EP3910129A1 - Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton et structure ou partie de structure tridimensionnelle en béton ainsi obtenue - Google Patents

Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton et structure ou partie de structure tridimensionnelle en béton ainsi obtenue Download PDF

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EP3910129A1
EP3910129A1 EP21168246.3A EP21168246A EP3910129A1 EP 3910129 A1 EP3910129 A1 EP 3910129A1 EP 21168246 A EP21168246 A EP 21168246A EP 3910129 A1 EP3910129 A1 EP 3910129A1
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EP
European Patent Office
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concrete
mold
dimensional
volume
producing
Prior art date
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EP3910129B1 (fr
EP3910129C0 (fr
Inventor
Christophe Gomis
Bernard Michel
Nicolas VILLEBROD
Benoit TATTEGRAIN
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PBM Groupe SAS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F11/00—Stairways, ramps, or like structures; Balustrades; Handrails
    • E04F11/02—Stairways; Layouts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/22—Moulds for making units for prefabricated buildings, i.e. units each comprising an important section of at least two limiting planes of a room or space, e.g. cells; Moulds for making prefabricated stair units
    • B28B7/225—Moulds for making units for prefabricated buildings, i.e. units each comprising an important section of at least two limiting planes of a room or space, e.g. cells; Moulds for making prefabricated stair units for making stairs or stair units comprising more than one step
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F11/00—Stairways, ramps, or like structures; Balustrades; Handrails
    • E04F11/02—Stairways; Layouts thereof
    • E04F2011/0203—Miscellaneous features of stairways not otherwise provided for
    • E04F2011/0205—Stairways characterised by the use of specific materials for the supporting structure of the treads
    • E04F2011/021—Stairways characterised by the use of specific materials for the supporting structure of the treads mainly of stone or stone like materials, e.g. concrete; mainly of glass
    • E04F2011/0212—Stairways characterised by the use of specific materials for the supporting structure of the treads mainly of stone or stone like materials, e.g. concrete; mainly of glass mainly of concrete

Definitions

  • the invention relates first of all to a method for the production, in particular in a factory, of structures or parts of three-dimensional monobloc concrete structures, and more particularly, although in a non-limiting manner, of staircases or parts of monobloc staircases. concrete.
  • the invention also relates to the structures or parts of three-dimensional one-piece concrete structures thus obtained and, more specifically, to one-piece concrete stairs or parts of stairs.
  • a mold is placed, defining a central column intended to constitute the barrel.
  • the latter is produced by pouring concrete through the upper end of the mold defining such a central shaft. Then the concrete is poured on the areas of the mold intended to define the steps and risers. The concrete thus deposited is vibrated, then the operator smooths the steps thus made, in particular using a shovel or a trowel, then smooths the concrete not yet solidified with a smoothing machine.
  • the finish must be strong enough to allow repeated passages of users without showing any wear or bursting related to the presence of air bubbles. This explains the need sometimes for two coats of plaster, further increasing the loss of time.
  • the presence of air bubbles is reduced, in particular at the level of the walking platforms, this reduction of air bubbles being able to be optimized, still according to the teachings of this document, by the implementation.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks.
  • the present invention is more oriented towards the production of structures.
  • three-dimensional concrete monoblocks produced in the factory certainly then requiring the displacement of said structure or part of a structure on the site with a view to its final assembly or its final assembly or erection.
  • the method according to the invention for producing a structure or part of a three-dimensional monobloc structure in concrete, provided with at least one horizontal flat surface basically consists in producing said structure "upside down", that is, that is to say, to reverse the erection of the mold with respect to the method described in the document FR 3081 896 .
  • This method therefore also implements a closed mold composed of a lower mold and an upper mold or cover defining between them a volume intended to be filled with concrete.
  • the structure, and typically the staircase is made upside down, without the use of any mortar, since also, as mentioned in the description of the prior art, the air bubbles resulting from the pouring concrete are found enclosed at the level of the upper face of the mold, therefore in this case, due to the realization of said structure and in particular of the staircase upside down, at the level of the lower face of said staircase once this one erected.
  • This avoids observing defects at the level of the functional surface of the staircase, that is to say of the tread plate and, moreover, due to the injection of concrete through the lowest point of the staircase. volume defined by the mold, said air bubbles, where appropriate formed, tend to form at the upper level of said mold and therefore, once again, at the level of the non-functional lower face of the three-dimensional structure, in particular of the staircase .
  • a vent is positioned at the highest point of the volume defined by the two molds, respectively lower and upper.
