CA2655169A1 - Prefabricated panel for building construction and the manufacturing process thereof - Google Patents
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Abstract
Panneau (1) prefabrique pour construction de betiment comprenant une eme (2) en materiau isolant recouverte sur ses deux faces d'une couche (3A,3B) d e beton uniforme et dans laquelle sont menages au voisinage d'une face de la plaque des logements (4) pour des montants (5) faisant saillie une extrm it en vue de leur scellement au sol, et sur la face oppose de la plaque de s logements (7) pour des lments de renfort (8) s'tendant entre deux bords parallles du panneau (1) et faisant saillie au-del de ces bords en consti tuant un lment de ceinture, l'tat assembl dudit panneau (1) avec des p anneaux adjacents (21 , 22). Utilisation pour la construction de murs extri eurs de btiment structure trs lgre.Prefabricated panel (1) for building construction comprising an eme (2) of insulating material covered on both sides with a layer (3A, 3B) of uniform concrete and in which are made near one face of the plate housings (4) for uprights (5) projecting at one end with a view to sealing them to the ground, and on the opposite face of the plate housings (7) for reinforcement elements (8) extending between two parallel edges of the panel (1) and projecting beyond of these edges by forming a belt element, the assembled state of said panel (1) with p adjacent rings (21, 22). Use for building exterior wall construction very light structure.
Description
Panneau préfabriqué pour construction de bâtiment et procédé de fabrication d'un tel panneau La présente invention concerne le domaine de la construction de bâtiments à partir de panneaux préfabriqués et concerne plus particulièrement le panneau préfabriqué en tant que tel, l'assemblage de plusieurs panneaux entre eux et les procédés de fabrication desdits panneaux ainsi que la construction du bâtiment à partir de ces panneaux préfabriqués.
Parmi les critères importants de qualité d'une construction figurent en bonne place la résistance mécanique et l'isolation thermique des murs formant l'enveloppe extérieure du bâtiment. Ces critères peuvent être satisfaits par l'utilisation de deux matériaux à propriétés opposées mais complémentaires que sont le béton armé et le polystyrène expansé.
En effet, d'une part le béton armé est de faible coût, de mise en uvre facile, présente une très bonne résistance mécanique et est ininflammable mais présente l'inconvénient d'un poids élevé et d'une mauvaise isolation thermique.
En revanche, le polystyrène expansé, qui est également de faible coût, présente une excellente isolation thermique, un poids très faible mais a pour inconvénient d'être inflammable et de posséder une très mauvaise résistance mécanique.
Parmi les procédés de mise en oeuvre simultanée de ces deux matériaux dans la construction de bâtiments, on peut citer :
Une méthode qui consiste à monter sur le site de construction des panneaux en polystyrène, à placer autour de ces panneaux un ferraillage puis à
projeter du béton sur chacune des faces du panneau en polystyrène.
Une autre méthode comprend la mise en place de deux panneaux de polystyrène parallèles servant de coffrage, l'incorporation d'entretoises et d'armatures métalliques, puis le coulage de béton à l'intérieur de l'espace formé
par les deux panneaux, puis l'enduction des faces extérieures du polystyrène avec du béton. Prefabricated panel for building construction and method of manufacture of such a panel The present invention relates to the field of the construction of buildings from prefabricated panels and concerns more particularly the prefabricated panel as such, the assembly of several panels between them and the processes for producing the said panels and the construction of the building from these prefabricated panels.
Important criteria for the quality of a construction are good place the mechanical resistance and the thermal insulation of the walls forming the outer envelope of the building. These criteria can be met by the use of two materials with opposite but complementary properties what are reinforced concrete and expanded polystyrene.
Indeed, on the one hand the reinforced concrete is low cost, of implementation easy, has a very good mechanical resistance and is nonflammable but has the disadvantage of high weight and poor insulation thermal.
On the other hand, expanded polystyrene, which is also of low cost, has excellent thermal insulation, a very low weight but has for disadvantage of being flammable and possessing very poor resistance mechanical.
Among the methods for simultaneous implementation of these two materials in building construction, we can mention:
A method of getting on the construction site of polystyrene panels, to place around these panels a reinforcement then to project concrete on each side of the polystyrene panel.
Another method involves setting up two polystyrene as formwork, the incorporation of spacers and reinforcement, then pouring concrete inside the space form by the two panels, then the coating of the outer faces of the polystyrene with concrete.
2 Encore une autre méthode consiste à utiliser des blocs de polystyrène en forme de parpaings, à placer des renforts métalliques à l'intérieur des alvéoles des parpaings et à couler à l'intérieur du béton, l'ensemble étant ensuite recouvert extérieurement de béton.
