Brevet FR2689497A1 — publié le 19931008

La présente invention a pour objet une composition de béton allégué notamment pour la fabrication de produits flottants. sa préparation et sa mise en oeuvre. On connaot de nombreux bétons allégés qui comportent une charge de produits poreux qui permettent d'augmenter le pouvoir isolant du béton obtenu tout en conservant des qualités mécaniques suffisantes pour une utilisation dans la construction. De tels bétons ont une porosité importante qui leur interdit tpute utilisation comme produit d étanchéité. 11 en est ainsi pour la réalisation de façades de bâtiment qui doivent store recouvertes d'un produit étanche ou pour le moins hydrophobe. De mimez la fabrication de produits flottants en béton n'est Das envisaaeable avec des bétons de type connu car ceux-ci se chargent en eau ce qui leur confère à la longue une densité supérieure à celle de l'eau. Aussi. les constructions effectuées en béton dans les lieux humides sont effectuées sur pieux ou autres supports prenant appui sur le sol solide mais aucune construction n'a été réalisée en bloc de béton plein, brut et flottant. C'est ainsi que tous les dispositifs utilisés dans les ports tels que bouées, brise-lames, pontons ou digues sont réalisés à partir de métal ou de matière plastique. Par ailleurs, les produits flottants, notamment en mer sont très rapidement recouverts de para sites. algues; coquillages entre autres, qui contribuent à leur dégradation. Rusai la présente invention vise à pallier ces inconvénients et propose une composition de béton allégé, notamment pour la fabrication de produits flottants, qui conduit à des produits étanches dès la fabrication, qui présente un bon état de surface. dont la densité permet de supporter des charges importantes. qui est d'un prix de revient peu élevé. qui est d'une mise en oeuvre simple ne requérant aucun matériel spéci- fique, qui présente une bonne résistance mécanique, qui peut être armé et qui évite l accro- chage de parasites. R cet effet. la composition de béton allégé selon l'invention comprend en poids - 22 à 28 % . . . . . . . . d'eau - 0z05 à 0.1 J. . . . . . . . hydrofuge - 40 à 50 J. . . . . . . . . de ciment - 8 à 12 Z. . . . . . . . . . de sable - 15 à 20 % . . . . . . . . . de granulé en matériau à porosité fermée de densité comprise entre 0,5 et 0,9, et étanche en "peau". Suivant une variante de l'invention, une partie du ciment est remplacée par un filler . De même. un ajout de tensioactifs permet de diminuer le diamètre des bulles d'air dans la phase béton et joue le rôle d'activateur. Selon une variante de réalisation. des fibres sont adjointes à l'ensemble dans des proportions faibles. Selon un mode de préparation particulier de l'invention, le malaxage s'effectue en introdui sant dans la toupie d'un malaxeur 90 % de la quantité d'eau en tournant à vitesse lente; puis l'hydrofuge. et le ciment en observant une période de malaxage après l'introduction du ciment. Le matériau à porosité fermée est ensuite introduit dans la toupie, puis malaxé avec le ciment et l'eau pendant une à deux minutes. On procède ensuite à l'introduction du sable progressivement, puis à un malaxage-de quatre minutes à vitesse moyenne. Suivant les variantes de composition qui incorporent un filler, celui-ci est introduit après le ciment. si l'on introduit un tensioactif il est introduit après l'hydrofuge, les fibres éventuelles sont introduites avec le matériau à porosité fermée et cette préparation ne peut store que transportée avec une vitesse de rotation de la toupie extra-lente. L'invention propose également une mise en oeuvre particulière et notamment le mélange ne peut être utilisé que dans une brève période à compter de sa fabrication. de l'ordre de l'heure, l'introduction dans un coffrage en forme, doit être effectuée perpendiculairement à l'un des axes de symétrie dudit coffrage et sensiblement au milieu de l'axe retenu avec versement en continu d'une hauteur réduite ou par déchargement sur une gouttière faiblement inclinée munie d'un bec de versage arrondi et le béton ne doit être vibré que de façon indirecte, notamment à l'aide d'une table vibrante. L'invention est décrite ci-après selon un mode de réalisation particulier avec certaines variantes et pour diverses applications. La composition retenue comprend en poids - 22 à 28 % . . . . . . . . d'eau - 0,05 à 0,1 Z. . . . . . . . hydrofuge notam- ment du Chrysofunebleu - CHRYSO - 0,25 % . . . . . . . . de tensioactif, notamment vendu sous la dénomination Poralite, - 40 à 50 Y . . . . . . . . de ciment, notamment du CPJ 45 ou CPJ 55 RPM - 8 à 12 % . . . . . . . . . de sable