WO1995001316A1 - Composition de beton de fibres metalliques pour mouler un element en beton, elements obtenus et procede de cure thermique - Google Patents

Composition de beton de fibres metalliques pour mouler un element en beton, elements obtenus et procede de cure thermique Download PDF

Info

Publication number
WO1995001316A1
WO1995001316A1 PCT/FR1994/000800 FR9400800W WO9501316A1 WO 1995001316 A1 WO1995001316 A1 WO 1995001316A1 FR 9400800 W FR9400800 W FR 9400800W WO 9501316 A1 WO9501316 A1 WO 9501316A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
concrete
composition according
fibers
weight
micrometers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1994/000800
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Emile Félix RICHARD
Marcel Hubert Cheyrezy
Nicolas Pierre Jean Roux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bouygues SA
Original Assignee
Bouygues SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9308063A external-priority patent/FR2707625B1/fr
Priority to DE69422517T priority Critical patent/DE69422517T2/de
Application filed by Bouygues SA filed Critical Bouygues SA
Priority to CA 2166299 priority patent/CA2166299C/fr
Priority to AT94921002T priority patent/ATE188455T1/de
Priority to KR1019950705962A priority patent/KR100217439B1/ko
Priority to EP94921002A priority patent/EP0706502B1/fr
Priority to AU71888/94A priority patent/AU682198B2/en
Priority to JP50332195A priority patent/JP3698723B2/ja
Priority to DK94921002T priority patent/DK0706502T3/da
Publication of WO1995001316A1 publication Critical patent/WO1995001316A1/fr
Priority to FI956342A priority patent/FI114700B/fi
Priority to NO19955359A priority patent/NO315797B1/no
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to GR20000400638T priority patent/GR3032942T3/el
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/48—Metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02—Selection of the hardening environment
    • C04B40/0263—Hardening promoted by a rise in temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/60—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/012—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00198—Characterisation or quantities of the compositions or their ingredients expressed as mathematical formulae or equations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2938—Coating on discrete and individual rods, strands or filaments
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/294—Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]

Definitions

  • the invention relates to a metal fiber concrete for molding concrete elements.
  • Concrete of metallic fibers here means a body of cement matrix including metallic fibers and obtained by curing a cement composition mixed with water.
  • Concrete element here means columns, beams, slabs, walls, panels, armor, veneer panels, and any decorative or structural element used in a construction.
  • Traditional concretes have a granular skeleton formed of the following three phases:
  • - sand with a grain size between 1 and 4 mm - aggregates or gravels of size between 5 and 20 mm or between 5 and 25 mm.
  • Traditional metal fiber concretes include steel fibers whose length is between 30 and 60 mm.
  • the maximum length of the fibers that can be used is limited on the one hand by the possibilities of mixing without excessive degradation and on the other hand by the necessities of concrete pouring (placement and vibration).
  • the fiber dosages used in traditional fiber concrete vary from 30 kg / m3 to 150 kg / m3; they are generally between 40 kg / m3 and 80 kg / m3, which corresponds to a percentage by volume of between 0.5% and 1%.
  • the interface between the aggregates and the hardened cement paste constitutes an area of low resistance due to its greater porosity (transition halo). This interface is also the seat of local constraints due to the anisotropy of behavior between the aggregate and the paste.
  • the aggregates can only remain linked to each other if there are fasteners resistant to traction and having a development length at least equal to about ten times the size. of the largest aggregate.
  • the ratio R being at most 3.0, the fibers cannot effectively bind the aggregates to each other. This is confirmed by the fact that the addition of metallic fibers in traditional concrete only slightly improves the tensile strength of concrete. This improvement is a few percent for the usual fiber dosages from 0.5 to 1% by volume.
  • the metallic fibers used in concrete that do not have traditional reinforcements do not prevent cracking of the concrete, they only allow it to be distributed, that is to say that there is a large number of micro - cracks sewn by the fibers instead of fewer but larger cracks. Consequently, the use of metallic fiber concretes without traditional passive reinforcement is limited.
  • compositions of metallic fiber concretes and particular methods for producing cementitious matrices containing metallic fibers are known (COMPRESIT, SIFCON and others) and are described for example in US Patents 4,979,992 (HHBACHE), 4,513,040, 4,559,881, 4,593,627 and 4,668,548 (DRLANKARD).
  • the present invention relates to new specific compositions for manufacturing an ultra-high strength ductile concrete allowing the construction of prestressed or non-prestressed concrete elements, comprising no passive reinforcement.
  • An object of the invention is to obtain concrete elements of metal fibers without traditional passive reinforcement having a tensile strength at least included in the range from about 30 MPa to about 60 MPa.
  • Another object of the invention is to obtain concrete elements of metallic fibers having a fracturing energy at least included in the range approximately 10,000 to approximately 40,000 J / m 2 .
  • Another object of the invention is to obtain structural elements having an elongation at break which is at least in the range 4000.10-6 m / m to 9000.10-6 m / m.
  • An object of the invention is also to obtain a metal fiber concrete having a compressive strength at least in the range from about 150 to about 250 MPa.
  • An object of the invention is also to obtain concrete elements having a stress intensity factor which is at least in the range 6 MPa mo.5 to 13 MPa mo.5.
  • the invention also r ise to provide concrete elements having p ormances comparable to those of corresponding conventional concrete element but with a 1 weight saving (concrete of the invention) to at least 2.5 ( classic concrete).
  • the invention also aims to provide a concrete making it possible to mold shapes which could not be with conventional concrete.
  • a metallic fiber concrete composition in accordance with the invention consists essentially of Portland cement, granular elements, fine elements with a pozzolanic reaction, metallic fibers, a dispersing agent, possibly other adjuvants. , and of water and it is characterized in that the preponderant granular elements have a maximum grain size D at most equal to 800 mit. jmeters, in that the metallic fibers preponderant have an individual length 1 in the range 4 mm - 20 mm, in that the ratio R between the average length L of the fibers and said maximum size D of the granular elements is at least equal to 10, and in that the quantity preponderant metallic fibers is such that the volume of these fibers is in the range 1.0% to 4% of the volume of the concrete after setting.
  • Such a composition after mixing and curing in a mold produces a solid body made of metal fiber concrete.
  • ponderant granular elements the granular elements which represent at least 90%, preferably at least 95%, or better still at least 98%, of the total mass of the granular elements.
  • preponderant metallic fibers denotes metallic fibers which represent at least 90%, preferably at least 95%, or better still at least 98%, of the total mass of metallic fibers.
  • the preponderant granular elements constitute the totality of the granular elements and the preponderant metallic fibers constitute the totality of the metallic fibers.
  • - D is at most equal to 600 micrometers, or better to 400 micrometers, (sizes of 800, 600 and 400 micrometers corresponding substantially to respective sieve equivalents of 30, 29 and 27 of the AFNOR NF X 11 -501 series
  • - 1 is included in the range 8 - 16 mm, or better in the range 10 - 14 mm;
  • the preponderant metallic fibers have a diameter included in the range 80 - 500 micrometers, or better 100 - 200 micrometers - the volume percentage of the preponderant metallic fibers is located in the range 2.0% - 3%, preferably around 2, 5% of the volume of the concrete after setting;
  • the granular elements are essentially fine sands, preferably from the group consisting of sieved natural sand, crushed sand and other fine sands.
  • Portland cement is a cement of the group formed by the CPA PMES, HP. HPR and better HTS (high silica content):
  • the metallic fibers are fibers of the group consisting of steel fibers, stainless steel fibers, and steel or stainless steel fibers coated with a non-ferrous metal such as copper, zinc and other non-ferrous metals or alloys of metals;
  • the fine elements with a pozzolanic reaction are elements of the group consisting of societys, fly ash and blast furnace slag having an average size less than 0.5 micrometer;
  • the dispersing agent is a superplasticizer from the group consisting of naphthalene, melamine, polyacrylate and other s uplasticizers.
  • the mechanical operation of the concrete of the invention is therefore identical, except for a scale effect, to the mechanical operation of traditional reinforced concrete comprising traditional reinforcements of length 600 mm.
  • the concrete mixture comprises per 100 parts by weight of cement, 60 to 150 (or better 80 to 130) parts by weight of fine sand having an average grain size of 150 to 400 micrometers, 10 to 40 ( or better 20 to 30) parts by weight of amorphous silica having a grain size less than 0.5 micrometers, 10 to 80 (or better 15 to 40) parts by weight of metallic fibers having an average length of between 10 and 14 mm. at least 0.5 part by weight (dry extract) of a dispersing agent, any adjuvants, and 10 to 30, preferably 10 to 24, and even better 12 to 20, parts by weight of water.
