Brevet FR2270217A1 — publié le 19751205

La présente invention a essentiellement pour objet des perfectionnements à la fabrication d'un béton léger. On connaît des bétons légers constitués par un mélange d'un agrégat de granulométrie moyenne tel qu'argile expansée comprise entre 3 et 20 mm environ, d'un agrégat de granulométrie moyenne plus faible et de densité plus légère comprenant notamment du liège expansé, d'un liant tel que du ciment et de l'eau de gachage. De tels bétons légers présentent, à coté de leurs caractéristiques de légèreté, l'avantage entre assez faciles à travailler pouvant être notamment sciés ou cloués comme du bois. Leurs propriétés mécaniques notamment de résistance à la traction et à la flexion, et leurs propriétés d'isolation, tant phoniques que thermiques sont néanmoins assez médiocres. En outre les faibles disponibilités mondiales de liège sont mal connues etassezlimitées dans le cadre de l'industrie du bâtiment 'l'invention se rapporte à un procédé nouveau de fabrication d'un béton léger et au béton léger ainsi fabriqué présentant des propriétés très supérieures à celles des bétons légers de l'art antérieur aussi bien sur le plan de l'économie de mise en oeuvre que sur celui des qualités intrinsèques mécaniques, thermiques et phoniques. Â cet effet, selon l'invention, au moins certains des agrégats, notamment ceux qui sont les plus légers, entrant dans la composition d'un béton léger fabriqué selon l'invention, sont enrobés, avant mélange avec les autres composants du béton, dans de la subérine ou dans une résine donnant un film d'enrobage analogue. Avantageusement de tellesmésines telle notamment que celle connue habituellement sous le nom de "subérine" sont obtenues par torréfaction aux environs de 2800C à 3000C d'écorces de plantes telles que bouleaux et chênesliège dont les particules sont expansées par torréfaction et for ment une partie des agrégats enrobés. La subérine est une résine naturelle qui possède une adhérence exceptionnelle de même que les résines ci-dessus envisagées. L'enrobage des agrégats dans de telles résines entraîne une amélioration remarquable des caractéristiques mécaniques du béton, améliorant l'étanchéité, laoehésion et la compacité, là souplesse et l'élasticité, réduisant le gonflement et le retrait de fabrication, facilitant la mise en oeuvre. 'les meilleurs résultats sont obtenus lorsque ces résines sont secrétées par torréfaction dans un torréfacteur de type connu approprié, entre 2800C et 3000G d'écorces de bouleaux et de chênes-liège. Les grains ainsi torréfiés donnent des granulats ayant une densité voisine de 0,06 et une granulométrie comprise essentiellement entre 0,5 et 6 mm. Avant de les charger dans le torréfacteur les écorces sont sélectionnées et triturées pour être réduites en grains de dimensions convenables. Lorsqu'on augmente la densité du béton léger fabriqué pour obtenir de meilleures caractéristiques mécaniques, on ajoute aux agrégats d'écorces torréfiées précitées davantage d'agrégats de densité faible mais néanmoins supérieure tels que : argile expansée, billes de verre expansé et éventuellement schiste et mais expansés, pierre-ponce, perlite, vermiculite, machefer, terre cuite concassée, laitier expansé, copeaux et fibres de bois minéralisés, etc... Avantageusement ces agrégats sont en tout ou partie enrobés des résines en question, ce résultat pouvant être obtenu par malaxage avec les éléments végétaux mentionnés écorces de bouleaux et de chênes-liige dans le torréfacteur, au moment précis où s'effectue l'expansion des écorces, c'est-à-dire dans la fourchette de température comprise entre 2800C et 3000C. 'les agrégats ainsi enrobés deviennent en grande partie étanches, de sorte que le béton constitue alors une structure à cellules fermées dont 1' étanchéité globale et par là même l'isolation thermique sont très fortement accrues. Si on le désire, une certaine proportion de pouzzolane ou de cendres volantes peut être ajoutée pour obtenir notamment un effet pouzzolanique. Ces cendres volantes sont avantageusement vitrifiées selon une technique connue. Beur granulométrie peut être par exemple inférieure à 200 e . 'la vitrification peut hêtre conduite aux environs de I4000 en utilisant de l'air pulsé et un refroidiv- sement rapide. De telles cendres du fait de leur vitrification sont particulièrement rigides, indéformables, incompressibles, imperméables et insensibles à l'eau. Beur emploi dans un béton conforme à l'invention améliore très notablement tant les qualités mécaniques du béton que sa mise en oeuvre, effet pouzzolanique étant par ailleurs conservé. La nature souple et compressible des éléments végétaux facilite l'addition dans le béton de matières fibreuses qui lui confèrent une plus grande souplesse et une résistance mécanique supérieure, notamment à la traction et à la flexion. 'les matières fibreuses peuvent être synthétiques, végetables ou animales, telles que lin, fibre de verre, amiante, etc... Pour améliorer la compacité, la plasticité et les qualités d'isolation phonique, l'addition d'éléments minéraux ou végétaux, tels que perlite, mica, etc... peut également être prévue. De façon à réduire le retrait instantané auquel les bétons légers connus sont très sujets, et pour faciliter la mise en place du béton léger de l'invention, principalement dans les coffrages de voiles minces verticaux, on ajoute un ou plusieurs adjuvants plastifiants et entraîneurs d'air connus en soi tels que des huiles minérales, végétales ou animales parti culière s. Si l'on veut améliorer lEselation phonique, on peut incorporer dans la composition du béton, des agrégats de forte densité, tels que marbre, fonte, limailles de fer et d'acier, minerais de magnétite et de baryum, scories de plomb, etc..., qui absorbent les fréquences de son que les éléments légers n'absorbent pas. B loi de masse joue alors non plus au niveau de la densité du béton, mais au niveau de celle de chacun des agrégats qui le constitue. La nature fibreuse et les qualités antivibratiles des