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"Structure de bâtiment, moyens et Procédé pour sa fabrication.".
La présente invention concerne une structure en béton armé à auto-contrainte d'une dimension convenable pour l'oc- cupation par un être humain,ainsi qu'à des moyens et un procédé pour sa fabrication, La structure fait appel à du béton expansé
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et comprend au moins deux parois adjacentes formant une jonction marginale ou de coin et comportant un réseau d'armature pratique- ment continu s'étendant à travers les parois et soumis à une con- trainte de tension par la dilatation du béton, de telle sorte que l'armature maintient la masse tout entière de béton, y compris ladite jonction, sous compression.
Le procédé de fabrication implique l'établissement de moules destinés à définir les parois et la jonction de la structure, la mise en place d'une armature d'un type liant le béton à un moment précoce au cours du cycle d'expansion du bétonsous la forme et 'd'un réseaux/la coulée de béton h expansion dans la cavité établie par les moules ou les coffrages avant que l'expansion effective ne survienne, puis en permettant au béton de se dilater pour mettre l'armature sous tension et le béton sous compression,
Les moyens de fabrication comprennent un jeu coopérant de moules ou coffrages agencés pour une manipulation sur une surface de travail sousjacente pour la coulée de la structure, les moules comprenant des moules internes aisément retirés et des moules exté- rieurs,
des moules sélectionnés pouvant être libérés afin de se dé- placer par rapport à la surface de travail sousjacente afin de per- mettre la dilatation du béton.
La présente invention fait appel à un béton expansé qui contient des ingrédients l'amenant à se dilater ou à croître pendant une période critique s'étendant depuis quelques heures jusqu'à quelques jour!-.. Ln dilatation est utilisée pour soumettre l'arma- ture intérieure à un effort de tension, tout en soumettant le béton à un effort de compression.
Des exemples de compositions de ciment qui produisent un béton expansé du type convenable pour l'utilisation avec le présent procédé seront trouvés dans les brevets aux Etats-Unis d'Amérique n 3.155.526, 3,? si ,701 et 3.303,037, au nom d'alexander
Klein. Il a par exemple été découvert grâce à des essais effectués
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par T.Y.
Lin et Klein, tels que rapportésdaiis le 1'.A.'C"I..Journnl" proceedings" 'Volume 60 n 9 septembre 1963, pages 11'87 - 1218, que des corps en béton de forme simple peuvent Être façonnés avec du béton sous contrainte hautement expansée si le béton est coulé autour d'acier d'armature 'et que le béton est convenablement lié à l'acier avant qu'une dilatation appréciable n'ait lien,
Le corps de béton résultant est maintenu en compression par l'ar- mature et cette dernière est placée sous tension. qui
Du béton expansé/est utile pour la mise en oeuvre dons la présente invention peut également être préparé à partir de ciments du type Portland décria dams un article de Klein et Troxell ;
, sous
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le titre '"Studies of Calcium Sulfcaluminate Admixtur:es for Expansive Cements", publié dans " ASTM volume 58, pages 986- 1008 (1958), ou. il peut être du type mis au point par le technicien français lossièr et la compagnie française asscied Poliet et Chausson.
Les ciments Lossier-Poliet et Chausson sont décrits de façon très détaillée par LaFuma dans un article, portant le titre "Expansîve Cements" apparaissant dans les rapports du "Third In- ternational Symposium -on the Chemistry of Cement", Londres, 1952, pages 581-597. La pumz avait pour opinion que les ciments Lossier-
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Poliet et Chausson ne contenap3s Je l'a1umino-sulfat rle calc3alm, mais au contraire ils contenaicot un mélange de sels (voir la page 584).
Les ciments des brevets Klein contiennent un composé anhydre particu- lier, l'aluminsoulfate de calcium, dont la for.mule peut. être exprimée
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sous la forme {CaO)4 {A1203' 803 ou (Ca0 (Al03) CaS04'" Vo3r à ce sujet également Halstead il Moore" "'.J"...AI'plierl Chemist.1'Y", volume 12, pages 413-417 (1962) et Fuk'uda, 1',JoUJI'n111 of 'cwa-nm3,c Assvciàfiiionxi Japan", 69 1961.
Ces derniers ciments (dénonméx ei-aprus "iimeaits Xl.i1l11!' sont préférés. Ils contiennent, en 1Plus;lumÎ'l:lOsulf:lt.'C' de c,alci'11m
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également de la chaux (CaO) et du sulfate de calcium et c'est ce complexe qui constitue l'agent d'expansion effectif lorsque le . ciment le contenant est mélangé avec des agrégats minéraux!et de l'eau et que le mélange est laissé à reposer et à faire prise.
Ce complexe peut être préparé séparément et mélangé au ciment Portland. Par exemple, des pierres non broyées de ce complexe peuvent être broyées conjointement avec du ciment Portland non broyé ou bien le complexe broyé et les pierres de ciment broyé peuvent être mélangés ensemble.
D'une autre façon, la charge pour un four à ciment peut éti,e proportionnée de telle sorte que le produit final soit un ciment Portland complet contenant les silicates de calcium essentiels pour le ciment Portland et contenant également le complexe aluminosulfate de calcium - CaO- CaSO4 des brevets Klein, D'au- très points à noter concernent le fait que le béton peut être compen- sé pour la contraction (c'est-à-dii,e que le béton ne se dilate pas mais -qu'il ne se contracte pas non plus) ou il peut être à effet d'expansion, c'est-à-dire qu'il subit une nette expansion. Le fait qu'un ciment soit exempt de contraction'ou offre une expansion dé- pend de la proportion du complexe d'expansion.
