Procédé de fabrication de pièces moulées en béton et outillage pour sa mise en oeuvre. On a déjà proposé, pour améliorer la qua lité finale du béton, plus spécialement pour des pièces de béton façonnées clans des morles, de conjuguer la vibration du béton irais et un serrage mécanique provoquant Lin tassement du béton et, grâce à des dispositifs appropriés, tels que des perforations fines, l'évacuation d'une partie de l'eau qui se trouve au sein du béton, ainsi que d'une par- lie (le l'air qui y est inclus.
Ce serrage néces site au moins un organe presseur mu par des moyens mécaniques dont le rapprochement par rapport au moule ou le gonflement com pense la diminution du volume du béton ré sultant du tassement des agrégats et de l'éva- çuation d'une partie de l'eau et de l'air.
Cette conjugaison de la vibration du bé ton frais et d'un serrage mécanique est coû teuse, car elle nécessite des organes presseurs particulièrement robustes, mus mécanique- nient on hydrauliquement et clé fonctionne ment compliqué et, lorsqu'il s'agit de pièces moulées, des moules lourds et onéreux.
En définitive, sauf dans des cas particu liers, ces procédés s'avèrent coûteux et clé faible rendement.
Or, on a trouvé que, sans avoir recours à ces moyens compliqués et à l'appareillage qu'ils nécessitent, on pouvait conjuguer de diverses tacons la vibration dii béton frais à ini serrage obtenu simplement et. économique- ment grâce à l'emploi de la pression atmo sphérique et à un essorage par l'action du vide. On arrive ainsi à augmenter l'efficacité des procédés de construction en béton et en béton armé et de fabrication de pièces mou lées en béton ou en béton armé, tout en amé liorant la qualité des produits obtenus.
A cet effet., la présente invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces moulées en béton, caractérisé par le fait que l'on soumet le béton frais à une vibration et qu'on crée une dépression dans le fluide interstitiel dans le but de produire un ser rage de la masse de béton par l'action exté rieure de la pression atmosphérique et tin essorage du béton. Dans ce qui suit, la dépression est appelée vide par commodité.
Pour produire ce serra , on peut utiliser un panneau mobile comportant une chambre d'essorage dans laquelle le vide peut être créé entre une paroi extérieure pleine et une paroi intérieure destinée à être en contact avec le béton et comportant de nombreuses perforations pour l'aspiration de l'eau et clé l'air; cette paroi est posée, par une partie ou la totalité de sa surface, sur la surface du béton;
l'action de la vibration conjuguée avec celle du vide peut, si le panneau est plan, exercer immédiatement un serrage du béton, et. s'il est galbé, réaliser d'abord un embou tissage (c'est-à-dire une pénétration du pan neau dans le béton frais, qui est amené à en épouser la forme), puis un serrage du béton.
Dans le cas d'un panneau galbé, l'action de la vibration seule peut permettre un pre mier enfoncement du panneau galbé dans le béton sous le poids propre du panneau, en foncement qui est complété éventuellement par l'action de la pression atmosphérique sur la paroi extérieure du panneau obtenue par une mise en communication de tout ou partie de la chambre d'essorage et de l'espace libre (convenablement isolé) compris entre cer taines parties du panneau galbé et la surface du béton, avec la source de vide.
Lorsque, grâce à cet emboutissage, le béton a épousé exactement le galbe du panneau, on met la chambre d'essorage complètement en commu nication avec la source de vide et l'on obtient un deuxième enfoncement, du panneau, dû au serrage résultant dans ce cas de la différence entre la pression régnant au-dèssus du pan neau (pression atmosphérique) et celle du fluide interstitiel situé dans le béton, au-des sous de la chambre d'essorage (pression inté rieure à la pression atmosphérique), la vibra tion étant, suivant les cas, maintenue pendant une fraction plus ou moins grande de la durée du serrage. Ce serrage et l'essorage concomitant figent littéralement le béton dans la forme qu'il a atteinte et qui est l'em preinte du panneau galbé.
On arrête la vibra tion quelque temps avant de couper le vide, puis on enlève le panneau : le béton conserve alors sa forme définitive.
On peut aussi procéder en maintenant le panneau de coffrage mobile suspendu au- dessus d'un contre-moule inférieur ou d'une forme à revêtir de béton, remplir l'espace si tué au-dessous de lui en versant ou injectant du béton sous le panneau ou au travers d'une ouverture ménagée dans le panneau, puis en vibrant, en effectuant le serrage et en esso rant par le vide, comme indiqué ci-dessus. Ce procédé très simple permet d'obtenir très rapidement, à peu de frais et avec une faible dépense d'énergie, des pièces en béton dont la forme peut être compliquée, comportant des creux et des bosses.
