CA2389885A1 - Procede de coloration de beton avec un systeme de dosage, genre seringue, pour couleurs liquides - Google Patents

Description

PROGÉDÉ~ DE CDLORAT10N DE BÉTON
AVEC UN S'IfSTEM~DE_DQSAGE. GENRE SERINGUE, POUR CDllLEURS LIQUIDES
s DOMAINE DE L'INVfNTION
La présente invention a pour objetlrne-amélioration significative des procédés peur colorer du béton. ~.et.objectif est~teint grâce.à_un procédé de coloration de béton, dans Iequel.une nu pJ,usieurs. . liquides et même visqueuses io sont dosées.avEClrn_systèm~rle dosage genr-e-seringuE, directement, soit dans le malaxeur de béton,_soit_dans le-aahle-etlnu~fans_les_agrÉgats utilisés pour la fabrication d'un Int de. béton et_qui~nnt_transportés..dans le malaxeur de béton.
Le système de dnsagegenre-seringue-est un.appareil qui peut recevoir, d'une manière quantifiée, une ou plusieurs couleurs liquides et peut les verser is quantitativement~lans.le malaxeeur_à_bétan._Le.béton est_ensuite chloré par les couleurs qu'il contient, selon les:méthorles.connues ions de l'art, par malaxage et dispersion des composantes du_béton.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Le béton est_un matériel de ~nstnrctinn_ayant fait_ses-preuves sous forme de béton décoratif de parBment, il.satisfait_également à des fins esthétiques. La coloration de la masse ds hé#on pour fabriquer du_héton décoratif donne à ce dernier une teinte durable, qui ne nécessite pratiquement aucun entretien 2s pendant des années.
A l'opposé, les de.hé#on, décorées par.application d'une couche de peinture, doivent être repEintes~à_de courts intervalles.
3o Le béton coloré est rès commun, en effet, il se-retrouve sur des façades, des plaques, des panés, des_tuiles, ties~murs_antihr~it, des murs de soutènement, Ilau~p.. p. g~~

2 des digues, des ponts et des constructions similaires, et sous forme de mortier coloré et de crépi, également pour la décoration de façades.
Le béton est coloré avec des pigments inorganiques et, plus récemment avec s des pigments organiques. A titre d'exemple, l'oxyde de manganèse, l'oxyde de fer, l'oxyde de chrome, et le carbone ont fait leurs preuves comme pigments adaptés pour le béton. Plus particulièrement, des pigments à base de carbone, et d'oxyde de fer, se sont avérés très efficaces dans la pratique.
io La fabrication de béton coloré soulève cependant des problémes. Au commencement, les pigments utilisés étaient sous forme de poudre. La poudre de pigment dégage de la poussière et son utilisation colore et salit les hommes, les machines, les locaux et crée des conditions de travail inacceptables.
is Souvent, ces pigments sous formes de fines poudres, surtout sous l'impact de l'humidité, s'agglomèrent et forment de petite boules qui sont difficilement dispersées dans le béton. Par conséquent, une perte de force colorante est souvent observée, il y a également une formation de nids de pigment non dispersé à la surface du béton coloré par ces poudres. Pour résoudre ce 2o problème, il faut parfois rebroyer les poudres avant l'utilisation et/ou augmenter le temps de dispersion et de malaxage du béton.
En raison de la finesse de leurs particules, les pigments stockés dans des silos perdent aussi très rapidement leur fluidité. Ils ne peuvent être retirés des silos 2s que très difficilement et é un coût non négligeable du point de vue de l'appareillage et du personnel.
Pour cette même raison, le dosage de ces colorants par des transporteurs à
vis, et des rainures vibrantes, est très délicat et demande des investissements 3o considérables.
Selon l'état de la technique, on a essayé de résoudre les problèmes impliqués par l'utilisation de pigments en poudre, à savoir:

