PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION DE BLOCS DE CONSTRUCTION A PARTIR D'UN LIANT HYDRAULIQUE TEL QUE DU PLATRE, D'UNE CHARGE INERTE TELLE QUE DU SABLE ET D'EAU

Description

[0001] L'invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication de blocs de construction par moulage sous pression élevée d'un mélange d'un liant hydraulique tel que du plâtre, d'une charge inerte telle que du sable et d'eau.

[0002] Ces blocs de construction et leur procédé de fabrication ont été décrits dans la Demande Internationale WO 88/03916 du même inventeur.

[0003] Ce procédé consiste à mouler sous pression élevée le mélange de plâtre, de sable et d'eau pendant une durée suffisante, de l'ordre de 2 à 3 mn, correspondant à l'hydratation sous pression du plâtre qui se traduit par une expansion contrariée du plâtre à l'intérieur du moule, ainsi que par une densification et une réorientation de son réseau cristallin.

[0004] Les blocs de construction ainsi obtenus ont des caractéristiques remarquables : une résistance à la compression largement supérieure à 100 kg/cm², une dureté équivalente à celle de la pierre tendre, une bonne résistance à l'humidité et au gel, et une précision dimensionnelle de l'ordre du 1/10^e de millimètre, ce qui permet de les monter directement les uns sur les autres sans interposition de joints traditionnels entre les blocs.

[0005] Ces blocs sont de plus utilisables en construction à leur sortie des moules, sans séchage.

[0006] Il en résulte une économie de construction considérable, aussi bien en temps qu'en qualification de main d'oeuvre, les frais de construction proprement dits étant divisés par un facteur au moins égal à 2 ou 3.

[0007] La demande internationale WO 88/03916 précitée décrit également un dispositif de fabrication de ces blocs, comprenant les moyens décrits dans le préambule de la revendication 4 et dans lequel la presse hydraulique est utilisée pour maintenir les plateaux du moule en place pendant l'hydratation du plâtre et pour résister à l'expansion volumique du plâtre, ce qui amène à laisser le moule dans la presse pendant 2 à 3 minutes environ et ne permet pas une cadence élevée de fabrication des blocs.

[0008] La présente invention a pour objet des perfectionnements importants au procédé et au dispositif précités, qui permettent d'améliorer encore les caractéristiques des blocs de construction précités, d'uniformiser leur qualité et de réduire leur prix de revient.

[0009] Elle a également pour objet des moyens permettant de fabriquer ces blocs en grande quantité et à cadence élevée.

[0010] L'invention propose à cet effet un procédé de fabrication de blocs de construction à partir d'un mélange d'un liant hydraulique tel que du plâtre, d'une charge inerte telle que du sable et d'eau, le liant hydraulique augmentant de volume au cours de son hydratation et le mélange précité étant moulé sous pression pendant une durée suffisante pour obtenir une hydratation sous pression du liant hydraulique et une densification de son réseau cristallin, le procédé consistant à placer une quantité dosée du mélange dans un moule à parois latérales indéformables et à plateaux horizontaux supérieur et inférieur déplaçables en translation verticale dans le moule avec un jeu faible par rapport au parois latérales, caractérisé en ce qu'il consiste ensuite à déplacer lentement au moins l'un des plateaux vers l'intérieur du moule sur des courses successives prédeterminées pour tasser le mélange à l'intérieur du moule, puis pour donner une hauteur prédéfinie au bloc à obtenir en comprimant progressivement le mélange dans le moule, à maintenir en place lesdits plateaux pendant la durée précitée d'hydratation du liant hydraulique en résistant à son expansion volumique et ensuite à écarter l'un des plateaux pour démouler le bloc par déplacement de l'autre plateau vers l'intérieur du moule.

[0011] La compression lente du mélange placé dans le moule a pour effet, successivement, de tasser le mélange dans le moule en réduisant son foisonnement, de chasser l'air contenu dans le mélange et d'accélérer le mouillage du mélange grâce à la mise en pression de l'eau, de chasser hors du moule un éventuel excès d'eau par rapport à la quantité d'eau juste nécessaire à l'hydratation du plâtre, et de définir avec précision la hauteur (ou dimension encre les plateaux horizontaux du moule) du bloc de construction à obtenir. Le maintien en place des plateaux du moule, dans la position qu'ils occupent à la fin de la phase de compression, permet de conserver cette hauteur pendant la phase suivante, qui est une phase d'hydratation sous pression et d'expansion contrariée du plâtre dans le moule.

[0012] Les blocs de construction ainsi produits ont des dimensions bien définies et une résistance à la compression qui est au moins égale à une valeur prédéterminée.

[0013] Selon une autre caractéristique de l'invention, ce procédé consiste également à détecter l'augmentation de pression dans le moule résultant de l'expansion contrariée du liant hydraulique, pour définir la fin de la durée d'expansion contrariée dans le moule et démouler le bloc de construction, lorsque cette pression a atteint une valeur prédéterminée.

[0014] De préférence, cette valeur prédéterminée de la pression dans le moule ne correspondra qu'à 70-90% environ de l'hydratation complète du liant hydraulique dans le moule, de façon à réduire l'effort à fournir pour le démoulage des blocs de construction et l'usure des moules.