Les inconvénients majeurs de ces méthodes sont les suivants. Tout d'abord, au cours de la construction la partie polystyrène est visible, ce qui est un obstacle important au développement de ce type de construction car le polystyrène expansé est dans l'esprit du public un matériau bas de gamme avec une image de grande fragilité. En outre, ces murs ne sont pas reproduits de façon identique puisqu'ils sont fabriqués sur site, en particulier la couche de béton de revêtement n'est pas uniforme et difficilement reproductible d'un mur à
un autre, d'une construction à une autre. De plus lorsque le polystyrène expansé sert de coffrage, il est nécessaire de prévoir des éléments de guidage pour leur montage ou des armatures et des entretoises qui sont à l'origine de ponts thermiques.
La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités en proposant un procédé de construction associant l'utilisation de béton armé et de polystyrène expansé, de mise en ceuvre simple en évitant la création de ponts thermiques qui nuisent à l'isolation thermique des murs fabriqués.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de réalisation de murs pour des bâtiments à faible coût et totalement reproductible.
A cet effet, il a été envisagé de concevoir un panneau préfabriqué en usine comprenant une âme en matériau isolant de type polystyrène expansé
recouverte sur ses deux faces d'une couche de béton.
De tels panneaux ont été décrits notamment dans les brevets DE 3242364 ou US 4 669 240, cependant ces éléments modulaires présentent soit des entretoises métalliques pour retenir les deux parois extérieures du panneau, soit des armatures métalliques faisant communiquer entre elles ces deux parois, des ponts thermiques sont donc présents dans ces modules. 2 Yet another method is to use polystyrene blocks in form of blocks, to place metal reinforcements inside the alveoli blocks and pouring inside the concrete, the whole being then externally covered with concrete.
The major disadvantages of these methods are as follows. All first, during construction the polystyrene portion is visible, which is a major obstacle to the development of this type of construction because the expanded polystyrene is in the minds of the public a low-end material with an image of great fragility. In addition, these walls are not reproduced identically since they are manufactured on site, in particular the layer of coating concrete is not uniform and hardly reproducible of a wall at another, from one building to another. Moreover when polystyrene expanded formwork, it is necessary to provide guide elements for their assembly or reinforcements and spacers which are at the origin of thermal bridges.
The present invention therefore aims to overcome the disadvantages mentioned above by proposing a construction method associating the use of reinforced concrete and expanded polystyrene, of simple implementation avoiding the creation of thermal bridges that hinder the thermal insulation of walls manufactured.
Another object of the invention is to propose a method for producing walls for buildings at low cost and fully reproducible.
For this purpose, it has been envisaged to design a prefabricated panel in plant comprising a core of expanded polystyrene insulating material covered on both sides with a layer of concrete.
Such panels have been described in particular in patents DE 3242364 or US 4,669,240, however these modular elements either metal spacers to hold the two outer walls of the panel, or metal frames that communicate with one another two walls, thermal bridges are present in these modules.
3 De même, le module décrit dans le brevet US 5 697 189, formé d'un panneau en béton muni d'alvéoles internes remplies de polystyrène expansé, présente l'inconvénient que le béton communique d'une face à l'autre.
Ces liaisons en béton internes sont également à!'origine de ponts thermiques indésirables.
Un autre but de l'invention est donc de concevoir des panneaux préfabriqués et un assemblage de ces panneaux exempt de ponts thermiques, tout en présentant une grande résistance mécanique et une grande légèreté.
A cet effet, la présente invention concerne donc tout d'abord un panneau préfabriqué pour construction de bâtiment comprenant une âme pleine en matériau isolant sous la forme d'une plaque recouverte sur ses deux faces d'une couche de béton uniforme caractérisé en ce que dans ladite plaque formant l'âme sont ménagés :
- d'une part au voisinage d'une face de la plaque une première série de logements pour des éléments de renfort constituant des montants à
l'état dressé du panneau sur le sol, et faisant saillie à au moins une de leurs extrémités en vue de leur scellement au sol, et - d'autre part sur la face opposée de la plaque une seconde série de logements pour des éléments de renfort s'étendant entre deux bords parallèles du panneau et faisant saillie au-delà de ces bords de manière à constituer un élément de ceinture, à l'état assemblé dudit panneau avec des panneaux adjacents.
Ce panneau préfabriqué comprenant des éléments de raccord avec des panneaux adjacents permet de réaliser dans un temps très rapide la construction de bâtiments dont les murs, notamment les murs extérieurs, sont constïtués de tels panneaux. La plaque en matériau isolant étant recouverte en usine sur ses deux faces d'une couche de béton, le matériau isolant est masqué et n'est nullement apparent lors de la construction. Par ailleurs, l'application de béton pouvant être effectuée à plat en usine, l'épaisseur de ces couches de béton est uniforme et très reproductible d'un panneau à un autre.
I! 3 Similarly, the module described in US Pat. No. 5,697,189, consisting of a concrete panel with internal cells filled with expanded polystyrene, has the disadvantage that concrete communicates from one face to another.
