Brevet FR2266670A1 — publié le 19751031

La présente invention concerne un béton cellulaire léger à haute résistance, qui permet la préfabrication de structures en béton armé et, particulièrement, de structures portantes pour planchers, couvertures et analogues, de poutres portantes pour ponts, passages supérieurs et analogues, de murs-rideau et de ntieporte quel ouvrage en béton armé pour constructions civi- les, industrielles et maritimes. On connais déjà, pour les constructions, différents types de béton léger, qui toutefois, à cause de leur basse résistance et haute friabilité, ne se prêtent pas à la construction de structures portantes préfabriquées mais peuvent sqealement être utilisés pour des ouvrages accessoires d'achèvement et de revente ment. Un premier type de béton léger connu et diffusé est le béton de ponce qui a un p.s. d'environ 1300 Kg/mc et une charge de rupture à la compression inférieure à 20 Kg/cm3. D'autres types de béton léger dénommés "cellulite", Schimabéton", "Gasbeton", prévoient l'incorporation dans le béton de corps différents produisant des bulles de gaz; par conséquent le béton léger aura un p.s. d'environ 700 1200 Eg/mc et une charge de rupture très basse de 6 + 12 Kg/cm3. aes types de bétons légers sont uniquement utilisés pour la préparation d'éléments de plafond et de panneaux de revêtement. in outre, un autre type de béton léger dénommé "aero kret" est fabriqué en mélangeant au mortier de béton à haute teneur en eau, de la poudre d'aluminium ou d'alliage i'aluminium; le p.s. varie de 700 à 1500 Eg/mc et la résistance à la rupture de 5 à 42 Kg/cm3. Il est employé pour tranches de panneaux Tous ces types de bétons légers ont pourtant une charge de rupture très basse qui empoche la préparation de structures portantes préfabriquées. lies susdits types de bétons légers ont, en plus, un haut degré de friabilité, ce qui les rend particulièrement sensibles aux actions de frottement et de choc. Oea types de bétons présentent aussi une surface extérieure du bétonnage très discontinue et alvéolée, ce qui, bien qu'utile pour l'absorption du son dans les panneaux de revttement acoustique, est vraiment nuisible dans les structures exposées aux intempéries et à la gelée. Un autre inconvénient est que le temps de prise et, par conséquent, le temps nécessaire au décoffrage est très long et pratiquement celui des bétons normaux. Enfin, un autre désavantage est que bien souvent dans les bétonnages des bétons légers susdits et particulièrement pour ceux à haute teneur en eau, il se forme une sédimentation partielle surtout des inertes, ce qui donne un béton très mauvais. L'invention dont il s'agit élimine les inconvénients susmentionnés des bétons légers plus connus et pourtant donne un béton léger qui - a un p.s. bas (de 800 à 1600 Eg/mc); - peut être utilisé, à cause de sa haute résistance à la rupture (jusqu'à 250 Eg/cm3) pour la préfabrication de structures por tantes en béton armé; - a un degré de friabilité très bas qui le rend résistant aux abrasions et aux chocs; - a une surface extérieure particulièrement compacte et lisse qui empêche l'imbibition;; - a un temps de prise très court, car après 15 heures de béton nage à température ambiante (10+20 C) on obtient une rEsistan- ce de 35+45% de la résistance après 28 jours, avec la possibi lité de décoffrage anticipé sans recourir aux procédés de vieillissement forcé à la vapeur ou au four; - a une uniformité du bétonnage parfaite qui se conserve pendant tout le temps de prise, ce qui élimine toute séparation par sédimentation; - a une haute fluidité ce qui rend inutile l'usage de vibrateurs. Le béton léger, objet de l'invention, est composé de mortier de béton à haute résistance, d'un agent moussant persistant et de différents additifs qui sont en mesure de donner les caractéristiques sous-indiquées. En détail, la composition moyenne de ce béton léger est la suivante a) Ciment à haute résistance depuis 300 à 800 Eg/mc de béton b) Inertes O + 0,6 mm. depuis 0 à 1000 Eg/mc de béton c) Eau de mélange depuis le 36% au 68% ciment en poids d) Alcoylbenzenesulfonate sodique depuis 1% à 45% poids eau de mélange e) Nitrite de calcium Ca(N02)2 depuis 0% à 70% poids eau f) Chlorure de calcium Ca C12 depuis 2% à 35% n g) Triethanolamine (OH CH2 CH2)3 N depuis 0 à 90% poids eau h) Sulfate de sodium Na2 SO4 depuis 0% à 10 lr n i) Silicate de sodium pentahydrate depuis O% à 60% Na2 si03 . 