Procédé de réalisation d'un élément de bâtiment en béton et élément obtenu par le procédé
L'invention a pour objet un procédé de réalisation d'un élément de bâtiment en béton dans lequel on utilise un béton expansif. Un béton expansif contient des ingrédients qui provoquent une expansion ou augmentation de volume dudit béton pendant une période critique comprise entre quelques heures et plusieurs jours.
Cette expansion est utilisée pour soumettre les armatures intérieures à une tension tout en soumettant le béton à une compression.
Des exemples de formulations de ciments destinés à l'obtention de bétons expansifs du type utilisable avec le présent procédé se trouvent dans les brevets E.U.A.
Nos 3155526, 3251701 et 3303057 délivrés à Alexandre
Klein. On a observé, par exemple, à la suite d'essais exécutés par T.Y. Lin et A. Klein et dont il est rendu compte dans le A.C.I. Journal , Proceedings Vol. 60,
No 9, septembre 1963, pages 1187-1218, que des masses de béton de forme simple peuvent être façonnées avec du béton précontraint très expansif si ce béton est coulé autour d'un renforcement en acier et est correctement lié à l'acier avant qu'une expansion appréciable ne se produise. La masse de béton obtenue est maintenue en compression par le renforcement tandis que celui-ci est soumis à une tension.
Un béton expansif peut également être préparé à partir des ciments Portland décrits dans l'article de Klein et Troxelt intitulé Studies of Calcium Sulfoaluminate
Admixtures for Expansive Cements (Etudes concernant les mélanges à base de sulfoaluminate de calcium pour la préparation des ciments expansifs) publié dans les ASTM Proceedings Vol. 58 pages 986-]008 (1958) ou de ciments du type mis au point par le Français
Lossier et la firme française affiliée Poliet et Chausson.
Les ciments Lossier-Poliet & Chausson sont décrits très en détail par Lafuma dans un document intitulé Ci- ments expansifs paru dans les comptes rendus du troisième Symposium international concernant la Chimie du ciment, Londres, 1952, pages 581-597. Lafuma était de l'avis que les ciments Lossier-Poliet & Chausson ne contiennent pas d'aluminosulfate de calcium mais, plutot, qu'ils contiennent un mélange de sels (voir page 584 de la référence ci-dessus). Les ciments des brevets de
Klein contiennent un seul composé anhydre, l'alumino- sulfate de calcium, dont la formule peut être écrite: (CaO)4(Al2O5)0SO0 ou (CaO)0(Al2O0)CaSO4. Voir aussi Halstead & Moore, J.
Applied Chemistry Vol. 12 pages 413-417 (1962) et Fuduka, Journal of Ceramic Associa tionof Japan 69 (6) 1961.
Ces derniers ciments (dénommés ci-après ciments
Klein ) sont à préférer. Ils contiennent outre l'aluminosulfate de calcium, de la chaux (CaO) et du sulfate de calcium et c'est ce complexe qui est l'agent effectif expansif provoquant l'expansion quand un ciment qui en contient est mélangé à un agrégat minéral et de l'eau et qu'on laisse le mélange faire prise et durcir. Ce complexe peut être préparé séparément et mélangé au ciment Portland. Par exemple un clinker de ce complexe peut être broyé avec un clinker de ciment Portland ou bien le complexe broyé et le clinker de ciment broyé peuvent être mélangés. En variante, la charge d'un four à ciment peut être dosée de façon que le produit final soit un ciment Portland complet contenant les silicates de calcium essentiels pour le ciment Portland ainsi que le complexe aluminosulfate de calcium
CaO-CaSO4 des brevets Klein.
D'autres points à noter sont que le retrait du béton peut être compensé (autrement dit le béton ne se dilate ni ne se contracte) ou que le béton peut être expansif, autrement dit il subit une expansion effective. Un ciment est sans retrait ou expansif suivant la dose de complexe expansif.
Le terme expansif utilisé ici signifie subissant une expansion appréciable. Mais les ciments à retrait compensé (sans retrait) et les ciments expansifs des brevets
Klein donnent en fait un béton qui subit un retrait au séchage mais ce retrait est compensé, dans le cas des ciments compensés au retrait, ou bien il est surcompensé dans le cas des ciments expansifs. Dans le premier cas, l'expansion provoquée par le complexe CaO-CaSO4aluminosulfate de calcium compense le retrait au séchage et dans le dernier cas il provoque une surcompensation et, donc, une expansion appréciable. C'est cette dernière variété de ciment à laquelle s'applique le mot expansif.
