FR2581349A1

FR2581349A1 - Composite material based on a water-based binder reinforced especially by lengths of strip (ribbon)

Info

Publication number: FR2581349A1
Application number: FR8506854A
Authority: FR
Inventors: Le Floc H Andre; Alain Sabouraud
Original assignee: Everitube SA
Current assignee: Everite SA
Priority date: 1985-05-06
Filing date: 1985-05-06
Publication date: 1986-11-07
Also published as: FR2581349B1

Abstract

Composite material based on a water-based binder reinforced especially by elongate elements, this material having to have a high flexural strength and a high impact strength, characterised in that the aforementioned elongate reinforcing elements are especially lengths of strip (ribbon) arranged flat, that is to say with their large faces substantially parallel to the principal faces of the article made of the said material, whilst being randomly oriented and distributed homogenously and substantially without direct mutual overlap.

Description

Matériau composite à base de liant hydraulique renforcé notamment par des tronçons de ruban
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux matériaux composites à base de liant hydraulique renforcé notamment par des éléments allongés.Composite material based on hydraulic binder reinforced in particular by sections of ribbon
The present invention relates to improvements made to composite materials based on hydraulic binder reinforced in particular by elongated elements.

Il est connu que les matériaux à base de liant hydraulique (sans renfort) présentent une résistance à la traction très faible comparativement à leur résistance de compression , de plus, leur comportement à la traction est élastique jusqu'à rupture : ce sont donc des matériaux fragiles. Cette caractéristique a conduit, d'une part, au renforcement des ciments et bétons par des armatures métalliques diverses passives (béton armé, ferrociment) ou actives (béton précontraint). D'autre part, on s'est préoccupé depuis longtemps d'incorporer au ciment des éléments de renfort sous forme de "fibres" pour modifier son comportement à la traction et son caractère de fragilité. It is known that the materials based on hydraulic binder (without reinforcement) have a very low tensile strength compared to their compressive strength, moreover, their tensile behavior is elastic until rupture: they are therefore materials fragile. This characteristic led, on the one hand, to the reinforcement of cements and concretes by various passive (reinforced concrete, ferrocement) or active metal reinforcements (prestressed concrete). On the other hand, it has long been of concern to incorporate reinforcing elements in the form of "fibers" into the cement in order to modify its traction behavior and its fragility.

C'est le cas, en particulier, de l'amiante-ciment, qui présente couramment une résistance à la traction (ou à la flexion) deux à trois fois supérieure à celle d'une pate de ciment et une énergie de rupture environ dix à vinqt fois plus élevée. Toutefois, le vieillissement naturel des produits en amiante-ciment aboutit à une lente réduction de leur pouvoir de déformation, même si leur résistance à la rupture a tendance à croître.This is the case, in particular, of asbestos-cement, which commonly has a tensile strength (or flexural strength) two to three times higher than that of a cement paste and a tensile energy of about ten at wine times higher. However, the natural aging of asbestos-cement products results in a slow reduction of their deformation capacity, even if their resistance to fracture tends to increase.

De nombreuses recherches ont été effectuées ces dernières années pour trouver des fibres de substitutionà l'amiante : elles ont porté principalement sur les fibres minérales (fibres de verre résistant aux alcalis), fibres organiques naturelles (telles que les fibres de bois ou de plantes annuelles) ou organiques synthétiques (comme les polyoléfines, polyamides, polyesters, etc...), seules ou en combinaison. On a pu ainsi mettre au point des matériaux nouveaux, tels que le ciment armé de fibres de verre ou le cellulose-ciment,qui présentent initialement des qualités satisfaisantes pour certains usages. C'est ainsi que certains d'entre eux présentent, dans une phase initiale, une meilleure résistance aux chocs que l'amianteciment, due aux capacités de déformation plus importantes. A lot of research has been done in recent years to find asbestos-substitute fibers: they have mainly focused on mineral fibers (alkali-resistant glass fibers), natural organic fibers (such as wood or annual fibers). ) or synthetic organic (such as polyolefins, polyamides, polyesters, etc ...), alone or in combination. It has thus been possible to develop new materials, such as fiberglass-reinforced cement or cellulose-cement, which initially have satisfactory qualities for certain uses. Thus, some of them present, in an initial phase, a better resistance to shocks than the amianteciment, due to the greater deformation capacities.

Cependant, on a constaté que, au cours du vieillissement, la liaison entre les fibres et la matrice était susceptible d'évoluer en fonction des conditions environnantes, en particulier de l'humidité, ce qui se traduit par une diminution de la résistance à la rupture et surtout une très importante réduction de la déformation à rupture, et une plus grande sensibilité aux chocs et variations dimensionnelles.However, it has been found that, during aging, the bond between the fibers and the matrix is likely to change depending on the surrounding conditions, in particular moisture, which results in a decrease in the resistance to rupture and especially a very important reduction of the deformation to rupture, and a greater sensitivity to shocks and dimensional variations.

