Brevet FR2680780A1 — publié le 19930305

L'invention a pour objet un adjuvant pour un matériau à base de liant, comme du béton, mortier, enduit ou analogue, l'utilisation d'un tel adjuvant et un matériau l'incorporant. On sait que les matériaux à base d'un liant, par exemple, mais non exclusivement, d'un liant hydraulique, comme du ciment, c'est à dire des mortiers, bétons et similaires mais aussi des matériaux comme le plâtre ou analogue pour la réalisation d'enduits ou de revêtements à caractéristiques particulières comprennent parfois de faibles quantités d'adjuvants ' destinés à améliorer certaines propriétés du matériau. Si l'on a, ainsi, proposé de longue date d'ajouter aux constituants de bétons ou mortiers à base de ciment, par exemple, des produits destinés à accélérer ou retarder leur prise, on a également proposé, plus récemment, d'introduire dans le mélange de constituants du matériau des éléments en fil d'acier (voir FR-2 647 130) ou des fibres de verre regroupées en faisceaux et enrobées d'une très mince couche de polymère (voir EP-0 308 240).Dans ces deux documents, l'adjuvant est destiné à améliorer les qualités de résistance du béton, par exemple accroître ses caractéristiques en flexion ou ses propriétés de ductilité et de résistance à la tracticn. Les qualités et/ou performances du matériau à base de liant comme du béton, mortier ou analogue ou du matériau du type enduit ou similaire auxquelles s'attache l'invention ne sont pas, principalement, ses caractéristiques mécaniques mais celles de transmission des vibrations, notamment sonores, et cela pour tenter de pallier les inconvénients, voire les nuisances sur le plan de l'isolation phonique, dûs à la transmission sans amortissement des dites vibrations dans une structure réalisée totalement ou partiellement en ce ou ces matériaux. C'est, par conséquent, un but de 11 invention de fournir un adjuvant pour matériau à base de liant, comme du béton, mortier ou analogue ou du type enduit qui, sans nuire aux propriétés mécaniques du matériau, permet de conférer à ce dernier des caractéristiques d'amortissement des vibrations nettement supérieures å celle des matériaux connus. C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un tel adjuvant qui ne grève pas, outre mesure, le prix du matériau obtenu par sa mise en oeuvre de sorte que celui-ci peut être utilisé comme par le passé, mais en offrant par rapport aux matériaux de l'art antérieur des avantages notables. Un adjuvant pour matériau à base de liant du type béton, mortier, enduit ou similaire est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il est formé d'éléments dont chacun est - en totalité ou pour sa plus grande partie -, en une matière à bonnes caractéristiques d'amortissement des vibrations choisie dans la famille des élastomères ou dans celle des plastomères ou dans celle des matières présentant des propriétés communes à ces deux familles, ou encore en un mélange de telles matières. L'invention a également pour objet l'utilisation d'un tel adjuvant pour la fabrication d'un matériau à base de liant, comme du béton, mortier, enduit ou analogue, présentant de bonnes propriétés d'amortissement des vibrations. L'invention a aussi pour objet un matériau à base de liant du type béton, mortier, enduit ou analogue, incorporant un adjuvant tel que défini cidessus. Dans une première forme de réalisation, les éléments constitutifs de l'adjuvant sont des tronçons d'un profilé extrudé du type jonc ou analogue, obtenus par découpe dudit profilé en une matière comme un élastomère, un plastomère ou analogues ladite matière incorporant, de préférence, une charge de renfort à base de fibres qui y sont noyées. Dans une telle forme de réalisation, l'invention prévoit, complémentairement, de conformer la surface extérieure des tronçons suivant ' des plis, ondulations, nervures, rainures, aspérités ou analogues destinés à augmenter l'aire de contact desdits éléments et du matériau auquel l'adjuvant est ajouté. En variante, cet accroissement de l'aire de contact entre la surface extérieure de chaque tronçon constitutif de l'adjuvant et du matériau environnant est obtenu en ménageant des trous traversants chacun desdits tronçons, par exemple en