Brevet FR2731698A1 — publié le 19960920

Domaine de l'invention :La présente invention a pour but de mettre en oeuvre un mortier de béton en utilisant des sables dunaires d'origine détritique et d'arrangement géologique provenant de l'action éolienne. Gràce à ce nouveau mortier,on peut réaliser un béton de synthèse qui ,en tant que produit sem-fini, permet toute sorte de réalisations de produits divers effectués à base de béton, aussi bien sur sites forains qu'en usine de production pour tous les domaines de la construction : batiments , ponts, bases navales ,travaux urbains ou paysagers ,voierie...etc on peut,comme nous le verrons,dans la description qui va suivre aussi bien employer ce mortier de béton de manière classique ou fabriquer des produits finis d'une complexité aussi élevée que désirée ,ce qui amène à produire de nouveaux éléments in connus à partir de ce même matériau de base naturelle,en chan geant simplement les proportions des mélanges intervenant dans les diverses phases des deux procédés de fabrication qui vont être décrits et revendiqués d'autres avantages découlent directement de ces deux procédés nouveaux ;les mortiers produits semi finis obtenus ayant une tres bonne ouvrabilité. Si on regarde l'art antérieur ,on trouve dans ce domaine un brevet No SU 1560 517 qui utilise effectivement un béton chargé avec du sable dunaire ,mais le taux de chargement avec ce sable est complètement différent ,et llutilisation n'est pas du tout la même ,en particulier les caractéristiques obtenues ne per mettent en aucune façon de fabriquer, comme il sera décrit dans la présente invention,des produits manufacturés solides à baseu de béton ,ceci, à cause des procédés de réalisation différents Le produit obtenu dans le brevet précédemment cité résoud le problème du chargement qui rentre dans la composition de bétons tres spécifiques du type réfractaire ..etc qui n'ont rien à voir avec le mortier de béton de la présente invention. Nous allons maintenant décrire les deux procédés de réalisation qui permettent l'obtention des produits semi-finis et finis dé bouchant sur toutes sortes de fabrications dans le bâtiment et de manière générale dans l'industrie (Batiment et Travaux Public) La figure 1 de la planche 1/2 schématise les diverses phases des deux procédés Les figures 2,3,4,5,6et7 de la planche2/2 montrent des exemples de réalisations encore jamais obtenues avec des bétons clas siques ;nous décrirons tout d'abord le Procédé 1 qui conduit à des produits d'utilisation courante,mais avec d'énormes avan tages dans des facilités de réalisation au moindre côut , ce procédé comprend 8 phases La premiere phase du procédé 1 est une récupération de l'élément de base : le sable dunaire éolien 11 que l'on lave et essore. ce sable possède alors un indice de vide située entre 52 à 60% et une granulométrie telle que le diamètre des grains se situe entre 0,16 et 0,63 mm . La deuxième phase consiste à ajouter dans des charges fillers 22 provenant des scories de granulo métrie inférieure à 0,lmm et dans la proportion de 40 à 50% en volume.La troisième phase du procédé 1 consiste à ajouter un liant hydraulique 33 ciment connu dans la proportion de 10 à 17% .On passe ensuite à la phase 4 ou on met de l'eau de gachage 44 dans la proportion de 12 à 15% en volume,ces deux phases étant habituelles pour la confection des mortiers de béton classiques,on passe ensuite à la cinquième phase de con fection du Mortier de séton Dunaire 49 ( M B n) cette cinquième phase consiste à ajouter des résines et des fibres 45 dans une faible proportion pour le procédé 1 avec une quantité inférieure à 3% en volume,cest ce moyen essentiel allié au sable éolien 11 qui va en se combinant avec le moyen 45 conférer a ce nouveau mortier de béton des caractéristiques intèressantes jamais obtenues jusqu'a présent, et qui seront décrites çi-après,il