Procédé pour accélérer la prise du ciment d'un élément de construction et appareil pour la mise en #uvre de ce procédé Le présent brevet comprend un procédé pour accélérer la prise du ciment d'un élément de cons truction coulé sur un support. On sait que c'est un problème qui se pose de-puis l'origine de l'utilisation du ciment ou du béton que, eaccélérer la prise de ce dernier, et cela non seulement en vue de rendre utilisables plus rapidement les éléments en ledit matériau, mais aussi pour pouvoir libérer les aires <B>de</B> fabrication de tels éléments, des plus petites aux plus grandes dimensions.
On a proposé depuis un certain temps de soumettre un élément coulé en ciment ou en béton<B>à</B> l'action de la chaleur, en vue de hâter sa prise. On utilise actuellement des instal lations comportant une étuve dans laquelle est placé l'élément en ciment ou en béton, mais il a été cons taté qu'il était nécessaire, avant de réaliser un tel chauffage, d'attendre un temps relativement long après la coulée, sous peine de faire neltre des gon flements, et d'une manière générale de nuire<B>à</B> l'in tégrité de la structure de l'élément. C'est un phéno mène du même genre qui se produit lorsqu'on cher che avec les appareils connus<B>à</B> accélérer la prise en augmentant l'intensité du chauffage.
Le procédé objet du brevet a pour but d#éviter ces inconvénients tout en assurant la prise de<B>l'élé-</B> ment en ciment ou béton dans des conditions de rapidité inconnues jusqu'ici.
<B>Il</B> est caractérisé en ce qu'on soumet l'élément coulé simultanément<B>à</B> une action thermique prove nant du support et<B>à</B> un rayonnement infrarouge sur sa face opposée<B>à</B> celle qui est en contact avec ledit support.
<B>Il</B> a en effet été constaté qu'il était ainsi possible d'introduire dans l'élément en cours de prise une quantité<B>de</B> chaleur bien supérieure<B>à</B> celle qui pou vait l'être jusqu'ici, sans inconvénient. En particulier, il a été constaté qu7il était possi <B>ble</B> de faire appel<B>à</B> des moyens de, chauffage par rayonnement ayant une intensité plus forte que celle qu'il était possible de déployer jusqu7ici lorsqu'on utilise lesdits moyens isolément et sans qu'il en résulte d7effets destructeurs sur l'élément.
Le brevet comprend également un appareil pour la mise en #uvre du procédé défini ci-dessus et coin- prenant un support métallique. Cet appareil est caractérisé selon l'invention en ce que le support est disposé au-dessus d'un réservoir destiné<B>à</B> recevoir de l'eau chaude et comporte sur sa face inférieure des organes métalliques destinés<B>à</B> plonger dans le réservoir.<B>Il</B> ut possible de donner<B>à</B> cet appareil les dimensions requises pour la fabrication d'éléments de construction<B>de</B> grandes dimensions tels que, des panneaux destinés<B>à</B> constituer en principe une paroi entière d7une pièce d7habitation <B>;
</B> toutefois, le pro cédé est aussi applicable<B>à</B> la fabrication déléments de dimensions plus petites ou d'éléments de cons-- truction utilisables dans une industrie autre que celle du bâtiment.
Par l'utilisation d'un tel appareil, l'énergie calo rifique appliquée<B>à</B> l'élément agit<B>à</B> partir du support et de la face opposée d'abord pour provoquer la cris tallisation sans vaporisation sensible, ou gênante d'eau et c'est seulement après cette solidification exo thermique que la vaporisation de, l'eau de constitu tion du ciment ou béton se produit, & ailleurs <B>à</B> grande vitesse, sans qu'elle puisse alors provoquer des déformations ou des ruptures, qui étaient inévi tables jusqu'ici, si l'on essayait d7adopter un régime de prise rapide, et cela grâce<B>à</B> l'uniformité de l'ap port de chaleur.
Le dessin annexé illustre,<B>à</B> titre d7exemple, des mises en #uvrç, du procédé revend-iqu6, et repré- sente,<B>à</B> titre & exemple également, des formes d7exécution <B>de</B> l'appareil pour la mise en #uvre du procédé.
