Brevet FR2719518A1 — publié le 19951110

Elément en béton préfabriqué ainsi que dispositif et procédé pour sa fabrication La présente invention concerne un procédé pour la fabri- cation d'éléments en béton préfabriqués servant de coffrage perdu, dans lequel le béton non encore solidifié est intro- duit dans un moule négatif. Il est connu de réaliser des éléments en béton préfabri- qués industriellement en usine et de fournir les éléments en béton préfabriqués finis au chantier o ils sont alors posés. Dans ce cas les éléments en béton préfabriqués sont également utilisés en tant que coffrage perdu. Pour la production des éléments en béton préfabriqués sont utilisés des moules néga- tifs dans lesquels le béton liquide est versé. Les propriétés de béton dépendent dans une large mesure de sa composition. Le béton est constitué de façon prédomi- nante de ciment, de'eau, d'agrégats et d'autres additifs. En fonction de la proportion de ces différents matériaux peuvent donc être réglées les propriétés physiques, comme par exemple la masse volumique ou la résistance à la compression du bé- ton. Du béton traditionnel présente par exemple une résistan- ce à la compression de 45 newtons par millimètre carré. Ce béton est dénommé béton B45. Or si l'on désire obtenir un élément préfabriqué en béton d'une résistance mécanique cor- respondante, alors il est calculé, pour l'utilisation concer- née d'un béton de la classe de qualité B45, une résistance mécanique minimale de l'élément en béton préfabriqué. Les éléments en béton préfabriqués sont réalisés en dimensionnant les moules négatifs en conséquence. Grâce à la mise au point de béton à haute résistance mécanique (HSC = High Strength Concrete) il est à présent possible de fabriquer des bétons dans la classe de résistance mécanique comprise entre B60 et B135 et plus. Ainsi il devient difficile de réduire les aires de section dans les éléments en béton préfabriqués de telle 2 2719518 manière que la capacité de charge de l'élément en béton pré- fabriqué reste inchangée. Les moules négatifs présentent de petites sections. Le problème posé consiste cependant en ce que le béton ne s'écoule plus dans le moule négatif présen- tant ces sections relativement petites. L'invention a pour but de proposer un procédé du genre décrit plus haut qui permette de fabriquer des éléments en béton préfabriqués dont les aires de section sont à ce point petites. Pour atteindre ce but la présente invention part d'un procédé du genre décrit plus haut et propose que le béton soit introduit sous pression dans le moule négatif. Le béton est poussé dans le moule négatif grâce à la pression exercée, de sorte qu'à présent le béton s'écoule également à travers les petites sections maintenant devenues possibles. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention il est proposé d'introduire le béton par pompage à l'endroit le plus bas du moule négatif. Le moule négatif est disposé par exemple de façon inclinée ou sur chant. Si le béton est à présent introduit en l'endroit le plus bas par pompage il est en même temps prévu que l'air se trouvant dans le moule puis- se s'échapper à l'endroit le plus élevé du moule négatif. On évite ainsi que des bulles d'air ne se forment dans l'élément en béton préfabriqué. Il est avantageux d'ajouter au béton des fibres de ver- re. Des fibres de verre, par exemple des fibres de verre ha- chées, sont incorporées au béton pour accroître l'élasticité du béton. Au moyen des fibres de verre est en même temps éga- lement réduite la fragilité du béton. Du fait de l'incorpora- tion des fibres de verre la fluidité du béton diminue. L'uti- lisation du procédé selon l'invention permet de fabriquer un élément en béton préfabriqué avec des petites sections et ce 3 2719518 même si le béton contient certaines proportions de fibres de verre. Il est avantageux d'ajouter un fluidifiant au béton. Le fluidifiant augmente l'aptitude à glisser puisque le fluidi- fiant réduit la tension superficielle de l'eau dans le béton. De très bons résultats ont été obtenus lorsque des com- posés de silicium étaient incorporés au béton. Grâce à l'ap- port de silicium ou de silicates, en particulier des silica- tes frittés de dimensions minimales provenant d'installations de recombinaison de gaz de fumée, il est fabriqué du béton d'une haute résistance mécanique. Lors de la prise du béton la chaleur d'hydratation dégagée est utilisée pour faire croltre des cristaux de silicium. Ces cristaux de silicium remplissent à présent parfaitement les espaces creux formés dans