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Perfectionnements aux constructions en béton armé.
On cherche depuis longtemps à obtenir,, dans les constructions en béton, à la fois l'isolement thermique et l'isolement acoustique des locaux par l'emploi de planchers, murs et cloisons conçus spécialement dans ce but. En générale on utilise des corps creux en béton léger ou en terre cuite servant de coffrage pour le béton, ou encore des coffrages métalliques formant des nervures dont on ferme les inter- valles par un faux plafond, l'air contenu dans les corps creux ou dans les intervalles des nervures devant jouer le rôle de matelas isolant. Or, l'expérience a prouvé que le matelas d'air, s'il est un excellent isolant au point de vue thermique, ne l'est pas au point de vue acoustique, en raison ,des résonances qui se produisent dans les corps et espaces
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creux.
Pour y remédier, on a songé à diviser le matelas d'air en petites cellules en bourrant les creux de matières insonores non compactes telles que les copeaux de liège et certaines matières fibreuses, mais le coût et les difficul- tésde réalisation de ce procédé ont entravé son développe- ment.
La présente invention apporte à ce problème de l'i- solement thermique et acoustique des constructions en béton une solution simple, efficace et économique. Elle consiste essentiellement à employer, pour la constitution des éléments de construction, une combinaison de béton cellulaire et de béton ordinaire intimement unis l'un à l'autre et disposés de préférence en couches alternées. Lespropriétés isolantes du béton cellulaire, dues à la multiplicité des cellules d'air qu'il renferme, sont bien connues, ,nais sa faible résistance n'a permis jusqu'ici de l'employer que pour édifier des cloi- sons n'ayant à supporter aucune sollicitation importante.
D'autre part, si le béton cellulaire s'oppose parfaitement à la transmission du bruit dans le sens longitudinal des parois qui en sont constituées, il n'en est pas de même en ce qui concerne la transmission transversale du son et, à ce point de vue, le béton ordinaire lui est supérieur. Par la réunion des deux sortes de béton dans les éléments de construction suivant l'invention, on assure à ceux-ci la résistance re- quise pour l'établissement des planchers, terrasses, murs et cloisons, en même temps que des propriétés d'isolement ther- mique et acoustique que ne possède aucun des matériaux iso- lants inorganiques proposés jusqu'8. présent et susceptibles d'être employés dans la pratique.
En outre, l'invention per- met de réaliser une sensible économie dans la construction,
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du fait qu'on peut utiliser, pour la partie en béton cellu- laire des éléments, des matériaux peu coûteux tels que des cendrées, du laitier etc, tout en réalisant un ensemble presqu'aussi résistant qu'avec des matériaux de choix.
Dans les planchers, hourdis, terrasses et autres éléments ayant à supporter des efforts de flexion, on obtient la résistance voulue, suivant l'invention, en disposant les couches de béton cellulaire et de béton ordinaire de telle manière que le béton cellulaire se trouve dans la zône de traction où les sollicitations sont équilibrées par les arma- tures, tandis que les efforts de compression sont supportés par le béton ordinaire. Des armatures convenablement choisies et disposées judicieusement dans l'une ou les deux sortes de béton renforcent avantageusement les éléments.
On emploie de préférence du métal déployé ondulé, à crochets et à nervures pouvant servir en même temps de coffrage, ou du treillis cé- ramique ou encore des armatures en fers ronds, mais dans ce cas elles sont agencées de manière à éviter le glissement des fers dans le béton cellulaire, c'est-à-dire ancrées, soudées ou autrement assemblées aux armatures de la partie en béton ordinaire des éléments, ou enrobées dans une couche de béton ordinaire.
Les éléments peuvent être monolithes, c'est-à-dire établis sur place à l'endroit qu'ils doivent occuper dans la construction, ou bien moulés d'avance sous forme de hourdis, blocs, dalles, plaques etc. Ils peuvent être plats ou nervu- rés, établis sur poutrelles métalliques ou sur tous autres supports, massifs, tubulaires ou évidés, les deux sortes de béton étant dans chaque cas réparties au mieux pour assurer , d'une part l'isolement thermique et acoustique le plus complet
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possible et d'autre part la résistance requise des éléments.
Différentes forces d'exécution de ceux-ci sont représentées titre d'exemple sur les dessins annexés, dont toutes les figures sont des vues en coupe.
Les Figs. 1 à 4 montrent des fragments de hourdis plats monolithes composés essentiellement d'une couche de bé- ton cellulaire 1 servant d'isolant longitudinal et placée dans la zone de traction du hourdis, et d'une couche de béton ordinaire 2 servant d'isolant transversal, placée dans la zô- ne de compression à la. partie supérieure du hourdis et occu- pant environ un tiers de l'épaisseur totale de celui-ci.
