Brevet FR2471848A1 — publié le 19810626

L'invention a pour objet un procédé de réglage de l'apport d'eau lors de la préparation du béton par gâchées successives, en appliquant le principe de la mesure indirecte de consistance grâce à la valeur de la résistance spécifique électrique du mé- lange, en utilisant des valeurs déterminées empiriquement pour obtenir le volume d'eau. à ajouter afin d'obtenir la consistance prescrite de chaque gâchée. La mesure de la consistance par l'intermédiaire de la ré- sistance électrique d'une gâchée, en utilisant des tableaux de calibrage, dans le but d'obtenir des mélanges de bétons de dif- férentes consistances prescrites selon la qualité recherchée et la résistance souhaitée, est un procédé qui fait partie depuis très longtemps de l'état de la technique. Selon les procédés ainsi connus, on ajoute de l'eau par quantités discrètes jusqu'à ce que la consistance voulue soit atteinte ou bien l'on introduit en une seule fois la plus grosse partie de l'eau nécessaire à la gachée, pour calculer ensuite, grSce aux valeurs réelles me- surées et aux valeurs prescrites selon le tableau, le reli- quat d'eau à.inJecter, qui sera introduit par une impulsion. Tous ces procédés connus cQmportent, séparément ou simul- tanément, l'un de deux inconvénients, soit que le temps écoulé Jusqu'à l'obtention de la consistance finale soit très long, soit que la mesure des valeurs réelles se déroule parfois dans une plage de valeurs de la consistance qui ne permet pas d'ob- tenir des corrélations reproductibles entre les mesures effec- tuées et la consistance atteinte, c'est-à-dire le taux d'humidi- té. La cause de cette incertitude et de l'inconvénient qui en résulte provient de ce que, pour des consistances de béton très différentes, des méthodes de mesure également différentes s'ap- pliquent pour obtenir des mesures valables. Ainsi, la méthode d'exploration optimale est la résistance spécifique pour les bétons relativement secs, tandis que les bétons plus humides se prêtent mieux à la mesure par enregistrement de la puissance développée par le mélangeur de la bétonnière. C'est pour tenir compte de cette théorie qu'il avait été proposé, par la demande de brevet allemand P 28 55 324, d'utiliser des méthodes de me- sure distinctes dans le cadre d'un procédé unique de prépara- tion de béton devant fournir des gâchées à consistance tr.ès variée. Dès lors, le but de l'invention consiste à préconiser un 2 2471848 procédé du type précité qui permette, grAce à une seule éthbode de mesure, d'optimiser la qualité du béton dans tout les domai- nes de valeur de la consistance, sans avoir à subir l'icîmawé- nient d'un allongement excessif du temps de gâchage. Ce résultat est obtenu, selon l'invention, en dteimfmnmt les quantités d'eau à injecter par rapport à une valeur de con- sistance située dans la plage des bétons secs, bien mesuribles, -ladite valeur étant, dans ce qui suit, dénommée mconssitsnce zéro"-, puis en préparant, au cours d'une première phase, ce produit à consistance zéro et enfin, après obtention de ladite consistance zéro, en inJectant en une seuls fois la quantité d'eau nécessaire pour obtenir la consistance prescrite. On peut perfectionner ce procédé an préparant le bétau de consistance zéro comme suit: 1) au cours d'une première phase opératoire, cette consis- tance est obtenue, selon une méthode connue, an ajoutant mne première quantité d'eau initiale, diminuée de la valeur *n h possible de teneur en eau des agrégats, et en injectant eunsuite des quantités d'eau successives égales entre elles et relative- ment faibles; 2) chacune des valeurs de consistance obtenues après addi- tion d'un volume d'eau donné est portée sur un tableau, e maie temps que la quantité d'eau correspondante; 3) toutes les autres gtchées de béton, définies aen fDonctIm de la consistance zéro ainsi obtenue, sont préparées comase suit: a) on aJoute un second apport d'eau, relativement considé- rable et, en tout état de cause, supérieur à la quantité