Bien que les ciments de Klein soient à préférer, comme indiqué ci-dessus, on peut utiliser d'autres ciments expansifs. Les seules conditions à satisfaire sont qu'ils subissent une expansion effective pendant le durcissement et le séchage et que l'expansion ait un caractère et une importance tels qu'elle exerce une force suffisante sur les armatures classiques d'acier pour que ces dernières s'allongent et soient sollicitées à la traction, sollicitant ainsi le béton à la compression.
Ce type de produit a été dénommé béton autocontraint ou a béton chimiquement précontraint , à la différence du béton précontraint ou post-contraint mécaniquement. Il est connu que le béton a une très grande résistance à la compression, mais une résistance négligeable à la traction. Ceci a conduit à l'utilisation d'éléments précontraints ou post-contraints, qui sont réalisés de façon que sous les charges prévues, le béton soit maintenu en compression par les pièces d'acier fortement tendues.
Quand il est soumis à une compression suffisante, le béton est pratiquement imperméable à l'eau ainsi qu'à d'autres liquides à moins, évidemment, que ceux-ci ne réagissent chimiquement sur le béton; cependant, le béton classique a une certaine porosité et il peut se fissurer s'il travaille à la traction ce qui augmente sa porosité. L'utilisation antérieure d'éléments de bâtiments post-contraints et précontraints à la traction a démontré leurs nombreux avantages.
Cependant, à la connaissance du titulaire, on n'a fait aucune tentative pour utiliser du béton expansif ou autocontraint pour la réalisation de charpentes creuses complexes à trois dimensions telles celles de bâtiments ou d'éléments de ceux-ci.
L'invention concerne donc un procédé de réalisation d'un élément de bâtiment en béton monolithique comportant au moins deux parois contiguës dans des plans qui se coupent en formant un joint d'angle, lesdites parois étant armées par une armature de renforcement sensiblement continue, s'étendant sur toute leur surface et dans le joint qui les relie, caractérisé en ce que l'on exécute un coffrage du côté extérieur et du côté intérieur de l'armature, puis on remplit ledit coffrage avec un béton de ciment expansif et enfin, après une prise suffisante du béton, on relâche la fixation de la face extérieure du coffrage pour lui permettre de se déplacer pendant que l'expansion du béton continue à se produire après la prise complète dudit béton.
L'invention concerne également un élément obtenu par le procédé décrit, caractérisé en ce qu'il comprend: a) au moins deux parois réunies entre elles de façon
à former un joint; b) une armature de renforcement en fils métalliques
soumis à une tension inférieure à leur limite élastique,
limitant l'expansion du béton, ladite armature étant
enrobée dans le béton et s'étendant sur toute la sur
face desdites parois et autour de l'angle constituant
ledit joint entre lesdites parois; c) une masse monolithique de béton auto-expansif chi
miquement expansé et ayant fait prise, formant les
dites parois et leurs joints, ladite masse de béton
étant intimement liée à ladite armature sur toute sa
surface et sollicitée par celle-ci à la compression, et
empêchée ainsi de se dilater complètement.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution d'un élément de bâtiment selon l'invention et des moyens pour sa fabrication.
La fig. 1 est une vue en plan schématique d'un élément de bâtiment obtenu par le procédé décrit ici, les parois étant représentées en coupe.
La fig. 2 est une vue schématique en coupe transversale, suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe, agrandie, partielle, effectuée à l'intérieur du cercle 3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en coupe. agrandie, partielle suivant la ligne 4-4 de la fig. 1, avant la coulée du béton, destinée à représenter les moules et les armatures.
La fig. 5 est une vue en coupe agrandie, partielle suivant la ligne 5-5 de la fig. 1, avant la coulée du béton, destinée à représenter les moules et les armatures.
La fig. 6 est une vue en coupe agrandie, partielle, suivant 6-6 de la fig. 3.
La fig. 7 est une vue en coupe agrandie, partielle, effectuée à l'intérieur du cercle 7 de la fig. 2, avant la coulée du béton destinée à représenter les moules et les armatures.
