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La présente invention a trait à la construction de radiers, de routes, de pistes d'envol et analogues en béton, appelés ci-après " radiers " pour plus de commodité.
Les radiers de béton sont généralement construits ' en posant un conglomérat de béton fraîchement préparé sur une base plate préparée, entre des parois de soutènement latérales qui peu- vent avoir une nature temporaire (par exemple des planches de bois!; on laisse ensuite le conglomérat de béton faire prise en une masse
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solide dure.
La base peut consister en sol naturel, en mâchefer, en briquaillons, en gravier, en plaques ou'en un lit de béton ayant précédemment fait prise.
Pendant le processus de la prise, le béton subit des modifications chimiques complexes, connues sous le nom de hy- dratation, et ces modifications s'accompagnent d'une contraction physique. En outre, le béton subit,.à l'état solide, des modifica- tions des dimensions lorsqu'il est soumis à des changements de température ou de teneur en humidité.
Par suite des frottements entre le radier et sa base, qui varient grandement pour différentes matières de base, mais qui sont souvent voisins d'un coefficient de frottement de
1,0, les mouvements du radier sont gênés, avec le résultat que des tensions de traction indésirables s'établissent dans le béton.
Ces tensions ont pour effet de surcharger le radier de béton avec ce résultat que le radier est davantage susceptible de se rompre sous la charge.'En outre, pendant les premières pha- ses de la prise, la résistance à la traction du béton est faible et si les tensions de traction dues à la résistance de la base au - mouvement du radier dépassent la résistance à la traction, le bé- ton se rompt et il s'y produit des fissures incontrôlables.
Dans les cas où la base est faite d'un matériau granulaire, tel que le gravier ou le mâchefer, les mouvements lon- gitudinaux du radier, dus à la dilatation et à la contraction, donnent lieu à la dilatation, donc au réarrangement, du matériau granulaire, de sorte que le radier n'est plus supporté de manière égale sur toute sa longueur. La dilatation donne lieu à une défor- mation indésirable du radier.
On connaît le procédé consistant à disposer une couche intermédiaire de bitume ou de papier entre le radier et sa base, pour réduire le frottement entre le radier et sa base. Avec
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une telle couche intermédiaire, le coefficient effectif de frot- tement entre le radier et sa base est de l'ordre de 0,5 à 0.6.
On connaît aussi le procédé consistant à disposer une seule feuille de plastique, telle qu'une feuille unique de polyéthylène entre un radier de béton et sa base,.pour empêcher la perte d'humidité par absorption par la base pendant le proces- sus de la prise. Dans ce cas, le coefficient de frottement effec- tif entre le radier et la base est soit le coefficient de frotte- ment entre le radier et le polyéthylène, soit le coefficient de frottement entre le polyéthylène et la base : celui des deux qui. est le plus bas. Ce coefficient effectif de frottement est de l'ordre de 0,7 à 0,8.
Le but de la présente invention consiste à proposer un moyen perfectionné de réduction du coefficient de frottement entre un radier de béton et sa base.
Selon la présente invention, on propose un procédé de construction d'un radier de béton posé sur une base, dans lequel le coefficient effectif de frottement entre le radier et la base est sensiblement réduit, procédé qui comprend les opérations consis- tant à couvrir la base d'un assemblage de feuilles comptant au moins deux feuilles de matériau pelliculaire polymère solide, dans lequel le coefficient de frottement entre au moins-deux des feuil- les voisines est sensiblement inférieur au coefficient de frotte- ment entre le béton et la base, et ensuite à poser un conglomérat de béton fraîchement préparé sur l'assemblage de feuilles et à laisser le conglomérat de béton faire prise.
Les deux feuilles voisines peuvent être de matériaux pelliculaires polymères identiques ou différents.
L'assemblage de feuilles peut comprendre deux ou plusieurs pellicules de polyéthylène séparées, placées ensemble ou, de préférence, peut comprendre une certaine longueur de tube de polyéthylène aplati, et alors les parois internes contiguës du tube'
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sont aptes à glisser l'une sur l'autre de la même manière que deux feuilles voisines séparées de polyéthylène.
Le coefficient de frottement entre le béton et la base peut être déterminé en cherchant la force minimum requise pour amener une dalle plate de béton durci à glisser sur la base.
