Procédé de fabrication d'objets moulés en béton et dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'objets moulés en béton, tels que tuyaux, poteaux électriques ou autres, canaux d'ir rigation, traverses pour chemin de fer, dalles creu ses pour canalisation de fils, panneaux et tous autres éléments de construction, dalles pleines pour revê tements de routes, d'aérodromes, de canaux de navi gation, etc.
Le procédé a pour but de permettre la fabrica tion d'objets moulés en béton armé ou non, avec ou sans précontrainte, le béton pouvant être chargé de matières fibreuses ou isolantes, ponce, ete.
Il est connu, pour rendre le moulage plus ra pide, et réduire la durée d'immobilisation des mou les, de provoquer au sein de la masse un courant d'air ou de vapeur d'eau qui la traverse en assurant l'entraînement de l'eau excédentaire, ce courant gazeux étant appliqué par pression directement sur l'une des faces de la pièce en cours de moulage, au besoin avec aspiration sur l'autre face. On peut ainsi réduire de façon notable la durée du moulage, mais les pièces obtenues ne sont pas toujours homogènes et comportent souvent des fissures, des petits canaux ou galeries, en surface ou internes.
On sait, d'autre part, que la prise du béton est accélérée par une élévation de température et que par cet artifice on obtient un vieillissement du béton plus rapide que dans les conditions ordinaires à froid.
Le présent procédé selon lequel le béton est sou mis sous pression mécanique à l'action d'un milieu chaud qui le traverse a pour but d'améliorer consi dérablement la qualité des produits obtenus, tout en réduisant très sensiblement les temps de fabri cation.
Ce procédé est caractérisé en ce que, dans une première phase du traitement, on diffuse à travers la masse de béton de l'air sous pression jusqu'à ex pulsion de l'eau excédentaire, et en ce que, dans une seconde phase du traitement, on diffuse dans la masse de la vapeur d'eau ou un mélange de vapeur d'eau et d'air sous pression et à la température de 120 à 180 C jusqu'à ce que le béton soit durci et stabilisé.
Le dispositif pour la mise en pauvre de ce pro cédé comprend un moule à parois perméables aux fluides, mais non au béton, caractérisé en ce que lesdites parois se composent de pièces jointives por tées par des éléments élastiques en forme de U.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un tel moule pour la mise en aeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de l'en semble du moule.
La fig. 2 est une coupe transversale partielle à plus grande échelle, suivant la ligne 11-11 de la fig. 1.
Le moule représenté aux fig. 1 et 2 est de forme circulaire permettant la fabrication de tuyaux ou coquilles. Mais il va de soi qu'il pourrait avoir toute autre forme, polygonale, elliptique ou autre, symé trique ou non, suivant les produits moulés à réaliser. Il peut être prévu pour le moulage simultané de deux pièces ou plus, symétriques ou non, telles que canaux d'irrigation, poteaux, etc. Ce moule est constitué d'une coquille cylindri que 10 en une ou plusieurs parties et de deux fonds 11 et 12 aménagés pour résister aux pressions mises en jeu, le tout formant autoclave, avec joints en matière rigido-élastique et résistants aux tempéra tures élevées. A l'intérieur de la coquille 10 est prévu un noyau 13 porté par les supports 14.
Sur le noyau 13, convenablement espacés, sont fixés des segments 16. Ces segments sont réglables au moyen des pièces 40, ce qui permet de modifier, en partie ou en totalité, le diamètre de l'ensemble expansible. Sur ces segments reposent des pièces 17 en U. A deux pièces 17 contiguës sont fixées des tôles en métal ou autres matières 18. Ces tôles sont, au repos, jointives en 19 dans la partie médiane de chaque U 17. En travail, lorsque les branches des U s'écartent sous l'effet de la pression, les joints 19 s'écartent en donnant naissance à une fente lami naire. On voit que l'ensemble des pièces 17 et 18 cons titue un ensemble de douves à la fois perméable et extensible.
Accessoirement on peut lui associer une surface filtrante ou diffusante 20 extensible, en toile métallique, matière élastique et poreuse, telle que cuir, caoutchouc naturel ou synthétique, plastique fritté ou tissé, ou autre matière appropriée.