[0015] L'invention propose également un dispositif pour l'exécution de ce procédé, comprenant un moule à parois verticales indéformables et à plateaux horizontaux supérieur et inférieur, qui sont déplaçables en translation dans le moule avec un jeu faible par rapport aux parois verticales, des moyens de positionnement du plateau inférieur dans le moule, des moyens de remplissage du moule par une quantité dosée du mélange précité, des moyens de mise en place du plateau supérieur dans le moule, au moins une presse hydraulique pour déplacer au moins l'un des plateaux à l'intérieur du moule pour tasser le mélange dans le moule et le comprimer sous pression élevée jusqu'à la hauteur désirée du bloc à obtenir, des moyens de retrait d'au moins un des plateaux du moule, et des moyens de démoulage à vérin hydraulique pour sortir le bloc du moule, caractérisé en ce que la presse est commandée pour déplacer lentement le ou les plateaux précités à l'intérieur du moule sur des courses successives prédéterminées de tassement et de compression et en ce que le dispositif comprend des moyens indépendants de la presse pour maintenir en place les plateaux dans le moule pendant l'expansion du liant hydraulique résultant de son hydratation.

[0016] Par ailleurs, le dispositif peut également comprendre des moyens de détection de l'augmentation de pression du mélange dans le moule, résultant de l'expansion contrariée du liant hydraulique.

[0017] De préférence, au moins le plateau supérieur du moule comprend un rebord oblique sur au moins une partie de la périphérie de sa face de contact avec le mélange dans le moule, pour former un chanfrein (continu ou discontinu) sur au moins une partie du bord périphérique supérieur du bloc de construction.

[0018] La présence de ce chanfrein évite les risques de fissuration ou d'éclatement du bord périphérique supérieur du bloc de construction, lorsque les plateaux du moule sont libérés à la fin de la phase d'expansion contrariée, avant le démoulage.

[0019] Par ailleurs, en prévoyant un chanfrein identique sur le bord périphérique inférieur du bloc de construction, on améliore l'aspect d'une construction formée par la pose de ces blocs les uns sur les autres.

[0020] Selon une autre caractéristique de l'invention, la presse hydraulique comprend des plateaux supérieur et inférieur entre lesquels est placé le moule et qui sont reliés par une transmission mécanique propre à définir de façon positive une distance déterminée entre les plateaux de la presse, correspondant à la hauteur désirée du bloc de construction, et à assurer le parallélisme de ces plateaux.

[0021] On évite ainsi d'utiliser des butées mécaniques sur lesquels les plateaux de la presse viendraient en appui, et l'on peut mesurer les efforts de tension ou de compression auxquels sont soumis des éléments de cette transmission mécanique lors de la phase d'expansion contrariée du liant hydraulique dans le moule, pour définir la fin de cette phase d'expansion contrariée.

[0022] De façon générale, l'invention permet d'automatiser de façon fiable et sûre le procédé de fabrication des blocs de construction, d'améliorer et d'uniformiser leur qualité, et d'augmenter très sensiblement leur cadence de fabrication.

[0023] L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

• les figures 1, 2 et 3 sont des vues schématiques de dessus, en coupe verticale et de dessous respectivement, d'un bloc de construction selon l'invention;
• la figure 4 est une vue schématique en coupe verticale d'un moule de fabrication de ce bloc;
• la figure 5 est une vue schématique de dessus de ce moule, dont le plateau supérieur a été retiré;
• la figure 6 illustre schématiquement les différents postes de fabrication de ce bloc, dans une réalisation de l'invention;
• les figures 7 et 8 sont des vues en coupe verticale et de dessus, respectivement, d'une variante de réalisation d'un moule;
• la figure 9 représente schématiquement les postes d'une installation utilisant le moule des figures 7 et 8.

[0024] Le bloc de construction qui a été représenté dans les figures 1 à 3 est sensiblement identique à celui qui a été décrit dans la Demande Internationale WO 88/03916 et est de tonne parallépipédique rectangle, avec des dimensions qui sont par exemple de 15cm x 15cm x 30 cm. Un bloc selon l'invention, ayant ces dimensions, pèse un peu plus d'une dizaine de kilos et est facilement manipulable à la main. Bien entendu, l'invention permet également la fabrication de blocs ayant des formes et dimensions différentes.

[0025] La face supérieure 12 de ce bloc comporte des saillies 14 de faible hauteur, de forme carrée ou circulaire par exemple.

[0026] La face inférieure 16 du bloc comprend une cavité 18 d'un volume relativement important (de l'ordre de 30% du volume total par exemple), qui s'étend sur une certaine hauteur à l'intérieur du bloc 10 et dont le débouché sur la face inférieure 16 du bloc est délimité par des bords longitudinaux 20 et transversaux 22 qui définissent des logements des saillies 14 de la face supérieure d'un autre bloc.

[0027] En outre, la face inférieure 16 du bloc comporte une rainure ou un canal longitudinal 24 s'étendant sur toute sa longueur, qui communique avec la cavité 18 et qui débouche à l'une des ses extrémités longitudinales dans une rainure verticale 26 formée sur toute la hauteur du bloc, dans une de ses faces verticales d'extrémité.

[0028] Comme cela est expliqué dans la Demande Internationale précitée, les blocs 10 sont destinés à être posés les uns sur les autres et les uns à côté des autres, en étant tous orientés dans le même sens, pour former un mur comprenant des rangées horizontales de blocs dans lesquels les blocs sont décalés entre eux d'une demi-longueur d'une rangée à l'autre. Du plâtre relativement liquide est versé en deux fois dans les rainures verticales 26 pour venir remplir partiellement les cavités 18 des blocs en recouvrant les saillies 14 des faces supérieures des blocs inférieurs, puis pour remplir les rainures verticales 26.

[0029] Comme on le voit sur les figures 1 à 3, un chanfrein 28 est formé sur au moins une partie des bords périphériques des faces supérieure et inférieure du bloc de construction. Des chanfreins identiques peuvent aussi être formés sur les bords verticaux du bloc.

[0030] Les figures 4 et 5 représentent schématiquement un moule utilisé pour la fabrication du bloc représenté dans les figures 1 à 3.