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3 - mauvaises conditions de travail;
- apparition de poussière lors du stockage, notamment dans les silos (ensilage), ainsi que lors du dosage automatique; et - dispersion difficile de la poudre, en utilisant pour la coloration s du béton des pâtes de pigments aqueuses. Les pâtes de ce type contiennent le plus souvent environ 30 à 70% d'eau, comme milieu porteur, ainsi que des produits tensioactifs et des pigments organiques et/ou inorganiques. En général, les pigments dans ces pâtes ont été bien dispersés pour réduire io le temps de dispersion dans le malaxeur béton et pour gagner un maximum de force colorante.
Malgré les avantages résultant de l'utilisation des pâtes de pigments aqueuses et souvent pré-dispersées comparé aux poudres de pigments, l'utilisation des is ces pâtes est accompagnée d'autres inconvénients majeurs.
En effet, ces couleurs, liquides pendant le stockage, deviennent quelques fois visqueuses. Une fois dosées dans un cylindre de dosage connu dans l'art, ces couleurs ne sortent plus du cylindre soit par gravité, soit avec l'aide d'une 2o pompe, dans le temps requis. Dans ce cas, soit le lot de couleur liquide est retourné au fournisseur pour être reliquéfié, soit ce lot de couleur visqueuse est dilué avec de l'eau pour le rendre fluide. Or, l'ajout d'eau supplémentaire n'est, en général, pas souhaitable dans le mélange du béton à colorer, comme les agrégats et le sable en apportent souvent déjà assez.
Les systèmes de dosage automatique, selon l'art présent, reçoivent les couleurs liquides, principalement dans des cylindres, d'une manière quantifiée soit par volume, soit par poids. En général, pour verser la couleur liquide dans le béton, une pompe et/ou de l'air comprimé transfert la couleur liquide par des tuyaux du so cylindre de dosage dans le malaxeur. Aprés le versement de la couleur liquide dans le béton à colorer, il reste des quantités importantes et variables de couleurs) dans les cylindres, la pompe et les tuyaux habituellement utilisés.
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4 conséquence, soit que les différents lots de béton ne sont pas colorés uniformément, soit qu'il faut laver les cylindres de dosage, la pompe et les tuyaux avec une quantité d'eau importante pour transporter toute la couleur requise dans le béton à colorer. Une autre raison pour l'ajout d'eau est la s réduction de la viscosité des couleurs liquides afin qu'elles sortent librement des cylindre de pesage et de dosage.
Or, le béton ne tolère qu'une certaine quantité d'eau pour se solidifier et pour être mis en forme selon les règles de l'art. En général, pour des bétons dits ~o secs, la quantité d'eau ne doit pas dépasser 45% en poids par rapport à la quantité du ciment utilisée et, se trouve préférablement entre 30% et 38%.
D'ailleurs, les sables et les agrégats utilisés contiennent souvent déjà des quantités d'eau très proches des limites acceptables.
is Dans les systèmes de couleurs liquides connu dans l'art, l'obligation de rincer les cylindres qui reçoivent les couleurs liquides rend aussi difficile un changement de couleurs. C'est pourquoi, ces appareils sont en général composés de différents cylindres, un pour chaque couleur utilisée, afin de pouvoir changer de couleur sans utiliser trop d'eau pour le rinçage, ce qui est 2o inacceptable pour le béton.
C'est pourquoi de nombreux producteurs de béton coloré ont dû abandonner l'utilisation de couleurs liquides aqueuses, parce que trop souvent, l'humidité
déjà présente dans les sables et agrégats empêchait d'utiliser de l'eau pour le Zs rinçage des système de couleurs liquides, ce qui était pourtant nécessaire pour colorer de manière régulière et contrôlée Pour cette raison, l'utilisation de ces couleurs liquides pour la coloration de béton fut donc considérablement réduite, et substituée par l'utilisation de 3o granules secs de pigment avec des système de dosage automatique, qui s'avèrent être tous deux beaucoup plus onéreux que les systèmes poudres et liquides .

s La coloration du béton par des pigments sous forme de granules fait maintenant partie de l'état de la technique.
Dans la plupart des cas, ces granules sont formés en produisant d'abord la s couleur liquide, c'est-à-dire une suspension aqueuse et pompable à partir des pigments pulvérulents. Dans un procédé de production supplémentaire et cher, ces couleurs liquides sont atomisées pour former de petites gouttelettes, qui sont séchées et forment des micro granules.
io Quoique, pendant la mise en suspension, c'est-à-dire la production d'une couleur liquide, ces pigments puissent être dispersés pour le développement parfait de leurs forces colorantes, cet état de dispersion se perd plus ou moins pendant le processus de séchage et, pendant la coloration du béton, rend la dispersion de ces pigments sous forme de granules plus difficile que sous forme is de couleurs liquides.
De plus, comparé aux couleurs liquides, sa granulation exige des frais additionnels et importants pour l'atomisation et le séchage, surtout des frais d'énergie et de main d'oeuvre et des frais importants d'investissement pour les 2o tours d'essorrage et les sécheurs atomiseurs.
Les similis granules produits par agglomération et/ou compaction n'ont pas trouvé une grande popularité en raison d'un taux élevé de poussière, de leur extrëme sensibilité à l'humidité ainsi qu'à cause des difficultés de transport 2s pneumatique dans des systèmes courants de dosage pour granules.
Les granules actuellement utilisés sont décrits dans le brevet européen EP-A-0 268 645 et dans son équivalent américain, US 4,946,505, ainsi qu'au Canada CA 1,291,849. Ils décrivent la coloration de béton avec des pigments granulés 3o contenant obligatoirement, un ou plusieurs liants, favorisant la dispersion des pigments dans le béton, pour compenser en partie la perte de force colorante par la granulation.