These internal concrete connections are also at the origin of bridges undesirable thermal.
Another object of the invention is therefore to design panels prefabricated and an assembly of these panels without thermal bridges, while presenting a great mechanical resistance and a great lightness.
For this purpose, the present invention therefore relates firstly to a panel prefabricated building construction comprising a solid core insulating material in the form of a plate covered on both sides a uniform concrete layer characterized in that in said plate forming the soul are spared:
on the one hand, in the vicinity of one face of the plate, a first series of housings for reinforcement elements constituting amounts to the erected state of the panel on the ground, and protruding at least one their ends for ground sealing, and - on the other hand on the opposite side of the plate a second series of housings for reinforcement elements extending between two edges parallel to the panel and projecting beyond these edges of to constitute a belt element, in the assembled state of said panel with adjacent panels.
This prefabricated panel comprising connecting elements with Adjacent panels can achieve in a very short time the construction of buildings whose walls, including exterior walls, are such panels. The plate made of insulating material is covered in plant on both sides of a concrete layer, the insulating material is masked and is not apparent during construction. Otherwise, the application of concrete that can be carried out flat in the factory, the thickness of these Concrete layers are uniform and very reproducible from one panel to another.
I!
4 est donc possible de garantir pour tous les panneaux des propriétés identiques en terme de résistance mécanique ou d'isolation thermique, par exemple.
De manière avantageuse, la première de série de logements et la seconde série de logements ménagés dans la plaque formant l'âme du panneau sont exemptes de zone de communication entre elles afin d'éviter la formation de ponts thermiques. Ainsi les renforts disposés sur une face sont écartés des éléments de renfort disposés sur l'autre face de l'âme en matériau isolant. En outre, il n'existe aucune zone de communication entre les deux couches extérieures de béton.
Les logements sont avantageusement réalisés sous forme de rainures dont les axes longitudinaux sont orthogonaux d'une série à une autre. Ces rainures peuvent soit affleurer la surface extérieure de la plaque en matériau isolant ou déboucher à la surface de cette plaque.
Les éléments de renfort sont de préférence des éléments métalliques.
Un treillis, de préférence métallique, peut être appliqué sur ou être disposé parallèlement à chaque face de la plaque formant l'âme du panneau à
proximité immédiate de celle-ci. De préférence, les éléments de renfort peuvent servir également de support à ce treillis. Les dimensions de ce treillis correspondent avantageusement à la surface de chacune des faces de la plaque.
Afin de pouvoir assembler les panneaux entre eux en formant un angle, il est avantageux que les tranches du panneau soient, au moins partiellement, biseautées pour s'adapter aux panneaux adjacents en formant un assemblage de type assemblage à onglet, interrompu pour ménager une zone d'angle libre permettant la liaison entre les éléments de ceinture de deux panneaux adjacents. Dans le cas où une couche de béton recouvre la tranche biseautée, il peut être avantageux, pour éviter la création d'un pont thermique via le béton, de prévoir une tranche biseautée discontinue, à savoir l'incorporation d'une bande de matériau isolant transversalement à ladite tranche.
De manière préférée, l'âme est en polystyrène expansé, de préférence haute densité, ou en mousse rigide à cellules fermées.
Les faces de la plaque formant l'âme présentent, de préférence des surfaces striées, pour une meilleure adhésion du béton sur celles-ci.
Le panneau ainsi fabriqué est de faible coût, et présente une bonne résistance mécanique ainsi qu'une excellente isolation thermique. En outre, l'âme pouvant être d'épaisseur importante, ce panneau est de poids très réduit par rapport aux panneaux préfabriqués existants. Il est donc facilement transportable jusque sur les sites de construction. Le poids réduit de ces panneaux entraîne également la limitation de l'épaisseur des fondations nécessaires pour supporter ces panneaux.
La présente invention concerne également un assemblage de panneaux préfabriqués pour construction de bâtiment tel que décrit précédemment, les éléments de renfort s'étendant entre deux bords parallèles du panneau étant logés dans des rainures horizontales ménagées dans l'âme du panneau, sur sa face tournée vers l'extérieur du bâtiment, de manîère, après liaison des extrémités saillantes des éléments de renfort de panneaux adjacents, à former un ceinturage horizontal de la construction, en constituant ainsi une structure de type auto-portée. Une telle structure est stable, rigide et indéformable.