d'em initiale; b) on détermine la consistance réelle du mélange obtenu; c1) on recherche dans le tableau les valeurs les pl=s voisines de la consistance réelle mesurée; c2) on détermine, par interpolation entre lesdites valeurs voisines, la quantité d'eau correspondant à la consistance réelle mesurée; d1) on recherche dans le tableau les valeurs les pIls voi- sines de la consistance prescrite; d2) on détermine, par interpolation entre lesdites valeoes, la quantité d'eau correspondant à la consistance prescrites e) la quantité d'eau manquante est déterminée en effectuant la différence entre la quantité prescrite et la quantité réelle; f) on ajoute en une seule lois ce reliquat d'eauo Dlans ce cas d'application de l'invention, on détermine donc la consistance réelle du mélange après addition de la se- conde quantité d'eau, ainsi que la quantité & ajouter pour ob- tenir la consistance zéro, puis la consistance prescrite, ces deux quantités étant ajoutées en une seule foise L'invention est explicitée ciaprès, à ltaide des dessins annexés, donnés sans caractère limitatif et dans lesquels: Fig.1 est un graphique représentant un prxocessus complet de réglage de consistance, d'après la méthode générale; et Fig.2 est un graphique représentant un processus complet de réglage de consistance d'après la méthode abrégée. La variable portée an abscisses est le temps écoulé pour effectuer le mixage; les ordonnées sont les valeurs mesurées qui caractérisent une valeur déterminée de la consistance, au-dessous de la consistance zéro définie ci-dessus. Quelques velours pres- crites de consistance Klp, KE2p, X3p ont été portées en paramètres. En se reportant au système de coordonnées de la fig.1, il convient d'insister à nouveau sur ce qui qui suit. La consistan- ce "zéro", préalablement choisie et définie ci-dessus, est une grandeur fictive qui répond aux conditions limites suivantes: I. Pour pouvoir obtenir toutes les autres consistances par ad- jonction d'eau, elle doit être située dans un domaine de consis- tance situé à l'extrémité de l'échelle; I!. elle doit 8tre située dans un domaine de valeurs qui permet- te d'obtenir une corrélation univoque entre valeurs mesurées et consistances; IIIo elle doit être située dans un domaine pour lequel la teneur en eau est supérieure à la plus forte possible des agrégats. Ces conditions limites sont remplies pour le point de con- sistance zéro, noté nOn à la figol, étant entendu qugen ce qui concerne les conditions 1"I et 'II" ci-dessus, il n'est tenu compte que de la mesure de résistance électrique spécifique. Dès lors, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention se déroule comme suit: Dans une première phase préparatoire, on détermine les quantités d'eau W1, W2, W3 nécessaires pour obtenir les diveises consistances prescrites correspondantes du béton, soit p, KX2p K3p. Toutefois, selon l'invention, les quantités d'eau à ajouter W1, W2, W3 ne sont pas rapporteS à la consistance initiale ou d'origine du mélange, mais à un mélange standard, toujours repro- ductible avec une précision suffisante, qui n'est autre que la "consistance zéron. Ia détermination de ces quantités d'eau W1, W2 et W3 est effectuée d'après les méthodes connues, c'est-à-dire qu'après l'obtention de la "consistance zéro", on recherche la hauteur d'affaissement ou l'on procède à la mesure des quantités d'eau aJouLte:; Wq, W2 ou W3 par examon manuel ou visuel au moyen d'un simple compteur d'eau. Il convient d'insister particulièrement, à nouveau, sur le fait que, d'après le principe de l'invention, la méthode décrite permet de définir chaque valeur de consistan- ce d'un béton au moyen d'une quantité d'eau univoquement déter- minée; ainsi, il y a correspondance univoque entre la quantité d'eau W1 et la consistance K1 etc. Ces quantités d'eau sont enfin enregistrées en régime con- stant sur un dispositif de dosage appliqué aux mécanismes d'ali- mentation, pour utilisation ultérieure. Ensuite, les mélanges des gâchées sont préparés