Brevet FR2314810A1 — publié le 19770114

La présente invention est relative à la fabrieation de tuyaux en béton armé et en béton précontraint de grandes dimensions et notamment à un procédé de coulage vertical permettant d'obtenir un tuyau de meilleure qualité. Ce procordé permet de fabriquer des tuyaux dont les diamètres vont du mètre au 7 mètres ou plus et dont les longueurs peuvent aller du 5 au 8 mètres. Habituellement on distingue deux types de fabrication de tuyaux en béton ; celle des petits tuyaux obtenus par des moyens de vibre ou de giro-compressien et dont les emboîtements sont placés soit en haut soit en bas du moule, nous ne citons ce moyen que pour mémoire, et celle des tuyaux en béton armé et aussi des primaires des tuyaux en béton préeoncraint composés de grands diamètres qui eux sont toujours coulés avec Ilemboîtement placé en bas du moule de coulage vertical. Ce procédé de coulage vertical en vibration sous hauteur de 4 à 5 mètres amène toujours une certaine ségrégation du béton tant des matériaux eur-xenes que de la quantité d'eau résiduelle dont le rapport e = eau est toujours plus fort à la partie supérieure. Il en résulte e ciment que le béton du haut, c'est-à-dire de ITextrémité maIe, le plus faible en dimension et le plus fragile a des qualités de résistances mécaniques et de modules bien plus faibles que le béton de la partie basse formant 1'emboîtement. On arrive ainsi au paradoxe d'obtenir systématiquement un emboîtement aux caractéristiques mécaniques surabondantes et une extrémité mâle de faible épaisseur particulièrement fragile, donc une hétérogénéité de qualité tout au long du fut, mais particulièrement sensible en haut. Cl est pour remédier à ces hétérogénéités de qualité et pour obtenir un tuyau de caractéritiques homogènes que nous avons imaginé un nouveau procédé de coulage des tuyaux en béton de grandes dimensions. La présente invention a pour objet un procédé de coulage vertical inversé et un dispositif mécanique eapable d'obtenir un meilleur béton, plus homogène et d'un bout à l'autre du tuyau de meilleure résistance mécanique. Cette inversion consiste à fabriquer un emboîtement en béton à la partie haute du moule de coulage vertical, au lieu de la partie basse et à l'obtenir sous compression et vibration combinée par refoulement vers le haut d'une faible partie du béton dejà coulé, et ceci à l'aide d'un ensemble mécanique agissant comme un piston. Cet ensemble étant rendu solidaire du moule par des verins. La FIG. t est une vue schématique de l'ensemble du moule en fin d'opération de coulage du tuyau. La FIG. 2 est une vue en coupe montrant la mise en place de la pièce d'emboîtement qui repose sur la partie supérieure du béton déjà roulé. La FIG. 3 est une vue en coupe montrant la fin de l'opération. La FIG. 4 est une vue en coupe du dispositif mécanique appliqué au tuyau en béton précontraint composé. Suivant l'exemple de la FIG. 1, l'ensemble complet est representé de façon schématique, mais avec ses détails essentiels. L'ensemble du moule comprend - un socle en acier 1 servant d'appui et de centrage aux deux moules de coulage, le moule intérieur 2 et le moule extérieur ; le socle t comporte une partie profilée à la forme à obtenir pour l'extrémité male avec une bague de caoutchouc c qui réalise l'empreinte de la gorge du joint - un moule intérieur 2 de forme cylindrique en acier en une partie avec clavette de démontage ou en plusieurs parties, moule centré sur le socle ; - un moule extérieur 3 en acier en 2 ou plusieurs parties assemblées par boulonnage ; ce moule extérieur suit dans sa partie haute la forme extérieure de l'emboîtement 7 ; la longueur de sa partie haute est dimensionnée par la course nécessaire à l'obtention de l'emboîtement béton - une pièce d'emboîtement en 2 parties assemblées par boulonnage ou même de simples centrages suffisent et comprenant un cylindre de grand diamètre donnant la forme de l'emboîtement un plateau d'appui en compression dépendant des verins 8 qui lui transmettent une translation verticale ; - les pièces -aceessoires