  • the invention is not limited to the use of a particular super plasticizer, but preference is given to the polyacrylate type super plasticizer over the melamine and naphthalene type superplasticizers. It is preferable to use at least 0.5, or better still at least 1.2, more preferably around 1.8 parts by weight of superplasticizer (dry extract).
  • the silica used is preferably a silica smoke, in particular a silica smoke coming from the zirconium industry rather than a silica smoke coming from the silicon industry.
  • the silica can be totally or partially replaced by other pozzolanic reaction materials such as fly ash and blast furnace slag, for example.
  • the concrete of the invention is prepared by mixing the solid constituents and water, in a manner known per se.
  • the concrete obtained is subjected to a cure at a temperature between ambient and 100 ° C. in particular a cure between 60 and 100 ° C, preferably at a temperature of the order of 90 ° C.
  • the duration of the treatment is preferably between six hours and four days with an optimal duration of the order of two days, the treatment starting after the end of taking the mixture.
  • the treatment is carried out in a dry or humid environment or in cycles alternating between the two environments, for example twenty four hours of treatment in a humid environment, followed by twenty four hours of treatment in a dry environment.
  • This treatment is carried out on concretes having completed their setting, preferably aged at least one day, and even better aged at least approximately seven days.
  • This treatment is carried out on concretes having completed their setting, preferably aged at least one day, and even better aged at least approximately seven days.
  • the concrete is cured at 60 ° C - 100 ° C for six hours to four days from the end of setting
  • the concrete is cured at 60 - 100 ° C for twelve hours to twenty four hours from the end of setting;
  • the concrete is cured at 60 - 100 ° C for six hours to four days, at least one day after the start of setting;
  • the concrete is cured at 70 ° - 90 ° C for six hours to four days after the end of setting.
  • ground quartz powder is particularly useful when the concrete is cured at high temperature, as shown in the table below:
  • - fig. 1 is a diagram of the microstructure of a concrete according to the invention
  • - fig. 2 is a curve of the tensile strength of the concrete as a function of the volume ratio of the metallic fibers
  • - fig. 3 is a curve of the fracturing energy of the concrete as a function of the volume ratio of the metallic fibers
  • - fig. 4 is a curve of the fracturing energy of the concrete as a function of the length of the fibers
  • - fig. 5 is a curve of the compressive strength of the concrete as a function of the water / cement ratio
  • - fig. 6 is a curve of the workability and the compressive strength of the concrete as a function of the superplasticizer / cement ratio;
  • - fig. 7 is a curve of the compressive strength of the concrete as a function of the after-treatment temperature
  • - fig. 8 is a curve of the tensile strength of the concrete compared to that of a conventional mortar
  • - fig. 9 is a curve of the fracturing energy of the concrete compared to that of a conventional mortar
  • - fig. 10 is a half elevation of a concrete beam according to the invention.
  • - fig. 1 1 is a cross section of the span beam (fig. 11 A) and on supports (fig. 11B);
  • - fig. 12 is a diagram of the distribution of the hydraulic cylinders used to load the beam
  • - fig. 15 is the cross section of the deck of a concrete bridge according to the invention.
  • - fig. 16 is the cross section of the corresponding deck of a conventional concrete bridge
  • - fig. 17 is a curve of the ultimate elongation in tension of a concrete according to the invention.
  • Figs. 2 to 7 are curves showing the variation of certain properties of a concrete according to the invention, as a function of different parameters (fiber content, fiber length, water / cement ratio, superplasticizer / cement ratio, after-treatment temperature ).
  • the best water / cement ratio is approximately 0.16 to approximately 0.18.
  • the cure temperature is approximately 80 ° C to approximately 90 ° C.
  • the invention will be further illustrated below by a few examples:
  • Silica is mainly silica smoke (18 m2 / g).
  • the steel fibers are straight and smooth.
  • the components can be mixed, poured and vibrated like those of conventional concrete, at a rate of low percentage of water compared to cement.
  • the percentage of fibers determines flexural strength and fracturing energy.
  • Fig. 8 shows the behavior of such concrete compared to that of a conventional mortar, in a 3-point bending test on notched test pieces.
  • the concrete of the invention manifests a broad phase of work hardening followed by a gradual softening.
  • the maximum tensile stress is twice the tensile stress at the first cracking (50MPa and 25 MPa respectively).
  • the arrow the maximum stress is about 10 times greater than the arrow at the opening of the first micro ⁇ cracking.
  • Fig. 9 shows the results obtained during bending points on notched 4 cm x 4 cm x 16 cm test pieces.
  • the fracturing energy proportional to the area under the curve, is typically 30,000 j / m2 for a concrete according to the invention, whereas it is less than 100 J / m2
  • the concrete of the invention can be used in structural elements without passive reinforcement.
  • the concrete of the invention can also be used in prestressed elements without passive reinforcement.
  • the use of concrete according to the invention leads to a gain in material in a ratio which is at least 2.5.
  • a T-beam is poured with a concrete composition having the following composition (fiber content: 2.6% by volume).
  • Fine sand (150 - 400 micrometers) 966 kg / m3
  • the test beam has a T cross section, a total length of 10 m and a height of 0.34 m (Fig. 10) The upper chord is 0.15 wide and the web is 0 mm thick , 06 m (Fig. 11).
  • the prestressing is carried out by two T15 strands of 139 mm section.
  • the elastic limit of the steel is 1,525 MPa and the guaranteed breaking stress is 1,730 MPa.
  • the beam has no passive reinforcement.
  • the strands were tensioned to 90% of their elastic limit before concreting the beam.
  • the detention and the recepage were carried out 4 days after concreting.
  • the reentry of the strands was on average 1.6 mm, which corresponds to an anchoring length " of about 0.70 m.
  • the beam was loaded to 82 kNm, then fully unloaded. No residual sag was observed. During the second shift. the cracking appeared for a bending moment of 122 kNm (Fig. 13). The small aperture cracks (0.1 - 0.2 mm) were distributed fairly evenly every 0.30 m in the central third of the beam.
  • the loading was continued until the vicinity of the ultimate limit state.
  • the moment reached 147 kNm three large cracks developed in the central part.
  • the rupture of the beam was obtained by rupture of the strands under a stress of 157 kNm.
  • the concrete of the invention has conformed its capacity to take up the secondary tensile forces without cracking.
  • the main bending cracking was observed at an "extremely high tensile stress.
  • the behavior of the beam after cracking is characterized by a 32% increase of resistance and the development of a large arrow post-elastic.
  • FIG. 15 shows the cross section of the deck of a concrete bridge as defined in Table IV and FIG. 16 shows the cross section of the corresponding deck in conventional concrete, the two decks having the same performance.
  • the width of the deck is 15.50m at the top, 5.24m at the base and the height is 5m.
  • the process defined below is used to cast a truss beam made up of cylindrical membranes five meters long and having a diameter of 0.4 meters.
  • the volume of the element (without the reinforcements) is 0.63 m3.
  • the beam is prestressed by post-tensioning after assembly.
  • the fibers are introduced into the mixer in one minute and the concrete is vibrated to untangle the fibers.
  • the mixing operation is completed two to three minutes after the end of the introduction of the fibers.
  • the total mixing time varies from seven to twelve minutes.
  • the concrete according to the invention can be kneaded according to the same method and the same equipment as traditional concrete, but the kneading time is multiplied by approximately five.
  • the beam is molded vertically, with external vibration, in a conventional manner.
  • Demoulding takes place eighteen hours after setting and the beam is kept in a climatic chamber at a relative humidity of 90% at a temperature of 20 ° for seven days.
  • a thermal cure at 90 ° C is applied for twenty four hours by means of steam jets. The beam is then ready for its setting up and the prestressing operations.
  • the test is carried out on a prismatic test tube with a length of 60 cm having a section of 4 by 5 cm which is subjected to a 4-point bending test.
  • the prismatic test tube is vibrated at the table in a waterproof wooden mold and surfaced with a trowel. Demoulding takes place sixteen hours after mixing.
  • the concrete according to the invention then undergoes a thermal cure at 90 ° C. before being exposed to the environment until the day of the test.
  • the four-point bending test is carried out on the test specimen supported on two cylinders 50 cm apart.
  • the load is applied using two 10 cm offset cylinders.
  • the assembly is swivel to remove any parasitic effort.
  • the bending stress is assumed to be constant over 20 cm in the center of the test piece.
  • the loading is progressive and the deformation is measured on the upper (compression) and lower (traction) fibers of the test piece using deformation gauges.
  • the behavior of the concrete according to the invention is illustrated in FIG. 17.
  • the measured result is compared to that of a traditional concrete in the following table:

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Abstract

L'invention concerne un béton de fibres métalliques. Ce béton est préparé à partir d'une composition comprenant des éléments granulaires de grosseur au plus égale à 800 micromètres et, des fibres métalliques de longueur comprise entre 4 et 20 mm, le rapport entre la longueur moyenne des fibres et la grosseur maximale des éléments granulaires étant au moins égal à 10 et le volume des fibres métalliques étant de 1,0 à 4,0 % du volume du béton après la prise. La figure est une courbe de la résistance de la traction du béton comparée à celle d'un mortier classique. L'invention vise notamment à fabriquer des éléments en béton ne nécessitant pas d'armature métallique classique.

Description

COMPOSITION DE BETON DE FIBRES METALLIQUES
POUR MOULER UN ELEMENT EN BETON, ELEMENTS OBTENUS
ET PROCEDE DE CURE THERMIQUE
L'invention concerne un béton de fibres métalliques pour mouler des éléments en béton.
"Béton de fibres métalliques" signifie ici un corps de matrice cimentaire incluant des fibres métalliques et obtenu par durcissement d'une composition cimentaire mélangée avec de l'eau. "Elément de béton" signifie ici des poteaux, des poutres, des dalles, des murs, des panneaux, des blindages, des panneaux de plaquage, et tout élément décoratif ou structurel utilisé dans une construction. Les bétons traditionnels ont un squelette granulaire formé des trois phases suivantes :
- le ciment qui constitue la phase liante avec une taille de grains comprise entre 1 micromètre et 100 micromètres ;
- le sable avec une taille de grains comprise entre 1 et 4 mm : - les granulats ou graviers de grosseur comprise entre 5 et 20 mm ou entre 5 et 25 mm.
Les bétons de fibres métalliques traditionnels comportent des fibres en acier dont la longueur est comprise entre 30 et 60 mm. La longueur maximale des fibres pouvant être utilisées est limitée d'une part par les possibilités de malaxage sans dégradation excessive et d'autre part par les nécessités du coulage du béton (mise en place et vibration).
Les fibres métalliques lisses sont ancrées dans le béton par adhérence. Pour assurer un bon comportement de la fibre lisse, il importe que le coefficient de forme égal au quotient de la longueur par le diamètre de la fibre soit compris entre 50 et 100. Ce coefficient de forme optimal peut être réduit lorsque l'ancrage de la fibre est amélioré par une modification de sa géométrie : ondulations, crochets aux extrémités, crénelages, etc.. Les dosages de fibres utilisés dans les bétons de fibres traditionnels varient de 30 kg/m3 à 150 kg /m3 ; ils sont généralement compris entre 40 kg/m3 et 80 kg/m3, ce qui correspond à un pourcentage en volume compris entre 0,5 % et 1 %. La longueur L des fibres est généralement comprise entre 30 mm et 60 mm, tandis que le diamètre D des plus gros granulats est généralement compris entre 20 et 25 mm, en sorte que le rapport R = L/D est compris entre 1,2 et 3,0.
Dans le béton traditionnel l'interface entre les granulats et la pâte de ciment durci constitue une zone de faible résistance du fait de sa plus grande porosité (auréole de transition). Cet interface est également le siège de contraintes locales dues à l'anisotropie de comportement entre le granulat et la pâte. Dans le cas d'une traction d'ensemble exercée sur le béton les granulats ne peuvent rester liés les uns aux autres que s'il existe des attaches résistant à la traction et ayant une longueur de développement au moins égale à environ dix fois la taille du plus gros granulat.
Le rapport R étant au maximum de 3.0, les fibres ne peuvent lier efficacement les granulats les uns aux autres. Cela est confirmé par le fait que l'ajout de fibres métalliques dans le béton traditionnel n'améliore que faiblement la résistance à la traction du béton. Cette amélioration est de quelques pour cent pour les dosages en fibres usuels de 0,5 à 1 % en volume.
Les fibres métalliques utilisées dans les bétons qui ne comportent pas d'armatures traditionnelles ne permettent pas d'éviter la fissuration du béton, elles permettent seulement de la répartir, c'est-à-dire que l'on a un grand nombre de micro-fissures cousues par les fibres au lieu de fissures moins nombreuses mais plus larges. En conséquence, l'utilisation des bétons de fibres métalliques sans armature passive traditionnelle est limitée.
Des compositions particulières de bétons de fibres métalliques et des procédés particuliers pour réaliser des matrices cimentaires contenant des fibres métalliques sont connus (COMPRESIT, SIFCON et autres) et sont décrits par exemple dans les brevets US 4 979 992 (H.H.BACHE), 4 513 040, 4 559 881 , 4 593 627 et 4 668 548 (D.R.LANKARD).
La présente invention concerne de nouvelles compositions spécifiques pour fabriquer un béton ductile à ultra-haute résistance permettant la construction d'éléments en béton précontraints ou non, ne comportant aucune armature passive.
Un but de l'invention est d'obtenir des éléments en béton de fibres métalliques sans armature passive traditionnelle ayant une résistance à la traction au moins comprise dans la gamme environ 30 MPa à environ 60 MPa.
Un autre but de l'invention est d'obtenir des éléments en béton de fibres métalliques ayant une énergie de fracturation au moins comprise dans la gamme environ 10 000 à environ 40 000 J/m2.
Un autre but de l'invention est d'obtenir des éléments de structure ayant un allongement à la rupture qui soit au moins dans la gamme 4000.10-6 m/m à 9000.10-6 m/m.
Un but de l'invention est également d'obtenir un béton de fibres métalliques ayant une résistance à la compression au moins comprise dans la gamme environ 150 à environ 250 MPa. Un but de l'invention est aussi d'obtenir des éléments en béton ayant un facteur d'intensité de contrainte qui soit au moins dans la gamme 6 MPa mo.5 à 13 MPa mo.5.
L'invention ,rise aussi à fournir des éléments en béton présentant des p ormances comparables à celles de l'élément correspondant en béton traditionnel mais avec une économie de poids de 1 (béton de l'invention) pour au moins 2,5 (béton classique).
L'invention vise aussi à fournir un béton permettant de mouler des formes qui ne pourraient l'être avec un béton classique.
Une composition de béton de fibres métalliques conforme à l'invention est constituée pour l'essentiel de ciment Portland, d'éléments granulaires, d'éléments fins à réaction pouzzolanique, de fibres métalliques, d'un agent dispersant, éventuellement d'autres adjuvants, et d'eau et elle est caractérisée en ce que les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D au plus égale à 800 mit. jmètres, en ce que les fibres métalliques prépondantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D des éléments granulaires est au moins égal à 10, et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est dans la gamme 1,0 % à 4 % du volume du béton après la prise.
Une telle composition après gâchage et durcissement dans un moule produit un corps solide en béton de fibres métalliques.
Par l'expression "éléments granulaires prépondérants", on désigne les éléments granulaires qui représentent au moins 90 %, de préférence au moins 95 %, ou encore mieux au moins 98 %, de la masse totale des éléments granulaires.
Par l'expression "fibres métalliques prépondérantes", on désigne les fibres métalliques qui représentent au moins 90 %, de préférence au moins 95 %, ou encore mieux au moins 98 %, de la masse totale des fibres métalliques.
Idéalement, les éléments granulaires prépondérants constituent la totalité des éléments granulaires et les fibres métalliques prépondérantes constituent la totalité des fibres métalliques.
Dans des modes de réalisation particulièrement avantageux :
- D est au plus égal à 600 micromètres, ou mieux à 400 micromètres, (des grosseurs de 800, 600 et 400 micromètres correspondant sensiblement à des équivalents tamis respectifs de 30, 29 et 27 de la série AFNOR NF X 11 -501
- 1 est compris dans la gamme 8 - 16 mm, ou mieux dans la gamme 10 - 14 mm ;
- les fibres métalliques prépondérantes ont un diamètre compris dans la gamme 80 - 500 micromètres, ou mieux 100 - 200 micromètres - le pourcentage en volume des fibres métalliques prépondérantes est situé dans la gamme 2,0 % - 3 %, de préférence environ 2,5 %, du volume du béton après la prise ;
- les éléments granulaires sont essentiellement des sables fins, de préférence du groupe constitué par le sable naturel tamisé, le sable broyé et les autres sables fins. - le ciment Portland est un ciment du groupe constitué par le CPA PMES, HP. HPR et mieux HTS (haute teneur en silice) :
- les fibres métalliques sont des fibres du groupe constitué par les fibres d'acier, les fibres d'acier inoxydable, et les fibres d'acier ou d'acier inoxydable revêtues d'un métal non ferreux tel que le cuivre, le zinc et autres métaux ou alliages de métaux non ferreux ;
- les éléments fins à réaction pouzzolanique sont des éléments du groupe constitué par les milices, les cendres volantes et les laitiers de haut-fournaux ayant une grosseur moyenne inférieure à 0,5 micromètre ;
- l'agent dispersant est un superplastifiant du groupe constitué par la naphtalène, la mélamine, le polyacrylate et autres s u perplastifiants .
Dans un exemple typique, les granulats du mélange pour béton ont un diamètre au plus égal à 400 micromètres et les fibres métalliques ont une longueur supérieure àl2 mm. ce qui donne un rapport R = 30.
Le comportement de la fibre de longueur 12 mm dans la matrice en béton de poudre réactive est analogue au comportement d'une armature lisse traditionnelle d'une longueur de L = R x D. c'est-à-dire 30 x 20 = 600 mm.
Le fonctionnement mécanique du béton de l'invention est donc identique, à un effet d'échelle près, au fonctionnement mécanique du béton armé traditionnel comportant des armatures traditionnelles de longueur 600 mm.
Alors que les bétons de fibres traditionnels sans armatures ne peuvent pas être utilisés comme bétons de structure, c'est-à-dire pour la fabrication de poutres, de poteaux et de dalles, le béton de l'invention "micro-armé" constitue au contraire un nouveau matériau utilisable pour de telles applications.
Dans une réalisation préférée, le mélange pour béton comprend pour 100 parties en poids de ciment, 60 à 150 (ou mieux 80 à 130) parties en poids de sable fin ayant une grosseur de grains moyenne de 150 à 400 micromètres, 10 à 40 (ou mieux 20 à 30) parties en poids de silice amorphe ayant une grosseur de grains inférieure à 0,5 micromètres, 10 à 80 (ou mieux 15 à 40) parties en poids de fibres métalliques ayant une longueur moyenne comprise entre 10 et 14 mm. au moins 0,5 partie en poids (extrait sec) d'un agent dispersant, des adjuvants éventuels, et 10 à 30, de préférence 10 à 24, et encore mieux 12 à 20, parties en poids d'eau.
L'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un super plastifiant particulier mais on donne la préférence au super plastifiant de type polyacrylate sur les superplastifiants de types mélamine et naphtalène. On utilise de préférence au moins 0,5, ou mieux au moins 1,2, encore mieux environ 1 ,8 parties en poids de superplastifiant (extrait sec).
La silice utilisée est de préférence une fumée de silice, notamment une fumée de silice provenant de l'industrie du zirconium plutôt qu'une fumée de silice provenant de l'industrie du silicium.
Dans des réalisations, la silice peut être totalement ou partiellement remplacée par d'autres matières à réaction pouzzolaniques comme les cendres volantes et les laitiers de haut- foumeaux, par exemple. On prépare le béton de l'invention en mélangeant les constituants solides et de l'eau, de façon en soi connue.
De préférence, le béton obtenu est soumis à une cure à une température comprise entre l'ambiante et 100° C. notamment une cure entre 60 et 100° C, de préférence à une température de l'ordre de 90° C.
La durée de la cure est de préférence comprise entre six heures et quatre jours avec une durée optimale de l'ordre de deux jours, la cure commençant après la fin de la prise du mélange.
La cure est réalisée en ambiance sèche ou humide ou suivant des cycles faisant alterner les deux ambiances, par exemple vingt quatre heures de cure en ambiance humide, suivi de vingt quatre heures de cure en ambiance sèche.
On met en oeuvre cette cure sur des bétons ayant terminé leur prise, de préférence âgés d'au moins un jour, et encore mieux âgés d'au moins sept jours environ. Dans des réalisations particulières :