A la paroi extérieure 10 est associé un grillage 21 à mailles plus ou moins grandes selon les be soins. Sur le grillage 21 prennent appui des tôles- support espacées 22 sur lesquelles sont appliquées les bandes 23 jointives en 24. Ces bandes 23 consti tuent aussi un ensemble de douves perméable et extensible suivant les lignes de jonction 24, réalisant des fentes laminaires. Derrière ces fentes 24 peu vent être prévues des bandes 25 en matière poreuse et résistant à la chaleur. On voit que cet agencement permet d'aménager le long de la coquille 10 une zone perméable. Entre les tôles 18 et 23 se trouve l'espace de moulage A recevant le béton.
Celui-ci est introduit en 26 après la mise en place préalable, si besoin est, des arma tures B, en acier ou autres matières, précontraintes ou non. Sur la coquille 10 sont disposées les alimenta tions 27 en fluide sous pression, raccordées à une canalisation 28. Chacun des fonds 11 et 12 com porte une chambre, respectivement 29 et 30, en communication par les orifices 31, 32 avec l'inté rieur des U 17 et qui peuvent être contrôlées par les orifices- 33-34-35. Une admission de fluide est prévue en 36 sur le fond 11, alimentant l'intérieur du noyau 13 et l'espace compris entre celui-ci et les tôles 18. L'ensemble est monté sur un bâti autori sant son pivotement ou toute manceuvre utile.
De part et d'autre des extrémités de la coquille 10 sont prévus, en tout emplacement convenable, et répartis sur le pourtour du moule, des mors 37, 38 permettant de tenir et au besoin tendre en pré- contrainte les armatures B disposées dans l'espace de moulage A. Des orifices 39 sont ménagés pour l'évacuation de l'eau du béton.
Pour fabriquer avec ce moule un objet en béton, on assure par 26 le remplissage sous pression ou par injection. de l'espace 25 en béton fluide. Préala blement, dans le cas de béton armé, on aura mis en place les armatures B et, s'il s'agit de précontrainte, la prétension des aciers aura été faite par les mors 37, 38. Une admission d'air comprimé par 36 à une pression de 3 à 10 kg/cm= agissant sur les U 17 provoque une pression mécanique sur la masse moulée et l'ouverture des fentes laminaires 19.
Ensuite, on admet de l'air comprimé à pression convenable par les orifices 34-35 qui est canalisé par les ajutages 31-32 à l'intérieur des U. Cet air, en passant par les fentes 19, traverse l'écran poreux 20 et parvient au béton ; il se diffuse dans celui-ci et en chasse l'eau en excès vers la zone perméable aménagée le long de la coquille 10 ; cette eau est canalisée en 39. On peut, si on le désire, provoquer inversement une admission d'air comprimé en 27, lequel se répartit en 21-22-23 et parvient à travers le béton par les fentes 24. L'eau en excès est rapi dement évacuée par 19 et canalisée en 33.
On peut admettre, dans les mêmes conditions, la vapeur ou d'autres fluides pour l'autoclavage ou autre cycle de traitement.
L'ensemble des opérations peut être rendu auto matique par un système de commandes appropriées. La réalisation qui précède n'a aucun caractère limitatif. Il va de soi que, au lieu des pièces en U, on peut utiliser entre le noyau et le béton toute dis position assurant le même but, c'est-à-dire procu rant une liberté convenable d'expansion de la paroi intérieure du moule, soit que les U en acier ou autre matière soient remplacés par des pièces élastiques en forme de Z, dents de scie, ondulations ou tout autre profil approprié.
Selon le présent procédé, on applique à la masse en moulage une compression mécanique, celle-ci pouvant être obtenue par expansion d'une paroi du moule soumise à l'action d'un fluide, froid ou chaud.
Ensuite est admis sur la masse en moulage elle- même l'air sous pression, cet air se diffusant dans la masse moulée, la traversant et s'opposant à la formation de passages privilégiés. Cet air, dont la pression peut varier de 3 à 10 kg/cm-, et qui peut être appliqué de façon constante ou pulsatoire à une fréquence de 3 à 10 cycles par seconde, rompt les tensions capillaires internes et chasse l'eau excé dentaire du béton.
Pendant cette phase, appelée essorage, au fur et à mesure de l'évacuation de l'eau, le volume de la masse moulée diminue, car celle-ci est fortement compactée par l'action de la compression mécani que. Dans cette phase, il est possible de régler à volonté le rapport de l'eau et du ciment de la masse de béton. Cette faculté autorise la mise en #uvre d'un béton très liquide ayant un rapport eau/ciment initial de 1 environ, ce qui facilite le remplissage et se prête à la fabrication de pièces complexes ou très minces. Le rapport eau/ciment est ensuite réglé par la durée de l'action de la pression et peut être amené à toute valeur désirée et contrôlable par la mesure de l'eau évacuée.
