Brevet FR2502538A1 — publié le 19821001

La présente invention se rapporte à un dispositif pour pulvériser du béton "au mouillé" c,est-à-dire par voie humide, dispositif comprenant une installation pour pomper du béton préparé, à laquelle fait suite un transporteur pneumatique comportant un élément pourvu d'une embouchure. En ce qui concerne la pulvérisation au mouillé on distigue, principalement deux procédés mais qui, jusqu'à présent, ne se sont pas imposés au grand jour. Le premier, qui est un procédé de transport pneumatique consiste à transporter le béton préparé dans des tubes ou des tuyaux jusqu'à la buse de pulvérisation, par voie pneumatique. Ce premier procédé présente les inconvénients suivants - le mélange risque de se décomposer pendant son transport sur des trajets relativement longs - le transport du béton n'est pas possible sur des distances trop importantes - les tuyaux de transport risquent de vibrer et de se boucher - la consommation d'air comprimé à haute pression est élevée ; et - le béton rebondit considérablement contre la construction, du fait que le mélange sort de la buse dans un état partiellement décomposé. Par ailleurs, le procédé de transport pneumatique pour la pulvérisation du béton au mouillé n'a jamais pu s imposer et n'est aujourd'hui pratiquement plus utilisé. Les problèmes que pose ce procédé sont une distance de transport limitée, des couches dont l'épaisseur est limitée à 2-3 cm par pulvérisation, une trop faible adhérence sur le substrat et entre les différentes couches de béton pulvérisé, un retrait important, une resistance finale d'environ 20 N/mm2, et une perméabilité indésirable à l'eau. Le second de ces procédés est un procédé de pulvérisation au mouillé, par pompage du béton selon lequel le béton est transporté dans des tuyauteries ou des tubes au moyen d'une pompe à vis ou à pistons et est fractionné et accéléré au niveau de la buse de pulvérisation au moyen d'air comprimé. Ce second procédé présente les inconvénients suivants - la colonne compacte de béton n'est fractionnée par l'air comprimé qu'à la buse de pulvérisation et arrive sur la surface contre laquelle il est projeté sous la forme de grumeaux et de mottes - la vitesse d'impact est d'environ 7 à 12 m/sec, c'est-à-dire, beaucoup trop faible - la densité sur la surface à revêtir est insuffisante et ne satisfait pas aux exigences imposées à un béton pulvérisé - le tuyau de transport est incommode à manipuler car il est trop lourd, du fait qutil est tout entier rempli avec une colonne compacte de béton jusqu'à la buse - l'introduction d'additifs pour accélérer la prise du béton est aléatoire car un mélange parfait avec le béton n'est pas possible - l'épaisseur de la couche pulvérisée est limitée à quelques centimètres à cause de la faible densité et de la faible adhérence du béton ; - une pulvérisation contre un plafond n'est pas possible sans l'addition d'agents de prise rapide ; et - la qualité du béton pulvérisé ne satisfait pas aux critères exigés, en particulier, dans la construction de tunnels. Tq présente invention s'est fixé pour but de procurer un dispositif permettant de réaliser dans d'excellentes conditions une pulvérisation de béton au mouillé et ce indépendamment de la longueur du trajet de transport. L'inventiop teint les bis qu'elle s'est fixés par un dispositif du type spéeirle en préambule qui se caractérise en ce qu'il comporte une tête portant un certain nombre, de préférence, de huit à douze buses d'accé- lération et de désintégration pour assurer le transport par voie pneumatique du béton préparé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite sans aucun caractère limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures 1 à 3 illustrent schématiquement trois modes de réalisation du dispositif de l'invention pour la pulvérisation au mouillé du béton ; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle à plus grande échelle de la chambre pneumatique de ce dispositif - la figure 5 est une vue en plan de la chambre pneumatique de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une buse a'accélération ; et - la figure 7 est une vue schématique, partiellement en coupe, d'une installation de transport comportant une chambre pneumatique à laquelle fait suite une buse d'accélération et qui comporte un transporteur à vis sans fin pour le béton. Le mode de réalisation du dispositif de pulvérisation selon l'invention représenté sur la figure 1, comprend une chambre pneumatique de soufflage ou de décharge 3 fixée sur un trépied 1. A la partie inférieure de cette chambre pneumatique 3, est raccordé un tuyau