Brevet FR2289865A1 — publié le 19760528

La présente invention concerne un appareil pour le séchage activé d'éléments préfabriqués en béton ouentcut arme maKEiaucoqpsi de liants divers, au cours duquel lesdits éléments sont d'abord soumis à un traitement vibratoire puis à un traitement thermique sous un degré hygrométrique donné. On connait , par exemple,le principe de la mise en oeuvre du béton qui consiste à faire vibrer la masse de béton encore liquide pendant un certain temps après le coulage , de façonahomogénéiser ladite masse de béton, puis à préciter la prise en soumettant les éléments préfabriqués à des conditions de température élevée sous atmosphère fortement humide Lorsque de telles méthodes sont mises en oeuvre, on utilise couramment, d'autre part, un certain nombre d'additifs qui contribuent à l'accélération de la prise du béton dans les conditions opératoires qui viennent d'être définies. Cependant, on a constaté que la qualité et la rapidité de prise du béton dépendaient largement, non seulement de la nature du ou des additifs mais aussi de la valeur des autres paramètres et notamment la température et l'humidité ; les valeurs optimales de ces derniers variant sensiblement en fonction de la nature desdits additifs Autrement dit, la température et le degré dlhumidité doivent être modifiés chaque fois que la composition du béton en cours de séchage a sti une modification (de par l'apport des additifs sus-mentionnés) et ceci suivant des lois ou des méthodes empiriques qui se rapportent davantage au savoir-faire et à ltha- fileté des spécialistes chargés de ce travail, qu'à des études sérieuses ou des séries de mesures approfondies dans ce domaine. En particulier, une méthode couramment utilisée pour le réchauffage consiste à projeter purement et simplement des jets de vapeur d'eau sur les éléments préfabriqués en cours de solidification ; la quantité de chaleur fournie dépendant alors essentiellement du débit de vapeur . Cela signifie que, lorsqu'on veut augmenter ou diminuer la température de séchage des éléments, on fait aussi varier le degré hygrométrique de l'atmosphère ambiante, ce qui rend une optimalisation de la valeur des deux paramètres tout à fait possible. Un des objets de la présente invention est de proposer un appareil pour le séchage activé d'éléments préfabriqués, dans lequel la température et le degré hygrométrique peuvent être réglés séparément et stabilisés très rapidement à leurs valeurs choisies. De plus, on connait un autre problème très importas; dificile à résoudre, qui se rapporte au oonditions de vibration, des éléments préfabriqués. les vibrations sont le plus souvent transmises par des générateurs de vibrations portables qui sont déplacés manuellement ou mécaniquement dans les coffrages des éléments préfabriqués, lorsque le béton est encore liquide, Comme le niveau de ces vibrations est très important, il arrive fréquemment que les supports sur lesquels reposent les coffrages se mettent eux-mêmes à vibrer, engendrant ainsi des ondes de vibrations parasites dans la masse liquide du;;ASéton. Ceci a pour résultat fréquenté provoquer une hétérogénéisation de la masse de béton, c'est-à-dire le contraire du but recherché. Un autre objet de l'invention est donc de proposer un appareil dont la surface plane formant support des éléments préfabriqués pendant le séchage, soit suffisamment inerte mécaniquement pour ne pas engendrer lesvibrations parasites sus-mentionnées. Dans ces conditions, il devient beaucoup plus facile de contrôler la nature et l'amplitude des-vibrations qui sont transmises aux éléments préfabriqués immédiatement avant la phase de solidification de ces derniers; En dautres termes, l'invention concerne dcnc un appareil pour le séchage activé-d'éléments préfabriqués caractérisé en ce qu'digest essentiellement constitué : d'une dalle support présentant une inertie mécanique importante, incluant des moyens de chauffage et oomportant une suiàce plane de coulage desdits éléments préfabriqués, d'ure enveloppe supérieure émettrice de chaleur rayonnante, d'inertie thermique relativement faible et d'un dispositif humidificateur de l'enceinte délimitée par ladite dalle et ladite enveloppe. Btinvention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel - la figure unique représente une vue en perspective, avec arrachements partiels, d'un appareil conforme aux principes de l'invention. En se référant au dessin, on a représenté un appareil 11 selon l'-mwention, ou une certaine fraction de la longueur de celui ci ; la structure générale de cet appareil étant pétitive longitudinalemènt, L'appareil comprend essentiellement une dalle support 15 émettrice de chaleur, lourde et inerte mécaniquement, dont la partie supérieure plane forme la surface de coulage 13 sur laquelle sont disposés les coffrages et les armatures (non représentés) des éléments en béton qui sont élaborés de cette façon, c'est-à-dire, par exemple, des poteaux, des poutres ou analogues La dalle support 15 est elle-même montée sur un massif d'ancrage 14 très lourd etinerte mécaniquement La dalle support 15 comprend un circuit de circulation de fluide caloporteur 16, noyé à proximité de la surface 13 et formant moyen de chauffage. La séparation entre le massif d'ancrage 14 et lahRlle support 15 se fait au niveau d'un joint de dilatation 17 matérialisé par une feuille de matière isolante .De plus, une couche d'isolant thermique 18 est disposée de l'autre coté dudit circuit 16 par rapport à la surface 13, pour empêcher que la chaleur dégagée soit en partie perdue par diffusion dans la partie inférieure de la dalle support 15 et dans le massif 14 Be circuit 16 est essentiellement constitué par une série de tubes 19 parallèles et comprend en outre une première source de chaleur (non représuntée) et des conduits communs de distribution 20 et 210 Une enveloppe supérieure 25 émettrice de chaleur rayonnante, en forme générale de demi-cylindre, surmonte la dalle support 12 et est articulée au niveau de la partie supérieure de celle-ci grâce à des charnières 26. L'enveXpppe 25 comprend une armature rigide essentiellement constituée par un second circuit de circulation de flude caloporteur 27, complètement indépendant du circuit 16 précité et comprenant plusieurs tubes 28 courbés en arc de cercle, disposés perpendiculairement, à intervalles réguliers, le long de deux conduits horizontaux et rectilignes 29 et 30 et communiquant avec ceux-ci de façon à former ledit circuit 27. Be circuit 27 comprend en outre une seconde source de chaleur (non représentée) indépendante de la première et un conduit d'amenée du fluide caloporteur 31 relié au conduit 29 par l'intermédiaire d'une vanne 32 et d'un raccord flexible 330 Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, tous les tibrs 28 sont alimentés en parallèle, ce qui signifie que le fluide caloporteur est évacué par le conduit 30 grâce à un raccord amovible non représenté destiné à être connecté après que l'enveloppe 25 ait été rabattue au-dessus de la dalle 15. Cependant, il est possible d'alimenter les tubes 28 en série (pour des appareils de relativement faible longueur, à cause de la baisse de température dans les canalisations d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe) en obturant les conduits 29 et 30 à intervalles réguliers, de manière à définir des sens de circulation alternés du fluid e caloporteur dans deux tubes 28 consécutifs. Ceci présente l'avantage supplémentaire de permettre l'évacuation du fluide caloporteur refroidi du côté des charnières 26, au moyen d'un autre raccord flexible et d'un conduit d'évacuation reliés à la source de chaleur correspondante. Une combinaison série-paillèle est également possible pour les appareils de plus grande longueur. Be circuit 27 est recouvert extérieurement par un revêtement 35 (partiellement représenté sur dessin pour plus de clarté) définissant l'enveloppe proprement dite. Ce revêtement est adapté pour faciliter le rayonnement de la chaleur vers l'intérieur de l'enceinte 36 définie par l'enveloppe 25 et la dalle 15, lorsque ladite enveloppe est rabattue sur ladite dalle. le revêtement peut avoir une structure composite quelconque et comporter notamment une couche d'isolant thermique limitant les fuites - de chaleur vers l'extérieur. Dans l'exempleieprésenté, le fluide caloporteur choisi, notamment pourle -circuit 27, est de l'eau (de préférence à une température égale ou supérieure à 1200). Cette particularité est intéressante car elle permet uiagencement relativement Emple du dispositif humidificateurprécité. Ce dispositif humidificateur est essentiellement constitué d'un circuit secondaire de circulation d'eau 37 avantageusement intégré à la superstructure de l'enveloppe 25. Ce circuit secondaire 37 qui comporte plusieurs gicleurs 38 est directement relié au circuit 27 par l'intermédiaire d'une vanne à action progressive 39.Cette vanne fait partie d'un servomécanis me classique, non représenté, piloté par un capteur hygrométrique situé à l'intérieur de l'enceinte 36; pour la régulation automatique du degré d'humidité de cette enceinte. Si la température de l'eau virolant dans le circuit 27 est trop basse (ce qui dépend essentiellement de la nature du matériau en cours de séchage), on peut insérer un dispositif surchauffqrflectrique dans le circuit secondaire 37, comportant notamment un petit réservoir tampon dont l'eau qu'il contient est portée à une tempériare suffisante pour assurer la production de vapeur au niveau des gicleurs 38. 'les deux circuits de circulation de fluide caloporteur 16 et 27 sont de plus reliés à deux systèmes d'asservissement de température indépendants (non représentés parce que considérés comme connus en soi) permettant de régler avec précision les tempérctu- res des fluides circulant dans 1 es conduits de oes deux circuits respectifs. Ceci permet d'ajuster à à volonté la quantité de chaleur fournie par la dalle 15 d'une part, et la quantité de chaleur fournie par l'enveloppe 25 d'autre part . Enfin, on notera la présence d'un caniveau 40 creusé longitudinalement dans le massif 14 pour faciliter l'évacuation des eaux de ruissellement provenant de la condensation de la vapeur injectée dans l'enceinte 36. Be fonctionnement de l'appareil qui vent d'être décrit est le suivant 'les éléments en béton sont coulés, dans des coffrages adaptés, directement sur la surface 13; l'enveloppe 25hrétant pas rabattue. Ensuite, le béton encore liquide est soumis à des vibrations grâce, par exemple, à des générateurs de vibrations portables qui sont déplacés manuellement dans les coffrages tant que la fluidité du béton le permet. Une caractéristique importante de l'invention réside dans la structure même de la dalle 15 dont l'inertie mécanique importante