Brevet FR2644388A1 — publié le 19900921

Procédé de fabrication d'éléments de construction de forme allongée et éléments obtenus par ce procédé La présente invention concerne la fabrication d'éléments cylin- driques et/ou prismatiques, d'une façon générale tout élément de forme allongée, en matière moulable et les éléments ainsi obtenus. Plus particulièrement, cette invention concerne la fabrication de colonnes ou de pieux en béton, béton de résine ou en résine, armés et/ou précontraints ou non, généralement destinés à la construction d'ou- vrage de génie civil ou de bâtiments, ou pour la réalisation de poteaux de toutes sortes. Ces éléments sont actuellement déjà réalisés par centrifugation dans un moule généralement métallique en deux coquilles permettant le démoulage de la pièce centrifugée. Lors de la centrifugation qui s'ef- fectue à quelques centaines de tours minute, le laitier de ciment est expulse par les fentes existantes entre les deux coquilles du moule, même une fois fortement serrées l'une contre l'autre, de sorte que la structure de la pièce finie n'est pas la même à l'endroit des joints du moule que sur le reste de sa surface extérieure. En effet, au droit de ces joints, le laitier de ciment s'étant échappé, la surface de l'objet centrifugé n'est pas lisse et laisse apparaître des gravillons ou du sable, ces joints sont en outre poreux. La présence de ces deux joints poreux longitudinaux necessite des opérations en reprise, car à cet endroit le béton sera géli, faites manuellement pour gratter ou polir les joints puis les rhabiller à l'aide de laitier de ciment. Ces opérations sont longues et onereuses, car elles nécessitent une main-d'oeuvre qualifiée, une manutention de ces pièces pouvant peser plusieurs tonnes, et la mise à disposition d'ateliers. On a proposé des méthodes pour pallier les inconvénients précités qui sont l'utilisation d'un moule en une seule pièce ou la réalisation d'un moule étanche en deux pièces. Les moules en une seule pièce ne conviennent que pour la fabri- cation d'éléments coniques permettant un démoulage par extraction longi- tudinale de la pièce finie. La longueur des éléments est également limitée à quelques mètres. De puls, l'introduction de matière moulable doit se faire axialement par injection, ce qui n'est pas toujours possible du fait des armatures et des incorporés qui empêchent l'introduction du tuyau -2d'injection. Les moules étanches en deux coquilles sont coûteux et délicats à réaliser, ils s'abîment relativement vite. D'autre part, il est généra- lement nécessaire, pour garantir leur étanchéité, de les fermer avant de les remplir de sorte que la matière moulable doit ici également être injectée axialement, ce qui n'est pas toujours possible du fait des arma- tures et des incorporés. Si, par ailleurs, ils sont remplis à l'état ouvert, il est indispensable de nettoyer soigneusement le joint avant la fermeture, ce qui est long et délicat. De plus, le joint se détériore rapidement dans ces conditions. En ce qui concerne, par exemple, la fabrication de colonnes in situ, il est nécessaire de réaliser des coffrages spéciaux, de forme cylindrique ou prismatique généralement en bois, ce qui demande une main-d'oeuvre qualifiée et prend beaucoup de temps. Le brevet CH-A-665 244 décrit un procédé de fabrication, et des éléments obtenus par celui-ci, qui tend à éviter les inconvénients précités des procédés utilisés antérieurement. Selon ce procédé, on place dans le moule ou le coffrage, avant de couler ou d'injecter la matière moulable, une feuille, généralement en matière thermoplastique, puis on introduit la matière moulable dans cette feuille. Ce procédé donne de bons résultats,-toutefois, s'il est bien adapté à la réalisation d'éléments de construction spéciaux, notamment ceux présentant des décors formés par des formations en relief ou incrustations dans leur surface externe (en effet, dans ce cas on fabrique spécialement des feuilles munies d'empreintes et l'on obtient un excellent résultat et pour un coût inférieur à d'autres procédés pour l'obtention de tels