Le contre-moule peut, bien entendu, présenter lui-même un galbe plus ou moins accentué, complémentaire ou non de celui du panneau de coffrage, ainsi que des creux et des bosses.
Dans le cas d'un panneau plan, suivant une variante du procédé ci-dessus défini, le panneau essorant étant posé sur une surface de béton frais sensiblement plane et horizon tale, on soumet le béton à l'action d'une vibra tion préalable avant de mettre la chambre d'essorage en communication avec la source du vide et d'amorcer l'action du vide. La vi bration est maintenue pendant une courte période, et on amorce l'action du vide au cours de cette opération de vibration préala ble.
Le contact initial entre les bords du pan neau essorant ou du dispositif d'étanchéité périphérique du panneau, s'il en comporte un, et la surface du béton sur lacluelle il re pose peut, en effet, être défectueux du fait notamment de défauts de planicité des bords du panneau, du dispositif d'étanchéité ou de ladite surface;
il en résulterait au moment de l'amorçage de l'action du vide des entrées d'air qui entravent plus ou moins cette. action. @)irâce à la vibration préalable provoquant une liquéfaction du béton, on réalise sous le poids du panneau un léger emboutissage, tel que décrit, précédemment, les bords du pan- neau s'enfonçant très légèrement clans la sur face dit béton,
et un contact périphérique plus parfait avec un béton fluidifié sLtppri- mant notablement les possibilités d'entrée d'air et assurant, par suite, l'action efficace du vide au moment où on l'amorce pour effec tuer le serrage et. l'essorage.
Dans 1e cas mentionné plus haut d'un panneau essorant galbé suspendu et sous le quel on introduit. du béton frais après avoir mis le panneau sensiblement dans sa position définitive, la vibration préalable procure le même avantage de bonne étanchéité périphé rique, outre la commodité de remplissa-e, et on a donc intérêt, à la maintenir jusqu'à l'amorçage complet du vide en vite d'un ser rage accompagné d'essorage.
La vibration du béton frais peut. ëtre réa lisée d'une façon quelconque: table vibrante sur laquelle repose un moule ou coffrages munis de vibrateurs, ou en soumettant le pan- veau essorant lui-même à la vibration, solu tion qui offre l'avantage de provoquer une vibration plus efficace des parties du béton dans lesquelles l'action de cette vibration est la plus utile.
L'invention a encore pour objet un outil lage pour la mise en oeuvre du procédé ci- dessus défini. Cet outillage est caractérisé par des moyens vibrants et une chambre d'esso rage destinée à être reliée à urne source de vide. Suivant une forme d'exécution, le dis positif muni d'une chambre d'essorage peut être disposé de manière à supporter les moyens vibrants, réalisant ainsi un ensemble essorant et vibrant. Il est à noter dans ce cas que l'élément vibrant et essorant par le vide peut avoir les formes les plus variées. En particulier, il peut avoir la forme d'une règle vibrante dont la partie inférieure est munie d'une chambre d'essorage.
Il peut aussi avoir la forme d'un cylindre que l'on fait pénétrer dans le béton, préalablement à l'amorçage du vide, par l'effet de sa vibration. A cet effet, on peut munir d'un dispositif superficiel d'essorage par le vide une aiguille vibrante réalisée suivant des procédés connus.
Suivant un autre mode de mise en oeuvre < tu procédé objet de la présente invention, il a été trouvé qu'on pouvait avoir intérêt, au cours du traitement d'essorage par le vide du béton frais au moyen de panneaux, coffrages ou éléments de forme quelconque munis de perforations et essorant grâce à tune source <I>Ce</I> vide, à effectuer, après une certaine durée d'action chi vide et, par conséquent, après un serrage et un essorage partiel, une vibration secondaire (différente de la vibration préala ble éventuelle décrite ci-dessus et. qui est des tinée à.
faciliter l'amorçage du vide) qui a pour effet de provoquer un déplacement de l'eau incluse dans le béton, d'activer son afflux vers le panneau, le eoffrae g ou l'élé- ment essorant, quelle que soit sa position et sa forme, de faciliter et d'accélérer son aspi ration et son évacuation par le vide, ainsi que le serrage de toute la masse du béton.