[0031] Ce moule comprend quatre parois verticales 30 en acier, qui sont assemblées rigidement entre elles, de préférence par des boulons 32 et qui sont positionnées les unes par rapport aux autres au moyen de pions de centrage 34 pour définir de façon précise la longueur et la largeur de la cavité de moulage, avec une tolérance dimensionnelle de l'ordre de quelques centièmes de millimètre. Les faces intérieures des parois verticales 30 sont rectifiées pour être parfaitement lisses et planes. L'une des parois verticales 30, formant une des petites faces verticales d'extrémité du moule, comporte sur toute sa hauteur une saillie verticale 36 de forme semi-cylindrique destinée à former la rainure verticale 26 du bloc de construction à obtenir.

[0032] Les parois verticales 30 du moule ont une hauteur supérieure à celle du bloc à obtenir, de façon à recevoir entre elles le plateau supérieur 38 et le plateau inférieur 40 du moule. Lorsque la hauteur du bloc à obtenir est de 15 cm, les parois verticales 30 du moule auront une hauteur comprise entre 25 et 30 cm environ.

[0033] Les plateaux du moule sont des plaques rectangulaires en acier, dimensionnées pour pouvoir être déplaçables par translation verticale à l'intérieur du moule, avec un jeu faible de quelques dixièmes de millimètres par rapport aux parois verticales. Par ailleurs, les faces internes des parois verticales 30 forment avec la verticale un angle de dépouille faible de l'ordre de 0,5° pour faciliter le démoulage du bloc de construction.

[0034] La face inférieure du plateau supérieur 38 du moule comporte deux petites cavités 42, dont les formes correspondent à celles des saillies 14 de la face supérieure du bloc de construction à obtenir, et un rebord périphérique oblique 44 de formation du chanfrein 28 du bloc à obtenir. Ce rebord oblique peut être prévu uniquement sur une partie de la périphérie de la face inférieure du plateau 38. Une petite face verticale du plateau 38 comporte une rainure semi-cylindrique correspondant à la saillie verticale 36.

[0035] La face supérieure du plateau inférieur 40 porte un noyau 46 destiné à former la cavité 18 et le canal longitudinal 24 dans la face inférieure du bloc à obtenir. De plus, une petite face verticale de ce plateau 40 et du noyau 46 comporte une rainure verticale semi-cylindrique, destinée à recevoir la saillie verticale 36 de la paroi latérale 30 correspondante du moule. Le bord supérieur du plateau 40 comporte également un rebord périphérique oblique de formation du chanfrein 28 précité du bloc de construction. Comme précédemment, ce rebord oblique peut être prévu uniquement sur une partie de la périphérie du plateau 40.

[0036] Dans une variante de réalisation de ce moule, au moins l'une des grandes parois verticales 30 du moule est fixée de façon facilement amovible aux autres parois par tout moyen approprié, comprenant par exemple des charnières et/ou des leviers de verrouillage. Le retrait de cette grande paroi 30 du moule peut faciliter le démoulage du bloc de construction. De plus, cette paroi 30 peut être destinée à recevoir sur sa face interne une plaque d'une matière quelconque appropriée destinée à former un parement de façade sur le bloc de construction.

[0037] Les différents postes d'un dispositif de fabrication d'un bloc de construction selon l'invention ont été représentés schématiquement en figure 6.

[0038] Dans cette figure, le dessin du moule 50 a été simplifié, mais il est bien entendu que ce moule peut être identique à celui représenté schématiquement dans les figures 4 et 5.

[0039] Le premier poste du dispositif selon l'invention, désigné généralement par la référence A, est un poste de remplissage du moule 50. A ce poste, le moule 50 repose sur une surface de support 52, qui peut faire partie de moyens de transfert des moules entre les différents postes du dispositif de fabrication. Le plateau inférieur 40 du moule est également porté par cette surface de support 52, de façon à occuper une position définie à l'intérieur du moule. Des moyens 54 permettent de déverser à l'intérieur du moule une quantité dosée d'un mélange 56 d'un liant hydraulique tel que du plâtre, d'une charge inerte telle que du sable, et d'eau. Les moyens 54 d'amenée de ce mélange sont avantageusement conçus pour réaliser également l'humidification d'un mélange sec de plâtre et de sable avec une quantité d'eau qui sera sensiblement égale ou légèrement supérieure à la quantité d'eau nécessaire à la compacité optimale du mélange (cette quantité d'eau étant supérieure à celle nécessaire à l'hydratation du plâtre).

[0040] Pour la fabrication d'un bloc de construction tel que représenté aux figures 1 à 3, et ayant des dimensions de 15cm x 15 cm x 30 cm, on utilise un mélange comprenant environ 6 kg de sable, 4 kg de plâtre et 1,3-1,5 litres d'eau selon les granulométries du sable et du plâtre. Ce mélange est déversé dans le moule en quelques secondes.

[0041] Le moule est ensuite transféré au poste suivant, désigné par la référence B, où le plateau supérieur 38 du moule est placé dans le moule et repose sur le mélange 56 de plâtre, de sable et d'eau.

[0042] Eventuellement, l'un ou l'autre des postes A et B ou les deux postes, peuvent comprendre une table vibrante permettant de réaliser un début de tassement du mélange 56 dans le moule, une évacuation de l'air occlus et un meilleur mouillage.

[0043] Le poste suivant, désigné par la référence C, comporte essentiellement une presse hydraulique à deux plateaux horizontaux mobiles 58 et 60 entre lesquels est placé le moule 50. Un ou plusieurs vérins hydrauliques 62 permettent de déplacer les plateaux de la presse, par exemple en synchronisme, dans des directions opposées pour les rapprocher et pour les écarter l'un de l'autre. Par exemple, les tiges de piston des vérins 62 s'appuient sur le plateau supérieur 58 de la presse tandis que leurs cylindres sont portés par une plaque horizontale 64 déplaçable en translation verticale et reliée par des tirants 66 au plateau inférieur 60 de la presse.