décors), par contre pour la réalisation d'éléments de construction normaux, courants, tels que des colonnes ou poteaux à paroi externe lisse, ce pro- cédé est trop onéreux et conduit à des produits non compétitifs, notam- ment du fait qu'il faut faire fabriquer les feuilles utilisées qui ne se trouvent pas dans le commerce dans les dimensions nécessaires. La présente invention a pour objet la fabrication d'éléments de construction sans décors, notamment de colonnes et poteaux à paroi externe lisse évitant le problème des joints nécessitant une opération en reprise et d'un coût acceptable rendant leur compétitivité à ces pro- duits ce que ne permet pas le procédé selon le brevet CH-A-665.244. -3 - Le procédé de fabrication d'un élément de construction de forme allongée en matière moulable selon le présent procédé se distingue par le fait qu'on prend un tuyau en matière plastique de diamètre externe correspondant au diamètre interne du moule ou du coffrage et d'une longueur correspondante à celle de l'élément à mouler, qu'on fend ce tuyau sur toute sa longueur, qu'on place le tuyau fendu dans le moule ou coffrage, puis, qu'on coule ou injecte la matière moulable dans ce tuyau fendu. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution et une variante du procédé selon l'invention. La figure I illustre le tuyau utilisé dans le procédé; Les figures 2 et 3 illustrent deux façons de fendre longitudina- lement le tuyau utilisé; La figure 4 illustre le positionnement du tuyau dans la moitié inférieure d'un moule de centrifugation La figure 5 illustre le remplissage du moule à l'aide de la matière moulable après avoir introduit, dans le tuyau fendu, des armatures La figure 6 illustre le moule fermé, après centrifugation mais avant décoffrage de l'élément produit. Le présent procédé pour la fabrication d'éléments de construction standard, communs, à surface externe lisse de forme allongée tels des poteaux, piliers, colonnes, etc., par exemple en béton, en béton de résine ou en résine synthétiques par centrifugation, on utilise un moule à deux coquilles 1, la assemblables, habituel, soit non étanche. L'une des coquilles 1 est posée horizontalement, son ouverture dirigée vers le haut. Par ailleurs, on choisit un tuyau 2 (figure 1) en matière plastique obtenu conventionnellement par extrusion dont le diamètre extérieur est au moins égal, de préférence légèrement supérieur de quelques dixiè- mes de millimètres, au diamètre interne du moule. On fend ce tuyau 2 longitudinalement (figure 2) sur toute sa longueur créant une fente 3. Cette fente 3 peut s'étendre suivant une génératrice du tuyau 2 pour la réalisation d'éléments cylindriques. La matière enlevée lors de la réalisation de cette fente fait que lorsque les deux lèvres opposées de la fente sont fermement pressées l'une contre l'autre le diamètre externe du tuyau 2 fendu correspond au diamètre interne du moule 1, la. -4- De cette façon lors de la fermeture du moule l,la les lèvres de la fente 3 sont appliquées avec force l'une contre l'autre avec une pression suf- fisante pour éviter, lors de la centrifugation, tout écoulement de laitier et donc formation de bavures sur l'élément fini. Dans une variante illustrée à la figure 3 la fente 3 réalisée dans le tuyau I présente des bords 4,5 rectilignes formant un angle entre eux. Des tuyaux 2 fendus de cette façon sont destinés à être placés dans un moule tronconique pour la réalisation d'éléments, poteaux ou piliers tronconiques. Lorsque le moule tronconique est fermé pour la centrifugation de l'élément de construction, les lèvres 4,5 sont fermement appliquées l'une contre l'autre comme dans l'exemple précédent. Toujours selon ce procédé, le tuyau fendu 2,3 est placé dans la coquille la inférieure du moule (figure 4). On introduit soit axialement, soit en écartant les bords de la fente 3 du tuyau 2 une armature préfa- briquée formée de fers 6 et de liens circulaires 7 à l'intérieur du tuyau fendu 2. Puis, toujours en écartant les bords de la fente 3 de ce tuyau ou par injection à partir d'une extrémité du moule on introduit