d'amenée du béton 4 que traverse du béton liquide provenant d'une pompe à béton par un conduit de béton 5. La chambre pneumatique 3 comporte,asapartie arrière, une section de désintegration et de mixtion à laquelle fait suite une section d'accélération 8 s'effilant vers l'avant. A cette dernière, est raccordé un tuyau de transport 9 qui se termine par une buse de pulvérisation 11.Cette dernière comporte un raccord latéral 12 relié à un doseur 13 qui permet d'amener, par exemple, des accélérateurs de prise ou de durcissement speciaux (liants rapides) tels que le "Sika" ou autre, contenus dans un fut 21. On a constaté qu'il était extrêmement efficace d'introduire une partie, au moins de l'additif, en particulier, quand il s'agit d'un liant rapide, dans l'air comprimé du conduit 19, de préférence, en aval de la valve de réglage 18, comme l'indique la ligne en traits mixtes 22 sur les figures 1 et 2. On peut charger de la meme façon l'un des conduits 19 du dispositif de la figure 3 ou bien les deux. A l'arrière, la chambre pneumatique 3 comporte une tete 15 garnie d'un certain nombre de buses de soufflage qui projettent de l'air comprimé dans la section de désintégration et de mixtion. L'alimentation en air comprimé est assurée par un conduit 19 et par un compresseur, au travers d'une valve de réglage 18. Du béton est envoyé en continu par pompage à travers le conduit 5 et le tuyau d'amenée 4, dans la chambre pneumatique 3 où il est immédiatement désintégré et mélangé à l'air par l'action des puissants jets d'air comprimé projeté par les buses. Ensuite, ce mélange est accéléré dans la section d'accélération 8 puis transporté pneumatiquement par le tuyau d'alimentation 9. Le mélange prêt à être pulvérisé se forme à I'extrémité de la chambre pneumatique 3 et à l'entrée du tuyau 9. Ces composants doivent etre conçus de telle manière et le volume du mélange pompé, ainsi que la pression et le débit de l'air de transport doivent etre calculés de façon que, dans le tuyau de transport 9, le mélange ait, au plus tard, peu avant d'entrer dans la buse de pulvérisation 11, la vitesse désirée, à savoir la vitesse qui convient pour réaliser une pulvérisation au mouillé de béton de qualité sur un élément de construction. La figure 2 représente un dispositif essentiellement identique au précédent mais dans lequel la chambre pneumatique 3 a été remplacée par une buse d'accélération 23. La figure 3 représente une combinaison d'une chambre pneumatique 3 et a'une buse d'accélération 23, qui lui fait suite, combinaison qui est adaptée pour la pulvérisation de mélanges de béton très spéciaux. La figure 4 est une vue à grande échelle d'une partie des dispositifs des figures 1 à 3, et montre en coupe une chambre pneumatique 3. L'arrivée du breton s'effectue, par le bas, au moyen du tuyau d'amenée 4, lequel présente une sectioneirculairequi se transforme en une section d'entrée rectangulaire à l'intérieur de la chambre 3, comme on le voit sur la figure 4. La section de la chambre 3 décroit en tronc de cône dans le sens de la circulation du béton, qui a été ameubli par l'air de transport. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une buse d'accélé- ration 23 comprenant un corps 25 et un raccord 26 pour l'amenée du béton à l'intérieur duquel a été représentée une section de tuyau 27. Une bride 29 délimite une chambre annulaire 30 de laquelle pertent un ou plusieurs per çages 32 qui sont inclinés vers l'axe du corps 25 de la buse et qui débouchent dans une chambre de mélange 33. Ces perçages sont alimentés par le conduit d'air comprimé 19. La chambre de mélange 33, dont une partie présente une forme semi-cylindrique et une autre partie une forme tronconique, rétrécit vers l'avant et se prolonge par un raccord 34 qui, lui-meme, est prolongé par le tuyau de transport 9 se terminant par la buse de pulvérisation 11. La figure 7 représente la combinaison d'une chambre pneumatique 3 et d'une buse d'accélération 23 qui lui fait suite, l'alimentation en béton étant assurée par un tuyau 5 qui débouche dans un transporteur 40 comportant une vis sans fin 41. Le transporteur à vis sans fin 40 est relié, au moyen d'un raccord 42 ayant une section rectangulaire, à la chambre pneumatique 3. Le transporteur 40 est actionné par une unité motrice 45 et transfère le béton pompé dans la chambre pneumatique 3 où il est fluidisé par l'air issu de la tête à buses 15, qui assure également son transport par voie pneumatique. Ce courant de béton est ensuite accéléré au moyen de la buse 23. Les dispositifs qui viennent autre décrits permettent de transporter un matériau, en particulier, du