le béton et rendent celui-ci donc encore plus compact. Il est ajouté par exemple au béton une dose de silicum ou de silicates de 15 à 30 % en poids. Le silicium non seule- ment augmente la résistance mécanique du béton mais agit éga- lement comme charge dans le béton. En outre, l'utilisation de silicium est plus avantageuse que l'utilisation de béton. Il en résulte des coûts de fabrication plus avantageux pour l'é- lément en béton préfabriqué. Il s'est avéré avantageux que le béton soit introduit dans le moule sous une pression allant jusqu'à 4 bars. En outre, l'invention propose que le béton introduit soit secoué de préférence lors de son introduction dans le moule. Il est connu que le secouage sert à consolider du bé- ton. En combinaison avec l'introduction de béton, notamment de béton tenace, dans des moules négatifs à faible section le secouage permet non seulement de consolider le béton mais également de rendre le béton plus apte à glisser car celui-ci 4 2719518 est introduit, sous l'effet de secousses, directement dans les espaces creux encore libres du moule négatif. Cette pro- position selon l'invention permet d'abréger le procédé de fa- brication de l'élément en béton préfabriqué car le béton peut ainsi plus rapidement être introduit dans le moule négatif. En même temps la masse volumique du béton se trouve accrue. Il est avantageux que le dispositif pour la mise en oeu- vre du procédé comporte un moule négatif qui est constitué de plusieurs éléments et que éléments du moule soient étanchéi- fiées les uns par rapport aux autres au moyen de joints d'é- tanchéité en caoutchouc. Il est également avantageux d'utili- ser des joints en caoutchouc à des fins d'étanchéification. Il est en même temps possible d'assembler différents éléments de moule, à la manière d'un jeu de construction, pour un mou- le négatif désiré, auquel cas de nombreuses variantes d'élé- ments en béton préfabriqués sont possibles, tout en ne néces- sitant qu'un petit nombre d'éléments de moule. De plus, le caoutchouc compense de légères imprécisions dimensionnelles des éléments de moule individuels les uns par rapport aux au- tres. Grâce à l'utilisation des joints d'étanchéité en caout- chouc entre les différents éléments constitutifs du moule il est en outre possible de fabriquer rapidement des moules né- gatifs de différents types avec un stock réduit d'éléments de moule correspondants. Selon l'invention il est possible de produire un élément en béton préfabriqué dont les aires de section sont petites. Le procédé décrit plus haut permet de fabriquer un élément en béton préfabriqué dont la capacité de charge est, grâce au béton de haute qualité utilisé, la même que celle d'éléments en béton préfabriqués présentant des sections nettement plus grandes. Grâce à un tel élément en béton préfabriqué selon l'invention on économise du béton. Il en résulte, d'une part, un avantage sur le plan du prix et, d'autre part, un poids réduit de l'élément en béton préfabriqué. 2719518 Il est avantageux que l'élément en béton préfabriqué soit obtenu par coulée en tant que jambage de soupirail en une seule pièce. Des jambages de soupiraux subissent, en tant que partie du coffrage de caves d'un bâtiment, de fortes con- traintes. Cette proposition selon l'invention permet de fa- briquer des jambages de soupiraux présentant une forte capa- cité de charge, alors que leur coût de fabrication est infé- rieur à celui des jambages de soupiraux connus. Avantageusement, le jambage de soupirail est constitué de deux parties formant châssis coulées en une pièce. Une partie formant châssis constitue à cet égard le châssis exté- rieur alors que l'autre constitue le châssis intérieur du jambage de soupirail. Grâce à la division du jambage de sou- pirail en deux parties on peut facilement former des types variés de jambages de soupiraux avec des châssis intérieurs et extérieurs différents. L'invention est représentée schématiquement aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une coupe verticale à travers un élément en béton préfabriqué selon l'invention; la figure 2 représente une coupe verticale à travers un dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre du procé- dé; la figure 3 représente une forme de réalisation du dis- positif modifiée par rapport à la figure 2; la figure 4 représente une coupe verticale d'un détail d'un élément en béton préfabriqué selon l'invention; et la figure 5 est une vue de dessus de la figure 4. 