Pour les buts de la présente invention, l'on utilise des ciments dilatables. Le terme "dilatable"tel qu'utilisé ici signifie une expansion nette.
A la fois les ciments à contraction compensés ,(sans contraction) et les ciments dilatables des brevets Klein produisent en fait du béton qui subit une contraction de séchage, celle-ci est compensée, dans le cas du ciment à compensation de la contraction, où elle est surcompensée dans le cas des ciments dilatables. Dans le premier cas, l'expansion provoquée par le complexe aluminosulfate de
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calcium - CaO. compense la contration de séchagµ)dans le dernier cas elle provoque une surcompensation et entraîne une expansion au total, C'est cette dernière variété de ciment qui est envisagée suivant la présente invention et à laquele le l'on applique l'expression "expansé" ou "dilatable".
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Bien nue J\.es c::iinut'1!lrtts lUeiÍ.1m 5Oi. 1h*é±ée+as emmm .fu#üi précédemment, d Il autres ciments a1::ii.J1.artta1b.TI.es Penimut 1t1f'e Mt Les seules exi1Iii peur les ewmemttsb 1II1itil:ii.sés I5II1Üi.wall11ttt la invention est ignai.7L SID11ID:ii.15Se'1I!rtt; Une espauutiL II!l mette ú1Il11l eMmmfaB clic la prise et du seeBMase et que 7l."eap,s.nonu dit; mu c Jr'1f'e eiE ' une amplitude tels IIJI1IIlJle]Jle exerxde lIV11!Ie for=* l!IiIW1fiIJL lIQ!IUr' dja9ffl organes dl al"ll\1aitlllUl"e emm meiler c7l.a,ü.ouu JP1C!I>Ull!1" (dtaat'm.Ë.e')! smi#mtt étirés et placés souu.<;; tüomm, emt mettant par. le 1hxéttmm en cOI8press:iÍ.on.. ce type de it; fl été ddmmmrd JW:
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lorsqu'Im.1 se it!r'ClOOl1We 1JI 1JDS 1lIJ1ID.e tE<!an)!pe#asii.<!Nm i!1 1l.#" J1# béton est prait:ii.f4lUllt!1l1l !'lmit :iÍ.m1J!IXI!'lt'nné; 1l :n.e .il 2"eaàttt auDJ.'II!I1!B:ÎÎ. 1brli.#nn <q]ID.l1I ID# aMtRS fluides, à moins bien emlit#u1hm. que #:etIDX-c:ii. ne ]r#asBaa9)n<t e9flhnOLqnwment avec le béton taméfls que - , c7l..aiü.auu p##a&dtas lW1 <!!JleIrtain degré- de p<B]F<msjL'<t et, /HmJ1JDS i!;;euns:ii.0IID., fil est JIt1#1tlle 1B11.I!!i1I!!X;iiTh>Jl.e de contonir des :tf:ii.SSl1ll1t"eS GII1t;aunrtt SâII gams3i.if.." ].,Ir(!1.Ul antérieure de stj'TmctmnFeSB de tiIJCtt:ii.CII!1!Il soms it#m'llrllCllUl JPXID#UI.IIl\!:: et préalable a éitan1l li les J!IICOmJ1I J1"eI!DX avamrtages de -tt:#illJl.C\!$ s4tmm&WW%w a'oae, lJl1."ft.;
mr(t apn omm pxmïsse B@3 SI1.1T\V#llir'" aumim tentative n"a été effalt,us ]lIKIIJI1111t" 'I!JrttJlJl.:iiJ1" 7Le EttbaMm etwguuasê mi à auto#comtT'atimte J!OOD1UIlt" la) coma-->m de s<t:trm<Eihm]F#ai #J11"eW. m trois dimensions camqpile's#'s! tei5ÉÎ çme des lb3tïmeoefs mrnt Ilm:ii:tt:#
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de ceux-ci.
Parmi les buts de la présente invention, l'on rencontre donc en premier lieu l'établissement d'une structure de bâtiment ,ou d'un composant structural de celui-ci, un procédé pourra fa- ., brication et des moyens pour sa fabrication, qui font appel à en tension du béton expansé pour mettre sous contrainte élastique/un réseau d'armature interne ¯¯¯¯¯¯¯¯ non seulement à travers chaque paroi, mais en particulier aux jonctions ou coins entre les parois, de telle sorte que le béton à travers toute la structure finie est maintenu sous compression et constitue une unité monolithe unique,
En second lieu, un but est d'offrir une structure de bâtiment ainsi que des moyens et un procédé pour sa fabrication comme indiqué précédemment,
qui peut comprendre dans sa forme de réalisation la plus simple deux parois associées sous un angle ou des formes de réalisation plus complexes comprenant des parois et -un plafond ou un plancher, ou encore les.deux, ou même plusieurs locaux avec des portes, des fenêtres et d'autres ouvertures, sui- vant les désirs.
Un troisième but est d'offrir une structure de bâtiment ainsi que des moyens et un procédé pour sa fabrication comme indi- qué précédemment, avec lesquels les parois peuvent être excessive- ment minces non seulement sans perte de solidité, mais en fait avec une solidité accrue le long des axes suivant lesquels les charges principales sont imposées, par exemple avec une épaisseur de l'ordre d'un pouce et demi à deux pouces, par comparaison avec des murs ou parois en béton normal comparables qui ont une épaisseur de l'ordre de 6,8et 10 pouces, en réalisant par conséquent un gain important en poids et en prix de revient des matériaux, tout en procurant une structure plus solide.