La présente invention est également relative à un procédé de fabrication de panneau préfabriqué tel que décrit précédemment, comprenant les étapes successives suivantes :
- découpe de plaque de polystyrène expansé, en ménageant d'une part une première série de rainures parallèles entre elles sur une face de la plaque et d'autre part une seconde série de rainures parallèles sur l'autre face de la plaque, les axes longitudinaux des rainures étant orthogonaux d'une série à l'autre et des tranches de la plaque partiellement biseautées, - incorporation des éléments de renfort dans leurs rainures respectives, en laissant leurs extrémités saillantes au-delà des bords de la plaque, - fixation d'un treillis, de préférence métallique, sur chaque face de la plaque, avec accroche du treillis sur les éléments de renfort, afin de former une plaque renforcée, - coulage d'une couche uniforme de béton auto-lissant sur une face de ladite plaque renforcée puis séchage du béton, - coulage d'une couche uniforme de béton auto-lissant sur l'autre face de ladite plaque renforcée, puis séchage du béton.
Ce procédé très simple est aisément réalisable en usine.
La présente invention concerne également un procédé de construction de bâtiment à partir de tels panneaux préfabriqués, incluant le procédé de fabrication ci-dessus, et comprenant en outre :
- le placement vertical de chaque panneau et le scellement dans le sol des extrémités saillantes des éléments de renfort formant montants verticaux, les logements des éléments de ceinture se trouvant disposés horizontalement sur la face du panneau tournée vers l'extérieur du bâtiment à construire, - rapprochement et mise en contact des tranches biseautées de panneaux adjacents, - mise en place de la liaison entre les extrémités sailiantes correspondantes des éléments de ceinture disposés horizontalement, au niveau des zones d'angle libres entre les panneaux adjacents, en créant un ceinturage complet de la constructïon.
De manière avantageuse, dans la zone d'angle libre entre deux panneaux adjacents est disposée une armature verticale, de préférence métallique, à laquelle sont solidarisées les extrémités saillantes des éléments de renfort horizontaux.
De plus autour de la zone d'angle libre entre deux panneaux adjacents peut être disposé un coffrage permettant d'y couler du béton.
Ce procédé de construction est donc très simple et très rapide à mettre en oeuvre. La construction ainsi réalisée est, outre ses propriétés de résistance mécanique et d'isolation thermique, très bon marché.
Les murs ainsi réalisés permettent d'y adapter des toits classiques (charpentes et couvertures) et peuvent être aisément recouverts d'un enduit de finition classique.
Des ouvertures, telles que portes et fenêtres, peuvent être disposées en usine dans ledit panneau. En outre, la plaque en matériau isolant constituant l'âme peut être également découpée ou usinée afin de ménager des gaines pour des câbles électriques ou des tuyauteries. Il ne restera plus qu'à
effectuer sur le site les raccordements de ces câbles ou tuyauteries.
Les extrémités supérieures des éléments de renfort verticaux peuvent faire saillie du bord supérieur du panneau de manière à constituer des éléments d'accroche (par exemple pour des élingues) en vue de la manutention et du transport dudit panneau en usine et sur le site de construction. Ces extrémités saillantes peuvent également permettre le raccordement ou la fixation audit panneau de divers autres éléments de construction, notamment des éléments de toiture.
La présente invention concerne également un bâtiment construit par le procédé ci-dessus caractérisé en ce que les murs extérieurs sont constitués par un assemblage de panneaux préfabriqués tel que décrit précédemment.
D'autres particularités et avantages ressortiront de la description ci-après d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention en référence aux figures annexées sur lesquelles :
la figure 1 est une vue de dessus longitudinale d'un panneau conforme à
la présente invention ;
la figure 2 est une vue de dessus partielle d'un assemblage de trois panneaux adjacents conforme à la présente invention ;
la figure 3 est une vue de face de l'assemblage selon la figure 2.
Comme représenté sur la figure 1, un panneau conforme à la présente invention est constitué d'une âme 2, de préférence en polystyrène expansé, prise en sandwich entre deux couches 3A (couche extérieure) et 3B (couche intérieure) de béton. L'âme 2 forme une plaque qui peut être constituée elle-même d'un assemblage de blocs de polystyrène collés entre eux, comme visibles sur les figures 1 et 3, et référencés 2a, 2b, 2c, 2d... (Les mots "intérieur" et "extérieur" font, dans l'ensemble du texte, référence au positionnement des faces du panneau lors de la construction du bâtiment).
Dans la plaque formant l'âme 2 sont ménagés, à proximité de sa face intérieure, des logements 4 parallèles entre eux constitués de rainures (verticales lorsque le panneau est dressé sur le sol). Ces logements 4 représentés ici sur la figure 1 comme débouchant à la face intérieure de l'âme 2, reçoivent des renforts métalliques 5 tenus en place dans le logement par des cales (non représentées). A ces renforts verticaux 4 est fixé le treillis intérieur 6 disposé parallèlement à la face intérieure de l'âme 2. Lors de l'application de béton auto-lissant sur la face intérieure de l'âme 2, ce béton forme la couche intérieure de béton 3B et remplit également les rainures formant les logements 4 en noyant le treillis 6 et les renforts verticaux 4.