comme suit: Au cours d'une première phase, on prépare, selon l'une des méthodes connues, donc par impulsions successives et/ou par une injection unique, la "consistance zéro" en tenant compte de l'humidité propre des agrégats, qui peut être comprise entre Fmin et Fma. Etant donné que, comme il a été expliqué ci-dessus, la consistance zéro se trouve dans un domaine bien mesurable et reproductible, elle peut être mise au point avec une grande pré- cision. Au temps "0", cette consistance "zéro" est atteinte. On commande alors les mécanismes doseurs et l'on introduit, d'une seule injection, la quantité d'eau qui correspond au mélange à préparer. Après un temps de mixage suffisant, la gâchée est prê- te, à la consistance prescrite. Ainsi, par exemple, s'il s'agit de préparer une gâchée de béton de consistance K3p, on prépare d'abord la "consistance zéro". Au temps t = 0, c'est-à-dire lorsque cette consistance a été atteinte, la quantité d'eau W3, correspondant au mélange de consistance EOp à obtenir, est injectée en une seule fois; après le temps de mixage prévu, la gâchée est prête à l'emploi. La fig.2 illustre une autre variante du procédé selon l'invention pour la préparation du béton. lie point de départ de ce procédé est la méthode de prncipe 247 1848 décrite dans la demande de brevet allemand P 28 55 324, selon laquelle: 1) au cours d'une première phase opératoire, on prépare la "con- sistance zéro", selon des procédés connus, en introduisant une première quantité initiale d'eau, relativemenrt importante, mais diminuée de la valeur maximale d'humidité propre contenue dans les agrégats, puis en injectant successivement des quantités identiques d'eau, relativement petites; 2) les valeurs des consistances atteintes par le béton après l'addition de chacun de ces volumes d8eau sont enregistrées et reportées sur un tableau, en même temps que les quantités d'eau correspondantes; 3) toutes les autres gfichées, définies par rapport à la consis- tance zéro, sont ensaite préparées comme suit: a) on introduit unlme quantité initiale d'eau relativement importante, fixéee à l'avance et supérieure à la quantité initia- le précédemment visée; b) on détermine la consistance réelle du mélange obtenu; c1) on recherche, dans le tableau, les valeurs encadrantes de consistance; c) on détermine par interpolation entre ces valeurs la quantité d'eau qui correspond à ladite consistance réelle; dG) on recherche au tableau les valeurs encadrantes de la consistance prescrite; d2) on détermine par interpolation la quantité totale dg eau à injecter pour obtenir ladite consistance prescrite; e) on détermine la quantité d'eau manquante par différence entre cette quantité totale et la quantité d'eau réelle; f) on injecte en une seule lois cette quantité d'eauo Ce procédé a été représenté au graphique, en ce qui con- cerne les phases opératoires visées en "3" ci-dessus. Lgrc de courbe V traduit la caractéristique partielle "3a", c'est-à-dire l'introduction de la seconde quantité d'eau préalablee La con- sistance réelle du mélange est mesurée et définie par la résisti- vitié zi Ensuite, le reliquat d'eau à introduire est déterminé par interpolation de cette valeur entre les valeurs stockées sur le tableau et injecté à la vitesse indiquée par l'arc de courbe R. Selon lOinvention, la "consistance zéro" n'est préparée d'après cette méthode qu'une seule fois. Il convient d'insister sur le fait que, suivant les phases opératoires "1" et "2" citées ci-dessus, les valeurs de consistance et de quantité d'eau corres- pondantes, caractérisées par les arcs V et R, sont stockées sur des tableaux. En se basant sur ces tableaux, on prépare tous les autres mélanges comme suit: suivant la phase "3a" ci-dessus, on introduit d'abord une "seconde" quantité d'eau préalablement déterminée. Ensuite, on détermine la consistance réelle du mélange. la valeur correspon- dante est notée Pz au graphique de la fig.2. Or, d'apres les ta- bleaux, on connait désormais la quantité d'eau Wt à introduire