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Comme tous ces liants dans les granules mentionnés sont facilement solubles dans l'eau, l'impact de l'humidité atmosphérique est critique. En particulier dans les usines de béton, à proximité des chambres à vapeur, l'humidité dissout ces s liants ce qui provoque une agglomération importante de ces granules, et donne lieu à la formation subséquente de boules et même de blocs de pigment assez durs pour bloquer les systèmes de dosage et de transport pneumatique pendant le stockage de ces granulés et leur utilisation.
io Selon les brevets DE 43 36 613-C1 et US 5,484,481 appartenant à Bayer AG, Leverkusen DE, on peut produire et utiliser des granules pour la coloration du béton, en préparant un mélange de différents pigments inorganiques avec au moins un liant, qui, dans la plupart des cas, est déjà mentionné dans le brevet US 4,946,505, en formant une poudre cohésive, qui sera compactée sous is certaines conditions de pression contralée, pour produire des flocons, qui par la suite sont broyés et granulés par agglomération.
Les désavantages associés à ces granulés résident dans leur haute instabilité
mécanique ainsi que dans la formation de produits pulvérulents et de poussière:
2o Les granulés obtenus selon ce procédé ne coulent pas toujours librement et ils ne se prétent donc pas à un dosage automatique dans des systèmes courants et simples.
De plus, les granules de pigments obtenus selon ce procédé compliqué ne 2s présentent aucun avantage par rapport aux granules obtenus par le procédé
divulgué dans le brevet US 4,496,505.
Les granules décrits dans le brevet canadien CA 2,263,667 ont aussi trouvé une application industrielle importante. Ce brevet décrit la production et l'utilisation so de granules de pigment pour colorer le béton avec des granules produits par atomisation et stabilisés par des résines insolubles dans le béton. Quoique ces granules ne soient plus sensibles à l'humidité, leur utilisation requiert des ~',i 'I I

malaxeurs de béton avec une bonne force de broyage et de dispersion pour développer toute la force colorante des pigments utilisés.
Malgré leurs avantages sur les autres granules mentionnés, ces granules s entraînent, comme les autres, des frais de granulation, d'énergie et d'investissement lourds.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
io En analysant l'art antérieur en matière de coloration du béton, soit avec des poudres, soit avec des couleurs liquides, soit avec des granules, il est évident et souhaitable d'utiliser les couleurs sous forme de liquides pour la coloration de béton en raison des avantages suivants:
- les gains en force colorante;
ts - la facilité de dispersion;
- l'économie des coûts de production comparés aux granules;
leur facilité de manipulation automatique.
Les inventeurs ont relevé le défi de concevoir un nouveau système de coloration 2o de béton, innovateur et économique comparé à tout autre système de coloration connu.
La présente invention vise donc la mise à en oeuvre d'un procédé amélioré, simple et moderne, de coloration de béton d'une manière automatique, 2s caractérisé en ce que le procédé utilise:
- un système de coloration de béton comprenant des couleurs liquides, potentiellement visqueuses; et - un système de dosage genre seringue, système qui évite les inconvénients énoncés en ce qui concerne l'utilisation de 3o poudres, et/ou de granules et/ou de système pour couleurs liquides connu dans l'art.

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Ce procédé permet d'éviter l'ajout d'une quantité d'eau de rinçage indésirable dans le béton par le versement quantitatif de la couleur du cylindre de dosage dans le malaxeur de béton et par ce fait permet l'utilisation des couleurs liquides ou même visqueuses et ainsi sauvegarde les avantages des couleurs liquides, s c'est à dire, leur grand pouvoir colorant; la facilité de dispersion;
l'amélioration de l'hygiène du milieu de travail; des coûts de production significativement moindres comparés aux coûts des granules; et la manipulation simple de ces couleurs par pompes et tuyaux dans un système de dosage simple, genre seringue.
io Un premier objet de l'invention réside donc dans un procédé de coloration de béton, dans lequel une ou plusieurs couleurs liquides etlou visqueuses sont dosées à l'aide d'un système de dosage genre seringue quantitativement et directement dans le malaxeur de béton ou dans le sable et/ou dans les agrégats is utilisés pour la fabrication d'un lot de béton, avant leur transport dans le malaxeur de béton. Le béton est ensuite coloré, selon les méthodes de l'art, par malaxage et dispersion des composants du béton et des couleurs.
Un autre objet de l'invention réside dans un système de dosage genre seringue 2o pour la coloration de béton, caractérisé en ce qu'il comprend:
- un cylindre comprenant:
- un intérieur;
- une partie inférieure; et 2s - une partie supérieure;
- au moins une ouverture pour ajouter une quantité de couleur liquide à l'intérieur du cylindre;
- un moyen pour déterminer quantitativement la quantité de couleur liquide ajouté à l'intérieur du cylindre;
so - un piston mobile situé à l'intérieur du cylindre;
- un moyen pour actionner le piston mobile; et r ' 1 ~ ~¿. t AI