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Un quatrième but est d'offrir une structure de bâtiment ainsi que des moyens et un procédé pour sa fabrication avec lequels la structure résultante, bien que constituant une grande unité de construction avec plusieurs chambres ou locaux, est suffisam- ment légère et largement assez solide pour permettre la fabrication à l'endroit d'une usine et l'expédition jusqu'à un point d'utilisation.
' Un cinquième but est d'offrir des moyens et un procédé pour-fabriquer une structure de bâtiment, dans lesquels les moules ou les coffrages requis pour définir la structure sont mis en place avec l'armature installée entre eux et, en particulier, s'étendant autour des jonctions entre des parois associées sous un angle et avec les châssis de fenêtre ou de porte, s'il y en a, fixés en place, après quoi le béton dilatable est coulé et soumis à des vibrations pour remplir tous les vides, de préférence avant que le béton n'ait subi sa prise initiale ou établi une llaison efficace avec l'armature;
ensuite, après l'apparition de la prise initiale et de.la liaison initiale dans une mesure telle que le béton est auto-portant mais avant qu'une dilatation appréciable n'ait cu lieu, une partie au moins des moules sont retirés du béton ou sont dé- gagés , après quoi on laisse le béton se dilater avec une retenue minimum par les moules ou coffrages; mais sous la commande de l'armature, jusqu'à ce que le cycle de dilatation soit achevé ou presque achevé et la structure Résultante est alors suffisamment solide pour son enlèvement des moules et son transport.
Un sixième but est d'offrir une structure de bâtiment ainsi que des moyens et un procédé pour sa fabrication, avec lesquels la structure résultante peut comprendre un plafond et un plancher aussi bien que des parois ou murs avec des ouvertures de fonêtre et de porte appropriées, le tout formant une unité monolithe, les parois agissant en tant que poutre d'épaisseur appréciable, avec pour
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résultat que la structure de bâtiment peut être aisément soulevée et transportée en bloc et placée sur des piliers convenablement situés, aucune autre fondation n'étant requise.
Un septième but est d'offrir une structure de bâtiment ainsi que des moyens et un procédé pour sa fabrication, qui peuvent être particulièrement appliqués, toutefois sans y être limité, pour résoudre les problèmes de l'habitation à bon marché sans sacrifier la qualité, la structure résultante étant exceptionnellement solide, résistante au feu et aux tremblements de terre, et aisément entretenu:dans un état propre et sanitaire et capable de supporter un usage dur et même exagéré, le tout sans sacrifier l'apparence.
Un huitième but est d'offrir des moyens pour la fabrication de structures ou éléments constitutifs de bâtiment du type indiqué précédemment, qui comprennent des moules ou coffrages/coulée de parois supportés verticalement par rapport à une surface de travail sousjacente de telle sorte que l'on puisse couler les murs ou parois puis, après qu'une prise initiale soit survenue, des moules sélec- tionnés peuvent être aisément retirés afin de permettre un mouvement de translation des parois par rapport à la surface de travail, afin de permettre ainsi une dilatation libre du béton, à l'exception des limitations imposées par son armature interne.
Un dernier but est d'offrir des moyens pour la fabrica- tion de structures de bâtiment comportant des murs ou parois dé- finissant plusieurs chambres ou locaux, qui comprennent des moules de coulée de murs ou parois, dont certains au moins sont prévus pour un déplacement de translation par rapport à une surface de travail sousjacente et qui, en particulier, comporte des moules ou coffrages définissant les surfaces internes de chaque local,
Ces moules étant agencés spécialement pour pouvoir être écartés rapidement des surfaces des murs ou parois.
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D'autres détails et particularités de l'invention res- sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans les- quels :
La figure 1 est une vue en plan schématique d'une structu- re de bâtiment produite par le procédé de l'invention, avec les .....-murs ou parois vu en coupe transversale.
La figure 2 est une vue en coupe transversale schématique suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe partielle à grande échelle considérée dans le cercle '3 à la figure 1.
La figure 4 est une vue en coupe à grande échelle partiel- le suivant la ligne 4-4 de la figure 1, préalablement à la coulée du béton, tout en illustrant les moules et l'armature.
La figure 5 est une vue en coupe partielle à grande échel- le suivant la ligne. 5-5 de la figure 1, préalablement à la coulée du béton et illustrant les moules et l'armature.
La figure 6 est une vue en coupe partielle à grande écel- le suivant la ligne 6-6 de la figure 3.
La figure 7 est une vue en coupe partielle à grande écel- le considérée dans le cercle 7 à la figure 2, préalablement à la coulée du béton et illustrant les moules et l'armature.
La figure 8 est une vue en coupe partielle en bout, il- lustrant les moules extérieur et intérieur utilisés pour la fabri- cation de la structure de bâtiment, pratiquement suivant la ligné
8-8 dans la figure 1.
La figure 9 est une vue en coupe partielle à grande échel- le illustrant des coins se faisant face des moules intérieur et extérieur correspondants dans la région du cercle 3 de la figure
1 et illustrant l'armature en place.
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La figure 10 est une vue en coupe transversale schématique analogue à la figure 2, illustrant les parties supérieures des moulos ou coffrages ineternes et illustrant également un procédé grâce auquel des dalles de plancher peuvent être coulées.
La figure 11 est une vue en coupe partielle à grande échel. le considérée dans le cercle 11 de la figure 10.