pour parvenir à la valeur "0O, ainsi que, d'après la procédure préliminaire décrite selon la fig.1, la quantité d'eau W1 néces- saire pour obtenir la consistance K1 du béton, de telle sorte qu'en partant de la consistance réelle primitive notée Pz, on peut obtenir la consistance charchée en ajoutant en une seule phase la totalité de la quantité d'eau résiduelle, soit (W + Wt). Ainsi qu'on peut le constater en comparant les fig.2 et 1, le procédé décrit permet de raccourcir encore le temps de prépa- ration du béton. Il va sans dire que la condition préalable indispensable pour obtenir des mélanges reproductibles est l'identité des quan- titës introduites et des "formules", c'est-à-dire de la composi- tion des agrégats. Pour terminer, il convient d'insister encore sur le fait qu'en prenant pour base la consistance zéro, déterminable et reproductible avec précision, on réalise une normalisation grâce à laquelle on peut préparer des qualités de béton définies de façon très précise et parfaitement identiques entre elles. RE ENDICATIONS 1.- Procédé de réglage de l'apport d'eau lors de la prépa- ration du béton par gâchées successives, en appliquant le princi- pe de la mesure indirecte de consistance grâce à la valeur de la résistance spécifique électrique du mélange et en utilisant des valeurs déterminées empiriquement pour obtenir le volume deau à ajouter afin d'obtenir la consistance prescrite des gi- chées, procédé caractérisé en ce que les quantités d'eau à ajou- ter (Wi) sont déterminées en partant d'une consistance de béton dont la valeur est située dans un domaine correspondant à un béton sec, bien mesurable, (cette consistance étant désignée dans le texte par le terme consistance zéro9 ou "0), en ce qu'au cours d'une première phase de la mise en oeuvre du procédé, ce béton de consistance n"0 est préparé et que, dans une seconde phase, après obtention de ladite consistance 0", la quantité d'eau (Wi) nécessaire pour arriver à la consistance prescrite (Klp) est ajoutée en une seule fois- 2.- Procédé selon la revendication 1, suivant laquel3 1) la consistance zéro est obtenue, au cours d0une première phase, par une méthode connue consistant à introduire une quan- tité initiale d'eau relativement importante, réduite de la quan- tité correspondant à la plus forte teneur en eau possibles des agrégats employés, cette quantité initiale étant suivie de plu- sieurs quantités relativement petites, égales entre elles; 2) les valeurs de la consistance atteintes après chaque addition d'une quantité d'eau sont enregistrées, ainsi que les quantités absolues correspondantes d'eau, ces valeurs étant consignées dans un tableau; 3) toutes les autres gâchées de béton, dont la composition est déSfinie par rapport à la consistance zéro, sont préporées comme suit: a) une.seconde quantité initiale d'eau, plus importante que la première, est introduite; b) la consistance réelle du mélange est mesurées c1) les valeurs encadrantes de la consistance mesurée sont recherchées au tableau précité; c2) la valeur réelle de la quantité d'eau totale nécessai- re est déterminée grâce à la valeur réelle de la consistance, trouvée par interpolation; d) les valeurs encadrantes de la valeur de consistance prescrite sont recherchées; d2) la quantité totale d'eau correspondant à la consistan- ce prescrite est déterminée par interpolation entre les valeurs encadrantes; e) la quantité d'eau restant à ajouter est déterminée par différence entre la quantité d'eau nécessaire, ainsi déterminée, et la quantité réelle déjà introduite; f) la quantité d'eau précitée est ajoutée en une seule in- jection; le procédé étant caractérisé en ce qu'après l'introduction de la seconde quantité d'eau initiale (V), la consistance réelle (pz) du mélange est déterminée, que la quantité résiduelle d'eau à ajouter pour arriver à la consistance "O" (Wt) est calculée et que la quantité d'eau (W') à ajouter pour arriver à la con- sistance prescrite (Kip) est alors déterminée et injectée en une seule fois.