  • the injected concrete not only fills the entirety of said volume, but also overflows from said volume in its upper part, that is to say higher than the three-dimensional structure to be produced. This ensures complete filling of the mold.
  • the Concrete core resulting from this overflow, and obviously unnecessary, is broken after the concrete sets solid during demolding.
  • the assembly is inclined, typically at an angle of between 3 and 25 degrees relative to the horizontal, during the operation of pouring the concrete. Because of this low inclination of the mold thus formed during the concrete pouring operation, air bubbles which naturally tend to be trapped at the horizontal faces, have not de facto more horizontal faces come to be imprisoned, and are liable to escape at the level of the creepage line arising from the inclination of said mold.
  • At least part of the surfaces of said mold intended to define the non-vertical faces of the structure is provided with a draft, again typically inclined from 3 to 25 degrees relative to the structure. horizontally, thus making it possible to avoid any horizontal face when pouring concrete, thus promoting the evacuation of any air bubbles formed.
  • the lower face no longer has a rack-and-pinion section with parallel faces as frequently observed, but a lower face having a plane inclined with respect to the 'horizontal.
  • the upper face of the mold is no longer in the form of a rack, as in the previous case, but has a continuous curvature, which will become the underside of the staircase, this continuous curvature thus avoiding any horizontal faces liable to allow the imprisonment of air bubbles.
  • the invention also relates to three-dimensional monoblock structures and concrete monobloc stairs obtained by implementing this method.
  • the invention is aimed at the production of any three-dimensional concrete structure, and that only the shape of the molds is liable to vary in order to produce said structure, the general principle described below remaining strictly identical.
  • two molds are used, respectively a lower mold (2) shown in the drawings. figures 1 and 2 , and an upper mold, in this case consisting of a lower cover (3) and an upper cover (4) shown within the figures 3 and 4 .
  • the molds are erected vertically.
  • the latter has a succession of vertical (5) and horizontal (6) parts, said horizontal parts (6) being intended to define the tread plates (7) of the staircase (1) resulting from the method of the invention , being recalled that according to said process, the staircase is molded in an inverted or inverted position, as can be observed in particular on the figures 7 and 8 .
  • this mold is made of steel and corresponds to the entire flight of stairs that one wishes to produce.
  • the figures 3 and 4 respectively illustrate the lower part or lower cover (3) of the upper mold and the upper part or upper cover (4) of the upper mold, intended, once in place and fixed on the lower mold (2) described in relation to the figures 1 and 2 , to define a volume, into which a self-compacting concrete will be injected.
  • said lower (3) and upper (4) covers also consist of a succession of horizontal (8) and vertical (9) parts, so that the lower face, also called underside (13 ) of the staircase resulting from the method of the invention is in the form of a rack, like the one shown in figure 5 .
  • this upper mold will define, in fact, the lower face of the staircase. In the specific case, this lower part therefore has a rack.
  • this lower surface (13) of the staircase could be smooth and continuous, so that the shape of the upper cover would be adapted accordingly.
  • This assembly defines a closed volume, into which the self-compacting concrete is injected. According to an essential characteristic of the invention, this injection is carried out at the level of the base of said volume.
  • the injection point (10) of the concrete within this volume said injection point in this case being made within the lower vertical part (9) of the upper mold.
  • This concrete with a much more liquid consistency than the traditional concretes used for stairs, is therefore injected from the lower end of the mold in an upward movement, in particular by means of a suitable pump, and more particularly of a peristaltic pump.
  • Self-compacting concrete therefore does not need to be vibrated, an operation usually very physical and painful, and has a greatly reduced number of air bubbles, making it possible to obtain a finished product that is smoother on the surface.
  • the upper end (11) of the mold is provided with a vent (12), allowing the air to escape as the volume defined by the assembly of said molds together, and de facto favoring the elimination of air bubbles proper, one of the essential pitfalls that the present invention aims to avoid.
  • the mold is provided with undercuts, typically inclined from 3 to 25 degrees relative to the horizontal.
  • the implementation of such undercuts, resulting in inclined sides (15) at the level of the underside (13) of the staircase, aims to optimize the objective sought by the present invention, namely to avoid the formation of air bubbles that can get trapped. Indeed, the presence of these spoils tends, due to the mode of injection of the concrete from the lower base of the volume defined by the two molds, to drive out the concrete as and when at each of the steps in direction of the upper step and, consequently, to expel air bubbles.
  • the primary objective is to avoid the formation of air bubbles between the upper mold and the concrete.