est possible d'ajouter(phase 6) des colorants 46(1 à 3% en volume) pour parvenir après malaxage(phase7) au premier type de Portier de Béton lunaire semi-fini 49 qui va permettre de réaliser tous les produits finis courants 490 mois en oeuvre dans les constructions de batiments et ouvrages de génie civil tels que dallages ,parements,poteaux, murs..etc constituant la 8ème phase du Procédé 1 après coulage et séchage Le procédé 2 qui n'est qu'une variante améliorée du procédé 1 ne diffère du premier, que dans les proportions des quantités ajoutées dans certaines phases(3,4,5)voir .figure 1 planche 1/2 on part du même sable éolien 11 auquel on ajoute les mêmes charges fillers 22 ,les seules modifications considérées cependant comme três importantes,se situent au niveau du liant 33bis dont le pourcentage ajouté, doit rester inférieur à 10% en volume, au niveau de la quantité de résines et fibres 45 bis qui doit se situer entre 3 et 15% proportion à respecter de manière fondamentale afin d'obtenir un nouveau Mortier de Béton Dunaire (MBD)50 élaboré qui permet de réaliser des produits complètement nouveaux500, 501,502,503,504,505, 506(phase 8)Une des principales aptitudes nouvelles de ces produits dont les caractéristiques comparées a des bétons classiques sont données sur le tableau de la page 6 est de pouvoir réaliser n importe quelle forme ar chitecturale élancée avec des coques de faible épaissseur. Les figure 2 ,3 ,4 , 5 ,6 et 7 de la planche 2/2 montrent six exemples de réalisations effectuées gràce aux caractéristiques nouvelles de ce mortier de béton dunaire 50 ,compatibles avec des modes opératoires de moulage d'utilisation innovante pour la fabrication de ce type de produit fini, telles que les techniques d'extrusion, d'injection ,centrifugation et également de pultrusion. Les Tableaux 1 et 2 de la page 6 donnent les comparaisons des caractéristiques physiques et mécaniques ainsi que la formulation en pourcentage des produits réalisés,on constate gràce à ces deux tableaux les produits semi-finis du type Mortier de séton Dunaire courant ou élaboré (MBD courant ou élaboré) ont de bien meilleures caractéristiques que le béton classique. Ces caractéristiques sont importantes surtout aux niveau du M B D élaboré 50 qui présente une plus faible densité une très bonne résistance à la traction et à la compression ,un faible coefficient de retrait tres apprécié pour les moulages et une faisabilité intérKessante pour des formes ou produits nouveaux par exemple 501 , 502, ... fig 2 à 7 (planche 2/2) jamais obtenues jusqu'ici car ne pouvant être moulées dans des épaisseurs aussi faibles que 1,2 cm , bien que l'optimum de choix d'épaisseur de ce type de produits s'effectue autour de 2 à 2,5 cm dans le cas de réalisations de coques ou de profilés L'Application industrielle de ce produit est extrèmement large , ceci gràce aux caractéristiques précedemment décrites qui confère au M B D une très bonne ouvrabilité ,liée également à son état pâteux , homogène ,visceux, tixotropique fluide,anticorrosif ,ce produit obtenu par le procédé précédem- ment décrit permet d'aborder un nouveau domaine de faisabilité qui dépasse nettement le cadre habituel d'utilisation des mortiers de béton classiques, ce qui en fait une invention d'un interet économique certain Les applications de fabrication industrielle ,plus particulièrement ouvertes au M B D élaboré 50 permettent de réaliser des produits 500 à 506 ...donnés à titrelexemples non exhaustifs(fig 2 à 7)ayant des formes linéaires;par exemple::en corps creux ,nervurées,ou en forme de coques,, obtenus par des fabri .cations en continu ,gràce aux qualités intrinsèques du produit ou plus particulièrement à des critères de polymérisation plus ou moins accélérée ,venant en synergie avec l'action cristalline du ciment Enfin pour terminer cette description nous préciserons que les agrégats