Cet essai peut être convenablement effectué en posant la dalle sur la base, en attachant une balance à ressort à la dalle et en ap- pliquant une force dans une direction horizontale, par l'intermé- diaire de la balance à ressort. La lecture de la balance à ressort est faite lorsque la dalle commence à glisser, et, en divisant la lecture.par le poids de la dalle, on obtient le coefficient de frottement voulu.
Le coefficient de frottement entre le béton et les bases connues est ordinairement d'environ 1,0 et rarement moins de 0,6.
Puisque le coefficient effectif de frottement entre le radier et sa base est le moindre coefficient 'de frottement en- tre deux quelconques des surfaces de glissement possibles, le mou- vement relatif du radier par rapport à la base a effectivement lieu entre les feuilles voisines de l'assemblage de feuilles.
Dans une forme préférée de l'invention, le coeffi- cient de frottement entre au moins deux des feuilles voisines d'un matériau pelliculaire polymère solide ne dépasse pas 0,25 et est, de préférence, d'environ 0,1.
Un assemblage de feuilles préféré consiste en deux feuilles d'une pellicule de polyéthylène ayant un coefficient de frottement face à face ne dépassant pas 0,25.
Un certain type de polyéthylène qui, à cause de son procédé de fabrication, est connu sous le nom de polyéthylène gran- de densité faible pression,, peut être extrudé en pellicules ayant un coefficient de frottement face à face d'environ 0,2. Toutefois, un polyéthylène d'usage plus courant, connu sous le nom de polyéthylène
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faible densité haute pression, donne des pellicules ayant un coef- ficient de frottement face à face d'environ 0,6.Ces pellicules sont fort difficilès à manipuler, à cause du glissement difficile entre des pellicules adjacentes et, par suite de cela, lors de la fabrication de telles pellicules de polyéthylène aux fins commer- ciales, telles que l'emballage et l'empaquetage, on a coutume d'in- corporer un agent de glissement, au polyéthylène, avant son extru- sion en pellicule,
afin de réduire le coefficient de frottement face à face de la pellicule à environ 0,25.
Une pellicule de polyéthylène ayant un coefficient de frottement face à face encore plus faible, convenant pour em- ploi dans l'assemblage de feuilles selon la présente invention, peut être obtenue en incorporant au polyéthylène, avant l'extru- sion, un agent de glissement convenable, dont des exemples figu- rent dans le tableau suivant
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<tb> Coefficient <SEP> de <SEP> frot'
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<tb> tement <SEP> face <SEP> à <SEP> face
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<tb> Ether <SEP> de <SEP> polyéthylène-gly-
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<tb> col-alkyl-aryle <SEP> tel <SEP> que
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<tb> celui <SEP> vendu <SEP> sous <SEP> le <SEP> nom <SEP> de
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<tb> " <SEP> Texofor <SEP> F5 <SEP> " <SEP> 1,0 <SEP> 0,16
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<tb> Ether <SEP> de <SEP> polyéthylène-gly-
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<tb> col-alkyl-aryle <SEP> tel <SEP> que
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<tb> celui <SEP> vendu <SEP> sous <SEP> le <SEP> nom <SEP> de
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<tb> " <SEP> Scurol <SEP> 0 <SEP> " <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0,
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<tb> " <SEP> 0,050 <SEP> 0,20
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<tb> lui <SEP> vendu <SEP> sous <SEP> le <SEP> nom <SEP> de
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<tb> " <SEP> Catafor <SEP> 06 <SEP> " <SEP> 0,2 <SEP> 0,23
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L'épaisseur de la pellicule de polyéthylène, desti- née à entrer dans l'assemblage de feuilles, n'a pas. une importance critique, bien que, si la pellicule est trop mince, il y a possi- bilité qu'elle soit arrachée lorsqu'on étale le coulis de béton.
Aux fins de la présente invention, une pellicule de polyéthylène d'une épaisseur de 0,0015 pouce convient bien. Ainsi, lorsqu'on emploie des tubes aplatis de polyéthylène, ayant une é- paisse= de paroi de 0,0015 pouce, l'assemblage de feuilles a une épaisseur de 0,003 pouce.
La largeur de l'assemblage de feuilles dépend de la largeur de la base à couvrir et de la largeur du matériau pellicu- laire polymère en feuille qui peut être commodément manipulée en pratique.
Lorsque le tube aplati de polyéthylène est employé, une largeur comprise entre 5 et 6 pieds convient bien. Dans le cas où la largeur de la base dépasse cette.largeur, l'assemblage de feuilles peut être posé en bandes, disposées côte à côte, avec un recouvrement marginal d'environ 3 pouces, pour assurer que la base soit complètement couverte.
