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Title:
METHOD FOR SHAPED PRODUCTS BASED ON CEMENT AND REINFORCING FIBERS THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/095721
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns fibers for reinforcing cement products and the use of said fibers and the fiber-cement or concrete products reinforced with said fibers. The inventive polypropylene fibers comprise a core and a cladding which contains a mixture of Ziegler-Natta type polypropylene and metallocene polypropylene. The cladding material is grafted with an acrylic derivative. Furthermore, said cladding can be subjected to a corona discharge treatment and to a deposition of optionally modified polymers. Said deposition is obtained by surface treatment with an aqueous polymer dispersion. The inventive cement products exhibit enhanced mechanical properties.

Inventors:
VIDTS DIRK (BE)
DE LHONEUX BENOIT (BE)
Application Number:
PCT/EP2003/050149
Publication Date:
November 20, 2003
Filing Date:
May 07, 2003
Export Citation:
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Assignee:
REDCO SA (BE)
VIDTS DIRK (BE)
DE LHONEUX BENOIT (BE)
International Classes:
C04B16/06; C04B28/04; D01F8/06; (IPC1-7): D01F8/06; C04B16/06
Domestic Patent References:
WO2002000566A12002-01-03
WO1999019268A11999-04-22
Foreign References:
EP1044939A12000-10-18
FR2426658A11979-12-21
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 04 30 April 1996 (1996-04-30)
Attorney, Agent or Firm:
Van Straaten, Joop (Avenue Wolfers 32, La Hulpe, BE)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Fibre pour le renforcement de produits façonnés en ciment, caractérisée en ce qu'elle comprend une âme et une gaine qui enveloppe au moins partiellement ladite âme et en ce que ladite âme comprend du polypropylène et que ladite gaine comprend un mélange de polypropylène de type Ziegler. Natta et de polypropylène de type métallocène.
2. Fibre suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le polypropylène de type Ziegler. Natta est greffé avec de l'acide acrylique, de l'acide méthacrylique ou une combinaison de ceux. ci.
3. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polypropylène de type métallocène représente de 10 à 95 % en volume de la matière de la gaine.
4. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport volumique de la matière de la gaine par rapport à la matière de l'âme est compris entre 50/50 et 10/90.
5. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la gaine comporte en surface un dépôt de polymère organique choisi parmi les homopolymères et copolymères de monomères oléfiniques, modifiés par greffage au moyen de groupes polaires choisis parmi l'anhydride maléique, l'acide acrylique, l'acide méthacrylique et une combinaison de ceux. ci.
6. Fibre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la gaine comprend un traitement de surface par corona, puis en surface un dépôt de polymère organique choisi parmi les homopolymères et copolymères de monomères oléfiniques, modifiés par greffage au moyen de groupes polaires choisis parmi l'anhydride maléique, l'acide acrylique, l'acide méthacrylique et une combinaison de ceux. ci.
7. Fibre suivant la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que ledit dépôt représente de 0,05 à 5 % en poids de matière sèche par rapport au poids total de la fibre.
8. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le titre de la fibre est compris entre 0,5 et 1100 dtex.
9. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que sa longueur est comprise entre 2 et 50 mm.
10. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est obtenue au départ d'un film ou d'un ruban de polypropylène multicouche extrudé.
11. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente des distributions de titres différents.
12. Fibre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente des distributions de longueurs différentes.
13. Utilisation de la fibre selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour le renforcement de produits en fibres. ciment.
14. Utilisation de la fibre selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, pour le renforcement de produits en béton.
15. Produit en fibres. ciment comprenant des liants hydrauliques et des fibres de renforcement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
16. Produit en béton comprenant des liants hydrauliques et des fibres de renforcement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
17. Produit en fibres. ciment suivant la revendication 15, caractérisé en ce que les fibres de renforcement représentent de 0,1 à 4 % en poids par rapport au mélange sec total initial.
18. Produit en fibres. ciment suivant l'une quelconque des revendications 15 ou 17, caractérisé en ce qu'il consiste en une plaque ondulée ou plane.
19. Produit en béton suivant la revendication 16, caractérisé en ce que les fibres de renforcement représentent de 0,01 à 0,5 % en poids par rapport au mélange sec total initial.
Description:
PROCÉDÉ POUR PRODUITS FAÇONNÉS A BASE DE CIMENT ET FIBRES DE RENFORCEMENT POUR DE TELS PRODUITS La présente invention concerne une nouvelle fibre de renforcement pour produits façonnés en ciment, un procédé de traitement de cette fibre, ainsi que les produits en ciment renforcés par cette fibre. Les produits en ciment les plus courants se présentent sous une forme plutôt massive comme les produits en béton ou encore sous une épaisseur plutôt réduite comme les produits en fibres-ciment. Cette énumération n'est pas limitative et tous les produits intermédiaires et extrapolés sont susceptibles de faire l'objet de la présente invention.

