Brevet FR2916440A1 — publié le 20081128

L'invention concerne un produit additif ou adjuvant pour une composition de matériau de construction, telle qu'une composition de ciment, de mortier ou de béton. Afin de modifier les propriétés d'un matériau de construction, il est connu d'ajouter à sa composition des additifs tels que des fibres de renforcement, des durcisseurs ou des colorants. Ces additifs sont généralement ajoutés à la composition lors de son mélange dans une unité de fabrication, par exemple dans des malaxeurs ou toupies. i0 Habituellement, l'ajout de ces additifs est réalisé par des opérateurs qui dosent les additifs en fonction des propriétés recherchées et introduisent manuellement les additifs dans le malaxeur ou la toupie. 15 Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante. En effet, cette solution nécessite de nombreuses interventions manuelles posant notamment des problèmes de sécurité car l'accès à l'orifice d'introduction situé sur le dessus des malaxeurs ou des toupies est souvent difficile et dangereux. En outre, il existe des risques importants d'erreurs sur les quantités d'additifs à ajouter. 20 Afin de résoudre ces problèmes, le document WO 02/090073 propose d'emballer des fibres de renforcement dans un matériau dégradable dans le béton et de réaliser un conditionnement constitué des emballages liés entre eux afin de former une chaîne. Ainsi, les fibres de renforcement sont pré-dosés 25 dans les emballages. En outre, ce document prévoit un dispositif de distribution comportant un convoyeur pour acheminer les emballages vers la zone de fabrication du matériau de construction et un dispositif de coupe du conditionnement permettant de n'introduire dans l'unité de fabrication que la quantité exacte d'emballages. Ainsi, les fibres de renforcement peuvent être 30 distribués mécaniquement. Toutefois, cette solution n'est pas entièrement satisfaisante car le conditionnement en chaîne est peu adapté au transport et au stockage des additifs et le dispositif permettant de distribuer ce type d'emballage est relativement complexe car il comporte notamment un dispositif de coupe. L'invention vise à remédier à ces problèmes, en proposant un produit additif pour matériau de construction permettant de faciliter la fabrication d'un matériau de construction, qui soit particulièrement bien adapté pour le transport et le stockage et qui soit facilement mécanisable. À cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un produit additif io pour une composition de matériau de construction comprenant au moins une charge et un élément de conditionnement. Ledit conditionnement est une boîte rigide empilable formée dans un matériau inerte et dégradable lors de son mélange avec ladite composition de matériau de construction. 15 Ainsi, le produit additif selon l'invention est particulièrement adapté aux exigences de transport et de stockage car la charge d'additif est conditionnée dans une boîte rigide empilable. En outre, les caractères rigide et empilable de la boîte permettent aux produits 20 additifs d'être facilement mécanisables. Par ailleurs, la charge d'additif étant pré dosé dans l'élément de conditionnement et les produits additifs étant aptes à être distribué mécaniquement, les risques d'erreurs de dosage sont restreints et la sécurité 25 est améliorée. Avantageusement, la boîte est sensiblement parallélépipédique afin de faciliter le stockage et le transport des produits. 30 Avantageusement, au moins une des parois de ladite boîte est pourvue de moyens de renfort anti-écrasement permettant d'augmenter la résistance de ladite boîte soumise à une charge due à l'empilement de produits additifs similaires. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de renfort sont formés par des nervures parallèles. Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite boîte comprend un corps, un couvercle et des moyens de fixation du couvercle sur ledit corps. Ainsi, les manipulations de remplissage de l'élément de conditionnement sont simples. La boîte comprend une paroi supérieure et une paroi inférieure. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'extérieur d'au moins une desdites parois io supérieure ou inférieure est lubrifié afin de permettre un mouvement de glissement dudit produit par rapport à un produit similaire lorsqu'ils sont empilés. Avantageusement, le matériau inerte et dégradable est hydrofuge afin de 15 résister à un stockage en extérieur. Dans un mode de réalisation, le matériau dégradable est à base de cellulose. Dans un mode de réalisation particulier, la charge d'additif est composée de 20 fibres de renforcement. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un colis comprenant une pluralité de produits additifs, de préférence sous forme d'une pile de produit. 