Dans les phases initiales de la prise, la résistan- ce d'un radier de béton augmente rapidement, mais la vitesse de l'augmentation de la résistance diminue avec le temps; jusqu'à ce que la résistance finale soit atteinte après bien des mois. En pratique, on envisage habituellement la résistance requise après 28 jours de prise et l'on choisit les proportions de ciment, d'agré gat et d'eau, requises pour produire cette résistance, dans des tables telles que " Road Notes ? 4 ", réd%éespar le Directorate of Scientific and Industrial Research et publiées par Her Majesty's' Stationery Office.
Puisque la résistance à la traction du béton est difficile à mesurer en pratique, il est habituel de définir la ré- sistance du béton en tant que résistance à la compression, obtenue
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en déterminant la force requise pour écraser un cube standard de béton. La résistance à la traction du béton est d'environ un di- xième de sa résistance à la compression.
Pour un radier de béton construit pour avoir une résistance à la compression d'environ 5.000 livres anglaises par pouce carré après 28 jours de prise, la résistance du radier à la compression après 24 heures de prise est de l'ordre de 1. 000 li- vres anglaises par pouce carré, c'est-à-dire qu'il a une résistan- ce à la traction d'environ 100 livres anglaises par pouce carré.
Pendant les premières 24 heures de prise, un radier de 45 pieds de longueur et de 6 pouces d'épaisseur se contracte d'environ 0,075 pouce et, en supposant que le coefficient de frot- tement entre le radier et sa base soit de l'ordre de 0,5, comme ce serait le cas d'une base de mâchefer couverte d'un papier im- perméable, la tension de traction établie dans le radier, due à la résistance de la base à la contraction du radier, est de l'or- dre de 100 livres anglaises par pouce carré au centre du radier.
Ainsi, il y a une possibilité bien distincte de la rupture incon- trôlable du radier de béton. Toutefois , en réduisant le coefficient de frottement entre le radier et la base, en disposant un assembla ge de feuilles selon la présente invention, les tensions de trac- tion établies dans le radier par la résistance de la base sont ré- duites et le danger d'une rupture incontrôlable est écarté.
L'exemple qui suit est un exemplespécifique du pro- cédé de construction d'un radier de béton selon la présente inven- tion.
EXEMPLE.
Trois lits d'assiette, à parois latérales formées ,par des planches de bois, furent préparés ; chacun avait 12 pieds sur 2 pieds ; sur chaque lit furent placées six dalles de pavage d'une grandeur de 2 pieds sur 2 pieds, leur côté rugueux vers le haut, pour former une base de 12 pieds sur 2 pieds.
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La base du premier lit fut couverte d'un tronçon de tube aplati de polyéthylène, ayant une épaisseur de paroi de 0,001 pouce et ayant un coefficient de frottement face à face'de 0,13, fait de polyéthylène contenant 0,075 % d'octadécénamide en tant qu'agent de glissement.
La base du second lit fut couverte d'une seule feuille de polyéthylène d'une épaisseur de 0,003 pouce, ayant un coefficient de frottement face à face de 0,4 au contact d'une feuille semblable.
La base du troisième lit fut laissée non couverte.
Pour estimer le coefficient de frottement entre une dalle de pavage et le béton, une dalle de pavage de béton pesant 98 livres anglaises, le 'côté rugueux en contact avec la base, fut posée sur la base et attachée à une balance à ressort. La balance à ressort fut tirée dans une direction parallèle à la base et la lecture était de 66 livres anglaises au moment où la dalle commen- ça à se déplacer. Ainsi, le coefficient de frottement entre les dalles était de 66/98 = 0,67.
Les matières suivantes furent alors mélangées pour former un conglomérat de béton choisi pour avoir une résistance à la compression de 2. 750 livres anglaises par pouce carré après 28 jours de prise : 1 partie en poids de ciment Portlànd,
10 parties en poids d'agrégat comprenant 67,5 % de ballast de rivière d'une grosseur de 3/4 de pouce à 1/8 de pouce et 32,5 % de sable vierge de riviè- re de la qualité connue sous le nom de Zone 1,
0,75 partie en poids d'eau.
Le conglomérat fut posé sur la base de chacun des lits sur une profondeur de 2 pouces et laissé à faire prise.
Après une période de 24 heures, chacun des radiers fut inspecté; les tables standard renseignaient environ 630 livres anglaises par pouce carré pour la résistance du béton à la compres- sion ; c'est-à-dire que la résistance à la traction était de l'ordre
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de 63 livres anglaises par pouce carré.
