Brevet FR2264942A1 — publié le 19751017

La présente invention concerne uniquement le béton armé traditionnel et non précontraint : poutres, dalles etc... sollicitées en flexion. Le moyen utilisé dans la pratique actuelle du béton arme pour éviter ou minimiser la fissuration de flexion est surtout la limitas tion des contraintes de traction dans le béton. Cette limitation a été réalisée par deux procédés différents. L'un de ces procédés est la technique bien connue du béton précontraint qui a pris récemment un essor très important, et bien naturel, sur les chantiers du b ti- ment. L'autre procédé est prescrit par le règlement CCBA 68 et consiste à borner les contraintes d'utilisation de l'acier dans le béton armé traditionnel. Cependant, depuis une dizaine d'années, on tente d'exploiter un autre moyen contre la fissuration : il s'agit de rendre le béton -plus ductile pour lui faire supporter, sans se rompre, des tractions et des allongements plus importants. C'est ainsi que, sur le plan de la recherche, le problème de la fissuration esst en voie de résolution, grâce è la découverte des bétons de de fibres ductiles, type Wirand, des bétons de fillers imprégnés, des-bettons d'agrégats plastiques, et également grâce aux adjuvants synthétiques du genre acétates de polyvinyle additionnés à l'eau de gâchage sous forme d'émulsion dispersée. Toutefois, ces progrès indiscutables de la technologie antifissure ne se sont pas encore concrétisés par des procédés très simples, très surs et tra rentables dans la pratique. Le dispositif envisagé ici vise précisément à une très grande simplicité de conception et d'emploi s'écartant très peu de la technique et de la mise en oeuvre habituelles du béton armé traditionnel Donc facilité et sécurité. Par ailleurs, ce dispositif permet une économie de matériaux par prise en compte du béton tendu dans les calculs - Donc légèreté et élégance. Une méthode spéciale d calculs a été élaborée pour faire intervenir le roll du dispositif objet de l'invention-et du béton tendu microfissuré.Elle nepré- sente pas de grosses difficultés d'application grâce-à une sch6- matisation des données analogue à celle de la circulaire de i906 et conforme aux hypothèses classiques dè faibles courbures. De plus, on saint que la raideur des pièces fléchies est proportion- nelle au module élastique du matériau utilisé ainsi qu'au moment d'inertie de la section. Il faut donc un matériau de module important pour couvrir les grandes portées (longerons de ponts...) sans augmenter trop la section. Mais dans le cas du béton, ltaugmenta- tion de module va de paire avec une augmentation de fragilité - D'où finalement, une perte de raideur par diminution prépondérante de l'inertie (fissuration) - C'est un gros inconvénient qui conduit à dimensionner des sections de résistance surabondante pour compenser la fissuration et maintenir une raideur acceptable.Le dispositif, selon l'invention, doit pouvoir pallier cet inconvénient, ce qui permettra de tirer le meilleur parti des- bétons de hauts modules élastiques pour les pièces fléchies à grandes portées - Nouvelle source d'économie de matériau au profit de la légèreté et de ltelé- gance. Par ailleurs, la but encore lointain que l'on peut espérer, gracie au dispositif objet de l'invention, est-de parvenir iventuellemen.t à supprimer les armatures transversales dans la travée, à l'excep- tion toutefois, des zônes d'appuis - C-e qui contribuerait encore à l'économie de matériau et d'exécution à la fois - Mais au préalable, des essais du dispositif devront confirmer qu' aucune macrofissura ne se forme en travée sous contraintes usuelles d'utilisation, et que la sicurité- sous charges de service est bien assurée dans le temps Donc nécessité absolue d'un contrôle expérimental de fiabilitX du dispositif En bref le procédé selon l'invention vise. à exploiter -au maximum les possibilités mécaniques du béton en évitant la formation des ma crofias-ures de flexion par une technique plus simple,. plus sure, et plus. rentable que celles utilisées jusqu'ici Le procédé envisagé consiste à entourer d'un dispositif 3 les barres longitudinales tendues 2 constituant l'armature d-'une pièce fléchie t en béton armé traditionnel. Sous l'effet du. serrage par retrait du béton faisant sua prise, le dispositif acquiert la qualité d'intermédiaire mécanique entre la barre d'acier 2 et le béton - Ce qui permet au béton de s'adapter lors de la flexion, en répartissant ses tensions internes au gré de ses propres possibilités de résistance. D'ou -une meilleure répar-tition de la fissuration sous forme de microfissures multiples et dispersées au lieu de la macrofissure localisée. Ainsi, la-mise en traction du béton sous flexion est telle que la macrofissuration 4 est rendue trèsimprobable. Ce dispositif peut ê.tre- réalisé par le moyen d'un manchon 5 adhérentà la barre 2 et constitué d'un mortier ductile de ciment, ou de résine, ou mixte, chargé de.sabls ou de filler, ou des deux réunis. Ce mortier peut être additionné de fibres métalliques ou synthétiques. Le manchon peut être imprégné ou non de résine au cours d'une traction préalable de la barre pour améliorer les performances. Le dispositif peut être salement réalisé par le moyen d'une gaine de matière plastique, adhérente 6 ou non 7, à la barre d'armature 2. Dans le cas d'une gaine non adhérente à la barre, l'intervalle 8 entre la barre 2 et la gaine 7 est rempli d'un produit adhérent, à la