  • said upper mold is given a smooth and continuous shape, making it possible to produce a staircase as illustrated in the figures. figures 7 and 8 , respectively with and without central shaft. It is observed that the lower face of the staircase, since it is also represented in the inverted or inverted position, no longer has a rack, but a continuous surface. Because of this continuity of the upper mold, there is therefore no longer any horizontal or substantially horizontal surface capable of allowing the trapping of air bubbles.
  • this self-compacting concrete belongs to class SF2 (spreading between 660mm and 750mm), or to class SF3 (spreading between 760mm and 850mm), these two classes being defined by standard NF EN 206, the spread being a test described by standard NF EN 12350-8.
  • the method of the invention results in the possibility of producing a three-dimensional concrete structure, and in particular a one-piece concrete staircase, making it possible to dispense with air bubbles at the level of the tread plates, that is to say of the truly functional area of the staircase, without requiring prior treatment of the molds, except for oiling the internal face of the molds in order to promote demolding (this demolding oil may consist of a solvent (for example sold under the reference rig wax E-31), a synthetic oil (for example marketed under the reference Chryso Dem Oléo 64), a vegetable or vegetable-based oil (for example marketed under the reference iscus Décobio S33)) or the implementation of any additional mortar, thus making it possible to facilitate the production process and to reduce its manufacturing costs.
  • this demolding oil may consist of a solvent (for example sold under the reference patented wax E-31), a synthetic oil (for example marketed under the reference Chryso Dem Oléo 64), a vegetable or vegetable-based oil (for example marketed under the reference

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Abstract

Ce procédé met en œuvre un moule fermé composé d'un moule inférieur (2) et d'un moule supérieur ou capot (3, 4) définissant entre eux un volume destiné à être rempli par du béton, consistant :▪ à installer le moule inférieur (2) destiné, in fine, à définir ladite au moins une surface plane horizontale ;▪ à positionner le moule supérieur ou capot (3, 4) en regard dudit moule inférieur (2), et à le fixer sur ledit moule inférieur ;▪ à injecter dans le volume défini par les deux moules respectivement inférieur et supérieur, et à partir de la base inférieure dudit volume, du béton auto-plaçant, jusqu'à combler l'intégralité dudit volume ;▪ après prise en masse du béton, à ôter le moule supérieur et le moule inférieur, et donc à démouler la structure ou partie de structure tridimensionnelle en béton ;puis à retourner la structure ou partie de structure ainsi obtenue, afin de disposer de la au moins une surface plane horizontale en position opérationnelle, c'est-à-dire en position supérieure lorsque ladite structure est érigée en place sur site.

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne tout d'abord un procédé pour la réalisation, notamment en usine, de structures ou de parties de structures monoblocs tridimensionnelles en béton, et plus particulièrement, bien que de manière non limitative, d'escaliers ou parties d'escalier monoblocs en béton.
  • L'invention concerne également les structures ou parties de structures monoblocs tridimensionnelles en béton ainsi obtenues et, de manière plus spécifique, des escaliers ou parties d'escalier monoblocs en béton.
    • ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
  • Traditionnellement, les escaliers en béton, notamment de type monobloc, sont réalisés sur site. Cependant, de plus en plus, ces escaliers sont réalisés en usine, puis transportés et érigés sur site.
  • Ainsi, dans le cadre de la réalisation de tels escaliers en béton directement sur site, ils sont réalisés de la manière suivante, par exemple dans le cas où l'escalier comporte un fût central.
  • On procède tout d'abord à la mise en place d'un moule, définissant une colonne centrale destinée à constituer le fût. Ce dernier est réalisé en coulant du béton par l'extrémité supérieure du moule définissant un tel fût central. Puis l'on procède au coulage du béton sur les zones du moule destinées à définir les marches et contre-marches. Le béton ainsi déposé est vibré, puis l'opérateur égalise les marches ainsi réalisées, notamment à l'aide d'une pelle ou d'une truelle, puis lisse le béton non encore pris en masse avec une lisseuse.
  • En effet, classiquement, il se crée concomitamment avec le coulage du béton, des bulles d'air, qui remontent en surface lors de la prise en masse du béton. Ces bulles d'air peuvent se figer dans la masse du béton ou sur les parois du coffrage, mais peuvent également éclater à la surface supérieure de chacune des marches, faisant apparaître des cratères, qu'il convient d'éliminer. Ce phénomène de bullage, bien connu dans le domaine considéré, engendre la nécessité de procéder à une deuxième opération de lissage lorsque le béton a débuté sa prise.
  • Qui plus est, il n'est pas rare nonobstant cette double opération de lissage, qu'un dépôt d'un autre revêtement ou enduit soit mis en œuvre sur le parement des pièces en béton, dans un souci d'esthétique notamment, afin de complètement escamoter ce phénomène de bullage, mais également afin de rattraper les éventuels défauts de planéités.