Cette vibration secondaire peut être de re lativement courte durée et peut prendre fin avant la fin de l'action du vide. L'action du vide peut aussi être suspendue pendant tout ou partie de la période de vibration secon daire. Dans ce cas encore, la vibration peut être effectuée par les divers moyens indiqués plus haut.
Lorsque les constructions ou pièces mou lées soumises au traitement conjugué de la vibration et du vide comportent des parties verticales ou inclinées, comme c'est le cas, par exemple, pour des murs, des revêtements de talus, des poteaux ou des tuyaux, et que l'on applique les procédés de traitement par le vide au moyen de panneaux, coffrages ou éléments quelconques essorant par l'action du vide, il a été trouvé que la vibration si multanée avec le traitement par le vide, pen dant tune certaine période de ce traitement (et outre la vibration préalable d'amorçage) était avantageuse même si les panneaux, coffrages ou éléments essorants ne sont pas mobiles,
dé- formables ou dilatables, et ne peuvent eux- mêmes, par l'effet de leur déplacement, de leur déformation ou de leur dilatation, exer cer un serrage sur le béton. Dans ce cas, l'ac- Lion de la vibration, conjuguée avec celle du vide, provoque un tassement plus intense du béton frais, sous son propre poids, sous l'effet de la pression atmosphérique et de l'élimination par le vide d'une partie de l'eau et de l'air inclus dans le béton.
Enfin, il est possible d'utiliser un contre moule inférieur, lui-même horizontal out in cliné, constituant un fond de moule galbé ou non, comportant une chambre d'essorage dans laquelle le vide peut être créé entre une paroi extérieure pleine (contre-moule pro prement dit.) et une paroi intérieure compor tant de nombreuses perforations, sur laquelle le béton est directement coulé; il a été trouvé que la conjugaison de la vibration au traite ment par le vide dans ce cas devait se faire comme suit:
La vibration dut béton frais est réalisée d'une façon quelconque - moule ou coffrages munis de vibrateurs, table vibrante sur laquelle repose le moule, vibration interne an libyen d'engins vibrants pénétrant dans la nasse du béton frais -; la vibration est com mencée dès le début de la coulée du béton frais; le traitement par le vide - au moyen du contre-moule - n'est commencé que lors que toute la surface essorante est suffisamment recouverte de béton. Vibration et traitement par le vide sont poursuivis simultanément pendant une durée plus ou moins longue, la vibration pouvant prendre fin avant la fin de l'action du vide.
D'ailleurs, un traitement par le vide par la face supérieure de la pièce moulée peut être conjugué à celui décrit ci- dessus.
A la fin du traitement par vibration et essorage, la pièce est un aggloméré stable grâce au fort tassement ainsi provoqué et à l'essorage simultané, ce qui permet de procé der sans délai au décoffrage et même, avec des précautions spéciales telles que la manu tention par le vide, au démoulage immédiat de la pièce.
En particulier, le panneau mobile à cham bre d'essorage ayant servi au traitement peut servir à ce démoulage immédiat. En effet, il a été trouvé que l'étanchéité périphérique en fin de traitement entre le panneau mobile essorant et la pièce agglomérée est suffisante pour que la dépression subsiste dans la cham bre d'essorage lorsqu'on lève le panneau mo bile aussitôt après la période de traitement: La pièce agglomérée attachée au panneau mo bile suit ce dernier et elle est donc démoulée. On réalise ainsi un perfectionnement de l'in vention faisant l'objet du brevet suisse N' 268270 du 30 juillet 1947, au nom du titu laire. Ce brevet concerne un engin de manu tention de pièces de béton durci ait moyen d'un cadre muni de ventouses.
Ici, le panneau de traitement, muni du filtre, ayant terminé son action normale d'engin de serrage et d'essorage, joue le rôle d'engin de manuten tion de béton frais. Les ventouses accolées ou espacées se confondent en une ven touse unique, à savoir la chambre d'esso rage; les bords ou le dispositif d'étan- ehéité périphérique du panneau d'esso rage, s'il en comporte un, jouent le rôle de garniture d'étanchéité; les éléments de renforcement ou de raidissement sont montés sur la face extérieure du panneau mobile.
Dans le cas précédemment cité du traite ment par le vide tant par la face inférieure de la pièce moulée au moyen d'un contre- moule inférieur comportant une chambre d'essorage que par la fane supérieure de la pièce moulée au moyen d'un panneau mobile, le démoulage de la pièce agglomérée, après traitement, par le panneau mobile, est parti- culièrement facile.
