LU85372A1 - Procede de fabrication de corps creux en beton arme par fibres continues,produits obtenus et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede - Google Patents
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Description
φ
P.GRAE 01/LU
PROCEDE DE FABRICATION DE CORPS CREUX EN BETON ARME .
PAR FIBRES CONTINUES, PRODUITS OBTENUS ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCEDE.
La présente invention concerne un procédé de 5 fabrication de corps creux en béton armé par fibres con-* tinues, par exemple des fibres de verre, notamment des tuyaux, des silos ou des modules d'habitation à paroi relativement mince ; elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé.
10 On connaît un procédé de fabrication de corps * creux en béton armé par fibres de verre dans lequel on projette simultanément des fibres de verre hachées et du mortier de ciment dans un moule, après quoi on effectue un ébullage.
15 II est également connu, notamment par la tech nique des matières plastiques,que l'utilisation de fibres continues confère de meilleures propriétés mécaniques au matériau que l'utilisation de fibres hachées projetées au hasard.
20 II s'est cependant avéré que la fibre continue n'a pas encore été utilisée comme armature dans le béton, étant donné que l'imprégnation des fibres n'est pas suffisante et qu'on ne peut dépasser une teneur en verre supérieure à 5 % en poids du produit composite obtenu.
25 - Il existe donc le besoin de fournir un béton - armé par fibres de verre continues, ayant une teneur en fibres même supérieure à 5 % en poids et présentant des caractéristiques mécaniques améliorées par rapport aux bétons armés par fibres connus jusqu'à présent.
30 Le but de la présente invention vise par consé quent à fournir un procédé de fabrication de corps creux en béton armé par fibres continues, notamment un béton constitué par un mélange de ciment, de sable siliceux et d'eau, qui présente des caractéristiques mécaniques amé- 35 liorées et une teneur en fibres allant jusqu'à plus de 10 % en poids.
y Par ailleurs, la présente invention vise égale- « « 2 è procédé.
Le but de la présente invention est atteint par un procédé de fabrication de corps creux en béton armé par des fibres continues caractérisé en ce qu'on imprègne 5 préalablement les fibres continues avec de 1' eau ; en ce qu'on fait passer les fibres continues dans un lait de ciment de concentration adéquate; en ce qu'on enroule les fibres continues, sous tension, préalablement traitées, en au moins une couche, sur une couche préalablement pro-10 jetée sur un mandrin, constitué par un mélange de ciment et de fibres hachées, le béton ayant été préparé à partir d'une matière siliceuse ayant une granulométrie fine ; et en ce qu'on fait durcir au moins partiellement le produit composite ainsi obtenu avant de le retirer dudit mandrin. 15 Avantageuselement, la granulométrie de la ma tière silicieuse utilisée dans le béton est comprise entre 0,2 et 1,5 mm.
Selon une forme d'exécution préférée, le béton est préparé avec une quantité d'eau en excès.
20 De préférence, l'eau d'imprégnation préalable des fibres continues de verre contient un agent mouillant. On peut ainsi améliorer l'adhérence des fibres au ciment.
L'enroulement sous tension des fibres de verre 25 continues sur le mandrin enrobé d'une couche de ciment à granulométrie très fine et préparé avec un excès d'eau a pour effet d'exercer une pression sur celui-ci et d'améliorer encore leur imprégnation. Par ailleurs, les fibres continues enroulées sous tension écrasent le ciment ren-50 forcé par fibres courtes, qui recouvre le mandrin et compriment les fibres courtes qui s'enfoncent dans la masse. De cette manière, elles expriment une partie du béton qui remonte,à travers les fibres,vers la surface en noyant le tout dans la masse du ciment.Il faut noter que les fibres 55 hachées disposées de manière quelconque empêchent les fibres continues de traverser complètement la masse du ciment et qu'elles créent des liens transversaux entre les J fibres continues sensiblement parallèles, tout en amélio- « 3 4 rant les caractéristiques mécaniques du produit composite. L’enroulement sous tension provoque également une contrainte qui est fixée pendant le durcissement et qui joue pleinement après le démoulage.