La figure 12 est une autre vue en coupe partielle à grande échelle considérée dans le cercle 12 de la figure 11.
La figure 13 est encore une autre vue partielle à grande échelle considérée dans le cercle 13 de la figure 11.
La figure 14 est une vue en coupe partielle analogue à la figure 12, illustrant le bouchon temporaire utilisé pour la .coulée d'un trou recevant un goujon.
La figure 15 est une vue en coupe partielle considérée dans le cercle 15 de la figure 10, illustrant un bouchon typique coulé dans une dalle de murs ou de parois de façon à réaliser une ouverture pour la réception d'une armature de dalle de plancher,
La figure 16 est une vue en coupe partielle à grande échelle considérée dans le cercle 16 de la figure 10 et illustrant 'la construction de la poutrelle de chéneau.
La figure 17 est une vue en perspective partielle il- lustrant une jonction de coin typique ou entre deux murs, un mur et le plafond ou un mur et un plancher en une pièce.
La figure 18 est une vue schématique sui.vant le plan
18-18 de la figure 17.
La figure 19 est une vue schématique suivant le plan 19-19 de la figure 18.
Une structure de bâtiment typique faisant partie de la présente invention comprend des dalles de mur ou de paroi 1 faites de béton armé et constituant à la fois les parois extérieures
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et intérieur de la structure de bâtiment. Les dalles de paroi 1 sont réunies par une dalle de plafond ou de toiture 2, également faite de béton armé, Comme défini plus en'détail ci-après, les dalles de paroi 1 et la dalle de plafond et de toiture 2 sont coulé- es simultanément de 'façon à former une,unité monolithe et du béton dilatable conjointement avec une armature agencée spécialement est utilisé de telle sorte que la totalité du béton dans la structure résultante se trouve; sous compression tandis que l'armature est sous tension.
Dans les locaux ou chambres de la structure de bâtiment, la dalle de plafond et de toiture 2 est munie d'une couche d'isolant 3, de préférence une matière plastique rigide en mousse, protégée sur sa face inférieure par un revêtement 4, tel qu'un revêtement de plâtre. Chaque local de la structure de bâtiment est muni d'une dalle de plancher 5 en béton armé, reliée aux dalles de mur ou ' de paroi 1 au voisinage de leurs extrémités inférieures.
Les dalles, bien que faites de béton armé, sont relative- ment minces, elles ne doivent pas a,voir plus d'un pouce trois quarts d'épaisseur. L'armature est de préférence constituée par un treillis métallique en acier 6 à haute solidité, agencé suivant un dessin de grillage, comme indiqué dans les zones vue en coupe aux fi- gures 1et 2. Le dessin en grillage est également utilisé dans la dalle de plafond et de toiture 2, aussi bien que dans les dalles de plancher .,5.
Afin de connecter l'armature à l'intérieur des dalles de plancher 5, les écrous de liaison d'armature 7 sont soudes au treillis d'armature 6 des dalles de paroi ou de mur 1 en des à endroits appropriés et sont agencés de façon à s'associer/des goujons de liaison 8 qui chevauchent l'armature ou sont reliés à l'armature à l'intérieur des dalles de plancher 5, .
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A l'origine, des bouchons 9 recouvrent les écrous de liaison 7, comme représenté à la figure 14, de telle sorte que les goujons de liaison d'armature 8 peuvent être introduits après la coulée des dalles de plafond et de toiture et des dalles de mur ou de paroi 1. De même, des bouchons de part en part 10 sont introduits dans des endroits appropriés afin que le grillage d'armature de plancher dans les différents locaux puisse être connecté à travers les dalles de mur ou de paroi 1.
La plupart des coins internes entre les dalles de pla- fond et de toiture 2 et les dalles de paroi 1, entre les dalles de paroi 1 associées sous un angle et entre les dalles de plancher
5 et les dalles de paroi 1 sont établis avec de relativement ou congés grands arrondis/de coin 11, comme représenté aux figures 1,2 et 3, qui constitue une partie intégrante des dalles. Les arrondis de coin 11, en particulier ceux formant les coins extérieurs de la structure de bâtiment et ceux reliant la dalle de plancher et de toiture 2 et les dalles de paroi 1, sont munis de barres d'armature
12. Le grillage d'armature 6 est lié aux barres 12 ou bien il est prolongé autour de celle-ci, ou encore des sections adjacentes du grillage sont amenés à se chevaucher.
La dalle de toiture et de plafond 2 s'étend horizonta- lement au-delà des dalles de paroi extérieur 1 afin de former des poutrelles de chéneau 13s'étendant sur toute la périphérie -(le la maison. Chaque poutrelle de chéneau 13, représentée au mieux à la Figure 16, est'munJc de barres d'armature 14.
Etant donné qu'il est prévu que la structure de bâtiment puisse être soulevée et transportée, la dalle de plafond et de toiture 2 est munie de goujons de levage 15 en des emplacements appropriés, qui sont ancrés fermement par rapport à l'armature en ces endroits,
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Les diverses ouvertures dans la structure de bâtiment, comme par exemple les ouvertures de fenêtre et de porte, sont définies par des châssis métalliques rigides 16 et 17, respectivement, comme indiqué plus particulièrement aux figures 4 et 5.
Ces châssis peuvent être faits de profilés angulaires ou en U et le grillage d'armature est soudé ou fixé d'une autre façon à ceux-ci, Par conséquent, les dalles de paroi ou de mur 1 agissent en tant que poutres offrant une grande rigidité dans des plans verticaux. La structure de bâtiment est par conséquent extrêmement rigide et peut être supportée en un minimum de points; par exemple, la structure de bâtiment peut être supportée uniquement à ses coins, comme par exemple les cinq coins illustrés à la figure 1.