On a, en effet, la possibi lité de rétablir la pression atmosphérique dans la ehambre d'essorage du contre-moule, tout en maintenant la pression atmosphérique dans la chambre d'essorage du panneau mo bile: le démoulage se fait sans efforts.
Après avoir posé la pièce agglomérée sur l'aire de démoulage, on rétablit dans la cham bre d'essorage du\ panneau mobile la pression atmosphérique, ce qui permet sa séparation d'avec la pièce agglomérée.
Lorsqu'on ne démoule pas la pièce agglo mérée, à la fin du traitement, ait moyen du panneau mobile, on peut la démouler immé diatement par retournement du eontre-moule inférieur (après avoir enlevé le panneau mo bile). S'il s'agit d'un contre-moine inférieur comportant une chambre d'essorage, on peut y maintenir, pendant le retournement, la dé pression; les risques de détérioration de la pièce au cours du retournement sont éliminés puisque, grâce ait maintien (Tu vide dans la chambre d'essorage, la pièce agglomérée de meure solidaire du contre-moule tant que le vide n'est pas annulé.
Outre ces avantages opératoires, la qualité dit béton obtenu ,est supérieure à celle d'un béton siinplenient vibré sans traiteraient par le vide ou simple ment traité par le vicie sans vibration.
Le dessin annelé illustre, à titre (l'exelli- ple, différentes formes (le anise en muvre du procédé selon l'invention et. divers outillages pour sa mise en o?uvre.
Les fig. 1. à 3 :;ont des vues eu coupe trans- versale d'une première forme d'exécution. de l'outillage. La fig. 4 est une vue analogue d'une va riante.
La fig. 5 est une vue en élévation d'un outil servant à la mise en oeuvre du procédé. La fig. 6 est une vue en coupe transversale d'une autre variante de mise en ceuvre du procédé.
L'appareillage montré dans les fig. 1, 2 et 3 est destiné à la réalisation d'une pièce en béton d'épaisseur moyenne assez faible et pouvant être assez étendue. Cette pièce est coulée dans un moule 1, dont le fond peut être de forme quelconque, fermé par un pan neau galbé 2 destiné à déterminer la forme de la face supérieure de la pièce. La face inférieure de ce panneau mobile comporte, de manière connue, une chambre d'essorage 3 limitée par une paroi intérieure 4 pourvue de nombreuses perforations pour le passage de l'eau et de l'air. La chambre d'essorage 3 peut être mise en communication par des canali sations 5 et 6 avec un dispositif d'aspiration.
Dans le cas des fig. 1, 2 et 3, ce panneau est muni, à sa périphérie, d'un joint d'étanchéité 7 glissant sur les parois latérales du moule, joint destiné à isoler de l'atmosphère exté rieure l'espace compris sous ce panneau. En fin, un vibrateur 8 est fixé au centre de ce panneau, ou, plus généralement, des vibra teurs de préférence égaux en puissance sont fixés symétriquement sur la face supérieure (le ce panneau.
Le béton 9 ayant été coulé dans le fond du moule 1 et le panneau galbé 2 mis en place, comme il est montré à la fig. 1, le vibrateur 8 est mis en action. La descente du panneau 2 est ainsi amorcée par la liquéfaction de la surface supérieure du béton. Si ce panneau n'est. pas suffisamment lourd pour vaincre la poussée d'Archimède qui tend à empêcher sa descente, les canalisations 6 sont mises sous vide.
De ce fait, une dépression apparaît clans les espaces clos 28, ce qui a pour effet d'accélérer la. descente de ce panneau et d'amener celui-ci dans la position montrée par la fig. 2, par l'action conjuguée de la vi bration et du vide, ou dans d'autres cas par la seule action de la vibration et de la gra- vité; 1a paroi 4 est ainsi amenée en contact étroit avec la surface supérieure du béton 9. Le vibrateur est alors arrêté et les canalisa tions 5 et 6 sont simultanément mises sous vide.
La pression atmosphérique se transmet ainsi par la surface entière du panneau 2 à la masse de béton 9, tandis qu'une partie de l'eau est aspirée par les canalisations. Le tassement du béton est amorcé.
Au bout d'un certain temps, lorsqu'on constate que le panneau 2 ne descend phis, on remet en action le vibrateur 8 (vibration secondaire) sans couper le vide dans la cana lisation ou en coupant celui-ci. Puis cette vi bration est arrêtée et le vide, suivant le cas, est maintenu seul ou remis en action. Finale ment, le panneau mobile prend la position montrée à la fig. 3 qui correspond au tasse ment maximum de la masse 9.