On réalise en fibres-ciment les produits solides façonnés les plus divers : des éléments de toiture et de façade (ardoises), des plaques planes ou ondulées, des tubes et des réservoirs de stockage.

Ces produits sont fabriqués au départ d'une suspension aqueuse à prise hydraulique comportant des liants hydrauliques, des fibres (de renforcement et éventuellement de mise en oeuvre) et éventuellement des charges. Cette suspension aqueuse est mélangée afin d'obtenir une distribution en substance uniforme des composants. La suspension est alors égouttée. Le produit frais ainsi obtenu peut ensuite être façonné, puis laissé à durcir à l'air ambiant ou bien encore dans des conditions de pression, de température et d'humidité spécifiques.

Le procédé de fabrication le plus répandu est le procédé Hatschek, dont la technologie a été appliquée à l'origine à l'amiante-ciment. D'autres procédés de fabrication sont les procédés Magnani, Mazza, Flow-on, d'extrusion et d'injection.

Le procédé Hatschek est basé sur l'utilisation de machines d'égouttage à tamis-cylindrique. Dans ce procédé, un mat provenant d'une suspension diluée de fibres, de ciment et de charges contenue dans un cuvier est transféré à un feutre, par l'intermédiaire d'un égouttoir cylindrique, et est ensuite enroulé jusqu'à l'épaisseur requise à l'aide de cylindres de formage. Pour la fabrication de feuilles ondulées, la feuille de fibres-ciment formée sur le cylindre de formage est tranchée et détachée de ce cylindre après que l'épaisseur souhaitée a été atteinte. Cette feuille est ensuite façonnée et mise à durcir entre des formes en métal ondulé huilé.

Pour certaines applications il s'avère utile de comprimer le produit frais après sa mise en forme mais avant son durcissement (post-compression). On fait ainsi la distinction entre les produits façonnés en fibres-ciment comprimés et non comprimés.

L'amiante présente tant des propriétés de renforcement dues à sa résistance à la traction propre que des qualités de mise en oeuvre en relation avec l'excellente aptitude à la dispersion dans une suspension aqueuse de ciment. Pendant le stade d'égouttage, en raison des bonnes propriétés de filtration et de la bonne affinité pour le ciment, les fibres d'amiante peuvent retenir les fines particules en suspension du mélange composite en cours de façonnage. Dans le produit final hydraté, la haute résistance en traction combinée avec le module d'élasticité élevé et le faible allongement à la rupture contribuent à conférer aux produits manufacturés en amiante-ciment leur haute résistance en flexion connue.

Toutefois, l'amiante étant devenu un composant indésirable pour des raisons tenant à l'environnement et à la santé, des efforts importants ont été consacrés en vue de le remplacer.

Il est dès lors souhaitable d'utiliser de nouvelles fibres comme agents de renforcement et aussi comme auxiliaires de mise en oeuvre à utiliser avec les liants hydrauliques, par exemple pour le renforcement du ciment.

On n'a découvert aucune fibre naturelle ou synthétique manifestant toutes les propriétés des fibres d'amiante. La résistance aux alcalis dans les solutions saturées d'hydroxyde de calcium est un critère particulier auquel doivent répondre les fibres de renforcement du ciment.

Il est encore important que les fibres puissent être dispersées aisément dans une suspension aqueuse diluée de ciment et restent aussi dispersées uniformément lors de l'apport d'autres additifs, lorsque ces fibres doivent être mises en oeuvre par des techniques d'égouttage pour donner des produits en fibres-ciment. La bonne dispersion des fibres est importante pour assurer une distribution homogène. En effet, si les fibres adoptaient une direction préférentielle, le produit en fibres-ciment aurait alors une résistance différente selon la direction de la force de rupture.