  • D'ores et déjà, on comprendra aisément que la réalisation des escaliers en béton monoblocs, tel que décrit précédemment, que ces escaliers soient réalisés sur site ou en usine, entraîne un travail important de finition, tout particulièrement chronophage.
  • Par ailleurs, bien que certaines techniques, comme la vibration du béton, aient été développées afin de réduire ce problème, le produit sort néanmoins bullé et nécessite alors un important travail de finition pour masquer ces bulles.
  • De plus, la finition se doit d'être suffisamment solide pour permettre les passages répétés des usagers sans présenter aucune usure ou éclatement lié à la présence de bulles d'air. Ceci explique la nécessité parfois de deux couches d'enduit, accroissant d'autant la perte de temps.
  • En outre, la réalisation de tels escaliers s'accompagne d'une grande pénibilité pour le ou les opérateurs, dans la mesure où ces derniers doivent procéder, outre au coulage du béton, à son égalisation au niveau de chacune des marches notamment à l'aide d'une pelle, étant souligné que cette opération est à réaliser alors même que le béton n'est pas pris en masse. Outre cet aspect de pénibilité, vient se rajouter une problématique de sécurité, justement en raison du positionnement de l'opérateur un peu comme il peut, pour assurer cette opération d'égalisation des marches puis de lissage du béton, l'opérateur devant travailler dans l'escalier en cours de réalisation, le risque de chute d'une certaine hauteur demeurant présent.
  • Enfin, en raison de la mise en œuvre d'un béton relativement ferme, il convient traditionnellement de procéder à une opération de vibration du moule ou interne avec des aiguilles vibrantes, rajoutant aux inconvénients précités une nuisance sonore, affectant de manière supplémentaire les conditions de travail de l'opérateur.
  • Afin de surmonter ces difficultés, le Demandeur a proposé, par exemple dans le document FR 3 081 896 , un procédé pour la réalisation de tels escaliers monoblocs en béton, mettant en œuvre un moule fermé composé d'un moule inférieur et d'un moule supérieur ou capot, définissant entre eux un volume destiné à être rempli par du béton, ledit procédé consistant :
    • ▪ à fixer et installer le moule inférieur en position opérationnelle ;
    • ▪ à positionner le moule supérieur ou capot en regard dudit moule inférieur et à le fixer sur ledit moule inférieur ;
    • ▪ à injecter dans le volume défini par les deux moules respectivement inférieur et supérieur, et à partir de la base inférieure dudit volume, du béton notamment de type auto-plaçant, jusqu'à combler l'intégralité dudit volume ;
    • ▪ puis, après prise en masse du béton, à ôter le moule supérieur et le moule inférieur, et donc à démouler l'escalier ainsi réalisé.
  • Ce faisant, grâce au procédé ainsi décrit, on diminue la présence de bulles d'air, notamment au niveau des plateaux de marche, cette réduction de bulles d'air pouvant être optimisée, toujours selon les enseignements de ce document, par la mise en œuvre au niveau de la face interne du moule supérieur ou capot, c'est-à-dire de la face en regard du plateau de marche, d'un mortier, préalablement à l'injection du béton auto-plaçant, ledit mortier ayant principalement pour vocation d'emprisonner l'air résultant de la prise en masse du béton entre ledit béton et le mortier.
  • Si incontestablement, le procédé ainsi décrit permet de significativement améliorer les techniques connues de l'art antérieur, et notamment de disposer de la possibilité de monter un escalier directement sur site, il présente cependant un certain nombre d'inconvénients. Parmi ceux-ci, notamment l'étape de projection du mortier sur la face inférieure du moule supérieur ou capot, qui engendre de fait :
    • ▪ une étape supplémentaire dans le cadre de la réalisation d'un tel escalier,
    • ▪ un surenchérissement du prix de revient d'un tel escalier,
    • ▪ mais également la difficulté à caler concomitamment l'adhérence du mortier contre la face inférieure, en l'espèce huilée du capot supérieur, et sa prise en masse.
  • En résumé, si le procédé ainsi décrit dans l'art antérieur permet de diminuer le phénomène de bullage du béton, l'expérience démontre, en premier lieu, que l'on ne s'affranchit pas totalement dudit phénomène, puisqu'en effet, les bulles d'air se retrouvent fréquemment enfermées sensiblement au voisinage des faces horizontales supérieures, c'est-à-dire, au niveau des plateaux de marche.