Une autre voie de recherches a consisté, depuis fort longtemps, à introduire dans ces matériaux des "armatures" continues du type : grillage ou fils continus métalliques, toiles ou filets ou bandes plastiques, etc... Another avenue of research has been, for a very long time, to introduce into these materials continuous "reinforcement" of the type: wire mesh or continuous metal wires, cloths or nets or plastic bands, etc ...

Ces renforcements, qui n'améliorent pas la résistance à la flexion, mais évitent seulement la rupture brutale et catastrophique du matériau, présentent de nombreux inconvénients - problèmes technologiques, essentiellement mise en place, coupe, déchets, expliquant le faible développement des produits fibres-ciment de ce type - diminution de certaines propriétés par création de porosités, de défauts de liaison et défauts d'isotropie - sensibilité à la corrosion. These reinforcements, which do not improve the resistance to bending, but only prevent the sudden and catastrophic rupture of the material, have many disadvantages - technological problems, mainly set up, cutting, waste, explaining the weak development of fiber products. cement of this type - reduction of certain properties by creating porosities, bonding defects and isotropic defects - sensitivity to corrosion.

Dans ce contexte, la Demanderesse, cherchant à trouver un substitut à l'amiante pour obtenir un matériau composite à base de liant hydraulique qui présente une bonne résistance à la flexion, a eu l'idée, conformément à l'invention, d'utiliser en complément ou substitution partielle des fibres déjà connues, et en tant qu'élément allongé de renfort, des tronçons de rubans d'un matériau ayant une résistance à la traction d'au moins 1000 MPa, disposés à plat, c'est-à-dire avec leurs grandes faces sensiblement parallèles aux faces principales de l'objet cons titué dudit matériau, tout en étant orientés de façon aléatoire et en étant répartis de façon homogène et sensiblement sans recouvrement direct mutuel. In this context, the Applicant, seeking to find a substitute for asbestos to obtain a composite material based on hydraulic binder which has a good resistance to bending, had the idea, in accordance with the invention, to use in addition or partial substitution of the fibers already known, and as an elongated reinforcing element, sections of ribbons of a material having a tensile strength of at least 1000 MPa, arranged flat, that is to say with their large faces substantially parallel to the main faces of the object constituting said material, while being randomly oriented and distributed homogeneously and substantially without mutual direct recovery.

A ce sujet, on notera que, dans le cadre de l'invention, le terme de "tronçon de ruban" désigne des éléments allongés ayant en section transversale un contour aplati, ce qui les distingue des fils ou fibres (de contour transversal rond, ovale ou analogue) utilisés dans les matériaux antérieurs. L'épaisseur, la largeur et la longueur de ces éléments allongés ainsi quelea largeur de la nappe d'éléments de renfort dans la constitution de laquelle ils entrent forment, dans l'ordre indiqué, une progression pseudogéométriaue dont les termes successifs sont dans des rapports d'environ 5 au moins. In this connection, it should be noted that, in the context of the invention, the term "ribbon section" designates elongate elements having a flattened contour in cross-section, which distinguishes them from threads or fibers (of round transverse contour, oval or the like) used in the prior materials. The thickness, the width and the length of these elongated elements as well as the width of the sheet of reinforcement elements in the constitution of which they enter form, in the indicated order, a pseudogeometric progression whose successive terms are in ratios about 5 at least.

A sa grande surprise, la Demanderesse a pu constater que, si les matériaux conformes à l'invention ainsi obtenus possèdent bien la résistance à la flexion recherchée, ils possèdent également une très bonne résistance aux chocs, stable dans le temps : l'incorporation d'éléments de renfort en forme de tronçons de ruban, conformément à l'invention, permet donc de résoudre simultanément les deux types de problèmes qui se posaient jusqu'à présent et d'obtenir un matériau composite qui satisfasse mieux aux diverses exiqences de la pratique que les matériaux actuellement connus, et en particulier d'obtenir un matériau composite qui soit résistant à la fois aux chocs et à la flexion. To his great surprise, the Applicant has found that, if the materials according to the invention thus obtained do indeed have the desired flexural strength, they also have a very good impact resistance, which is stable over time: the incorporation of Ribbon section reinforcing elements according to the invention thus make it possible to simultaneously solve the two types of problems which have arisen so far and to obtain a composite material which better satisfies the various requirements of the practice. that the currently known materials, and in particular to obtain a composite material that is resistant to both impact and flexion.

Avantageusement, les tronçons de ruban sont disposés en au moins une nappe au sein de la masse de liant hydraulique, cette nappe s'étendant parallèlement aux faces principales de l'objet constitué dudit matériau. Advantageously, the ribbon sections are arranged in at least one sheet within the mass of hydraulic binder, this sheet extending parallel to the main faces of the object consisting of said material.