[0044] Les tirants 66 permettent d'assurer l'obtention et le maintien de la distance voulue entre les plateaux du moule, et sont le siège d'efforts de tension que l'on peut mesurer pour contrôler la bonne exécution du procédé.

[0045] Le plateau supérieur 58 de la presse s'applique sur le plateau supérieur 38 du moule tandis que les parois verticales 30 et le plateau inférieur 40 du moule s'appuient sur le plateau inférieur 60 de la presse.

[0046] La compression du mélange 56 dans le moule est réalisée de façon lente, de préférence en deux temps :

• une premier temps au cours duquel le mélange 56 est simplement tassé dans le moule par descente du plateau supérieur 38 à l'intérieur du moule, sur une course de plusieurs centimètres (de 4 à 10 cm par exemple), la durée de cette course étant de plusieurs secondes (par exemple de 5 à 10 s environ);
• un deuxième temps au cours duquel le plateau supérieur 38 est enfoncé dans le moule sur une course de plusieurs centimètres jusqu'à ce que la distance séparant les plateaux 38 et 40 du moule soit égale à la hauteur désirée du bloc de construction. La durée de ce deuxième temps est de plusieurs secondes et la pression appliquée au mélange 56 à l'intérieur du moule atteint des valeurs comprises entre 50 et 100 kg/cm² environ, selon les cas.

[0047] Ces deux temps de compression peuvent être réalisés soit par déplacement d'un des deux plateaux 38, 40 à l'intérieur du moule, soit par déplacement des deux plateaux 38,40 l'un vers l'autre.

[0048] Au cours de la compression du mélange 56 dans le moule, l'air contenu dans ce mélange est chassé par le jeu entre les parois verticales et les plateaux du moule, l'eau se répartit uniformément dans le mélange de plâtre et de sable grâce à la pression exercée, et un éventuel excès d'eau est chassé par le jeu entre les parois verticales et les plateaux du moule. La distance entre les plateaux 38 et 40 du moule, correspondant à la hauteur désirée du bloc à obtenir, est de préférence définie de façon positive par une transmission mécanique reliant entre eux les plateaux 58 et 60 de la presse et assurant leur parallélisme.

[0049] Lorsque les plateaux 38 et 40 du moule ont été amenés à la distance voulue correspondant à la hauteur du bloc à obtenir, ils sont immobilisés. La pression dans le moule va alors chuter sensiblement pendant un laps de temps bref, puis va augmenter progressivement au fur et à mesure de l'expansion du plâtre, résultant de son hydratation.

[0050] En conséquence, lorsque les plateaux 38 et 40 du moule ont été amenés à la distance voulue l'un de l'autre par les vérins hydrauliques 62 de la presse, ces vérins sont à nouveau commandés pour écarter les plateaux 58 et 60 et permettre le transfert du moule 50 au poste suivant, désigné par la référence D, où les plateaux 38 et 40 du moule sont maintenus dans une position correspondant à la hauteur désirée du bloc à obtenir. Pour cela, le poste D peut comprendre par exemple des moyens 68 de support du moule et du plateau inférieur 40, et des moyens d'appui sur le plateau supérieur 38, ces moyens pouvant être du type mécanique, par exemple des leviers 70 montés à rotation sur un support 72, et/ou du type hydraulique, par exemple des vérins 74 portés par le support 72.

[0051] Le moule 50 est maintenu au poste D pendant une durée suffisante pour que l'hydratation du plâtre se produise à 70-90% environ à l'intérieur du moule 50. Cette durée peut varier de 1,5 à 5 mn environ, en fonction de la température, du type et de la quantité de plâtre utilisé, et du degré d'hydratation du plâtre que l'on veut obtenir sous pression. L'augmentation de pression dans le moule 50, qui résulte de l'expansion contrariée du plâtre, peut être très importante et atteindre des valeurs de l'ordre de 100 kg/cm².

[0052] Les moyens d'appui 70, 74 vont donc avoir une résistance suffisante pour s'opposer à la pression exercée sur le plateau supérieur 38 du moule.

[0053] De préférence, la pression à l'intérieur du moule est détectée par des moyens appropriés, de façon à ce que les moyens d'appui 70, 74 libèrent le plateau supérieur 38 du moule dès que cette pression a atteint une valeur prédéterminée. On peut, pour cela, mesurer par exemple la pression à l'intérieur des vérins hydrauliques 74 et mettre ces vérins à l'échappement dès que la pression atteint une valeur prédéterminée, ou bien mesurer l'effort exercé sur les leviers 70 et les faire pivoter pour libérer le plateau 38 quand cet effort atteint une valeur déterminée. On peut également mesurer la tension de biellettes reliant les supports 68 et 72 et commander la libération du plateau supérieur 38 dès que cette tension atteint une valeur prédéterminée.

[0054] On peut également équiper les vérins hydrauliques 74 d'un limiteur de pression, de façon à ce que la pression à l'intérieur du moule 50 ne puisse dépasser une valeur prédéterminée.

[0055] A titre d'exemple, on a représenté schématiquement au poste D un moyen 76 de mesure de la pression dans un vérin 74, ce moyen 76 étant associé à un moyen 78 de commande du vérin.

[0056] A l'issue de cette phase d'expansion contrariée du plâtre dans le moule 50, les moyens 70, 74 d'appui sur le plateau supérieur 38 du moule sont écartés et le moule est transféré au poste suivant désigné par la référence E, où le plateau supérieur 38 du moule est retiré.

[0057] Le moule est ensuite transféré au poste suivant, désigné par la référence F et qui est un poste de démoulage.