Sur la Fig. 1, l'armature consiste en métal déployé
3 noyé dans la surface inférieure du béton cellulaire 1 et recouvert d'une couche d'enduit protecteur 4. Sur la Fig. 2, elle est formée de fers ronds 5 placés dans une seconde couche de béton ordinaire 6 en-dessous du béton cellulaire 1. TJne armature spéciale en fers ronds 7, soudée à l'armature en fers ronds 8 de la couche de béton ordinaire 2 pour éviter son glissement dans le béton cellulaire 1, renforce ce dernier dans les hourdis des figs. 3 et 4. Elle est ancrée par des fers transversaux 9 (Fig. 3) ou dans un retour 10 du béton ordinaire aux extrémités du hourdis (Fig. 4).
Les Figs. 5, 6 et 7 représentent des éléments de hourdis plats moulés d'avance qui peuvent se poser sur ossa- ture métallique ou sur ossature en béton armé. 1 et 2 dési- gnent de nouveau la couche de béton cellulaire et celle de béton ordinaire qui travaillent en tension et en compression, respectivement; 3 sur les Figs. 5 et 6 est l'armature en métal déployé, treillis ondulé ou treilliscéramique qui ren- force le béton cellulaire et, sur la Fig. 6, est relevée en 12 de chaque côté de l'élément pour protéger ses flancs. En
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outre, l'élément de la Fig. 6 comporte deux armature de fers ronds, l'une 8 placée dans le béton ordinaire 2 et l'autre
13 posée dans le béton cellulaire 1, sur l'armature 3. Sur la Fig. 7, des fers ronds 5 sont noyés dans une couche in- férieure de béton ordinaire 6.
Les hourdis plats monolithes établis sur poutrelles métalliques 14 que représentent les Figs. 8 à 13 comportent également une couche de béton cellulaire 1 travaillant en tension et une couche de béton ordinaire 2 supportant les compressions. Leurs armatures sont constituées par du métal déployé ou treillis 3 (Fige 8) ou par des fers ronds 5 noyés dans une couche inférieure de béton ordinaire 6 (Fig. 9) ou encore par des fers ronds 7 ancrés le long des poutrelles
14 à des fers transversaux 9 (Fig. 10) ou dans du béton or- dinaire 15 enrobant des poutrelles (Fig. 11).
Dans le cas de la Fig. 12, l'armature de métal déployé 3 repose sur les en- robages 15 des poutrelles et dans le cas de la Fig. 13 elle est posée directementsur les ailes supérieures des poutrelles, tandis que dans les autres cas ce sont les ailes inférieures de celles-ci qui supportent la charge.
On a représenté sur les F'igs. 14 à 17 une série de hourdis nervurés monolithes, chaque figure montrant dans sa moitié gauche un exemple d'exécution et dans sa moitié droi- te un autre exemple, sauf la Fig. 16 qui est consacrée tout entière à un seul exemple. Ces hourdis, à l'exception du der- nier, comportent de nouveau une couche supérieure de béton ordinaire 2 dans la zône de compression et une couche infé- rieure ou médiane de béton cellulaire 1 dans la zône de trac- tion. Tous possèdent à leur partie inférieure des nevures saillantes 16 en béton ordinaire renforcées par des armatures - de tension en fers ronds 19, et par des barres de compression
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18 dans la couche de béton ordina.ire 2, unies par des étriers 17.
Des barres d'encastrement 20 perpendiculaires aux barres 18 arment dans chaque cas la couche 2 de béton ordinaire, tandis que l'armature de la couche de béton cellulaire 1 com- prend du métal déployé ou treillis 3 avec éventuellement des barres crénelées 21 dans le sens perpendiculaire ou avec des fers ronds ou crénelés 21 (Fig. 14 gauche) qui sont alors enrobés dans une couche inférieure de béton ordinaire 6 (Fig. 14 droite), soit des fers 21 et 22 entrecroisés per- pendiculairement dans cette couche (Fig. 15 gauche) soit en- core du métal déployé ou treillis 3 employé seul et noyé au- dessus de la nervure 16 dans une bande de béton ordinaire 23 dans la zône d'encastrement (Fig.