25 Dans un mode de réalisation, le colis comprend une enveloppe possédant des lignes pré découpées délimitant une fenêtre amovible permettant de dégager une ouverture d'évacuation des produits additifs. Dans un autre mode de réalisation, le colis comprend une bande de cerclage 30 permettant de maintenir les produits additifs empilés. Ainsi, le conditionnement en colis permet de faciliter le transport et le stockage et permet en outre une manutention par lot des produits additifs. i0 20 Enfin, selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau de construction comprenant au moins une étape d'introduction d'au moins un produit additif selon le premier aspect de l'invention dans une composition de matériau de construction et une étape de mélange de ladite composition. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un élément de conditionnement selon l'invention en position ouverte ; -la figure 2 est une représentation schématique d'un produit additif selon 15 l'invention, l'élément de conditionnement étant en position ouverte et rempli par une charge d'additif ; - la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un produit additif selon l'invention ; - la figure 4a est un colis selon un mode de réalisation de l'invention, la fenêtre du colis étant retirée ; - la figure 4b est un colis selon le mode de réalisation de la figure 4a, dans 25 lequel la fenêtre est solidaire du colis ; - la figure 5 est une représentation schématique d'un dispositif de distribution d'un produit additif selon l'invention ; 30 - la figure 6 est une représentation schématique du magasin de stockage dudit dispositif de distribution ; - la figure 7 est une vue latérale d'un dispositif de distribution, la porte de chargement étant ouverte ; - la figure 8 est une vue détaillée des moyens d'entraînement selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 9 est une vue détaillée de l'arbre de transmission du mouvement entre le convoyeur et les moyens d'entraînement ; io - la figure 10 est une vue détaillée d'un convoyeur ; et - la figure 11 est un colis selon un autre mode de réalisation de l'invention. Le produit additif selon l'invention est composé d'une charge d'additif 2 pré 15 dosée et d'un élément de conditionnement constitué d'une boîte 1 rigide empilable. Dans le mode de réalisation représentée sur les figures 1 à 3, la boîte 1 est sensiblement parallélépipédique et comprend un corps 3 et un couvercle 4. Le 20 corps 3 est composé d'un fond 5 et de quatre parois latérales 6a, 6b, 6c, 6d sur lesquelles vient reposer le couvercle 4 lorsqu'il est fermé (figure 3). Afin de garantir le maintien du couvercle 4 sur le corps 3, en position fermée, la boîte 1 est pourvue de moyens de fixation. À cet effet, les parois latérales 6a, 25 6b, 6c, 6d comprennent des languettes 7a, 7b, 7c, 7d en saillie destinées à être introduites dans des fentes 8a, 8b, 8c, 8d formées dans le couvercle 4. Des moyens de renfort anti-écrasement 9, 10, 11 permettent de garantir à la boîte 1 une résistance suffisante pour supporter le poids des autres produits 30 additifs disposés au-dessus de celle-ci lorsque les produits sont empilés. Sur les figures 1 à 3, les moyens de renfort sont des nervures parallèles 9, 10, 11 qui peuvent être formées dans le fond 5, dans les parois latérales 6a, 6b, 6c, 6d et/ou sur la surface du couvercle 4. Afin de réaliser ces nervures 9, 10, 11, la boîte 1 est de préférence réalisée au moyen d'un procédé de moulage. Le matériau utilisé pour la fabrication de la boîte 1 doit posséder certaines caractéristiques. Il doit notamment être inerte, ne provoquer aucune réaction avec la composition de matériau de construction ou les additifs avec lesquels il est contact et se dégrader facilement lors de son mélange avec la composition de matériau de construction. En effet, l'addition de liquide au mélange, associée à l'opération mécanique de mélange pendant une durée usuelle doit être en io mesure de décomposer complètement la boîte rigide. En outre, le matériau doit être adaptée à la fabrication de la boîte par un procédé de moulage. Ainsi, le matériau utilisé pour la fabrication de la boîte est de préférence un matériau à base de cellulose. 15 L'épaisseur des parois 4, 5, 6a, 6b, 6c, 6d de la boîte 1 est ajustée de manière à conférer à la boîte la rigidité nécessaire tout en limitant sa durée de dégradation. Avantageusement, l'épaisseur des parois est comprise entre 2 mm et 1 cm. 20 Par ailleurs, les unités de fabrication de matériau de construction étant le plus souvent disposées en extérieur, le produit additif doit être adapté aux conditions extérieures. À cet effet, le matériau de la boîte 1 est préalablement traité afin de le rendre hydrofuge. 