  • En outre, et comme déjà dit, la mise en œuvre d'un mortier pour diminuer ce phénomène de bullage s'avère au final relativement complexe à maîtriser.
  • L'objet de l'invention est de s'affranchir de ces inconvénients.
    • EXPOSE SOMMAIRE DE L'INVENTION
  • Si le procédé décrit dans l'art antérieur précédemment évoqué permet avantageusement la réalisation d'un escalier sur site, donc directement sans nécessiter de transport dudit escalier ou de parties d'un tel escalier, la présente invention est davantage orientée vers la réalisation de structures tridimensionnelles monoblocs en béton réalisées en usine, nécessitant certes ensuite, le déplacement de ladite structure ou partie de structure sur le site en vue de son assemblage définitif ou de son montage ou érection définitif.
  • Le procédé selon l'invention pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton, munie d'au moins une surface plane horizontale, consiste fondamentalement à réaliser ladite structure « à l'envers », c'est-à-dire, à inverser l'érection du moule par rapport au procédé décrit dans le document FR 3081 896 . Ce procédé met donc également en œuvre un moule fermé composé d'un moule inférieur et d'un moule supérieur ou capot définissant entre eux un volume destiné à être rempli par du béton.
  • Ce procédé consiste :
    • ▪ à installer le moule inférieur destiné, in fine, à définir ladite au moins une surface plane horizontale, ledit moule inférieur présentant une succession de parties verticales et horizontales, lesdites parties horizontales étant destinées à définir ladite au moins une surface plane ;
    • ▪ à positionner le moule supérieur ou capot en regard dudit moule inférieur, et à le fixer sur ledit moule inférieur ;
    • ▪ à injecter dans le volume défini par les deux moules respectivement inférieur et supérieur, et à partir de la base inférieure dudit volume, du béton auto-plaçant, jusqu'à combler l'intégralité dudit volume ;
    • ▪ après prise en masse du béton, à ôter le moule supérieur et le moule inférieur, et donc à démouler la structure ou partie de structure tridimensionnelle en béton ;
    • ▪ puis à retourner la structure ou partie de structure ainsi obtenue, afin de disposer de la au moins une surface plane horizontale en position opérationnelle, c'est-à-dire en position supérieure lorsque ladite structure est érigée en place sur site.
  • En d'autres termes, contrairement aux enseignements du brevet FR 3 081 896 , on réalise la structure, et typiquement l'escalier, à l'envers, sans mise en œuvre d'un quelconque mortier, puisqu'aussi bien, comme évoqué dans la description de l'art antérieur, les bulles d'air résultant du coulage du béton se retrouvent enfermées au niveau de la face supérieure du moule, donc en l'espèce, en raison de la réalisation de ladite structure et notamment de l'escalier à l'envers, au niveau de la face inférieure dudit escalier une fois celui-ci érigé. On évite ainsi d'observer des défauts au niveau de la surface fonctionnelle de l'escalier, c'est-à-dire du plateau de marche et, par ailleurs, en raison de l'injection du béton par le point le plus bas du volume défini par le moule, lesdites bulles d'air le cas échéant formées, ont tendance à se former au niveau supérieur dudit moule et donc, encore une fois, au niveau de la face inférieure non fonctionnelle de la structure tridimensionnelle notamment de l' escalier.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on positionne un évent au point le plus haut du volume défini par les deux moules, respectivement inférieur et supérieur. Ce faisant, le béton injecté, non seulement comble l'intégralité dudit volume, mais en outre, déborde dudit volume en sa partie supérieure, c'est-à-dire plus haut que la structure tridimensionnelle à réaliser. Cela permet d'assurer un remplissage complet du moule. La carotte de béton résultant de ce débordement, et bien évidemment inutile, est cassée après prise en masse du béton lors du démoulage.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention et, là encore, dans le dessein d'éviter la formation de bulles d'air lors de la prise en masse du béton, une fois le moule réalisé, c'est-à-dire après installation du moule inférieur et du moule supérieur, on incline l'ensemble, typiquement d'un angle compris entre 3 et 25 degrés par rapport à l'horizontale, pendant l'opération de coulage du béton. En raison de cette faible inclinaison du moule ainsi constitué pendant cette opération de coulage du béton, les bulles d'air qui ont naturellement tendance à être emprisonnées au niveau des faces horizontales, ne disposent de facto plus de faces horizontales pour venir être emprisonnées, et sont susceptibles de s'échapper au niveau de la ligne de fuite née de l'inclinaison dudit moule.