Bien entendu, les tronçons de ruban utilisés conformément à l'invention pour procurer la résistance souhaitée aux chocs peuvent éventuellement venir s'ajouter à d'autres moyens de renfort (tels que de l'amiante, des fibres papetières ou textiles, par exemple) présents dans le liant hydraulique à d'autres fins. On parvient donc à corriger l'évolution défavorable susceptible de se produire au cours du vieillissement. Of course, the sections of tape used in accordance with the invention to provide the desired impact resistance may optionally be added to other reinforcing means (such as asbestos, paper or textile fibers, for example) present in the hydraulic binder for other purposes. It is thus possible to correct the unfavorable evolution that may occur during aging.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit. The invention will be better understood on reading the detailed description which follows.

Pour obtenir les caractéristiques souhaitées de résistance aux chocs et de résistance à la flexion, le matériau composite de l'invention comporte des tronçons de ruban disposés au sein d'un liant hydraulique, ciment ou silico-calcaire notamment, en étant orientés de façon aléatoire et répartis de façon homogène et sensiblement sans recouvrement direct mutuel. To obtain the desired characteristics of impact resistance and flexural strength, the composite material of the invention comprises ribbon sections arranged in a hydraulic binder, cement or silico-limestone in particular, being oriented randomly and distributed homogeneously and substantially without mutual direct recovery.

Il est utile de préciser ici que le terme "liant hydraulique" désigne, à proprement parler, l'hydratation d'un ciment (Portland, au laitier, aux cendres volantes, alumineux, etc.) habituellement réalisée à température ambiante ou par étuvage à une température inférieure à 100"C, et/ou la réaction d'hydratation d'un composant siliceux (quartz, sable, argile, diatomite, etc.) et d'un composant calcaire (d'origine minéralogique ou industrielle comportant au moins 30 % de CaO ou encore la chaux en tant que sous-produit de la réaction d'hydratation du ciment) habituellement réalisée en autoclave. It is useful to specify here that the term "hydraulic binder" refers, strictly speaking, the hydration of a cement (Portland, slag, fly ash, aluminous, etc.) usually carried out at room temperature or by steaming at a temperature below 100 ° C, and / or the hydration reaction of a siliceous component (quartz, sand, clay, diatomite, etc.) and a limestone component (of mineralogical or industrial origin containing at least 30 % CaO or lime as a by-product of the cement hydration reaction) usually performed in an autoclave.

Par extension, dans la suite de la description et dans les revendications, ce terme désignera la matrice du matériau constituée principalement par le liant hydraulique proprement dit et comportant éventuellement des charges, des additifs de traitement ou d'autres éléments de renfort déjà connus. By extension, in the remainder of the description and in the claims, this term will designate the matrix of the material constituted mainly by the hydraulic binder proper and optionally comprising fillers, treatment additives or other reinforcing elements already known.

Bien qu'on puisse envisager une répartition volumique homogène des rubans au sein de la masse de liant hydraulique, il est souhaitable, pour des questions d'esthétique et pour autoriser une finition surfacique ultérieure de l'objet, que les tronçons de ruban n'apparaissent pas sur les faces extérieures de l'objet constitué dudit matériau. Although it is possible to envisage a homogeneous volume distribution of the ribbons within the mass of hydraulic binder, it is desirable, for aesthetic reasons and to allow a subsequent surface finishing of the object, that the sections of ribbon do not appear on the outer faces of the object made of said material.

Un mode de réalisation préférentiel consiste à constituer le matériau sous forme de couches ou nappes alternées de liant hydraulique et de rubans en nombre fonction de l'épaisseur totale de l'objet fabriqué et de l'importance de la résistance souhaitée. Sur chaque couche de liant hydraulique, les tronçons de ruban sont déposés dans les conditions susmentionnées et à plat, c'est-à-dire avec leurs grandes faces sensiblement parallèles à la surface de la couche de liant hydraulique, autrement dit parallèles aux faces principales de l'objet constitué dudit matériau composité. Puis une nouvelle couche de liant hydraulique est déposée par-dessus, et ainsi de suite. A preferred embodiment consists in constituting the material in the form of alternating layers or layers of hydraulic binder and ribbons in number depending on the total thickness of the manufactured object and the importance of the desired resistance. On each layer of hydraulic binder, the ribbon sections are deposited under the aforementioned conditions and flat, that is to say with their large faces substantially parallel to the surface of the hydraulic binder layer, ie parallel to the main faces of the object consisting of said composite material. Then a new layer of hydraulic binder is deposited on top, and so on.

La quantité de tronçons de ruban figurant au sein du liant hydraulique et la répartition de ces tronçons de ruban sont d'une grande importance, car elles conditionnent les propriétés mécaniques du matériau finalement obtenu. The amount of ribbon sections contained within the hydraulic binder and the distribution of these ribbon sections are of great importance because they condition the mechanical properties of the material finally obtained.

