Brevet FR2270414A1 — publié le 19751205

La présente invention concerne un procédé delcoulée du béton et un appareil pour mettre en oeuvre ce procédé. Actuellement, la coulée du béton est effectuée principalement en plaçant le béton à couler dans un moule ét en le faisant vibrer pour chasser 11 air. Avec ce procédé, une énergie vibratoire est transférée au béton de sorte que l'air peut s'échapper. La vibration, cependant, engendre un bruit élevé, et, en outre, constitue une phase de travail qu'il est difficile de contrôler. Dans la coulée classique du béton,-il est, en outre, nécessaire d'utiliser des masses de béton très tendre ce qui réduit la résistance de l'élément en béton fini et allonge la durée de durcissement. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus mentionnés et de proposer un procédé de coulée d'un nouveau type et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'idée de base du procédé selon l'invention est de communiquer au béton, au cours de la coulée, une énergie cinétique qui provoque une compression lorsqu'il vient frapper l'objet à mouler, par exemple le fond d'un moule ou une couche de béton contenue dans le moule. Le procédé selon l'invention consiste en ce que le béton à couler est centrifugé à une vitesse de l'ordre de 30 et 80 m/s et par petites quantités séparées, ou charges, ayant un volume au moins approximativement uniforme, ce volume étant compris entre 100 et 1.000 cm3. cm L'appareil selon l'invention comporte des moyens d'alimentation en béton et des moyens de centrifugation comprenant un carter de centrifugeuse, une roue centrifuge montée rotative dans le carter et munie d'au moins une palette centrifuge, des moyens d'entraînement actionnant la roue centrifuge, un orifice d'entrée dans le carter à travers lequel les moyens d'alimentation introduisent le beton dans les moyens de centrifugation, et un orifice de sortie par lequel le béton à couler peut être centrifugé sur l'objet à couler.Dans cet appareil la vitesse de rotation de la roue centrifuge est telle que la vitesse des charges de béton à couler est de l'ordre de 30 et 80 m/s Gracie à l'invention, des avantages considérables sont obtenus Ainsi, la vibration n'est absolument plus nécessaire de sorte que les inconvénients qu'elle entraîne et les coûts correspondants sont supprimés. En outre, des masses de béton plus consistantes peuvent être utilisées de telle sorte que la résistance du béton s'accroît ou, d'une manière correspondante, que le ciment est économisé. En même temps, la coulée d'une masse de béton chaude est facilitée étant donné que l'effet de raidissement dU a la chaleur ne gêne pas la cou lée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue de côté d'un mode de réalisation de 1'appareil selon l'invention; - la Fig. 2 est une vue de dessus de l'appareil représenté sur la Fig. 1; - la Fig. 3 est une vue de côté, avec coupe partielle, d'un second mode de réalisation de l'invention; - la Pig. 4 est une vue en bout, avec coupe partielle, de l'ap- pareil représenté sur la Fig. 3; - la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne A-B de la Fig. 4 ramenée dans un plan; - la Fig. 6 est une vue de coté, avec coupe partielle, d'un troisième mode de réalisation de l'invention; - la Pig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne A-D de la Fig. 6; et - la Pig. 8 représente la partie encerclée désignée par X sur la Pig. 7, à plus grande échelle. Les Fig. 1 et 2 représentent schématiquement une machine typique à alimentation tangentielle convenant pour la coulée centrifuge. La machine est du même type qu'une machine utilisée pour la centrifugation de sable de moulage lors du remplissage des moules. Dans un carter de centrifugeuse 1 tourne une roue centrifuge 2 à laquelle est fixée une palette centrifuge 3. Cette palette prélève une partie d'une masse 8 à centrifuger qui est amenée par un transporteur à courroie 7 et projette une charge 9 rassemblée à l'avant de la palette 3 par l'ouverture de sortie du carter, vers le bas, dans un moule 12. La machine est munie d'un moteur électrique 5 à deux vitesses, monté à l'extrémité opposée d'un bâti 4 et entraînant la roue centrifuge 2 par l'intermédiaire d'une courroie de transmission 13. Le trans porteur 7 transfère la masse 8 d'un réservoir de béton 6 à la roue centrifuge 2. Le transport de la machine jusqu'à l'emplacement de la coulée est effectuée au moyen d'un dispositif de support 10 et d'un dispositif de guidage. le type de machine représenté sur les Fig. 5 à 5 diffère de celui décrit ci-dessus en ce qui concerne la direction de l'alimentation. Dans cette machine, l'alimentation s'effectue axialement depuis la partie supérieure par une ouverture pratiquée dans le bord latéral de la machine au-dessus de la roue centrifuge. Une telle machine qui est essentiellement du type des machines de moulage centrifuge utilisées dans la fonderie, convient pour la centrifugation de masses de béton ayant une faible