La fig. 8 est une vue partielle, partie en coupe, partie en bout représentant les moules extérieurs et intérieurs utilisés pour la réalisation d'un élément de bâtiment, cette vue étant prise sensiblement le long de la ligne 8-8 de la fig. 1.
La fig. 9 est une vue en coupe agrandie, partielle, représentant les angles des moules intérieurs et extérieurs se faisant face, correspondant à la région du cer cle 3 de la fig. 1 et représentant le renforcement en place.
La fig. 10 est une vue en coupe transversale, schématique, semblable à la fig. 2, représentant les parties supérieures des moules intérieurs ainsi qu'un procédé de coulée des dalles du plancher.
La fig. 1 1 est une vue en coupe agrandie. effectuée à l'intérieur du cercle 1 1 de la fig. 10.
La fig. 12 est une vue en coupe agrandie, partielle, effectuée à l'intérieur du cercle 12 de la fig. 11.
La fig. 13 est une vue en coupe agrandie, partielle, effectuée à l'intérieur du cercle 13 de la fig. 11.
La fig. 14 est une vue partielle, en coupe, semblable à la fig. 12 représentant une cheville provisoire utilisée pour obtenir par coulée un trou logeant une tige.
La fig. 15 est une vue partielle, en coupe, effectuée à l'intérieur du cercle 15 de la fig. 10, représentant une cheville-type placée pendant la coulée dans une dalle de cloison pour former une ouverture destinée à loger le renforcement de la dalle constituant le plancher.
La fig. 16 est une vue en coupe agrandie, partielle, effectuée à l'intérieur du cercle 16 de la fig. 10, représentant la réalisation de la poutre du noulet.
La fig. 17 est une vue partielle en perspective représentant un joint type d'angle ou placé entre deux parois, une cloison et le plafond ou une cloison et un plancher solidaire.
La fig. 18 est un schéma correspondant au plan 18-18 de la fig. 17.
La fig. 19 est un schéma correspondant au plan
19-19 de la fig. 18.
Si l'on se reporte aux figures, un élément de bâti
ment type comporte des dalles de cloison 1 en béton
armé, constituant les parois extérieures et intérieures
dudit élément. Les dalles des cloisons 1 sont réunies
par une dalle 2 de plafond et/ou de toit (dénommée
ci-après simplement dalle de plafond) également en béton armé. Comme on l'explique plus en détail ci-après,
les dalles 1 des cloisons et la dalle 2 de plafond sont coulées simultanément de façon à former un ensemble monolithique et le béton expansif associé avec un renforcement spécialement disposé est utilisé de manière que tout le béton dans la charpente obtenue soit sollicité à la compression tandis que le renforcement est sollicité à la traction.
A l'intérieur des pièces dudit élément de bâtiment, on incorpore à la dalle 2 de plafond, une couche isolante 3, de préférence en matière plastique mousse,
rigide, protégée sur sa face intérieure par un revêtement 4, par exemple du plâtre. Chaque pièce de l'élément de bâtiment comporte une dalle de plancher en béton armé réunie aux dalles 1 des cloisons, près de leurs extrémités inférieures.
Les dalles, bien qu'en béton armé, sont assez minces; une épaisseur ne dépassant pas 45 mm est suffisante. Le renforcement est de préférence constitué par une toile métallique 6 d'acier à haute résistance disposée de façon à former une grille, comme indiqué dans les parties en coupe des fig. 1 et 2. On utilise également une grille pour la dalle 2 de plafond ainsi que pour les dalles 5 de plancher.
Pour relier les éléments de renforcement à l'intérieur des dalles 5 de plancher, des écrous de liaison 7 du renforcement sont soudés à la grille 6 des dalles 1 des cloisons en des points appropriés et disposés de façon à renforcer les tirants 8 qui recouvrent le renforcement ou lui sont fixés à l'intérieur des dalles de plancher 5.
Au départ, les chevilles 9 recouvrent les écrous de liaison 7 (fig. 14) si bien que les tirants 8 de renforcement peuvent être mis en place après la coulée des dalles de plafond et des dalles des cloisons 1. De même, des chevilles traversantes 10 sont introduites en des points appropriés de façon que les grilles de renforcement du plancher dans les différentes pièces puissent être reliées par les dalles 1 des cloisons.