La proportion en volume des tronçons de ruban au sein du liant hydraulique ne doit pas dépasser quelques pour cents : elle est comprise entre 0,1 % et 5 %, de préférence entre 0,5 et 3 %. Elle est conditionnée par le nombre des monocouches de liant hydraulique. The volume proportion of ribbon sections within the hydraulic binder must not exceed a few percent: it is between 0.1% and 5%, preferably between 0.5 and 3%. It is conditioned by the number of monolayers of hydraulic binder.

De façon souhaitable, dans chaque nappe de rubans, la surface totale des tronçons de ruban est au plus égale à 10 % de la surface totale de l'objet constitué dudit matériau. Desirably, in each ribbon web, the total area of the ribbon sections is at most 10% of the total area of the object made of said material.

Les tronçons de ruban sont constitués en un matériau métallique amorphe, qui, d'une part, est inerte visà-vis des liants hydrauliques utilisés, et en particulier des ciments, ce qui assure la conservation dans le temps des caractéristiques mécaniques du matériau, et qui, d'autre part, possède une structure amorphe, c'est-à-dire non cristalline (cas par exemple d'un alliage métallique amorphe, tel qu'une fonte amorphe). The ribbon sections consist of an amorphous metallic material, which, on the one hand, is inert with respect to the hydraulic binders used, and in particular cements, which ensures the preservation over time of the mechanical characteristics of the material, and which, on the other hand, has an amorphous structure, that is to say non-crystalline (for example an amorphous metal alloy, such as an amorphous cast iron).

Les tronçons de ruban employés ont une épaisseur au plus égale à 90 p de préférence comprise entre 10 et 50 p, ce qui permet de produire des éléments de géométries très diverses (par exemple : plaques ou panneaux plans ou ondulés, tubes, etc.) de façon au moins aussi simple et rapide qu'avec les matériaux antérieurement utilisés. The ribbon sections used have a thickness of at most 90 p, preferably between 10 and 50 p, which makes it possible to produce elements of very diverse geometries (for example flat or corrugated plates or panels, tubes, etc.). in a way that is at least as simple and fast as with previously used materials.

La largeur et la longueur des tronçons de ruban sont en fait déterminées en fonction des dimensions de l'objet à fabriquer , par exemple, cette largeur peut être comprise entre 1 à 5 mm et la longueur peut être de plusieurs centimètres. The width and the length of the ribbon sections are in fact determined according to the dimensions of the object to be manufactured, for example, this width may be between 1 to 5 mm and the length may be several centimeters.

Dans chaque nappe de rubans, la surface totale des tronçons de ruban doit rester inférieure à 10 % de la surface totale de l'objet ; au-delà de cette proportion, le risque de feuilletage (séparation des monocouches de ciment) deviendrait trop important. In each sheet of ribbons, the total area of the ribbon sections must remain less than 10% of the total area of the object; beyond this proportion, the risk of lamination (separation of cement monolayers) would become too great.

Comme cela a déjà été indiqué, l'orientation des tronçons de ruban dans chaque nappe doit être aléatoire afin d'assurer au matériau des caractéristiques isotropes. As already indicated, the orientation of the ribbon sections in each web must be random in order to provide the material with isotropic characteristics.

Une orientation préférentielle des tronçons de ruban n'apporterait aucun bénéfice pour le comportement du matériau sous l'action d'un choc et risquerait de favoriser au contraire l'apparition de fissures parallèles à cette orientation privilégiée.A preferential orientation of the ribbon sections would not bring any benefit for the behavior of the material under the action of a shock and might instead favor the appearance of cracks parallel to this preferred orientation.

D'une façon typique, les tronçons de ruban sont constitués en un alliage métallique amorphe ayant une résistance à la traction de 2500 MPa, un module d'Young de 130 GPa, une densité de 7,2 ; la largeur des tronçons de ruban est de 1 mm environ, leur épaisseur de 35 p et leur longueur de 60 mm environ. Typically, the ribbon sections are made of an amorphous metal alloy having a tensile strength of 2500 MPa, a Young's modulus of 130 GPa, a density of 7.2; the width of the ribbon sections is about 1 mm, their thickness 35 and their length about 60 mm.

Exemple 1
On réalise des plaques témoins en un matériau composite connu et des plaques d'essai en un matériau conforme à l'invention constitué par un liant hydraulique à base de ciment CPA avec adjonction de tronçons de ruban correspondant à l'exemple typique sus-indiqué.Example 1
Control plates made of a known composite material and test plates made of a material according to the invention constituted by a hydraulic binder based on cement CPA with the addition of ribbon sections corresponding to the above-mentioned typical example are produced.

Ces plaques sont soumises à des essais de résistance à la flexion. Toutefois, dans ce cas, l'augmentation en flexion reste un critère secondaire pour l'appréciation des propriétés des matériaux incorporant des tronçons de ruban selon l'invention : le critère le plus intéressant est la résistance résiduelle après fissuration, c'est-àdire la résistance donnée par les tronçons de ruban après rupture de la matrice à base de ciment.