25 Dans un mode de réalisation de l'invention, la face externe du fond 5 et/ou du couvercle 4 peut être enduite de lubrifiant afin de faciliter le coulissement des boîtes 1 les unes par rapport aux autres. Ainsi, le lubrifiant permet de désempiler facilement la pile de produits additifs par coulissement du produit inférieur de la pile. Cette caractéristique permet notamment d'éviter des efforts 30 de compression sur les boîtes ou des déséquilibres de celles-ci lorsque l'on les désempile. 30 On notera également que les nervures parallèles 9, 10, 11 formées dans le fond 5 et sur la surface du couvercle 4 sont avantageusement orientées dans la direction de coulissement des boîtes 1. Ainsi, les nervures 9, 10, 11 accomplissent des fonctions de guidage du mouvement de coulissement afin d'éviter une rotation de la boîte lors de son coulissement. En outre, ces nervures peuvent également permettre de positionner précisément les boîtes 1 les unes par rapport aux autres lorsqu'elles sont empilées. Afin de réaliser ces nervures 9, 10, 11, la boîte 1 est de préférence réalisée au io moyen d'un procédé de moulage. Les figures 4a et 4b représente un colis 12 comprenant une pluralité de produits additifs empilés. Ce colis a pour fonction de faciliter la manutention des produits. Le colis comprend une enveloppe 13 permettant d'empaqueter les 15 produits additifs. L'enveloppe 13 est munie de lignes prédécoupées 14 délimitant une fenêtre 15 amovible. Lorsque la fenêtre 15 est désolidarisée de l'enveloppe 13 (figure 4a), elle libère alors une ouverture 16 permettant l'évacuation d'un produit. Avantageusement, l'ouverture 16 est agencée dans la partie inférieure de l'enveloppe afin de permettre l'évacuation du produit 20 inférieur de la pile. Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 11, une bande de cerclage 36 est disposée autour d'une pile de produits additifs empilés afin de former un colis 13. Les colis 13 ainsi réalisés peuvent alors être disposés par lot 25 sur des palettes 37 afin de permettre leur transport. On notera que les boîtes 1 sont compactées dans le colis 13 de manière à éviter une ouverture accidentelle du couvercle 4 de la boîte 1 lors des opérations de stockage, de transport ou de manutention des colis 13. Les figures 5 à 10 représentent un dispositif 17 de distribution de produits additifs. Le dispositif 17 comprend un magasin 18 de stockage d'une pile de produits additifs et un convoyeur 19 permettant d'acheminer lesdits produits vers une zone de mélange de la composition de matériau de construction. Le magasin de stockage 18 est équipé d'une porte 20, illustrée sur la figure 7, permettant le chargement du magasin 18 en produits additifs. En outre, le magasin 18 est pourvu d'une ouverture 21 de passage d'un produit vers le convoyeur 19. Des moyens d'entraînement 22 permettent d'emporter les produits depuis le magasin 18 jusqu'au convoyeur 19. io L'ouverture 21 de passage est disposée dans la partie inférieure du magasin 18 et autorise le passage du seul produit inférieur de la pile. Ainsi, le mouvement des produits à l'intérieur du magasin 18 s'effectue par gravité. Dans un premier mode de réalisation représenté sur la figure 5, les moyens 15 d'entraînement 22 sont composés d'un poussoir mobile en translation afin d'entraîner le produit additif inférieur au travers de l'ouverture de passage 21 vers le convoyeur 19. Dans un second mode de réalisation représenté sur la figure 8, les moyens 20 d'entraînement 22 sont composés d'un transporteur comprenant deux bandes 23a, 23b munies de tasseaux 24a, 24b et d'un moteur 25 entraînant lesdites bandes 23a, 23b. Les tasseaux 24a, 24b ont pour fonction de faciliter le transport des produits qui ont tendance à glisser et de positionner précisément les produits transportés sur les bandes. 25 Les bandes 23a, 23b sont pourvues de crans coopérant avec des poulies crantées 26a, 26b, 27a, 27b. À une première extrémité du transporteur, les poulies 26a, 26b sont montées solidaires d'un arbre moteur 28 entraîné en rotation par le moteur 25. À une seconde extrémité, les poulies 27a, 27b sont 30 solidaires d'un arbre de transmission 29 mobile en rotation. De même, le convoyeur 19 des figures 4 et 9 est composé d'un transporteur à bandes respectivement composé d'une ou de deux bandes 30a, 30b munies de tasseaux 31 a, 31 b. Les bandes 30a, 30b sont également crantées et montées sur des poulies 32a, 32b, 33a, 33b solidaires d'arbres 29, 34 mobiles en rotation dans des paliers. Avantageusement, le dispositif ne comprend qu'un seul moteur 25. À cet effet, le dispositif 17 est équipé d'un moyen de transmission du mouvement des moyens d'entraînement 22 vers le convoyeur 19. Dans le mode de réalisation représenté, le moyen de transmission est composé de l'arbre de transmission 29 sur lequel les poulies 32a, 32b du convoyeur 19 et celles des moyens io d'entraînement 22 sont montées. Ainsi, le même moteur permet d'entraîner les bandes 30a, 30b du convoyeur 19 et les bandes 23a, 23b