La littérature contient d'innombrables publications à propos de l'utilisation de fibres organiques et inorganiques naturelles ou synthétiques. Les fibres faites de cellulose, de polyamide, de polyester, de polyacrylonitrile, de polypropylène ou « PP » et de poly (alcool vinylique) ou « PVA », entre autres, ont déjà fait l'objet d'investigations pour le renforcement du ciment. De même, on connaît des travaux sur des fibres faites de verre, d'acier, d'aramide et de carbone. Parmi toutes ces fibres, aucune n'a jusqu'à présent toutes les propriétés requises, spécialement pour le ciment.

Parmi les fibres de renforcement actuellement utilisées, les fibres de PVA sont généralement les plus utilisées. Isolément ou en combinaison, ces fibres procurent un produit façonné en fibres-ciment ayant une résistance à la traction élevée en combinaison avec une ductilité acceptable. Malheureusement, les fibres de PVA sont coûteuses et augmentent considérablement le prix de revient des produits en fibres-ciment les contenant.

Les fibres de PP, ont une excellente résistance aux alcalis, même à des températures pouvant aller jusque 110°C. Ce sont des fibres durables et peu coûteuses.

Cependant, il est généralement affirmé que les fibres de PP sont techniquement insuffisantes lorsqu'il s'agit de renforcer des matériaux dont la matrice à base de ciment est relativement cassante.

On a déjà cherché à améliorer les propriétés des fibres de PP notamment par l'incorporation d'additifs dans la masse des fibres. Le document JP 6-219797 décrit des fibres de PP bicomposantes contenant dans leur partie périphérique du carbonate de calcium. Dans GB 2 030 891, des particules dissemblables sont enchâssées par bombardement dans des fibres thermoplastiques.

Les documents GB 2 021 552, WO 94/20654, EP 0 240 167, et WO 87/04144 décrivent des produits à prise hydraulique dont les fibres de renforcement sont réalisées au départ de polymère modifié. Les fibres sont donc à chaque fois modifiées dans la masse, ce qui entraîne de nombreux désavantages.

Cette incorporation d'additifs dans la masse même des fibres de PP augmente les coûts de fabrication et entraîne une modification des caractéristiques mécaniques de la fibre de renforcement, notamment en diminuant sa ténacité.

Le document EP 0 310 100 décrit également des fibres de polyoléfine contenant des particules inorganiques enchâssées dans la masse de la fibre, aucune des particules n'étant exposée à la surface de la fibre. Ces fibres sont fabriquées au départ d'un film qui peut avoir subi certains traitements de surface. Les traitements de surface mentionnés consistent en des modifications chimiques, électriques ou mécaniques de la fibre. Ce document mentionne également l'application de tensioactifs à la surface de la fibre.

On connaît encore (EP 0 535 373) des fibres de PP stéréorégulier ayant une résistance à la traction élevée.

Dans le brevet EP 0 537 129 sont décrits des produits manufacturés façonnés solides en ciment renforcés par ce type de fibres de PP.

Un problème encore rencontré dans les produits en fibres-ciment en plaques renforcés par ce type de fibres est l'apparition de fissures dans les bords de la plaque en particulier au cours du vieillissement à long terme de ces produits.

D'autre part, le travail de rupture a une importance considérable pour l'utilisation des produits en fibres-ciment. Une valeur élevée (produit à haute ductilité) est recherchée. Une haute ductilité est en outre importante afin de pouvoir, le cas échéant, usiner les pièces en fibres-ciment (forer, clouer, scier, etc). Enfin, la sécurité au cours de l'utilisation des produits, tels que les toitures, s'en trouve également augmentée, car on évite ainsi des ruptures trop rapides ou trop violentes sous charge.

Dans les produits en fibres-ciment non comprimés, renforcés par des fibres de PP, le travail de rupture a généralement une valeur très faible.

Au vu des raisons énumérées ci-dessus, en particulier à cause de leur faible résistance à la fissuration et de leur faible travail de rupture, l'utilisation des produits en fibres-ciment comprimés et non comprimés, dont les fibres de renforcement sont des fibres de PP, est restée jusqu'à présent très limitée.