composants légers, dont les éléments lourds sont enrobés, jouent un rôle extrêmement important pour amortir tant les bruits d'impacts que les bruits d'ambiance ou aériens. On donnera ci-aPrès un exemple de composition et de mise ai oeuvre d'un béton fabriqué selon l'invention. a)- Composition . Be béton pourra être composé comme suit - argile expansée enrobée de subérine, granulométrie moyenne 8 à 16 mm : 750 t- - granulats légers enrobés de résines constitués à 55% par des écorces de bouleaux ou de ch8nes-liège de granulométrie moyenne comprise entre 0,5 et 6 mm, 28% de fibres minérales, végétales ou animales ayant une longueur allant jusqu'à 5 cm, et 17% de fines de granulométrie inférieures à 1 mm ; 550 litres - ciment artificiel courant : 380 à 400 kg - eau de gâchage : 270 litres environ - adjuvants tamponnés plastifiants et entraîneurs d'air: 0,2 à 1 litre le tout pour 1 mètre cube de béton fini. Un tel béton de composition moyenne constitue un excellent compromis : isolation-légèreté-résistance, Il peut être utilisé pour constituer des planchers, des panneaux de façade,des voltes de toitures, des cloisons, des parpaings, etc... Ses dosages peuvent varier. Ainsi si l' on veut constituer un panneau en béton très léger non porteur, on peut diminuer la proportion d'argile expansée, voire la supprimer totalement. il en résulte bien entendu, une variation des proportions des autres composants du béton. b)- Fabrication. Pour fabriquer le béton on verse dans une bétonnière classique tournant à la vitesse normale et ce dans les proportions indiquées ci-dessus dans l'ordre suivant 1)- l'eau de gâchage (3/4 du dosage définitif) et les adjuvants, 2)- les granulats enrobés de résines et le ciment, 3)- l'argile expansée préalablement mouillée dans une autre bétonnière pendant une durée approximative d'une minute 4)- l'eau complémentaire. Après une durée de malaxage de 2 à 3 minutes, le béton est pret à être coulé. c)- Mise en oeuvre. La mise en oeuvre s'effectue comme pour un béton classique. Il est toutefois recommandé de pilonner pour limiter la durée de la vibration ou pervibration qui, trop longue, provoquerait, comme pour tout béton, une ségrégation, inversée par rapport à celle d'un béton classique mais tout aussi néfaste. Four accélérer la prise, l'étayage à sec est recommandé, à condition de recouvrir le béton d'un isolant thermique doublé nécessairement, pour conserver l'humidité dégagée, d'un parevapeur. Un tel béton mis en oeuvre a révélé aux essais les caractéristiques suivantes -Résistance à la compression : 135/1 50 bars -Coefficient de conductivité thermique \ sec 0,16 W/m.OC utile 0,18 à 0,22 W/mOG traction simple : 25 à 32 bars -Traction par flexion : 12 à 1.4 bars -Densité : 0,95 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de fabrication et de mise en oeuvre décrit,l'invention comprenant les équivalents technique s des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont léalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un béton léger constitué par un mélange d'un agrégat tel que de l'argile expansée, d'un agrégat de densité plus faible comprenant notamment du liège expansé, d'an liant tel que du ciment et de l'eau de gâchage, caractérisé en ce que au moins certains desdits agrégats, et notamment ceux qui sont les plus légers, sont enrobés, avant mélange avec les autres composants du béton, dans de la subérine ou dans des résines donnant un film d'enrobage analogue. 2.- Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme lesdites résines par torréfaction aux environs de 2800C à 3000G d'écorces de plantes telles que bouleaux et chenes-liège notamment, dont les particules expansées torréfiées forment une partie des agrégats enrobés légers. 3.- Procédé e fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue la torréfaction des plantes dans un torréfacteur en présence d'autres agrégats du béton tels notamment que argile expansée précitée. 4.- Procédé de fabrication selon l'une des revendIcations précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme agrégat du genre argile expansée de densité moyenne précitée, ladite argile expansée, des billes de verre expansé, du schiste expansé, du mais expansé, de la pierre-ponce, de la perlite, de la vermiculite, du machefer, de la terre cuite concassée, du laitier expansé, des copeaux et fibres de bois mDnéralisés et matériaux analogues ou un mélange de ces matériaux. 5.- Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute à la composition du béton des cendres volantes, pouzzolane et analogues. 6.- Procédé de fabrication selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'on poursuit la torréfaction des écorces de bouleaux et de ch8nes-liège précités jusqu'à obtention d'une densité voisine de 0,06 , la granulométrie étant comprise entre 0,5 et 6 mm environ. 7.- Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute au moins un adjuvant plastifiant et entraîneur d'air par exemple avec l'eau de gâchage. 8.- Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que selon l'utilisation du béton , on ajoute des agrégats tels que marbre, fonte, limaille de fer et d'acier, minerais de magnétite et de baryum, scories de plomb ou autre m & ériaux de forte densité. 9.- Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute au béton des éléments minéraus ou végétaux, tels que perlite, mica et analogue 10.- Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute au béton des matières fibreuses synthétiques, minérales, végétales ou animales telles que lin, fibre de verre, amiante ou analogue. II.- Procédé de fabrication selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que lesdites cendres volantes, pouzzolane et analogue sont vitrifiées. 12.- Béton léger fabriqué selon le procédé de l1une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par ses propriétés élevées d'isolation phoniques et thermiques, par sa faible densité et par ses propriétés mécaniques relativement élevées notamment de résistances à la compression, à la traction et à la flexion.