CH617739A5 - Prefabricated construction panel and method for manufacturing it - Google Patents

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    • E04—BUILDING
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Description

La présente invention est relative à un panneau de construction préfabriqué utilisable notamment comme élément de plancher. L'invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un tel panneau. Le panneau peut aussi être utilisé pour des toitures, terrasses et murs.
L'invention a trait essentiellement au domaine de la construction de bâtiments, quoique les panneaux qu'elle propose puissent aussi être avantageusement utilisés pour la construction de plafonds et parois de locaux particuliers, notamment de locaux à isoler thermiquement, comme par exemple, les chambres froides.
Il est bien connu de réaliser des planchers au moyen de poutres, par exemple en béton armé, et d'entrevous constitués par des blocs de matériau isolant, une dalle de béton étant ensuite coulée. Ces types de plancher ne permettent pas d'obtenir une parfaite isolation, du fait des ponts thermiques existant au niveau des poutres, et nécessitent des manipulations non aisées et un temps relativement long pour leur assemblage sur le chantier. Il a bien été proposé, pour améliorer l'isolation thermique, de former les entrevous de manière qu'une partie de chacun vienne se loger sous une poutre à côté de laquelle il est mis en place. Toutefois, cette solution ne facilite ni la réalisation des entrevous, ni leur montage.
On a également proposé, notamment dans le brevet français 2 096 973, de réaliser des éléments de construction comprenant une âme ou corps en matériau cellulaire et une armature constituée par des fers de renforcement. Dans ce cas, les fers de renforcement sont situés à la jonction entre une face de l'âme et un revêtement, ou peau, en résine armée de fibres, qui recouvre l'âme et relie l'armature à l'âme. La présence indispensable d'un tel revêtement rend l'élément de construction peu adéquat pour être recouvert par exemple par une dalle de béton et complique la fabrication puisque trois éléments constitutifs essentiels sont requis, à savoir une âme, une armature et un revêtement.
La présente invention a pour but de fournir un panneau de construction préfabriqué qui allie ime grande facilité de transport, de manipulation et de mise en œuvre à une meilleure isolation thermique tout en conservant les propriétés mécaniques nécessaires, ce but étant également de fournir un procédé permettant une fabrication rapide et peu coûte se des panneaux en question.
Pour atteindre ce but, le panneau selon l'invention, constitué par un bloc de matériau isolant, expansé et une ossature formée d'au moins un élément raidisseur, ou porteur, lié au matériau isolant pour constituer un panneau isolant autoportant, sans pont thermique, est caractérisé en ce que l'ossature comporte au moins un élément raidisseur de matériau isolant et relié à au moins un élément de compression situé sur une face du panneau et non enrobé de matériau isolant
La présente invention permet donc de disposer de panneaux, notamment pour planchers, qui atteignent les performances recherchées, notamment celles qui ont été précédemment mentionnées, du fait que leur constitution, définie ci-dessus, leur permet de réunir les qualités suivantes:
- légèreté, due à l'emploi d'un matériau expansé, et permettant une manipulation aisée;
- bonne isolation thermique, due à l'absence de pont thermique, puisque les éléments raidisseurs sont noyés dans l'isolant;
- aptitude à être utiliser directement comme élément de plancher sans autre opération sur chantier, puisque la dalle en béton peut être directement coulée sur le panneau posé;
- résistance mécanique suffisante pour pouvoir être manipulé sur chantier et pouvoir supporter, le cas échéant, le poids d'une personne travaillant sur le chantier, du fait de la présence des éléments de raidissement et de compression.
De tels panneaux autoportants conviennent particulièrement pour être utilisés sur de petits chantiers ne disposant pas de moyens de levage importants. Pour des portées courantes, le panneau conforme à l'invention peut permettre, avec des raidisseurs renforcés et du fait de sa légèreté, d'obtenir un plancher ne nécessitant pas d'étayage, ce qui est très avantageux, en particulier dans le cas de vides sanitaires non accessibles. Avantageusement, un renfort supplémentaire peut être s
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prévu aux extrémités dans le but d'assurer une meilleure résistance aux efforts tranchants.