On a par la suite divulgué (WO 99/19268) que des fibres de PP, même ordinaire, mais ayant subi un traitement de surface à l'aide d'une dispersion aqueuse de polymère, donnaient de bons résultats : il était ainsi possible de réaliser u. n produit façonné en fibres-ciment présentant un travail de rupture élevé et une bonne résistance à la fissuration, au moyen de fibres de PP ayant subi ce traitement de surface.

On évitait ainsi les inconvénients propres à l'état de la technique du moment, tout en maintenant un bas prix de revient.

Cette fibre de PP pour le renforcement de produits façonnés en fibres-ciment, entrait dans une composition à prise hydraulique comprenant notamment de l'eau, des liants hydrauliques et des fibres de mise en oeuvre. La fibre de PP comportait un dépôt de polymère organique comportant des monomères oléfiniques et comportant des groupes polaires, ce dépôt ayant été appliqué par traitement de surface à l'aide d'une dispersion aqueuse de ce polymère.

La dispersion aqueuse comportait, seul ou en mélange, un polymère organique choisi parmi les homopolymères et copolymères de monomères oléfiniques modifiés après synthèse (par exemple par greffage) par des groupes polaires.

Les groupes polaires étaient choisis, par exemple, parmi l'anhydride maléique, l'acide acrylique, l'acide méthacrylique ou une combinaison de ceux-ci.

Une autre façon d'améliorer l'accrochage des fibres de PP, très cristallines et hydrophobes, dans une matrice cimentaire a été divulguée dans le document EP 1 044 939. Si le traitement de fibres de PP par un bain d'une dispersion de PP greffé à l'anhydride maléique seul ou en mélange avec un dérivé acrylique, améliore le comportement, en particulier concernant la résistance à la fissuration, il a été démontré qu'un traitement corona antérieur favorise encore d'avantage l'accrochage par la matrice cimentaire, notamment en augmentant l'accrochage du traitement de surface par dispersion.

Quoiqu'il en soit, ces traitements corona/dispersion ne sont que très superficiels ; d'autre part le traitement par corona à tendance à fragiliser la fibre. De plus, la durée de leur efficacité dans le temps reste inconnue. Ceci est un facteur de risque important en ce qui concerne la durabilité du produit renforcé par de telles fibres.

On a donc encore cherché à améliorer l'accrochage du PP dans une matrice cimentaire par un traitement plus en profondeur de manière à ce que les fibres soient moins sensibles : 1) aux conditions de mise en oeuvre (procédé Hatschek qui comporte une agitation violente dans un milieu abrasif et fortement alcalin) 2) et une fois incorporées dans le produit fini, aux phénomènes liés aux intempéries (en particulier les cycles de mouvement hydrique et de gel/dégel auxquels le composite est soumis).

La présente invention concerne une fibre pour le renforcement de produits façonnés en ciment ; cette fibre comprend une âme et une gaine qui enveloppe au moins partiellement ladite âme ; ladite âme comprend du polypropylène et ladite gaine comprend un mélange de polypropylène de type Ziegler-Natta et de polypropylène de type métallocène.

L'âme et la gaine qui l'entoure au moins partiellement, peuvent être concentriques ou non ; l'âme et la gaine peuvent être obtenus par filage d'un bicomposant ou par extrusion d'un film ou d'un ruban ; famé et la gaine peuvent ou non être constituées de la même matière.

Le rapport en volume de la matière constituant la gaine par rapport à la matière de l'âme de la fibre va de 50/50 à 10/90 et de préférence 20/80.

La présente invention consiste à introduire dans la gaine extérieure un mélange de PP de type Ziegler-Natta (ZN) et de PP de type métallocène. Le PP de type ZN a été greffé dans la masse par exemple avec de l'acide acrylique ou méthacrylique ou leur combinaison. Les teneurs en PP métallocène dans la gaine peuvent varier entre 10 et 95 % en volume par rapport au volume de la matière de la gaine.