On recherche en général un rapport final eau/ciment de l'ordre de 0,40 qui est aisément obtenu de façon précise.
Dans la seconde phase, dite d'autoclavage, l'ap plication constante ou pulsatoire de vapeur à pres sion de 3 à 10 kg/cm2 produit tout d'abord en se diffusant dans la masse moulée une condensation de la vapeur qui est éliminée au fur et à mesure de sa formation par la diffusion d'air comprimé qui est maintenu à la même pression que la vapeur le temps nécessaire à cette évacuation. Rapidement, après une durée de 2 à 15 minutes, la vapeur sort à la place de l'eau, car il ne se produit plus de con densation et le béton, dont la prise est commencée, présente alors une résistance suffisante pour per mettre le démoulage immédiat s'il n'y a pas de précontrainte, le vieillissement du béton est alors fait selon les procédés classiques.
Il est possible d'accélérer encore cette phase en assurant la compression mécanique initiale par de la vapeur ou autre fluide chaud, ce qui chauffe les parois expansibles et diminue la formation d'eau de condensation au début de l'autoclavage.
Si le béton est précontraint ou si l'on désire obtenir une pièce pouvant être utilisée dès son démoulage, il est nécessaire de poursuivre le traite ment d'autoclavage, mais la diffusion d'air est alors supprimée et la pression de vapeur peut être aug mentée. Rapidement, le béton est échauffé jusqu'à la température de 120 à 180 , ce qui assure une transformation physico-chimique dite effet silico- calcaire, provenant de la réaction de grains très fins de silice avec la chaux libre du ciment.
Cet effet assure à la pièce moulée, avec une prise rapide, une compacité favorable et une résistance élevée pou- vant atteindre 1000 kg ,/cm'-'. Il est à remarquer que ces propriétés particuliè rement avantageuses des produits fabriqués étaient inconnues industriellement jusqu'à présent et impré visibles avec les procédés antérieurs, dans lesquels on pratiquait l'étuvage du béton qui ne pouvait dé passer des températures de 80 C sans désorganisa tion et déshydratation.
On a trouvé que l'on peut améliorer les pièces moulées par essorage préalable et chauffage subséquent à une température de 120o et davantage.
Le fait de pouvoir porter le béton à des tempé ratures aussi élevées sans désorganisation est pri mordial, et ce résultat est obtenu parce que l'inté- gralité du traitement, y compris l'autoclavage, se fait au travers de la masse et alors que celle-ci reste constamment sous triple étreinte.
C'est également ce qui permet d'augmenter considérablement l'adhé rence béton-acier et même de supprimer pratique ment le retrait de celui-ci dans le cas de précon trainte et après libération de celle-ci. D'autre part, la diffusion effective de la vapeur au travers de la masse en compression empêche toute déshydratation et permet, d'autre part, l'auto- clavage homogène des béton-ponce, béton-pouzzo- lane et béton-isolant, alors que tous les procédés d'étuvage ou d'autoclavage connus ne permettent pas le traitement à cour de ces bétons.
Après la phase de traitement à la vapeur ou simultanément, on peut soumettre la pièce en cours de moulage à la pression d'un autre fluide à effet physique ou chimique, pour conférer à ladite pièce des propriétés particulières. On peut effectuer cette phase de traitement proprement dit du béton par des gaz, tels que vapeurs de soufre, tétrafluorure de silicium, ou par des liquides, comme solutions de siliconates élastomères ou résines, ou tous autres fluides appropriés, permettant de parfaire le traite ment en améliorant la qualité finale du béton moulé.
Pour la mise en oeuvre du procédé, on utilise généralement un moule présentant soit deux faces actives, soit une seule. Dans le premier cas, le fluide sous pression appliqué sur une face sort par l'autre face. Dans le second cas, le fluide appliqué dans une zone de la face active sort par une autre zone de celle-ci. Ce dernier cas est plus particuliè rement appliqué lorsque l'on veut obtenir une face présentant l'aspect désiré ou garnie d'un revêtement spécial imperméable. En ce cas, la face de parement est réalisée sur la surface du moule inactive et seule la surface active est aménagée de façon à être à la fois diffusante et filtrante.