[0058] A ce poste, les parois verticales 30 du moule sont immobilisées entre des butées, et un ou plusieurs vérins hydrauliques 80 exercent un effort important sur le plateau inférieur 40, pour le pousser vers le haut et permettre l'extraction du bloc 82 par des moyens 84 de prise et de transfert, le bloc 82 étant manipulable et utilisable dès sa sortie du moule. Au début du démoulage, l'effort fourni par le ou les vérins 80 peut être très important (par exemple de l'ordre de 100 kg/cm²) sur une faible course, après quoi la dépouille verticale des faces 30 facilite le déplacement vers le haut du plateau inférieur 40.

[0059] Il faut ensuite redescendre (par exemple au moyen des vérins 80) le plateau inférieur 40 en position dans le moule, qui est alors transféré au poste A, pour être à nouveau rempli d'un mélange de plâtre, de sable et d'eau.

[0060] Le poste occupé le plus longtemps par les moules est le poste D où se produit l'expansion contrariée du plâtre pendant une durée comprise entre 1,5 et 5 mn environ. Le dispositif selon l'invention peut donc comprendre plusieurs de ces postes, agencés pour être déplaçables sur un trajet de longueur déterminée entre le poste C et le poste E, par exemple au moyen d'un carrousel comprenant une dizaine des postes D, tournant pas à pas entre le poste C et le poste E.

[0061] L'ensemble du dispositif peut également se présenter sous forme d'un carrousel tournant entre les postes A, C et F, et comportant un certain nombre de postes D, ainsi que des moyens de pose et de retrait des couvercles supérieurs 38 des moules.

[0062] La cadence de fabrication n'est alors limitée que par la durée des opérations au poste C, qui est de l'ordre d'une quinzaine de secondes, et peut donc atteindre 200 blocs/heure environ.

[0063] On peut augmenter largement cette cadence en réalisant le premier temps de compression du mélange dans le moule au poste B, et le deuxième temps au poste C.

[0064] Si nécessaire, on peut, pour augmenter encore cette cadence, utiliser des moules à empreintes multiples, ce qui permet de multiplier la cadence de fabrication par le nombre d'empreintes que comprend chaque moule.

[0065] Dans une forme simplifiée de réalisation, le dispositif selon l'invention ne comprend que les postes A, C et F, le plateau supérieur 38 du moule étant alors fixé à demeure sous le plateau supérieur 58 de la presse. Dans ce cas, les opérations de tassement du mélange dans le moule, de compactage et de maintien en place des plateaux du moule pendant l'expansion contrariée du plâtre, sont réalisées au niveau de la presse. La cadence de fabrication est alors d'une vingtaine de blocs par heure (si l'on n'utilise que des moules à empreinte unique), mais est obtenue au moyen d'une machine relativement simple ne comprenant que des postes de remplissage des moules et de démoulage des blocs et une presse hydraulique. Deux ouvriers suffisent pour assurer le fonctionnement de cette machine.

[0066] Inversement, lorsque le dispositif selon l'invention est conçu pour offrir une cadence de production élevée, il peut être prévu en sortie d'une installation de production de plâtre et utiliser alors le plâtre chaud sortant directement de cette installation, ce qui réduit d'ailleurs la durée de l'expansion contrariée et est favorable à l'augmentation de la cadence de production.

[0067] On a représenté schématiquement dans les figures 7 et 8 une variante de réalisation du moule selon l'invention.

[0068] Dans cette variante, le moule constitué essentiellement des quatre parois verticales 30, du plateau supérieur 38 et du plateau inférieur 40, est ceinturé et supporté par au moins un cadre rigide 86 de forme rectangulaire sur les côtés duquel les parois verticales 30 du moule sont fixées de façon démontable. Deux côtés adjacents du cadre 86 comportent des moyens 88 associés aux parois verticales 30 correspondantes du moule pour les déplacer transversalement vers l'intérieur et vers l'extérieur du moule, comme indiqué par les doubles flèches en figure 8, sur une faible distance, par exemple de l'ordre de 1 à 10 mm environ. Ces moyens 88 peuvent être mécaniques, par exemple à vis, à came ou à levier, ou hydrauliques.

[0069] La base du cadre 86 peut également comprendre des moyens 90 sur lesquels repose le plateau inférieur 40 du moule.

[0070] De plus, le plateau supérieur 38 du moule comporte des moyens 92, par exemple mécaniques, de verrouillage en position entre les parois verticales 30 lorsque le plateau supérieur 38 se trouve à une distance prédéterminée du plateau inférieur 40, cette distance étant égale à la hauteur du bloc à fabriquer.

[0071] On va maintenant décrire, en référence à la figure 9, la façon dont le moule des figures 7 et 8 est utilisé pour la fabrication de blocs de construction selon l'invention.

[0072] L'installation représentée en figure 9 comprend un certain nombre de postes A, B, C, D, E, F et G auxquels le moule des figures 7 et 8 est successivement amené par des moyens de transfert représentés schématiquement par les flèches joignant les divers postes de la figure 9. Avantageusement, ces moyens de transfert vont agir sur le cadre 86 qui ceinture et supporte le moule proprement dit.

[0073] Le premier poste A de l'installation de la figure 9 est un poste de remplissage du moule par un mélange de plâtre, de sable et d'eau. A ce poste, le plateau inférieur 40 du moule est en appui sur les moyens de support 90, et les deux parois verticales mobiles 30 du moule ont été rapprochées, pour délimiter entre elles et avec des deux autres parois verticales 30 un volume de moulage à la dimension du bloc à fabriquer. Le plateau supérieur 38 du moule a été écarté, pour permettre le remplissage du moule par le mélange de plâtre, de sable et d'eau.

[0074] Au poste suivant B, le plateau supérieur 38 est placé sur le moule et le mélange humide placé dans le moule peut être légèrement tassé et comprimé comme déjà décrit en référence à la figure 6.