15 droite), ou dans une extension 24 de la couche supérieure de béton ordinaire 2 rejoignant la nervure 16 à travers le béton cellulaire 1 (Fig. 16). Sur la Fig. 17 gauche, le béton cellulaire 1 se trouve sous la couche de béton ordinaire enrobant les arma- tures 18 et 20, et sur la Fig. 17 droite la couche de béton cellulaire 1 se trouve au-dessus de la couche de béton ordi- naire 2 qui, dans les deux cas, enrobe les armatures de fers ronds 20.
Une particularité intéressante est représentée dans les deux exemples de la Fig. 17: c'est une bande de béton cel- lulaire 25 recouvrant la face inférieure des nervures de béton ordinaire 16 et permettant de clouer facilement le plafond au hourdis au moyen de clous enfoncés dans ce béton cellulaire qui s'y prête bien et possède, vis-à-vis du bois généralement employé dans le même but, l'avantage d'être imputrescible'et indéformable.
Les hourdis nervurés, au lieu d'étre monolithes, peuvent être composés d'éléments moulés d'avance tels que ceux
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que montre la Fig. 18 (gauche et droite) où les mêmes chif- fres de référence désignent les mêmes parties que sur les figures précédentes, 3a désignant un plafond en métal dé- ployé cloué au béton cellulaire 25.
Il est également possible de faire des hourdis monolithes dans lesquels les nervures ou poutres 16 en bé- ton ordinaire sont noyée dans le béton cellulaire 1 au lieu d'être saillantes. Les Figs. 19 à 21 montrent trois exemples de hourdis ainsi conçus. Sur la Fig. 19, les poutres noyées
16 sont séparées de la couche de béton ordinaire supérieure
2 et reposant sur l'armature de treillis ou métal déployé 3 du béton cellulaire 1, tandis que sur la Fig. 20 elles adhè- rent au béton ordinaire 2 mais sont séparées de l'armature 3 et que, sur la Fig. 2le elles sont séparées tant du béton or- dinaire 2 que de l'armature 3. Des éléments moulés d'avance pourraient être établis suivant les mêmes principes.
Les hourdis monolithes et composites décrits ci-des- sus sont massifs. Suivant l'invention, on peut également les faire creux pour profiter des avantages que présente le mate- las d'air au point de vue de l'isolement thermique, de la lé- gèreté et de l'économie de matériaux, tandis que la disposi- tion du béton cellulaire et du béton ordinaire en couches alternées de part et d'autre du creux ou d'un même côté de celui-ci atténue fortement ses inconvénients au point de vue de l'isolement acoustique. Les Figs. 22 à 30 représentent di- verses formes d'éléments tubulaires ou profilés, destinés à la construction de planchers ou hourdis creux.
Dans l'élément tubulaire de la Fig. 22, la paroi inférieure et les deux parois latérales sont faites de-. béton cellulaire 1, tandis que la paroi supérieure est en @
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béton ordinaire 2. Dans celui de la Fig. 23, les parois latérales seules sont en béton cellulaire 1, les parois su- périeure et inférieure étant toutes deux en béton ordinaire
2. L'élement creux de la Fig. 24 comporte également des parois latérales en béton cellulaire 1, mais ses parois supérieure et inférieure comprennent chacune une couche de béton cellu- laire 1 du côté intérieur et une couche de béton ordinaire 2 du côté extérieur.
Dans chaque cas l'armature.comprend des barres 26 faisant le tour de l'élément et ancrées à des bar- res transversales 27 dans le béton ordinaire 2, ou reliées par des ligatures 28 à du treillis métallique 29 ou à des barres spéciales ne glissant pas dans le béton cellulaire 1 (Fig. 22).
Les éléments des Figs. 25 et 26 sont en forme d'U renversé. Le premier comprend une paroi supérieure en béton ordinaire 2 et deux parois latérales en béton cellulaire 1 auxquelles sont clouées des plaques 30 en béton cellulaire renforcées par du métal déployé 3. La paroi supérieure du second est composite, étant formée d'une couche supérieure de béton ordinaire 2 et d'une couche inférieure de béton cellu- laire 1 faisant corps avec les parois latérales en même ma- tière, sous lesquelles est cloué un plafond en métal déployé 3a. Dans les deux cas les barres d'armature 26 sont cintrées en forme de U renversé. Sur la Fig. 25 elles sont ancrées à des barres transversales 27 dont celles du dessous sont en- robées de béton ordinaire 2a intercalé dans le béton cellulai- re 1 des parois latérales.
Du treillis ou métal déployé 29 épouse l'armature 26 dans l'élément de la Fig. 26.