- le béton est étuvé à 60°C - 100°C pendant six heures à quatre jours à compter de la fin de la prise,
- le béton est étuvé à 60 - 100°C pendant douze heures à vingt quatre heures à compter de la fin de la prise ;
- le béton est étuvé à 60 - 100° C pendant six heures à quatre jours, au moins un jour après le début de la prise ;
- le béton est étuvé à 70° - 90° C pendant six heures à quatre jours après la fin de la prise.
L'addition de poudre de quartz broyé est particulièrement utile lorsque le béton est curé à haute température, comme le montre le tableau ci-après :
Figure imgf000009_0001
Le tableau ci-après do~ ne des exemples comparatifs des caractéristiques du béton de l'invention et d'autres bétons. TABLEAU II
Figure imgf000010_0001
( 1) Après 28 jours de cure à température ambiante ;
(2) Après 2 jours de précure à température ambiante puis cure à 80- 90°C ;
(3) Selon le type de cure thermique appliquée et la quantité de fibres métalliques (de 1 % à 4 % en volume).
L'invention sera encore expliquée en détails ci-après en référence aux figures du dessin joint sur lequel :
- la fig. 1 est un schéma de la microstructure d'un béton selon l'invention ; - la fig. 2 est une courbe de la résistance à la traction du béton en fonction du taux en volume des fibres métalliques ;
- la fig. 3 est une courbe de l'énergie de fracturation du béton en fonction du taux en volume des fibres métalliques ;
- la fig. 4 est une courbe de l'énergie de fracturation du béton en fonction de la longueur des fibres ;
- la fig. 5 est une courbe de la résistance à la compression du béton en fonctiondu rapport eau / ciment ;
- la fig. 6 est une courbe de l'ouvrabilité et de la résistance à la compression du béton en fonction du rapport superplastifiant / ciment ;
- la fig. 7 est une courbe de la résistance à la compression du béton en fonction de la température de post-cure ;
- la fig. 8 est une courbe de la résistance à la traction du béton comparée à celle d'un mortier classique ; - la fig. 9 est une courbe de l'énergie de fracturation du béton comparées à celles d'un mortier classique ;
- la fig. 10 est une demi-élévation d'une poutre en béton selon l'invention ;
- la fig. 1 1 est une section droite de la poutre en travée (fig. 11 A) et sur appuis (fig. 11B) ;
- la fig. 12 est un schéma de la répartition des vérins hydrauliques utilisés pour charger la poutre ;
- la fig. 13 est une courbe de la flèche en travée en fonction du moment de flexion ; - la fig. 14 est un diagramme des contraintes à l'apparition des fissurations de la poutre ;
- la fig. 15 est la section droite du tablier d'un pont en béton selon l'invention ;
- la fig. 16 est la section droite du tablier correspondant d'un pont en béton classique, et
- la fig. 17 est une courbe de l'allongement ultime en traction d'un béton selon l'invention.
La figure 1 schématise le mode de fonctionnement des fibres métalliques dans le béton de l'invention, comparé à celui des armatures passives traditionnelles : - la fig. 1A est un schéma d'une fibre de longueur L = 60 mm entourée de granulats de diamètre maximal D = 25 mm, le rapport R = L/Dmax = 2,4 et la fig. 1 B est un schéma (à échelle différente) d'une fibre métallique entourée de' granulats dans un béton selon l'invention avec L = 12 mm et Dmax = 0,4 mm.
Les figs. 2 à 7 sont des courbes montrant la variation de certaines propriétés d'un béton selon l'invention, en fonction de différents paramètres (taux des fibres, longueur des fibres, rapport eau/ciment, rapport superplastifiant /ciment, température de post- cure).
Il est clair que :
- le meilleur pourcentage de fibres pour ce qui concerne la résistance à la flexion est environ 3,5 (en volume),
- le meilleur pourcentage de fibres pour ce qui concerne l'énergie de fracturation est environ 2,0 environ 2,5,
- le meilleur rapport eau /ciment est environ 0, 16 à environ 0, 18.
- le meilleur rapport plastifiant (extrait sec)/ciment est environ 1 ,8% dans le cas d'un polyacrylate,
- le mailleure température de cure est environ 80°C à environ 90°C. L'invention sera encore illustrée ci-après par quelques exemples :
EXEMPLE I
Une composition typique pour préparer un béton selon l'invention est donnée dans le Tableau III ci-après : TABLEAU III
Ciment CPA.PMES 955 kg / m3
Sable fin de quartz
( 150-300 micromètres) 1 051 kg/ m3
Silice 239 kg/ m3
Superplastifiant (polyacrylate) 13 kg/ m3
Fibres d'acier calibrées
(L= 12,5 mm, 0 = 0, 18mm) 191 kg/m3
Eau totale 153 l/m3
La silice est principalement de la fumée de silice ( 18 m2/g).
Les fibres d'acier sont droites et lisses.
Les composants peuvent être mélangés, coulés et vibres comme ceux des bétons classiques, en débit du faible pourcentage d'eau par rapport au ciment. Le pourcentage de fibres conditionne la résistance à la flexion et l'énergie de fracturation. La fig. 8 montre le comportement d'un tel béton comparé à celui d'un mortier classique, dans un essai de flexion 3 -points sur éprouvettes entaillées. Le béton de l'invention manifeste une large phase d'écrouissage suivi d'un l'adoucissement graduel. La contrainte de traction maximale est deux fois la contrainte de traction à la première fissuration (respectivement 50MPa et 25 MPa). La flèche la contrainte maximale est environ 10 fois plus grande que la flèche à l'ouverture de la première micro¬ fissuration. La fig. 9 montre les résultats obtenus durant des essais de flexion points sur des éprouvettes de 4 cm x 4 cm x 16 cm entaillées. L'énergie de fracturation, proportionnelle à la surface située sous la courbe est typiquement de 30.000 j/m2 pour un béton selon l'invention alors qu'elle est inférieure à 100 J/m2 pour un mortier classique.
Le béton de l'invention peut être utilisé dans des éléments de structure sans armatures passives.
Dans le béton traditionnel il est nécessaire de disposer des armatures traditionnelles au voisinage de toutes les surfaces latérales à une distance -appelée enrobage- généralement comprise entre 1 et 5 cm et jamais supérieure à 10 cm. Cette nécessité conduit à ce que les surfaces latérales des pièces en béton sont généralement planes et régulières ou plus rarement à simple courbure, et presque jamais à double courbure. Le béton selon l'invention pouvant être utilisé sans armatures traditionnelles, il est possible de réaliser des pièces plus minces avec une grande liberté de forme. En effet la nécessité de prévoir des armatures dans les bétons traditionnels, dans chaque direction, ainsi que leur enrobage minimum sur les deux faces, conduit à une épaisseur minimale de 7 cm pour les pièces coulées horizontalement, et de 12 cm pour les pièces coulées verticalement comme le sont les murs et les voiles. Avec le béton de l'invention l'épaisseur minimale des pièces coulées horizontalement est de 8 mm, et l'épaisseur minimale des pièces coulées verticalement est de 20 mm. Cet avantage permet de réaliser d'importantes économies de matière.
La liberté de forme obtenue avec le béton de l'invention permet de réaliser des pièces de forme complexe ayant un meilleur aspect architectural. Cette liberté de forme permet également de mieux répartir la matière là où elle est strictement nécessaire pour la résistance. Cela représente une économie de matière très importante. Les économies de matière permises par l'invention sont encore accrues pour les pièces dans lesquelles le poids propre représente une part importante des charges totales.
Le béton de l'invention peut également être utilisé dans des éléments précontraints sans armature passive. Pour une poutre précontrainte l'utilisation du béton suivant l'invention conduit à un gain de matière dans un rapport qui est au minimum de 2,5.
L'utilisation du béton précontraint conventionnel nécessite l'emploi d'armatures traditionnelles le long des parements des pièces, ainsi que des renforts d'armatures dans les zones d'ancrage des éléments - fils, torons ou câbles - de précontrainte. Cela est valable qu'il s'agisse du béton précontraint par post-tension (barres sous gaine monotorons gainés graissés ; câble sous gaîne, le câble étant constitué d'un assemblage de fils ou de torons) ou du béton précontraint par prétension (fil adhérent ; toron adhérent).
L'utilisation du béton de l'invention est particulièrement intéressante dans le cas de pièces précontraintes puisqu'il permet" l'économie de toutes les armatures traditionnelles y compris celles qui sont rendues nécessaires par la présence des éléments de précontraintes. En effet les efforts dits de diffusion de la précontrainte aux abouts génèrent des contraintes de traction et de cisaillement qui dépassent largement les capacités de résistance du béton traditionnel, et qui doivent donc être repris par des armatures. Par contre la résistance et la ductilité du béton selon l'invention sont suffisantes pour reprendre les efforts sans armatures traditionnelles. EXEMPLE II
On coule une poutre en T avec une composition de béton ayant la composition suivante (taux de fibres : 2 ,6 % en volume).
TABLEAU IV
Ciment CPA.PMES 879 kg/m3
Sable fin ( 150 - 400 micromètres) 966 kg/m3
Fumée de silice (150 - 400 micromètres) 219 kg/m3
Fluidifiant (extrait sec) 13 kg/m3
Eau totale 193 l/m3
Fibre d'acier calibrées 198 kg/m3
(L = 12 mm, 0 = 0. 18 mm) La poutre d'essai a une section transversale en T. une longueur totale de 10 m et une hauteur de 0,34 m (Fig. 10) La membrure supérieure a une largeur de 0, 15 et l'âme à une épaisseur de 0,06 m (Fig. 11 ).
La précontrainte est réalisée par deux torons T15 de 139 mm de section. La limite élastique de l'acier est de 1 525 MPa et la contrainte de rupture garantie est de 1 730 MPa. La poutre ne comporte aucune armature passive. Les torons ont été tendus à 90 % de leur limite élastique avant le bétonnage de la poutre. La détention et le recepage ont été effectués 4 jours après le bétonnage. La rentrée des torons a été en moyenne de 1 ,6 mm, ce qui correspond à une longueur d'ancrage" d'environ 0,70 m.
A l'âge de sept jours, une cure à la vapeur d'eau a permis de maintenir une température dans le béton de 80°C pendant cinq jours. Au moment du transfert de précontrainte, la résistance en traction par flexion du béton était de 22 MPa. La poutre a été chargée à 21 jours. Acet âge la résistance en compression mesurée sur cylindre était de 170 MPa, la résistance en traction par flexion était de 42 MPa et le module dΥoung était de 50 GPa.
Des charges verticales ont été appliquées par l'intermédiaire de huit vérins répartis uniformément (Fig. 12). Une face de la poutre a été peinte pour faciliter la détection visuelle de la fissuration. Les charges ont été appliquées par paliers avec relevé des flèches à im¬ portée et sur appuis à titre de contrôle.
La poutre a été chargée jusqu'à 82 kNm, puis entièrement déchargée. Aucune flèche résiduelle n'a été observée. Au cours du second chεirgement. la fissuration est apparue pour un moment fléchissant de 122 kNm (Fig. 13). Les fissures de faible ouverture (0.1 - 0,2 mm) était réparties assez uniformément tous les 0,30 m dans le tiers central de la poutre.
Dans cet état de sollicitation, la contrainte théorique de traction sur la fibre inférieure calculée en section non fissurée est de 39 MPa (Fig. 14) et la contrainte de compression sur la fibre supérieure est de 49 MPa.
Le chargement a été poursuivi jusqu'au voisinage de l'état limite ultime. Lorsque le moment a atteint 147 kNm trois larges fissures se sont développées dans la partie centrale. La rupture de la poutre a été obtenue par rupture des torons sous une sollicitation de 157 kNm.
Aucune fissure d'effort tranchant n'a été observée sous la contrainte maximale de cisaillement de 3,5 MPa. Il en a été de même dans les zones de diffusion d'effort au voisinage des appuis.
Le béton de l'invention a conformé sa capacité à reprendre les efforts de traction secondaires sans fissurer.
La fissuration de flexion principale a été observée à un niveau" de contrainte de traction extrêmement élevé. Le comportement de la poutre après fissuration se caractérise par un accroissement de résistance de 32 % et par le développement d'une importante flèche post-élastique.
L'absence d'armatures passives permet en outre, de retenir des formes de coffrage mieux adaptées à la reprise des efforts dans les différente sections. Cela conduit à des améliorations supplémentaires de l'efficacité du matériau de l'invention. EXEMPLE III
La fig. 15 montre la section droite du tablier d'un pont en béton tel que défini tans le Tableau IV et la fig. 16 montre la section droite du tablier correspondant en béton classique, les deux tabliers ayant les mêmes performances.