[0075] Le poste suivant C est le poste de compression lente du mélange dans le moule, et comprend une presse qui va agir sur le plateau supérieur 38 pour comprimer le mélange dans le moule jusqu'à la côte de hauteur désirée du bloc à fabriquer. A la fin de cette compression, les moyens 92 sont actionnés pour bloquer le plateau supérieur 38 en position sur les parois verticales 30 du moule, puis le moule et son cadre 86 sont transférés du poste C au poste E d'ouverture du moule, la durée du trajet entre ces deux postes correspondant à la durée de la phase d'expansion contrariée D du plâtre dans le moule. Cette durée peut être suffisante pour que l'hydratation du plâtre soit complète entre les postes C et E, ce qui garantit la stabilité dimensionnelle des blocs après leur démoulage.

[0076] Au poste E, les moyens 92 sont actionnés pour libérer le plateau supérieur 38 et les moyens 88 sont également actionnés pour écarter vers l'extérieur les deux parois mobiles 30 du moule.

[0077] Le moule et son cadre 86 sont ensuite transférés au poste F où il suffit de soulever le plateau inférieur 40 pour démouler le bloc de construction. Du fait de l'écartement préalable des parois mobiles 30 du moule, ce démoulage s'effectue sans problème et sans frottement du bloc sur les faces internes des parois 30 du moule, et donc sans usure sensible de ces faces.

[0078] Le moule et son cadre 86 sont ensuite transférés au poste G, qui est un poste de nettoyage du moule, par exemple au moyen de jets d'air sous pression ou de jets d'eau sous pression, et qui peut être aussi éventuellement un poste de pose d'une plaque de parement sur la face interne d'une des parois 30 du moule.

[0079] Le moule et le cadre 86 sont enfin ramenés au poste de remplissage A, où les moyens 88 peuvent être à nouveau actionnés pour replacer les parois mobiles 30 en position de moulage, avant le remplissage du moule par le mélange de plâtre, de sable et d'eau.

[0080] Le moule des figures 7 et 8 présente des avantages très importants, dans la mesure où il permet d'éviter tout problème au démoulage, et d'effectuer une hydratation totale du plâtre sous pression dans le moule, tout en garantissant une précision dimensionnelle élevée de l'ordre du 10ème de millimètre sur le bloc de construction ainsi fabriqué.

[0081] Le cadre 86 qui ceinture le moule est de construction robuste pour être rigide et indéformable. Les cadres 86 équipés chacun d'un moule peuvent être juxtaposés, par exemple par deux ou par quatre, pour être transférés ensemble d'un poste à l'autre dans l'installation de la figure 9, qui est alors équipée d'une presse multiple, pour doubler ou quadrupler la cadence de fabrication.

[0082] Le procédé et le dispositif selon l'invention sont applicables à la fabrication d'éléments et de blocs de construction ayant des formes et des dimensions différentes de celles du bloc représenté dans les figures 1 à 3, et notamment des blocs pleins, des blocs à cavités multiples, des éléments plans, des chaîneaux, etc...

Revendications

1. Procédé de fabrication de blocs de construction à partir d'un mélange d'un liant hydraulique tel que du plâtre, d'une charge inerte telle que du sable et d'eau, le liant hydraulique augmentant de volume au cours de son hydratation et le mélange précité étant moulé sous pression pendant une durée suffisante pour réaliser une hydratation sous pression du liant hydraulique et obtenir une densification de son réseau cristallin, le procédé consistant à placer une quantité dosée du mélange dans un moule à parois latérales indéformables (30) et à plateaux horizontaux supérieur et inférieur (38, 40) déplaçables en translation verticale dans le moule avec un jeu faible par rapport aux parois latérales, à déplacer lentement au moins l'un des plateaux vers l'intérieur du moule sur des courses successives prédéterminées pour tasser le mélange à l'intérieur du moule, puis donner une hauteur prédéfinie au bloc à obtenir en comprimant progressivement le mélange dans le moule, à maintenir en place lesdits plateaux pendant la durée précitée d'hydratation du liant hydraulique en résistant à son expansion volumique, et ensuite à écarter l'un des plateaux pour démouler le bloc par déplacement de l'autre plateau vers l'intérieur du moule.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter l'augmentation de pression dans le moule résultant de l'expansion contrariée du liant hydraulique, pour définir la fin de la durée précitée et démouler ensuite le bloc de construction lorsque cette pression atteint une valeur prédéterminée.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer certaines parois latérales du moule sur une faible distance vers l'extérieur pour faciliter le démoulage.

4. Dispositif pour l'exécution du procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, comprenant un moule à parois verticales (30) indéformables et à plateaux horizontaux supérieur et inférieur (38, 40), qui sont déplaçables en translation dans le moule avec un jeu faible par rapport aux parois verticales, des moyens (52, 90) de positionnement du plateau inférieur dans le moule, des moyens (54) de remplissage du moule par une quantité dosée du mélange précité, des moyens de mise en place du plateau supérieur (38) dans le moule, au moins une presse hydraulique (62) pour déplacer au moins l'un des plateaux (38, 40) à l'intérieur du moule pour tasser le mélange dans le moule et le comprimer sous pression élevée jusqu'à la hauteur désirée du bloc à obtenir, des moyens de retrait d'au moins un des plateaux du moule, et des moyens de démoulage à vérin hydraulique (80) pour sortir le bloc du moule, caractérisé en ce que la presse (62) est commandée pour déplacer lentement le ou les plateaux précités à l'intérieur du moule sur des courses successives prédéterminées de tassement et de compression et en ce que le dispositif comprend des moyens (70,74,90,92) indépendants de la presse pour maintenir en place les plateaux dans le moule pendant l'expansion du liant hydraulique résultant de son hydratation.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (76) de détection de l'augmentation de pression du mélange dans le moule, résultant de l'expansion contrariée du liant hydraulique.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parois verticales du moule sont ceinturées par au moins un cadre rigide (86) de support qui comprend des moyens (88) de déplacement transversal sur une faible distance d'au moins deux parois verticales adjacentes du moule.