fois résistant et ductile après durcissement. Selon un autre moyen de réalisation de l'invention, le dispositif peut être une hélice 9 ou une résille cylindrique 10, en métal ou autre matériau, qui entoure la barre d'armature 2 sans toutefois y adhérer, de manière à permettre au béton de se loger, au coulage, entre la barre 2 et le dispositif 9 ou 10. Un tel mode de réalisation peut, d'ailleurs, se conjuguer avec un des deux modes de réalisation précédents 5 à 7 pour constituer une gaine ou un manchon renforcés à la périphérie Il ou bien dans son épaisseur 12. Un autre moyen de réalisation de l'invention est de placer une résille 13 de métal ou autre matériau dans la zône d'enrobage des barres d'armatures 2. Cette résille entoure l'ensemble des barres 2 et est munie de chevelus d'adhérence t4. C'est le moyen de réalisation le plus simple et le plus économique mais, peut-etre, le moins efficace. Les modes de réalisation décrits précédemment concernaient les pièces de béton coulées in situ. Le mode de réalisation ci-apres concernera les pièces en béton semi-prëfabriquées. Selon ce nouveau. mode de réalisation de l'invention, le dispositif est, cette fois, constitué par un coffrage préfabriqué de forme usuelle : prédalles 15, habillage 16., ou fond de moule perdu 17, contenant une partie - des barres d'armature 2 de la future pièce à couler. La particularité de la présente réalisation réside dans la constitution de ces coffrages préfabriqués : ils ne sont pas en béton classique, ils sont en matière plastique ou bien en mortier ductile de ciment ou de résine ou mixte, chargés de sable ou de fillers ou les deux réunis, et additionnés ou non de fibres métalliques ou synthétiques. Ces coffrages sont renforcés par une résille de métal 13 ou autre matériau, munie de chevelus d'adhérence 14 sortant par la face interne , et éventuellement par la face externe. Les coffrages en mortier peuvent être imprégnés ou non de résine pendant une première mise en traction, en atelier, des barres d'armatures 2, afin d'améliorer les performances.- La surface interne 18 de ces coffrages doit être très irrégulière, et sera encollée ou non avant coulage du béton de deuxième phase 19. La surface externe 20 est brute de démou lage ou bien additionnée d'un revêtement décoratif, ou protecteur, ou isolant, ou encore les trois à la fois. Ce dernier mode de réalisation s'inspire bien évidemment des éléments préfabriqués en usage actuellement, donc son emploi demeurera tout à fait classique et simple pour le chantier. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé, sous chacune des formes de réalisation décrites précédemment, sur tous les chantiers où l'on construit des ossatures en béton armé et en particulier dans le même champ d'applications que le béton précontraint : poutres importantes, prédalles du bâtiment, etc... Rappelons que, plus de 50 Ma des sinistres du bâtiment sont occasionnés par la fis sudation. Ce dispositif trouverazégalement. des applications intéressantes dans le cas d'ouvrages construits en milieu particulièrement agressifs tels que travaux à la-mer, en altitude, sous climats-extremes,- avec risques caractérisés d'incendie etc... Les ouvrages nécessltant une parfaite étanchéité-de structure servoirs, silos, galeries techniques, terrasses att - pourront éga- lement bénéficier des avantages du dispositif envisagé. Enfin, il faut souligner, tout particulièrement, que certaines des réalisations décrites ci-dessus offrent des possibilités, moyennant essais de recherches préalables, pour la protection et la résistance au feu des structures-. Et l'on ne peut ignorer combien le problème de la sécurité incendie est-prSoccupant, depuis ces dernières bannies vu la esncentratisn et 11 élévation des constructions modernes. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant d'éviter la fissuration du béton dans les pièces fléchies en béton armé traditionnel, et non précontraint, caractérisé par le fait qu'il entoure les barres longitudinales constituant l'armature classique du béton armé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu' il S'agit d'un manchon adhérent à la barre d'armature et constitue d'un mortier ductile différent par se composition et ses qualités mécaniques du béton traditionnel pour béton armé 3. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait qu' il s'agit d'une gaine de matière plastique. 4. Dispositif selon la revendication 3-,- caractérisé par le fait que dans le cas d'une gaine non adhérente la barre, l'intervalle entre la barre et la gaine est rempli par un produit adhérent et durcisse- ble. 5. Dispositif selon la. revendication 1, caractérisé par le fait qu' il s'agit d'une hélice qui entoure la barre sans toutefois y adhérer. 6. Dispositif sèlon la revendication 1, caractérisé par le fait qut il s'agit d'une résille entourant la barre sans toutefois y adhérer 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3 caractérisé par le fait qu'il est renforcé par l'un des dispositifs afférents aux revendications 5 et 6. 8.. Dispositif selon la revendication i, caractérisé par le fait qu' il s'agit dJun coffrage préfabricjué de forme classique mais constitué d'un matériau ductile, différent du béton traditionnel pour bé- ton armé, qu'il est renforcé d'une résille chevelus adhérents, qu'il contient seulement une partie des armatures de la pièce è couler en deuxième phase, et qu'il peut comporter un revêtement protecteur et décoratif.