- une ouverture située sur une partie inférieure du cylindre permettant une expulsion de la couleur liquide présente à
l'intérieure du cylindre suite à un mouvement du piston mobile de la partie supérieure du cylindre vers la partie inférieure.
s Dans le cadre de la présente invention, le terme "béton" est relatif à la matière première, contenant entre autre, avant sa mise en réaction chimique: du ciment ou d'autres liants hydrauliques, et/ou des cendres volantes, des silicates, des sables et/ou des agrégats, de l'eau et d'autres composants, pour, par exemple, io la fabrication de parpaings, de plaques, de tuiles, de pavés, de pavés autobloquants, de murs de soutènement et pour la réalisation de liaison en béton. Mais le terme "béton" englobe aussi les mortiers à base de ciment, les composés en fibre de ciment et autres articles contenant à l'origine du ciment et/ou des liants hydrauliques.
is Dans le cadre de la présente invention, on entend par "couleurs liquides ou même visqueuses" des suspensions de pigments en milieu aqueux avec ou sans adjuvants tensioactifs et/ou résineux et une teneur en solides de plus de 30% par poids et pouvant atteindre des viscosités de plus de 1000 cPo.
2o Quoique connues dans l'art les couleurs dites visqueuses, c'est-à-dire hautes en concentration de pigment et ayant une viscosité au dessus de 1000 cPo, ne sont pas utilisées pour la coloration de béton, à cause d'un manque de système de dosage et d'une manipulation difficile, quoique souhaitable en raison de leur faible concentration en eau.
2s L'expression "pigments" désigne des colorants inorganiques et /ou organiques, y compris les pigments blancs, comme par exemple le dioxyde de titane, les divers oxydes de fer rouges, jaunes, bruns, noirs et leurs mélanges, les noirs de carbone, l'oxyde de chrome, de manganèse et /ou les spinelles de cobalt et 3o autres, et, comme pigments organiques, les pigments métallo-organiques, des phthalocyanines, des jaunes benzidines et autres pigments organiques .

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De façon préférentielle, les couleurs liquides et/ou visqueuses peuvent aussi contenir des adjuvants pour béton, comme ils sont énumérés, par exemple, dans le Annual Book of ASTM (American Society for Testing and Materials) Standard Volume 04.02 (1998), Standard Specification for Chemical Admixtures s for Concrete ou des adjuvants qui sont énumérés dans la sixième édition métrique Canadienne de l'Association Canadienne du Ciment Portland CPCA, nommée Dosage et Contrôle des Mélanges de Béton (1995), Chapitre 7, en quantité requise par la recette du lot de béton à fabriquer. Le système peut aussi servir pour doser les dits adjuvants liquides, mais sans avantages io spéciaux pour des adjuvants de basse viscosité.
Dans le cadre de la présente invention, l'expression "système de dosage genre seringue" signifie tout appareil qui peut recevoir, d'une manière quantifiée, une ou plusieurs couleurs liquides et peut les verser quantitativement dans un is malaxeur à béton avant, pendant ou après que les autres composants du béton soient ajoutés et malaxés pour en faire du béton. La ou les couleurs) liquides et/ou visqueuses peuvent aussi être versées dans le sable et/ou les agrégats utilisés pour produire le lot de béton à colorer avant qu'ils soient transportés dans le malaxeur du béton.
Le système de dosage genre seringue permet l'injection des couleurs mentionnées d'une manière quantitative dans le béton. Les restes de couleur, qui demeurent collés au mur du système de dosage sont en quantité tellement petite, qu'ils n'impactent pas visiblement la coloration de béton en cours, même 2s s'il y a un changement de couleur, du noir au jaune, par exemple.
Cette amélioration du procédé de coloration de béton élimine les désavantages des systèmes de couleurs liquides de l'art courant en abolissant la nécessité
d'ajouter de l'eau supplémentaire en quantités significatives pour vider et/ou 3o rincer un système de dosage. Ainsi, le système de dosage genre seringue et le procédé de coloration de béton selon la présente invention, en font le meilleur procédé disponible.