Dans diverses formes d'exécution avantageuse, les raidisseurs peuvent être constitués par des armatures métalliques, des profilés, des tubes, des tôles perforées, embouties ou repliées, des fers à béton, des profilés en matière plastique armée de fibres de verre, des bambous, des bois, contrepla-qués, des caissons, etc.. Le matériau isolant est une matière isolante légère expansée, pleine ou alvéolaire, par exemple du polystyrène.
Par ailleurs, pour atteindre la partie du but visé, précédemment énoncé, qui est relative à la fabrication du panneau, l'invention propose un procédé de fabrication selon lequel, conformément à l'invention, on introduit le ou les éléments raidisseurs constituant ladite ossature à travers un accès latéral d'un dispositif de moulage, et on moule ladite matière isolante autour du ou des éléments raidisseurs de l'ossature, et on évacue le panneau formé.
De préférence, l'évacuation du panneau formé hors du dispositif de moulage est effectuée à travers une sortie opposée audit accès latéral.
Selon une variante du procédé conforme à l'invention, au moins une partie de ladite ossature est masquée avant le moulage de manière à ne pas être enrobée de matière isolante.
D'autres particularités et avantages du panneau de construction conforme à l'invention et de son procédé de fabrication ressortiront à la lecture de la description, faite ci-après à titre indicatif, mais non limitatif, en référence aux dessins joints qui illustrent:
- figs 1 à 11: des vues en coupe transversale de plusieurs modes de réalisation particuliers d'un panneau conforme à l'invention;
- fig. 12: une vue en coupe transversale d'un bloc moulé pour la fabrication de panneaux conformes à l'invention;
- fig. 13: une vue schématique en élévation et en coupe d'une installation pour la fabrication en semi-continu de panneaux conformes à l'invention;
- fig. 14: une vue schématique en élévation et en coupe d'une installation pour la fabrication en continu de panneaux conformes à l'invention;
- fig. 15: une vue en perspective d'un panneau conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention;
- fig. 16: une vue en coupe transversale d'un panneau selon l'invention muni d'armatures en treillis; et,
-fig. 17: une vue partielle en coupe longitudinale selon le plan XVTI-XVII de la fig. 16, d'un panneau selon l'invention muni d'armatures en treillis et chapeaux de chaînage.
Plusieurs modes de réalisation d'un panneau conforme à l'invention sont représentés à titre d'exemples aux figs 1 à 10.
L'isolant plein 10 ou alvéolé 10a (fig. 6) est de préférence du polystyrène expansé.
Le panneau peut avoir une forme sensiblement parallélépi-pédique, ou une forme de caisson (fig. 2).
L'ossature du panneau comprend par un ou plusieurs éléments raidisseurs, ou porteurs, selon la forme de ces derniers et la taille du panneau.
Les éléments raidisseurs peuvent être constitués chacun par des profilés métalliques du type utilisés pour former les armatures de poutres en béton. Ainsi, on peut voir aux figs 1,2, 3 et 5 des éléments raidisseurs 11 constitués chacun par un couple de profilés parallèles supérieur lia et inférieur 11b situés l'un au-dessus de l'autre et reliés par au moins un fil métallique 11c passant alternativement de l'un à l'autre (voir les figs 13 et 14). Dans le cas de la fig. 3, le panneau comporte deux éléments raidisseurs 11 dont les profilés inférieurs 1 lb sont reliés par un fil métallique; l'ossature du panneau a alors une forme de cadre et peut assurer une meilleure tenue du panneau dans sa partie centrale. La fig. 4 illustre le cas d'une ossature constituée par des profilés métalliques supérieurs 12a et inférieurs 12b parallèles entre eux mais décalés et reliés successivement les uns aux autres par des fils métalliques. Chaque élément raidisseur peut, ainsi qu'il est connu pour des poutres en béton, et comme représenté en 13 à la fig. 5, être constitué par trois profilés métalliques, deux profilés inférieurs 13b reliés chacun à un profilé supérieur 13a, par des fils métalliques 13 c.
De préférence, les éléments raidisseurs métalliques enrobés d'isolant sont soumis à un traitement de protection anti-corrosion.
Les éléments raidisseurs peuvent être autres que métalliques et être constitués par exemple par des planches 14 (fig. 6), en bois ou contreplaqué, ajouré ou non, s'étendant verticalement sur une partie de l'épaisseur du panneau.