Les fibres de PP suivant l'invention, ont un titre compris entre 0,5 et 1100 dtex, de préférence entre 0,5 et 300 dtex, ainsi qu'une longueur entre 2 et 50 mm. En particulier pour les produits en fibres-ciment, ces fibres ont de manière préférée un titre compris entre 0,5 et 10 dtex, et de manière encore plus préférée entre 0,5 et 2 dtex. De même pour les produits en fibres-ciment, les fibres peuvent être coupées avantageusement à longueur pouvant aller de 2 à 20 mm ; de préférence la longueur des fibres s'échelonne de 5 à 10 mm.

La section des fibres peut être circulaire ou de forme irrégulière, par exemple en forme de X ou Y. Les fibres peuvent être crêpées pendant qu'elles sont étirées ou après. La technique de crêpage des fibres peut inclure des opérations telles que la fausse torsion, le traitement d'enchevêtrement par courant d'air (comprenant le traitement TASLAN) ou le traitement par compression (à savoir à la boite de bourrage).

Les fibres suivant l'invention peuvent également être obtenues par fibrillation d'un film de PP extrudé. Ces fibres sont produites à partir de ruban ou de film multicouche extrudé qui est ensuite fibrillé. Ces fibres possèdent donc une section transversale sensiblement rectangulaire (comportant une âme enveloppée d'une gaine de part et d'autre de l'âme ; cette gaine constituant les 2 couches extérieures) et leurs bords présentent des fibrilles qui s'accrochent facilement à la matrice cimentaire. On introduit dans ce cas le mélange PP ZN et métallocène dans les couches extérieures en contact avec le ciment. Le titre de ces fibres est généralement plus élevé que les fibres produites par le filage classique, en moyenne de 30 à 1100 dtex, de préférence de 30 à 300 dtex.

On peut également employer un mélange de fibres de titre différent et de longueur différente : le mélange de fibres présentant une ou plusieurs distributions de titre ou de longueur permet d'optimiser la mise en oeuvre du produit, la dispersion des fibres et leurs propriétés renforçantes.

De façon générale, les fibres de renforcement peuvent être obtenues au départ de résine de tout type de PP couramment utilisé.

La présente invention a également pour objet un procédé de traitement de surface de fibres de PP telles que décrites ci-dessus, pour le renforcement de produits en fibres-ciment. Ce procédé consiste à soumettre ces fibres à un effet corona, ou encore, à mettre ces fibres de PP en contact avec une dispersion aqueuse de polymères organiques comportant des monomères oléfiniques et comportant des groupes polaires obtenus par greffage par de l'anhydride maléique, de l'acide acrylique ou méthacrylique, ou par une combinaison de ceux-ci.

D'une manière avantageuse, les fibres de PP ayant subi ledit traitement comprennent de 0,05 à 5 % en poids à l'état sec, de préférence de 0,15 à 1,5 %, de dépôt de polymère organique comportant des monomères oléfiniques et comportant des groupes polaires, par rapport au poids total de la fibre.

Ces différents traitements de surface peuvent être prévus successivement lors de la fabrication des fibres de renforcement. D'une manière préférée, les fibres peuvent alors être traitées en surface suivant les techniques décrites dans les demandes EP 1 044 939 et WO 99/19268 incorporées comme référence dans la présente demande.

La présente invention a aussi pour objet des produits façonnés en fibres-ciment comportant des fibres de renforcement telles que décrites ci-dessus et traitées en surface par les procédés décrits dans les demandes EP 1 044 939 et WO 99/19268.

De manière préférée, les produits en fibres- ciment comprennent de 0,1 à 4% et de manière encore préférée de 0,5 à 2,5 % en poids par rapport au mélange sec total initial, de fibres de PP suivant l'invention.

Le produit suivant l'invention peut, par exemple, être un élément de toiture ou de façade, telle qu'une plaque plane, une plaque ondulée, ou tous autres éléments accessoires de formes diverses.

L'invention est décrite ci-après de façon plus détaillée à l'aide d'exemples particuliers de réalisation.

EXEMPLES CONCERNANT LES APPLICATIONS FIBRES-CIMENT Dans les exemples suivants, des produits en fibres-ciment renforcés par des fibres de PP suivant l'invention et traitées ou non en surface, sont comparés à des produits en fibres-ciment réalisés avec des fibres de référence ne comportant pas de PP métallocène dans la gaine.