dans le tuyau 2 une quantité déterminée de matière moulable 8 dans ce tuyau 2. La moitié supérieure lb est mise en place (figure 6) et boulonnée ou fixée de toute autre façon à la coquille la de ce moule provoquant la fermeture de la fente 3 du tuyau 2. Dans certains cas on peut si néces- saire placer un joint d'étanchéité au droit de cette fente 3 pour éviter tout écoulement de laitier lors de -la centrifugation mais généralement ceci n'est pas le cas, l'étanchéité obtenue par le serrage des bords de la fente 3 l'un contre l'autre étant suffisant. Les extrémités du moule sont obturés par des flasques, non illustrés, puis le moule est placé dans une centrifugeuse horizontale entraî- née en rotation à quelques centaines de tours par minute, de 100 à 550 par exemple, pendant une durée déterminée par la prise initiale de la matière moulable, soit généralement de 5 à 30 minutes environ. La coquille supérieure lb est retirée quand la masse 8 a durci, une fois que le moule est extrait de la centrifugeuse, et l'élément peut être démoulé tout en étant encore entouré du tube 2. Ce tube 2 peut être enlevé et réutilisé pour la fabrication d'un autre élément. On peut toutefois aussi laisser l'élément ainsi emballé, - 5 - le tube étant alors fixé par exemple par une bande adhésive le long de la fente 3 pour l'empêcher de se dérouler. De cette façon, l'élément centrifugé perdra son humidité plus lentement, ce qui est favorable à une prise lente qui permet d'obtenir de plus hautes résistances. Il est important que le joint formé par les deux bords du tube 2 soit étanche afin d'éviter une fuite même faible de laitier de ciment. Cette étanchéité peut se faire de différentes façons. Pour un tube réuti- lisable, on utilisera une bande adhésive fixée le long des bordes de la fente 3. On peut également utiliser un enduit, de la graisse ou de l'huile placée entre les bords de la fente 3. Grâce à l'utilisation de ce tube à l'intérieur du moule, on obtient un élément ne présentant qu'un seul joint longitudinal. De plus, ce joint n'est constitué que par une ligne apparente mais la qualité de la masse moulable au droit du joint n'est pas altérée, elle n'est notamment pas poreuse, puisque le laitier de ciment n'a pas pu s'échapper. Enfin, la surface extérieure de l'élément centrifugé est lisse, comme polie, lui conférant un aspect particulièrement esthétique et plaisant à l'oeil et au toucher. Ce procédé présente notamment les avantages suivants a) En utilisant des moules habituels, non étanches, on réalise tout de même une étanchéité parfaite du moule, ce qui n'altère pas la qualité de l'élément au droit du joint. b) L'élément ainsi fabriqué est immédiatement prête à l'emploi, sans aucune opération de finition de sa surface. c) La qualité de la surface de l'élément est considérablement améliorée, aspect poli et haute étanchéité, avec une réduction importante des porosités. d) Ce procédé permet même d'utiliser des moules de moins bonne qualité et donc moins chers, puisque l'état de la surface et la qualité du joint de l'élément sont assurés par le tube 2. e) Si l'élément est en béton et qu'on le laisse dans le tube 2 pendant sa prise, on améliore la qualité du béton qui reste dans une atmos- phère humide fermée. f) En utilisant un tube en plastique, il n'est plus nécessaire, pour le béton, d'avoir recours à l'huile de coffrage. g) Enfin, pour des objets délicats comme des colonnes, dont 6 - l'aspect de surface est important puisqu'elles sont visibles, le tube 2 constitue simultanément un emballage de protection qui n'est enlevé que lors de la mise en place de la colonne. h) Comme on trouve dans le commerce des tuyaux extrudés de pratiquement tous les diamètres, réalisés en grande série, ce procédé est particulièrement économiques, le prix d'un tel tuyau étant négligeable. Ce procédé, soit l'interposition d'un tube plastique entre la masse moulable d'un élément de construction et son moule, peut être avantageusement utilisé pour la réalisation de colonnes coulées in situ. En effet, il est possible de réaliser un coffrage simple, voire même