Les éléments raidisseurs pourront être formés à partir de tôle métallique, de préférence perforée pour améliorer sa liaison avec l'isolant. Dans le cas de la fig. 7, chaque élément raidisseur est constitué par une tôle 15 coudée à angle droit dont la partie verticale 15b porte à son extrémité supérieure un profilé métallique 15a et dont la partie horizontale inférieure 15c noyée dans l'isolant contribue à améliorer la tenue en flexion de la partie du panneau située entre les éléments raidisseurs. La fig. 8 illustre des éléments raidisseurs formés chacun par une tôle 16 repliée en V (ou un tube ouvert) avec son sommet 16a en haut et ses extrémités inférieures 16b noyées dans l'isolant et repliées vers le haut.
L'ossature du panneau peut encore être constituée par une seule pièce, par exemple un caisson, 17, métallique ou en matière plastique armée de fibres de verre, à section, en forme de U renversé (fig. 9), avec une partie médiane plane 17a affleurant à la face supérieure du panneau et constituant l'élément de compression, et deux parties marginales 17b enrobées dans le matériau isolant et constituant des éléments raidisseurs. L'ossature peut encore être constituée par une tôle perforée 18 courbée (fig. 10) dont les bords inférieurs 18b sont repliés vers le haut et forment les éléments raidisseurs, tandis que sa partie médiane 18a forme l'élément de compression.
Les figs 1 à 10 illustrent des panneaux utilisables comme éléments de plancher.
Comme représenté aux figs 1 à 5, 7 et 8, la partie supérieure lia, 12a, 13a, 15a, 16a de chaque élément raidisseur, partie supérieure constituant l'ossature travaillant en compression incorporée dans une dalle de béton coulée sur le plancher, est dégagée de l'isolant 10. Cette ossature en compression se trouve dans une rainure formée à la face supérieure du panneau, à section transversale en demi-cercle, 21, (figs 1,4, 5,7) ou en V, 22 (fig. 3). Cette ossature peut aussi se trouver dégagée de par la forme du panneau (fig. 2).
Les panneaux peuvent être munis, le long de leurs bords longitudinaux, d'une rainure 23 et d'une nervure 24 de formes complémentaires pour permettre l'assemblage des panneaux voisins par liaison du type tenon et mortaise le long de leurs bords adjacents (figs 6 et 9). On pourra aussi simplement prévoir une rainure 25 le long de chaque bord longitudinal du panneau (fig. 10), l'ajustement des panneaux adjacents étant effectué au moyen d'une barre 28 longitudinale introduite dans les rainures 25 de leurs bords en contact (fig. 16).
Comme cela apparaît aux figs 15 et 16, l'ossature dépasse hors de la matière isolante aux extrémités transversales du panneau sous forme de chapeaux 60,61 de manière à constituer des parties d'appui du panneau recevant des fers destinés à constituer un chaînage.
Les extrémités saillantes, ou chapeaux, 60, 61 peuvent être constituées par les prolongements des éléments raidisseurs ou de compression de l'ossature ou être rapportées par soudage s
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sur ces éléments raidisseurs ou de compression. Les chapeaux 60, 61 sont de préférence coudés et supportent des premiers profilés métalliques de liaison 62, 63 soudés respectivement aux chapeaux supérieurs 60 et inférieurs 61, et présentant une longueur équivalente à la dimension transversale du panneau, ainsi que des profilés métalliques en attente 64, 65, de longueur réduite, non soudés, qui sont destinés à servir de raccord entre deux parties de chaînage correspondant à deux panneaux adjacents.
Dans un but de finition ou de protection contre l'incendie, le panneau peut, après sa mise en place, recevoir un revêtement, par exemple en plâtre, sur sa face inférieure ou soutenir une plaque ou un treillis de protection ou encore un faux plafond. Aussi, il est avantageux de prévoir, à la surface inférieure du panneau, des rainures d'accrochage d'un revêtement, en forme de Q, 26, (fig. 1) ou de queue d'aronde, 27, (fig. 3). Ces rainures peuvent être formées à la fabrication, ou, après moulage, par exemple, pour les rainures 26, par refonte du matériau isolant au moyen de fils chauds. A titre de variante, une plaque de protection 29 (fig. 4) pourra être mise en place sous la face inférieure du panneau au moment de la fabrication par moulage du bloc de matière isolante.