These plates are subjected to flexural strength tests. However, in this case, the increase in flexion remains a secondary criterion for the evaluation of the properties of the materials incorporating ribbon sections according to the invention: the most interesting criterion is the residual resistance after cracking, that is to say the resistance given by the sections of ribbon after rupture of the matrix based on cement.

<SEP> Matériau <SEP> Réf. <SEP> Epais- <SEP> Densité <SEP> Rs <SEP> Max <SEP> Rsrési- <SEP> Rsrési
<tb> seur <SEP> Remarques
<tb> <SEP> duelle <SEP> duelle
<tb> mm <SEP> MPa <SEP> après <SEP> à <SEP> 1% <SEP> de
<tb> défor
<tb> rupture
<tb> <SEP> matio,
<tb> <SEP> Ciment <SEP> avec <SEP> : <SEP> : <SEP>
<tb> 5 <SEP> % <SEP> amiante <SEP> 1 <SEP> 5,6 <SEP> 1,64 <SEP> 18,1 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> <SEP> Ciment <SEP> avec
<tb> <SEP> 5 <SEP> % <SEP> amiante
<tb> <SEP> et <SEP> 0,5% <SEP> (en <SEP> : <SEP> 2 <SEP> 6,0 <SEP> : <SEP> 1,67 <SEP> : <SEP> <SEP> 18,0 <SEP> 9,0 <SEP> : <SEP> 5,1
<tb> <SEP> poids) <SEP> de <SEP> : <SEP> .<SEP> soit <SEP> soit
<tb> ruban <SEP> 50 <SEP> % <SEP> 30 <SEP> %
<tb> <SEP> Ciment <SEP> avec <SEP> : <SEP> : <SEP> <SEP> : <SEP> <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> Produit
<tb> <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> % <SEP> cellu- <SEP> : <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 4,4 <SEP> : <SEP> 1,85 <SEP> : <SEP> 21,8 <SEP> : <SEP> 0 <SEP> : <SEP> 0 <SEP> : <SEP> surcom
<tb> <SEP> lose <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> primé
<tb> : <SEP> Ciment <SEP> avec <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP>
<tb> <SEP> 5 <SEP> % <SEP> cellu
<tb> <SEP> lose <SEP> et <SEP> 0,6%: <SEP> 4 <SEP> : <SEP> 4,3 <SEP> : <SEP> 1,82 <SEP> : <SEP> 20,3 <SEP> : <SEP> 14,0 <SEP> : <SEP> 8,0 <SEP> : <SEP> produit
<tb> <SEP> (en <SEP> poids) <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> soit <SEP> :soit <SEP> : <SEP> surcom
<tb> <SEP> de <SEP> rubans <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> 70 <SEP> % <SEP> : <SEP> 40 <SEP> % <SEP> primé
<tb>
Dans ces exemples (qui donnent des valeurs moyennes obtenues sur plusieurs essais), on notera que - les pourcentages de composition sont des pourcentages en poids ; le pourcentage en poids est lié au pourcentage en volume par la relation
densité des rubans
% poids = % volume x 1,15 x
densité du produit 'le coefficient 1,15 tenant compte de la quantité d'eau fixée par le ciment - les essais sont réalisés sur des matériaux saturés et préparés depuis 14 jours - la cellulose utilisée dans les deux derniers essais est une cellulose bisulfite blanchie.<SEP> Material <SEP> Ref. <SEP> Thick- <SEP> Density <SEP> Rs <SEP> Max <SEP> Rsresi- <SEP> Rsresi
<tb> seur <SEP> Notes
<tb><SEP> dual <SEP> dual
<tb> mm <SEP> MPa <SEP> after <SEP> to <SEP> 1% <SEP> of
<tb> defores
<tb> break
<tb><SEP> matio,
<tb><SEP> Cement <SEP> with <SEP>: <SEP>: <SEP>
<tb> 5 <SEP>% <SEP> Asbestos <SEP> 1 <SEP> 5.6 <SEP> 1.64 <SEP> 18.1 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb><SEP> Cement <SEP> with
<tb><SEP> 5 <SEP>% <SEP> asbestos
<tb><SEP> and <SEP> 0.5% <SEP> (in <SEP>: <SEP> 2 <SEP> 6.0 <SEP>: <SEP> 1.67 <SEP>: <SEP><SEP> 18.0 <SEP> 9.0 <SEP>: <SEP> 5.1
<tb><SEP> weight) <SEP> of <SEP>: <SEP>. <SEP> either <SEP> or
<tb> ribbon <SEP> 50 <SEP>% <SEP> 30 <SEP>%
<tb><SEP> Cement <SEP> with <SEP>: <SEP>: <SEP><SEP>:<SEP><SEP>:<SEP>:<SEP>:<SEP>:<SEP> Product
<tb><SEP> 5 <SEP> 5 <SEP>% <SEP> cellu- <SEP>: <SEP> 3 <SEP>: <SEP> 4,4 <SEP>: <SEQ> 1,85 <SEP >: <SEP> 21.8 <SEP>: <SEP> 0 <SEP>: <SEP> 0 <SEP>: <SEP> surcom
<tb><SEP> lose <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP> Awarded
<tb>: <SEP> Cement <SEP> with <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>
<tb><SEP> 5 <SEP>% <SEP> cellu
<tb><SEP> lose <SEP> and <SEP> 0.6%: <SEP> 4 <SEP>: <SEP> 4.3 <SEP>: <SEQ> 1.82 <SEP>: <SEP> 20.3 <SEP>: <SEP> 14.0 <SEP>: <SEP> 8.0 <SEP>: <SEP> product
<tb><SEP> (in <SEP> weight) <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP> or <SEP>: or <SEP>: <SEP> surcom
<tb><SEP> of <SEP><SEP> tapes: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP>: <SEP> 70 <SEP>% <SEP>: <SEP> 40 <SEP> % <SEP> Awarded
<Tb>
In these examples (which give average values obtained over several tests), it should be noted that - the percentages of composition are percentages by weight; the percentage by weight is related to the percentage in volume by the relation
density of ribbons
% weight =% volume x 1.15x
density of the product the coefficient 1,15 taking into account the quantity of water fixed by the cement - the tests are carried out on saturated materials and prepared for 14 days - the cellulose used in the last two tests is a bleached cellulose bisulphite.