  • Dans ce même esprit, selon une autre variante de l'invention, on munit partie au moins des surfaces dudit moule destinées à définir les faces non verticales de la structure, d'une dépouille, là encore typiquement inclinée de 3 à 25 degrés par rapport à l'horizontale, permettant ainsi d'éviter toute face horizontale lors du coulage du béton, favorisant ainsi l'évacuation des bulles d'air le cas échéant formées. Ce faisant, une fois la structure, et notamment l'escalier réalisé, puis retournée, et érigée, la face inférieure ne présente plus de section en crémaillère à faces parallèles comme fréquemment observé, mais une face inférieure présentant un plan incliné par rapport à l'horizontale.
  • Selon encore une autre variante de l'invention, et là encore toujours dans l'objectif d'éviter la formation de bullage lors de la prise en masse du béton, la face supérieure du moule n'est plus en forme de crémaillère, comme dans le cas précédent, mais présente une courbure continue, qui deviendra la face inférieure de l'escalier, cette courbure continue évitant ainsi toutes faces horizontales susceptibles d'autoriser l'emprisonnement de bulles d'air.
  • L'invention vise également les structures monoblocs tridimensionnelles et les escaliers monoblocs en béton obtenus par la mise en œuvre de ce procédé.
    • DESCRIPTION DES FIGURES
  • La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées.
    • La figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un moule inférieur conforme à l'invention en vue de la réalisation d'un escalier monobloc en béton à fût central.
    • La figure 2 est une vue schématique latérale du moule inférieur de la figure 1.
    • La figure 3 est une vue schématique en perspective, selon deux orientations différentes de la partie inférieure du moule supérieur conforme à l'invention, et apte à coopérer avec le moule inférieur des figures 1 et 2.
    • La figure 4 est une vue analogue à la figure 3, mais de la partie supérieure dudit moule supérieur.
    • La figure 5 est une vue schématique en éclaté illustrant les différentes parties du moule, outre l'escalier en béton résultant de la mise en œuvre du procédé de l'invention.
    • La figure 6 est une vue schématique illustrant un escalier résultant du procédé de l'invention, représenté à l'envers, et présentant au niveau de sa sous-face des zones inclinées, résultant de dépouilles ménagées au sein du moule.
    • La figure 7 est une vue schématique en perspective d'un escalier représenté à l'envers ou retourné, mettant en évidence une autre variante de l'invention, en l'espèce un escalier à surface inférieure lisse et à courbure continue avec fût central.
    • La figure 8 est une vue analogue à la figure 7, mais d'un escalier sans fût central.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • La description qui suit est réalisée en relation avec la fabrication d'un escalier monobloc en béton.
  • Il doit cependant être conservé à l'esprit que l'invention vise la réalisation de toute structure tridimensionnelle en béton, et que seule la forme des moules est susceptible de varier pour réaliser ladite structure, le principe général décrit ci-après demeurant strictement identique. Selon le procédé de l'invention, afin de réaliser un tel escalier monobloc en béton (1), plus particulièrement en usine et non pas sur site, on met en œuvre deux moules, respectivement un moule inférieur (2) représenté sur les figures 1 et 2, et un moule supérieur, en l'espèce constitué d'un capot inférieur (3) et d'un capot supérieur (4) représentés au sein des figures 3 et 4. Comme on peut l'observer sur ces figures, les moules sont érigés verticalement.
  • S'agissant du moule inférieur (2) représenté sur lesdites figures 1 et 2, celui-ci présente une succession de parties verticales (5) et horizontales (6), lesdites parties horizontales (6) étant destinées à définir les plateaux de marche (7) de l'escalier (1) résultant du procédé de l'invention, étant rappelé que selon ledit procédé, l'escalier est moulé en position inversée ou retournée, telle qu'on peut l'observer notamment sur les figures 7 et 8. Typiquement, ce moule est réalisé en acier et correspond à l'intégralité de la volée d'escalier que l'on souhaite réaliser.
  • Corollairement, les figures 3 et 4 illustrent respectivement la partie inférieure ou capot inférieur (3) du moule supérieur et la partie supérieure ou capot supérieur (4) du moule supérieur, destinées, une fois mises en place et fixées sur le moule inférieur (2) décrit en relation avec les figures 1 et 2, à définir un volume, au sein duquel un béton auto-plaçant va être injecté.
  • Dans ce mode de réalisation, lesdits capots inférieur (3) et supérieur (4) sont également constitués d'une succession de parties horizontales (8) et verticales (9), de sorte que la face inférieure, également dénommée sous-face (13) de l'escalier résultant du procédé de l'invention est en forme de crémaillère, comme celui représenté sur la figure 5. Il doit en effet être rappelé que, en raison de la réalisation de l'escalier en position inversée, ce moule supérieur va définir, dans les faits, la face inférieure de l'escalier. Dans le cas précis, cette partie inférieure présente donc une crémaillère.