rudimentaire qui peut être formé de pièces discontinues servant de support au tube plastique 2 fendu. On place alors à l'intérieur du cylindre ainsi réalisé les éventuelles armatures, puis on coule ou injecte la matière moulable, béton, béton de résine, ou résine synthétique par exemple. Pour le démoulage, les pièces sont enlevées et le tube 2 écarté laissant apparaître une colonne ayant une surface polie et un seul joint longitudinal dont les qualités mécaniques et physiques sont les mêmes que celles du reste de la surface, le laitier de ciment n'ayant pas pu s'échapper par aucun joint. Dans le cas d'éléments coulés in situ, on peut également utiliser une matière d'étanchéité obturant la fente entre les deux bords de la fente 3 et du tube empêchant alors l'écoulement de laitier. - 7 - REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication d'éléments de construction de forme allongée en matière moulable, caractérisé par le fait qu'on place, dans le moule ou le coffrage (1), avant de couler ou d'injecter la matière moulable, un tuyau fendu (2), formant un cylindre, ou un tronc de cône, puis qu'on coule ou injecte la matière moulable (8) à l'intérieur de ce tuyau (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, lors du démoulage ou du décoffrage, on laisse le tuyau fendu (2) autour de l'élément de. construction jusqu'à l'utilisation de celui-ci. 3. Procédé selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé par le fait qu'on pose le tuyau fendu (2) à l'intérieur d'une première coquille (la) d'un moule (1) disposée horizontalement et ouverte vers le haut, qu'on écarte les bords (4, 5) du tuyau fendu (2), qu'on verse la matière moulable (8) dans le tuyau (2), qu'on place par-dessus ce tuyau (2) la seconde coquille (lb) du moule et la fixe à la première, puis qu'on centrifuge la masse de matière moulable contenue dans le tuyau fendu (2) en entraînant- le moule (1) en rotation, qu'on sépare, après un premier temps de prise dépendant de la matière moulable, les deux coquilles (la, lb) du moule (1) et démoule l'élément entouré du tuyau fendu (2). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'une fois que la matière (8) est suffisamment dure et résistante pour être démoulée, on enlève le tuyau fendu (2). 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on laisse le tuyau fendu (2) autour de l'élément jusqu'à son utilisation pour le protéger pendant son stockage et son transport. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on dispose un enduit ou une matière grasse entre les bords (4, 5) de la fente (3) du tuyau (2). 7. Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé par le fait qu'on réalise un coffrage sommaire, qu'on dispose, dans celui-ci, le tuyau fendu (2) de manière qu'il s'appuie contre ce coffrage et que les bords (4, 5) de la fente (3) s'appliquent l'un contre l'autre, puis qu'on coule de la matière moulable (8) dans la forme constituée par le tuyau (2) et enfin qu'on enlève le coffrage et le tuyau fendu (2). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 8 - caractérisé par le fait que le tuyau (2) est en matière plastique extrudée. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la matière moulable (8) est du béton, du béton de résine ou une résine synthétique. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'on applique une matière d'étanchéité entre le tuyau (2) et le moule (1), au moins dans la zone o sont situés les bords (4, 5) de la fente (3) du tuyau (2). 1l. Elément de construction obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il ne présente qu'un seul joint longitudinal. 12. Elément selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le joint présente les mêmes caractéristiques que le reste de la surface extérieure de l'élément. 13. Elément selon la revendication 12, caractérisé par le fait que sa surface extérieure est lisse et polie. 14. Elément selon l'une des revendications Il à 13, caractérisé par le fait qu'il est muni, à sa fabrication, d'une enveloppe de protection (2) pouvant être enlevée au plus tard lors de son emploi.