des moyens d'entraînement 22. Avantageusement, les moyens de transmission sont pourvus d'un démultiplicateur du mouvement. À cet effet, les dimensions des poulies 27a, 27b des moyens d'entraînement 22 sont inférieures à celles des 15 poulies 32a, 32b du convoyeur 19. Avantageusement, le convoyeur 19 est monté mobile en rotation par rapport au magasin 18 autour d'un axe horizontal A. Ainsi, la hauteur de distribution est réglable et peut être ajustée en fonction des dimensions de l'unité de fabrication 20 à approvisionner. Par ailleurs, le dispositif est équipé d'une unité centrale de commande 35, représentée sur la figure 7, comprenant des moyens de commande du moteur 25 permettant de déclencher la distribution d'un produit additif. 25 Avantageusement, l'unité centrale 35 comprend également des moyens de programmation permettant de choisir le nombre de produits à distribuer et/ou le délai d'exécution. Le procédé de distribution d'un produit additif selon l'invention est donc le 30 suivant : La charge d'additif, par exemple des fibres de renforcement, est dosée puis introduit dans la boîte 1 rigide empilable. Les produits ainsi obtenus sont 15 ensuite groupés par lot dans une enveloppe 13 ou par une bande de cerclage 36 afin de former un colis 12 facile à transporter. Par la suite, les colis 12 sont acheminés sur le site de l'unité de fabrication et 5 chargés à l'unité dans le magasin 18. Pour le mode de réalisation des figures 4a et 4b, lors de l'étape de chargement, la fenêtre amovible 15 formée dans l'enveloppe 13 du colis 12 est séparée du colis 12 afin de permettre le passage des produits via l'ouverture d'évacuation 10 16 qui coïncide avec l'ouverture 21 de passage d'un produit formée dans le magasin 18. Pour le mode de réalisation de la figure 11, la bande de cerclage 36 est retirée lors de l'étape de chargement. Le dispositif de distribution 17 est alors prêt à fonctionner et un opérateur pourra facilement commander la distribution des produits additifs vers la zone de production du matériau de construction en fonction des besoins. 20 Lorsque la commande de distribution est exécutée, le produit additif est acheminé vers la zone de mélange de la composition de matériau à l'intérieur de laquelle il est introduit. Lors du mélange du produit additif avec la composition de matériau de construction, la boîte 1 se dégrade et la charge d'additif 2 se disperse dans la composition. 20 REVENDICATIONS 1. Produit additif pour une composition de matériau de construction comprenant au moins une charge (2) et un élément de conditionnement caractérisé en ce que ledit conditionnement est une boîte (1) rigide empilable formée dans un matériau inerte et dégradable lors de son mélange avec ladite composition de matériau de construction. 2. Produit additif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boîte (1) io est sensiblement parallélépipédique. 3. Produit additif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une des parois (4, 5, 6a, 6b, 6c, 6d) de ladite boîte (1) est pourvue de moyens de renfort anti-écrasement (9, 10, 11) 15 permettant d'augmenter la résistance de ladite boîte (1) lorsqu'elle est soumise à une charge due à l'empilement de produits additifs similaires. 4. Produit additif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de renfort sont formés par des nervures parallèles (9, 10, 11). 5. Produit additif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite boîte comprend un corps (3), un couvercle (4) et des moyens de fixation (7a, 7b, 7c, 7d, 8a, 8b, 8c, 8d) du couvercle (4) sur ledit corps (3). 25 6. Produit additif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la boîte (1) comprend une paroi supérieure (5) et une paroi inférieure (4), l'extérieur d'au moins une desdites parois (4, 5) étant lubrifiée afin de permettre un mouvement de glissement dudit produit par rapport à 30 un produit similaire lorsqu'ils sont empilés. 7. Produit additif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le matériau inerte et dégradable est hydrofuge. 8. Produit additif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau dégradable est à base de cellulose. 9. Produit additif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la charge est composée de fibres de renforcement. 10. Colis (12) de produits additifs pour matériau de construction, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de produits additifs selon l'une des lo revendications 1 à 9. 11. Colis (12) de produits additifs selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une pile de produits additifs. 15 12. Procédé de fabrication d'un matériau de construction comprenant au moins une étape d'introduction d'au moins un produit additif selon l'une des revendications 1 à 9 dans une composition de matériau de construction et une étape de mélange de ladite composition.