Le système de dosage genre seringue sert donc à verser les couleurs dans le béton d'une manière quantitative, de façon à ce que les restes de couleurs, qui restent collés sur la paroi du dit système de dosage sont en quantité
tellement petite, n'impactent pas la coloration de béton en cours et n'impacte pas non plus s la couleur suivante, s'il y a changement de couleur pour le lot de béton suivant.
S'il y a changement de couleur, du noir au jaune par exemple, les restes de couleurs sont insuffisants, dans la plupart des cas, pour avoir une influence significative sur la couleur du béton à colorer.
to Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on suspend un cylindre genre seringue, d'un volume suffisant pour recevoir les couleurs liquides et/ou visqueuses, par une ou plusieurs cellules de pesage au dessus du malaxeur à
béton. La couleur peut ëtre aussi quantifiée par une mesure volumétrique, un débit mètre ou, par exemple, par une sonde d'ultrason. Ce cylindre est équipé, is préférablement dans sa partie basse pour limiter la contamination, d'autant de vannes qu'il y a de couleurs, par exemple 6 vannes pour 6 couleurs. Ces vannes s'ouvrent et se referment pour faire entrer la couleur respective en quantité nécessaire dans le cylindre. La couleur est transportée d'un récipient de couleur liquide et/ou visqueuse par pompe, tuyaux etlou gravité dans le 2o cylindre en quantité contrôlée par la cellule de pesage ou une mesure du volume par ouverture ou fermeture de la vanne respective. Ä la place d'une couleur liquide, un adjuvant liquide pour béton peut aussi être dosé.
Avec plusieurs vannes il est possible d'ajouter facilement plusieurs couleurs, zs une après l'autre, dans ce cylindre, pour synthétiser de façon reproductible plusieurs gammes de couleurs. !_e bas du cylindre est équipé d'une vanne qui s'ouvre dans le malaxeur à béton, dans les agrégats etlou dans le sable utilisé
pour le lot de béton à colorer.
so Dans le haut du cylindre, genre seringue, se trouve un piston, qui frotte les murs du cylindre, comme dans une seringue.

Une fois que la bonne quantité de(s) couleurs) dosés dans le cylindre et une fois qu'un signal est donné par le système de contrôle du malaxeur à béton, la vanne au bas du cylindre s'ouvre pour permettre l'expulsion de la couleur liquide et/ou visqueuse dans le malaxeur à béton, dans tes agrégats et/ou dans le s sable utilisé pour le lot de béton à colorer. L'expulsion de la couleur liquide et/ou visqueuse est facilitée, même provoquée en présence de couleurs hautement visqueuses, par le mouvement du piston, qui se trouve en haut du cylindre de dosage et qui se déplace vers le bas en pressant la couleur liquide, selon le même principe qu'une seringue, quantitativement du cylindre au malaxeur à
io béton, dans les agrégats et/ou dans le sable utilisé pour le lot de béton à
colorer.
L'actionnement du piston peut être réalisé de différentes manières, soit par poussée d'air comprimé dans la partie sèche du piston, soit par poussée is mécanique d'un arbre de cylindre pneumatique ou hydraulique situé à
l'extérieur du piston muni d'une vis rotative compte tours.
Comme dans une seringue, le piston libère, avec l'aide d'un O-ring ou d'un instrument similaire par son mouvement de haut en bas les murs intérieurs du 2o cylindre de la couleur qui s'y est collée. Une fois arrivé au fond du cylindre, le piston a nettoyé le cylindre et la couleur liquide et/ou visqueuse a complètement quitté le cylindre et est utilisée au maximum pour colorer le béton. En fait, la seule couleur qui reste dans le cylindre est celle qui est collée dans la tuyauterie de la valve de sortie et des valves d'apport de colorant liquide situées au bas du 2s piston. Ces résidus sont en quantité si négligeables qu'ils n'ont pas d'impact significatif sur la couleur en cours etlou sur la couleur suivante, même s'il y a un changement de couleur. Si dans certains cas très limités, ce résidu est indésirable, une quantité minime d'eau, prédéterminée et mesurée pour n'avoir aucun impact sur la chimie du béton concerné, peut être dosée, soit par une 3o vanne d'eau, soit au milieu du piston, soit au bas du cylindre, soit par une vanne déjà utilisée pour l'apport de couleurs liquides.