Eventuellement, on peut alterner l'action de la vibration secondaire et l'action du vide plusieurs fois de suite en prenant les précau tions indiquées plus haut.
Dans le cas des fig. 1, 2 et 3, le panneau vibrant et essorant est utilisé pour la confor- rnation de la face supérieure de la pièce en béton. Lorsque cette conformation est inutile, comme le montre la fig. 4, on peut utiliser un simple panneau plan.
Comme on peut le voir dans cette figure, la chambre d'essorage 3 (constituée par des rainures ou d'autres moyens de circulation du fluide disposés de manière connue à la face inférieure du panneau) ne s'étend pas jusqu'au bord de celui-ci. La paroi 4 est cons tituée par une toile métallique bordée par une partie pleine 4a appliquée de manière étanche contre les bords du panneau: Cette paroi est recouverte par un tissu 29 dont les bords 29a peuvent être repliés sur les bords du pan neau et fixés, de manière quelconque, à ceux-ci.
Pour utiliser un tel panneau vibrant et essorant, le vibrateur 8 étant. seul en action (vibration d'amorçage), le panneau est posé sur la surface supérieure libre de la masse à tasser. En raison de la liquéfaction de cette masse due à la vibration, le panneau s'appli- que étroitement contre cette masse et, sans aucun autre artifice, on obtient l'étanchéité de la chambre d'essorage par le contact étroit des bords du panneau avec la masse à rendre compacte. Dès que ce contact est obtenu, le vide est créé dans la canalisation 5 et le vi brateur est arrêté. Comme précédemment, on peut, au bout d'un certain temps, remettre en action le vibrateur 8 (vibration secon daire ), puis continuer l'action du vide seul pour obtenir un tassement plus complet.
En fin d'opération, le panneau est enlevé de la surface de la pièce, les bords 29a du tissu peuvent être dégagés de manière que ce tissu reste adhérent à la surface de la niasse; on peut alors enlever ce tissu de ma nière continue par une traction d'arrache ment parallèle à la surface du béton sans ris quer de détériorer la surface de la finasse à rendre compacte.
L'appareil montré à la fig. 5 est une aiguille creuse 10 présentant de fines perfo rations 13. Cette aiguille est enveloppée étroi tement d'un sac de tissu 14. L'intérieur de l'aiguille creuse est relié par une canalisa tion 12 à une source de vide. Sur la tête de l'aiguille est monté le vibrateur 8 et l'ensem ble peut être manipulé au moyen d'une poi gnée 11.
Lorsque le vibrateur est en action, l'ai guille s'enfonce dans la masse à tasser. Lors que l'enfoncement est suffisant pour que la, partie perforée de l'aiguille soit entièrement engagée dans le béton, le vibrateur est arrêté et le vide créé dans la canalisation 12. La pression atmosphérique s'exerce alors sur la surface libre de la masse 9, tandis que du liquide est aspiré par l'aiguille. En fin de traitement, l'aiguille peut être dégagée, le sac 14 restant éventuellement adhérent à la paroi du trou formé par cette aiguille. Ce sac peut ensuite être extrait par Lune traction exercée sur ledit sac à partir du fond du trou, de telle sorte que ce sac se retourne comme un gant en se décollant des parois du trou; le trou subsistant peut être bouché éventuelle ment de manière quelconque, si besoin est.
Dans le cas de la fig. 6, la masse 21 à rendre compacte est. coulée dans un coffrage constitué par une paroi fixe 22, un fond quelconque 17 et tune paroi 23 présentant, sur sa face interne, une chambre d'essorage. Sur Bette paroi sont filés un vibrateur 24 et une ou des prises de vide 25 qui communiquent avec la chambre d'essorage de cette paroi.
La masse à tasser, du béton par exemple, étant initialement coulée jusqu'au niveau V s'abaisse d'abord jusqu'en N' par gravité et par essorage partiel lorsque le vibrateur 24 est mis en action. Puis, par l'action d'esso rage et de tassement obtenus grâce à l'action du vide, le niveau descend jusqu'en N". Il peut être nécessaire, dans ce cas, de compen ser cet abaissement de niveau par l'addition d'une nouvelle quantité de masse à tasser dans la partie supérieure du coffrage. Dans ce cas également, un démoulage plus facile peut être obtenu, sans risque de détérioration de la surface de la masse à tasser, si la sur face de la partie d'essorage et, éventuellement celle de la paroi 22, sont revêtues d'un tissu tel que celui désigné par 29 à la fig. 4.