Brevet FR2865751A1 — publié le 20050805

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une dalle en béton d'aspect imitant celui du bois. Dans la fabrication des dalles en béton, par exemple pour l'utilisation dans le dallage des abords de piscines, il est connu de teinter le béton et de réaliser un moulage de ce béton dans des moules qui permettent d'imiter les veines du bois. Les procédés de fabrication connus comprennent les étapes consistant, dans l'ordre à: (i) mouler un béton coloré comprenant des granulats de type extrafines et/ou fines, du ciment, du sable, des adjuvants de type fluidifiants, superplastifiants, et/ou réducteurs d'eau, le béton comprenant également au moins un colorant à base d'oxydes de fer, et de l'eau, puis (ii) laisser sécher le béton dans le moule, en auto-étuvage pendant au moins 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes, puis 15 (iii) démouler la dalle de béton. On appelle "extrafines", des granulats dont le diamètre des grains est inférieur à 0,1 pm. Entre 0,1 pm et 160 pm de diamètre, les granulats sont appelés "fines", tandis qu'entre 160 pm et 4 mm de diamètre, ils sont appelés "sable" et au-delà de 4 mm de diamètre, ils sont dénommés "gravier". Un béton chargé en extrafines aura une porosité plus faible que s'il est chargé avec des fines, puisque dans ce cas, les interstices entre grains seront réduits. Les dalles obtenues sont teintées dans des couleurs et des nuances qui approchent celles de certains bois clairs, et avec une rugosité de surface rappelant celle de planches de bois brut. Néanmoins, l'aspect obtenu ne dure pas, et est rapidement dégradé par l'exposition aux ultraviolets et à certains produits chlorés. Surtout, les dalles obtenues présentent des remontées de chaux après fabrication, qui prennent l'aspect de taches blanchâtres à leur surface. Ces tâches, très disgracieuses, dénaturent évidemment l'aspect fini des dalles en l'éloignant de celui d'un bois véritable. Ainsi, le but principal de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication de dalles en béton, permettant d'obtenir un aspect de surface imitant celui du bois, c'est-à-dire comprenant notamment des veines de nuances colorées différentes, des trous, des couleurs et un brillant se rapprochant de ceux de certains bois, par exemple des bois exotiques, un tel aspect n'étant pas dégradé dans le temps, notamment par l'exposition intensive aux rayons ultraviolets ou à des produits chlorés. Le but de l'invention 2865751 2 est en outre de fournir un procédé permettant la réalisation de dalles en béton d'un aspect imitant celui du bois, et ne provoquant pas de remontées de chaux en surface de la dalle, après fabrication. Le but de l'invention est atteint avec un procédé de fabrication 5 d'une dalle en béton imitant l'aspect du bois, comprenant les étapes consistant, dans l'ordre à: (i) mouler un béton coloré comprenant des granulats de type extrafines et/ou fines, du ciment, du sable, des adjuvants de type fluidifiants, superplastifiants, et/ou réducteurs d'eau, le béton comprenant également au moins un colorant à base d'oxydes de fer, et de l'eau, puis (ii) laisser sécher le béton dans le moule, en auto-étuvage pendant au moins 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes, puis (iii) démouler la dalle de béton, caractérisé en ce qu'il comporte ensuite, dans l'ordre, les étapes consistant à: (iv) réaliser un mûrissement du béton pendant au moins 3 jours en étuve aux température et hygrométrie ambiantes, de manière à créer un réseau capillaire dans la masse du béton par déshydratation, de sorte que la porosité du béton atteigne une valeur comprise entre 2 et 20%, préférentiellement comprise entre 4 et 10%, et encore plus préférentiellement comprise entre 7 et 8%, puis (v) immerger la dalle de béton dans une solution de teinte comprenant des pigments colorants minéraux en suspension dans un solvant à base acétone ou alcoolique, ou en suspension dans une solution aqueuse, de sorte que la porosité finale du béton teinté soit inférieure à 4%, puis (vi) égoutter et laisser sécher la dalle de béton pendant au moins 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes, puis (vii) tremper la dalle de béton dans une solution comprenant un copolymère acrylique ou une résine polyuréthanne, de manière à réaliser un film autour de celle-ci, puis (viii) laisser sécher la dalle de béton pendant au moins 6 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. Du fait de la porosité obtenue après mûrissement, la dalle reste suffisamment résistante, et peut néanmoins absorber les différentes solutions de teinte, puis de copolymère acrylique ou résine polyuréthanne. Le film obtenu autour de la dalle après l'étape de trempage permet de protéger le produit fini contre les dégradations dues aux ultraviolets ou aux produits chlorés, et 2865751 3 également éviter les remontées de chaux. Ce film rend également la dalle hydrofuge, et fixe les pigments colorés à l'intérieur du béton. L'ensemble des différentes étapes citées ci-dessus permet d'obtenir un produit à la fois d'aspect très proche de celui du bois et dont la 5 résistance mécanique et chimique dans le temps est excellente. De préférence, le moulage du béton dans la première étape est réalisé dans un moule en élastomère, de préférence un silicone. La durée de vie