Brevet FR2474939A1 — publié le 19810807

-1- L'invention concerne la fabrication d'éléments de construction en béton léger. Les éléments de construction en béton léger, plus spécifiquement en béton aéré durci à la vapeur, sont fondamentalement produits en versant dans un moul une bouillie ou masse contenant un ou plusieurs matériaux contenant de la silice, comme du sable, des cendres de schiste, ou produits analogues, un liant hydraulique comme la chaux et/ou du ciment de Portland, de l'eau et un agent de formation de nores, comme la poudre d'alu- minium ou des agents de mou$sage. On laisse cette masse s'expanser ou remplir le moule d'autre manière, en for- mant un corps moulé qui, après avoir atteint une consis- tance semiplastique, auto-porteuse, est pourvu de décou- pes ou de surfaces planes de séparation qui divisent le corps en éléments individuels de construction, de dimen- sions plus petites. On soumet ensuite le corps à un dur- cissement final par la vapeur, à température et sous pression élevées, apres quoi les éléments individuels sont séparés entre eux. En faisant varier la quantité de l'agent de formation de po es dans la masse, on peut conférer aux produits finis des densités ou poids spécifiques varia- bles. Les produits du commerce ont généralement des poids spécifiques de 0,4, 0,5 ou 0,65 kg/dm Afin d'augmenter le pouvoir isolant des pro- duits, on tend à en diminuer la densité, tout en main- tenant simultanément la résistance à la comnreFsion du matériau. Mais un inconvénient important provient alors de ce que toute diminution de la densit rJsilte en une diminution correspondante de l résistance au choc du matériau. Pour ne pas trop erdommager les produits au cours de leur transport et de leur manutention, il a en conséquence été impossible, dans la pratique, de pro- duire industriellement du béton aéré doni la densité -2- soit inférieure à 0,4 kg/dm3. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients mentionnés cidessus et de permettre la production de produits en béton aéré, d'une densité extrêmement basse ainsi que d'une bonne.résistance au choc. Ceci est obtenu selon l'invention par un procédé caractérisé par les opérations qui consistent à former un certain nombre de zones de densités et/ou de natures différerntes dans ledit corps moulé et à localiser la surface plane individuelle de séparation à l'intérieur de telles zones plutôt que dans l'interface entre zones adjacentes, de façon à produire des éléments indivi- duels dont chacun comprend au moins deux portions de densités et/ou de natures différentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description oui suit et à l'examen des dessins annexes, qui représentent, à titre d'exemples non limi- tatifs, divers modes de réalisation suivant l'invention. Sur ces dessins: 20. La Figure 1 est une coupe transversale d'un moule pour la coulée de différentes zones de matériau, en utilisant des corps destines à créer des espaces vides, désignés ici par "inserts", lesdits inserts étant abaissés dans le moule. 25. La Figure 2 est une coupe transversale semblable, mais représentant les inserts retirés du moule. La Figure 3 est une coupe transversale représentant le même moule durant l'opération de coulée finale. .a Figure 4 -ontre comment le corps moulé obtenu selon les Figures 1-5, est divisé n 4lments individuels de construction. - À Ls =igures 5-7 rerresertpnt In autre mode de réalisation selon l'invention. La Figure 8 est une vue en perspective d'un élément de construction obtenu selon le procédé représenté aux Figures 1-4. 5. La figure 9 est une vue semblable d'un élément obtenu selon le procédé représenté aux Figures -7. La Figure 10 est une vue schématique d'une portion d'un mur construit au moyen des éléments selon les Figures 8 et 9. Les Figures 11 et 12 sont des coupes trans- versales d'un moule au cours de deux opérations diffé- rentes de coulée que comporte un troisième mode de réa- lisation selon l'invention. 15. La Figure 13 est une coupe transversale d'un corps moulé obtenu suivant cette méthode, ce corps étant scié au cours de son découpage. La Figure 14 est une vue en perspective d'un moule utilisé selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. Les Figures 15 et 16 sont des vues partiel- les en coupe d'un corps moulé obtenu suivant cette mé- thode. Les Figures 17 et 18 sont des vues partiel- les en coupe d'un corps moulé représentatif d'un cinquiè- me mode de réalisation selon l'invention. Les Figures 19 à 21 représentent un sixième mode de réalisation selon l'invention. La Figure 22 est une coupe transversale d'un corps moulé représentatif d'encore un autre mode de réalisation selon l'invention. Sur les Figures 1-4, un moule 1 (représenté en coupe