béton au moyen d'une pompe sur des distances beaucoup plus grandes qu'auparavant de façon à l'amener au point où il doit être pulvérisé. Ce résultat est obtenu en combinant l'opération de pompage et l'opération de transport pneumatique qui lui fait suite. Ce procédé offre, entre autres, lé grand avantage de permettre la réalisation d'un dispositif de transport pneumatique beaucoup plus court et, de ce fait, beaucoup plus -souple en ce qui concerne la possibilité de réglage de la vitesse de pulvérisation, comparativement au système connu ayant de longues voies de transport pneumatique. Ainsi, l'alimentation en béton de la chambre pneumatique 3 peut entre adaptée aux conditions locales et aux nécessités du transport pneumatique. Ceci permet1 conjointement avec la possibilité de régler l'air à l'aide de la valve 18, d'obtenir des conditions de vitesse et de transport optimale pour le mélange de béton. Le procédé et les dispositifs qui viennent d'etre décrits présentent, comparativement à ceux actuellement connus, les avantages suivants - ils permettent d'obtenir des trajets de transport pratiquement illimités - ils permettent une forte densité, une forte imperméabilité à l'eau et une qualité de béton analogue à celles obtenues lors de la pulvérisation à sec - ils permettent de travailler pratiquement sans production de poussière - ils permettent de manipuler la buse de pulvérisation comme dans le procédé à sec - ils permettent d'introduire sans difficulté un agent de prise rapide dans le mélange d'air et de matière solide ; et - les moyens de mises en oeuvre comprennent une installation légère et mobile pour la pulvérisation du breton. Le transfert du béton s'effectue en continu, aussi bien en ce qui concerne le pompage que le transport pneumatique. On a constaté qu'il était avantageux que le rapport de la section du conduit de pompage 5 sur la section du conduit pneumatique 9 soit approximativement de 1/2 et de préférence, de 1/1,7 c'est-à-dire, que le conduit ait un diamètre, par exemple, de 38 - 50 ou 50 à 65 mm. La chambre pneumatique 3 présente, de préférence, une section ovale mais elle pourrait également avoir, par exemple, une section semi-circulaire. La tete de buses 15 comporte, de préférence, de 8 à 12 buses à air comprimé pour désintégrer et accelérer le béton, tandis qu'à la sortie de la chambre pneumatique 3 est montée une buse d'accélération 23 présentant de trois à huit perçages 32 formant un angle d'environ 300 avec l'axe du conduit de transport 9. On introduit les additifs liquides par le raccord 12, au moins, à une distance d'un mètre en amont de l'embouchure de la buse de pulvérisation 11 afin d'assurer un bon mélange avec le béton. Il est extrement important de s'assurer que la vitesse de transport pneumatique soit égale ou supérieure à 50 m/sec, et par exemple égale à 60 - 80 m/sec. REVENDICATIOi4S 1. Dispositif pour pulvériser au mouillé du béton, comprenant une installation de pompage (20) pour pomper du béton préparé, à laquelle fait suite un dispositif de transport pneumatique comportant un élément pourvu d'une embouchure, caractérisé en ce qu'il comporte une tete (15) portant un certain nombre et de préférence, de huit à douze buses d'aceélération et de désintégration pour assurer le transport par voie pneumatique du béton préparé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de la section du conduit de la pompe (4) et de celle du conduit pneumatique (9) est d'au moins 1/1,5 et de préférence, de 1/1,7. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre pneumatique (3) présente une section semi-circulaire avec une partie s'effilant en cône. 4. Dispositif selon l'une des revendications1 à 3, caractérisé en ce que, à la sortie de la chambre pneumatique (3) est monté un élément d'accélération (23) comportant de trois à huit buses qui forment, de préférence, un angle de 300 avec l'axe du conduit de transport (9). 5. Dipositif selon l'une des revendications 1 à 4, earactérisé en ce qu'il comprend un tube pour ameublir le béton ayant une longueur d'environ 3 m faisant partie- de la section de rapport 1,7 du conduit de la pompe (4). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu il comprend, un conduit de transport (22) pour introduire un agent de prise rapide en amont de la chambre (3,23), dans le conduit d'air comprime (19). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le raccord (12) pour l'additif liquide, en particulier pour un agent de prise rapide, est situé à au moins 1 m en amont de la sortie de la buse afin d'assurer une mixtion optimale avec le mélange d'air et de matière solide.