BE1021425B1

BE1021425B1 - Beton permeable.

Info

Publication number: BE1021425B1
Application number: BE2013/0694A
Authority: BE
Inventors: Giovanni D'ambrosio; Alberto Ghezzi; Massimo Borsa; Marco Tiziana De
Original assignee: Italcementi S.P.A.
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-11-19
Also published as: ITMI20121741A1; MA35093B1; FR2996844B1; BG111576A; FR2996844A1

Abstract

Est décrit un béton perméable comprenant, à l'état frais, au moins 230 kg/m3 de ciment, ayant un rapport eau/ciment compris entre 0,3 et 0,4, une quantité de granulat comprise entre 1400 et 2000 kg/m3 avec une valeur Dmax comprise entre 6 et 10 mm, le granulat étant caractérisé par une granulométrie telle qu'au moins 96 %, mieux encore au moins 98 % en volume du granulat traversent un tamis de 6,3 mm.

Description

BETON PERMEABLE

La présente invention concerne un béton perméable.

Un béton drainant ou perméable est un béton ayant une porosité telle qu'elle va permettre à l'eau de s'écouler à travers des vides. Il présente généralement une quantité réduite de granulat fin et une bonne interconnexion entre les vides présents dans la structure, ladite interconnexion permettant à l'eau de s'écouler plus aisément.

Comme cela est connu d'après la technique existante, la teneur en vide d'un béton perméable peut varier de 10 à 35 %, avec une résistance à la compression typique située dans la plage allant de 2,8 à 28 MPa (400 à 4000 psi). La vitesse de percolation varie en fonction de la dimension du granulat et de la densité du mélange, mais elle est généralement comprise dans la plage allant de 100 à 1500 mm/min.

Le béton perméable est utilisé pour le revêtement routier et permet à l'eau pluviale et à l'eau provenant d'autres sources de pénétrer dans le sol, en réduisant de cette façon un écoulement hors du site et en permettant la recharge des eaux souterraines.

Des exemples d'application du béton perméable sont une utilisation pour le revêtement des zones de stationnement, des zones à faible trafic, des routes résidentielles ou secondaires, des zones de passage pour piétons, des trottoirs, des pistes cyclables, etc.

Le béton perméable est généralement préparé par mélange du granulat avec la pâte de ciment pure, versage du mélange ainsi obtenu dans la zone à revêtir, et application d'une pression appropriée pour que soit obtenue une surface supérieure lisse. L'application de pression sur le béton perméable ou la phase de compactage peut être effectuée à la main ou mécaniquement, par exemple au moyen d'une spatule, d'un rouleau, d'une machine de finition, etc. L'objectif de la présente invention consiste à identifier un béton perméable amélioré qui ne présente pas les inconvénients des bétons perméables de la technique existante, requérant des porosités élevées pour atteindre des valeurs acceptables de résistance mécanique et de vitesse de percolation. Il convient de noter par exemple la demande de brevet international W02012/001292.

La solution selon la présente invention a identifié de façon inattendue un béton perméable présentant simultanément une résistance mécanique supérieure à 10 MPa et une vitesse de percolation supérieure à 400 ml/min, avec une porosité qui n'est pas particulièrement élevée.

Un objet de la présente invention consiste par conséquent en un béton perméable comprenant, à l'état frais, au moins 230 kg/m3 de ciment, ayant un rapport eau/ciment compris entre 0,3 et 0,4, une quantité de granulat comprise entre 1400 et 2000 kg/m3 avec une valeur Dmax comprise entre 6 et 10 mm, le granulat étant caractérisé par une granulométrie telle qu'au moins 85 %, de préférence au moins 96 % et mieux encore au moins 98 % en volume du granulat traversent un tamis de 6,3 mm.

Le béton perméable selon la présente invention à l'état durci présente une porosité comprise entre 15 et 25 %.

La porosité du béton est exprimée en pourcentage du poids théorique par rapport au poids du béton final durci.

De plus, le béton perméable selon la présente invention à l'état durci présente une masse volumique comprise entre 1750 et 1850 kg/m3.

De préférence, le béton perméable selon la présente invention est constitué d'au moins 250 kg/m3 de ciment, mieux encore au moins 280 kg/m3 de ciment, avec un rapport eau/ciment compris entre 0,3 et 0,4.

De préférence, le béton perméable selon la présente invention est constitué d'un granulat ayant une valeur Dmax comprise entre 8 et 10 mm.

Dans le cas du béton perméable, il convient de souligner que l'on ne peut pas parler de "texture" du béton en tant que telle, mais on se référera à la texture du mélange d'eau et de ciment, qui est préparé pour être mélangé avec le granulat. D'ailleurs, il ne doit être ni trop sec (il ne serait pas capable d'incorporer le granulat de façon homogène et de le maintenir), ni trop humide, formant une pâte "molle".