Sur la face extérieure de l'âme 2, sont découpés des logements 7 (horizontaux lorsque le panneau est dressé sur le sol) destinés à recevoir les éléments de renfort 8 horizontaux. Un treillis 9 extérieur est disposé
parallèlement à la face extérieure de la plaque formant l'âme 2. Ce treillis est relié par de multiples liaisons 10 aux éléments de renfort horizontaux 8, pour le maintenir en place en particulier lors du coulage du béton, et l'écarter (d'une faible distance) de la face extérieure de l'âme 2 Lorsque le béton de la couche 3A est coulé sur la face extérieure de l'âme 2, ce béton remplit également les interstices laissés dans les logements autour de l'élément de renfort 8 et enrobe l'élément de renfort 8 et le treillis extérieur 9.
L'écartement des treillis intérieur 6 et extérieur 9 des faces respectives de la plaque en polystyrène peut aussi être réalisé au moyen de nervures ou de bossages ménagés à la surface de la dite plaque, de manière à ce que les treillis soient quasi entièrement enrobés dans le béton.
Les rainures servant de logement aux renforts métalliques 5 et 8 peuvent présenter diverses formes, par exemple en U, en T, en queue d'aronde, etc...
elles servent aussi de moules pour le béton qui y est coulé.
Pour remplir lesdits logements et former les couches recouvrant chaque face de l'âme 2, le béton, de préférence auto-lissant, peut être coulé en une seule fois, ou en plusieurs fois ; dans ce dernier cas, il est possible d'utiliser des bétons de natures différentes.
Les éléments de renfort 5 et 8 peuvent être constitués d'une tige ou d'un profilé unique, ou avantageusement, comme dans l'exemple présenté sur les figures 1 et 2, d'un assemblage de plusieurs tiges (ici quatre) reliées entre elles par des entretoises par exemple de type zigzag, comme de manière classique sur les chantiers de construction mettant en ouvre du béton armé.
Les tranches verticales du panneau 1 sont partiellement biseautées 11, ici à 45 . Cette forme en biseau 11 permet au panneau 1, de s'appliquer contre deux panneaux adjacents 21 ou 22, comme visible sur la figure 2. La zone d'angle laissée alors libre 12 entre deux panneaux adjacents est un espace permettant de joindre les éléments de renfort horizontaux de deux panneaux adjacents et de les lier par exemple par soudure entre eux et/ou à une armature 13 positionnée verticalement comme représenté sur la figure 2. Une telle liaison entre deux panneaux adjacents rigidifie considérablement la structure.
Après assemblage de deux panneaux adjacents selon l'invention, un coffrage 14 peut être installé autour la zone d'angle 12 de manière à y couler du béton à l'intérieur.
Enfin il est possible de revêtïr les couches de béton 3A et 3B, soit en usine, soit à la fin de la construction, d'un revêtement de finition 15A et 15B.
Comme visible sur la figure 3, des ouvertures 16, 17 peuvent être ménagées dans l'ensemble du panneau de manière à y apposer en usine ou sur le site respectivement des fenêtres ou des portes.
Le panneau ainsi fabriqué peut être facilement ancré dans le sol 15 en particulier grâce aux extrémités saillantes inférieures 18 des éléments de renfort 5 formant montants verticaux et raccordés à des éléments de construction tels que toiture, au moyen des extrémités saillantes supérieures 4 It is therefore possible to guarantee identical properties for all panels in terms of mechanical strength or thermal insulation, for example.
Advantageously, the first series of housing and the second series of housings formed in the plate forming the soul of the panel are free from any communication zone between them in order to avoid formation of thermal bridges. Thus the reinforcements arranged on one side are spaced apart from the reinforcing elements arranged on the other side of the material core insulating. In addition, there is no communication zone between the two outer layers of concrete.
The housings are advantageously made in the form of grooves whose longitudinal axes are orthogonal from one series to another. These grooves can either be flush with the outer surface of the material plate insulation or lead to the surface of this plate.
The reinforcing elements are preferably metal elements.
A lattice, preferably metallic, can be applied to or be disposed parallel to each face of the plate forming the core of the panel to immediate proximity to it. Preferably, the reinforcing elements can also serve as a support for this lattice. The dimensions of this lattice advantageously correspond to the surface of each of the faces of the plate.
In order to be able to join the panels together at an angle, is advantageous that the panels of the panel are, at least partially, beveled to fit adjacent panels forming an assembly miter type, interrupted to provide a free angle area allowing the connection between the belt elements of two panels adjacent. In the case where a layer of concrete covers the beveled slice, it can be advantageous, to avoid the creation of a thermal bridge via the concrete, to provide for a discontinuous beveled slice, namely the incorporation of a strip of insulating material transversely to said wafer.
Preferably, the core is expanded polystyrene, preferably high density, or rigid closed-cell foam.
