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M E M O I R E DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
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BREVET D'' I N V 'E N T T 0 N Auguste GODITIABOIS, "Procédé et dispositif pour la préparation de béton".
L'invention concerne un procédé nouveau-et les dispositifs capables d'appliquer ce procédé - en vue de donner au béton, entre autres une résistance à la compression etune maniabilité non encore atteintes à l'heure actuelle.
Malgré les innombrables études et essais sur la composition des bétons effectués depuis de nombreuses années par les Laboratoires de tous pays, malgré les soins apportés au choix, au triage, au lavage et à l'ensilage des matériaux, malgré aussi les grands probes réalisés dans la technique de la fabrication même des ciments on est obligé de constater que l'écart entre les qualités physiques de la pierre de qualité et le béton est encore relativement très grand.
En effet, si le porphyre de Quenast par exemple atteint couramment une résistance à la compression de l'ordre de 2000 à 2200 Kgs/cm2, la résistance à la
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compression d'un béton confectionné à l'aide de concassés de ce même porphyre ne dépasse guère 900 à 950 Kgs/cm2 après un an d'âge. L'examen des procédés de fabrication des bétons a permis de se rendre compte des principales raisons de cet écart. En effet, à l'origine le béton constitué par un mélange de pierre, sable et ciment était simplement coulé dans des moules ou dans des coffrages en bois. Le dosage empirique en eau rendait ce béton extrêmement poreux et peu résistant.
Les premières améliorations ont porté sur les compositions granulométriques en sorte que le rapport C/E (ciment par rapport à l'eau) s'est précisé pendant que les moyens mécaniques de fabrication se perfectionnaient, Néanmoins, il a fallu attendre de nombreuses années avant de produire des bétons dont la résistance était de l'ordre de 200 à 250 Kgs/Cm2
Par l'apport de la technique nouvelle basée sur les effets de la micro-vibration découverte et industriellement adaptée par le .Laboratoire de Cinématique de Bruxelles le béton s'est franchement écarté de ses normes anciennes et est apparu sous la forme d'un matériau nouveau intermédiaire entre le béton ancien etla pierre de qualité naturelle mais dont les oualités physiques se rapprochent beaucoup plus de cette dernière que du prèmier;
c'est ce matériau nouveau qui forme l'élément de base actuel des grands ouvrages modernes. On a pu, par l'examen scientifique des effets de la micro-vibration sur chacun des constituants de l'aggloméré pierreux, déterminer d'une manière péremptoire les éléments du problème. De cette manière en soumettant les composants d'un béton à l'influence de générateurs spéciaux engendrant des micro-vibrations à haute fréquence et d'intensité réglable on a atteint une compacité extrêmementélevée élevant la résistance à la compression à des valeurs comprises entre 850 et 9UO kgs/Cm2. A partir de ces moyens nouveaux on a espéré appro cher de plus en plus les qualités propres de la pierre naturelle.
Il est néanmoins surprenant de constater que malgré une telle compacité réduisant les vides à 3 %, la résistance de
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l'aggloméré ne subit plus aucune augmentation. Cette anomalie a été 4 la base d'une longue suite de recherches et d'essais ayant pour but de définir la relation liant la compacité à ,la résistance à la compression. Et ainsi a été révélé la déficience du liant non pas quant à la qualité des--cimente employés,mais bien des phénomè- nes qui se produisent au cours de la transformation du liant pour atteindre à un système cristallisé stable.
On sait en effet que, quel que soit le genre de ciment considéré, la qualité finale du liant dépend des conditions de son hydratation dont l'aboutissement par une cristallisation progressive, est la transformation com- plète du système hydraté instable en un système hydraté stable.
Cet aboutissement explique le rôle que joue dans la prise et le ' durcissement d'un liant la dissolution préalable de tous les constituants anhydres. la formule de Peret R = K (e 2. qui exprime la c + e + a' relation qui donne la résistance du liant, suppose l'hydratation complète des particules de ciment. Cette relation n'est donc correcte qu'à la seule condition d'assurer à chaque grain son eau de cristillisation. Autrement dit, pour rendre ce grain actif il est rigoureusement indispensable de répartir uniformément la quantité d'eau au prorata de la nature du ciment. Cette ré- partition est pratiquement très difficile à réaliser si l'on tient compte notamment de l'énorme surface spécifique que re- présentent les grains de ciment - de l'ordre de 1800 cm2 en moyen- ne pour un gramme de ciment.
Le demandeur a confectionné un grand nombre de blocs d'essai à partir de constituants semblables et dans les mêmes conditions et il lui a ainsi été possible de se rendre compte de l'inégalité systématique de l'hydratation.
Une quantité importante de particules reste absolument inactive ou bien s'hydrate à retardement même si la quantité d'eau est largement suffisante. Il résulte également de ces expériences que les différences de résistances relevées dans les cuves d' épreuve fabriquée par des moyens identiques sont pratiquement
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proportionnelles aux déficiences de l'hydratation uniforme des grains de ciment. En d'autres termes, on a constatéque la ré- sistance de l'éprouvette est d'autant plus grande que l'hydrata- tion des grains de ciment est plus complète.