Le béton perméable selon la présente invention présente comme premier avantage une meilleure "qualité" des vides : à savoir, il est caractérisé par une optimisation de l'interconnexion entre les vides et une réduction du nombre de vides qui ne sont pas connectés entre eux : ceci permet d'obtenir un béton perméable ayant une résistance mécanique élevée et une meilleure vitesse de percolation, avec une valeur de porosité réduite absolue par rapport aux bétons perméables de la technique existante.

Par le choix de granulats convenablement sélectionnés, le béton perméable selon la présente invention présente comme autre avantage une signification esthétique particulière. Il peut d'ailleurs être utilisé avec sa couleur grise naturelle, en blanc, coloré, ou pigmenté.

Le béton perméable selon la présente invention permet l'écoulement de l'eau, réduit les effets de canalisation et la formation de plans d'eau, en assurant la récupération de l'eau dans les eaux souterraines (drainage profond), la collecte et le recyclage des eaux pluviales, qui peuvent être proprement convoyées par aménagement de services secondaires spécifiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de façon évidente à la lecture de la description.

Par le terme "ciment", conformément à la présente invention, on entend un matériau en poudre qui, quand il est mélangé avec de l'eau, forme une pâte qui durcit du fait de l'hydratation et qui, après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité également en présence d'eau. En particulier, les ciments selon la présente invention comprennent le ciment dit Portland, le ciment de laitier, le ciment de pouzzolane, le ciment de cendres volantes, le ciment de schiste calciné, le ciment calcaire et les ciments dits composites. Par exemple, les ciments de type I, II, III, IV ou V peuvent être utilisés conformément à la norme EN197-1. Un ciment particulièrement préféré est le ciment CEM II. La classe préférée de ciment est la classe 42.5. Il importe peu que le ciment soit gris ou blanc.

Par le terme "granulat" selon la présente invention, on entend généralement des matériaux granulaires utilisés dans l'industrie de la construction (voir aussi la norme UNI EN 12620), qui peuvent être de nature silicique, calcaire ou basaltique, ronds ou broyés.

Le granulat peut être naturel, industriel ou recyclé. Le granulat naturel est un granulat d'origine minérale qui a été soumis de manière univoque à un traitement mécanique, tandis que le granulat industriel est aussi un granulat d'origine minérale qui dérive toutefois d'un procédé industriel impliquant une modification thermique ou autre. Finalement, le granulat recyclé est un granulat résultant du traitement d'un matériau inorganique antérieurement utilisé dans l'industrie de la construction.

Le béton perméable ne requiert pas nécessairement l'addition d'additifs hyper-fluidisants / de réducteurs d'eau pour atteindre les résultats souhaités en termes de résistance mécanique, bien que partant de rapports ciment/eau compris entre 0,3 et 0,4.

Toutefois, dans le cas où l'on souhaite utiliser des additifs hyper-fluidisants, ceux-ci peuvent être choisis parmi le naphtalène sulfoné (SN), la mélamine sulfonée (SM), les ligninesulfonates modifiés (MLS) ou les composés polycarboxyliques tels que les polyacrylates.

Afin d'augmenter la durée de vie de ces bétons et de réduire les dommages dus au gel/dégel, on peut utiliser des additifs d'aération, de préférence choisis parmi l'abiétate de sodium, les alkylarylsulfonates, les alkylsulfonates, les alkylsulfates, les acides dérivés de graisses et d'huiles animales et les sphères creuses, de préférence les alkylsulfates et les microsphères creuses.

Le pourcentage en poids d'additifs d'aération est compris entre 0,1 et 3 %, mieux encore entre 1 et 2 % par rapport au poids du ciment. L'application du béton durable perméable selon la présente invention est particulièrement simple grâce à l'usinabilité particulière du mélange et, en fonction du type et de la dimension du revêtement, celui-ci est étalé au moyen de machines vibrantes de finition de routes ou à la main, avec des outils de construction appropriés, sur un substrat conçu de façon appropriée.

Pour une homogénéisation complète, le ciment, l'eau, le granulat, l'additif d'aération facultatif et le dioxyde de titane sont mélangés dans une bétonnière sur le site de construction ou un autre dispositif similaire, jusqu'à obtention d'un mélange homogène sans grumeaux et ayant une texture de type "sol humide".

Le mélange est ainsi appliqué sur le support nivelé par une chape et comprimé de manière appropriée.

Une fois que le mélange est préparé, le mieux consiste à l'appliquer dans la demi-heure (cette période se référant à une température d'environ 20°C). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de façon évidente à partir des exemples qui suivent, indiqués dans un but illustratif et non limitatif.