La plupart des angles intérieurs entre les dalles de plafond 2 et les dalles des cloisons 1, entre des dalles 1 formant un angle et entre les dalles 5 du plancher et les dalles 1 des cloisons comportant des congés d'angle 1 1 assez importants (fig. 1, 2 et 3) qui constituent une partie intégrante des dalles. Les congés d'angle 11, en particulier ceux des angles extérieurs de l'élément de bâtiment et ceux réunissant la dalle de plafond 2 et les dalles 1 des cloisons comportent des barres de renforcement 12. La grille 6 de renforcement est liée aux barres 12 ou se prolonge autour des barres, ou bien des parties adjacentes de la grille sont superposées.
La dalle de plafond 2 dépasse horizontalement les dalles 1 des cloisons extérieures de façon à former des poutres 13 de noulet s'étendant sur toute la surface latérale du bâtiment. Chaque poutre de noulet 13 (fig. 16) comporte des barres de renforcement 14. Comme il est prévu que l'élément de bâtiment doit pouvoir être soulevé et transporté, la dalle de plafond 2 comporte des
tiges de levage 15 amarrées solidement en des points appropriés du renforcement de ladite dalle.
Les diverses ouvertures de l'élément de bâtiment,
telles celles des portes et fenêtres, sont délimitées par des cadres de métal rigides 16 et 17, respectivement, représentés plus particulièrement sur les fig. 4 et 5. Ces cadres peuvent être constitués par des équerres en fer ou des
fers à U et la grille de renforcement leur est soudée ou fixée autrement. Par conséquent, les dalles 1 des cloisons se comportent comme des poutres ayant une
grande rigidité dans le plan vertical. L'élément de charpente est, par conséquent, très rigide et peut être supporté en un minimum de points, par exemple, cet élément de bâtiment peut être soutenu uniquement à ses angles, par exemple les cinq angles représentés sur la fig. 1.
Au lieu d'une fondation dans le sens habituel, on
utilise des piliers 18 verticaux en béton armé. Avant de mettre en place l'élément de bâtiment, des cavités de profondeur appropriée sont creusées dans le sol et les piliers 18 coulés dedans. Les piliers 18 comprennent des piliers d'angle 19 verticaux et les angles de l'élément de bâtiment comportent des emboîtements 20 conjugués.
Un coulis 21 introduit à travers les orifices de remplissage 22 fixe l'élément de bâtiment au pilier 18 (fig. 6).
Une forme de réalisation des moyens techniques de fabrication de l'élément de bâtiment comporte des moules extérieurs 23 comportant des plaques 24 de préférence en tôle. Les plaques 24 s'appuient sur des nervures 25 verticales de renfort, qui peuvent être formées par pliage de tôles et ces nervures s'appuient à leur tour sur des poutres horizontales 26 (fig. 9).
Les moules extérieurs 23 sont réunis aux angles par des organes de verrouillage 27 (fig. 9) et sont assemblés par des attaches amovibles 28, par exemple des boulons et des écrous. Les moules extérieurs 23 comportent à leur bord supérieur des prolongements horizontaux et verticaux pour former des moules 29 de noulet. Pour empêcher les bords supérieurs des moules extérieurs 23 de s'évaser, des moules extérieurs leur faisant face leur sont reliés par des poutres de liaison 30 comportant des crochets orientés vers le bas 31. Les bords inférieurs des moules extérieurs 23 comportent des rebords 32 réunis par des attaches amovibles 33, par exemple des écrous et boulons, à une dalle 34 support sous-jacente.
Un moule intérieur 35 est prévu pour chaque pièce du bâtiment (fig. 8, 9). Chaque moule intérieur comprend quatre moules latéraux 36 comportant chacun des plaques 24, des nervures de renfort 25 et des poutres 26, comme les moules extérieurs 23. De plus, les extrémités de chaque moule latéral comportent des montants d'angle 37 biseautés ou triangulaires. Les montants d'angle des moules adjacents délimitent entre eux un intervalle qui s'évase légèrement vers l'extérieur des moules. Un moule d'angle 38 est placé à l'intérieur de chacun de ces intervalles qui peuvent avoir la forme d'un U avec des parois latérales légèrement différen- tes. Le moule d'angle 38 est façonné de manière à pouvoir couler un congé 1 1 d'angle.