6 2719518 Sur la figure 1 est représenté un élément en béton pré- fabriqué selon l'invention. En l'occurrence l'élément en bé- ton préfabriqué est réalisé sous la forme d'un jambage de soupirail 5. Celui-ci est formé de deux parties, le châssis intérieur 51 et le châssis extérieur 50 étant reliés entre eux par un organe de liaison 52. La fente 53 entre les deux châssis 50, 51 procure une isolation phonique et thermique car la région intérieure est découplée de la région extérieu- re. Dans la fente 53 est prévue de la matière isolante 2 pour accroltre l'isolation thermique du jambage de soupirail 5. Tant le châssis extérieur que le châssis intérieur pré- sentent des feuillures 54 (sur le châssis extérieur 50) et des feuillures 55 (sur le châssis intérieur 51). C'est au ni- veau de ces feuillures 54, 55 que le soupirail est glissé en place et fixé. Le jambage de soupirail 5 présente par exemple sur trois côtés une feuillure extérieure 54 au niveau de la- quelle la fenêtre, en l'occurrence non représentée, est glis- sée en place et prend appui. La fenêtre est alors glissée en place derrière la feuillure intérieure. La fabrication du jambage de soupirail 5 en deux parties offre plusieurs avantages. D'une part, il est possible de combiner différents châssis extérieurs 50 avec différents châssis intérieurs 51. Au moyen d'un petit nombre de formes de base on obtient donc un grand nombre de jambages de soupi- rail finis 5. En outre, le châssis intérieur 51 présente par exemple des surfaces intérieures 56 s'étendant de façon in- clinée de l'extérieur vers l'intérieur. Ces surfaces intéri- eures ne peuvent être réalisées que difficilement dans le cas o le jambage de soupirail 5 est réalisé en une seule pièce (c'est-à-dire avec le châssis extérieur 50). Il est à cet égard plus avantageux de fabriquer le châssis extérieur 50 et le châssis intérieur 51 en tant qu'éléments en béton préfa- briqués séparés. La fabrication des éléments formant châssis différents 50 et 51 est représentée sur les figures 2 et 3. 7 2719518 Sur la figure 2 est représenté un dispositif selon l'in- vention pour produire les éléments en béton préfabriqués. En ce cas le moule négatif 1 est formé de plusieurs éléments de moule 10, 11 et 12. Les éléments de moule 10, 11 et 12 sont étanchéifiés les uns par rapport aux autres par des joints d'étanchéité 4. Comme matière constitutive des joints d'étan- chéité 4 est utilisé par exemple du caoutchouc. Le caoutchouc se distingue à cet égard par son élasticité grâce à laquelle certains écarts dimensionnels des éléments de moule 10, 11 et 12 les uns par rapport aux autres sont compensés par un écra- sement des joints d'étanchéité 4. En outre, le joint d'étanchéité en caoutchouc n'est pas attaqué par le béton 3 introduit sous pression dans le moule négatif 1. Sur la figure 2 est représentée la coupe verticale à travers un moule négatif 1 formant le châssis extérieur 50. Pour fabriquer le moule négatif 1 sont utilisés en l'occur- rence plusieurs éléments de moule. Il est par exemple possi- ble que l'élément de moule 12 s'étende d'un seul tenant au- tour de tout le bord du moule négatif. Lors du procédé de fa- brication il est par exemple appliqué de la matière isolante 2 sur les bords supérieur et inférieur de l'élément de moule 11 formant châssis. Cette matière isolante peut être par exemple appliquée par collage. La matière isolante introduite 2 forme donc, dans l'élément en béton préfabriqué, des espa- ces creux remplis 20. Par suite d'intervalles appropriés en- tre les régions à matière isolante 2 on obtient entre les es- paces creux 20 des supports 21 en forme de nervures. Ceci est indiqué à titre d'exemple sur la figure 3. Les différents éléments de moule 10, 11 et 12 sont ser- rés les uns contre les autres par exemple au moyen de serre- joint à serrage par vis et forment donc le moule négatif 1. L'élément de moule 11 présente en l'occurrence une forme en 8 2719518 U, les branches de l'U prenant appui contre le joint d'étan- chéité 4. L'élément de moule 10 est réalisé asymétriquement en forme de S. L'élément de moule 12 est en forme d'U et pré- sente un renfoncement 71. Entre les éléments de moule 12 et 10 est prévu un bloc d'espacement 70. Le bloc d'espacement 70 se trouve sur le renfoncement 71. Sur l'élément de moule 10 est prévue une tôle de fixation 67 qui coopère avec un joint d'étanchéité 4 monté sur l'élément de moule 12. Sur la figure 3 est représentée schématiquement la fa- brication du châssis intérieur 51. Ce châssis présente en coupe une forme en E, la longue âme de l'E étant inclinée puisque les trois branches formant l'E présentent des