d'un tel moule est importante, le démoulage est aisé du fait de l'élasticité de l'élastomère, et l'aspect de surface qui peut être obtenu est très proche de celui du bois, notamment en ce qui concerne les veines les plus profondes (quelques millimètres de profondeur). Selon une variante d'exécution de l'invention, le moulage de béton dans l'étape (i) est réalisé en deux couches superposées et liées l'une à l'autre, le béton constituant la couche inférieure étant chargé en granulats de type extrafines uniquement, et le béton constituant la couche supérieure étant chargé en granulats de type fines uniquement, de sorte que la porosité du béton de la dalle obtenue à l'issue de l'étape de mûrissement est inférieure à 4% pour la couche inférieure, et comprise entre 8 et 10% pour la couche supérieure. Ainsi, la couche inférieure, moins poreuse, joue un rôle essentiellement structurel et aide à renforcer la résistance mécanique de la dalle, tandis que la couche supérieure, beaucoup plus poreuse, capte mieux les teintes et le film de protection réalisé lors de l'étape de trempage, d'où un aspect fini encore plus réaliste. En outre, la mise en place d'armatures au fond du moule, lors de l'étape de moulage de béton (étape (i)). Dans ce dernier cas, les armatures sont constituées par des tiges métalliques, ou des fibres de polypropylène, ou un treillis soudé métallique, ou un treillis soudé en polychlorure de vinyle (PVC). Dans l'étape de séchage (étape (ii)), on laisse de préférence sécher le béton dans le moule, en auto-étuvage pendant au moins 24 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. De même, le mûrissement (étape (iv)) du béton est de préférence réalisé pendant au moins 7 jours, aux conditions de température et d'humidité ambiantes, et l'égouttage et séchage du béton (étape (vi)) est également 2865751 4 préférentiellement réalisée pendant au moins 24 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. En outre, le séchage final (étape (viii)) est avantageusement réalisé pendant au moins 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. Enfin, les étapes d'immersion (étape v) et de trempage (étape vii) sont de préférence réalisées en autoclave sous vide, ou en surpression atmosphérique. En effet, la demanderesse a déterminé que la réalisation de ces étapes en autoclave sous vide, ou en surpression atmosphérique, permet une augmentation de la pénétration des solutions et solvants dans les pores du béton, ce qui améliore globalement la qualité de la dalle. Pour sa bonne compréhension, l'invention va à présent être décrite en détail, à l'aide de deux exemples, donnés à titre non limitatifs, d'un procédé de fabrication de dalles en béton, selon l'invention. L'invention concerne un procédé de fabrication d'une dalle en béton imitant l'aspect du bois. Le procédé selon l'invention comprend, dans l'ordre les étapes suivantes: (i) mouler, dans un moule en silicone, un béton coloré comprenant des granulats de type extrafines et/ou fines, du ciment, du sable, des adjuvants de type fluidifiants, superplastifiants, et/ou réducteurs d'eau, le béton comprenant également au moins un colorant à base d'oxydes de fer, et de l'eau, puis (ii) laisser sécher le béton dans le moule, en auto-étuvage pendant 24 heures, aux température et hygrométrie ambiantes, puis (iii) démouler la dalle de béton, (iv) réaliser un mûrissement du béton pendant 7 jours en étuve aux température et hygrométrie ambiantes, de manière à créer un réseau capillaire dans la masse du béton par déshydratation, de sorte que la porosité du béton atteigne une valeur comprise entre 7 et 8%, puis (v) immerger la dalle de béton dans une solution de teinte comprenant un mélange d'un solvant à base acétone avec des pigments colorants minéraux en suspension dans le solvant, de sorte que la porosité finale du béton teinté soit inférieure à 4%, puis (vi) égoutter et laisser sécher la dalle de béton pendant 24 heures, 35 aux température et hygrométrie ambiantes, puis 2865751 5 (vii) tremper la dalle de béton dans une solution comprenant un copolymère acrylique, de manière à réaliser un film autour de celle-ci, puis (viii) laisser sécher la dalle de béton pendant 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. Du fait de la porosité obtenue après mûrissement, la dalle reste suffisamment résistante, et peut simultanément absorber les différentes solutions de teinte, puis de copolymère acrylique ou résine polyuréthanne. Le film obtenu autour de la dalle après l'étape de trempage permet de protéger le produit fini contre les dégradations dues aux ultraviolets ou aux produits chlorés, et également éviter les remontées de chaux. Ce film permet rend également la dalle hydrofuge, et fixe les pigments colorés à l'intérieur du béton. L'ensemble des différentes étapes citées ci-dessus permet d'obtenir un produit à la fois d'aspect très proche de celui du bois et dont la résistance mécanique et chimique dans le temps est excellente. Deux exemples particuliers de mélanges de béton à mouler selon le procédé de l'invention sont à présent donnés, qui incluent les quantités de chaque ingrédient du mélange, et le pourcentage en masse de mélange de chaque ingrédient. Dans l'exemple 1 ci-après, on réalise un mélange unique pour toute la dalle, qui est monocouche. Dans l'exemple 2, deux mélanges distincts