Les moules latéraux 36 et les moules d'angle 38 peuvent être fixés par des attaches amovibles, par exemple des écrous et des boulons, si bien que les moules latéraux 36 peuvent être déplacés vers l'intérieur d'une quantité limitée, grâce à un déplacement vers l'intérieur des moules d'angle 38.
Pour déplacer plus rapidement les moules d'angle 38, un cylindre 39 comportant des bras d'assemblage latéraux 40 peut être relié par des tiges 41 à des supports 47 comportant des encoches 43. Une tige de piston 44 sort de chaque cylindre 39 et est fixée à une barre transversale 45 incorporée au moule 38 d'angle correspondant. Des crochets 46 sont fixés aux moules d'angle 38 de facon à limiter leur déplacement vers l'extérietir et à les verrouiller aux moules latéraux 36.
Le dispositif à piston peut être utilisé pour chacun des quatre angles des moules intérieurs 35 ou peut être disposé dans des angles diagonaux et, dans certains cas, on peut se contenter de l'utiliser pour un angle seulement, suivant la forme du local à couler avec le moule. Des moules 47 de coulée des plafonds sont fixés à la partie supérieure des moules latéraux 36. Les bords supérieurs des moules intérieurs 35 sont biseautés pour former des congés 11.
Comme il est souhaitable de pouvoir pénétrer dans les moules intérieurs 35, des ouvertures d'accès 48 sont prévues dans les régions des ouvertures des portes et fenêtres appropriées de l'élément de bâtiment.
.Avant de couler la dalle de plafond 2 et les dalles des cloisons l de l'élément de bâtiment, les châssis 16 et 17 de la porte et de la fenêtre sont mis en place entre les moules et le châssis de l'ouverture d'accès 48. Les côtés des moules intérieurs 35 comportent à leurs extrémités inférieures des rebords intérieurs 49 assujettis par des attaches amovibles 50, par exemple des boulons et des écrous, à la dalle 34 sous-jacente ou support.
Comme expliqué plus en détail dans les brevets de
Klein précédemment énumérés Nos 3155526, 3251701 et 3303037. un béton expansif peut être dosé de façon à obtenir le taux d'expansion désiré, entre une expansion juste suffisante pour compenser le retrait habituel qui se produit avec le béton classique et une forte expansion suffisante pour soumettre l'acier noyé dans le béton à la traction désirée. L'expansion commence immédiatement après la préparation du béton; cette expansion ne commencera à jouer son rôle qu'après le début de la prise du béton et de la liaison, qui en résulte, entre le béton et les armatures: toutefois en pratique la durée de l'expansion est suffisamment longue pour que ses effets soient utilisés en quasi-totalité.
Avant la coulée du béton. on met en place successivement les moules intérieurs 35, le renforcement ainsi que les cadres 16 et 17 des portes et fenêtres; ensuite les moules extérieurs 23 sont mis en place. Des nappes isolantes 3 sont placées au-dessus des moules intérieurs 35 puis le renforcement de la dalle 2 du plafond est mis en place.
Le béton expansif est ensuite coulé. On utilise des vibrateurs pour assurer l'écoulement du béton entre les moules et sous les châssis 16 des fenêtres. Toutes les dalles 1 des parois et 2 des plafonds sont ainsi coulées de façon à former un ensemble monolithique.
Pendant le début de l'expansion effective et quand le béton a. avec l'aide du renforcement, acquis une résistance suffisante pour être autoportant, la liaison des moules intérieurs et extérieurs 35 et 23 avec leur surface support 34 est supprimée si bien que le béton continue à subir les effets de l'expansion, les moules étant libres de se déplacer en même temps que le béton. Pour faciliter ce déplacement, on peut introduire un lubrifiant sous les moules. On peut utiliser dans ce but une couche de sable fin comme lubrifiant ou pour réduire le frottement.
Le renforcement joue un rôle important pour la régulation de l'expansion du béton, ce qui a pour conséquence que, quand il est durci, le béton est soumis à une sollicitation prédéterminée optimale à la compression tandis que le renforcement est sollicité à la traction, sans que son allongement dépasse la limite élastique de l'acier.