I1 résulte de ces essais que l'incorporation de tronçons de ruban de renfort à un matériau composite (aiuiante-ciment ou cellulose-ciment) ne modifie pas la résistance maximale supportable par ce matériau (à densité comparable), mais accroît systématiquement dans des proportions notables la résistance aux grandes déformations. It follows from these tests that the incorporation of sections of reinforcement tape to a composite material (aiuiante-ciment or cellulose-cement) does not modify the maximum resistance endurable by this material (at comparable density), but increases systematically in proportions notable resistance to large deformations.

Exemple 2
On réalise des plaquettes de 200 mm x 200 mm, constituées en matériau fibre-ciment avec ou sans tronçons de ruban, qui sont ensuite soumises à des essais aux chocs.Example 2
Platelets of 200 mm × 200 mm made of fiber cement material with or without ribbon sections are produced, which are then subjected to impact tests.

Ces chocs sont obtenus à l'aide d'une bille d'acier de 0,51 kg tombant en chute libre de hauteurs croissantes de 5 cm en 5 cm (soit un accroissement d'énergie de 0,25 J), à partir d'une hauteur de 5 cm .On relève l'énergie E correspondant à l'apparition de la première fissure (choc non élastique), ainsi que le nombre de chocs supplémentaires
N pour parvenir à la rupture complète (fracture longitudinale ou transversale ou combinaison des deux).

These shocks are obtained using a steel ball of 0.51 kg falling in free fall of heights increasing 5 cm in 5 cm (an energy increase of 0.25 J), from a height of 5 cm. The energy E corresponding to the appearance of the first crack (non-elastic shock), as well as the number of additional shocks, is noted.
N to achieve complete rupture (longitudinal or transverse fracture or combination of both).