5 Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu* il comporte au moins deux cuves pour les bains d'imprégnation successifs des fibres continues, lesdites cuves 10 pouvant se déplacer selon une direction parallèle à l'axe du mandrin ; un bras basculant muni d'un dispositif de projection du mélange de ciment et de fibres hachées sur le mandrin et permettant d'appliquer les fibres continues préalablement imprégnées, sous tension, sur le mandrin en-15 robé du ciment, ledit bras basculant étant agencé de manière telle qu'il permet l'enroulement des fibres continues à la manière d'une bobine autour du mandrin qui est entraîné en rotation à vitesse adéquate.
De préférence,le dispositif suivant l'invention 20 comporte trois cuves pour les bains d'imprégnation successifs, c'est-à-dire l'eau contenant éventuellement un agent mouillant, et le lait de ciment ;lesdites cuves pouvant se déplacer selon une direction parallèle à l'axe du mandrin en fonction de la position du bras basculant qui 25 applique les fibres continues sous tension sur le mandrin préalablement enrobé de ciment.
La présente invention vise également à fournir un corps creux à paroi mince,caractérisé en ce qu'il consiste en un béton précontraint armé par des fibres, ledit 30 béton étant constitué par une matière siliceuse ayant une granulométrie fine, de préférence comprise entre 0,2 et 1,5 mm et présentant une teneur en fibres allant jusqu'à plus de 10 % en poids du produit final obtenu.
De préférence, on utilise 5 % en poids de fi-35 bres hachées projetées simultanément avec le ciment et jusqu'à 5 % en poids de fibres continues enroulées. Ces valeurs ne sont toutefois pas limitatives et dépendent fl) entre autre des sollicitations auxquelles sera soumis le 4 4 9 produit obtenu.
Si l'on augmente ainsi la teneur en fibres, grâce au procédé de l'invention, les performances vont augmenter encore plus rapidement, étant donné que le renforcement par fibres continues est encore plus performant 5 que le renforcement par fibres discontinues c'est-à-dire hachées, et de ce fait, on peut éventuellement réduire la teneur en fibres hachées, tout en ayant des performances techniques supérieures.
Alors que, selon les procédés classiques, on n' 10 arrive pas à dépasser une teneur en fibres supérieure à 5 % en poids, le procédé selon l'invention fournit un produit ayant une teneur en fibres allant jusqu'à 10 % en poids et plus.
Selon une forme d'exécution particulièrement 15 préférée, le produit obtenu consiste en un béton armé par des couches alternées de fibres discontinues et de fibres continues jusqu'à l'obtention de l'épaisseur requise pour les performances demandées.
D'autres détails et avantages apparaîtront plus 20 clairement à la lecture de la description d'une forme d' exécution préférée décrite ci-dessous à l'appui des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'une forme d'exécution d'un dispositif selon la présente invention ; et 25 - la figure 2 est un exemple de produit obtenu selon le .procédé de la présente invention.
En référence aux figures,le dispositif de l'invention comporte un mandrin 1 qui sert de support de moulage pour le corps creux (représenté à la figure 2), et 30 un dispositif d'enroulement de fibres de verre continues sur une couche de béton constituée par un ciment à granulométrie comprise entre 0,2 et 1,5 mm et par des fibres hachées. Ce dispositif comporte un moyen de déroulement des fibres de verre continues 2 et trois cuves pour les 35 bains d'imprégnation successifs des fibres, à savoir une ή cuve 3 contenant de l'eau additionnée d'un agent mouillé lant, une cuve 4 contenant de l'eau et une’cuve 5 conte- 0 # 5 nant un lait ou un mortier de ciment. Ces cuves peuvent se déplacer selon une direction parallèle à l'axe du mandrin c'est-à-dire un axe perpendiculaire au plan de la feuille. Les diverses cuves sont suivies d'un dispositif 5 de tension 6 des fibres continues qui sont ainsi amenées vers le bras basculant 8 qui doit pouvoir s 1 adapter à 'toutes les positions du mandrin 1 et qui doit en outre permettre un enroulement des fibres continues à la manière d'une bobine. Ledit bras basculant 8 comporte un dis-10 positif de projection 10 qui projette le mélange constitué par le ciment et les fibres de verre hachées sur le mandrin l.Le bras 8 est également équipé d'un dispositif 12 d'application sous tension des fibres continues sur la couche de ciment préalablement projetée sur le mandrin.