transversale) comprend, outre un fond 2, quatre parois dont l'une, la paroi 3, est reliée de -4- façon amovible aux autres peroi.s et peut constituer un support pour le corps moulé obtenu par coulée, après rotation de 90 du moule. La Figure I représente un certain nombre d'inserts ou éléments d'espacement 5, placés sur un support commun 4, lesdits inserts étant abaissés dans le moule I. Plus précisément, lesdits inserts sont abaisqés jusou'à ce oue leurs portions inférieures entrent en contact avec le fond 2 du moule, tout en séparant complètement entre eux un certain nombre d'espaces vides 6 entre ces inserts. Dans une première opération de coulée, un certain nombre de premières zones d'une première masse 7, d'une densité ou d'un poids spécifique convenable- ment prédéterminé, est coulée dans lesdits espaces 6. Dans la pratique, cette masse peut consister en un béton aéré, usuel ou éventuellement modifié, conférant au matériau fini un poids spécifique de 0,5 kg/dm3. Après coulée et expansion à hauteur complète, on laisse la masse dans les différents espaces se rigidifier jusqu'à une consistance semiplastique, auto-porteuse. Dans l'opération suivante, on retire les inserts 5 du moule, comme représenté à la Fi-ure 2. Des espaces vides 8 sont ainsi formés entre des zones 7 de masse rigidifiée, provenant de la oremière coulée. Une seconde masse 9, ayant une autre densité que celle des zones de masse 7, est alors coulée dans ces espaces, au cours d'une seconde opération représentée à la FiFure 3. Le poids spécifique de la masse 9 peut être compris entre 0,10 et 0,30, avantageusement entre 0,15 et 0,25 kg/dm3, et la masse 9 est également, de préférence, du type béton aéré. On obtient ainsi l'effet que les zones de masses différentes sont intimement liées ou adhérentes entre elles, lorscue la seconde messe 9 se dilate et commence à se rigidifier. Par les opérations ainsi décrites, on obtient un corps -5- moulé 10, composé de zones alternées lourdes et légères des matériaux respectifs 7 et 9. Dans l'opération suivante, on fait touner le corps moulé 10 en même temps qu'on retire 1'envelopp du moule, de sorte oue le corps repose!atéralement, de côté, sur la paroi 3 oui agit maintenant comme support. On fait pesser le corps ainsi placé à travers un poste de dcoupage ou de division 11, représenté la Figure 4, ce poste comportant un nombre convenable de fils 12 horizontaux, espacés verticalement, qui sont tendus entre des montants 13, de façon usuelle. On voit d'après la Figure 4 que la distance entre les fils 12 est choi- sie de telle façon que des fils adjacents découpent le corps moulé en découpes horizontales ou plans de sépa- ration 14, localisés dans chaoue seconde zone de masse, dans le cas présent les zones de masses 7, de densité la plus élevée. En outre, le poste 11 comporte des fils (non représentés) au moyen desquels le corps moulé est pourvu également de découpes verticales. La 7igure 4 représente une telle découpe verticale en 15. Après l'opération de division au poste 11, le corps moulé 10 est conduit dans un autoclave o il est durci par la vapeur, de façon usuelle, après ouoi les différents éléments délimités par les découpes 14 sont séparés entre eux. On obtient ainsi des éléments 16, d'une struc- ture représentée à la Fiure 8, c'est-à-dire des élé- ments sensiblement en forme de parallélépipèdes, com- prenant un noyau 17 consistant en un matérieu léger, ledit noyau ôtant entouré de cbnaoue côté par deux cou- ches parallèles de matériau 18, moins poreux et donc de plus grande résistance au choc nue le noyau 17. Les Figures 5 à ? représentent un autre mode de réalisation qui diffère du précédent en ce oue les inserts 5, abaissés sensiblement selon la verticale dans le moule 1, sont maintenus avec leurs portions in- férieures 19 à un certain niveau au-dessus du fond 2 du moule, au moment de le coulée de la première masse 7. (Voir Figure 5). De cette manière, la masse s'étale en une couche de fond 20 qui, après la coulée de la seconde masse 9, représentée à la Figure 6, et la découpe du corps moulé 10, représenté à la figure 7, fournit des cléments individuels de construction 21, de la structure représentée à la Figure a. Outre le noyau 17 et les deux couches parallèles de recouvrement 18, ces éléments comportent une troisième couche de recouvrement 22, qui s'étend perpendiculairement aux couches 18 et qui recou- vre et protège ainsi l'une des extrémités du noyau 17. La Figure 10 représente un exemple de l'uti- lisation simultanée des éléments 16 et 21 dans un mur 23, de façon à obtenir des couches de matériaux résis- tants, non seulement le long des surfaces mêmes du mur (grâce à la densité relativement élevée des couches de recouvrement 18), mais