Dans les exemples de fibres avec traitement en surface, celles-ci sont traitées : a) d'abord par corona (au moyen d'un appareil de décharge de Ahlbrandt GmbH) ; b) puis par un bain de Michelman 94340-E contenant la dispersion à raison de 7 % de PP modifié par l'anhydride maléique (selon la description du document EP 1 044 939).

Le PP utilisé pour l'âme des fibres produites pour les différents essais, est le type Moplen Ultra 817 HOXP de Basell (PP Z-N). Dans la gaine, le PP Z-N fonctionalisé est le Polybond 1001 greffé à 6 % d'acide acrylique de Crompton, tandis que le PP non greffé est à base de résine de type métallocène, par exemple la résine PP Achieve 3844 produite par Exxon.

Préparation des mélanges et mise en oeuvre sur machine Hatschek.

Les composés suivants sont mélangés dans de l'eau : - 77, 2 % de ciment Portland ordinaire - 1, 8 % de fibres de PP bicomposantes avec un rapport en volume âme/gaine de 80/20, traitées ou non en surface par corona puis par la dispersion de PP modifié par de l'anhydride maléique ; - 3, 0 % de pâte de cellulose Kraft raffinée jusqu'à 65°SR (Schopper-Riegler) ; - 3, 0 % de silice amorphe ; - 15, 0 % de carbonate de calcium.

Les teneurs données sont exprimées en poids par rapport à la matière sèche totale. On dilue cette suspension avec de l'eau jusqu'à une concentration en solides de 30 g/1 et on la transfère ensuite au cuvier d'une machine Hatschek.

Peu avant l'introduction de la suspension dans le cuvier, on ajoute 200 ppm en poids d'un agent de floculation (de type polyacrylamide) pour améliorer la rétention du ciment. On produit des plaques à l'aide de la machine par 22 tours du cylindre de formage.

Dans le cas des produits comprimés, les plaques sont ensuite pressées entre des moules en acier huilé dans une presse sous une pression de 17, 7 MPa, jusqu'à une épaisseur moyenne de 5,5 mm. On fait durcir les feuilles sous couverture de matière plastique pendant 28 jours dans une humidité relative de 100% à 20°C.

Essais de résistance à la fissuration On détermine la résistance à la fissuration des produits en fibres-ciment par un test de vieillissement accéléré (une alternance de chaleur et d'eau, inspirée de la norme EN 492, mais rendue plus sévère).

A cet effet, une série de plaques fibres-ciment fabriquée sur une machine Hatschek, comprimées et laissées à durcir sous atmosphère humide pendant 28 jours comme décrit ci-dessus sont découpées en forme d'ardoise de 40 cm sur 27 cm. Une toiture est montée sur un châssis incliné à 30 ° de manière classique, c'est à dire avec les ardoises partiellement superposées.

Le test consiste à soumettre cette toiture à 28 cycles de 6 heures comprenant : - 2 h 55 min de chaleur (70°C +/-5°C) ; - 5 min d'arrêt ; - 2 h 55 min d'arrosage avec une eau à température ambiante à raison de 2,5 1/m2 ; - 5 min d'arrêt.

Les ardoises sont alors démontées, placées dans une enceinte climatique (réglée à 28°C +/-2°C et 90 % d'humidité relative) munie de porte-plaques, et exposées à l'état humide pendant 24 heures à une atmosphère à 100% de CO2. Les ardoises sont ensuite remontées en toiture et soumises à une nouvelle série de 30 cycles chaleur/eau de 6 heures comme décrit ci-dessus. Les fissures apparaissant sur la face supérieure des ardoises (tant sur la partie exposée que la partie recouverte par l'ardoise placée immédiatement au-dessus) sont alors mesurées et additionnées pour'les ardoises à l'aide d'un instrument approprié comme un curvimètre.

Les résultats sont donnés au tableau I ci-après.