lon- gueurs qui vont en diminuant. Les branches sont en l'occur- rence désignées respectivement par 60, 61 et 62 alors que l'âme est désignée par 63. Entre les branches 60 et 61 se trouve un espace creux 20 qui est rempli de matière isolante 2, de même que l'espace creux 20 entre les branches 61 et 62. Le moule négatif 1 servant à former un châssis intérieur 51 selon la figure 3 est en l'occurrence constitué de quatre éléments de moule 13, 14, 15 et 16. Les éléments de moule 13, 14, 15 et 16 sont eux aussi étanchéifiés les uns par rapport aux autres au moyen de joints d'étanchéité 4. Pour un montage simple du moule négatif 1 l'élément de moule 15 présente, dans la région de l'âme 63, une tôle d'appui 65 fixée au moyen d'un cordon de soudure 64 et sur laquelle prend appui l'âme et sur laquelle prend appui l'élément de moule 16 qui forme essentiellement l'âme 63. L'élément de moule 13 est par exemple en forme d'U, les branches de l'U étant orientées vers l'extérieur. L'élément de moule 15 est réalisé en forme de S, alors que les éléments de moule 16 et 14 sont allongés. Pour une meilleure maniabi- lité l'élément de moule 14 présente à ses extrémités des cor- nières en L 66. Les cornières 66 prennent également appui contre le joint d'étanchéité 4. 9 2719518 Pour fabriquer selon l'invention l'élément en béton pré- fabriqué le moule négatif 1 formé des éléments de moule est par exemple placé sur chant. Le béton liquide, visqueux et par exemple d'une haute résistance mécanique est à présent au niveau d'une ouverture, disposée par exemple dans la région inférieure du moule négatif formé des éléments de moule (et qui n'est pas représentée en l'occurrence), introduit sous pression dans le moule négatif par pompage. Le moule négatif 1 présente sur son côté supérieur un orifice d'échappement d'air non représenté. L'air déplacé par le béton introduit par pompage s'échappe par cet orifice d'échappement d'air. Sur la figure 4 est représenté en détail l'organe de li- aison 52 au moyen duquel les deux châssis 50 et 51 sont reli- és entre eux. L'organe de liaison 52 est ici par exemple re- plié en U, les extrémités libres de l'U portant un filetage et faisant saillie par exemple dans le châssis intérieur 51. Les deux châssis 50 et 51 présentent des ouvertures à travers lesquelles l'organe de liaison 52 est guidé. L'organe de li- aison 52 est assujetti par exemple au moyen d'écrous 58. Du côté châssis extérieur de l'organe de liaison 52 se trouve une fente dans laquelle peut être accrochée une douille 56. La douille 56 porte par exemple un filetage et sert à relier ledit élément en béton préfabriqué à d'autres éléments en bé- ton préfabriqués. Il est par exemple prévu, lorsque par exem- ple l'élément en béton préfabriqué proposé est réalisé sous la forme d'un jambage de soupiral, de raccorder la voie de glissement du soupirail à la douille 56. 2719518 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'éléments en béton pré- fabriqués servant de coffrage perdu, dans lequel le béton non encore solidifié est introduit dans un moule négatif, carac- térisé en ce que le béton est introduit sous pression dans le moule négatif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le béton est introduit par pompage à l'endroit le plus bas du moule négatif. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des fibres de verre sont incorporées au béton. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que du fluidifiant est incor- poré au béton. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des composés de silicium sont incorporés au béton. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le béton est introduit dans le moule sous une pression pouvant aller jusqu'à 4 bars. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moule négatif est de préférence secoué lors de l'introduction du béton. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moule négatif (1) est constitué de plusieurs éléments de moule (10 à 16) et en ce que les éléments de mou- 1! le (10 à 16) sont étanchéifiés les uns par rapport aux autres au moyen de joints d'étanchéité (4) en caoutchouc. 9. Elément de moule préfabriqué qui sert de coffrage perdu et est fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément en béton préfabriqué est obtenu par coulée en tant que jambage de soupirail (5) en une seule pièce. 10. Elément en béton préfabriqué selon la revendication 9, caractérisé en ce que le jambage de soupirail (5) est con- stitué de deux éléments formant châssis (50, 51) obtenus in- dividuellement par coulée.