aussi dans les coins du mur et à son raccordement, par exemple au châssis ou cadre 24 (grâce aux couches de recouvrement 22). Les Figures 11 à 13 représentent schématique- ment un autre mode de réalisation de l'invention selon lequel on insère verticalement un certain nombre de plaques ou parois de séparation 25 dans un moule I de façon à séparer un nombre correspondant d'espaces par- tiels 6, 8, entre eux, Dans chacun de ces espaces partiels se trouve au moins une buse, ou dispositif de coulée, 26 La viure Il représente l'étape initiale d'une opération de coulée, au cours de laquelle des masses 7 et 9 de densités différentes sont coulées simultanément dans c anue deuxième espace partiel, au moyen des buses. A mesure cue les masses remplissent graduieleme t les csna-os partiels et commencent à -7- gonfler, on soulève les buses ainsi nue les parois de séparation, comme représenté à la Figure 12. De cette façon, les masses adjacentes s'interpénètrent en formant des interfaces 27 plutôt irrégulières entre les diffé- rentes masses. Ceci ne constitue toutefois aucun incon- vénient, étant donné que les découpes de division 14 sont localisées à des distances convenables desdites interfaces, lorsque le corps moulé 10 est découpé comme précédemment décrit et comme indiqué à la Figure 13. On peut aussi utiliser les parois de sépara- tion 25 représentées aux Figures 11 et 12 de la même façon que les inserts 5 des Figures 1 à 6. En d'autres termes, on peut couler la première masse 7 dans un espa- ce partiel sur deux et la laisser se rigidifier avant de retirer les parois ou plaques, la seconde masse 9 étant coulée dans les espaces entre les zones de maté- riau déjà formées. Il est également possible de produire des éléments 21 du type représenté à la Figure 9, c'est- à-dire en maintenant les bords inférieurs des parois de séparation 25 à un certain niveau au-dessus du fond du moule et en coulant, dans une étape initiale, seule- ment la première masse 7 qu'on laisse s'étaler en une couche de fond dans le moule, avant de commencer la cou- lée de la seconde masse 9 dans chaque deuxième espace partiel. Selon un mode de réalisation spécifique de l'invention, il est possible de couler simultanément des zones alternées de matériau 7 et 9, respectivement, sans utiliser de parois de séparation, les masses étant coulées directement par les buses 26 et s'interpénétrant en formant des interfaces irrégulières. Dans les modes de réalisation décrits ci- dessus, on a représenté les diverses masses ou zones de matériaux avec sensiblement la même épaisseur. Dans la _8_ pratique, on peut toutefois faire varier l'épaisseur des diverses zones de toute manière arbitraire désirable, de préférence de façon aue les zones plus poreuses 9 soient rendues beaucoup plus 4naisses aue les zones 7, ce oui confère aux couches plus résistantes 18 des éléments finis 16 et 21, un caractère de revêtement relativement minces sur le noyau 17. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, on peut former l'une des deux zones de matériaux de densités et /ou natures différentes, en agissant mécaniquement sur la masse coulée dans le mou- le, ladite action s'effectuant avant le durcissement final de la masse. Cette action peut consister à soumet- tre une ou plusieurs zones de la masse à un effet vibra- toire ou oscillatoire, pour modifier la densité de la zone, comparativement à la densité des portions environ- nantes du corps moulé. Par cette modification de la den- sité, on confère à l'élément individuel de construction, un revêtement de surface dont la nature diffère de celle de l'autre portion de l'élément. La Figure 14 représente un moule 1 rempli d'une bouillie ou masse de coulée 28, pour la produc- tion d'éléments de béton aéré qui sont délimités par des lignes de guidage 29, 30. Le moule coopère avec un vibrateur 31 qui comprend un support 32 et un disque 33. On immerge le disque 33 dans une masse 28, dans les em- placements indiqués par les lignes de guidage 29, 30. La Figure 15 représente un disque 33 immergé dans la masse. On soumet le disque à un mouvement vibratoire, ce qui a pour effet qu'une zone 34 dans la masse, de part et d'autre du disque, acquère une densité modifiée com- parativement à la masse externe à ladite zone, comme le montrent les Figures 15 et 16, Le disque forme plus ou moins un plan de symétrie pour la zone 34. Lorsque la -9- masse atteint le degré voulu de rigidité, on retire le corps moulé du moule et on le divise par les découpes , comme représenté à la Figure 16, ces découpes for- mant des plans de symétrie pour la zone 34. On soumet ensuite le corps moulé à une opération de durcissement par la vapeur. Après le durcissement, on sépare entre eux les trois éléments créés