The faces of the plate forming the core preferably have striated surfaces, for better adhesion of concrete on them.
The board thus manufactured is of low cost, and presents a good mechanical strength and excellent thermal insulation. In addition, the soul can be thick, this panel is very small weight compared to existing prefabricated panels. It is therefore easy transportable to construction sites. The reduced weight of these panels also causes the limitation of the thickness of the foundations necessary to support these panels.
The present invention also relates to a panel assembly prefabricated structures for building construction as described above, reinforcement elements extending between two parallel edges of the panel being housed in horizontal grooves formed in the core of the panel, on its face turned towards the outside of the building, after the connection of the protruding ends of the reinforcing elements of adjacent panels, to be formed horizontal belting of the building, thus constituting a structure of self-supporting type. Such a structure is stable, rigid and indeformable.
The present invention also relates to a manufacturing process of prefabricated panel as described above, comprising the steps following successive - cutting of expanded polystyrene plate, by providing a share a first series of grooves parallel to each other on one side of the plate and secondly a second series of parallel grooves on the other face of the plate, the longitudinal axes of the grooves being orthogonal from one series to another and slices of the plate partially beveled, - incorporation of the reinforcing elements in their respective grooves, leaving their projecting ends beyond the edges of the plate, - Fixing a mesh, preferably metal, on each side of the plate, with hanging lattice on the reinforcing elements, in order to to form a reinforced plate, - casting of a uniform layer of self-leveling concrete on one side of said reinforced plate and then concrete drying, - Pouring a uniform layer of self-leveling concrete on the other side said reinforced plate, and then drying the concrete.
This very simple process is easily done in the factory.
The present invention also relates to a method of construction from such prefabricated panels, including the method of manufacture above, and further comprising:
- vertical placement of each panel and sealing in the ground projecting ends of the reinforcing elements forming uprights vertical, the housing of the belt elements lying horizontally on the face of the panel facing outside the building to be built, - bringing together and bringing into contact beveled slices of adjacent panels, - Establishment of the link between the sailing ends corresponding horizontally arranged belt elements, at the level of the free corner areas between the adjacent panels, in creating a complete belting of the construction.
Advantageously, in the zone of free angle between two adjacent panels is arranged a vertical frame, preferably metal, to which are secured the projecting ends of the items horizontal reinforcement.
Also around the free corner area between two adjacent panels can be arranged a formwork for pouring concrete.
This construction process is very simple and very fast to put implemented. The construction thus produced is, in addition to its properties of resistance mechanical and thermal insulation, very cheap.
The walls thus made make it possible to adapt conventional roofs (frames and covers) and can be easily covered with a coating of classic finish.
Openings, such as doors and windows, can be arranged in factory in said panel. In addition, the plate made of insulating material constituting the core can also be cut or machined to provide sheaths for electric cables or pipes. It will only remain carry out on the site the connections of these cables or pipes.
The upper ends of the vertical reinforcing elements can protrude from the upper edge of the panel so as to constitute items hooks (eg for slings) for handling and transporting said panel at the factory and on the construction site. These extremities protruding devices may also allow connection or fixation panel of various other building elements, including elements roofing.
The present invention also relates to a building constructed by the above process characterized in that the outer walls are constituted by an assembly of prefabricated panels as described above.
Other particularities and advantages will emerge from the following description of a nonlimiting example of embodiment of the invention with reference to figures annexed in which:
FIG. 1 is a longitudinal top view of a panel according to FIG.
the present invention;
FIG. 2 is a partial top view of an assembly of three adjacent panels according to the present invention;
FIG. 3 is a front view of the assembly according to FIG. 2.
As shown in FIG. 1, a panel according to the present invention consists of a core 2, preferably of expanded polystyrene, sandwiched between two layers 3A (outer layer) and 3B (layer interior) of concrete. The soul 2 forms a plate which can be constituted even of an assembly of polystyrene blocks stuck together, as visible in FIGS. 1 and 3, and referenced 2a, 2b, 2c, 2d ... (The words "inside" and "outside" are, throughout the text, referring to the positioning of panel faces during construction of the building).
In the plate forming the soul 2 are formed, near his face inside, housing 4 parallel to each other consisting of grooves (vertical when the panel is erected on the ground). These accommodations 4 represented here in Figure 1 as opening to the inner face of the soul 2, receive metal reinforcements 5 held in place in the housing by of the wedges (not shown). To these vertical reinforcements 4 is fixed the lattice inside 6 arranged parallel to the inner face of the core 2. When applying of self-smoothing concrete on the inner face of the core 2, this concrete forms the layer concrete interior 3B and also fills the grooves forming the dwellings 4 by embedding the lattice 6 and the vertical reinforcements 4.