A cause de l'expansion régulée du béton, les moules intérieurs 35 tendent à se détacher automatiquement du béton, si bien que l'élément de bâtiment peut être retiré des moules. Il est inutile d'utiliser dans tous les cas les dispositifs de retrait du moule d'angle représenté sur la fig. 9 ou bien de séparer à chaque fois les moules d'angle 38 des moules latéraux 36 si ces éléments sont boulonnés entre eux. Cependant. en déplaçant légèrement les moules, la liberté de mouvement de l'élément de bâtiment coulé est accrue.
L'unité de construction ainsi formée peut être placée sur des unités de construction semblables pour former un bâtiment à plusieurs étages. Si l'on désire un bâtiment à un seul étage, le moule du plafond peut être utilisé comme moule de plancher en soulevant l'élément de construction à l'aide des tiges de levage 15 jusqu'à ce que les bords inférieurs des dalles du plafond soient proches des extrémités supérieures des moules intérieurs 35 (fig. 10). L'élément de bâtiment est de préférence soulevé par des vérins, non représentés, si bien qu'il peut être maintenu de façon stable dans cette position haute pour permettre la coulée des dalles de plancher 5.
Quand le béton s'est dilaté en étant séparé des moules intérieurs 55, un intervalle existe entre les moules et le béton (fig. 13). Cet intervalle est fermé par des bandes d'étanchéité 51 en caoutchouc ou analogue. La grille 6 de renforcement de la dalle du plancher est placée dans chaque pièce sur les moules intérieurs 35 et des traverses de renforcement 6b (fig. 5) sont poussées à travers les ouvertures 10a formées lors de la coulée à la partie inférieure des dalles 1 des cloisons et fixées au renforcement 6 ou placées de façon à le chevaucher. Les dalles 5 de plancher sont ensuite coulées et leurs surfaces supé riellres lissées à la truelle.
Le béton expansif servant à couler la dalle 5 du plancher est dosé de façon à avoir une expansion réduite ou bien un renforcement additionnel est utilisé pour augmenter la contrainte, si bien que la faible expansion qui se produit n'applique pas de contrainte latérale aux cloisons extérieures du bâtiment coulé extérieurement.
Des cloisons intérieures comme celles représentées fig. 7 sollt soumises à des forces d'expansion opposées ou s'annulant, engendrées par des dalles du plancher dans des pièces adjacentes et empêchent ainsi toute expansion dommageable des dalles du plancher. Les murs extérieurs peuvent être supportés extérieurement par des points d'appui appropriés, non représentés, destinés à maintenir en place les dalles du plancher.
A titre de variante à l'utilisation des parties supérieures des moules intérieurs 35 pour couler les dalles 5 du plancher, l'élément de bâtiment peut être retiré complètement des moules intérieurs 35 et placé sur d'autres moules intérieurs identiques aux parties qui s'emboîtent des moules représentés (fig. 10). Dans ce cas, les moules originels sont libérés à un stade antérieur pour réemploi et les fuites entre les dalles des cloisons 1 et les moules sont négligeables. En tout cas, les moules de remplacement peuvent être légèrement agrandis pour compenser l'expansion antérieure du béton.
Une fois que l'élément de bâtiment est achevé par la coulée des dalles de plancher 5, il constitue une structure particulièrement rigide qui peut être facilement transportée en étant suspendue aux tiges de levage 15 ou en étant posée sur une surface sous-jacente. Du fait que le béton est soumis à une compression, aucune fissure due à l'expansion n'apparaît, si bien que les murs extérieurs et le toit sont imperméables à l'eau et n'exigent pas de couverture additionnelle.
Parce que l'élément de bâtiment est réalisé entièrement en béton, il est inutile de laisser un espace vide au-dessous de la dalle 5 du plancher. Par conséquent, la région au-dessous de la dalle du plancher peut être rendue étanche en recouvrant d'un enduit les bords inférieurs des murs latéraux extérieurs. En agissant ainsi, la région au-dessous de la dalle du plancher 5 forme une grande chambre qui peut être utilisée comme élément d'un ensemble de distribution d'air chaud ou froid, à partir d'un appareiI approprié de chauffage ou de conditionnement d'air. Dans ce cas, évidemment, le sol sous-jacent reçoit un revetement antipoussière.
A noter qu'avant de couler l'élément de bâtiment, des canalisations appropriées 52 et 53 pour l'eau, le gaz ou l'électricité sont placées dans les parties qui deviennent ultérieurement les congés d'angle 11, comme le suggère la fig. 7.