A la place de fondations dans le sens courant, l'on utilise des piliers en béton armé verticaux 18. Préalablement à la mise en place de la structure de bâtiment, des puits de profondeur convenable sont ouverts dans le sol et les piliers 18 y sont coulés.
Les piliers 18 comprennent des montants de coin 19 s'étendant vers le haut et les coins de la structure de.bâtiment sont munis de douilles correspondantes 20. Un coulis 21 appliqué à travers des lumières de remplissage 22 assure l'ancrage de la structure de bâtiment par rapport aux piliers 18, comme représenté à la figure 6.
Une forme des moyens pour la fabrication de la structure de bâtiment comprend des moules ou coffrages extérieurs 23, qui comportent des plaques 24 faites de préférence de tôle métallique.
Les plaques 24 sont doublées par des nervures de raidissement 25, s'étendant verticalement, qui peuvent être obtenues par pliage de la tôle métallique et les nervures sont à leur tour soutenues par des 'poutrelles horizontales 26, comme représenté à la figure 9,
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Les moules ou coffrages extérieurs 23 sont reliés aux d' ,coins par des moyens/interverrouillage 27, comme représenté à la figure 9, et ils sont fixés ensemble par des éléments de fixation séparables 28, tels que des boulons et des écrous, Les moules ou coffrages extérieurs 23 sont muhis sur leurs zones marginales supérieures de prolongements horizontaux et vers le haut, afin de constituer les moules ou coffrages de chéneau 29.
Pour retenir les zones marginales supérieures des moules extérieurs 23 contre un évasement, les moules extérieurs opposés sont reliés par des poutrelles de chevauchement 30 comportant des supports dirigés vers le bas 31. Les zones marginales inférieures des moules extérieurs 23 sont munies d'ailes 32 qui sont reliées par des éléments de fixation séparables 33, tels que des boulons et des écrous, à une dalle de support sousjacente
34.
Un moule intérieur 35 est prévu pour chaque local ou chambre de la structure de bâtiment, comme représenté aux figures
8 et 9. Chaque moule ou coffrage intérieur comprend quatre moules latéraux 36, comportant chacun des plaques 24, des nervures de 25 raidissement/et des poutrelles 26, d'une façon semblable à celle des moules extérieurs 23. En outre, les extrémités de chaque moule latéral 36 sont muni de montants de coin en biseau ou triangulaire
37. Les montants de coin des moules adjacents définissent entre eux une fente ou encoche qui se rétrécit légèrement dans le sens vers l'extérieur par rapport aux moules. A l'intérieur de chacun de ces espaces est ajusté un moule ou coffrage de coin 38 qui peut être en forme de U avec des parois latérales divergent légèrement.
Le moule de coin 38 est façonné de façon à mouler un arrondi de coin
11.
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Les moules latéraux 36 et les moules de. coin 38 peuvent être fixés par des éléments de fixation séparables, tels que des boulons et des écrous, de telle sorte que les moules latéraux 36 puissent être repoussés vers l'intérieur sur une distance limitée grâce à un déplacement vers l'intérieur des moules de coin 38,
Pour un déplacement plus rapide des moules de coin 38, un cylindre 39 avec des étriers latéraux 40 peut être connecté par des,goupilles 41 à des équerres 42 présentant des fentes 43. Une tige de piston 44 s'étend à'partir de chaque cylindre 39 et est reliée à une barre transversale 45 prévue dans le moule de coin correspondant 38.
Des éléments de crochet 46 sont fixés aux moules de coin 38 de façon à limiter le déplacement vers l'extérieur et d'assurer l'interverrouillage avec les moules latéraux 36. Les moyens de piston peuvent être utilisés dans chacun des quatre coins des moules intérieurs 35 ou peuvent être placés dans des ne coins situés en diagonale et, dans certains cas, ils/doivent être que prévus/dans un seul coin, suivant la forme du local ou de la chambre à mouler à l'aide du moule ou du coffrage. Sur.le sommet des moules latéraux 36 sont montés des moules de coulée de plafond 47. Les zones marginales supérieures des moules intérieurs 35 sont tailles en biseau afin de former un congé 11.
Etant donné qu'il est désirable de pouvoir pénétrer dans les moules intérieurs 35, des ouvertures d'accès 48 sont prévues dans les zones des ouvertures de fenêtre et de porte appropriées de la structure de bâtiment.
Préalablement à la coulée de la dalle de plafond et de toiture 2 et dos dalles de paroi ou de mur 1 de la structure de bâtiment, les châssis de fenêtre et de porte 16 et 17 sont fixés en place entre les moules et encadrent les ouvertures d'ac- cès 48. Les côtés des moules ou coffrages intérieurs 35 sont munis
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à leurs extrémités inférieures d'allés internes 49 fixées par des éléments de ixation séparables 50, tels que des boulons et des écrous, à la dalle sousjacente ou de support 34.
Comme exposé de façon plus détaillée dans les brevets Klein précités n 3. 155.526, 3.251.701 et 3. 303.037, du béton dilatable peut avoir une composition telle que l'on obtienne le degré d'expansion désiré, depuis une expansion juste suffisante pour compenser le retrait habituel qui survient avec le béton classique, jusqu'à une expansion importante suffisante pour placer les fers qui y sont noyés sous le degré de tension désiré.. La dilatation commence immédiatement lors du mélange du béton avec l'eau; toutefois, l'expansion effective ou retenue commence alors que la prise initiale survient et qu'une liaison initiale apparaît entre' le béton et l'armature.