Exemple 1

On mélange 21 kg de granulat (1480 kg/m3) de type calcaire ayant une valeur Dmax égale à 10 mm, pendant 3 minutes, avec 0,7 kg d'eau, c'est-à-dire avec 50 % de la quantité d'eau totale.

Puis on stoppe le mélange et on ajoute 4 kg de ciment de type II 42,5R (280 kg/m3), le reste de l'eau (0,7 kg) et 0,08 kg d'additif d'aération Esapon commercialisé par la société Lamberti (laurylsulfates, 2 % en poids par rapport au ciment). La quantité totale d'eau correspond à un rapport eau/ciment égal à 0,35.

On mélange toute la charge pendant encore 5 minutes.

On obtient ainsi des échantillons de dimension appropriée pour le test subséquent de percolation (cylindres : 15 cm de diamètre et 5 cm de hauteur), que l'on compacte de façon convenable (10 courses avec un poids de 2 kg) et laisse durcir pendant 24 heures.

On effectue le test de drainage conformément à la procédure UNI EN 12697-40.

En parallèle, on prépare des cubes de 10x10 (UNI EN 12390-3) pour des tests de résistance à la compression, que l'on compacte également conformément au même procédé (10 courses avec un poids de 2 kg).

On réalise dans ce cas la mesure des vides par un procédé maison qui permet de quantifier le nombre de vides à l'intérieur de l'échantillon. En utilisant plutôt des moules scellés, on y insère du matériau frais que l'on soumet à des vibrations comme dans le cas de la préparation de l'échantillon pour mesurer la résistance à la compression. Une fois durci, le matériau dans le moule est rempli d'eau jusqu'en haut et la quantité d'eau qu'il a été possible d'insérer correspond à une estimation des volumes de pores et, par conséquent, du pourcentage d'air retenu.

Les valeurs de drainage, de résistance à la compression et de porosité ainsi mesurées sont les suivantes :

Drainage: 430 mm/min Résistance à la compression après 28 jours : 11,5 MPa ;

Vide (%) : 16.

Exemple 2

En utilisant le mode opératoire décrit dans l'Exemple 1, on prépare les échantillons 1-6 tels que rapportés dans le Tableau 1 suivant. Tous les exemples utilisent du ciment de type II 42,5R et un granulat ayant une distribution de granulométrie conforme à la présente invention.

Tableau 1

Tous les échantillons 1-6 selon la présente invention sont caractérisés par une valeur de drainage supérieure à 400 mm/min, par une valeur de résistance à la compression supérieure à 10,7 MPa, et par une porosité comprise entre 18,4 et 24,4 %.

Exemple 3

En suivant le mode opératoire indiqué dans l'Exemple 1, on prépare deux bétons perméables A et B, comme indiqué dans le Tableau 2 suivant.

Tableau 2

D'après la comparaison ci-dessus, on voit comment, de la même façon que tout autre élément, le pourcentage de granulat traversant un tamis de 6,3 mm, c'est-à-dire la distribution de granulométrie du granulat, caractérise la présente invention. D'ailleurs la distribution de granulométrie de l'échantillon A selon la présente invention permet d'obtenir un béton perméable présentant une vitesse de percolation supérieure à 400 mm/min et précisément égale à 500 mm/min, et ayant en même temps une valeur de résistance à la compression égale à 11,3 MPa, donc supérieure à la valeur de seuil de 10 MPa, et une porosité égale à 23,0 %. L'échantillon B, qui ne présente pas de distribution de granulométrie selon la présente invention, même s'il satisfait aux exigences de résistance à la compression avec une valeur égale à 12,6 MPa, présente cependant une vitesse de percolation bien inférieure à 400 mm/min, précisément égale à 380 mm/min.

Claims

REVENDICATIONS

1. Béton perméable comprenant, à l'état frais, au moins 230 kg/m3 de ciment, ayant un rapport eau/ciment compris entre 0,3 et 0,4, une quantité de granulat comprise entre 1400 et 2000 kg/m3 avec une valeur Dmax comprise entre 6 et 10 mm, le granulat étant caractérisé par une granulométrie telle qu'au moins 85 %, de préférence au moins 96 % et mieux encore au moins 98 % en volume du granulat traversent un tamis de 6,3 mm.
2. Béton perméable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'état frais, au moins 250 kg/m3 de ciment, avec un rapport eau/ciment compris entre 0,3 et 0,4.
3. Béton perméable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'état frais, au moins 280 kg/m3 de ciment, avec un rapport eau/ciment compris entre 0,3 et 0,4.
4. Béton perméable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le granulat a une valeur Dmax comprise entre 8 et 10 mm.
5. Béton perméable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a, à l'état durci, une porosité située dans la plage comprise entre 15 et 25 %.
6. Béton perméable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a, à l'état durci, une masse volumique comprise entre 1750 et 1850 kg/m3.