<tb> Matériau <SEP> :<SEP> E <SEP> (joules) <SEP> Accroisse- <SEP> N <SEP> Epaisseur <SEP> de
<tb> ciment <SEP> + <SEP> ment <SEP> % <SEP> la <SEP> plaquette
<tb> <SEP> en <SEP> mm
<tb> 5 <SEP> % <SEP> cellu
<tb> lose <SEP> écrue <SEP> 1,0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 4,6
<tb> 5 <SEP> % <SEP> cellu
<tb> lose <SEP> + <SEP> 1,5%
<tb> de <SEP> rubans <SEP> de <SEP> 1,8 <SEP> 80 <SEP> 1 <SEP> 5,6
<tb> 60mm
<tb> 11 <SEP> % <SEP> amiante <SEP> 1,0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 4,8
<tb> <SEP> 11 <SEP> % <SEP> amiante
<tb> + <SEP> 1 <SEP> % <SEP> rubans <SEP> 1,1 <SEP> 10 <SEP> 1 <SEP> 4,8
<tb> 11 <SEP> % <SEP> amiante
<tb> + <SEP> 2 <SEP> % <SEP> rubans <SEP> 1,25 <SEP> 25 <SEP> 2 <SEP> 4,7
<tb> 11 <SEP> % <SEP> amiante
<tb> + <SEP> 3 <SEP> % <SEP> rubans <SEP> 1,4 <SEP> 40 <SEP> 2 <SEP> 4,9
<tb> 11 <SEP> % <SEP> amiante
<tb> + <SEP> 4 <SEP> % <SEP> rubans <SEP> 1,6 <SEP> 60 <SEP> 3 <SEP> 5,0
<tb> <tb> Material <SEP>: <SEP> E <SEP> (joules) <SEP> Increases <SEP> N <SEP> Thickness <SEP> of
<tb> cement <SEP> + <SEP> ment <SEP>% <SEP> the <SEP> wafer
<tb><SEP> in <SEP> mm
<tb> 5 <SEP>% <SEP> cellu
<tb> lose <SEP> ecru <SEP> 1.0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 4,6
<tb> 5 <SEP>% <SEP> cellu
<tb> lose <SEP> + <SEP> 1.5%
<tb> of <SEP> ribbons <SEP> of <SEP> 1.8 <SEP> 80 <SEP> 1 <SEP> 5.6
<tb> 60mm
<tb> 11 <SEP>% <SEP> Asbestos <SEP> 1.0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 4,8
<tb><SEP> 11 <SEP>% <SEP> asbestos
<tb> + <SEP> 1 <SEP>% <SEP> ribbons <SEP> 1,1 <SEP> 10 <SEP> 1 <SEP> 4,8
<tb> 11 <SEP>% <SEP> asbestos
<tb> + <SEP> 2 <SEP>% <SEP> ribbons <SEP> 1.25 <SEP> 25 <SEP> 2 <SEP> 4.7
<tb> 11 <SEP>% <SEP> asbestos
<tb> + <SEP> 3 <SEP>% <SEP> ribbons <SEP> 1.4 <SEP> 40 <SEP> 2 <SEP> 4.9
<tb> 11 <SEP>% <SEP> asbestos
<tb> + <SEP> 4 <SEP>% <SEP> ribbons <SEP> 1.6 <SEP> 60 <SEP> 3 <SEP> 5.0
<Tb>

L'amélioration de la résistance aux chocs apportée par l'introduction de tronçons de ruban conformément à l'invention est très sensible, quel que soit le type de matériau de base (avec ou sans amiante).The improvement of the impact resistance provided by the introduction of sections of tape according to the invention is very sensitive, whatever the type of base material (with or without asbestos).

Exemple 3
Des tuyaux témoins de 150 mm de diamètre intérieur nominal ayant une paroi de 15,5 mm d'épaisseur sont réalisés en un matériau comportant 87,5 % en poids de ciment
CPA et 12,5 % en poids d'amiante, avec une densité de 1,75
Des tuyaux d'essai de 150 mm de diamètre ayant une paroi de 9,7 mm d'épaisseur sont réalisés en un matériau conforme à l'invention comportant 84,4 % en poids de ciment CPA, 12,1 % en poids d'amiante et 3,5 % en poids de tronçons de ruban ayant les caractéristiques mentionnées dans l'exemple typique susindiqué, avec une densité de 1,80.Example 3
Control tubes 150 mm nominal internal diameter having a wall 15.5 mm thick are made of a material comprising 87.5% by weight of cement
CPA and 12.5% by weight of asbestos, with a density of 1.75
Test tubes 150 mm in diameter having a wall of 9.7 mm thick are made of a material according to the invention comprising 84.4% by weight of CPA cement, 12.1% by weight of asbestos and 3.5% by weight of ribbon sections having the characteristics mentioned in the above-mentioned typical example, with a density of 1.80.

Ces deux types de tuyaux sont soumis à des essais de résistance à l'écrasement et à l'éclatement tels que définis par la norme NF P 16 304. These two types of pipe are subjected to tests of resistance to crushing and bursting as defined by standard NF P 16 304.

La résistance à l'écrasement du tuyau témoin est de 49,5 MPa et celle du tuyau d'essai de 53,3 MPa, soit une amélioration de + 7,7 %. The crush resistance of the control hose is 49.5 MPa and that of the test hose is 53.3 MPa, an improvement of + 7.7%.

La résistance à l'éclatement du tuyau témoin est de 22,4 MPa et celle du tuyau d'essai de 23,4 MPa, soit une amélioration de + 4,5 %. The bursting resistance of the control hose is 22.4 MPa and that of the test hose is 23.4 MPa, an improvement of + 4.5%.

D'une façon générale, les essais ont mis en évidence une amélioration de résistance de 5 à 10 % pour ces tuyaux. In general, the tests have shown a 5 to 10% strength improvement for these pipes.

Exemple 4
Des plaques identiques à celles de l'exemple 1 sont exposées en extérieur en ambiance industrielle et testées au bout de 2 ans.

Example 4
Plates identical to those of Example 1 are exposed outdoors in industrial environments and tested after 2 years.