dans le corps moulé. Les éléments externes acquèrent alors, sur l'une de leurs faces, un revêtement de surface d'une densité différen- te du reste de l'élément, tandis que l'élément central, au contraire, présente, sur ses deux faces opposées, des revêtements de densité différente du reste de l'élément. Au lieu de soumettre la masse à une action vibratoire, on peut former uoe zone sans masse. Ceci est réalisé en insérant deux plaques 38, 39, respectivement fixées à des supports 36 et 37, dans la masse 28, le long des lignes-de guidage 29, 30, comme le montre la Figure 17. Après l'insertion desdites plaques dans la masse, on les écarte entre elles pour former un espace vide 40, représenté à la Figure 18, qui montre aussi comment on peut remplir cet espace avec une substance de type con- venable, au moyen d'une buse 41. Comme précédemment, la substance peut consister de particules en suspension, provenant de raclures d'un bâton aéré. On peut aussi utiliser des mortiers ou autres substances à base de liants hydrauliques. On peut choisir le substance de façon que le matériau dans la zone remplie, permette son découpage, après rigidification ou durcissement du maté- riau. Après que l'espace 40 a été rempli, on retire les plaques 38 et 39, puis on découpe et durcit le corps moulé. Aux Figures 19 à 21, on forme une zone en utilisant un dispositif 42 de poussée et de coulée com- binées. On insère ce dispositif dans la masse 28, aux -10- lignes de guidage 29, 30. Durant l'insertion dans 'a masse, une certaine quantité de celle-ci est refoulée de côté et comprimée, comme il apparait à la Figure 20. On insère le dispositif jusqu'au fond du moule. Pendant qu'on le retire du fond, le dispositif remplit l'espace formé, d'une masse liquide qui peut être du même type que celui de la masse utilisée selon le Figure 18. La Figure 21 représente une zone 34 remplie de la masse et o une découpe 35 est créée comme précédemment décrit. Quand on ajoute une substance à la masse, cette substan- ce doit présenter des propriétés telles que le corps coulé et moulé soit divisable sans difficultés par dé- coupe, sciage ou autre méthode de séparation, malgré la présence de cette substance. Ladite substance doit en outre présenter une bonne adhésivité à la masse. Dans ce qui précède, ona ajouté à la masse urE autre substance qui a rempli une zone dégarnie. Au lieu de dégarnir une zone, il est également possible d'in- jecter dans une zone remplie de la masse, une ou plu- sieurs substances différentes. La substance utilisée dans cette opération d'injection doit, de même que les autres substances d'addition, pouvoir supporter le dur- cissement par la vapeur à environ 2000 C et conférer les propriétés de surface désirées, Selon les modes de réalisation décrits ci- dessus, les différentes zones de masse ou de matériau s'étendent verticalement dans le mule. Mais il est aussi possible de laisser ces zones s'étendre horizontalement, comme le montre la 'ieure 22, Selon ce mode de réalisa- tion, on coule des couches 7 et 9 alternativement lour- des et légeres, l'une oar-dessus l'autre, à la hauteur voulue, en formant un corus moulé 10, sui est divisé pqr des dAcounes 1!4 et '5, Horizontales ainsi cue ver- tickles. -11- Selon tous les modes de réalisation précé- demment décrits, au moins l'une des masses doit être du type capable de former un béton aéré, c'est-à-dire qu'elle consiste en un mélange comprenant des substan- ces à base de silice, des liants hydrauliques, de l'eau et des agents formant des pores. Toutefois l'invention convient aussi à l'utilisation d'autres masses, du type des bétons légers en général, c'est-à-dire de masses comprenant des charges légères, poreuses, de différents types. En outre, l'invention n'est pas limitée à l'uti- lisation de masses de densités ou poids spécifiques différents, mais elle s'applique aussi à l'utilisation de masses de natures ou caractères différents. Ainsi, selon un trait caractéristique de l'invention, l'une des masses peut, qu'elle ait la même densité que l'autre masse ou non, être convenablement modifiée, par exemple comparativement à la masse du béton léger ou aéré, usuel. La modification peut consister en 1'admixtion d'agents hydrophobes, de polymères et/ou de billes plastiques cellulaires, dans les masses. Une admixtion particuliè- rement préférée est celle d'agents hydrophobes, comme les silanes ou siloxanes, dans la masse, qui forme les couches de recouvrement 18 des éléments finis 16, 21 et, éventuellement, de billes cellulaires plastiques dans la masse qui forme le noyau 17. D'autres variantes rentrent aussi dans le cadre de l'invention. C'est ainsi que l'ordre de coulée des masses dans le moule n'est pas critique, et qu'une masse légère neut