Il y a lieu d'observer qu'en réalisant une poutre de noulet périphérique assez large et rigide, les contraintes appliquées à la dalle 2 de plafond sont augmentées, ce qui donne une certaine latitude concernant les caractéristiques d'expansion du béton, sans provoquer une expansion dépassant les limites prévues.
A noter que, si on le désire, la proportion d'ingrédients expansifs dans le béton peut être choisie de manière que le renforcement intérieur, y compris le renforcement à l'intérieur des poutres de la dalle du toit, ainsi que les contraintes extérieures appliquées par les moules puissent empêcher toute expansion appréciable du béton, tout en appliquant des forces de compression appropriées à l'intérieur du béton. Dans ce cas, un dispositif tel celui représenté sur la fig. 9 pour déplacer les moules intérieurs est avantageux.
L'utilisation de béton précontraint chimiquement supprime les fissures et réduit sensiblement la quantité de béton et d'acier de renforcement nécessaire. A noter qu'une épaisseur nominale des parois comprise entre 3,8 et 5 cm est admissible, tandis que des parois classiques comparables en béton armé ont une épaisseur comprise entre 15 et 25 cm. De même, la précontrainte garantit que le toit et les murs sont étanches, sans avoir à utiliser une couverture ou des enduits spéciaux.
Il est essentiel, pour renforcer correctement le béton, de soumettre toutes les parties du béton à une sollicitation appropriée et de répartir convenablement le renforcement 6. Une charpente pratiquement à deux dimensions, telle qu'une dalle ayant une très faible épaisseur ne pose guère de problème. Une simple grille de renfor
cement s'étendant jusqu'aux limites de la dalle peut engendrer une contrainte appropriée.
Le problème devient beaucoup plus compliqué quand la charpente devient creuse et a trois dimensions, telle celle d'un bâtiment ou d'un élément de bâtiment avec
plusieurs pièces. Le joint entre deux parois formant un
angle ou entre une paroi et un plafond ou un plancher
et les joints plus complexes aux angles entre deux parois
et le plafond doivent être soumis à une contrainte en vue de maintenir l'intégrité et la résistance du béton à ces joints.
On obtient très efficacement une contrainte appropriée à l'emplacement d'un joint cloison-cloison ou cloison-plafond en prolongeant la grille 6 de renforcement autour du joint ou de l'angle (fig. 3, 7, 9 et 16).
La barre 12 de renforcement augmente la résistance de l'angle; cependant, on peut obtenir une contrainte appropriée avec la seule grille. De plus, la présence du congé 11 n'est pas nécessaire pour appliquer une contrainte appropriée mais augmente considérablement la résistance du montant. Pour être certain que le béton à l'intérieur du congé est soumis à une contrainte appropriée, il est avantageux de mettre en place une grille oblique 6a (fig. 3, 5, 6, 7) ou, au moins, d'incorporer des barres de renforcement horizontales de petit diamètre.
La fig. 17 est une vue partielle en perspective d'un joint 54 entre deux dalles 1. Par exemple, la fig. 17 représente un angle formé par deux parois. Cet angle est représenté sans congé mais peut en comporter un (fig. 3). Les deux cloisons 1 et l'angle 54 sont coulés de façon à former un seul ensemble monolithique comme décrit ci-dessus, et cet ensemble contient une grille de renforcement 6 qui est continue sur toute la longueur et la hauteur de chaque cloison. De plus, cette continuité se prolonge sans interruption de part et d'autre de l'angle 54. Comme indiqué, cette grille de renforcement est placée dans le moule avant de couler le béton et est en acier ou autre matière qui s'allonge en réponse à l'expansion du béton pendant le durcissement et le séchage. L'expansion du béton est isotrope, autrement dit, elle est la même dans toutes les directions sauf si elle est entravée.
Par conséquent, la grille 6 est sollicitée à la traction verticalement et horizontalement et le béton est sollicité à la compression en tous points, horizontalement le long de chaque cloison et verticalement comme indiqué par les diagrammes vectoriels des forces des fig. 18 et 19. Sur ces diagrammes, Fh représente une force de compression horizontale et F, une force de compression verticale. Du fait de la continuité de la grille 6 dans la région de l'angle 54, et dans les sens de la longueur et de la hauteur des cloisons 1, la charpente en béton est sollicitée en tous points uniformément à la compression, sans variation brusque du gradient ni discontinuité de la compression en aucun point, par exemple dans la région de l'angle 54.
