Brevet FR2573419A1 — publié le 19860523

L'invention concerne une nouvelle composition de mortier présentant une grande résistance et son procédé de fabrication. Ce mortier est conçu pour présenter une grande résistance et une longue durée. Il sera, particulièrement, indispensable de l'utiliser dans les régions à hauts risques, où pourraient se produire des catastrophes naturelles. Il évitera les lézardes et les démolitions de constructions, pouvant provenir d'origines diverses produites par la nature. Il résistera aux secousses sismiques importantes, tremblements de terre, cyclones, tornades, raz de marée, etc... Il sera efficace dans toutes les zones connues comme étant des lieux de fractures possibles de l'écorce terrestre et elles sont nombreuses. I1 pourra éviter des destructions importantes d'immeubles et d'ouvrages d'art telles que les constructions à grande portée, ponts, viaducs, etc... Il est connu d'utiliser du béton pour les constructions en dur. Béton composé de sable, de ciment, de cailloux, d'eau, de chaux et d'éclats de pierres. Depuis des décennies on a voulu augmenter la résistance de ce béton en y incorporant une armature en fer, espérant lui donner une plus grande résistance et une plus grande longévité. Cette armature métallique faite de tiges de fer incorporées au béton, soit dans des piliers en support vertical ou horizontal devant supporter une charge de maçonnerie, ou encore dans des pilastres engagés dans des murs, dont on espère une plus grande solidité et un meilleur support à l'ensemble. Dans les parties planes, on a recours à un quadrillage métallique, fait de fils de fer, à disposition en carrés contigus, plus ou moins grands. Cette armature, pour éviter une partie de ses inconvénients, devrait être plongée dans un bain contenant une matiere anti-corrosive, ce qui n' est guère pratiqué, afin d'éviter la rouille du fer encastré, cause de fissures, de lézardes et d'éclatements dans la construction. On a pu constater que cette armature en fer n' était pas garante d'une solidité absolue. Le but de l'invention est de fournir une composition de mortier et un procédé de fabrication visant à obtenir un mortier, a base de chaux, de ciment, de pierrailles,d'argile et de sable ou de tuileaux, ne nécessitant aucune armature en fer et présentant cependant une tres grande résistance et une longue duree. Dans les zones où se produisent des tremblements de terre, même de force moyenne, c' est-à-dire avec une amplitude de 6 à 7 degrés sur l'échelle de Richter, on a pu constater que des constructions considérées comme solides et indestructibles, faites de béton armé, éclataient littéralement, pour s'affaisser ensuite, alors qu'à coté, des constructions faites en briques avaient seulement ondoyé, puis étaient restées debout De l'observation de ce phénomène on pourrait en deduire une loi : plus une construction est absolument rigide, plus elle éclate facilement, au contraire, plus elle est souple, plus elle se soumet aux ondoiements, sans se détruire, d'où nos recherches dans ce domaine et l'aboutissement à un mortier se soumettant au travail de l'écorce terrestre, à ses secousses sismiques et aux exigences de la nature. L'invention concerne donc une composition de mortier et son procédé de fabrication permettant d'atteindre ces buts. 1) L'invention vise à employer un procédé de préparation d'un mortier destiné à la construction d'ouvrages, notamment par le moyen de coffrages; mortier du type constitué d'un mélange de chaux, de ciment, de pierrailles de sable et d'eau, caractérisé d'une part par l'adjonction d'un mélange d'argile et de sable soumis à une cuisson préalable, puis concassé dans sa totalité et dont une partie est pulvérisée et réduite en poudre, d'autre part le fait que la chaux aura été calcinée ainsi que de grosses pierres, afin de dilater les pores de ces dernières et permettre une meilleure pénétration de la chaux, et enfin par le chauffage, avant coffrage de l'ensemble du mélange. 2) Une autre caractéristique de l'invention concerne la composition du coffrage destiné à être mis en oeuvre selon le procédé décrit ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle contient 10 à 20% (moyenne 15) d'un mélange argile-sable cuit et concassé, 10 à 20% (moyenne 15) d'un mélange argile-sable cuit puis pulverisé et réduit en poudre, 8 à 12% (moyenne 10) de sable de riv-ière, 8 à 12% (moyenne 10) de petites pierres, 3 à 8% (moyenne 5) de gros cailloux calcinés, 15 à 25% (moyenne 20) de chaux calcinée, 20 à 30% (moyenne 25) de ciment. 