être coulée avant, en même temps que, ou après, une masse lourde. La division du corps moulé en éléments individuels peut s'effectuer soit avant, soit après le durcissement du matériau. Bien que l'on n'ait décrit que des éléments non renforcés, d'apr's les Figures, le procédé de l'invention s'applique aussi, bien entendu, à la fabrication d9léments renforcés de différents types, -12- RVENDICATIONW 1. - Procédé de fabrication d'éléments de construction en béton léger, selon leauel on verse une masse ou bouillie visaueuse dans un moule (1) en formant un corps moulé ( 10) que l'on fait se rigidifier ou durcir et qui, au moyen de plans de séparation (14,35) est divisé en éléments individuels de construction (16,21), de plus petites dimensions aue le corps moulé lui-même, caractérisé er ce au'on forme un certain nom- bre de zones (7,9,28,34) de densités et/ou natures dif- férentes dans ledit corps moulé ( 10) en-ce qu'on loca- lise les plans individuels de séparation (14,35) à l'intérieur de telles zones, plutôt qu'à l'interface entre zones adjacentes, de façon à fournir des éléments individuels de construction (16,21) dont chacun comporte au moins deux portions (17,18,22) de densités et/ou na- tures différentes. 2. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce au'on coule un certain nombre de premières zones (7), espacées entre elles, d'une première masse, d'une certaine densité et/ou nature, dans le moule (1), au cours d'une première opération, on confère à ladite masse un état au moins auto-porteur, par rigidification ou durcissement, et, dans au moins une seconde opéra- tion, on coule entre lesdites premières zones-(7), de secondes zones (9) d'une seconde masse, d'une autre den- sité et/ou nature que la nremière masse. 3. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce ciu'on coule un certain nombre de premières zones (7), espacées entre elles, d'une première masse ayant une certaine densité et/ou nature, dans le mule (1), sensiblement en même temps qu'un certain nombre de secondes zones (9), situées entre lesdites premières -13- zones (7), lesdites secondes zones consistant en une seconde masse de densité et/ou nature différentes de a première masse. 4. - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les premières et secondes zones (7,9) de différentes masses de coulée, sont sépa- rées entre elles au moyen de parois de séparation (25) qui sont insérées dans le moule (1) puis retirées au plus tard au moment de la coulée de la seconde masse (9). 5. - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on introduit dans le moule (1) des inserts (5), espacés entre eux, entre lesquels on coule la première masse et on la laisse se rigidifier à l'état au moins auto-porteur, puis on retire les inserts (5), en laissant des espaces vides (8) entre les premières zones de masse (7), et on coule la seconde masse dans lesdits espaces. 6. - Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'on abaisse les inserts (5) ou parois de séparation (25), sensiblement à la verti- cale dans le moule (1) et qu'on les maintient avec leurs ortions inférieures à un certain niveau au-dessus du fond (2) du moule, au moment de la coulée de la pre- mière masse, de façon à former une couche de fond (20) de la première masse, afin de fournir des éléments (21) comportant tous une seconde masse (17) entourées par au moins deux zones (18,22) de la première masse ( 7) for- mant un angle entre elles. 7, - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'une des deux zones (28,34), avant des densités et/ou natures différentes, est formée par ac- tion mécanique sur la masse (28) coulée dpns lemule, avant son durcissement final -14- Q. - Procédé selon la revendication 7, carac- térisé en ce que l'action mécanicue consiste à soumettre la masse (28) à une vibration locale. 9. - Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'on forme une zone (34), d'une nature différente des zones adjacentes, en reti- rant ou en déplaçant la masse coulée, pour former un espace (40) qu'on remplit d'une masseayant une densité et/ou nature différentes de celles de ladite masse cou- lée (28). 10. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise comme masse de coulée une masse du type formant un béton aéré, c'est- à-dire un mélange comprenant des matières à base de silice, des liants hydrauliques, de l'eau et des -agents de formation de pores, et on soumet la masse à un durcis- sement final par durcissement à la vapeur, après l'opé- ration de coulée. 11. - Procédé selon la revendication 10, ca- ractérisé en ce que la masse est modifiée comparative- ment aux masses de béton aéré usuelles, par admixtion d'agents hydrophobes, de polymères et/ou de billes plas- tiques cellulaires,