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Une fois, la couleur injectée dans le béton, le piston remonte et la vanne en bas se ferme en même temps ou après, et le cylindre est prêt pour le prochain cycle de coloration soit avec la même couleur liquide ou visqueuse, soit avec d'autres couleurs liquides.
s Comme le système est clos, il n'y a pas de danger que les couleurs liquides et/ou visqueuses sèchent et bloquent le processus de dosage. Comme d'habitude, les couleurs liquides etlou visqueuses connues dans l'art sont stabilisées contre la formation de dép8t à l'aide d'agents thixotropiques, et le 1o système de coloration, de la pompe au cylindre peut rester inactif pendant longtemps et être remis en marche sans problèmes.
Si des couleurs non stabilisées sont utilisées, le tuyau qui amène la couleur au cylindre de dosage, peut être prolongé pour retourner la couleur dans son 1s système de stockage afin de garantir une consistance régulière des couleurs liquides et/ou visqueuses utilisées.
L'utilisation d'un tel procédé de coloration de béton selon la présente invention est avantageux pour les raisons suivantes:
20 - on utilise toute la force colorante des pigments liquides puisque ceux-ci sont prédispersés;
- le temps de dispersion des pigments dans le béton est minimisé ;
- ils demandent donc moins de temps de malaxage 2s ~mparativement aux pigments sous forme de poudre et/ou de granules, permettant ainsi une cadence de production de béton coloré en série plus élevée;
- on évite l'eau de rinçage ainsi que les inconvénients reliés aux systèmes de couleurs liquides présents;
30 - un utilise le même cylindre soit pour des couleurs différentes soit pour synthétiser ses propres couleurs; et i - le système est très simple et très économique comparativement aux systèmes connus dans l'art.
Cette amélioration du procédé de coloration de béton est avantageuse, s comparativement aux systèmes de poudre et granules puisqu'elle permet également d'éliminer les désavantages des systèmes de couleurs liquides connus dans l'art en abolissant la nécessité d'ajouter de l'eau supplémentaire en quantités significatives, pour diminuer la viscosité des couleurs visqueuses, pour vider et/ou rincer les systèmes de dosage connu dans l'art. II s'agit donc du 1o meilleur procédé disponible.
L'invention et son fonctionnement seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de celle-ci et de quelques variantes, ladite description étant faite en référant aux dessins 1s annexés.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FIGURES
Figure 1a est une coupe transversale du système de dosage genre seringue ao selon la présente invention, illustrant le système lorsque le piston est levé.
Figure 1 b est une coupe transversale du système de dosage genre seringue selon la présente invention, illustrant le système lorsque le piston est abaissé.
2s Figure 2 est une vue de perspective du système de dosage selon la présente invention, illustrant une injection de couleur dans un malaxeur à béton.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRENTIELS
En se référant aux figures 1 a et 1 b, (appareil selon la présente invention consiste en un système de dosage (1 ) comprenant un cylindre (3) fait en métal IS
ou en plastique. Le cylindre (3) qui peut étre fermé dans sa partie supérieure (7) comprend un piston (5) situé à l'intérieur, le piston étant monté sur un dispositif (9) permettant de mesurer un volume correspondant à ia quantité de couleur liquide requise, normalement entre 10 et 25 litres. Le système de dosage (1 ) est s suspendu, protégé des vibrations, avec l'aide d'un crochet (11 ), de façon préférentielle à une (ou plusieurs) celluie(s) de pesage (non montrée) au dessus d'un malaxeur à béton (également non illustré). La protection contre les vibrations peut se faire par des tranquilisateurs, absorbeurs de choc et/ou des dispositifs similaires.
io Le piston mobile (5), qui se retrouve à l'intérieur du cylindre (3), adhère à
la paroi du cylindre (1 ), comme dans une seringue. Au centre de la partie inférieure du cylindre (15), se trouve une vanne de sortie (17). Cette vanne de sortie (17), préférablement actionnée par le système de contrôle du malaxeur, is laisse la couleur liquide et /ou visqueuse se déverser dans le malaxeur à
béton.
Dans la partie inférieure du cylindre (15), à l'extérieur, se trouve une vanne d'entrée de couleur (19) pour faire entrer la ou les couleurs liquides et ou visqueuses dans le cylindre. selon un autre mode de réalisation de (invention, il zo se trouve plus qu'une vanne à cet endroit.
L'ouverture et la fermeture de cette vanne (19) est contrôlée par un PLC et/ou un ordinateur, qui ouvre la vanne d'entrée de couleur (19), quand l'entrée d'une couleur est requise, et ferme la vanne d'entrée de couleur (19), dès que la 2s cellule de pesage, ou tout autre moyen de mesure, indique que la quantité