La fig. <B>1</B> est un diagramme la fig. 2 est une vue d'ensemble d#une première forme d'exécution de l'appareil, en coupe<B>;</B> la fig. <B>3</B> est une vue partielle correspondante, en coupe,<B>à</B> plus grand-, échelle; la fig. 4 est une vue en plan par-dessous d'une table<B>de</B> fabrication faisant partie d'une seconde forme d#exécution de l'appareil;
<B>là</B> fig. <B>5</B> est une coupe suivant la ligne<B>5-5</B> de la fig. 4<B>;</B> la fig. <B>6</B> est une vue analogue<B>à</B> la filg. 4 d'une variante<B>;</B> la fig. <B>7</B> est une coup.- analogue<B>à</B> la fig. <B>5</B> d'une autre variante<B>;</B> la fig. <B>8</B> est une vue partielle en plan par-dessous d'encore une autre forme d'exécution, une paroi étant enlevée<B>;</B> la fig. <B>9</B> est une coupe. suivant la ligne<B>9-9</B> de la fig. <B>8 ;
</B> la fig. <B>10</B> est une vue analogue<B>à</B> la fig. 4 d'une autre forme d'exécution<B>;</B> la fig. <B>11</B> est une coupe suivant la ligne<B>11-11</B> de la fig. <B>10 ;</B> la fig. 12 est une coupe analogue<B>à</B> la fig. <B>11</B> d'une variante<B>;</B> la fig. <B>13</B> est un diagramme<B>;</B> la fig. 14 est un autre diagramme.
On a pu déterminer que la quantité optimum<B>de</B> chaleur<B>à</B> fournir par unité de temps pour réaliser la prise proprement dite, c'est-à-dire la cristallisa tion, pouvait être représentée par une courbe ayant l'allure<B>de</B> la courbe a sur le diagramme<B>de</B> la fig. <B>1,</B> dans lequel on a port6 les temps en abscisses et les quantités de chaleur en ordonnées, que la quantité de chaleur optimum<B>à</B> apporter pour réaliser l'éva poration avait l'allure montrée- par la courbe<B>b</B> du même diagramme et que celle qu'il était nécessaire d'apporter pour tenir compte des déperditions peut être représentée par la courbe c dans un cas parti culier considéré.
La réalisation du régime de chauffe, optimum est donc obtenue en amenant<B>à</B> l'élément en cours de fabrication une énergie calorifique qui varie suivant l'allure de la courbe<B>A</B> de la fig. <B>1</B> do-nt les ordonnées résultent,<B>à</B> un coefficient près, de la somme des ordonnées des courbes définies pré cédemment et que, moyennant le respect des carac téristiques mentionnées et qui seront précisées ci- après, les calories ainsi fournies sont utilisées au mieux par l'élément pour l'exécution des processus souhaitables dans le meilleur ordre et<B>à</B> la vitesse maximum avec, comme résultat final,
une prise exceptionnellement rapide et l'obtention d7un <B>élé-</B> ment tenniné <B>de</B> haute qualité.
L'appareil représenté aux fig. 2 et<B>3</B> comporte un<B> </B> marbre<B> 10,</B> qui peut être constitué par une plaque métallique. Sous<B>le,</B> marbre<B>10</B> sont établis, pour cette première forme d7exécution, un certain nombre de bacs<B>11</B> qui peuvent être réalisés en tôle. Un tel bac repose sur un support 12 destiné<B>à</B> l'iso ler thermiquement du sol sous-jacent<B>13.</B>
Ce support est constitué par une caisse en bois 14 contenant un matériau isolant<B>15,</B> par exemple de la laine minérale ou de la vermiculite expansée. Entre les ensembl <B>"</B> es, constitués par les bacs et leur support sont ménagés des intervalles<B>16</B> qui servent au logement de raidisseurs<B>17</B> fixés sur la face infé rieure<B>18</B> du marbre,<B>10,</B> lorsque celui-ci est dans sa position horizontale.
Une tôle ou un revêtement<B>de</B> protection quelconque<B>19</B> garnit les parois de ces intervalles de façon<B>à</B> protéger la matière isolante de l'humidité.<B>A</B> l'intérieur de chaque bac<B>11</B> sont disposés des serpentins 20 dans lesquels circule un fluide chauffant qui peut être de la vapeur d'eau, avantageusement<B>à</B> une pression plus élevée que la pression atmosphérique, et qui constitue la source <B>de</B> chaleur pour l'eau contenue dans<B>le</B> bac. Des organes de mise en communication thermique sont prévus entre l'eau et le marbre. Ils sont constitués par des plongeurs 21, le plus simplement des fers cornières dont un côté 22 sert<B>à</B> la fixation sur la face, inférieure<B>18</B> du marbre<B>10</B> et l'autre<B>23</B> est immergé dans l'eau chaude.