On the outer face of the soul 2, are cut housing 7 (horizontal when the panel is erected on the ground) intended to receive the horizontal reinforcing elements 8. An outer lattice 9 is arranged parallel to the outer face of the plate forming the core 2. This lattice is connected by multiple connections 10 to the horizontal reinforcing elements 8, for the keep in place especially when pouring concrete, and spread it (A
short distance) from the outer face of the soul 2 When the layer 3A concrete is poured on the outer face of the soul 2, this concrete also fills the interstices left in the dwellings around the reinforcing element 8 and coats the reinforcing element 8 and the lattice outside 9.
The spacing of the inner trellis 6 and outer 9 of the respective faces of the polystyrene plate can also be achieved by means of ribs or bosses formed on the surface of said plate, so that the lattices are almost entirely embedded in concrete.
The grooves serving as a housing for the metal reinforcements 5 and 8 can have various shapes, for example U, T, dovetail, etc.
they also serve as molds for poured concrete.
To fill said dwellings and form the layers covering each face of the core 2, the concrete, preferably self-leveling, can be cast in one only once, or in several times; in the latter case it is possible to use concretes of different natures.
The reinforcing elements 5 and 8 may consist of a rod or a single profile, or advantageously, as in the example presented on the FIGS. 1 and 2, an assembly of several rods (here four) connected between they by spacers for example zigzag type, as conventionally on construction sites implementing reinforced concrete.
The vertical slices of the panel 1 are partially bevelled 11, here at 45. This beveled shape 11 allows the panel 1 to be applied against two adjacent panels 21 or 22, as shown in FIG.
angle left then free 12 between two adjacent panels is a space to join the horizontal reinforcement elements of two panels adjacent to each other and, for example, to bond them together and / or to armature 13 positioned vertically as shown in FIG.
bond between two adjacent panels considerably stiffens the structure.
After assembly of two adjacent panels according to the invention, a formwork 14 can be installed around the corner area 12 so as to flow therein of concrete inside.
Finally it is possible to coat the layers of concrete 3A and 3B, either in factory, at the end of construction, a 15A finishing coating and 15B.
As can be seen in FIG. 3, openings 16, 17 may be in the entire panel so as to affix it to the factory or on the site respectively windows or doors.
The panel thus manufactured can be easily anchored in the ground 15 particular thanks to the lower protruding ends 18 of the elements of reinforcement 5 forming vertical uprights and connected to elements of construction such as roofing, by means of the upper projecting ends
5 de ces mêmes éléments de renfort 5, qui servent également d'accroche lors de la manutention et du transport dudit panneau. Les éléments de renfort 8 horizontaux formant ceinture de la construction sont disposés, lorsqu'il existe des ouvertures prévues pour des fenêtres ou des portes, de part et d'autre de ces ouvertures dans le sens vertical.
10 Chaque panneau peut, à lui seul, constituer le mur entier d'un bâtiment, l'assemblage de quatre panneaux selon l'invention permet de réaliser par exemple les quatre murs extérieurs d'une maison d'habitation, construite ainsi très rapidement.
Les murs composites réalisés à l'aide des panneaux selon la présente invention, sont à la fois rigides et légers. L'épaisseur de l'âme en polystyrène peut être par exemple de l'ordre de 30 centimètres, l'épaisseur des couches de béton intérieur et extérieur 3A et 3B peut être comprise par exemple entre 2 à
centimètres environ.
Enfin, pour une meilleure assise et une meilleure stabilité du panneau dans la construction, il peut être prévu des logements longitudinaux ménagés dans les tranches horizontales supérieure et/ou inférieure du panneau 1 et destinés à recevoir des poutres, par exemple en béton.
De tels aménagements peuvent en effet s'avérer utiles lorsque les panneaux vont supporter des couvertures d'un poids important. 5 of these same reinforcing elements 5, which also serve as a hook during handling and transporting said panel. Reinforcement elements 8 horizontal forming belt of the construction are arranged, when exist openings provided for windows or doors, on both sides of these openings in the vertical direction.
10 Each panel may, by itself, constitute the entire wall of a building, the assembly of four panels according to the invention makes it possible to example, the four exterior walls of a dwelling house, constructed in this way very quickly.
Composite walls made using panels according to this invention, are both rigid and lightweight. The thickness of the soul in polystyrene can be for example of the order of 30 centimeters, the thickness of the layers of inner and outer concrete 3A and 3B can be for example between 2 to about centimeters.
Finally, for a better seat and a better stability of the panel in construction, provision may be made for longitudinal longitudinal dwellings in the upper and / or lower horizontal slices of panel 1 and intended to receive beams, for example concrete.
Such arrangements may indeed be useful when panels will endure heavy blankets.