de couleur liquide et/ou visqueuse requise a été atteinte. Avec ce système de contr8le, une ou plusieurs couleurs liquides et/ou visqueuses peuvent être dosées dans le même cylindre, pour synthétiser, par exemple, des teintes spéciales â partir de quelques couleurs liquides et/ou visqueuses de base.
Dès que le malaxeur à béton, ou toute autre mécanisme, requiert l'ajout de la couleur, la vanne de sortie (17) située dans la partie inférieure du cylindre (15) s'ouvre, et en même temps, ou un peu après, le piston (5) se met en marche et descend dans le cylindre (3) jusqu'en bas. Cette action du piston entrafie le flux de la couleur liquide et/ou visqueuse et l'expulse hors du cylindre (3), dans le malaxeur à béton, le sable ou les agrégats. En même temps, le piston (5) nettoie la paroi du cylindre (13) en frottant et poussant la couleur liquide s attachée aux parois du cylindre jusqu'en bas à (aide d'un O-ring (21 ). Le O-ring (21 ) pouvant être fait de caoutchouc, Teflon~ ou tout autre matériau équivalent, y compris des métaux. Ainsi, les parois du cylindre (13) sont essuyées de haut en bas par le O-ring (21 ) ou autre pièce équivalente vers la vanne de sortie (17) du cylindre (3) afin d'expulser la couleur de façon quasi complète. Ainsi, la 1o couleur liquide et/ou visqueuse présente dans le cylindre (3) est propulsée quantitativement dans le malaxeur à béton. Une fois le cylindre (3) vidé, le piston (5) remonte, la vanne de sortie (17) se referme et le cylindre (3) est prét pour le prochain cycle de coloration.
1s Selon un autre mode de réalisation, quand la vanne de sortie (17) se referme, le disque du piston (23) reste dans ia partie inférieure du cylindre (15). Pour le prochain cycle de coloration, la vanne d'entrée de couleur (19) s'ouvre, accompagnée d'un mouvement du piston (5) vers la partie supérieure du cylindre (7) actionné par un moteur quelconque (non illustré). Ce mouvement 2o vertical du piston (5) crée un vide dans le cylindre (3) et entrafie ainsi l'entrée de la couleur liquide. Ce mode de réalisation est préféré surtout pour l'utilisation de couleurs liquides très visqueuses Pour l'entretien et le nettoyage du système de dosage (1 ), on peut aussi as installer un accès d'eau dans la partie inférieure du cylindre (15). On peut aussi utiliser une de la vanne d'entrée de couleur (19) pour faire entrer de l'eau, une vanne à trois voies est aussi possible. II est avantageux de monter les vannes de manière à ce qu'elles se vident par gravité dans le cylindre (3), une fois fermées.
La où les vannes d'entrée de couleur (19) sont connectées à des tuyaux (non illustrés) qui amènent la couleur liquide et/ou visqueuse par des tuyaux flexibles, pour neutraliser ou minimiser l'impact sur le pesage. II est avantageux pour les s é ~~n~! t di tuyaux de couleur d'arriver dans la partie supérieure du cylindre (7). Ceci diminue les risques de dép8ts de pigment à l'intérieur de la tuyauterie et facilite la vidange. Le transport de la couleur dans le cylindre (3) de dosage peut se faire par pompe et/ou par gravité, potentiellement amélioré par la succion s générée par le mouvement du piston (5). Il peut être avantageux d'utiliser des pompes à double membrane actionnées par de l'air comprimé. L'utilisation de ce type de pompes permet d'exercer le contrôle du remplissage du cylindre (3) avec de la couleur liquide et/ou visqueuse exclusivement par l'actionnement seul des vannes d'entrée. Quand la vanne se referme, ces pompes s'arrêtent 1o par l'action de la contre-pression qui se produit dans la tuyauterie après la fermeture de vanne. Quand les vannes s'ouvrent, la chute de pression par la vidange de la couleur dans le cylindre remet ia pompe en action. Pour diminuer l'impact des pulsions causées par la pompe, on peut installer un tranquüisateur dans la tuyauterie de couleur.
La Figure 2 permet d'apprécier le positionnement du système de dosage (1 ) selon la présente invention par rapport au malaxeur à béton (27). De plus, ie mouvement du piston (5) dans le cylindre vers la partie inférieure de celui-ci (15) est appréciable en jugeant de (expulsion de couleur liquide etlou visqueuse 2o provenant de la vanne de sortie (17).
Selon un autre mode de réalisation de (invention, le mouvement du piston (5) de haut en bas et de bas en haut dans le cylindre (3) peut se faire à l'aide d'air comprimé, appliqué par des vannes situées soit dans la parte supérieure (, soit 2s en bas du cylindre (3), au dessous et au dessus du piston (5), en poussant le piston (5) dans ta direction voulue. II est possible que le piston (5) soit actionné
avec l'aide d'un moteur électrique ou actionné par de l'air comprimé, via un arbre qui se trouve au dessus du cylindre (3) et est connecté au piston (5) et au moteur (non illustré).
II va de soi que de nombreuses modifications ou variantes pourraient ëtre ajoutées à ce qui vient d'être décrit et illustré sans sortir du cadre de la présente invention telle que définie dans les revendications annexées.