poinçonnant l'extrudat préalablement à sa découpe. Dans une seconde forme de réalisation, chaque élément constitutif de l'adjuvant, (ou certains d'entre eux seulement) comporte(nt) un insert de longueur nettement supérieure à son épaisseur, muni sur la totalité ou quasi-totalité de sa surface externe d'un revêtement choisi dans l'une et/ou l'autre des familles du type élastomère, plastomère ou analogue mentionnées ci-dessus. Dans une exécution préférée de cette seconde forme de réalisation, le revêtement est un enrobage d'élastomère(s) ou de matière(s) analogue(s) dont l'épaisseur est un multiple de celle de l'insert enrobé et auquel il adhère fortement. Dans un mode d'exécution avantageux, l'invention prévoit que les éléments constitutifs de l'adjuvant (ou certains d'entre eux seulement) résultent de l'enrobage dans une gaine de caoutchouc ou de polyuréthanne d'insert(s) comme des fils, aiguilles, fibres ou analogues à bonnes caractéristiques mécaniques. Les inserts mis en oeuvre sont avantageusement des fils ou aiguilles métalliques, par exemple en acier inoxydable ou des fils de matière synthétique, par exemple à base d'aramide du type de ceux connus sous la dénomination KEVLAR (une Marque déposée de la Société DUPONT DE NEMOURS) et l'enrobage est en un caoutchouc du type butyle ou SBR. Dans un autre mode d'exécution, les inserts enrobés des éléments constitutifs de l'adjuvant (ou certains d'entre eux seulement) sont sous forme bandulaire, par exemple découpés dans un feuillard en la même matière ou en une matière analogue à celle des aiguilles du mode d'exécution précédent, l'enrobage étant lui aussi en une même matière ou une matière analogue à celle mise en oeuvre pour la réalisation à fils ou aiguilles. Dans une variante du mode d'exécution qui vient d'être décrit, les inserts bandulaires et, le cas échéant, les éléments comportant de tels inserts euxmêmes sont torsadés suivant une surface quelque peu hélicoïde, régulière ou non. Quel que soit le mode d'exécution, l'invention prévoit complémentairement de conformer la surface extérieure de la gaine enrobant les inserts de type longiligne ou bandulaires suivant des plis, ondulations, nervures, rainures, aspérités ou analogues. destinés à augmenter l'aire de contact de ladite gaine et du matériau comme du béton, mortier, enduit ou analogue auquel l'adjuvant est ajouté. En variante, cet accroissement de l'aire de contact entre la surface extérieure de chaque élément constitutif de l'adjuvant et du matériau environnant est obtenu en ménageant des trous traversant chacun desdits éléments, ou certains d'entre eux. Dans des réalisations ayant donné de bons résultats, ces éléments constitutifs de l'adjuvant sont des tronçons d'un profilé en caoutchouc du type butyle ou SBR dont la longueur est de l'ordre de quelques centimètres, par exemple de trois à cinq centimètres, et dont la plus grande dimension de la section transversale est, par exemple, de l'ordre de quelques millimètres. Lorsque les éléments constitutifs de l'adjuvant comportent des inserts, de bons résultats ont été obtenus avec des éléments dont la longueur est de l'ordre de quelques centimètres pour une épaisseur d'insert (fil ou aiguille, feuillard, etc...) d'environ 1 à 3/10 de millimètre, la gaine en élastomère ou matière analogue ayant une épaisseur de l'ordre d'un millimètre environ. Des résultats satisfaisants ont été obtenus en utilisant l'adjuvant dans une proportion comprise entre 5 et 10 % en poids du reste des constituants de l'enduit, revêtement, béton, mortier ou analogue auquel il est incorporé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue très schématique en coupe d'une première forme de réalisation d'un élément d'adjuvant selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'un mode d'exécution ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une autre forme de réalisation - la figure 1A est une vue très schématique analogue à celle de la figure 1, mais pour une autre forme de réalisation ; - la figure 2A est une vue en coupe selon la ligne 2A-2A de la figure 1A ; - la figure 3A est une vue analogue à celle de la figure 1A, mais pour un autre mode d'exécution ;; - la figure 4A est une vue en coupe selon la ligne 4A-4A de