Matériau <SEP> Réf. <SEP> Contrainte <SEP> Contrainte <SEP> Contrainte
<tb> <SEP> maximale <SEP> résiduelle <SEP> résiduelle
<tb> <SEP> Rs <SEP> (MPa) <SEP> après <SEP> rupture <SEP> à <SEP> 1 <SEP> % <SEP> de <SEP> déforma
<tb> <SEP> (MPa) <SEP> (MPa)
<tb> Ciment <SEP> avec
<tb> 5 <SEP> % <SEP> amiante <SEP> 1 <SEP> 18,4 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Ciment <SEP> avec
<tb> 5 <SEP> % <SEP> amiante
<tb> et <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> (en <SEP> 2 <SEP> 18,4 <SEP> 9,8 <SEP> 4,3
<tb> poids) <SEP> de
<tb> rubans
<tb> Ciment <SEP> avec
<tb> 5% <SEP> cellulose <SEP> 3 <SEP> 0 <SEP> (échantillons <SEP> fissurés <SEP> au <SEP> vieillissement)
<tb> (produit <SEP> sur
<tb> <SEP> comprimé)
<tb> Ciment <SEP> avec
<tb> 5% <SEP> cellulose
<tb> et <SEP> 0,6 <SEP> % <SEP> (en
<tb> poids) <SEP> de <SEP> ru <SEP> 4 <SEP> 13,4 <SEP> 11,5 <SEP> 9,7
<tb> bans <SEP> (pro
<tb> duit <SEP> surcom
<tb> <SEP> primé)
<tb>
I1 résulte de ces essais que l'accroissement notable de la résistance aux grandes déformations du à l'introduction des rubans en matériau amorphe dans le liant hydraulique subsiste après vieillissement.Material <SEP> Ref. <SEP> Constraint <SEP> Constraint <SEP> Constraint
<tb><SEP> maximum <SEP> residual <SEP> residual
<tb><SEP> Rs <SEP> (MPa) <SEP> After <SEP> Rupture <SEP> to <SEP> 1 <SEP>% <SEP> of <SEP> Deformed
<tb><SEP> (MPa) <SEP> (MPa)
<tb> Cement <SEP> with
<tb> 5 <SEP>% <SEP> Asbestos <SEP> 1 <SEP> 18.4 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Cement <SEP> with
<tb> 5 <SEP>% <SEP> Asbestos
<tb> and <SEP> 0.5 <SEP>% <SEP> (in <SEP> 2 <SEP> 18.4 <SEP> 9.8 <SEP> 4.3
<tb> weight) <SEP> of
<tb> ribbons
<tb> Cement <SEP> with
<tb> 5% <SEP> cellulose <SEP> 3 <SEP> 0 <SEP>(<SEP> cracked <SEP> samples at <SEP> aging)
<tb> (product <SEP> on
<tb><SEP> tablet)
<tb> Cement <SEP> with
<tb> 5% <SEP> cellulose
<tb> and <SEP> 0.6 <SEP>% <SEP> (in
<tb> weight) <SEP> of <SEP> ru <SEP> 4 <SEP> 13.4 <SEP> 11.5 <SEP> 9.7
<tb> bans <SEP> (pro
<tb> duit <SEP> surcom
<tb><SEP> awarded)
<Tb>
It follows from these tests that the significant increase in the resistance to large deformations due to the introduction of amorphous material ribbons in the hydraulic binder remains after aging.

Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. It goes without saying and as it follows already from the foregoing, the invention is not limited to those of its modes of application and of realization which have been more especially envisaged; it embraces, on the contrary, all variants.

Claims

1. Composite material based on hydraulic binder reinforced in particular by elongate elements, this material having to have good bending strength and good impact resistance, characterized in that the said allonqé reinforcing elements are in particular sections of ribbon disDosed flat, that is to say with their large faces substantially parallel to the main faces of the object consisting of said material, while being oriented randomly and being distributed homogeneously and substantially without mutual direct recovery.

2. Composite material according to claim 1, characterized in that the ribbon sections are arranged in at least one sheet within the mass of hydraulic binder, this sheet extending parallel to the main faces of the object consisting of said material.

3. Composite material according to claim 1 or 2, characterized in that the volume proportion of ribbon sections within the hydraulic binder is between about 0.1% and 5%.

4. Composite material according to claim 3, characterized in that the volume proportion of ribbon sections in the hydraulic binder is preferably between about 0.5% and 3%.

5. composite material according to any one of the preceding claims, characterized in that in each ribbon ribbon ply, the total surface of the ribbon sections is at most equal to 10% of the total surface of the object consisting of said material .

6. composite material according to any one of the preceding claims, characterized in that the ribbon sections have a thickness at most equal to 90 p.

7. Composite material according to claim 6, characterized in that the thickness of the ribbon sections is between about 10 and 50 M.

8. Composite material according to any one of the preceding claims, characterized in that the ribbon sections are divided into several layers substantially regularly spaced from each other according to the thickness of the object consisting of said material.

9. Composite material according to any one of the preceding claims, characterized in that the ribbon sections are made of an amorphous metallic material.