permet d'éviter toutes les vibrations secondaires parasites qui étaient à l'origine d'irrégularités notables dans la qualité de la production.De plus, pendant la phase de mise en vibratinn des éléments, la dalle émettrice de chaleur 15 peut être déjà mise en action de façon à préchauffer, par conduction, les éléments en cours de moulage Ensuite, l'enveloppe 25 est rabattue au-dessus de l'aire de moulage 13 et le traitement thermique sous atmosphère humide peut commencer ; toutes les valeurs de température et d'humidité étant désormais possibles et ajustables indépendamment grâce à l'appareil selon la présente invention.De plus, on notera que, du fait même de la structure légère de l'enveloppe 25, celle-ci présente une inertie thermique très faible qui permet d'atteindre la température désirée en un temps minimum et même de faire varier cette température pendant le traitement thermique selon une loi prédéterminée, en fonction par exemple de la nature des additifs précités, entrant dans la composition d'une catégorie donnée de matériau. En d'autres termes, l'appareil décrit peut être adapté à la fabmcation de n'importe quel type béton ou matériau et constitue de plus un outil d'expérimentation idéal (de par sa maniabilité) pour les recherches futures dans ce domaine de la technique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, lequel n'a été donné qu'à titre d'exemple, Ainsi, on a représenté et décrit un appareil dont les circuits de chauffage étaient constitués par des conduits de circulation de fluide caloporteur mais il est parfaitement possible d'envisager des moyens de chauffage électrique tant pour la dalle 15 que pour l'enveloppe 25 C'est dire que l'invention couvre tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent REViXDICADIONS 1. Appareil pour le séchage activé d'éléments préfabriqués caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué :d'une dalle support présentant une inertie mécanique importante, incluant des moyens de chauffage et comportant une surface plane de coulage desdits éléments préfabriqués , d'une enveloppe supérieure émettrice de chaleurzayonnante, d'inertie thermique relativement faible et d'un dispositif humidificateur de l'enceinte délimitée par ladite dalle et ladite enveloppe. 2o Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite dalle et/ou ladite enveloppe supérieure possèdent des circuits de circulation de fluide caloporteur, comme par exemple de l'eau, et que des moyens sont prévus pour régler la température et/ou la vitesse de circulation dudit fluide caloporteur. 3 Appareil selon la revendication 2 dans lequel l'un au moins desdits circuits de circulation est alimenté par de liteau, caractérisé en ce que ledit dispositif humidificateur comprend un circuit secondaire degoirculation d'eau, relié audit circuit de circulation de fluide caloporteur alimenté par de 1' eau, de préférence intégré à la structure de ladite enveloppe supérieure et au moins un gicleur alimenté par ledit circuit secondaire. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une vanne à action progressive est insérée dans ledit circuit secondaire en amont dudit gicleur. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur hygrométrique situé à l'intérieur de l'enceinte précitée et un système de servocommande interconnectés avec ladite vanne ; pour la régulationaitomatique du degré dEumidité dans ladite enceinte. 6. Appareil selon l'une des revendioei;ions 3 à 5, caractérisé en ce qu'un dispositif surchauff a ,de préférence électrique, est inséré dans ledit circuit seconSnre, pour porter l'eau circulant dans ledit circuit secondaire à une température supérieure à une valeur prédéterminée. 70 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif surchauffeur comporte un réservoir tampon. 8. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, ladite dalle support étant montée sur un massif d'ancrage, ledit massif d'ancrage et ladite dalle support sont séparés par un joint de dilatation, de préférence matérialisé par une feuille de matière isolante. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par au moins une couche d'isolant thermique intercalée dans ladite dalle support de l'autre côté des moyens de chauffage précités par rapport à ladite surface de coulage. 10. Appareil selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le circuit de circulation de fluide caloporteur de l'enveloppe - supérieure précitée est constitué par plusieurs tes courbé8, par exemple sensiblement en arc de cercle, de préférence disposés à intervalles réguliers et raccordés à deux conduits horiznntaux et rectilignes de chaque côté de ladite dalle ; la structure de ce circuit de circulation de fluide caloporteur constituant ainsi au moins une partie de 1' ossature de l'enveloppe supérieure précitée 110 Appareil selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits conduits horizontaux et rectilignes sont obturés à intervalles réguliers, pour permettre l'alimentation en série desdits tubes courbés. 12o Appareil selon l'une des revendications 2 à 11 , caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système d'asservissement de température de l'un des circuits de circulation de fluide caloporteur précités 13o Appareil selon la revendioetion 1 caractérisé en ce que ladite dalle et/ou ladite enveloppe supérieure possèdent des moyens de chauffage électrique0