Mélange constitutif de béton propre à être pompé et/ou injecté
La présente invention concerne un mélange constitutif de béton propre à être pompé et/ou injecté en particulier pour la fabrication de béton statique sans armatures métalliques. Par mélange constitutif de béton on entend un mélange qui constitue, une fois solidifié, du béton.
Il est, à présent, possible d'utiliser du béton à injection pour la construction statique. grâce aux procédés relativement récents permettant l'injection de grains de 30 m/m environ qui sont nécessaires à la formation d'un béton statique. Toutefois. ici comme pour le béton coffré, une armature métallique s'avère indispensable.
Certains essais ont déjà été effectués avec le but de réaliser un béton avec armatures constituées de fibres de verre enrobées d'une résine synthétique. Ces essais avec de petits coffrages en panneaux ou cylindriques, en mortier de ciment, ont montré qu'il est, en principe, possible d'obtenir une armature efficace en matériau fibreux.
Toutefois, ces essais ont permis de déceler un certain nombre d'inconvénients fondamentaux:
les fibres de verre étant chimiquement neutres résistent, en général, aux intempéries et aux acides, mais leur résistance mécanique diminue progressivement sous l'influence de l'humidité et des alcalis; leur résistance à la traction est étalement comparativement faible, étant donné leur fragilité.
Pour protéger chacune des fibres individuelles contre les détériorations et pour obtenir une répartition régulière des contraintes sur toute la section du faisceau, L'enrobage de chaque fibre par une couche de résine svnthétinue a été essavé. Toutefois, pour améliorer la faible adhérence entre l'enrobage en résine synthétique et le ciment. il était nécessaire de rendre la surface extérieure de l'enrobage rugueuse. en général, par sablage.
L'utilisation industrielle des bétons armés avec des fibres de verre s'avère donc difficile, sinon impossible.
Conformément à la présente invention, tous ces inconvénients peuvent être évités en utilisant des fibres en matière synthétique, en quantité représentant appro ximativement 10 10 /o en poids de la quantité d'acier nor- malement utilisée, une émulsion à base de matières hydrocarbonées et une dispersion aqueuse d'une colle synthétique comme additifs dans la préparation d'un béton.
Les fibres synthétiques utilisées pour la préparation du béton, conformément à l'invention, ont, d'une part, une tenue parfaite aux agents chimiques généralement contenus dans les bétons, ainsi qu'une résistance mécanique élevée, d'autre part, et notamment une excellente résistance à la rupture et à la traction.
Les essais effectués par les auteurs de l'invention ont, en outre, permis de constater que les charges électrostatiques créées sur les fibres (synthétique ou verre) pendant leur transfert du dispositif de découpage au dispositif de mélange sont entièrement éliminées, conformément à l'invention, par l'adjonction au mélange constitutif de béton d'une émulsion à base de matières hydrocarbonées et contenant une dispersion aqueuse d'une colle synthétique.
Les essais des auteurs de l'invention ont permis de constater qu'il était particulièrement avantageux d'utiliser des fibres de polyester, une émulsion bitumeuse et un propionate de polyvinyle comme dispersion aqueuse de colle synthétique.
On peut toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, utiliser d'autres fibres synthétiques armées ou non, d'autres émulsions à base de matières hydrocarbonées et d'autres dispersions aqueuses.
Il est, notamment, possible d'utiliser un polyacrylate comme dispersion aqueuse de colle synthétique.
Comme on l'a déjà mentionné, une fibre de verre enrobée de matière synthétique doit être soumise à un procédé de sablage coûteux et compliqué pour obtenir un pouvoir d'adhérence suffisant entre l'enrobage et le ciment; ce pouvoir d'adhérence serait insuffisant entre un enrobage lisse et le ciment, du fait précisément, de l'existence d'une charge électrostatique rémanente.
D'autres essais effectués par les auteurs de l'invention ont révélé que des prismes d'essais réalisés avec un mélange constitutif de béton conforme à l'invention (des prismes de 4 cm X 4 cm X 16cm) ont une résistance moyenne à la compression de 500kg/cm2, ainsi qu'une résistance moyenne à la flexion et traction de 110 kg/cm (à raison de 300 kg ciment Z 275 par m3).
On a, en outre, pu vérifier que le mélange constitutif de béton selon l'invention permet de diminuer la grosseur du grain et donc faciliter l'opération de pompage et d'injection.
On a également pu constater que les bétons pour des constructions statiques soumises à des efforts moins importants et réalisés, conformément à l'invention, mais avec des quantités réduites de fibres, ont une résistance à la compression et à la flexion-traction beaucoup plus élevée que les bétons jusqu'alors employés.
Le mélange constitutif de béton conforme à l'invention a une aptitude excellente au pompage et à l'injection, avec un facteur eau/ciment de 0,30 à 0,40 environ, pour des distances de transfert de 100 m.
L'emploi de tuyauteries en matière plastique permet encore d'allonger la distance de transfert.
La préparation d'un mélange conforme à l'invention peut être effectuée comme suit:
les matériaux d'addition sont, de préférence, de gra nulométrie < E (Sieblinie a E ).
L'émulsion aqueuse contenant la dispersion aqueuse de colle synthétique constitue 3 à 25 0/o du poids de ciment utilisé.
Les fibres synthétiques ayant une épaisseur pouvant atteindre 2 2mm sont découpées à des longueurs allant de 3 à 10 cm, selon l'utilisation envisagée. Elles sont, par la suite, humectées avec une partie de l'émulsion bitumeuse contenant la dispersion aqueuse de colle synthétique et enfin ajoutées au béton qui se trouve dans le mélangeur ou la buse mélangeuse.