Claims (14)
- d'une part au voisinage d'une face de la plaque une première série de logements (4) pour des éléments de renfort (5) constituant des montants à l'état dressé du panneau sur le sol, et faisant saillie à au moins une de leurs extrémités (18) en vue de leur scellement au sol, et - d'autre part sur la face opposée de la plaque une seconde série de logements (7) pour des éléments de renfort (8) s'étendant entre deux bords parallèles du panneau (1) et faisant saillie au-delà de ces bords de manière à constituer un élément de ceinture, à l'état assemblé
dudit panneau (1) avec des panneaux adjacents (21, 22). 1. Prefabricated panel (1) for building construction comprising a core (2) full of insulating material in the form of a covered plate on both sides of a layer (3A, 3B) of uniform concrete characterized in that in said plate forming the core (2) are provided:
on the one hand, in the vicinity of one face of the plate, a first series of housings (4) for reinforcing elements (5) constituting upright amounts of the panel on the floor, and protruding at at least one of their ends (18) for ground sealing, and - on the other hand on the opposite side of the plate a second series of housings (7) for reinforcing elements (8) extending between two parallel edges of the panel (1) and projecting beyond these edges so as to constitute a belt element, in the assembled state said panel (1) with adjacent panels (21, 22).
chaque face de la plaque formant l'âme (2) du panneau à proximité immédiate de celle-ci. 5. Panel according to any one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing elements (5, 8) also serve as support to a lattice (6, 9), preferably metallic, arranged in parallel at each face of the plate forming the core (2) of the panel in the immediate vicinity of it.
- découpe de plaque de polystyrène expansé, en ménageant d'une part une première série de rainures parallèles entre elles sur une face de la plaque et d'autre part une seconde série de rainures parallèles sur l'autre face de la plaque, les axes longitudinaux des rainures étant orthogonaux d'une série à l'autre et des tranches de la plaque partiellement biseautées, - incorporation des éléments de renfort (5, 8) dans leurs rainures respectives, en laissant leurs extrémités saillantes au-delà des bords de la plaque, - fixation d'un treillis (6, 9), de préférence métallique, sur chaque face de la plaque, avec accroche dudit treillis sur les éléments de renfort (5, 8), afin de former une plaque renforcée, - coulage d'une couche uniforme de béton auto-lissant sur une face de ladite plaque renforcée puis séchage du béton, - coulage d'une couche uniforme de béton auto-lissant sur l'autre face de ladite plaque renforcée, puis séchage du béton. 10. A method of manufacturing prefabricated panel conforming to one of the Claims 1 to 8, comprising the following successive steps:
- cutting of expanded polystyrene plate, by providing a share a first series of grooves parallel to each other on one side of the plate and secondly a second series of parallel grooves on the other face of the plate, the longitudinal axes of the grooves being orthogonal from one series to another and slices of the plate partially beveled, - incorporation of the reinforcing elements (5, 8) in their grooves respective, leaving their projecting ends beyond the edges of the plate, - Fixing a lattice (6, 9), preferably metal, on each face of the plate, with hanging said lattice on the reinforcing elements (5, 8), to form a reinforced plate, - casting of a uniform layer of self-leveling concrete on one side of said reinforced plate and then concrete drying, - Pouring a uniform layer of self-leveling concrete on the other side said reinforced plate, and then drying the concrete.
de fabrication selon la revendication 10 et comprenant, en outre :
- le placement vertical de chaque panneau et le scellement dans le sol des extrémités saillantes (18) des éléments de renfort (5) formant montants verticaux, les logements (7) des éléments de ceinture se trouvant disposés horizontalement sur la face du panneau tournée vers l'extérieur du bâtiment à construire, - rapprochement et mise en contact des tranches biseautées (11) de panneaux adjacents, - mise en place de la liaison entre les extrémités saillantes correspondantes des éléments de ceinture disposés horizontalement, au niveau des zones d'angle libres (12) entre les panneaux adjacents, en créant un ceinturage complet de la construction. 11. Building construction method from panels prefabricated units according to one of claims 1 to 8, including the method of manufacture according to claim 10 and further comprising:
- vertical placement of each panel and sealing in the ground protruding ends (18) of the reinforcing elements (5) forming uprights, the dwellings (7) of the belt elements lying horizontally on the face of the turned panel to the outside of the building to be built, - bringing together and bringing into contact beveled slices (11) of adjacent panels, - establishment of the connection between the projecting ends corresponding horizontally arranged belt elements, at the free corner areas (12) between the panels adjacent, creating a complete belting of the construction.
un coffrage (14) permettant d'y couler du béton. Method according to claim 11 or 12, characterized in that around the free angle zone (12) between two adjacent panels is arranged a formwork (14) for pouring concrete therein.
13, caractérisé en ce que les murs extérieurs sont constitués par un assemblage de panneaux préfabriqués (1, 21, 22) conforme à la revendication 9. 14. Building constructed by the method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the outer walls are constituted by a assembly of prefabricated panels (1, 21, 22) according to the claim 9.
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Effective date: 20140604 |