TABLEAU I Ex. Ame Gaine Corona + Longueur totale en volume) dispersion (d) des fissures (e) 1 PP Z-N 100% PP Z-N NON 100 (a) non greffé (a) 2 PP Z-N 100% PP Z-N NON 63 (a) greffé (b) 3 PP P 100% PP Z-N OUI 79 (a) non greffé (a) 4 PP Z-N 100% PP Z-N OUI 59 (a) greffé (b) i-_ _ 5 PP Z-N 50 % PP Z-N NON 83 (a) greffé (b) + 50 % PP Z-N non greffé (a) 6 PP Z-N 50 % PP Z-N OUI 65 (a) greffé (b) + 50 % PP Z-N non greffé (a) 7* PP Z-N 50 t PP Z-N NON 58 (a) greffé (b) + 50%PPmétall.(c) 8* PP Z-N 50 % pp Z-N OUI 28 (a) greffé (b) + 50% PPmétall. (c) a = PP Ziegler-Natta Moplen X Ultra 817 HOXP (Basell) b = PP Polybond @ 1001 greffé à 6% d'acide acrylique (Crompton) c = PP métallocène Achieve 3844 (Exxon) d = Michem @ dispersion ME 94340-E At matière sèche PP greffé à l'anhydride maléique (Michelman) e = résultats en valeur relative * = fibre suivant l'invention Dans ces divers exemples, le rapport en volume de l'âme à la gaine est de 80/20, l'âme étant toujours constituée de 100 % de PP Z-N. Le tableau indique si un traitement corona suivi d'un traitement avec la dispersion aqueuse ont été appliqués. La longueur totale des fissures concerne 9 ardoises.

On constate que l'exemple 7 suivant l'invention (sans traitement de surface) donne un meilleur résultat concernant la fissuration que l'exemple 2, qui pourtant contient 100 % de PP fonctionnalisé dans la gaine.

De même, comparé à l'exemple 5, l'exemple 7 démontre l'effet positif inattendu du PP métallocène par rapport à du PP Ziegler-Natta.

Plus encore, l'exemple 8 avec traitement de surface et suivant l'invention, donne nettement moins de fissuration que le contre-exemple 6, et même que l'exemple 4.

Ces résultats n'étaient pas prévisibles car il n'est pas évident que l'ajout d'une résine métallocène dans la gaine comme diluant de la fraction fonctionnalisée par des groupes polaires pour améliorer l'accrochage au ciment, augmente la résistance à la fissuration.

On peut noter que certaines fibres de PP sont utilisées, en faible quantité, dans des produits en béton.

Mais par rapport au béton, les produits en fibres-ciment sont caractérisés par un très grand rapport surface/épaisseur. Dans les produits en fibres-ciment, les fibres doivent réellement remplir une fonction de renforcement, alors que dans les produits en béton, la quantité de fibres est nettement moins importante et ne remplit pas réellement cette fonction de renforcement. De plus, les proportions des différents constituants, notamment de ciment et d'eau, sont très différentes dans les produits en fibres-ciment et dans les produits en béton. De même, les conditions de mises en oeuvre sont différentes. Le problème de fissuration de tels produits peut sembler différent de celui de produits massifs en béton.

Cependant, étant donné que les fibres selon l'invention sont particulièrement adaptées aux contraintes sévères propres aux produits en fibres-ciment décrits ci- dessus, leur utilisation dans des produits plus massifs tels que des ouvrages en béton est particulièrement avantageuse, notamment en tant qu'agent réduisant la fissuration.

Dans les exemples qui suivent et qui concernent le béton, on peut utiliser des fibres suivant l'invention, telles qu'elles ont été décrites ci-dessus, notamment avec un titre de 0,5 à 1100 dtex, de préférence de 0,5 à 300 dtex et une longueur de 2 à 50 mm. On veillera cependant à adapter dans chaque cas les fibres à l'application, en choisissant de façon spécifique les caractéristiques des fibres. Pour le béton, nous avons notamment utilisé des fibres suivant l'invention dans une proportion par rapport au mélange sec total initial comprise entre 0,01 et 0,5% en poids. D'autres valeurs sont illustrées par les exemples suivants.

EXEMPLES CONCERNANT LES APPLICATIONS BETON Test d'impact Pour cet essai, on part d'un mélange en poids contenant : - 53% d'agrégats 4/14, - 32% de sable grossier, - 14% de ciment CEM 1 42, 5, auquel on ajoute 55% d'eau par rapport au ciment.

Le mélange sans les fibres est placé dans un mélangeur à contre-courant d'une capacité adéquate. Après mélange durant 3 min, on ajoute les fibres de PP (à raison de 0,04% sur poids sec total initial) et on mélange à nouveau durant 3 min.