de ganulométrie 03 "mer" - 15 à 20 Y . . . . . . . . . de granulé en matériau à porosité fermée de densité comprise entre 0,5 et 0,9, plus particulièrement vendu sous la dénomination Poraver 3/8. - 0,01 % . . . . . . . . . de fibres, notamment des fibres de verre vendues sous la dénomination Fibre-hitec - CHRYSO-FIBRES - 2 à 6 Z. . . . . . . . . . de filler en rem- placement d'une part de ciment de 10 7. au maximum. De facon, connue, l'hydrofuge améliore les qualités hydrophobiques du béton, le tensioactif diminue le diamètre des bulles dans la phase béton et les fibres augmentent la résistance mécanique. Quant au filler, il est plus léger et moins cher que le ciment et peut donc le remplacer en partie avantageusement. Le matériau à porosité fermée du type Poraver est étanche en périphérie dès la fabrication mais des frottements et l'abrasion qui en résul- teraient le rendent totalement poreux et sa faible résistance mécanique contribue également à cette destruction périphériaue. Ainsi. des bétons allégés réalisés à l'aide de matériaux poreux ont une densité initiale infe- rieure à 1. mais dès qu'ils sont mis dans l'eau, ils se gorgent d'eau ce qui les fait couler. roussit la présente invention requiert une préparation spécifique qui est décrite ci-après. - 90 % de la quantité d'eau sont introduits dans une toupie tournant à vitesse lente, eau à laquelle sont ajoutés l'hydrofuge ainsi que le tensioactif. R la suite on introduit le ciment ainsi que le filler puis on malaxe durant une période comprise entre deux et cinq minutes. Après cette période de malaxage, on ajoute les billes de matériau poreux ainsi que les fibres éventuelles. Cette introduction est suivie d'un malaxage durant 1 à 2 minutes à vitesse lente. Le sable est à son tour introduit dans la toupie par petites quantités et le malaxage s'effectue à vitesse moyenne pendant trois à cinq minutes. La toupie est ensuite mise en vitesse extra lente à la limite de l'arr?t, soit durant la phase d'attente avant mise en oeuvre, soit durant le transport. L'eau est d'abord introduite dans la toupie de façon à bien permettre un bon mélange des liquides tels que l'hydrofuge et les tensioactifs puis les liants tels que ciment et filler sont ajoutés à l'eau pour permettre un bon mélange, ce qui est obtenu par' la première période de malaxage, le poraver et la fibre sont ajoutés et la deuxième période de malaxage assure une bonne dispersion des billes et des fibres éventuelles dans la phase liant. Quant au sable il est ajouté en dernier de façon qu'il puisse être dispersé convenablement sans pour cela conduire à l'abrasion de la "peau" extérieure des billes de matériau poreux. Ainsi les qualités d'étanchéité et la porosité fermée des billes sont conservées. D'autre part. l'abrasion conduit à réduire le diamètre des billes ce qui diminue le volume résultant et augment la densité pour une même quantité de produits. La mise en oeuvre après préparation est également particulière puisqu'elle doit être effectuée dans un temps bref à compter de la fin de la préparation, compris en zéro et une heure. D'autre part, les 10 % d'eau mis en réserve lors de la préparation doivent être introduits immédiatement avant mise en oeuvre. Le coulage de la préparation requiert le respect de certaines règles et notamment la préparation doit être déversée généralement perpendiculairement aux axes de symétrie et sensiblement au milieu. ainsi pour un parallélépipède, la préparation sera déversée à l'aide d'une goulotte par exemple, disposée au milieu de l'un des cotés transversaux ou longitudinaux. La hauteur de chute doit tre aussi réduite que possible tout comme la pente d'écoulement de la goulotte qui doit être faible. De plus, l'extrémité de la goulotte devra disposer d'un profil arrondi afin de ne pas casser la préparation lors de l'écoulement évitant ain Si toute ségrégation. Enfin, le béton ainsi mis en oeuvre doit tre vibré indirectement en disposant le coffrage sur une table vibrante. Le temps devra être adapté afin qu'il n'y ait pas ségrégation en provoquant la remontée des billes en surface. Ces règles de mise en oeuvre visent également à conserver les qualités initiales de la préparation et notamment les qualités d'étanchéité. Rprès séchage, de l'ordre de 24 heures, le produit est décoffré et conservé pour un séchage longue durée pendant une durée d'environ 1 mois. Les applications d'un tel béton sont très nombreuses et notamment dans le bâtiment ou en plus des qualités phoniques et thermiques qui lui sont conférées par les produits poreux, il présente des faces brutes de coffrage hydrofuges ce qui réduit ou évite leur recouvrement