Pour préparer la coulée du béton, les- moules ou coffrages intérieurs 35 sont fixés en place progressivement et l'armature aussi bien que les châssis de fenêtre et de porte 16 et 17 sont mis en place,,puis les moules ou coffrages externes 23 sont fixés en position. Des couvertures d'isolant 3 sont placées sur les moules intérieurs 35, puis l'armature pour la dalle de plafond et de toiture 2 est mise en place.
Le béton dilatable est alors coulé. Des vibrateurs sont utilisés pour assurer l'écoulement du béton entre les moules et sous les châssis de fenêtre 16. Toutes les dalles de paroi 1 et la dalle de toiture et de plafond 2 sont,ainsi formée en tant que pièce coulée monolithe.
Au cours de la période initiale de dilatation effective et alors que le béton, grâce à l'armature, a engendré une solidité suffisante pour être autoportant, les moules ou coffrages intérieurs ot extérieurs 35 et 23 sont dégagés par rapport à leur surface de support 34, de telle sorte qu'alors que le béton continue à se dila-
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ter, les moules sont libres de se déplacer en fonction de cette dilatation. Pour faciliter ce déplacement, un lubrifiant peut être appliqué sous les moules. A ce sujet, une épaisseur de sable libre peut servir de lubrifiant ou de moyens réducteurs de friction.
L'armature joue un rôle important pour commander la dilatation du béton avec pour résultat qu'après la prise, le béton est soumis à des charges de compression optimum prédéterminées et que l'armature se trouve sous tension sans que son extension dépasse la limite d'élasticité de l'acier.
A cause de la dilatation commandée du béton, les moules ou coffrages intérieurs 35 tendent à se dégager automatiquement du béton, de telle sorte que la structure de bâtiment peut être soulevée à partir des moules. Ainsi, il n'est pas nécessaire dans tous les cas d'utiliser les moyens de retrait de moule de coin illustrés à la figure 9 ou de séparer les moules de coin 38 des moules latéraux 36, si ces organes sont boulonnés ensemble.
Toutefois, en retirant légèrement les moules, l'on facilite la liberté de déplacement de la structure de bâtiment coulée.
L'unité de bâtiment ainsi formée peut être empilée sur des unités de bâtiments semblables afin de produire une structure à plusieurs étages. Si on désire une structure à un seul étage, le moule de plafond peut être utilisé en tant que moule de plancher en soulevant l'unité de bâtiment à l'aide des goujons de levage 15, jusqu'à ce que les zones marginales inférieures des dalles de paroi ou de mur 1 soient au voisinage des extrémités supérieures des moules intérieurs 35, comme représenté à la figure 10. La structure de bâtiment est de préférence soulevée à l'aide de vérins, non représentés, de telle sorte qu'elle puisse être maintenue de façon stable dans cette position relevée pour permettre la coulée des dalles de plancher 5.
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Etant donné que le béton s'est dilaté librement par rapport aux moules ou coffrages intérieurs 35, un espace existe entre les moules et le béton comme représenté à la figure 13, Cet espace est fermé par des bandes d'obturation 51 faites de caoutchouc ou d'une matière analogue. Comme représenté à la figure 5, le grillage d'ar- mature 6 des dalles de plancher est placé dans chaque local ou chambre sur les moules intérieurs 35 et des liaisons d'armature 6b sont eoncées à travers les ouvertures 10a ménagées dans les parties inférieures des dalles de paroi ou de mur 1 et fixées à l'armature 6 ou placées : en mssociation chevauchante avec celle-ci.
Les dalles de plancher 5 sont alors coulées et leurs surfaces supérieures sont lissées à la truelle.
Le mélange dilatable utilisé pour la coulée de la dalle de plancher 5 est composé de façon à offrir une dilatation réduite ou bien une armature supplémentaire 6 est utilisée afin d'offir une retenue supplémentaire, de telle sorte que la légère dilatation qui survient n'applique pas une contrainte latérale dangereuse aux parois l'entourant de la structure coulée précédemment. Des parois au murs intérieurs tels qu'indiqués à la figure 7 sont soumis à des forces d'expansion opposée ou s'annulant clles mêmes engendrées par les dalles de plancher dans les chambres ou les locaux adjacents et empêche ainsi une dilatation perturbatrice des dalles de plancher.
Les parois extérieures peuvent être renforcées extérieurement par des appuis convenables, non représentés, de façon à contenir les dalles de plancher.
A titre de variante de l'utilisation des parties su- périeures des moules intérieurs 35 pour la coulée des dalles de plancher 5, la structure de bâtiment peut être soulevée complète- ment des moules ou coffrages intérieurs 35 et placée sur d'autres moules ou coffrages intérieurs identiques aux parties télescopiques des moules représentés à la figure 10. Dans ce cas, les moules primitifs sont libérés à une étape antérieure pour une
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réutilisation et la fuite entre les dalles de paroi 1 et les moules est sans importance. En tout cas, les moules de remplace- ment peuvent être faits légèrement plus grands pour compenser la dilatation antérieure du béton.