lourds actuellement utilisés dans la confection des bétons qui proviennent de sites alluvionnaires fluviaux et terrestres portent atteinte à l'environnement ,ce qui n'est pas le cas pour ces types de produits et procédés,,. et nous répertorions en page 6 dans le tableau l:les caractéristiques comparées des bétons obtenus à partir du M B D (49) et 50) qui montrent que toutes les caractéristiques obtenues sont bien supérieures à celles des bétons classiques et: dans le tableau 2;les formulations des divers composants entrant dans ces nouveaux produits TABLEAU 1 :COMPARAISON DES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET MECANIQUES Béton Produit semi-fini Caracteristiques classique M B D COURANT MBD ELABORE Masse volumique 2430 2260 2120 Kg/m Contrainte à la compression 25 MPa 32 MPa 40 à 60 MPa éprouv 28 jours Contrainte à la Traction 2,2 MPa 3,8 à 8 MPa 6,5 à 12 MPa éprouv 28 jours Coefficient de > 12% 8% Retrait Faisabilité en épaisseur e # 16 cm e # 8cm 1,2# e # 2,5 cm mini emin Tableau 2 :Formulation des Produits BETON M B D M B D COMPOSANTS %/Volume CLASSIQUE COURANT ELABORE En pourcentage CIMENT 15 % 11% 9 % par rapport au FIBRES > 5% RESINES # 5% 10 à 15% / VOLUME MALAXE EAU / VOLUME 15 à 18% 12 à 15% 8 à 12% MALAXE SABLE / VOLUME dunaire 1 m (0/30) 1m 1m apparent FILLERS / VOLUME # 40% # 45% /0,1 MALAXE COLORANTS 1 à 2% 2 à 3% I VOLUME REVENDICATIONS Procédé 2 de fabrication de Mortiers de Béton Dunaires courant (49) M B D caractérisé en ce qu'il comprend huit phases: La phase 1 étant la récupération d'un sable dunaire éolien (11) de granulométrie comprise entre 0,16 et 0.63mm et d'indice de vide situé entre 52 et 60% que l'on lave et essore la phase 2 consistant à ajouter des charges fillers (22) de granulométrie la phase 3 étant un ajout d'un liant hydraulique(33) entre 10 et 17% la phase 4 étant un ajout d'une eau de gâchage(44) la phase 5 étant un ajout de résines et fibres(45)a moins de 3% la phase 6 étant un ajout possible de colorants (46)de 1 a3% la phase 7 étant une obtention après malaxage du mortier du béton dunaire (49):M B D courant;la phase 8 étant l'obtention de produits finis (490)::d'application classique dans la réali sation des dallages, parements, poteaux, murs etc. après coulage et séchage naturel ou forcé 2 Procédé d'élaboration de MBD de fabrication de Mortiers Béton Dunaires selon la rewvendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend 8 phases dont les phases 1 2 6 et 7 sont identiques a celles du procédé 1 et qui diffère du procédé 1 par les phases 3 4, 5 Phase 3 ajout de liant hydraulique (33bis) telle que la proportion reste inférieure à 10% Phase 4 ajout de l'eau de gâchage ( 44 bis) telle que la proportion reste inférieure a 12% Phase 5 ::ajout de résines et fibres tel que la proportion se situe entre 3 et 15% la Phase 7 étant simplement l'aboutissement après mélange et malaxage des composants au Mortier de Béton Dunaire (50) MBD élaboré et la phase 8 la confection des produits finis (500) de formes complexes 3-Application du procédé Bi selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il permet l'obention de produits finis(490) dallages, parements,murs etc.de plus faibles épaisseurs comprises entre 8 et 16 cm ceci grâce à des qualités intrinsèques facilitant l'ouvrabilité et à ses remarquables performances physiques et mécaniques bien supérieures aux bétons classiques existants 4 -Application du procédé S selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il permet, l'obtention de produits finis élaborés (500 à 506) de forme linéaire, en corps creux et nervuré de faible épaisseur comprise entre 1,2 et 2,5 cm par moulage en continu,extrusion ou pultrusion,modes opératoires rendus pos Sibles par l'action plus ou moins accélérée de la polymérisation qui, se combinant à la réaction cristalline du ciment, déclen che un effet de synergie.