par des enduits spécifiques. Ce béton peut être ferraillé afin d'augmenter sa résistance mécanique et dans le cas de construction de piscine, la face intérieure assure l'é- tanchéité de la construction. Compte tenu de sa densité, un tel béton trouve des applications très nombreuses en mer ou sur les cours d'eau intérieurs. Notamment ce béton peut être utilisé pour fabriquer des blocs pour la construction de jetées ou de brise-lames en mer. Des caissons de tailles, de formes adaptés peuvent permettre l'élaboration de digues flottantes, de plates-formes, de barges, de pontons de circulation ou de bouées de signalisation. Les liaisons des caissons peuvent être effectuées par tout moyen de type connu, notamment des chaînes, des câbles ou des tirants. Des caissons ou pontons flottants réalisés avec le béton selon l'invention sont parfaitement étanches dans le temps et peuvent recevoir des charges utiles importantes. inti, un Dain de béton d'un volume brut de 20 mS (10 m x 2 m sur I m de hauteur), d'un poids de 7 tonnes environ a une charge utile de 7 tonnes à 0.70 m de tirant d'eau, de 13 tonnes à 1 m de tirant d'eau et une surcharge possible jusqu'à 33 tonnes à 2 mètres de tirant d'eau. Les caissons creux sont également envisageables et dans ce cas, les caissons pourront être com plétés par de la mousse disposée à l'intérieur des caissons qui évite tout remplissage des caissons par de 1 'eau de façon à augmenter encore la sécurité. De plus, ces pains permettent un moulage avec coffrage extérieur et noyau mousse. Les caissons creux sont également envisageables et permettent le stockage de diverses matières liquides ou solides. Dans le cas de béton plein, un noyau central intérieur en mousse peut remplacer le béton, assurant ainsi une diminution non négligeable de la quantité de béton, allégeant le poids total du bloc, lui conférant un pouvoir de surcharge et offrant une meilleure aarantie d'insubmersibi- lité en cas de voie d'eau. De plus. ces pains de mousse permettent un moulage direct à l'aide de coffrages extérieurs, évitant l'emploi de contre-moule de coffrage intérieur. REVENDICATIONS 1. Composition de béton allégé. notamment pour la fabrication de produits flottants caractérisée en ce qu elle comprend en poids - 22 à 28 '. . . . . . . . . d'eau - 0.05 a o,i f. . . . . . . . hydrofuge - 40 à 50 '. . . . . . . . . de ciment - 8 à 12 % . . . . . . . . . de sable - 15 à 20 '. . . . . . . . . . de granulées en matériau à porosité fermée de densité comprise entre 065 et 0.9. 2 Composition selon la revendication 1; caractérisée en ce qu'une partie du ciment est remplacée par un composant de remplissage. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'on ajoute des tensioactifs dans un pourcentage compris entre 0,1 et 1 Y. 4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes; caractérisée en ce que des fibres sont adjointes à ladite composition dans des proportions de l'ordre de 0,01 à 1 Y. 5. Procédé de préparation d'un béton allégé ayant une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. caractérisé en ce qu'on introduit dans la toupie d'un malaxeur 90 Y de la quantité d'eau en tournant à vitesse lente, puis l'hydrofuge et le ciment en observant une période de malaxage après l'introduction du ciment, on introduit ensuite le matériau à porosité fermée dans la toupie puis on le malaxe avec le ciment et l'eau pendant une à deux minutes. puis on procède à l'introduction progressive du sable. suivi d'un malaxage de trois à cinq minutes à vitesse movenne. 6 Procédé de préparation selon la revendication 5 caractérisée en ce qu'on incorpore un filler immédiatement après le ciment. 7. Procédé de préparation selon la revendication 5 ou 6. caractérisée en ce qu'on introduit un tensioactif immédiatement après l'hydrofuge. 8. Procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7. caractérisé en ce qu'on introduit des fibres avec le matériau à porosité fermée. 9 Procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'elle est malaxée à vitesse extra lente durant le transport et/ou durant la phase d'attente avant coulage. 10. Procédé de mise en oeuvre de la préparation selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, ayant la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. caractérisé en ce que le mélange est utilisé dans l'heure qui suit sa préparation, le mélange est coulé de façon continue avec une faible hauteur de chute dans un coffrage et perpendiculairement à l'un des axes de symétrie dudit coffrage, sensiblement au milieu de l'axe retenu et caractérisé en ce qu'il est vibré de façon indirecte, notamment à l'aide d'une table vibrante.