Une fois que la structure de bâtiment est achevée par la coulée des dalles de plancher 5, elle devient une structure particulièrement rigide qui peut être aisément transportée alors qu'elle est suspendue à partir des goujons de levage 15 ou alors qu'elle repose sur une surface sousjacente, A cause du fait que le béton est soumis à une compression, des fissures de dilatation n'apparaissent pas, de telle sorte que les parois extérieures et nt /-le toit sont imperméables à l'air et n'exige aucune couverture supplémentaire.
Etant donné que la structure de bâtiment est Mite en- tièrement de béton, il n'est pas nécessaire de prévoir un espace ouvert sous la dalle de plancher 5. Ainsi, la région située sous la dalle de plancher peut être obturée en recouvrant les zones marginales inférieures des parois latérales extérieures. Çle faisant, la région sous la dalle de plancher 5 forme un grand espace fermé qui peut être utilisé en tant que partie d'un système de distribution d'air chaud ou d'air froid à partir d'un appareil de chauffage ou de conditionnement d'air approprié. Dans ce cas, bien entendu, l'on donne au sol sousjacent un revêtement empêchant la formation de poussière.
Il convient de remarquer que préalablement à la coulée de la structure de bâtiment, des conduits appropriés 52 et 53 pour l'électricité, l'eau ou le gaz sont placés dans des zones qui deviennent ultérieurement les congés de coin II, comme suggéré à la figure 7.
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Il convient de remarquer qu'en établissant une poutrelle de chéneau périphérique relativement grande et rigide, le degré de retenue de la dalle de toiture et de plafond 2 est augmenté, ce qui permet une certaine latitude dans les caractéristiques d'expansion du mélange de béton, sans provoquer une dilatation au- delà des limites de conception,
Il convient en outre de remarquer que si on le désire, la proportion d'ingrédient dilatable dans le béton peut être telle que l'armature interne, y compris l'armature dans les poutrelles de la dalle de toiture et de plafond, ainsi que la retenue extérieure offerte par les moules ou les coffrages, peut empêcher toute dilatation appréciable du béton, tout en assurant cependant les Edrces de compression appropriées dans le béton.
Dans un tel cas, comme représenté à la figure 9, il est désirable de prévoir une possibilité de retrait ou de repli des moules intérieurs..
L'utilisation d'un béton précontraint chimiquement élimine les fissures et réduit matériellement la quantité de béton et d'armature d'acier requise, en remarquant qu'une épaisseur de paroi nominale dans la gamme d'un pouce et demi à deux pouces est fai- sable, tandis que les murs en béton armé classiques comparablesvont de six à dix pouces, De même, l'état précontraint assure que la toiture et les murs soient étanches à l'eau sans l'utilisation de matériaux de couverture ou de revêtements spéciaux,
Il est essentiel afin d'armer convenablement le béton, de placer toutes les parties du béton sous la retenue convenable et que l'armature 6 soit convenablement répartie. Une simple struc- ture essentiellement àcbux dimensions telle qu'une dalle n'ayant aucune épaisseur appréciable ne pose que peu de problème.
Un simple
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treillis d'armature s'étendant jusqu'aux limites de la dalle, .peut établir la retenue convenable.
Le problème devient beaucoup plus complexe lorsque la structure prend la forme d'une figure creuse à trois dimensions, telle que celle d'un bâtiment ou d'une unité de celui-ci avec plusieurs locaux ou chambres. La jonction entre deux parois associées sous un angle ou entre une paroi et un plafond ou un plancher et les jonctions plus complexes aux coins entre deux parois ou murs et le plafond doit être retenue de façon à maintenir l'intégrité et /la solidité du béton dans de tels jonctions.
La,retenue convenable est obtenue très efficacement à l'endroit d'une jonction mur à mur ou mur à plafond en prolongent le grillage d'armature 6 autour de la jonction ou du coin, comme représenté aux figures 3,7,9 et 16. La barre d'armature 12 améliore la solidité du coin; toutefois, la retenue convenable peut être obtenue avec le grillage seulement. En outre, la présence du congé
11 n'est pas requise pour obtenir la retenue convenable, mais améliore fortement la solidité de la colonne.
Afin d'assurer que le béton dans le congé soit convenablement retenu, il est désirable de placer un grillage en diagonale 6a, comme indiqué aux figures 3,
5,6 et 7, ou tout au moins de prévoir des fils d'armature horizon- taux,
Comme indiqué précédemment,
un but important de la présente invention est d'offrir une structure en béton monolithe d'une dimension convenable pour une habitation humaine et qui est constituée par au moins deux dalles qui se rencontrent mutuel- lement le long d'un bord afin de former une jonction et d'assurer que cette jonction soit solide et résistante aux fissures pendant l'utilisation après que la structure a été placée en position et tandis qu'elle est soulevée depuis l'endroit de sa fabrication
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et transportée jusqu'à son emplacement prévu.
L'invention concerne évidemment des structures monolithes plus complexes qui comprennent deux ou plus de deux sections de paroi ou de mur adjacentes et une dalle de plafond et/ou de toiture adjacente aux murs, Toutefois, l'invention dans son principe de base peut être illustres par une simple structure deux dalles telle, que représentée aux figures 17, 18 et 19.
La figure 17 est une vue en perspective partielle d'une jonction 54 entre deux dalles 1. Par exemple, la figure 17 représente un coin formé par deux murs, Ce coin est représenté sans congé mais peut en posséder un, comme illustré à la figure 3 des dessins.