teneur en eau et ne comportant pas de pierres. Les grains sont séchés, ce qui est nuisible au béton, dans le jet centrifugé d'autant plus fortement que ce jet est dispersé. En outre, la force d'impact d'une charge dispersée diminue du fait de la résistance de l'air et de la réduction de la charge sur la section droite, de sorte que l'effet vibratoire est affaibli. Afin que la machine puisse être applicable à la coulée de bétons ayant des degrés divers de consistance et contenant également des pierres (jusqu'à 30mm) et afin d'assurer la force d'impact (et l'ef- fet vibratoire) des charges de la masse de béton, la machine de l'invention présente les caractéristiques décrites ci-dessous. La Jradine R alimentation axiale roeresentée sur la Fiq.3 comporte un carter 21 dans lequel une roue centrifuge 22 munie de joues est montée rotative. Entre les joues de la roue centrifuge est disposée une palette centrifuge 27 et dans la joue située de coté de l'alimentation est formée une ailette latérale 26. Au niveau de cette ailette, une ouverture est percée dans la joue. Derrière la roue centrifuge 22 se trouve un espace pour le passage de l'ailette latérale et, à la partie supérieure de ce passage, est ménagée une ouverture d'entrée 20. Au fond d'une trémie 24 est disposée une plaque de fond incurvée 23 se prolongeart des deux cotés de l'ouverture d'entrée 20. l'ailette latérale oblique 26 vient frapper la masse de béton amenée par la trémie 24 sur la plaque de fond 23 et en détaehe une charge de volume constant qu'elle entraîne dans la roue centrifuge et, dans celle cri en continuant son mouvement elle l'applique contre la palette centrifuge 27. la force centrifuge repousse la char ge séparée de la masse de béton contre une couronne de guidage 25 et la centrifuge , après l'extrémité de la couronne située près de 1'ouverture de sortie, hors de cette ouverture de sortie.La couronne de guidage 25 est montée rotative autour du centre de l'axe de la roue de sorte que la direction de sortie du jet de charge séparé de la masse de béton (Pig. 4 flèche S) peut titre modifiée et passer de la verticale jusqu'à un angle d'environ 400, même au cours du fonctionnement, afin de tasser le béton dans les angles et au fond des arêtes du moule. La palette centrifuge 27 peut être changée et être soit fixe, soit mobile en rotation sous l'action d'une commande à came de telle sorte qu'elle tourne lorsqu'elle se trouve dans la zone de distribution, d'une direction radiale à une direction de distribution inclinée de 300 environ, ce qui permet d'obtenir une plus faible usure de la couronne de guidage 25 et.une meilleure cohérence de la charge. Dans l'orifice 19 de sortie du carter de centrifugeuse 21 est montée une buse de pulvérisation 28 gråce à laquelle est crée, par pulvérisation d'eau, une atmosphère humide pour le jet de masse de béton afin d'équilibrer l'évaporation et de maintenir humides les armatures en fer 18 du moule ou coffrage pendant la coulée. la coulée dans un moule plat 29 est habituellement effectuée de telle sorte qu'une couche-tendre 30 recouvrant une armature disposée au voisinage du fond, est tout d'abord centrifugée sur le fond avec une vitesse de centrifugation inférieure en utilisant un moteur à inversion de poles ou un plus petit nombre de rotation (ou en la faisant tomber directement du transporteur d'-alimentation); après quoi le moule est rempli par des jets de charges produisant un effet vibratoire et une puissance de choc et les parties en excès 16 sont enlevées par rodage ou par un sectionnement correspondant puis la surface est finie par cylindrage ou planage et, lorsque cela est nécessaire, en utilisant une spatule à secousses. Afin que l'alimentation par le transporteur à courroie soit aussi efficace que possible, on peut utiliser un traSsporteur constitué par une courroie de fond et par des courroies latérales verticales couplées avec la courroie inférieure. Les Fig. 6 à 8 représentent une machine de coulée centrifuge à alimentation interne. Un carter 31 est monté rotatif autour du centre de ltaxe d'une roue centrifuge afin de permettre de changer la direction du jet centrifuge. Dans la paroi arrière fixe du carter 31 est formée une tablette" incurvée 33 pénétrant dans la roue centrifuge 32 coaxialement à son axe et au-dessus du bord supérieur de cette tablette est percée, dans la paroi arrière, une ouverture d'entrée 38 par laquelle un transporteur d'alimentation 35 introduit la masse de béton provenant d'une trémie 34 sur la tablette 33. La roue centrifuge 32 est munie d'une palette 36 qui se dirige vers la surface de la tablette 33 et qui comporte une lame latérale tranchante du côté de la paroi arrière du carter.La palette 36 projette la masse de béton sur la couronne extérieure de la roue centrifuge où une palette centrifuge 37 rassemble cette masses et la projette à l'- extérieur sous l'action de la force centrifuge par un orifice 79 de sortie du carter. Le transporteur