Ces expériences et les constatations auxquelles elles ont amené sont à la base du procédé nouveau, objet de la présente invention, en sorte que par l'application industrielle de ce pro- cédé il est possible d'atteindre systématiquement des qualités toutes nouvelles de béton utilisable dans les quantités et selon les moyens usuels. donc
Ce procédé nouveau vise/essentiellement à assurer une hydratation aussi complète que possible des éléments constituant le liant. Ce résultat ne peut être atteint par l'usage actuel des moyens généralement utilisés sur les chantiers ou en atelier.
En effet, les appareils connus tels que bétonnière, malaxeur, mélangeur et autres sont incapables, dans leur usage actuel, d'as- surer une hydratation rationnelle étant donné qu'on y introduit à la fois dans un même récipient les différents constituants du béton et que l'on procède simplement à un mélange grossier dont les inconvénients sont révélés par les résistances relativement basses constatées aux essais.
Le présent procédé s'oppose donc au procédé général ancien en ce que, au lieu d'introduire à la fois tous les éléments du béton dans une cuve unique, on procède à une préparation du liant avant de le mélanger à la pierraille. Cette préparation a pour but essentiel d'assurer une hydratation forcée et complète de toutes les particules du liant avant le mélange du liant aux éléments poreux ou autres formant en quelque sorte le squelette du béton.
A cet effet, on peut, selon un processus préféré, prati. quer comme suit : a) on mélange intimement les composés du liant, généralement du à sec, ciment et du sable,/tout en maintenant ces matières en salta- tion de façon à les désaérer avant d'introduire l'eau de ga-
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chage préférablement sous une forme pulvérisée; b) le liant ainsi préparé est déversé dans la cuve contenant les éléments constitutifs du squelette du béton; c) on mélange intimement tous ces ingrédients dans de telles con- ditions qu'on assure un enrobage total par le liant des élé- ments à agglomérer.
Contrairement donc à la pratique usuelle dans la préparation du béton on procède en deux phases distinctes, la première visant la préparation du liant et la seconde la préparation définitive du béton.
On peut appliquer ce procède extrêmement simple, dans ses phases successives à l'intervention d'un matériel également simple dont la mise en oeuvre peut être très diverse. En effet, on peut ou bien procéder dans des appareils distincts indépendants les uns des autres ou bien dans une installation complète assurant un travail échelonné, les déplacements de produits étant dament réglés d'un appareil à l'autre. Une telle installation est schématisée à la figure 3 annexée.
Elle comporte en principal une cuve 1 dans laquelle sont déversés les constituants du liant - généralement du sable de ciment - à intervention d'une benne mécanique 2. Cette cuve offre la caractéristique d'être équipée d'un vibrateur préférablement du type Vibrogir à résultante unidirectionnelle. Cette cuve est surmontée d'une distribution 4 d'eau pulvérisée alimentée par un réservoir 5, à l'intervention d'une pompe 6. Une deuxième cuve '? est placée sous la première cuve 3. et reçoit le liant dûment préparé venant de cette dernière et les éléments pierreux formant le squelette du béton, lesquels matériaux sont déversés, par exemple, par une benne mécanique 8. Le béton ainsi . achevé dans la cuve '7 est évacué, par exemple, dans des chariots 9.
Tous les organes mobiles peuvent être commandés à l'intervention d'un seul moteur 10, qui entrai-ne la pompe 6, le vibrateur 3 et la poulie de commande 11, Cette dernière, par les pignons
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dentés 12, 13, entraîne l'axe 14 des bras mélangeurs de la cuve 7; la même poulie 11, à l'intervention d'une courroie 15, entraine une deuxième poulie 16, laquelle actionne l'axe 17 des bras mélangeurs de la cuve à l'intervention des pignons coniques 18, 19.
Cette installation complète et relativement simple permet d'appliquer rationnellement le procédé de l'invention moyennant un débit qui peut être important et sans aucune difficulté ni con- trariété dans l'organisation d'un chantier.
Malgré l'extrême simplicité du procédé nouveau, on atteint des résultats vraiment surprenants, critère d'une originali- té certaine. En effet, le demandeur a expérimenté des éprouvettes fabriquées, à partir de matériaux identiques, respectivement selon les procédés connus et selon le procédé de l'invention, et il a constaté une augmentation de résistance dans les secondes éprouvettes allant de 40 à 45% des chiffres anciennement atteints. En outre, il est incontestable que le béton fabriqué selon l'invention présente une maniabilité vraiment surprenante dépassant de beaucoup la manEbilité constatée dans les meilleures préparations connues.
On doit évidemment comprendre l'application du procédé, objet de l'invention, à tous les agglomérés généralement quelconques utilisant un liant formé de ciment et de sable ou évidemment de composants équivalents ou subordonnés aux mêmes phénomènes physico-chimiques de prise. Egalement il est possible d'introduire ce procédé dans toutes installations appropriées tant en chantier qu'en atelier.
REVENDICATIONS .
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