Claims (13)

1. Système de dosage genre seringue pour la coloration de béton, caractérisé
en ce qu'il comprend:
- un cylindre comprenant:
- un intérieur;
- une partie inférieure; et - une partie supérieure;
- au moins une ouverture pour ajouter une quantité de couleur liquide à l'intérieur du dit cylindre;
- un moyen pour déterminer quantitativement la quantité de couleur liquide ajouté à l'intérieur du dit cylindre;
- un piston mobile situé à l'intérieur dudit cylindre;
- un moyen pour actionner le piston mobile; et - une ouverture située sur une partie inférieure du cylindre permettant une expulsion quantitative de la couleur liquide présente à l'intérieure du cylindre suite à un mouvement du piston mobile de la partie supérieure du cylindre vers la partie inférieure.

2. Système de dosage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la ou les ouvertures pour ajouter une quantité de couleur sont constituées d'une ou de plusieurs vannes d'entrée de couleur liquide et/ou visqueuse, lesdites vannes d'entrée étant placées dans la partie inférieure du cylindre et étant liées par des tuyaux à des lignes d'approvisionnement de couleur.

3. Système de dosage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen pour actionner le piston mobile est un moteur lié directement ou indirectement au piston mobile ou un système de vannes permettant une entrée et/ou une sortie d'air comprimé au dessus et au dessous du piston permettant d'actionner le piston mobile.

4. Système de dosage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les tuyaux sont flexibles.

5. Système de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé-en ce que le moyen pour déterminer quantitativement la quantité de couleur liquide est un système de mesure connecté à une ou plusieurs cellules de pesage, ou un cylindre gradué ou tout autre moyen pour déterminer les volumes des couleurs dosées permettant de mesurer un volume de couleur liquide.

6. Système de dosage selon l'une quelconque des revendications revendication 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un système de contrôle PLC et/ou un ordinateur permettant de contrôler un mouvement du piston mobile.

7. Système de dosage selon l,une quelconque des revendications revendication 1 à 6, caractérisé en ce que le système de dosage est connecté à un malaxeur de béton.

8. Système de dosage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le système de dosage est situé au dessus du malaxeur de béton.

9. Système de dosage selon l'une quelconque revendications revendication 1 à 8, caractérisé en ce que les couleurs utilisées ont une viscosité au dessus de 700 cPo.

10. Système de dosage selon l'une quelconque des revendications revendication 1 à 9, caractérisé en ce les couleurs utilisées sont à base de pigments inorganiques, organiques au un mélange des deux.

11. Procédé de coloration de béton au moyen d'un système de dosage genre seringue tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 10, ledit procédé comprenant les étapes suivantes:

- injection de couleur dans le cylindre;
- mouvement du piston du haut dudit cylindre vers le bas dudit cylindre;
- ouverture d'une vanne de sortie permettant une expulsion quantitative de couleur dans un malaxeur à béton et/ou dans des agrégats et/ou dans du sable utilisé pour la fabrication d'un lot de béton et transportés dans le malaxeur à béton; et - dispersion des couleurs dans le béton par malaxage de ses composantes.

12. Procédé de coloration de béton selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de quantification de la ou des couleurs liquides avant l'expulsion de couleur dans ledit malaxeur à béton et/ou dans des agrégats et/ou dans du sable, ladite étape de quantification de couleur liquide consistant en la mesure d'un volume de couleur utilisée ou en une mesure du poids de couleur utilisée.

13. Procédé de coloration de béton selon la revendication 11 ou 12, caractérisé
en ce qu'il comprend en outre l'ajout d'au moins un adjuvant dans le béton avant ou pendant le malaxage du béton.