15 A titre d'exemple on a représenté, à la figure 2, un produit composite obtenu selon le procédé de l'invention et à l'aide du dispositif de l'invention. Dans ce cas le corps creux à paroi mince est un module de construction qui, assemblé avec d'autres modules semblables, 20 peut former une habitation préfabriquée.On peut cependant également fabriquer de cette manière,avec un mandrin adéquat, des tuyauteries en béton précontraint renforcé par fibres de verre ou encore d'autres corps creux à parois relativement minces.
"À, _ 30 35
Claims (9)
1. Procédé pour la fabrication de corps creux en béton armé par des fibres continues caractérisé en ce qu’on imprègne préalablement les fibres continues avec de 5 l'eau ; en ce qu'on fait passer les fibres continues dans un lait de ciment de concentration adéquate; en ce qu'on enroule les fibres continues préalablement traitées, sous tension, en au moins une couche, sur une couche préalablement projetée sur un mandrin et constituée par un mé-10 lange de ciment et de fibres hachées, le béton ayant été préparé à partir d'une matière siliceuse ayant une granulométrie fine ; et en ce qu'on fait durcir au moins partiellement le produit composite ainsi obtenu avant de le retirer dudit mandrin.
2. Procédé suivant la revendication 1 caracté risé en ce que la granulométrie de la matière silicieuse utilisée dans le mortier de ciment est comprise entre 0,2 et 1,5 mm.
3. Procédé suivant l'une quelconque des reven-20 dications précédentes caractérisé en ce qu'on prépare le béton avec une quantité d'eau en excès.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'eau d'imprégnation préalable des fibres continues contient un agent 25 mouillant.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé-en ce que les fibres ha-; chées et les fibres continues utilisées sont des fibres v$· . * de verre.
6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux cuves pour les bains d'imprégnation successifs des fibres continues, lesdites cuves pouvant se déplacer suivant une direction 35 parallèle à l'axe du mandrin; un bras basculant muni d'un dispositif de projection du mélange de ciment et de fi-bres hachées sur le mandrin et permettant d'appliquer les fibres continues préalablement imprégnées sous tension 4 Λ 7 sur le mandrin enrobé du ciment,ledit bras basculant étant agencé de manière telle qu'il permet l'enroulement des fibres continues à la manière d'une bobine autour du mandrin qui est entraîné en rotation autour de son axe à 5 vitesse adéquate.
7. Dispositif suivant la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte trois cuves pour les bains d'imprégnation successifs, c'est-à-dire l'eau contenant éventuellement un agent mouillant, et le lait _ 10 et/ou le mortier de ciment ; lesdites cuves pouvant se déplacer selon une direction parallèle à l'axe du mandrin en fonction de la position du bras basculant qui applique les fibres continues sous tension sur le mandrin préalablement recouvert de ciment.
8. Corps creux à paroi mince caractérisé en ce qu'il consiste en un béton précontraint armé par des fibres continues et discontinues, ledit béton étant constitué par une matière siliceuse ayant une granulométrie fine, de préférence comprise entre 0,2 et 1,5 mm, et pré-20 sentant une teneur en fibres allant jusqu'à 10 % en poids et plus du produit final obtenu.
9. Corps creux suivant la revendication précédente caractérisé en ce qu'il contient 5 % en poids de fibres de verre hachées projetées simultanément avec le 25 ciment et jusqu'à 5 ?» en poids de fibres de verre conti- 30 (J 35
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