Brevet FR2657602A1 — publié le 19910802

I La présente invention est relative à un mortier destiné à la fabrication de tuyaux résistant à la pression. La fabrication de tuyaux résistant à la pression en béton nécessite le recours à des armatures en acier longitudinales et circonférentielles, avec souvent utilisation de la technique de la précontrain- te sur les armatures longitudinales. Les mortiers de ciment Portland renforcés par des fibres et autoclaves permettent de réduire les armatures nécessaires Cependant, avec les mortiers connus, la pression maximale admissible sans armature circonférentielle reste très limitée. L'invention a pour but de fournir un mortier permettant de réaliser des tuyaux qui possèdent une résistance à la pression améliorée. A cet effet, l'invention a pour objet un mortier comprenant: du ciment Portland artificiel du quartz broyé du plâtre de l'eau; et au moins deux catégories de fibres de ren- forcement, dont une première catégorie de granulomé- trie inférieure à 0,5 mm environ et une seconde caté- gorie de granulométrie allant jusqu'à 1,5 à 2 mm envi- ron. De préférence la granulométrie du quartz est comprise entre 5 et 20, um environ, la quantité de quartz étant telle que le rapport molaire Ca O/Si O 2 du mortier est comprise entre 0,8 et 1,3 et est de préférence voisin de 1; le plâtre est présent dans une proportion en poids de 0, 1 à 0,5 %, de préférence 0,35 %, par rapport au ciment; et l'eau est présente dans une proportion en poids de 35 à 40 % par rapport à l'ensemble du ciment et du quartz. L'invention a également pour objets un tuyau résistant à la pression réalisé à partir d'un tel mortier; et un procédé de fabrication d'un tuyau ré- sistant à la pression, caractérisé en ce qu'on malaxe un mortier tel que défini ci-dessus, on le centrifuge dans un moule, de préférence entre 100 et 150 g, notamment à environ 130 g, et on le soumet à un autoclavage, de préférence sous 6,5 bars et à 160 *C. Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être décrit. Pour réaliser un tuyau de diamètre nominal 300 mm, on constitue un mortier à partir des matériaux suivants: du ciment Portland artificiel, de préfé- rence de Classe 55 ou Haute Performance; du quartz broyé de granulométrie comprise entre 5 et 20,um, de préférence avec une dimension moyenne de l'ordre de 10 jum, dans une quantité telle que le rapport molaire Ca O/Si O 2 du mortier soit com- pris entre 0,8 et 1,3, de préférence voisin de 1; du plâtre, dans une proportion en poids de 0,1 à 0,5 %, de préférence d'environ 0,35 %, par rapport au ciment; de l'eau dans une proportion en poids de à 40 %, de préférence d'environ 40 %, par rapport à l'ensemble du ciment et du quartz trois types différents de fibres de ren- forcement, choisies de façon à recouvrir les gammes de dimensions approximatives O à 75 Rum, 0,02 à 0,5 mm et 1 à 1,5 ou 2 mm respectivement On choisit par exemple: Des fibres minérales courtes, notamment de wollastonite, de granulométrie O à 100 um, ou O à ,&um, dans une proportion de 1 à 8 %, de préférence d'environ 4,5 %, par rapport au volume total des matières sèches Des fibres minérales moyennes, notamment de muscovite, de laine de verre ou de laine de roche, de granulométrie 20 à 500 Hum, dans une proportion de 1 à 8 %, de préférence d'environ 4,5 %, par rapport au volume total des matières sèches du mortier; et Des fibres métalliques longues, notamment des fibrilles d'acier de granulométrie O à 1,5 mm, avec 40 % de fibres de longueur inférieure à 0,1 mm, dans une proportion de 1 à 5 %, de préférence d'envi- ron 3,5 %, par rapport au volume total des matières sèches du mortier. Pour fabriquer un tuyau résistant à la pres- sion à partir de ce mortier, on effectue les opéra- tions suivantes: pesage des matières sèches, sans les fi- bres pesage de l'eau malaxage de ces matériaux pesage des fibres; mélangeage des fibres avec les matières malaxées, et malaxage jusqu'à obtention d'une pâte homogène dans laquelle les fibres sont bien enrobées centrifugation dans une coquille d'acier à une vitesse correspondant à une accélération de 100 à 150 g, de préférence de 130 g environ autoclavage du tuyau obtenu, suivant le procédé connu sous la dénomination commerciale "Thermosoc", sous une pression de 6,5 bars, avec une montée en température jusqu'à 160 'C pendant 1 heure minutes, maintien à 160-C pendant 4 heures et refroidissement rapide. On a obtenu ainsi un tuyau qui, avec une épaisseur de paroi de 18 à 20 mm et sans armature cir- conférentielle, possède une pression d'éclatement de l'ordre de 15 bars, sans qu'apparaisse aucun perlage de liquide avant l'éclatement, tandis que l'essai d'écrasement d'un anneau de ce tuyau a montré une contrainte d'écrasement de l'ordre de 20 M Pa. On pense que ces performances sont dues à la présence de plusieurs catégories de fibres qui em- pêchent la formation de plusieurs types de fissures compte tenu des dimensions des grains des matériaux constituant le mortier. REVENDICATIONS 1 Mortier pour la fabrication de tuyaux résistant à la pression, caractérisé en ce qu'il comprend: du ciment Portland artificiel du quartz broyé du plâtre; de l'eau; et au moins deux catégories de fibres de ren- forcement, dont une première catégorie de granulomé- trie inférieure à 0,5 mm environ et une seconde caté- gorie de granulométrie allant jusqu'à 1, 5 à 2 mm environ. 2 Mortier suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la première catégorie de fibres comprend deux types de fibres, à savoir un premier type de granulométrie O à 100 Mum ou O à 75,rum environ, et un second type de fibres de granulométrie à 500 um environ. 3 Mortier suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la proportion en volume, par rapport à l'ensemble des matières sèches, de la première catégorie de fibres est comprise entre 2 et 16 %, et est de préférence voisine de 9 %. 4 Mortier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la propor- tion en volume, par rapport à l'ensemble des matières sèches, de la seconde catégorie de fibres, est compri- se entre 1 et 5 %, et est de préférence voisine de 3,5 %. Mortier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres de la première catégorie sont des fibres minérales et celles de la deuxième catégorie sont des fibres métal- liques. 6 Mortier suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce que: la granulométrie du quartz est comprise entre 5 et 20 jim environ, la quantité de quartz étant telle que le rapport molaire Ca O/Si O 2 du mortier est comprise entre 0,8 et 1,3 et est de préférence voisin de 1; le plâtre est présent dans une proportion en poids de 0,1 a 0,5 %, de préférence 0, 35 %, par rapport au ciment; l'eau est présente dans une proportion en poids de 35 à 40 % par rapport à l'ensemble du ciment et du quartz. 7 Tuyau résistant à la pression réalisé à partir d'un mortier conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8 Tuyau suivant la revendication 7, carac- térisé en ce que l'épaisseur de paroi est d'environ 18 à 20 mm. 9 Tuyau suivant l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu il comporte des armatures uniquement longitudinales. Procédé de fabrication d'un tuyau résistant à la pression, caractérisé en ce qu'on malaxe un mortier conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, on le centrifuge dans un moule, de préférence entre 100 et 150 g, notamment à environ g, et on le soumet à un autoclavage, de préférence sous 6,5 bars et à 160-C.