.

19) Enduit selon la revendication 17, caractérisé par le fait que le liant contient un ciment hydraulique, notaient de type Portland, et/ou une chaux hydraulique.

20) Natériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 19 caractérisé par le fait que les dits produits ou agrégate isolants sont choisis dans le groupe forné par le polystyrène expansé, les déchets phénoliques, le PVC expan sé: les billes de verre cellulaire, les granulats d'argile expansée: la vermiculite et la perlite.