L'addition du reste de l'émulsion bitumeuse et de la dispersion aqueuse de la colle synthétique s'effectue dans le mélangeur. Le mélange définitif peut se faire pendant le transport et/ou transfert.
Le mélange constitutif de béton selon l'invention permet la réalisation de béton statique non armé, ainsi que de béton coffré non armé, et, par suite, en modifiant la granulométrie et/ou la longueur des fibres selon rutilisation envisagée, la réalisation et/ou la réparation de sols, des revêtements extérieurs de bâtiments, de routes, le remplissage de cavités, etc.
Constituent concrete mix suitable for pumping and / or injection
The present invention relates to a constituent concrete mixture suitable for being pumped and / or injected, in particular for the manufacture of static concrete without metal reinforcements. By constituent mixture of concrete is meant a mixture which, once solidified, constitutes concrete.
It is now possible to use injection concrete for static construction. thanks to relatively recent processes allowing the injection of grains of about 30 m / m which are necessary for the formation of a static concrete. However. here, as with concrete, a metal reinforcement is essential.
Some tests have already been carried out with the aim of producing a concrete with reinforcements made up of glass fibers coated with a synthetic resin. These tests with small formwork in panels or cylindrical, in cement mortar, showed that it is, in principle, possible to obtain an effective reinforcement in fibrous material.
However, these tests revealed a number of fundamental drawbacks:
the glass fibers being chemically neutral resist, in general, weathering and acids, but their mechanical strength gradually decreases under the influence of humidity and alkalis; their tensile strength is comparatively low due to their brittleness.
To protect each of the individual fibers against deterioration and to obtain an even distribution of the stresses over the entire section of the bundle, the coating of each fiber with a layer of svnthétinue resin has been wiped off. However, to improve the poor adhesion between the synthetic resin coating and the cement. it was necessary to make the outer surface of the coating rough. in general, by sandblasting.
The industrial use of concrete reinforced with glass fibers is therefore difficult, if not impossible.
In accordance with the present invention, all these disadvantages can be avoided by using synthetic fibers, in an amount representing approximately 10 10% by weight of the amount of steel normally used, an emulsion based on hydrocarbon materials and an aqueous dispersion of a synthetic adhesive as additives in the preparation of concrete.
The synthetic fibers used for the preparation of concrete, in accordance with the invention, have, on the one hand, perfect resistance to chemical agents generally contained in concrete, as well as high mechanical resistance, on the other hand, and in particular excellent resistance to breakage and traction.
The tests carried out by the authors of the invention have, moreover, made it possible to observe that the electrostatic charges created on the fibers (synthetic or glass) during their transfer from the cutting device to the mixing device are entirely eliminated, in accordance with the invention, by adding to the constituent concrete mixture an emulsion based on hydrocarbon materials and containing an aqueous dispersion of a synthetic adhesive.
The tests by the authors of the invention have made it possible to observe that it was particularly advantageous to use polyester fibers, a bituminous emulsion and a polyvinyl propionate as an aqueous dispersion of synthetic adhesive.
It is however possible, without departing from the scope of the invention, to use other synthetic fibers, reinforced or not, other emulsions based on hydrocarbon-based materials and other aqueous dispersions.
It is, in particular, possible to use a polyacrylate as an aqueous dispersion of synthetic adhesive.
As already mentioned, a fiberglass coated with synthetic material must be subjected to an expensive and complicated sandblasting process in order to obtain sufficient adhesion power between the coating and the cement; this adhesive power would be insufficient between a smooth coating and the cement, precisely because of the existence of a residual electrostatic charge.
Other tests carried out by the authors of the invention revealed that test prisms carried out with a constituent mixture of concrete in accordance with the invention (prisms of 4 cm X 4 cm X 16 cm) have an average resistance to compression of 500 kg / cm2, as well as an average bending and tensile strength of 110 kg / cm (at the rate of 300 kg Z 275 cement per m3).
It has also been possible to verify that the constituent concrete mixture according to the invention makes it possible to reduce the size of the grain and therefore to facilitate the pumping and injection operation.
It has also been found that concretes for static constructions subjected to less significant forces and produced, in accordance with the invention, but with reduced amounts of fibers, have a much higher compressive and flexural-tensile strength. than concrete hitherto used.
The constituent concrete mixture in accordance with the invention has an excellent aptitude for pumping and for injection, with a water / cement factor of approximately 0.30 to 0.40, for transfer distances of 100 m.
The use of plastic piping further extends the transfer distance.
The preparation of a mixture in accordance with the invention can be carried out as follows:
the addition materials are preferably of a size <E (Sieblinie a E).
The aqueous emulsion containing the aqueous dispersion of synthetic adhesive constitutes 3 to 25% of the weight of cement used.
Synthetic fibers having a thickness of up to 22 mm are cut to lengths ranging from 3 to 10 cm, depending on the intended use. They are subsequently moistened with a part of the bituminous emulsion containing the aqueous dispersion of synthetic adhesive and finally added to the concrete which is in the mixer or the mixing nozzle.
The addition of the remainder of the bituminous emulsion and of the aqueous dispersion of the synthetic adhesive is carried out in the mixer. The final mixing can be done during transport and / or transfer.
The constituent concrete mixture according to the invention allows the production of unreinforced static concrete, as well as unreinforced concrete, and, consequently, by modifying the particle size and / or the length of the fibers according to the intended use, the production and / or repair of floors, exterior cladding of buildings, roads, filling of cavities, etc.