comprenant les verins 8 ainsi que les vibrateurs d'emboîtement 9 et de moule LO. Les verins 8 sont à double effet car ils agissent de haut en bas pour comprimer et essorer le béton, puis de bas en haut pour réaliser le démoulage de l'anneau 4 et du plateau 5. Signalons que les étanchéités hautes et basses sont réalisées à l'aide des Joints de caoutchouc il. L'exemple de la FIG. 2 montre une coupe de la partie haute du moule de coulage. Après avoir procédé au préalable au coulage sous vibration du béton du fût du tuyau jusqu'au niveau X Y, controlable facilement par de petits trous dans le moule extérieur 3 ou par jauge, on monte l'en semble coulissant 12 constitué de l'anneau en forme de U i , puis le plateau 5. Ensuite on rend solidaire ce plateau 5 des verins 8. Après mise en vibration des vibrateurs 9 et 10, on met en action les verins 8 qui exercent une forte pression sur le plateau 5 et l'anneau 4. Sous cette action combinée de vibration énergique et de compression le béton du fût monte dans l'emboîtement. L'exemple de la figure 3 montre la fin de l'opération quand le béton du fût est venu remplir complètement l'anneau d'emboîtement 7. Pendant toute l'opération de moulage sous pression, l'air et 11 eau en excès sortent par la fente laminaire circulaire e réalisée par le jeu laissé volontairement entre le moule extérieur et le plateau 5. Après obtention par refoulement de ltemboîtement on continue l'ac- tion combinée de la vibration et de la pression pour accroître au maximum ltessorage et surtout pour obtenir des qualités mécaniques du béton aussi élevées que possible d'un bout à l'autre du tuyau. L'exemple de la FIG. 4 est relatif à l'applieation de ce nouveau procédé au coulage vertical des tuyaux composés en béton précontraint. Le plateau 5 est un peu réduit en diamètre pour laisser la place au plateau d'accrochage des génératrices de précontrainte longitudinale 17. Citons aussi un autre avantage de ce procédé de coulage inverse des tuyaux de grandes dimensions L'espace annulaire entre les 2 moules est beaucoup plus grand côté emboîtement, ce qui facilite grandement le coulage du béton du fût. Ce procédé s'accomode de toutes armatures en acier dans ltemboîte- ment des tuyaux simplement armés ou des génératrices des tuyaux préeon- traints. Grâce à ce procédé on obtient des surfaces intérieures d'emboîtement a absolument lisses et sans bulle d'air, ce qui élimine tout meulage ultérieur ; il en est de meme pour les tranches extérieures b. Un des grands avantages de l'invention est que le maintien sous pression de l'ensemble du béton du tuyau, pendant la période d'accélération de la prise et du durcissement par étuvage internè, eonduit à des qualités de résistance mécanique en traction, bien supérieures à celles que l'on obtient en coulage vertical habituel sans pression. A titre indieatif, l'invention s'applique principalement aux tuyaux de grandes et très grandes dimensions ; soit pour des diamètres supérieurs à 1 mètre et pour des longueurs supérieures à 5 mètres, on peut facilement envisager des applications à des tuyaux de 1,50 a 2 mètres de diamètre, aec des longueurs de 7 à 8 mètres . La limite ne dépendant que des moyens de -manutention. REVENDICATIONS 1. Procédé de coulage vertical inversé des tuyaux en béton,caractéris par le fait que l'extrémité mâle est obtenue dans le bas du moule et que l'emboîtement est à la partie supérieure. 2. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un ensemble coulissant comportant un anneau en U et un pla- teau solidaire de verins. 3. Dispositif selon revendication 2 caractérisé par le fait que l'obtention de l'emboîtement en béton se fait par refoulement vers le haut du béton sous compression vibration. 4. Dispositif suivant revendication 2 qui permet d'obtenir l'essorage eomplet de l'air et de l'eau grâce à une fente d'essorage laminaire entre moule extérieur et ensemble coulissant. 5. Procédé et dispositif selon revendications 1 et 2 caractérisés par le fait qu'ils s'appliquent aux tuyaux en béton et en béton précontraint de grandes dimensions.