la figure 3A ; - la figure 5 est une vue de dessus, dans encore un autre mode d'exécution, d'un élément d'adjuvant selon l'invention ; - la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5, mais pour un autre mode d'exécution - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la figure 6 ; - la figure 8 est une vue en élévation avec arrachement partiel, pour encore une autre forme de réalisation ; - les figures 9 à 12 sont des diagrammes explicatifs. On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre une première forme de réalisation d'un élément d'adjuvant selon l'invention pour un matériau à base de liant, comme du mortier, enduit, revêtement béton ou analogue, ces termes étant entendus ici dans leur acception la plus large de liant hydraulique, comme du ciment, pour des bétons ou mortiers usuels ou de liant en matière synthétique pour des bétons ou mortiers de résine, ou encore de matériaux comme du plâtre propres à être utilisés pour la fabrication d'enduits, revêtements ou similaires. Dans cette réalisation, chaque élément 1 de l'adjuvant est constitué par un tronçon de matière à bonnes caractéristiques d'amortissement des vibrations, choisie dans la famille des élastomères ou analogues, des plastomères ou analogues, ou encore dans la famille des matières présentant les propriétés de ces deux premières familles, comme les TPE ou similaires. Chaque élément 1 de l'adjuvant, qui est de préférence obtenu par découpe d'un extrudat, comme un jonc de caoutchouc ou de matière plastique est d'une longueur de quelques centimètres, par exemple de 3 à 5 cm avec une plus grande dimension de la section droite de l'élément de l'ordre de quelques millimètres, par exemple de 1 à 4 mm. Pour accroître l'aire de contact de chaque élément 1 de l'adjuvant et de la matrice (comme du mortier, béton, enduit de plâtre ou analogue) dans laquelle l'adjuvant est noyé, l'invention prévoit de conformer la surface externe de chaque élément 1 suivant des ondulations 2 et des nervures 3 ou, en variante et comme montré sur les figures 2 et 3 lorsque l'élément 4 est sous forme d'une bandelette plate, suivant des rainures transversales 5 et/ou des rainures longitudinales 6. Dans d'autres variantes, non représentées, la surface extérieure de chaque élement de l'adjuvant comporte des aspérités ou des creusures à disposition régulière ou irrégulière avec, le cas échéant, des trous traversants obtenus par poinçonnage de l'extrudat découpé pour fournir les éléments constitutifs de l'adjuvant. Dans une réalisation préférée, l'extrudat dans lequel sont découpés les éléments de l'adjuvant est en un caoutchouc dans lequel sont noyées des fibres de renfort du type de celles utilisées dans l'industrie du caoutchouc. Dans le mode d'exécution montré sur la figure 4, chaque élément bandulaire 7 est torsadé suivant une surface hélicoïde ou analogue et ainsi quelque peu en forme d'un tronçon de vis d'Archimède. Dans la réalisation illustrée sur les figures 1A et 2A, chaque élément 10 de l'adjuvant (ou certains d'entre eux seulement) est constitué par une aiguille d'acier, 11, avantageusement d'acier inoxydable, d'un diamètre compris entre 1 et 3/10 de millimètre et d'une longueur de quelques centimètres, par exemple de 3 à 5 cm, enrobée d'une gaine 12 en caoutchouc (avantageusement butyle ou SBR), de polyuréthanne ou d'une matière analogue d'une épaisseur de l'ordre du millimètre et qui adhère fortement à l'aiguille. Pour accroître l'aire de contact du matériau comme du béton, mortier, enduit ou analogue et de chaque élément 10 de l'adjuvant ajouté aux constituants dudit matériau lors de sa mise en oeuvre, invention prévoit de conformer la surface externe de la gaine 12 suivant des ondulations 13 et des nervures 14 ; l'amélioration qui en résulte de l'accrochage mécanique entre les éléments 10 constitutifs de l'adjuvant et ledit matériau permet alors à la gaine 12 de se déformer en cisaillement et, de ce fait, d'introduire un amortissement des vibrations dans le matériau, auquel est ajouté l'adjuvant, sans diminuer les propriétés mécaniques dudit matériau mis en oeuvre en raison de la présence des aiguilles d'acier. En variante, l'insert 11 est un fil textile à bonnes caractéristiques