Le nombre et l'épaisseur de ces plongeurs sont largement calculés pour que la somme de leurs sec tions horizontales permette le passage d'une inten sité de flux de chaleur nettement supérieure<B>à</B> celle qui est nécessaire au traitement<B>du</B> béton.
Le flux de chaleur n'est pas transmis Liniquement par les plongeurs ci-dessus, mais également par la condensation de la vapeur d'eau au contact de la face inférieure du marbre, cette condensation étant, notamment, importante au début de la fabrication lorsque la masse de béton frais vient brusquement refroidir le marbre.
Des tubes<B>à</B> rayons infrarouges, non représentés au dessin, sont disposés au-dessus<B>du</B> marbre<B>10<I>de</I></B> manière que leur rayonnement agisse sur la face supérieure, opposée<B>à</B> celle qui est en contact avec <B>le</B> marbre, des éléments en cours de fabrication.
Il a été constaté que, toutes choses égales d'ail leurs, notammen <B>'</B> t avec<B>de</B> la vapeur<B>à</B> même terri- pérature, on obtient avec la table chauffante qu7on vient<B>de</B> décrire une prise du béton entrant dans la constitution d'un panneau de construction établi sur le marbre qui, en deux heures environ, est suffisante pour que<B>le</B> panneau puisse être soulevé<B>à</B> l'aide du crochet, avantageusement après basculernent de la table autour d'une charnière réalisée le long d'un de ses côtés, tandis que, avec les moyens de chauf fage les plus efficaces pratiquement utilisés jusqu'ici,
une telle opération ne pouvait avoir lieu que trois heures après l'achèvement de la coulée.
On veut donc constituer des ateliers de deux tables seulement tout en assurant pour leurs équipes un travail continu, la fabrication d'un panneau sur une table réclamant environ deux heures pendant laquelle période le panneau fabriqué sur la table voisine a pris une cohésion suffisante pour qu'il puisse être enlevé comme on vient de l'expliquer, la table ainsi libérée servant<B>à</B> la fabrication d'un nou veau panneau dès que la fabrication du panneau pré cédent est terminée.
L'installation décrite est suffisamment indépen dante dcs conditions atmosphériques extérieures pour assurer une durée de traitement toujours identique, quelle que soit la température dans Fatelier <B>de</B> fabrication.
Elle permet aussi, par l'adjonction d'un appa reillage de régulation simple, de traiter le béton<B>à</B> n'importe quelle température entre<B>0</B> et 100,)C et même de faire varier<B>à</B> volonté cette température au cours du traitement si on le juge nécessaire.
On se réfère maintenant aux fig. 4 et<B>5.</B> Dans cette forme d'exécution, la table<B>100,</B> sur laquelle est coulé le ciment ou béton, repose ou est fixée sur un cadre-support <B>101.</B> Sur la face inférieure 102 de la table sont soudés par leurs bords<B>103</B> et 104 des fers en<B>U 105</B> limitant ainsi un conduit 10#6.
Le fer<B>105</B> peut être disposé suivant un ou plu sieurs<B> U ,</B> comme montré sur la fig. 4, avec deux branches parallèles<B>107</B> et<B>108</B> raccordées par une partie incurvée<B>109 ;</B> ou bien deux branches adja centes comme<B>107</B> et 10.8 peuvent être raccordées par un tube<B>111</B> (fi-.<B>6).</B> L'entré#e ou la sortie du fluide se fait par un tuyau 112. Sur la fig. <B>7,</B> on a montré, en variante, un conduit<B>113</B> limité par une cornière 114 dont les bords sont fixés par des sou dures<B>115</B> et<B>116.</B>
Des tubes<B>à</B> rayons infrarouges non représentés au dessin sont disposés au-dessus de la table<B>100</B> de manière<B>à</B> agir sur la, face supérieure de<B>l'élé-</B> ment en cours de fabrication reposant sur cette table.
Dans la forme d#exécution suivant les fig. <B>8</B> et <B>9,</B> des nervures<B>117, 118, 119,</B> etc., sont fixées sur la face inférieure 102 de la table<B>à</B> des distances qui ménagent entre elles un conduit 120, dont la continuité est réalisée par les intervalles 121, 122, <B>123,</B> que laisse chacune des nervures, par exemple la nervure<B>117</B> avec la paroi verticale 124 opposée <B>à</B> la paroi<B>125 à</B> laquelle<B>elle</B> est fixée et définissant avec la table<B>100</B> et la paroi parallèle<B>126</B> une sorte de caisson. Uensemble est supporté par des fers- supports <B>127</B> par l'intermédiaire de la paroi<B>126.</B>
La variante montrée sur les fig. <B>10</B> et<B>11</B> est moins avantageuse. Dans cette variante, le fluide de chauffage circule dans un tuyau<B>128</B> fixé sur la face inférieure 102, de préférence par une soudure<B>129,</B> établissant un large contact entre le tuyau<B>128</B> et la table, le tuyau étant disposé en serpentin. Le cadre- support <B>101</B> contribue<B>à</B> la fixation du tuyau.