La forme des éléments des Figs. 27 à 29 est en double T. En juxtaposant ces éléments comme le montrent les figures,
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on obtient sensiblement le même effet que par la juxtaposition des éléments tubulaires. Dans les trois exemples représentés, l'âme du T est en béton cellulaire 1, armé d'étriers 17 qui sont ancrés à des barres transversales 18, 19 logées dans les ailes supérieure et inférieure du T, respectivement. Sur la
Fig. 27, les deux ailes sont en béton ordinaire 2; elles sont faites partie en béton ordinaire et partie en béton cel- lulaire 1 sur la Fig. 28 tandis que sur la Fig. 29 l'aile supérieure est en béton ordinaire et l'aile inférieure en béton cellulaire.
Cette dernière comporte une armature 29 en treillis ou barres spéciales ne glissant pas dans le béton cellulaire, à laquelle les barres 19 sont fixées par des ligatures 28. Des barres transversales 27 et des barres d'en- castrement 20 arment le béton ordinaire 2.
Les éléments de la Fig. 30 ont la forme d'U couchés ou de moitiés de 1 et on les juxtapose alternativement dans un sens et dans l'autre pour obtenir les creux du plancher.
Leur moitié supérieure est en béton ordinaire 2, leur moitié inférieure en béton cellulaire 1 et ils comportent comme ar- mature des barres en U couché 26 ancrées à des barres trans- versales 27 dans le béton ordinaire et reliées par des liga- tures 28, dans le béton cellulaire, à une armature 29 en treil- lis ou barres spéciales. Quoiqu'on n'ait décrit et repré- senté que des éléments tubulaires ou profilés moulés d'avan- ce, parce que l'établissement de planchers ou hourdis creux monolithes serait moins aisément réalisables, il va de soi que les mêmes principes pourraient présider à l'établissement de pareils monolithes sans que l'on s'écarte de l'invention,.
Ainsi qu'on l'a dit ci-dessus, l'invention s'appli- ,que également aux murs et cloisons, soit monolithes, soit
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composés d'éléments moulés d'avance. Les uns et les autres peuvent être constitués comme le montrent les Figs. 31 à 35 soit d'une couche médiane de béton cellulaire 1 flanquée de deux minces couches 2 de béton ordinaire ou d'un enduit tel que le plâtre (Fig. 31) ou bien de deux couches de béton ordinaire 2 plus épaisses et armées (Fig. 35), soit d'une couche de béton cellulaire 1 et d'une couche de béton ordi- naire 2 (Fig. 32), soit encore d'une couche de béton ordinai- re 2 flanquée de deux couches de béton cellulaire 1 (Figs.
33 et 34). Comme armatures on doit employer du métal déployé ou treillis 3 dans le béton cellulaire 1 (Fig. 31) et à la limite du béton cellulaire 1 et du béton ordinai- re 2 (Fig. 32). Dans le béton ordinaire 2 (Fig. 33), on peut employer des fers ronds 31 enrobés dans la couche médiane de béton ordinaire (Fig. 34) ou dans les couches extérieures de ce béton (Fig. 35).
Enfin, la Fig. 36 montre un élément moulé d'avance pour cloisons, murs etc., qui consiste en une dalle de béton cellulaire 1 dans les tranches de laquelle est inséré un en- cadrement de métal déployé ou de treillis 32 enrobé de ciment ordinaire 2 qui fait le tour de la dalle et assure sa résis- tance. Cette dalle étant poreuse permet la respiration des Murs, cloisons etc. qui en sont composés.
Il ressort des exemples décrits ci-dessus que l'in- vention peut recevoir un grand nombre d'applications sous des formes très différentes, toujours dans le but de réaliser l'isolement thermique et acoustique, et on comprendra qu'elle n'est pas limitée à ces exemples ni aux détails d'exécution décrits et représentés. De même, elle n'est limitée à aucune composition particulière de béton ordinaire ni de béton cel- -lulaire, bien qu'on préfère employer du béton cellulaire na-
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turel, à base de lave volcanique ou de terre cuite légère concassée ou encore de laitier léger ou de cendrées.
- REVENDICATIONS -
1.- Eléments de construction en béton armé tels que hourdis, planchers, murs, cloisons, dalles, plaques etc., mololithes ou composés d'éléments assemblés, caractérises en ce qu'ils sont constitués de béton ordinaire et de béton cellulaire intimement unis l'un à l'autre.
2. - Eléments de construction suivant la revendica- tion 1, caractérises en ce que le béton ordinaire et le béton cellulaire sont disposés en couches alternées.
3.- Eléments de construction suivant la revendication
2, caractérisés en ce que le béton cellulaire est disposé dans la zone de traction des éléments soumis à des efforts de flexion, tandis que le béton ordinaire est placé dans la zône de compression.