mécaniques, du type de ceux utilisés dans l'industrie du caoutchouc et, par exemple, en nylon, rayonne, KEVLAR (une Marque déposée de la Société DUPONT DE NEMOURS), etc... Dans la réalisation selon les figures 3A et 4A, l'insert 15 d'un élément 20 est sous forme d'une bandelette plate, comme obtenue par découpe d'un feuillard métallique par exemple en acier inoxydable, noyée dans une gaine 16 en la même matière que la gaine 12 de la réalisation selon les figures 1A et 2A. Pour accroître l'aire de contact entre la surface extérieure de la gaine 16 et le matériau environnant dans lequel est noyé l'adjuvant, l'invention prévoit, dans cette réalisation, de conformer ladite surface extérieure de la gaine 16 suivant des rainures 18, dirigées transversalement à la plus grande longueur de chaque élément 20 et/ou suivant des rainures 21, dirigées longitudinalement. De bons résultats ont été obtenus, dans cette réalisation, en utilisant pour former les inserts 15 un feuillard d'une épaisseur de 3/10 de millimètre, découpé suivant des bandelettes d'une longueur de 30 millimètres et d'une largeur de 5 millimètres, l'épaisseur de la gaine 16, en caoutchouc SBR, étant de l'ordre de 1 millimètre. Dans le mode d'exécution selon la figure 5, chaque élément 30 de l'adjuvant présente des aspérités ou des creusures régulièrement ou irrégulièrement disposées sur sa surface externe. Dans le mode d'exécution selon les figures 6 et 7, la gaine de caoutchouc ou de polyuréthanne 32 de chaque élément 33 de l'adjuvant est percée de forages traversants, 34, lesquels traversent également l'insert 35 constitué par un feuillard métallique noyé dans la gaine 32. En variante, les éléments bandulaires comme 15 ou 35 sont à base de mats de fibres Gu fils du type de ceux utilisés dans l'industrie du caoutchouc et rappelés ci-dessus. Dans une variante d'exécution, les éléments bandulaires comme 15 ou 35, métalliques ou base de mats de fibres ou de fils, sont torsadés et conformés comme illustré sur la figure 4, c'est-à-dire suivant des portions de surface hélicoïde du type de celle des vis d'Archimède ou analogue. Dans une autre forme de réalisation, figure 8, chaque élément 40 de l'adjuvant est constitué par une gaine de caoutchouc (butyle, SBR, etc...) ou de polyuréthanne dans laquelle sont noyées des fibres 42 dirigées selon la plus grande dimension de chaque élément et qui peuvent être en l'une des matières indiquées cidessus utilisées dans l'industrie du caoutchouc à titre de renforts, par exemple du verre, du nylon, du Kevlar, etc..., la longueur de chaque élément 40 étant de l'ordre de quelques centimètres, par exemple de 3 à 5 cm et son épaisseur de l'ordre de un à quelques millimètres, les représentations du dessin étant très schématiques et non pas à échelle réelle. La mise en oeuvre d'un adjuvant selon l'inventIon, - qui bien entendu peut incorporer plusieurs variantes ou modes d'exécutions dans une même utilisation permet d'obtenir, pour le matériau du type enduit, mortier, béton, ou analogue aux constituants duquel il est ajouté lors de la préparation dudit matériau, des caractéristiques d'amortissement des vibrations inconnues à ce jour pour les matériaux usuels correspondants, comme il ressort des résultats d'essais traduits sur les courbes des figures 9 à 12. Sur ces dernières, les figures 9 et 11 montrent la réponse à une excitation impulsionnelle pour un béton de ciment et granulats usuels, les figures 10 et 12 correspondant au même béton mais auquel a été ajouté un adjuvant selon l'invention dans une proportion de l'ordre de quelques pour cent en poids. L'addition à un matériau comme du béton, mortier, ou enduit usuel d'un adjuvant selon l'invention dans une proportion comprise entre 5 et 10 % en poids ne grève pas de façon importante le prix du matériau, tout en accroissant cependant considérablement ses caractéristiques d'isolation et d'amortissement des vibrations. REVENDICATIONS 1. Adjuvant pour matériau à base de liant du type béton, mortier, enduit ou similaire, caractérisé en ce qu'il est formé d'éléments (1, 4, 7, 10, 20, 30, 40) dont chacun est -, en totalité ou pour sa plus grande partie -, en une matière à bonnes caractéristiques d'amortissement des vibrations choisie dans la famille des élastomères ou dans celle des plastomères ou dans celle de matières présentant des propriétés communes à ces deux familles, ou encore en un mélange de telles matières. 