La largeur du tablier est 15,50m en haut, 5,24 m à la base et la hauteur est de 5 m.
Le volume de béton en m3 par mètre carré de tablier est 0,23 dans le premier cas et 0,67 dans le deuxième cas. EXEMPLE IV
On utilise le procédé défini ci- après pour couler une poutre en treillis constituée de membranes cylindrique longues de cinq mètres et ayant un diamètre de 0,4 mètres. Le volume de l'élément (sans les armatures) est 0,63 m3. La poutre est précontrainte par post-tension après assemblage.
Figure imgf000018_0001
Les propriét s mécaniques du béton otbenu sont les suivantes:
Figure imgf000018_0002
Ce béton peut être obtenu avec les malaxeurs habituels suivant une technique qui est de préférence la suivante :
1) Introduction des composants secs (sauf les fibres) dans le malaxeur.
On introduit d'abord le sable, puis les éléments les plus fins et enfin le ciment. On mélange pendant 30 à 90 secondes.
2) Introduction de l'eau et du superplastifiant dans le malaxeur. On mélange le superplastifiant et l'eau et on disperse ce mélange dans le malaxeur. On mélange pendant quatre à sept minutes, suivant l'efficacité du malaxeur. 3) Introduction des fibres dans le malaxeur.
On introduit les fibres dans le malaxeur en une minute et on vibre le béton pour démêler les fibres.
L'opération de malaxage est terminée deux à trois minutes après la fin de l'introduction des fibres.
Le temps total de malaxage varie de sept à douze minutes.
Ainsi le béton selon l'invention peut être malaxé suivant la même méthode et les mêmes équipements que le béton traditionnel, mais le temps de malaxage est multiplié par cinq environ.
La poutre est moulée verticalement, avec vibration externe, de façon classique.
Le démoulage a lieu dix huit heures après la prise et la poutre est conservée dans une chambre climatique à une humidité relative de 90 % à une température de 20° durant sept jours. Une cure thermique à 90°C est appliquée durant vingt quatre heures au moyen de jets de vapeur. La poutre est alors prête pour sa prise en place et les opérations de précontrainte.
EXEMPLE V - Caractérisation de la déformation ultime en traction du matériau
L'essai est réalisé sur une éprouvette prismatique d'une longueur de 60 cm possédant une section de 4 sur 5 cm qui est soumise à un essai de flexion 4 points.
La formulation utilisée pour la fabrication des éprouvettes est la suivante (en parties en poids) : TABLEAU VII
Ciment Portland Type HPR 1
Microsilice de l'industrie du zirconium (blanche) 0,25
Sable (diamètre min. 0, 15 mm, max 0,5mm) 1.03
Fibres métalliques (longueur 12.7 mm, diamètre 0, 15mm) 0,2
Superplastifiant mélamine (extrait sec) 0,014
Eau 0, 19
L'éprouvette prismatique est vibrée à la table dans un moule étanche en bois et surfacée à la truelle. Le démoulage à lieu seize heures après le gâchage. Le béton selon l'invention subi alors une cure thermique à 90°C avant d'être exposé à l'ambiante jusqu'au jour de l'essai.
L'essai de flexion quatre points est réalisé sur l'éprouvette mise en appuis sur deux cylindres distants de 50 cm. La charge est appliquée à l'aide de deux cylindres excentrés de 10 cm. L'ensemble est rotule pour supprimer tout effort parasite. La contrainte de flexion est supposée constante sur 20 cm au centre de l'éprouvette.
La mise en charge est progressive et la déformation est mesurée sur la fibre supérieure (compression) et inférieure (traction) de l'éprouvette à l'aide de jauges de déformation. Le comportement du béton selon l'invention est illustré en figure 17. Le résultat mesuré est comparé à celui d'un béton traditionnel dans le tableau suivant :
TABLEAU VIII
Béton Déformation ultime en traction
Béton traditionnel 100 à 150 m/m
Béton selon l'invention 4000 à 9000 / m/m
L'invention n'est pas limitée aux réalisations qui ont été décrites.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S l± Composition de béton de fibres métalliques pour mouler un élément en béton, essentiellement constituée de ciment Portland, d' éléments granulaires, d'éléments fins à réaction pouzzolanique, de fibres métalliques, d'un agent dispersant, d' adjuvants éventuels, et d 'eau, caractérisé en ce que les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D des éléments granulaires est au moins égal àlO et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 % à 4,0 % du volume du béton après la prise.
2;, Composition selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les dits éléments granulaires sont essentiellement des sables fins. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une poudre de quartz broyé. 4. Composition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le volume des fibres métalliques prépondérantes est 2 % à 3 % du volume du béton après la prise.
5i Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que le volume des fibres métalliques prépondérantes est environ 2,5 % du volume du béton après la prise.
6. Composition selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite grosseur maximale D est au plus égale à 600 micromètres
7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite grosseur maximale D est au plus égale à 400 micromètres. βj. Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ladite longueur individuelle est comprise dans la gamme 8 - 16 mm.
9^ Composition selon la revendication 8 caractérisée en ce que 1 est compris dans la gamme 10 - 14 mm. 10. Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont un diamètre compris entre 80 et 500 micromètres.
11. Composition selon la revendication 10 caractérisée en ce que les fibres métalliques ont un diamètre moyen compris entre 100 et
200 micromètres.
12. Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la grosseur maximale des éléments granulaires prépondérants est au plus égale à 500 micromètres et en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur supérieure à 10 mm.
13. Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit rapport R est au moins égal à 20.
14. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le pourcentage (en poids) d'agent dispersant
(extrait sec) par rapport au poids de ciment est d'au moins 0,5, de préférence d'au moins 1,2.
15. Composition selon la revendication 14, caractérisée en ce que le pourcentage (en poids) d'agent dispersant (extrait sec) par rapport au poids de ciment est d'environ 1,8.
16. Composition selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que le ciment Portland est un ciment CPA PMES, HP, HPR ou HTS.
17. Composition selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que les fibres métalliques sont des fibres du groupe constitué par les fibres d'acier, les fibres d'acier inoxydable, et les fibres d'acier ou d'acier inoxydable revêtus d'un métal non ferreux tel que le cuivre, le zinc et autres métaux non ferreux.
18. Composition selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que les éléments fins ont une grosseur de grain moyenne inférieure à 0,5 micromètre.
19. Composition selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les éléments fins comprennent des éléments du groupe constitué par la silice, les cendres volantes et les laitiers de haut fourneaux. 20. Composition selon la revendication 19, caractérisée en ce que les éléments fins comprennent de la fumée de silice.
21. Composition selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisée en ce que le pourcentage en poids eau /ciment est de 10 à 30. 22. Composition selon la revendication 21, caractérisée en ce que le pourcentage en poids eau /ciment est de 12 à 20.
23. Composition selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'il comprend, pour 100 parties en poids de ciment Portland, 60 à 150, de préférence 80 à 130 parties en poids de sable fin ayant une grosseur de grain moyenne compris entre 150 et 400 micromètres, 10 à 40, de préférence 20 à 30 parties du poids de silice amorphe ayant une grosseur de grain moyenne inférieure à 0,5 micromètre, 10 à 80, de préférence 15 à 40 parties en poids de fibres métalliques ayant une longueur moyenne comprise entre 10 et 14 mm, au moins 0,5 parties en poids (extrait sec) d'un agent dispersant, des adjuvants éventuels, et 10 à 30 parties en poids d'eau.
24. Composition selon la revendication 23, caractérisée en ce qu'il est malaxé avec 13 à 20 parties en poids d'eau.
25. Composition selon la revendication 23 ou 24, caractérisée en ce qu'elle comporte environ au moins 1,2 partie en poids de superplastifiant.
26. Composition selon l'une des revendications 23 à 25 , caractérisée en ce que les fibres métalliques sont des fibres du groupe constitué par les fibres d'acier, les fibres d'acier inoxydable, éventuellement revêtues d'un métal non ferreux tel que le cuivre, le zinc et autres métaux non ferreux.
27. Composition selon l'une des revendications 23 à 26, caractérisée en ce qu'elle comprend de la poudre de quartz broyé.
28. Elément en béton obtenu par durcissement d'une composition selon l'une des revendications 1 à 27.
29. Procédé de cure du béton d'un élément selon la revendication 28, dans lequel le béton est étuvé à une température de la gamme 60° - 100 ° C, à partir de la fin de la prise, pendant une période de six heures à quatre jours. 30. Procédé selon la revendication 29, caractérisée en ce que le béton est étuvé pendant une période de douze à vingt quatre heures.
31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que le béton est curé à une température de 70°C à 90°C.
32. Procédé de cure du béton d'un élément en béton selon la revendication 28 dans lequel le béton est curé à une température de la gamme 60° C - 100 ° C pendant une période de six heures à quatre jours, partant d'au moins un jour après le début de la prise.
33. Elément en béton selon la revendication 28 et ayant subi une cure selon l'une des revendications 27 à 30. 34. Elément en béton selon la revendication 28 ou 33 précontraint en prétension par fil adhérent.
35. Elément en béton selon la revendication 28 ou 33 précontraint en prétension par toron adhérent.
36. Elément en béton selon la revendication 28 ou 33 précontraint en post-tension par monotorons gainés graissés.
37. Elément en béton selon la revendication 28 ou 33 précontraint en post-tension par câble ou barre sous gaine, le câble étant constitué d'un assemblage de fils.
38. Elément en béton selon la revendication 28 ou 33, précontraint en post-tension par câble sous gaine, le câble étant constitué de torons.
PCT/FR1994/000800 1993-07-01 1994-06-30 Composition de beton de fibres metalliques pour mouler un element en beton, elements obtenus et procede de cure thermique Ceased WO1995001316A1 (fr)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50332195A JP3698723B2 (ja) 1993-07-01 1994-06-30 コンクリート部材をモールディングするための金属ファイバーコンクリート組成物、得られた部材および熱キュアリング方法
AU71888/94A AU682198B2 (en) 1993-07-01 1994-06-30 Metal fiber concrete composition for casting a concrete element, elements obtained and method of thermal curing
CA 2166299 CA2166299C (fr) 1993-07-01 1994-06-30 Composition de beton de fibres metalliques pour mouler un element en beton, elements obtenus et procede de cure thermique
AT94921002T ATE188455T1 (de) 1993-07-01 1994-06-30 Zusammensetzung für mit metallischen fasern verstärktes betonelement, so erhaltenes element und verfahren zur wärmehärtung davon
KR1019950705962A KR100217439B1 (ko) 1993-07-01 1994-06-30 콘크리트 부재를 성형하기 위한 금속 섬유 조성물, 생성된 부재 및 열 양생 방법
EP94921002A EP0706502B1 (fr) 1993-07-01 1994-06-30 Composition de beton de fibres metalliques pour mouler un element en beton, elements obtenus et procede de cure thermique
DK94921002T DK0706502T3 (da) 1993-07-01 1994-06-30 Metalfiberbetonkomposition til støbning af et betonelement, opnåede elementer og fremgangsmåde til termisk hærdning
DE69422517T DE69422517T2 (de) 1993-07-01 1994-06-30 Zusammensetzung für mit metallischen fasern verstärktes betonelement, so erhaltenes element und verfahren zur wärmehärtung davon
NO19955359A NO315797B1 (no) 1993-07-01 1995-12-29 Sammensetning av betong med metallfibre, betongelement fremstilt av sammensetningen og fremgangsmåte til fremstilling av betongelementet
FI956342A FI114700B (fi) 1993-07-01 1995-12-29 Metallikuitubetonikoostumus betonielementtien valamista varten, saatuja elementtejä ja menetelmä lämpökovettamiseksi
GR20000400638T GR3032942T3 (en) 1993-07-01 2000-03-10 Metal fiber concrete composition for casting a concrete element, elements obtained and method of thermal curing