  • Cependant, et ainsi que décrit par exemple en relation avec les figures 7 et 8, cette surface inférieure (13) de l'escalier pourrait être lisse et continue, de sorte que la forme du capot supérieur serait adaptée en conséquence.
  • On a représenté en relation avec la figure 5 une vue éclatée tendant à illustrer l'assemblage des différentes parties du moule et leur coopération avec l'escalier en suite de sa réalisation. Ces différentes parties du moule sont assemblées entre elles, notamment par vissage, afin de favoriser le démoulage ultérieur de l'escalier, une fois le béton pris en masse.
  • Cet assemblage définit un volume fermé, au sein duquel le béton auto-plaçant est injecté. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, cette injection est réalisée au niveau de la base dudit volume. On a ainsi matérialisé sur les figures 3 et 5, le point d'injection (10) du béton au sein de ce volume, ledit point d'injection étant en l'espèce réalisé au sein de la partie verticale (9) la plus basse du moule supérieur.
  • Ce béton de consistance nettement plus liquide que les bétons traditionnels mis en œuvre pour les escaliers, est donc injecté à partir de l'extrémité inférieure du moule selon un mouvement ascendant, notamment au moyen d'une pompe adaptée, et plus particulièrement d'une pompe péristaltique. Le béton auto-plaçant n'a donc pas besoin d'être vibré, opération usuellement très physique et pénible, et présente un nombre fortement réduit de bulles d'air, permettant d'obtenir un produit fini plus lisse en surface.
  • Ce pompage intervient jusqu'à intégralement combler le volume défini par les moules, respectivement inférieur et supérieur.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on munit l'extrémité supérieure (11) du moule d'un évent (12), permettant à l'air de s'échapper au fur et à mesure du remplissage du volume défini par l'assemblage desdits moules entre eux, et favorisant de facto la suppression de bulles d'air proprement dites, l'un des écueils essentiels que la présente invention vise à écarter.
  • Plus précisément, au fur et à mesure de l'injection de béton auto-plaçant au niveau de la zone d'injection inférieure (10), le béton progresse à l'intérieur dudit volume en direction du haut du moule, induisant un remplissage intégral du volume défini par le moule, jusqu'à ce que le béton parvienne en haut dudit volume et s'échappe au niveau de l'évent (12). Lorsqu'effectivement le béton atteint l'évent, l'injection du béton cesse.
  • Une fois le béton pris en masse, la durée de prise en masse dépendant de la nature du béton, c'est-à-dire une fois que l'on peut démouler l'escalier et donc enlever les différents éléments des moules illustrés en relation avec les figures 1 à 4, il résulte la présence d'une carotte supérieure correspondant à l'évent, que l'on peut casser à ce moment-là.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, et illustré en relation avec la figure 6, au sein de laquelle on a représenté un escalier (1) muni d'un fût central (14) en position inversé, on munit le moule de dépouilles, typiquement inclinées de 3 à 25 degrés par rapport à l'horizontale. La mise en œuvre de telles dépouilles, se traduisant par des pans inclinés (15) au niveau de la sous-face (13) de l'escalier, vise à optimiser l'objectif recherché par la présente invention, à savoir éviter la formation de bulles d'air susceptibles de demeurer emprisonnées. En effet, la présence de ces dépouilles a tendance, en raison du mode d'injection du béton à partir de la base inférieure du volume défini par les deux moules, à chasser le béton au fur et à mesure au niveau de chacune des marches en direction de la marche supérieure et, par voie de conséquence, à chasser les bulles d'air.
  • Alternativement, voire cumulativement, il est également envisageable selon l'invention d'incliner légèrement l'intégralité du moule pendant l'opération d'injection du béton, là encore typiquement d'une valeur comprise entre 3 et 25 degrés par rapport à l'horizontale, toujours dans le même objectif de chasser les bulles d'air. Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, l'objectif prioritaire est d'éviter la formation de bulles d'air entre le moule supérieur et le béton.
  • Alternativement, et ainsi qu'évoqué précédemment, il est envisageable de supprimer toute discontinuité au niveau de l'enveloppe du moule supérieur. En d'autres termes, on confère audit moule supérieur une forme lisse et continue, permettant de réaliser un escalier tel qu'illustré sur les figures 7 et 8, respectivement avec et sans fût central. On observe que la face inférieure de l'escalier, puisqu'aussi bien celui-ci est représenté en position inversée ou retournée, ne présente plus de crémaillère, mais une surface continue. En raison de cette continuité du moule supérieur, il n'existe donc plus de surface horizontale ou sensiblement horizontale susceptible de permettre l'emprisonnement de bulles d'air.
  • Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation retenu, on met en œuvre béton auto-plaçant robuste en évitant la saturation en dosage d'adjuvants afin d'éviter le risque de microségrégation ou de moussage en surface, susceptible d'être causées par les produits défloculants de type plastifiants ou super plastifiants. Typiquement, ce le béton auto-plaçant appartient à la classe SF2 (étalement compris entre 660mm et 750mm), ou à la classe SF3 (étalement compris entre 760mm et 850mm), ces deux classes étant définies par la norme NF EN 206, l'étalement étant un essai décrit par la norme NF EN 12350-8.
  • Il résulte du procédé de l'invention la possibilité de réaliser une structure tridimensionnelle en béton, et notamment un escalier en béton monobloc, permettant de s'affranchir de bulles d'air au niveau des plateaux de marche, c'est-à-dire de la zone réellement fonctionnelle de l'escalier, sans nécessiter de traitement préalable des moules, hormis l'huilage de la face interne des moules afin de favoriser le démoulage (cette huile de démoulage peut être constituée d'une solvantée (par exemple commercialisée sous la référence Grâce cire E-31), d'une huile de synthèse (par exemple commercialisée sous la référence Chryso Dem Oléo 64), d'une huile végétale ou à base végétale (par exemple commercialisée sous la référence Grâce Décobio S33)) ou de la mise en œuvre d'un quelconque mortier supplémentaire, permettant ainsi de faciliter le procédé de réalisation et d'en diminuer les coûts de fabrication.

Claims (7)

  1. Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton, munie d'au moins une surface plane horizontale (7), ledit procédé mettant en œuvre un moule fermé composé d'un moule inférieur (2) et d'un moule supérieur (3, 4) ou capot définissant entre eux un volume destiné à être rempli par du béton, consistant :
    ▪ à installer le moule inférieur (2) destiné, in fine, à définir ladite au moins une surface plane horizontale, ledit moule inférieur (2) présentant une succession de parties verticales (5) et horizontales (6), lesdites parties horizontales (6) étant destinées à définir ladite au moins une surface plane (7) ;
    ▪ à positionner le moule supérieur (3, 4) ou capot en regard dudit moule inférieur, et à le fixer sur ledit moule inférieur (2) ;
    ▪ à injecter dans le volume défini par les deux moules respectivement inférieur et supérieur, et à partir de la base inférieure dudit volume, du béton auto-plaçant, jusqu'à combler l'intégralité dudit volume ;
    ▪ après prise en masse du béton, à ôter le moule supérieur (3, 4) et le moule inférieur (2), et donc à démouler la structure ou partie de structure tridimensionnelle en béton ;
    ▪ puis à retourner la structure ou partie de structure ainsi obtenue, afin de disposer de la au moins une surface plane horizontale en position opérationnelle, c'est-à-dire en position supérieure lorsque ladite structure est érigée en place sur site.
  2. Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton selon la revendication 1, dans lequel on positionne en outre sur l'un ou l'autre des deux moules un évent (12) au point le plus haut du volume défini par lesdits moules (2, 3, 4), de telle sorte à permettre au béton auto-plaçant injecté depuis la base inférieure dudit volume de combler l'intégralité dudit volume, puis de déborder dudit volume en sa partie supérieure, c'est-à-dire plus haut que la structure tridimensionnelle à réaliser.
  3. Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton selon l'une des revendication 1 et 2, dans lequel, une fois le moule réalisé, c'est-à-dire après installation du moule inférieur et du moule supérieur, on incline l'ensemble d'un angle compris entre 3 et 25 degrés par rapport à l'horizontal pendant l'opération de coulage du béton.
  4. Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le moule présente une section sagittale en forme de crémaillère, apte à définir au niveau de la structure tridimensionnelle à réaliser des faces verticales et des faces non verticales, partie au moins des surfaces dudit moule destinées à définir les faces non verticales étant munie d'une dépouille.
  5. Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton selon la revendication 4, dans lequel les dépouilles sont inclinées de 3 à 25 degrés par rapport à l'horizontal.
  6. Procédé pour la réalisation d'une structure ou d'une partie de structure monobloc tridimensionnelle en béton selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la face supérieure du moule supérieur ou capot présente une courbure continue.
  7. Escalier ou partie d'escalier monobloc en béton présentant une série de contre marches et de plateaux de marche obtenu selon le procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6.
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