2. Adjuvant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses éléments constitutifs (1, 4, 7) sont des tronçons d'un profilé extrudé, comme un jonc ou analogue, obtenus par découpe dudit profilé en une matière du type élastomère, plastomère, ou analogue. 3. Adjuvant selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite matière renferme une charge de renfort à base de fibres qui y sont noyées. 4. Adjuvant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses éléments constitutifs (10, 20, 30, 40) comportent un insert de longueur nettement supérieure à son épaisseur muni sur la totalité ou la quasi-totalité de sa surface externe d'un revêtement choisi dans l'une et/ou l'autre des familles de matières de type élastomère, plastomère ou analogue présentant de bonnes caractéristiques d'amortissement des vibrations. 5. Adjuvant selon la revendication 4, caractérisé en ce que le revêtement est un enrobage d'élastomère(s) ou de matière(s) analogue(s) dont l'épaisseur est un multiple de celle de l'insert enrobé et auquel il adhère fortement. 6. Adjuvant selon la revendication 4, caractérisé en ce que ses éléments constitutifs (10, 20, 30, 40) résultent de l'enrobage dans une gaine (12, 16,...) de caoutchouc ou de polyuréthanne d'inserts (11, 15, 35,...) comme des fils, aiguilles, fibres ou analogues à bonnes caractéristiques mécaniques. 7. Adjuvant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les inserts sont des fils ou aiguilles métalliques, avantageusement d'acier inoxydable ou des fils de matière synthétique, avantageusement à base d'aramide du type de ceux connus sous la dénomination KEVLAR (une Marque déposée de la Société DUPONT DE NEMOURS) et en ce que l'enrobage est en un caoutchouc du type butyle ou SBR. 8. Adjuvant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les inserts (15) sont sous forme bandulaire, par exemple découpés dans un feuillard métallique. 9. Adjuvant selon la revendication 8, caractérisé en ce que les inserts bandulaires sont torsadés. 10. Adjuvant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ses éléments constitutfs (ou certains d'entre eux seulement) sont torsadés suivant une surface quelque peu hélicoïde, régulière ou non. 11. Adjuvant selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la surface externe de ses éléments constitutifs (1, 4, 7, 10, 20, 30, 40) est conformée suivant des plis, ondulations (13), nervures (14), rainures (18, 21), aspérités (31) ou analogues destinés à augmenter l'aire de contact desdits éléments et du matériau comme un béton, enduit, mortier ou analogue dans lequel sont noyés lesdits éléments. 12. Adjuvant selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ses éléments constitutifs (ou certains d'entre eux seulement) sont perçés de trous traversants (34). 13. Adjuvant selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la longueur de chacun de ses éléments constitutifs (1, 4, 7, 10, 20, 30, 40) est de l'ordre de quelques centimètres, par exemple de trois à cinq cm, et en ce que leur plus grande dimension transversale est de l'ordre de quelques millimètres. 14. Adjuvant selon la revendication 13, caractérisé en ce que lorsque ses éléments constitutifs (10, 20, 30, 40) comprennent un insert, l'épaisseur de celui-ci (fil ou aiguille, feuillard, etc...) est de l'ordre de 1 à 3/10 de millimètres, la gaine (12, 16) en élastomère ou matière analogue ayant une épaisseur de l'ordre d'un millimètre environ. 15. Utilisation d'un adjuvant selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 pour la fabrication d'un matériau à base de liant, comme du béton, mortier, enduit ou analogue, présentant de bonnes propriétés d'amortissement des vibrations. 16. Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que l'adjuvant représente entre 5 et 10 % en poids du reste des constituants du béton, mortier, enduit ou analogue auquel il est incorporé. 17. Matériau à base de liant, du type béton, enduit, mortier ou analogue, incorporant un adjuvant selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.