d'alimentation est muni, par esem- ple, d'un moteur frein de telle sorte que l'alimentation peut entre rapidement interrompue et que le jet de la masse de béton peut titre projeté de la façon requise par charges pratiquement complètes.La palette centrifuge 37, qui est fixe (par rapport à la roue), est mu- nie de fentes ou trous radiaux à travers lesquels l'air pénètre sous la charge au cours de l'étape de distribution, empêchant qu'il se produise un effet d'aspiration et contribuant à assurer la cohésion de la charge. le bord de distribution de l'ouverture d'alimentation 38 est muni d'une couche épaisse de caoutchouc qui reçoit les morceaux de pierre éventuellement présents de sorte que la pierre peut s'enfon eer dans la couche de caoutchouc pour éviter la lame tranchante et qu'après le passage de la lame tranchante, la couche de caoutchouc renvoie élastiquement cette pierre sur la tablette d'alimentation. Afin que l'effet de secousse (tassement) soit suffisant, le béton à couler doit recevoir une vitesse qui est au minimum de 30m/s. Lorsqu'onutilise le principe de la centrifugation, la vitesse la plus appropriée est comprise entre environ 40 m/s et 80 m/s. Le volume de la charge individuelle est compris entre 100 et 1 000 cm3 environ. Avantageusement, il est de 500 cm3. Les charges doivent également avoir un volume aussi uniforme que possible. Un certain nombre de variantes peuvent étre envisagées sans sor tir du cadre de l'invention. Ainsi, l'alimentation axiale peut être également effectuée en appliquant le principe du barillet, transversalement par rapport à la couronne de la roue centrifuge, de la sorte la vitesse de rotation du cylindre distributeur, est par exemple pourun cylindre à 8 poches, de n/8 et le cylindre est contigu à une roue centrifuge qui ne comporte pas de joue. Au-dessus du cylindre distributeur est disposée une trémie et les poches ouvertes vers 1'extérieur reçoivent leur charge de cette trémie, charge que la palette centrifuge lorsque la poche est dans sa position la plus basse. Le transporteur d'alimentation peut également être constitué par une vis ou autre moyen d'alimentation forcée qui assure un volume constant des doses de charges afin de former des charges qui produisent un effet de choc. La roue peut comporter également un plus grand nombre de palettes centrifuges, par exemple deux ou trois. - REVENDICA2IONS I - Procédé pour couler du béton suivant lequel le béton à couler est déposé par couches sur ltobjet à mouler, par centrifugation sur cet objet à une vitesse importante, caractérisé en ce que cette vitesse est comprise entre 30 et 80 m/s et en ce que le béton à couler est centrifugé par charges séparées ayant un volume approximativement uniforme, de l'ordre de 100 à 1.000 cm3. 2 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant des moyens d'alimentation en béton (7, 15, 35) et des moyens de centrifugation comportant un carter de centrifugeuse (1, 21, 31), une roue centrifuge (2, 22, 32), montée rotative dans le carter et munie d'au moins une palette centrifuge~(3, 27, 37) un système moteur entraînant la roue centrifuge, un orifice d'alimenta- tion dans le carter (1, 21, 31), les moyens d'alimentation 7, 15, 35) étant montés de façon à introduire du béton par cet orifice d'alimentation dans les moyens de centrifugation, et un orifice de sortie (19, 39) par lequel le béton à couler peut étre centrifugé sur I'objet à couler (12, 29), cet appareil entant ea térisé en- ce que la vitesse de rotation de la roue centrifuge (2, 22, 32) est telle que la vitesse des charges de béton à couler est de tordre 30 a 80 m/s. 7 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que 1'orifice d'alimentation est situé sur la périphérie du carter. 4 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice d'alimentation est situé à l'extrémité du carter. 5 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la direction d'alimentation est approximativement radiale par rapport au trajet de rotation de la palette centrifuge (3) 6 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la direction d'alimentation est approximativement axiale par rapport au trajet-de rotation de la palette centrifuge (27, 37). 7 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ltouverture d' alimentation est dans la direction radiale plus proche de l'axe de rotation de la roue centrifuge que le trajet de-rotation de la palette centrifuge. 8-- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une ailette oblique adjacente (26) s'étendant dans la direction axiale est raccordée à la palette centrifuge (27), cette ailette oblique étant disposée de façon à entraîner une charge de la masse de béton lorsqu'elle passe devant l'ouverture d'alimentation. 9 - Appareil selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'une couronne de guidage (25) montée. rotative autour du centre de l'axe de la roue centrifuge forme la surface intérieure de la partie annulaire du carter.