3) Selon des modes particuliers de la réalisation du procédé, le mélange argile-sable cuit peut être obtenu à partir de tuiles de récupération, après lavage au jet, ou de tuiles neuves ou encore à partir de pâte à tuile cuite spécialement. Le mortier constitué de la poudre de chaux calcinée et encore chaude sera mélangé avec les gros cailloux lavés et calcinés, eux-memes encore chauds. Ces deux éléments seront ensuite fortement chauffés, afin de provoquer une plus grande pénétration et une plus grande adhérence de la chaux dans les cavités des grosses pierres et un meilleur enrobement. On y incorporera ensuite le sable de rivière et les petites pierres passées au tamis. On ajoutera à cela les morceaux de tuiles et tuileaux, ainsi que les morceaux de pâte à tuiles cuite, le tout ayant été concassé. Une partie seulement de ce concassage sera employée telle quelle et une autre partie sera pulvérisée afin de la réduire en poudre. Enfin on y ajoutera du ciment et le tout sera détrempé dans très peu d'eau. L'ensemble des composants de ce mortier sera ensuite chauffé et utilisé à chaud ou coffré à chaud, ainsi en séchant dans son coffrage, il formera une masse plus compacte. Enfin, ce mortier, après chauffage, sera compacté dans son coffrage d'utilisation. Ainsi à titre d'exemple détaillé d'un mode de réalisation de l'invention: On se procurera, soit de la vieille tuile cassée de récupération ou tuileau, qui devra être nette de mousse et de lichen, en les lavant à grands jets d'eau. On pourra employer de la tuile neuve, en partie cassée, impropre à la construction. Les tuiles sont fabriquées d'un mélange de terre argileuse et de sable avec lequel on a formé une pate fine et homogène que l'on soumet a la cuisson. Les tuiliers pourront fabriquer de la pâte à tuiles en grandes plaques, toujours faites de terre argileuse et de sable puis cuites. Ces plaques seront ensuite découpées en plaques de petit format et peu épaisses, elles seront mises à sécher à l'air libre et enfin cuites comme les tuiles. Vieilles tuiles, tuileaux, tuiles neuves ou pâte à tuiles cuite seront entierement concassés. Une partie du concassage sera fortement broyée et pulvérisée, puis finement réduite en poudre. Une autre partie de ce concassage sera conservée pour être incorporée au mortier, comme des pierres. Les tuiles sont préférables a la brique parce qu'elles sont obtenues à partir de deux composants seulement, formant un mélange plus fin et fournissant, par conséquent, une pate plus fine, dont on a besoin pour la pulvérisation. Elles peuvent être mieux concasses et on peut en obtenir une poudre plus fine. On emploiera du sable de rivière qui sera mélange à la fine poudre de tuiles, obtenue de la pulvérisation de celles-ci. Le sable sera passé au tamis pour éliminer les cailloux lisses qui pourraient s'y trouver. On prendra des petites pierres qui seront lavées puis concassées et passées au gros tamis pour n'avoir qu'un gravillon. On emploiera des gros cailloux rugueux possédant des cavités apparentes. Ils seront bien lavés, afin qu'ils soient très nets, sans impuretés adhérentes pour être ensuite fortement calcinés afin de dilater leurs pores au maximum pour permettre à de la chaux, encore chaude d' avoir une meilleure pénétration et une meilleure adhérence, cette chaux formant enrobage lors du refroidissement. Pour obtenir ce résultat, la chaux chaude et les cailloux calcinés seront mêlés et fortement chauffés ensemble après avoir été calcinés séparement. Si la chaux n'a pas subi une calcination complète, il peut se former des bulles d'air dans des particules de chaux, ce qui aurait pour conséquence de diminuer.l'adhérence aux pierres et sa pénétration dans les cavités. On prendra donc de la pierre de chaux que l'on concassera, que l'on fera fortement calciner, puis que l'on réduira en très fine poudre, alors qu'elle sera encore chaude et devra être employée chaude. La chaux bien calcinée, réduite en poudre, et encore bien chaude, s'incorporera mieux dans les cavités des pierres et plus completement encore, lors du refroidissement de l'ensemble. Enfin du ciment chaud, completera ce mortier, le tout étant bien mélangé alors que l'ensemble est encore chaud. Un mortier à base de chaux est déjà employé dans la construction des quais des ports marins, des digues et des promontoires en mer, la chaux résistant mieux aux attaques des milieus salins. Ce mortier, constitué de l'ensemble de ces éléments, sera détrempé dans très peu d'eau et ensuite à nouveau chauffé. Ainsi composé il formera une masse bien compacte. Il faut absolument qu'il soit chaud, lors de son utilisation, qui pourra se faire comme avec n'importe quel autre mortier, dans des caissons de coffrage préalablement montés et mis en place, délimitant par des banches les espaces ou volumes dans lesquels il devra être coulé. Il ne sera pas nécessaire d'utiliser une armature en fer tiges, barres ou grillages. Par sa résistance ce mortier n'a nul besoin de support métallique. On évitera, ainsi, la rouille, les fissures et les éclatements de murs. Le tout sera battu, affermi et compacté avec des pilons à bout ferré, ou avec des instruments vibraux pouvant remplir cet office. Ce mortier, en séchant, avec les pierres calcinées ainsi qu'avec les morceaux de tuiles ou les morceaux de pâte à tuiles, et les pierres grosses et petites, la chaux et le ciment, le tout étant bien soudé, aura une adhérence et une incorporation complet. L'endurcissement sera plus important et plus solide ; il aura, également, une masse plus serrée et plus forte, ce qui en fait un mortier d'une dureté