On fabrique au départ de ce mélange un cylindre d'un diamètre de 150 mm et d'une hauteur de 300 mm. Trois rondelles d'une hauteur approximative de 65 mm sont ensuite prélevées dans ce cylindre pour le test.

Selon les recommandations du"ACI commission 544" (v. Measurement of properties of fibre-reinforced concrete, Journal of the American Concrete Institute, vol 85,1988, pp 583-593), les échantillons ainsi produits sont soumis à un test d'impact caractérisé en ce qu'on laisse tomber une masse de 4,54 kg d'une hauteur de 457 mm. Cette masse tombe sur une sphère métallique d'un diamètre de 63,5 mm placée sur la surface supérieure de l'échantillon. La force d'impact est transmise à l'échantillon via la sphère.

L'échantillon est centré à l'aide de languettes de caoutchouc entre des blocs de positionnement. Les languettes sont retirées dès l'apparition de la première fissure. On enregistre le nombre d'impacts jusqu'à l'apparition de la première fissure, ainsi que jusqu'à la rupture de l'échantillon. Le critère de la rupture est que l'échantillon soit fragmenté en plusieurs morceaux et que ceux-ci touchent 3 des 4 blocs de positionnement.

Test de résistance à la fissuration On mélange à l'aide d'un mélangeur de type Hobart EN196-1 du ciment Portland type P30 et de l'eau (avec un rapport en poids eau/ciment de 0,3) pendant 1 min à vitesse "1". On ajoute ensuite lentement les fibres (soit 0,35 % sur poids sec total initial) ce qui prend environ 1 min. Enfin, on mélange le tout 30 s à la vitesse"1"et 30 s à la vitesse"2". On verse le mortier dans un moule de dimensions 300 mm X 300 mm X 8 mm.

Les échantillons sont placés dans une étuve ventilée à 40°C pendant 15 h. On retire ensuite les échantillons et on mesure la longueur des fissures apparaissant sur la surface supérieure.

Fibres utilisées Divers type de fibres ont été testés : - fibre de référence RI : Crackstop de la société Adfil (2,3 dtex, longueur 6 mm) ; - fibre de référence R2 : Fibrasol 2P de la société Axim (18 dtex, longueur 19 mm).

Les caractéristiques des 3 fibres selon l'invention sont présentées au tableau II et exprimées en pourcentage en volume pour les compositions. La nature des fibres a été décrite au tableau I : PP Z-N Moplen @ Ultra 817 HOXP pour l'âme et un mélange de PP Z-N Polybond @ 1001 greffé et de PP métallocène Achieve 3844 pour la gaine.

Tableau II Fibres selon l'invention A B C Rapport gaine/âme30/70 30/70 20/80 Proportion ZN/métallocène dans la gaine 50/50 50/50 50/50 Traitement de surface (*) non oui non Titre (dtex) 2,0 2,0 18 Longueur des fibres (mm) 6 6 19 *selon le document EP 1 044 939 Les résultats concernant la résistance à l'impact sont présentés au tableau III.

Tableau III Nombre moyen d'impacts jusqu'à la lere fissure rupture Fibre de référence RI 10 il Fibre de référence R2 9 13 Fibre selon l'invention A 60 65 Fibre selon l'invention B 75 78 Fibre selon l'invention C 40 45 Les résultats concernant la résistance à la fissuration sont présentés au tableau IV.

Tableau IV Longueur totale des fissures mm Fibre de référence R1 1966 Fibre de référence R2 2450 Fibre selon l'invention A 450 Fibre selon l'invention B 220 Fibre selon l'invention C 834 On peut donc en conclure que l'utilisation des fibres selon l'invention permet d'obtenir des produits en béton, dont la résistance à l'impact ainsi que la résistance à la fissuration sont nettement supérieures à celles des produits en béton réalisés avec les fibres de référence.

Cette résistance à la fissuration concerne autant le retrait plastique que le retrait dû au séchage.

Cette amélioration peut être mise à profit dans divers types d'application de béton comme les sols industriels, les éléments en béton précoulés, les produits de gunitage, les panneaux en béton légers, les produits moulés, les mortiers de réparation, cette liste n'étant pas limitative.