L'établissement de la soudure a une importance particulière étant donné que c'est par elle que s'éta blit la liaison thermique entre le fluide de chauffage circulant dans le tuyau et la table proprement dite. On utilise un agent de soudure habituel, mais en éta blissant le<B>e</B> pont<B> </B> par une succession de points de soudure adjacents, pax exemple un point (le mot point devant être entendu dans son sens extensif, c'est-à-dire ayant des dimensions notables) étant attaché principalement<B>à</B> la table, un autre principia- lement au tuyau, et un point intermédiaire attaché aux deux précédents.
Dans la variante montréz, sur la fig. 12, un con duit<B>de</B> fluide<B>de</B> chauffage est ménagé par un pro filé semi-circulaire<B>130</B> soudé sur ses bords<B>131</B> et <B>132.</B> Ici encore, des, tubes<B>à</B> rayonnement infra rouge, non représentés, sont montés au-dessus<B>de</B> la table de manière<B>à</B> agir sur la face supérieure de l'élément en cours de fabrication disposé sur la table et dont la face inférieure est en contact avec celle-ci.
Dans les canaux mentionnés ci-dessus pour les diverses formes d'exécution, on fait circuler,<B>à</B> des vitesses et température déterminées par l'étalonnage du ciment, un fluide chauffant, qui peut être de l'eau chaude, de l'eau surchauffée ou<B>de,</B> la vapeur d'eau sous pression.
Les formes d'exécution représentées permettent <B>de</B> faire arriver au moment opportun le maximum de flux<B>de</B> chaleur par conduction au béton<B>à</B> trai ter, le réglage du fluide chauffant pouvant se faire par des moyens de régulation courante.
Les courbes montrées sur la fig. <B>13</B> caractéri sent l'efficacité du traitement. Chacune de ces cour bes est obtenue<B>à</B> partir d'un#e courbe correspondante <B>d</B> montrée sur la fig. 14 qui est un diagramme sur lequel on a porté en abscisses les temps, en heures, et en ordonnées la température, en degrés<B>C,</B> en un point choisi de l'élément de construction. Uorigine des ordonnées étant<B>à -<I>1</I></B> OOC, température<B>à</B> laquelle on estime qu'aucune prise du ciment n'est possible, la courbe<B>d</B> part d7un point<B>a</B> représentatif<B>de</B> la tem pérature ambiante pour s'élever progressivement comme représenté.
Les points des courbes montrées sur la fig. <B>13</B> sont obtenus en portant en ordonnées, pour une valeur d'abscisse déterminée, également représenta tive du temps, la valeur de la #surface limitée sur la fig. 14 par les axes de coordonnécs depuis son ori gine jusqu'à son point ayant l'abscisse correspondant a# temps considéré et la parallèle<B>à</B> l'axe des ordon nées passant par ledit point.
Les courbes, B,<B>C</B> et<B>D</B> sont relatives respective ment<B>à</B> une table selon les fig. 2 et<B>3, à</B> une table telle que décrite dans la forme d7exécution suivant les fig. 4 et<B>5</B> et<B>à</B> une table selon les fig. <B>8</B> et<B>9.</B>
L'aire de maturation doit naturellement être construite de manière qu'elle ne soit déformée ni par les soudures, ni par le chauffage ultérieur.<B>A</B> cet effet, l'aire est obtenue<B>à</B> partir d'une tôle qui, au cours de la fabrication, est portée,<B>à</B> une température élevée de l'ordre<B>de 3000C.</B> Les défauts ou accidents éventuels peuvent être éliminés par réchauffement inverse et un refroidissement brusque (douche) prof voquant un choc thermique. On prévoit, également, que la tôle portant les éléments définissant les canaux passe dans un lami noir.
La fabrication des tables. selon les formes dexé- cution des fig. 4 et<B>6</B> entraîne une déformation minime<B>à</B> laquelle il peut être porté remède sans difficulté.
Les tables peuvent être d'une seule pièce, comme décrit ci-dessus, ou bien être constituées par une série de panneaux chauffants quon assemble pour l'utilisation.