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9308063A FR2707625B1 (fr) 1993-07-01 1993-07-01 Mélange pour béton et bétons obtenus.
FR93/08063 1993-07-01
FR94/02801 1994-03-10
FR9402801A FR2708263B1 (fr) 1993-07-01 1994-03-10 Composition de béton de fibres métalliques pour mouler un élément en béton, éléments obtenus et procédé de cure thermique.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1995001316A1 true WO1995001316A1 (fr) 1995-01-12

Family

ID=26230454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1994/000800 Ceased WO1995001316A1 (fr) 1993-07-01 1994-06-30 Composition de beton de fibres metalliques pour mouler un element en beton, elements obtenus et procede de cure thermique

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5503670A (fr)
EP (1) EP0706502B1 (fr)
JP (1) JP3698723B2 (fr)
KR (1) KR100217439B1 (fr)
AT (1) ATE188455T1 (fr)
AU (1) AU682198B2 (fr)
CA (1) CA2166299C (fr)
DE (1) DE69422517T2 (fr)
DK (1) DK0706502T3 (fr)
ES (1) ES2141239T3 (fr)
FI (1) FI114700B (fr)
FR (1) FR2708263B1 (fr)
GR (1) GR3032942T3 (fr)
NO (1) NO315797B1 (fr)
PT (1) PT706502E (fr)
RU (1) RU2122985C1 (fr)
WO (1) WO1995001316A1 (fr)

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038398A1 (fr) 1997-02-28 1998-09-03 N.V. Bekaert S.A. Fibre d'acier pour armature de beton a hautes performances
EP0887486A1 (fr) * 1997-06-27 1998-12-30 Seva Composition de béton renforcée par des rubans métalliques, son procédé de préparation et pièces obtenues à partir de cette composition
FR2771406A1 (fr) * 1997-11-27 1999-05-28 Bouygues Sa Beton de fibres metalliques, matrice cimentaire et premelanges pour la preparation de la matrice et du beton
EP0934915A1 (fr) * 1998-02-06 1999-08-11 Entreprise Quillery & Cie Béton très haute performance, autonivelant, son procédé de preparation et son utilisation
FR2777930A1 (fr) 1998-04-27 1999-10-29 Bouygues Sa Dispositif pour positionner des gaines de cables de precontrainte dans le coffrage d'un ouvrage en beton, notamment dans le coffrage d'un tablier de pont, et procede pour fabriquer le dispositif
WO1999058468A1 (fr) * 1998-05-14 1999-11-18 Bouygues Beton comportant des fibres organiques dispersees dans une matrice cimentaire, matrice cimentaire du beton et premelanges
ES2142701A1 (es) * 1996-06-20 2000-04-16 Espanola Explosivos Hormigon reforzado con alta resistencia a la penetracion y polvorin movible fabricado con dicho material.
FR2796091A1 (fr) 1999-07-09 2001-01-12 Bouygues Travaux Publics Plaque d'appui de repartition de la charge d'un tirant et ses applications
AU728927B2 (en) * 1997-02-28 2001-01-18 N.V. Bekaert S.A. Steel fibre for reinforcement of high-performance concrete
WO2001036343A1 (fr) * 1999-11-16 2001-05-25 S.A. Ciments D'obourg Composition de beton microgranulaire a fibres de renfort metalliques
WO2001058826A1 (fr) 2000-02-11 2001-08-16 Rhodia Chimie Composition de beton ultra haute performance resistant au feu
WO2001068548A1 (fr) * 2000-03-14 2001-09-20 Laboratoire Central Des Ponts Et Chaussees Composite cimentaire multiechelle a ecrouissage positif et ductile en traction uniaxiale
FR2806404A1 (fr) * 2000-08-04 2001-09-21 France Etat Ponts Chaussees Composite cimentaire multiechelle a ecrouissage positif et dustile en traction uniaxiale
FR2814164A1 (fr) 2000-09-18 2002-03-22 Rhodia Chimie Sa Materiau cimentaire comprenant un polymere dendritique
RU2245860C1 (ru) * 2003-07-10 2005-02-10 Ивановская государственная архитектурно-строительная академия Состав фибробетона
WO2010130927A1 (fr) 2009-05-11 2010-11-18 Lafarge Dispositif de moulage et procede de fabrication
US7901615B2 (en) 2006-11-08 2011-03-08 Lafarge Moulding device and production process
WO2011095744A2 (fr) 2010-02-04 2011-08-11 Lafarge Element en beton a surface superhydrophobe
US8043425B2 (en) 2006-05-17 2011-10-25 Lafarge Concrete with a low cement content
WO2012020012A1 (fr) 2010-08-11 2012-02-16 Lafarge Article de béton comprenant une surface avec une faible porosité ouverte
US8177930B2 (en) 2006-12-21 2012-05-15 Lafarge Process of production and structural element
EP2492254A4 (fr) * 2009-10-20 2017-05-31 Universitat Politècnica De Catalunya Béton à ultra haute résistance armé de fibres d'acier
WO2024189542A1 (fr) * 2023-03-13 2024-09-19 Gunnebo Safe Storage Ab Béton pour enceinte de sécurité et enceinte de sécurité