Les deux murs 1 et le coin 54 sont coulés sous la forme d'une unité monolithe unique comme décrit précédemment et cette unité contient un treillis d'armature 6 qui est continu sur toute la longueur et toute la hauteur de chaque mur. De plus, cette continuité se poursuit sans interruption autour du coin 54. Comme indiqué, ce treillis d'armature est placé dans le moule ou le coffrage avant que le béton ne soit coulé et il est constitué par de l'acier ou une autre matière qui s'étire sous l'effet de la dilatation du béton pendant la prise et le séchage.
La dilatation du béton est isotropique, c'est-à-dire qu'elle se fait également dans tous les sens, sauf retenue.Par conséquent, le treillis 6 est placé sous tension verticalement et horizontalement et en tous les endroits le béton est soumis à une compression, à la fois horizontalement le long de chaque mur et verticalement comme représenté par les diagrammes de force des figures 18 et 19. Dans ces diagrammes, Fh désigne une force de compression horizontale et Fv une force de compression verticale.
A cause de la continuité du treillis 6 au coin 54 aussi bien que sur la longueur et la hauteur des murs 1, la structure en béton est placée uniformémemnt sous compression en tous les
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points, sans aucune rupture ou discontinuité bruque dans la compression en un point quelconque, tel que le coin 54. La compréssion est tri-axiale, elle est dirigée suivant la longueur de chaque mur
1 et elle également dirigée suivant la hauteur des murs et du coin
54. Bien évidemment, la force de compression exercée par une barre ou un fil d'armature sous tension diminuera avec la distance du béton par rapport à la barre ou au fil.Par exemple, elle serait inférieure aux surfaces des dalles 1 par rapport aux emplacements intérieurs voisins du treillis d'armature 6.
Toutefois, même cet effet peut être réduit en rendant les murs minces ou en utilisant des organes d'armature plus nombreux ou de plus grande ' dimension.
Il n'est pas essentiel, bien qu'on le préfère, que chaque organe d'armature horizontal (ou la majorité d'entre eux) s'étende de façon continue.d'un mur à l'autre, comme c'est le cas des barres horizontales 6 représentées à la figure 3. Une telle continuité peut être obtenue en recourbant les barres ou les fils autour des coins oucbs bords ou en soudant les extrémités entre elles. Une continuité pratique peut également être obtenue en prévoyant un chevauchement de barres ou de fils ou on les plaçant au voisinage immédiat l'un de l'autre, par exemple en association de rencontre. Dans un tel cas (chevauchement ou association de rencontre), chaque petit segment d'acier est sous tension et il main- tient le béton ad j acent sous compression.
Par conséquent, le résultat désiré de l'isotropie de compression (non pas une isotpoie idéale, mais une uniformité pratique de la compression sans discontinuités burspes)est assuré.
Comme indiqué précédemment, un coin tel que représenté en 54 peut également posséder des barres d'armature verticales telles que représentées en 12 aux figures3 et 6.
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L'on préfère que le béton formant une jonction entre deux murs ou entre un mur et un plafond et les régions adjacentes soit coulé en une fois ou tout au moins avant que la prise initiale ne soit survenue dans le béton dilatable coulé en premier lieu.' Ceci revient à dire que si une expansion appréciable quelconque du béton coulé en premier lieu d'un coté d'une jonction survient avant l'expansion du béton coulé en dernier lieu de l'autre côté de la jonction, une discontinuité peut se présenter, les conditions , indiquées aux figures 17, 18 ct 19 peuvent ne pas être obtenues et la jonction peut être fortement afaiblie.
que L'on préfère/toute la longueur d'une jonction soit coulée en une fois ou tout au moins avant que la prise initiale du béton versé en premier lieu ne soit survenue; toutefois, uno lacune dans la coulée du béton dilatable transversalement par rapport à une jonction n'est pas aussi sérieuse qu'une lacune dans la coulée du béton dilatable sur les côtés opposés d'une jonction.
Par exemple, un plus grand retard peut être toléré entre la coulée de la moitié inférieure des murs et celle de la moitié supérieure, par rapport , à ce qui peut être toléré entre la coulée des murs et celle du pla- fond,
La mise sous contrainte la meilleure et la plus uniforme du béton en compression et du réseau ou treillis d'acier d'armature en tension est obtenue si la totalité du béton est coulée avant que la prise initiale ne soit survenue dans le béton qui est coulé en premier lieu.
L'intervalle entre le mélange et la prise initiale et la liaison initiale entre le béton et l'armature peut être al- longé ou raccourci en modifiant les compositions du ciment et de ses ingrédlents produisant la dilatation.Une période optimum est d'environ cinq heures, mais cette période peut toutefois être
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prolongée jusqu'à douze heures ou plus.
Comme indiqué précédemment, les structures monolithes comprimées isotropiquement ainsi décrites peuvent être réalisées avec des murs minces et par conséquent elles ;peuvent être légères.
Cette légerté de poids et la solidité uniforme permettent de soulever les structures et de les transporter depuis un emplacement de construction pour être placées sur des fondations ou des piliers ou encore sur d'autres structures similaires déposées précédemment, sans fissuration ou rupture. Les bâtiments en béton ainsi établis sont solides et beaucoup moins perméables à l'humidité que du béton armé ordinaire.
Il convient de remarquer que tou ceci est réalisé sans exposition d'une armature quelconque. Par opposition, si des techniques de mise sous tension préalable ou postérieure étaient utilise s avec du béton classique, l'armature oa des éléments de tension devraient faire saillie à partir des bords de chaque mur, c'est-à-dire suivant deux directions dans chaque coin. Ceci serait exagérément onéreux et peu pratique, en particulier avec des murs d'une épaisseur de l'ordre de deux pouces seulement.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des;modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
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