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un poste (A) de remplissage du moule, un poste (C) de compression du mélange dans le moule et un poste (F) de démoulage, ainsi que des moyens de transfert du moule entre ces trois postes.

8. Dispositif selon une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens (84) de prise et de transfert du bloc sorti du moule.

9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'au moins le plateau supérieur (38) du moule comprend un rebord oblique (44) sur au moins une partie de la périphérie de sa face de contact avec le mélange dans le moule, pour former un chanfrein (28) sur au moins une partie du bord périphérique supérieur du bloc de construction.

10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le plateau inférieur du moule comprend, sur sa face de contact avec le mélange dans le moule, au moins un noyau (46) en saillie permettant de former au moins une cavité (18) dans le bloc de construction.

11. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que ladite presse comprend des plateaux supérieur et inférieur (58, 60) entre lesquels est placé le moule et qui sont reliés par une transmission mécanique propre à définir de façon positive une distance minimale entre les plateaux de la presse correspondant à la hauteur désirée du bloc de construction, et à assurer le parallélisme des plateaux.

12. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que les moyens (70,74,90,92) de maintien en place des plateaux du moule sont du type mécanique et/ou hydraulique.

13. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que les moyens de maintien en place des plateaux du moule comprennent des moyens d'appui (70, 72) ou de verrouillage (92)

14. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 13, caractérisé en ce qu'au moins une des grandes parois verticales (30) du moule est destinée à recevoir une plaque de parement du bloc de construction.

15. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 14, caractérisé en ce qu'il est agencé en sortie d'une installation de production de plâtre.

Claims

1. A method for manufacturing blocks from a mixture of a hydraulic binder, such as plaster, an inert filler, such as sand, and water, the hydraulic binder increasing in volume during its hydration and the said mixture being molded under pressure during a period of time that is sufficient for obtaining hydration under pressure of the hydraulic binder and obtaining a densification of its crystal lattice, the method consisting in placing a measured quantity of the mixture in a mold having undeformable side walls (30) and top and bottom horizontal plates (38, 40) that are movable in vertical translation inside the mold with small clearance relative to the side walls, in slowly displacing at least one of the plates in the mold on successive predetermined strokes so as to settle the mixture inside the mold and to impart a predefined height to the block to be obtained by progressively compressing the mixture in the mold, in keeping said plates in place during the above hydration period of the hydraulic binder by resisting its volumic expansion, and then in moving one of the plates away for the purpose of unmolding the block by displacing the other plate towards the inside of the mold.

2. A method according to claim 1, characterized in that it consists in detecting the pressure increase in the mold that results from the hydration of the hydraulic binder for defining the end of the above period and then in unmolding the building block once this pressure has reached a predetermined value.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that it consists in displacing some of the side walls of the mold over a short distance in an outward direction in order to facilitate unmolding.

4. An apparatus for carrying out of the method according to claims 1, 2 or 3, comprising a mold having undeformable side walls (30) and top and bottom horizontal plates (38, 40) which are movable in translation inside the mold with a small clearance relative to the side walls, means (52, 90) for positioning the bottom plate in the mold, means (54) for filling the mold with a measured quantity of said mixture, means for installing the top plate (38) in the mold, at least one hydraulic press (62) for displacing at least one of the plates (38, 40) inside the mold to settle the mixture inside the mold and to compress it under high pressure until the desired height of the block to be obtained, means for withdrawing at least one of the plates from the mold, and hydraulically actuated unmolding means (80) for extracting the block from the mold, characterized in that the press (62) is controlled for slowly displacing one or both of said plates inside the mold over successive predetermined settling and compressing strokes and in that the device comprises means (70,74,90,92) independent from the press for keeping the plates in place in the mold during the expansion of the hydraulic binder resulting from its hydration.

5. An apparatus according to claim 4, characterized in that it comprises means (76) for detecting a pressure increase of the mixture in the mold that results from the hydration of the hydraulic binder.

6. An apparatus according to claim 4, characterized in that the vertical walls of the mold are surrounded by at least one rigid support frame (86) which includes means (88) for transverse displacement of at least two adjacent vertical walls of the mold over a short distance.

7. An apparatus according to any one of claims 4 to 6, characterized in that it comprises at least one station (A) for filling the mold, a station (C) for compressing the mixture inside the mold and an unmolding station (F) and means for transferring the mold between these three stations.

8. An apparatus according to any one of claims 4 to 7, characterized in that it also comprises means (84) for grasping and transferring the block extracted from the mold.

9. An apparatus according to any one of claims 4 to 8, characterized in that at least the top plate (138) of the mold includes an oblique rim (44) over at least a fraction of a periphery of its face that comes into contact with the mixture in the mold for forming a chamfer (28) over at least a fraction of a top peripheral edge of the building block.

10. An apparatus according to any one of claims 4 to 9, characterized in that the bottom plate of the mold includes at least one projecting core (46) on its face that comes into contact with the mixture in the mold, the core enabling at least one cavity (18) to be formed in the building block.

11. An apparatus according to any one of claims 4 to 10, characterized in that said press comprises top and bottom plates (58, 60) between which the mold is placed, and which are connected by a mechanical transmission suitable for positively defining a minimum distance between the plates of the press that corresponds to the height desired for the building block, and for ensuring that the plates of the press are parallel.

12. An apparatus according to any one of claims 4 to 11, characterized in that the means (70, 74, 90, 92) for keeping the mold plates in place in the mold are mechanical and/or hydraulic means.