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2707977B1 (fr) * 1993-07-01 1996-01-12 Bouygues Sa Procédé et composition pour fabriquer des éléments en béton ayant une résistance à la compression et une énergie de fracturation remarquables et éléments ainsi obtenus.
IT1296234B1 (it) * 1997-10-21 1999-06-18 Larco Astori S P A Uso di fibre nei calcestruzzi destinati alla produzione di elementi strutturali in calcestruzzo precompresso e relativi manufatti
JPH11130508A (ja) * 1997-10-30 1999-05-18 Taiheiyo Cement Corp セメント系組成物およびその硬化体
JP4526627B2 (ja) * 1999-12-28 2010-08-18 太平洋セメント株式会社 鋼管充填用コンクリート
JP4540161B2 (ja) * 1999-12-28 2010-09-08 太平洋セメント株式会社 導水路・導水管
JP4514875B2 (ja) * 2000-01-28 2010-07-28 太平洋セメント株式会社 輸送管用材料、輸送管およびそのライニング材料
JP4519245B2 (ja) * 2000-02-29 2010-08-04 太平洋セメント株式会社 高速度交通システム構造物用高強度コンクリート部材
JP4167379B2 (ja) * 2000-03-29 2008-10-15 太平洋セメント株式会社 硬化体
JP4519252B2 (ja) * 2000-03-29 2010-08-04 太平洋セメント株式会社 耐震補強パネル
FR2813601B1 (fr) * 2000-09-01 2003-05-02 Lafarge Sa Betons fibres a tres hautes resistances et ductilite
JP4799729B2 (ja) * 2000-11-14 2011-10-26 太平洋セメント株式会社 セメント質硬化体補強用金属繊維
US6461424B1 (en) * 2001-02-21 2002-10-08 Wisconsin Electric Power Company Electrically conductive concrete and controlled low-strength materials
JP2002316851A (ja) * 2001-04-16 2002-10-31 Toyo Constr Co Ltd 渡 橋
KR100439165B1 (ko) * 2001-09-13 2004-07-07 임채영 강섬유를 혼입한 고강도 콘크리트 근가의 제조방법
KR100641646B1 (ko) * 2002-04-22 2006-11-03 주식회사 인트켐 정전기 방지용 테라죠
FR2850965B1 (fr) * 2003-02-06 2005-04-22 Bouygues Travaux Publics Compositions cimentaires durcissables et applications aux ecrans radiologiques et aux conteneurs de dechets radioactifs
US7727326B1 (en) * 2004-02-13 2010-06-01 Trangsrud Julian P Varied length fibers in a brittle material
RU2272796C1 (ru) * 2004-11-29 2006-03-27 Казанская государственная архитектурно-строительная академия Бетонная смесь
KR100707872B1 (ko) 2005-07-19 2007-04-16 정민선 고강도 섬유 보강 시멘트 복합체 프리캐스트 계단 단위 구조체와 그 제조방법 및 계단 단위 구조체를 이용한 계단과 그 시공방법
KR100707873B1 (ko) 2005-07-19 2007-04-16 정민선 초고강도 섬유 보강 시멘트 복합체 프리캐스트 계단 단위 구조체와 그 제조방법 및 계단 단위 구조체를 이용한 계단과 그 시공방법
KR100760232B1 (ko) 2006-06-02 2007-09-20 정민선 프리캐스트 계단 및 그 단위 구조체와 이를 이용한 계단의시공방법
DE102007033557A1 (de) 2007-07-19 2009-01-22 Universität Leipzig Hybride Verbundkonstruktion
KR100798881B1 (ko) 2007-07-24 2008-01-29 (주)에스엠씨 동선을 이용한 도전성 모르타르 및 콘크리트의 조성물
US20090075076A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 The Regents Of The University Of Michigan Impact resistant strain hardening brittle matrix composite for protective structures
KR100825269B1 (ko) 2007-09-18 2008-04-25 정민선 보 보강 박형 슬래브를 갖는 프리캐스트 계단 및 이를이용한 보 보강 박형 슬래브 계단의 시공방법
KR100825268B1 (ko) 2007-09-18 2008-04-25 정민선 박형 슬래브를 갖는 프리캐스트 계단 및 이를 이용한 박형슬래브 계단의 시공방법
SE532790C2 (sv) * 2007-11-12 2010-04-13 Procedo Entpr Etablissement Metod för att behandla pozzolaner
US20090178590A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-16 Fibercon International, Inc. Method for reinforcing concrete
CL2009000373A1 (es) * 2008-03-03 2009-10-30 United States Gypsum Co Metodo para hacer un panel resistente a explosivos, con las etapas de preparar una mezcla cementicia acuosa de cemento, rellenos inorganicos y puzolanico, agente autonivelante de policarboxilato, y formar la mezcla en un panel con refuerzo de fibra, luego curar, pulir, cortar y curar el panel.
CL2009000371A1 (es) * 2008-03-03 2009-10-30 United States Gypsum Co Composicion cementicia, que contiene una fase continua que resulta del curado de una mezcla cementicia, en ausencia de harina de silice, y que comprende cemento inorganico, mineral inorganico, relleno puzolanico, policarboxilato y agua; y uso de la composicion en una panel y barrera cementicia.
CL2009000370A1 (es) * 2008-03-03 2009-10-30 United States Gypsum Co Sistema de paneles, que comprende un armazon y un panel cementicio, que contiene un nucleo cementicio de una fase curada constituida de cemento inorganico, mineral inorganico, relleno puzolanico, policarboxilato y agua, y una capa de recubrimiento unida a una superficie de la fase curada.
CL2009000372A1 (es) * 2008-03-03 2009-11-13 United States Gypsum Co Panel cementicio blindado reforzado con fibra, que comprende un nucleo cementicio de una fase curada constituida de cemento inorganico, mineral inorganico, relleno puzolanico, policarboxilato y agua, y una capa de recubrimiento unida a una superficie de la fase curada.
US8871020B2 (en) * 2009-06-12 2014-10-28 Nv Bekaert Sa High elongation fibres
BRPI1010734B1 (pt) * 2009-06-12 2019-12-03 Bekaert Sa Nv estrutura de concreto compreendendo concreto convencional e fibras de aço para reforçar concreto
RU2433038C1 (ru) * 2010-02-08 2011-11-10 Владимир Александрович Перфилов Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь
RU2420472C1 (ru) * 2010-02-08 2011-06-10 Владимир Александрович Перфилов Фибробетонная смесь
US8715409B2 (en) 2010-05-07 2014-05-06 Pkl Corporation Fast setting low permeability cement and concrete
US20120261861A1 (en) * 2010-06-28 2012-10-18 Bracegirdle P E Nano-Steel Reinforcing Fibers in Concrete, Asphalt and Plastic Compositions and the Associated Method of Fabrication
MX2013006016A (es) * 2010-12-02 2013-12-16 Cemex Res Group Ag Sistema de pared reforzada y metodo.
BE1021496B1 (nl) 2010-12-15 2015-12-03 Nv Bekaert Sa Staalvezel voor het wapenen van beton of mortel, met een verankeringseinde met ten minste twee gebogen secties
BE1021498B1 (nl) 2010-12-15 2015-12-03 Nv Bekaert Sa Staalvezel voor het wapenen van beton of mortel, met een verankeringseinde met tenminste drie rechte secties
NL2008173C2 (en) 2011-01-25 2012-09-26 Hattum & Blankevoort Bv The combination of a ship and a quay with a fender.
US8852337B2 (en) 2011-02-18 2014-10-07 Taisei Corporation Fiber reinforced cement based mixed material
JP5702199B2 (ja) * 2011-03-15 2015-04-15 鹿島建設株式会社 セメント材料
AT511502B1 (de) * 2011-05-23 2014-09-15 Wörle Sparowitz Ingenieure Ziviltechniker Gmbh Verfahren zum giessen eines fertigteil-betonbauelements, flächenschalungselement und schalung
JP5620014B2 (ja) 2011-11-16 2014-11-05 大成建設株式会社 繊維補強セメント系混合材料
ITBL20110013A1 (it) * 2011-12-02 2013-06-03 Marco Fedon Processo di stabilizzazione e inertizzazione delle scorie di alto forno e fonderia
JP5718858B2 (ja) * 2012-05-28 2015-05-13 鹿島建設株式会社 高流動繊維補強モルタルまたはコンクリート混練物の骨材最大粒径調整方法
US9115026B2 (en) 2012-08-21 2015-08-25 Taisei Corporation Cementitious matrix and fiber reinforced cement based mixture
WO2014153671A1 (fr) * 2013-03-28 2014-10-02 Socpra Sciences Et Génie S.E.C. Béton translucide ultra-haute performance et procédé de production de celui-ci
RU2583965C1 (ru) * 2014-11-06 2016-05-10 Александр Николаевич Зотов Состав фибробетона
US20240336533A1 (en) * 2021-12-17 2024-10-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Composite member

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3646748A (en) * 1970-03-24 1972-03-07 Frederic A Lang Tendons for prestressed concrete and process for making such tendons
DE2952783A1 (de) * 1979-12-31 1981-07-23 Histeel S.A., Lausanne Multiphasen-material mit einer phase aus zement
JPS5851904A (ja) * 1981-09-21 1983-03-26 Kurita Water Ind Ltd 膜分離装置の膜面洗浄方法
JPS59102849A (ja) * 1982-12-01 1984-06-14 電気化学工業株式会社 超高強度セメント硬化体
WO1987007597A1 (fr) * 1986-06-09 1987-12-17 Aktieselskabet Aalborg Portland-Cement-Fabrik Composite compacte renforce
EP0273181A2 (fr) * 1986-12-23 1988-07-06 Cemcom Corporation Matériau de ciment contenant des fibres métalliques
DE3739997A1 (de) * 1987-11-25 1989-06-08 Hochtief Ag Hoch Tiefbauten Betonmischung
FR2640962A1 (en) * 1988-12-26 1990-06-29 Sogea Composite concrete of very high performance and process for its use

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310486A (en) * 1976-01-16 1982-01-12 Cornwell Charles E Compositions of cementitious mortar, grout and concrete
US4513040A (en) * 1983-04-22 1985-04-23 Ribbon Technology, Inc. Highly wear-resistant steel fiber reinforced concrete tiles
US4593627A (en) * 1983-05-25 1986-06-10 Diebold, Incorporated Burglary attack resistant money safe high fiber concrete reinforced metal encased wall and door construction and manufacture
US4482385A (en) * 1983-06-30 1984-11-13 Research One Limited Partnership Cementitious composite material with stainless steel particulate filler
US4559881A (en) * 1983-08-19 1985-12-24 Diebold, Incorporated Burglary resistant steel fiber reinforced concrete construction for vault walls and doors and manufacture thereof
GB2148871B (en) * 1983-10-31 1987-01-07 Pilkington Brothers Plc Sheet material of fibre-reinforced cement
US4501830A (en) * 1984-01-05 1985-02-26 Research One Limited Partnership Rapid set lightweight cement product
US4668548A (en) * 1985-12-31 1987-05-26 Ribbon Technology Court Integrally-anchored fiber-reinforced concrete overlays and surfacings and method of making same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3646748A (en) * 1970-03-24 1972-03-07 Frederic A Lang Tendons for prestressed concrete and process for making such tendons
DE2952783A1 (de) * 1979-12-31 1981-07-23 Histeel S.A., Lausanne Multiphasen-material mit einer phase aus zement
JPS5851904A (ja) * 1981-09-21 1983-03-26 Kurita Water Ind Ltd 膜分離装置の膜面洗浄方法
JPS59102849A (ja) * 1982-12-01 1984-06-14 電気化学工業株式会社 超高強度セメント硬化体
WO1987007597A1 (fr) * 1986-06-09 1987-12-17 Aktieselskabet Aalborg Portland-Cement-Fabrik Composite compacte renforce
EP0273181A2 (fr) * 1986-12-23 1988-07-06 Cemcom Corporation Matériau de ciment contenant des fibres métalliques
DE3739997A1 (de) * 1987-11-25 1989-06-08 Hochtief Ag Hoch Tiefbauten Betonmischung
FR2640962A1 (en) * 1988-12-26 1990-06-29 Sogea Composite concrete of very high performance and process for its use

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 100, no. 18, 30 April 1984, Columbus, Ohio, US; abstract no. 144069k, "Roofing" *
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 101, no. 20, 12 November 1984, Columbus, Ohio, US; abstract no. 176453t, "Cement articles having ultra-high strenght" *