exceptionnelle. Les parois extérieures des murs pourront être recouvertes d'un enduit fait de chaux calcinée et de ciment, auquel on pourra ajouter, à la demande, de la poudre de tuile, pour coloration. Pour le transport, il pourra être utilisé des bennes chauffantes, et, sur place, des sortes de fours-tunnels électriques, ou au fuel, tournants et pivotants, dans lesquels sera enfourné le mortier qui continuera ainsi d'être chauffé. Le degré de chaleur nécessaire et le temps de chauffe seront déterminés en fonction de la température ambiante et pourront Btre calculés et programmés à l'avance, par des mini-ordinateurs se trouvant sur place. Lorsque le degré et le temps de chauffe seront atteints, la porte de sortie du four s'ouvrira automatiquement, mais elle ne pourra le faire que lorsque la porte d'entrée sera fermée et vice-versa ; la porte d'entrée du four ne pouvant s'ouvrir que lorsque la porte de sortie de clui-ci se trouvera complètement fermee. Un mouvement de rotation de l'appareil en facilitera 1' évacuation. On pourra, alors, déverser le mortier dans des wagonnets munis de poignées isolantes, pour le transport de celui-ci, jusqu'à son lieu d'utilisation et pour le verser dans les caissons, il faudra employer des pelles très creuses. Selon les circonstances d'autres moyens pourront être envisagés, mais toujours transporter de gros volumes, de façon à éviter un refroidissement prématuré qui serait nuisible. Ce mortier ne doit refroidir qu'une fois coulé pour qu'il reste en masse bien compacte indivisible. En cas d'utilisation de ce mortier à la réalisation d'ouvrages d'art, faits de grandes portées, comme ponts ou viaducs, on pourra, parfois, rechercher, en plus de la dureté, de la solidité et de la durée, une souplesse particulière pour résister à certains fléaux de la nature. Il en est ainsi des violentes rafales de vent ou des tornades d'une force exceptionnelle ou d'une très grande amplitude. On aura pu rechercher une qualité particulière permettant à l'ouvrage d'ondoyer ou même d'onduler sans risques, sans crainte de rupture de l'ouvrage. Il conviendra, alors, d'incorporer au mortier, dans les parties en arcs de cercle, et même dans le plateau de l'ouvrage, des câbles en fibres de carbone, d'un diamètre de 10 à 12 cm, d'un seul tenant, sans aucun raccord intermédiaire et fixés, uniquement à chaque extrémité. On pourra les placer parallelement, les uns assez près des autres, avec un écart de 15 à 20 cm, entre chaque câble. Chaque disposition de ce genre serait valable uniquement par arche. Autant d'arches, autant de longueurs de câbles séparés. L'emploi du mortier ne serait plus, alors, exactement le même. Il faudrait pour placer ces câbles dans le mortier, encore chaud,lattendre quelque peu un léger refroidissement de façon à ce que la chaleur du mortier n'attaque ni n'altere les fibres de carbone et ne les endommage, celles-ci doivent rester absolument intactes, sans aucune altération d'aucune sorte REYENDIQTIONS 1) procédé de preparation d'un mortier destiné à la construction d'ouvrages de toutes tailles, notamment par le moyen de coffrages ; mortier du type constitue d'un mélange de chaux, de ciment, de pierrailles de grosses pierres, de sable et d'eau, caractérisé d'une part par l'adjonction d'un mélange d'argile et de sable soumis à une cuisson préalable, puis concassé et dont une partie est pulvérisée et réduite en poudre, d'autre part par le fait que la chaux aura été calcinée ainsi que des grosses pierres afin de dilater les pores de ces dernières pour permettre une meilleure pénétration de la chaux, et enfin par le chauffage, avant coffrage, de I'ensemble du mélange. 2) Composition du mortier destiné à être mis en oeuvre, selon le procédé de la Revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient 10 à 20% (moyenne 15) d'un melange argile-sable cuit puis concassé, 10 à 20% (moyenne 15) d'un mélange argile-sable cuit puis pulvérisé et réduit en poudre, 8 à 12% (moyenne 10) de sable de rivière, 8 à 12% (moyenne 10) de petites pierres, 3 à 8% (moyenne 5) de gros cailloux calcinés, 15 à 25% (moyenne 20) de chaux calcinée, 20 à 30% (moyenne 25) de ciment. 3) Procédé de preparation du mortier selon revendication 1 caractérisé en ce que le mélange argile-sable cuit est obtenu à partir de tuiles de récupération apres lavage au jet, de tuiles neuves, ou à partir de pâte à tuiles cuite. 4) Procédé selon revendications 1 et 3 caractérisé en ce que le mortier constitue de la poudre de chaux calcinée et encore chaude, de sable de riviere, des pierres passées au tamis, des gros cailloux lavés et calcinés, des tuileaux, des tuiles concassées, des morceaux de pâte à tuiles cuite, des tuileaux pulvérisés en poudre ainsi que le ciment sera détrempé dans tres peu d'eau et ensuite chauffe dans toute sa composition, de telle sorte qu'en séchant, avec tous ses composants, ce mortier provoquera une incorporation plus complète et plus adhérente. 5) Procédé selon revendication 4, caractérise en ce que le mortier, après chauffage, sera compacté dans son coffrage d'utilisation.