sont utilisés, afin de réaliser une dalle bicouche, dont la couche inférieure est une couche structurelle avec de bonnes propriétés mécaniques et à faible porosité,. et la couche supérieure a une porosité plus élevée après un premier séchage du béton, et donc de meilleures qualités d'absorption des teintes et des composés utilisés lors du trempage. Cette couche supérieure est donc moins résistante mécaniquement, mais son aspect est très proche de celui du bois puisque les différents colorants et le film protecteur appliqué lors de l'étape de trempage sont très bien incorporés dans les pores de cette couche supérieure. Exemple 1: Dalle bicouche, aspect bois sombre: - mortier de parement (couche supérieure): Composant uantit Unité Ciment Gris 16% 35 kg Fines (Tiller") 5% 11 kg EXTRA-FINE 0,80% 2 kg Super plastifiant 0,14% 0,30 kg Sable 28% 61 kg Sable 48% 105 kg Colorant vert 0,41% 143 gr Colorant jaune 1,00% 350 gr Colorant rouge 0,63% 220 gr Co-nt - mortier de masse (couche inférieure): Ciment Gris np Quantité Unité 16% 35 kg Fines ("Filler ") 5% 11 _ kg EXTRA-FINE 1,12% 2 kg plastifiant 0,14% 0,30 kg _Super Sable 15% 33 kg sable 46% 101 kg Gravier 15% 33 kg colorant 0,41% 143 gr colorant 1,00% 350 gr colorant 0, 63% 220 gr Exemple 2: Dalle béton monocouche, aspect bois sombre: rnposar, t uantite Un/te_ Ciment Gris 16% 35 kg Fines ("Filler") 5% 11 kg EXTRA- FINE 1,12% 2 kg Super plastifiant 0,14% 0,30 kg Sable 17% 37 kg Sable 48% 105 kg Gravier Il % 24 kg Colorant vert 0,41% 143 gr Colorant jaune 1,00% 350 gr Colorant rouge 0,63% 220 gr Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes. 8 REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'une dalle en béton imitant l'aspect du 5 bois, comprenant les étapes consistant, dans l'ordre à: (i) mouler un béton coloré comprenant des granulats de type extrafines et/ou fines, du ciment, du sable, des adjuvants de type fluidifiants, superplastifiants, et/ou réducteurs d'eau, le béton comprenant également au moins un colorant à base d'oxydes de fer, et de l'eau, puis (ii) laisser sécher le béton dans le moule, en auto-étuvage pendant au moins 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes, puis (iii) démouler la dalle de béton, caractérisé en ce qu'il comporte ensuite, dans l'ordre, les étapes consistant à: (iv) réaliser un mûrissement du béton pendant au moins 3 jours en étuve aux température et hygrométrie ambiantes, de manière à créer un réseau capillaire dans la masse du béton par déshydratation, de sorte que la porosité du béton atteigne une valeur comprise entre 2 et 20%, préférentiellement comprise entre 4 et 10%, et encore plus préférentiellement comprise entre 7 et 8%, puis (v) immerger la dalle de béton dans une solution de teinte comprenant des pigments colorants minéraux en suspension dans un solvant à base acétone ou alcoolique, ou en suspension dans une solution aqueuse, de sorte que la porosité finale du béton teinté soit inférieure à 4%, puis (vi) égoutter et laisser sécher la dalle de béton pendant au moins 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes, puis (vii) tremper la dalle de béton dans une solution comprenant un copolymère acrylique ou une résine polyuréthanne, de manière à réaliser un film autour de celle-ci, puis (viii) laisser sécher la dalle de béton pendant au moins 6 heures, 30 aux température et hygrométrie ambiantes. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moulage du béton dans la première étape est réalisé dans un moule en élastomère, de préférence un moule en silicone. 2865751 9 3 Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moulage de béton dans l'étape (i) est réalisé en deux couches superposées et liées l'une à l'autre, le béton constituant la couche inférieure étant chargé en granulats de type extrafines uniquement, et le béton constituant la couche supérieure étant chargé en granulats de type fines uniquement, de sorte que la porosité du béton de la dalle obtenue à l'issue de l'étape de mûrissement est inférieure à 4% pour la couche inférieure, et comprise entre 8 et 10% pour la couche supérieure. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en place d'armatures au fond du moule, lors de l'étape de moulage de béton (étape (i)). Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les armatures sont constituées par des tiges métalliques, ou des fibres de polypropylène, ou un treillis soudé métallique, ou un treillis soudé en polychlorure de vinyle (PVC). 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans l'étape de séchage (étape (ii)), on laisse sécher le béton dans le moule, en auto-étuvage pendant au moins 24 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 25 caractérisé en ce que le mûrissement (étape (iv)) du béton est réalisé pendant au moins 7 jours, aux conditions de température et d'humidité ambiantes. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'égouttage et séchage du béton (étape (vi)) est réalisée 30 pendant au moins 24 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le séchage final (étape (viii)) est réalisé pendant au moins 12 heures, aux température et hygrométrie ambiantes. 2865751 10 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les étapes d'immersion (étape v) et de trempage (étape vii) sont réalisées en autoclave sous vide, ou en surpression atmosphérique.