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2142701A1 (es) * 1996-06-20 2000-04-16 Espanola Explosivos Hormigon reforzado con alta resistencia a la penetracion y polvorin movible fabricado con dicho material.
AU728927B2 (en) * 1997-02-28 2001-01-18 N.V. Bekaert S.A. Steel fibre for reinforcement of high-performance concrete
WO1998038398A1 (fr) 1997-02-28 1998-09-03 N.V. Bekaert S.A. Fibre d'acier pour armature de beton a hautes performances
US6235108B1 (en) 1997-02-28 2001-05-22 N.V. Bekaert S.A. Steel fiber for reinforcement of high-performance concrete
EP0887486A1 (fr) * 1997-06-27 1998-12-30 Seva Composition de béton renforcée par des rubans métalliques, son procédé de préparation et pièces obtenues à partir de cette composition
FR2765212A1 (fr) * 1997-06-27 1998-12-31 Seva Composition de beton renforcee par des rubans metalliques, son procede de preparation et pieces obtenues a partir de cette composition
FR2771406A1 (fr) * 1997-11-27 1999-05-28 Bouygues Sa Beton de fibres metalliques, matrice cimentaire et premelanges pour la preparation de la matrice et du beton
WO1999028267A1 (fr) * 1997-11-27 1999-06-10 Bouygues Travaux Publics Beton de fibres metalliques, matrice cimentaire et pre-melanges pour la preparation de la matrice et du beton
CZ301900B6 (cs) * 1997-11-27 2010-07-28 Bouygues Travaux Publics Betonová smes zesílená kovovými vlákny, cementové základní hmoty a predbežné smesi pro prípravu betonové základní hmoty
EP0934915A1 (fr) * 1998-02-06 1999-08-11 Entreprise Quillery & Cie Béton très haute performance, autonivelant, son procédé de preparation et son utilisation
FR2774683A1 (fr) * 1998-02-06 1999-08-13 Quillery & Cie Entreprise Beton tres haute perfomance, autonivelant, son procede de preparation et son utilisation
FR2777930A1 (fr) 1998-04-27 1999-10-29 Bouygues Sa Dispositif pour positionner des gaines de cables de precontrainte dans le coffrage d'un ouvrage en beton, notamment dans le coffrage d'un tablier de pont, et procede pour fabriquer le dispositif
CN1325426C (zh) * 1998-05-14 2007-07-11 布伊格斯公司 含有分散在水泥基质中的有机纤维的混凝土,混凝土水泥基质及预混和物
FR2778654A1 (fr) * 1998-05-14 1999-11-19 Bouygues Sa Beton comportant des fibres organiques dispersees dans une matrice cimentaire, matrice cimentaire du beton et premelanges
AU748678C (en) * 1998-05-14 2006-11-09 Bouygues Travaux Publics Concrete comprising organic fibres dispersed in a cement matrix, concrete cement matrix and premixes
WO1999058468A1 (fr) * 1998-05-14 1999-11-18 Bouygues Beton comportant des fibres organiques dispersees dans une matrice cimentaire, matrice cimentaire du beton et premelanges
RU2245858C2 (ru) * 1998-05-14 2005-02-10 Буиг Бетон, включающий органические волокна, диспергированные в цементном растворе (варианты)
US6723162B1 (en) 1998-05-14 2004-04-20 Bouygues Concrete comprising organic fibres dispersed in a cement matrix, concrete cement matrix and premixes
AU748678B2 (en) * 1998-05-14 2002-06-13 Bouygues Travaux Publics Concrete comprising organic fibres dispersed in a cement matrix, concrete cement matrix and premixes
FR2796091A1 (fr) 1999-07-09 2001-01-12 Bouygues Travaux Publics Plaque d'appui de repartition de la charge d'un tirant et ses applications
WO2001036345A1 (fr) * 1999-11-16 2001-05-25 S.A. Ciments D'obourg Composition de beton microgranulaire a base de ciment au laitier
WO2001036343A1 (fr) * 1999-11-16 2001-05-25 S.A. Ciments D'obourg Composition de beton microgranulaire a fibres de renfort metalliques
CZ303809B6 (cs) * 2000-02-11 2013-05-15 Rhodia Chimie Zpusob výroby ohnivzdorného vysoce pevného betonu a ohnivzdorný vysoce pevný beton
WO2001058826A1 (fr) 2000-02-11 2001-08-16 Rhodia Chimie Composition de beton ultra haute performance resistant au feu
RU2274618C2 (ru) * 2000-02-11 2006-04-20 Родиа Шими Жаростойкий сверхвысококачественный бетон, способ его получения и цементирующая матрица для этого бетона
FR2806403A1 (fr) * 2000-03-14 2001-09-21 France Etat Ponts Chaussees Composite cimentaire multiechelle a ecrouissage positif et ductile en traction uniaxiale
WO2001068548A1 (fr) * 2000-03-14 2001-09-20 Laboratoire Central Des Ponts Et Chaussees Composite cimentaire multiechelle a ecrouissage positif et ductile en traction uniaxiale
FR2806404A1 (fr) * 2000-08-04 2001-09-21 France Etat Ponts Chaussees Composite cimentaire multiechelle a ecrouissage positif et dustile en traction uniaxiale
FR2814164A1 (fr) 2000-09-18 2002-03-22 Rhodia Chimie Sa Materiau cimentaire comprenant un polymere dendritique
RU2245860C1 (ru) * 2003-07-10 2005-02-10 Ивановская государственная архитектурно-строительная академия Состав фибробетона
US8043425B2 (en) 2006-05-17 2011-10-25 Lafarge Concrete with a low cement content
US7901615B2 (en) 2006-11-08 2011-03-08 Lafarge Moulding device and production process
US8177930B2 (en) 2006-12-21 2012-05-15 Lafarge Process of production and structural element
WO2010130927A1 (fr) 2009-05-11 2010-11-18 Lafarge Dispositif de moulage et procede de fabrication
US9914242B2 (en) 2009-05-11 2018-03-13 Lafarge Moulding device and production process
EP2492254A4 (fr) * 2009-10-20 2017-05-31 Universitat Politècnica De Catalunya Béton à ultra haute résistance armé de fibres d'acier
WO2011095744A2 (fr) 2010-02-04 2011-08-11 Lafarge Element en beton a surface superhydrophobe
WO2012020012A1 (fr) 2010-08-11 2012-02-16 Lafarge Article de béton comprenant une surface avec une faible porosité ouverte
WO2024189542A1 (fr) * 2023-03-13 2024-09-19 Gunnebo Safe Storage Ab Béton pour enceinte de sécurité et enceinte de sécurité

Also Published As

Publication number Publication date
FI956342L (fi) 1996-02-14
ES2141239T3 (es) 2000-03-16
AU682198B2 (en) 1997-09-25
JPH09500352A (ja) 1997-01-14
NO955359L (no) 1996-03-01
FR2708263B1 (fr) 1995-10-20
FR2708263A1 (fr) 1995-02-03
DE69422517D1 (de) 2000-02-10
NO315797B1 (no) 2003-10-27
JP3698723B2 (ja) 2005-09-21
FI114700B (fi) 2004-12-15
ATE188455T1 (de) 2000-01-15
EP0706502B1 (fr) 2000-01-05
NO955359D0 (no) 1995-12-29
AU7188894A (en) 1995-01-24
CA2166299C (fr) 2004-12-28
CA2166299A1 (fr) 1995-01-12
FI956342A0 (fi) 1995-12-29
EP0706502A1 (fr) 1996-04-17
KR960703393A (ko) 1996-08-17
KR100217439B1 (ko) 1999-09-01
US5503670A (en) 1996-04-02
RU2122985C1 (ru) 1998-12-10
GR3032942T3 (en) 2000-07-31
DK0706502T3 (da) 2000-06-26
DE69422517T2 (de) 2000-07-20
PT706502E (pt) 2000-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0706502B1 (fr) Composition de beton de fibres metalliques pour mouler un element en beton, elements obtenus et procede de cure thermique
EP1263690B2 (fr) Composition de beton ultra haute performance resistant au feu
CA2143660C (fr) Procede et composition pour fabriquer des elements en beton ayant une resistance a la compression et une energie de fracturation remarquables et elements ainsi obtenus
EP1713740B1 (fr) Beton ultra haute performance et autoplacant, son procede de preparation et son utilisation
FR2765212A1 (fr) Composition de beton renforcee par des rubans metalliques, son procede de preparation et pieces obtenues a partir de cette composition
EP1694611B1 (fr) Beton de fibres metalliques
CN117510158B (zh) 一种超高性能混凝土及其制备方法和应用
EP1263688B1 (fr) Composite cimentaire multiechelle a ecrouissage positif et ductile en traction uniaxiale
FR2640962A1 (en) Composite concrete of very high performance and process for its use
FR3125527A1 (fr) Bloc de beton compresse a faible masse surfacique comportant une matrice argileuse crue et methodes associees
FR2947259A1 (fr) Composition de beton
Khan et al. Experimental and empirical study of basalt fibber reinforced concrete
Ofuyatan et al. Effect of waste aluminium shavings on the bond characteristics of laterized concrete
FR3068997A1 (fr) Elements de structure en bois et beton et procede de fabrication
CN107602019B (zh) 超轻质混凝土的预制免拆除模板的建筑构件
FR2806404A1 (fr) Composite cimentaire multiechelle a ecrouissage positif et dustile en traction uniaxiale
Zhang et al. Study on Bending Strength of Cementitious Composites Based on Fiber Alignment
FR2707625A1 (fr) Mélange pour béton et bétons obtenus.
FR2934629A1 (fr) Procede de renforcement d'un element de construction et element de construction.
CN110451901B (zh) 一种超早强高延性低收缩砂浆及其制备方法
EP1063366A1 (fr) Materiau renforcé de construction
BRUNSSEN HG SCHAFER
FR2807028A1 (fr) Charge pour materiaux de construction
FR2716692A1 (fr) Nouveau carrelage de mortier de ciment, produit et son procédé de fabrication.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU CA FI JP KR NO RU

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1994921002

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2166299

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 956342

Country of ref document: FI

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1994921002

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1994921002

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 956342

Country of ref document: FI