Le radier du premier lit, construit selon l'inven- tion, ne présentait pas de fissure. Le radier du second lit avait une fissure et le radier du troisième lit avait deux fissures.
Pour estimer le degré d'adhérence entre chacun des radiers et leurs bases, une tentative fut faite de faire glisser la dalle terminale de sous chacun des radiers, en introduisant des coins entre la dalle terminale et sa voisine.
Dans le cas du premier radier, la dalle fut dépla- cée d'un pouce sans dommage. Dans le cas du second radier, la dal- le se rompit après un déplacement d'un quart de pouce et, dans le cas du troisième radier, la dalle se rompit sans déplacement appré- ciable de la dalle.
, En supposant que le degré de l'adhérence de la dal.- le à l'assiette était le même dans les trois cas, lesbservations ci-avant indiquent que le degré de l'adhérence du radiar à la base était la moindre pour le radier construit selon l'invention et la plus grande dans le cas du radier posé directement sur la base de - dalles .
Un des avantages de la construction d'un radier se- lon la présente invention est que les radiers de béton, ayant des résistances inférieures à la compression, peuvent être posés sur des bases semblables, avec un risque de fissuration grandement ré- duit pendant les premières phases de la prise. Ainsi, dans le cas où il était nécessaire antérieurement de calculer un radier à ré- sistance accrue, afin d'assurer que sa résistance à la traction pendant les premières phases de la prise ne soit pas faible au point de donner lieu à une fissuration incontrôlable, l'emploi du procédé selon la présente invention permet d'utiliser un béton d'un résistance à la compression plus faible, ce qui donne lieu à une économie de ciment.
Dans les radiers de grande longueur,.la pratique est de provoquer la formation de fissures à intervalles prédéter-
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minés, afin de former un espace entre les tronçons successifs de radier, pour permettre la dilatation et la contraction thermiques.
Cette fissuration réglée est ordinairement provoquée en disposant des barres de forme triangulaire sur la base, à des intervalles choisis, avant de couler le conglomérat de béton. Ainsi, en dimi- nuant le coefficient de frottement entre le radier et la base, par l'utilisation d'un assemblage de feuilles selon l'invention, le radier a une plus grande liberté de mouvement pendant la contrac- tion, la tendance à la production de tensions locales, donnant lieu à une fissuration indésirable incontrôlable, est réduite, et la fissuration réglée, en des points prédéterminés, est facilitée,
Un autre avantage de la construction d'un radier selon la présente invention est que le radier est apte à subir dès- modifications dimensionnelles, dues aux changements de la tempéra;
ture ou de la teneur en humidité, avec une tendance réduite à la production de tensions locales indésirables dues à la résistance au mouvement, dû aux frottements entre le radier et la base. Il s'ensuit qu'un tel radier est susceptible de résister aux varia- tions climatiques sans détriment, dans une mesure plus grande que les radiers construits selon la pratique antérieure.
En outre, lorsque la base comprend un matériau gra- nulaire, la réduction du coefficient de frottement entre le radier et la base par la présence de l'assemblage de feuilles, réduit la tendance des mouvements du radier à déranger les granules, et les effets indésirables dus à la dilatation sont sensiblement suppri- més.
Bien que la pellicule de polyéthylène ait été dé- crite comme un matériau pelliculaire polymère convenable pour em- ploi dans l'assemblage de feuilles, d'autres matériaux polymères pelliculaires, ayant un coefficient de frottement face à face con- venable, peuvent être employés et, par exemple, le polytétrafluor' éthylène et le chlorure de polyvinyle.
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Le matériau pelliculaire peut avoir une stabilité autonome ou constituer un revêtement d'un matériau de base conve- nable, tel que le papier par exemple.
REVENDICATIONS
1. Procédé de construction d'un radier de béton po- sé sur une base, dans lequel le coefficient effectif de frottement entre le radier et la base est sensiblement réduit, procédé qui comprend les opérations consistant à couvrir la base d'un assem- blage de feuilles comptant au moins deux feuilles de matériau pel- 'liculaire polymère solide, dans lequel le coefficient de frotte- ment entre au moins deux des feuilles voisines est sensiblement inférieur au coefficient de frottement entre le béton et la base, et ensuite à poser un conglomérat de béton fraîchement préparé sur l'assemblage de feuilles et à laisser le conglomérat de béton faire prise.