13. An apparatus according to any one of claims 4 to 12, characterized in that the means for keeping the mold plates in place comprise bearing means (70, 72) or locking means (92).

14. An apparatus according to any one of claims 4 to 13, characterized in that at least one of the large vertical walls (30) of the mold is designed to receive a plate for decorating the building block.

15. An apparatus according to any one of claims 4 to 14, characterized in that it is disposed at an outlet from an installation for producing plaster.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Baublockes, ausgehend von einer Mischung aus einem hydraulischen Bindemittel, wie Gips, einem inerten Material, wie Sand, und Wasser, wobei das hydraulische Bindemittel das Volumen während seiner Hydrierung vergrößert und die vorgenannte Mischung unter Druck während einer Zeit geformt wird, welche ausreicht, um eine Hydrierung unter Druck des hydraulischen Bindemittels zu verwirklichen und eine Verdichtung seines Kristallnetzes zu erhalten, wobei das Verfahren darin besteht, eine abgemessene Menge der Mischung in eine Form mit unverformbaren lateralen Wänden (30) und oberen und unteren horizontalen Platten (38, 40) einzubringen, welche in vertikaler Richtung in der Form mit einem geringen Spiel bezüglich der lateralen Wände versetzbar sind, um langsam wenigstens eine der Platten gegen das Innere der Form in vorbestimmten aufeinanderfolgenden Gängen zu versetzen, um die Mischung in das Innere der Form zu pressen, dann dem Block eine vorbestimmte Höhe zu verleihen, indem die Mischung nach und nach in der Form komprimiert wird, indem die Platten während der vorgenannten Dauer der Hydrierung des hydraulischen Bindemittels in Stellung gehalten werden, um seiner Volumenausdehnung zu widerstehen und dann eine der Platten entfernt wird, um den Block durch Verschieben der anderen Platte gegen das Innere der Form aus der Form zu brechen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die Erhöhung des Druckes in der Form festzustellen, welcher durch die unerwünschte Expansion des hydraulischen Bindemittels entsteht, um das Ende der genannten Zeit zu definieren und dann den Baublock aus der Form zu brechen, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, bestimmte laterale Wände der Form über eine geringe Distanz gegen das Äußere zu versetzen, um das aus der Form brechen zu erleichtern.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, umfassend eine Form mit nicht verformbaren vertikalen Wänden (30) und mit oberen und unteren horizontalen Platten (38, 40), welche in der Form mit einem geringen Spiel bezüglich der vertikalen Wände versetzbar sind, Einrichtungen (52, 90) zur Positionierung der unteren Platte in der Form, Einrichtungen (54) zum Befüllen der Form mit einer abgemessenen Menge der vorgenannten Mischung, Einrichtungen zum Einstellen der oberen Platte (38) in der Form, wenigstens eine hydraulische Presse (62), um wenigstens eine der Platten (38, 40) im Inneren der Form zu versetzen, um die Mischung in der Form zu pressen und sie unter erhöhtem Druck zu komprimieren, bis die gewünschte Höhe des zu erhaltenden Blockes erreicht ist, Einrichtungen zum Zurücknehmen wenigstens einer der Platten der Form und Einrichtungen zur Entformung mit hydraulischem Stellglied (80), um den Block aus der Form zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse (62) zur langsamen Versetzung der vorgenannten Platte(n) im Inneren der Form bei vorbestimmten aufeinanderfolgenden Reihen der Verpressung und Komprimierung gesteuert wird, und dadurch, daß die Vorrichtung Einrichtungen (70, 74, 90, 92) umfaßt, welche unabhängig von der Presse sind, um die Platten in der Form während der Expansion des hydraulischen Bindemittels, welche aus seiner Hydrierung resultiert, zu halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen (76) zur Feststellung der Erhöhung des Druckes der Mischung in der Form umfaßt, welcher aus der unerwünschten Expansion des hydraulischen Bindemittels resultiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Wände der Form durch wenigstens einen steifen Rahmen (86) zur Stützung umfaßt sind, welcher Einrichtungen (88) zur transversalen Versetzung über eine geringe Distanz wenigstens zweier vertikaler benachbarter Wände der Form umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Posten (A) zum Befüllen der Form, einen Posten (B) zum Verdichten der Mischung in der Form und einen Posten (F) zur Entformung sowie Einrichtungen zum Transport der Form zwischen diesen drei Posten umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren Einrichtungen (84) zur Aufnahme und zum Transport des aus der Form freigegebenen Blockes umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die obere Platte (38) der Form eine abgeschrägte Leiste (44) entlang wenigstens einem Teil des Umfanges ihrer Kontaktfläche mit der Mischung in der Form umfaßt, um eine Keilschrägung (28) über wenigstens einen Teil der oberen Umfangskante des Baublockes auszubilden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Platte der Form an ihrer Kontaktfläche mit der Mischung in der Form wenigstens einen Auskragungskern (46) umfaßt, welcher es ermöglicht, wenigstens eine Ausnehmung (18) in dem Baublock auszubilden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse obere und untere Platten (58, 60) umfaßt, zwischen welchen die Form angeordnet ist, und welche durch eine mechanische Übertragung verbunden sind, die dazu geeignet ist, in positiver Form einen minimalen Abstand zwischen den Platten der entsprechenden Presse und der gewünschten Höhe des Baublockes zu definieren und die Parallelität der Platten sicherzustellen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (70, 74, 90, 92) zum Instellunghalten der Platten der Form vom mechanischen und/oder hydraulischen Typ sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Instellunghalten der Platten der Form Stütz- (70, 72) oder Einrast(92) einrichtungen umfassen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der großen vertikalen Wände (30) der Form zur Aufnahme einer Verbundplatte des Baublockes bestimmt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Ausgang einer Vorrichtung zur Gipserzeugung installiert ist.

Dessins