Cette compression est triaxiale; elle est dirigée dans le sens de la longueur de chaque cloison 1 et est aussi dirigée dans le sens de la hauteur des parois et de l'angle 54. Evidemment, la force de compression appliquée par une barre ou tige de renforcement sous tension diminuera avec la distance du béton à cette barre ou cette tige. Par exemple, elle serait moindre à la surface des dalles 1 qu'en des points intérieurs à proximité de la grille de renforcement 6. Cependant, même cet effet peut être réduit avec des parois minces ou en utilisant des pièces de renforcement plus grandes ou plus nombreuses.
Il n'est pas indispensable, bien que préférable, que la totalité (ou la plupart) des pièces de renforcement horizontales s'étendent de manière continue d'une cloison à la suivante comme dans le cas des barres horizontales 6 représentées (fig. 3). Cette continuité peut être obtenue en recourbant les barres ou les fils autour des angles ou des bords ou en soudant entre elles leurs
extrémités. Une continuité suffisante du point de vue pratique peut être obtenue par chevauchement des bar
res ou des fils en les plaçant en contact étroit - par
exemple par appui mutuel - les uns avec les autres.
Dans un tel cas (chevauchement ou appui) chaque petit tronçon d'acier est sous tension et applique une compression au béton voisin. Par conséquent, on obtient le résultat désiré, à savoir une compression isotrope (non parfaitement isotrope, mais pratiquement uniforme, sans discontinuité brusque).
Comme indiqué ci-dessus, un dièdre semblable à celui représenté en 54 peut comporter également des barres de renforcement verticales comme celles représentées en 12 (fig. 3 et 6).
Il est préférable que le béton formant un joint entre deux cloisons, ou une cloison et le plafond et les régions voisines, soit coulé en une seule fois ou au moins avant le début de la prise du béton expansif coulé en premier.
Autrement dit. si une expansion appréciable du béton coulé en premier se produit d'un côté du joint avant l'expansion du béton coulé en dernier de l'autre côté du joint, une discontinuité peut se produire, les conditions représentées aux fig. 17, 18 et 19 peuvent ne plus être satisfaites et le joint peut être considérablement affaibli.
Il est préférable de couler le béton en une seule fois, ou tout au moins avant le début de la prise du béton coulé en premier sur toute la longueur d'un joint; cependant, une interruption dans la coulée du béton expansif transversalement par rapport à un joint n'est pas aussi grave qu'une interruption dans la coulée du béton expansif le long des côtés opposés d'un joint. Par exemple, I'inter- ruption tolérable entre la coulée de la première moitié des parois et la coulée de la moitié supérieure des parois, peut être plus longue que celle tolérable entre la coulée des parois et la coulée du plafond.
Les sollicitations les plus appropriées et les plus uniformes du béton à la compression et du réseau de barres ou de la grille d'acier de renforcement à la traction sont obtenues si tout le béton est coulé avant le début de la prise du béton coulé en premier. L'intervalle entre le mélange du béton et le début de la prise ainsi que le début de la liaison entre le béton et le renforcement peut être augmenté ou diminué en modifiant les dosages du ciment et des ingrédients provoquant son expansion. Une durée optimale est d'environ 5 h; cependant, cette durée peut être portée à 12h ou plus.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, les charpentes monolithiques, soumises à une compression isotrope ainsi décrites peuvent être réalisées avec des parois minces, par conséquent peuvent être légères. Cette légèreté et cette résistance uniforme permettent de soulever et de transporter les charpentes à partir du lieu de fabrication et de les placer sur des fondations ou des piliers ou sur d'autres charpentes semblables mises en place antérieurement, sans fissuration ni rupture. Les bâtiments en béton ainsi réalisés sont solides et beaucoup plus imperméables à l'eau que le béton armé ordinaire.
A noter qu'on obtient ce résultat sans mettre à nu le renforcement. Par contre, avec les techniques classiques de précontrainte ou de postcontrainte, les aciers à haute limite élastique devront obligatoirement dépasser des bords de chaque cloison, autrement dit dans deux directions à chaque angle. Ceci serait d'un coût prohibitif et peu pratique, en particulier avec des cloisons d'environ 5 cm d'épaisseur.