5 H2 O Le ciment a), l'inerte b) et l'eau c) sont en mesure de donner un mortier gras à haute teneur d'eau; l'Alcoylbenzene- sulfonate sodique d) est un agent moussant persistant et résistant aux opérations de mélange et de bétonnage; les composés e) f) g) sont des accélérateurs de la vitesse de prise; le sulfate de sodium h) est un accélérateur de la vitesse de durcissement et enfin le silicate i) est un gélifiant qui rend visqueuse la masse du bétonnage et élimine les phénomènes de sédimentation. Evidemment les composés indiqués peuvent être remplacés par d'autres composés équivalents ayant la meme action spécifique sur le béton léger; en effet, l'Alcoylbenzenesulfo- nate sodique, par exemple, peut entre remplacé par l'Alcoylben- zenesulfonate de potassium ou par tout autre produit ayant les mêmes caractéristiques comme agent moussant persistant, le Ca (N 2)2 peut être remplacé par le Na NO2; le Ca C12 peut être remplacé par des Chlorures de métaux (Be Al) ou bien de métaux alcalino-terreux (Ba); le Na2 SO4 peut être replacé par des sulfates de métaux (Cu, Zn, Fb) ou bien de métaux alcalino-ter relut (Mg) etc... La préparation du béton léger en question se réalise par degrés successifs et précisément - Préparation du mortier avec les éléments a) b) c), avec ou sans inerte, - adjonction au mortier des solutions aqueuses des réactifs e), f), g), h), i) prépares à part avec eau de mélange dans la quantité nécessaire, - Adjonction au mortier en bétonnière de la solution d3 effec tuée en mélangeant l'agent moussant en eau de mélange et en remuant avec air comprimé. Comme déjà dit, le béton léger dont il s'agit, a un p.s. variable depuis 800 jusqu'à 1600 Xg/mc. avec une résistance à la rupture variable de 40 à 250 Eg/cm3. En détail ces poids spécifiques et ces résistances peuvent être synthétisés conte ci-dessous : p.s. 800 Kg/mc - charge de rupture à 28 jours 40+90 Kg/cm " 1000 " " " " " " 50+130 " p.s. 1200 kg/mc - charge de rupture à 28 jours 60+150 Kg/cm " 1 1400 " " " " " " 70+180 " n 1600 n 'i n n n 160450 En variant les pourcentages des composants du mortier (ciment, eau et inerte) il est possible d'obtenir différents types de béton léger du même poids spécifique mais avec la résistance à la rupture qui varie dans les limites indiquées. À titre indicatif on précise toutefois que l'adåonc- tion de l'agent moussant est plus élevée pour le béton à p.s. 800 Kg/mc. et diminue à mesure que le p.s. augmente, tandis quel'adjonction e t moindre pour le béton à p.s. 1600 Kg/mc. L'adjonction des autres additifs sera au contraire pratiquement proportionnelle à la quantité du ciment employé. Le produit en béton léger, selon l'invention, a une distribution intérieure homogène de microporosité du diamètre de 0,1 à 4 mm. Naturellement l'invention décrite à titre indicatif et non limitatif peut prévoir toute composition dans le champ des quantités indiquées des différents composants et prévoir le remplacement d'un ou de plusieurs composants par d'autres similaires ayant le mye but et prévoir l'éventuelle adjonction d'autres composants non mentionnés qui peuvent être utiles aux buts recherchés en demeurant toujours dans le champ des suivantes revendications caractérisant l'invention. REVENDICATIONS 1- Béton cellulaire léger à haute résistance pour structures préfabriquées-portnntes en béton armé, caractérisé par les composants suivants dans les quantités indiquées - Ciment haute résistance depuis 300 à 800 Kg/mc de béton - Inertes 0+0,6 mm depuis 0 à 1000 Eg/mc de béton - Eau de mélange depuis le 56* au 68% du e ciment en poids - Alcoylbenzenesulfonate sodique depuis 1% à 45% de l'eau de mélange - Nitrite de calcium depuis 0 au 70% de l'eau - Chlorure de calcium depuis 2 au 35% n n - Triethanolamine depuis 0 au 90% - Sulfate de sodium depuis 0 au 10% - Silicate de sodium pentahydrate depuis O au 60% n n et capable de donner des bétons avec poids spécifique depuis 800 jusqu'à 1600 EgXmc et résistance à rupture depuis 40 jusqu'à 250 Kg/cm3. en condition de permettre la fabrication de structures portantes en béton armé, à friabilité basse, avec surfaces extérieures compactes et vitesse de prise et de durcissement élevée et avec masse homogène. 2- Béton léger suivant la revendication 1, caractérisé- par les modalités de fabrication qui prévoient la prépara tion du mortier avec le ciment, l'éventuel inerte et une partie d'eau, la préparation à part des solutions des composants chimiques et leur adjonction au mortier et enfin la préparation de la solution de l'agent moussant unie en dernier au mortier en bétonnière. 3- Béton léger suivant la revendication 1, caractérisé par la possibilité de remplacement de Nitrite de calcium (Ca (Nk )2 par Nitrite de sodium Na N02, de remplacement de Chlorures de calcium Ca C12 par des Chlorures de métaux (Fe, Al) ou bien de métaux alcalino-terreux (Ba), de remplacement de Sulfate de sodium Na2 504 par des sulfates-de métaux (Ou, Zn, Pb) ou bien de métaux alcalino-terreux (Ng). 4- Béton léger suivant la revendication 1, caractérisé par la corrélation entre les charges de rupture et les poids spécifiques, comme indiqué ci-dessous p.s. 800 Kg/mc - charge de rupture à 28 jours 40 + 90 Eg/cm3 " 1000 " " " " " 50 + 130 " " 1200 " " " " " 60 + 150 " " 1400 " " " " " 70 + 180 " " 1600 " " " " " 160 + 250 " avec microporosité depuis 0,1 jusqu'à 4 mm. 5- Béton suivant la revendication 1, caractérisé par la possibilité d'obtenir les mêmes valeurs de poids spécifique avec résistance à la rupture différente en variant les pourcentages des composants du mortier, tandis que D'adjonction des additifs sera proportionnelle à la quantité du ciment.