La fabrication d'un panneau conforme à l'invention avec une ossature telle que celle du bloc représenté à la fig. 1, peut être réalisée en formant, au fond des rainures 21, des rainures 31 dans un bloc 30 préfabriqué en matière isolante (fig. 11), puis en logeant les éléments 11 constituant l'ossature dans ces rainures et en immobilisant ces éléments par introduction d'un matériau de remplissage 32 dans les rainures, ce matériau de remplissage pouvant être aussi une matière isolante expansée.
De préférence, le panneau conforme à l'invention est réalisé par moulage de la matière isolante 10 autour de l'ossature.
Ce moulage peut être effectué dans un moule dans lequel des éléments constituant l'ossature ont été préalablement mis en place. Il est même alors possible, comme illustré à la fig. 12, de mouler en une fois un bloc composite duquel plusieurs panneaux, d'ossatures différentes 11, 13, 14, peuvent être obtenus par découpage, les lignes de découpage étant schématisées en traits interrompus à la fig. 12. La réservation des rainures telles que 21 ou 22 est effectuée, avant moulage par masquage des éléments de l'ossature devant se trouver libres dans ces rainures, ce masquage étant réalisé par exemple au moyen de boudins 33, 34 (fig. 12) qui recouvrent les éléments profilés supérieurs des ossatures 11 et 13.
Le moulage de la matière isolante autour de l'ossature est de préférence effectué de façon semi-continue ou continue.
La fig. 13 illustre schématiquement une installation semi-continue de fabrication de panneaux conforme à l'invention.
Cette installation comporte, comme connu en soi pour la fabrication de simples blocs de matière isolante, une cavité de moulage 40 dans laquelle sont introduites des perles de polystyrène 41 pré-expansé et un piston d'éjection 42 pour évacuer à chaque fois, à travers la sortie latérale 40a de la cavité 40, le tronçon de bloc formé dans la cavité de moulage, un bloc continu étant recueilli sur des transporteurs à bande 43 puis à rouleaux 44. Conformément à l'invention, les éléments de l'ossature, dans l'exemple illustré des éléments 11, sont introduits dans la cavité de moulage 40 à travers sa paroi latérale opposée à la sortie 40a.
Les éléments 11 sont introduits tronçon par tronçon, à chaque fois d'une longueur égale à celle de la cavité de moulage.
On peut utiliser des éléments continus lia et 11b, les panneaux étant ensuite obtenus par découpage, ou bien des éléments 1 la et 1 lb dont la longueur correspond à celle du panneau à fabriquer.
Le masquage des éléments profilés supérieurs lia est réalisé au moyen de boudins (non représentés) analogues à ceux 33 et
34 de la fig. 12. Un masquage des extrémités, formant parties d'appui, des éléments de l'ossature peut être réalisé au moyen d'un tampon 35.
De préférence, pour éviter des condensations de la vapeur d'eau utilisée pour l'expansion du polystyrène et pour améliorer la liaison entre l'isolant et l'ossature, les éléments de cette dernière traversent une enceinte chauffée 45 pour être préchauffés avant leur entrée dans la cavité de moulage.
La fig. 14 illustre schématiquement une installation de fabrication en continu de panneaux conformes à l'invention.
Cette installation comporte, comme connu en soi pour la fabrication de blocs d'isolant, une bande transporteuse 50, un dispositif 51 d'alimentation en polystyrène pré-expansé surplombant la bande 50 pour former un tapis de polystyrène préexpansé sur cette dernière, une enceinte 53 d'expansion du polystyrène déposé en continu sur la bande 50 et un dispositif 54 comportant deux transporteurs à bande sans fin superposés pour mettre en forme définitive le polystyrène expansé sortant en continu de l'enceinte d'expansion.
Les éléments de l'ossature, par exemple des profilés métalliques 1 la et 1 lb, éventuellement préchauffés et munis de moyens de masquage, sont introduits en continu à l'entrée du dispositif de moulage en reposant sur un transporteur 52 situé immédiatement en amont de la bande transporteuse 50.
Comme dans le cas de la fabrication semi-continue, on pourra utiliser des éléments d'ossature coupés à la longueur désirée avant leur introduction dans le dispositif de moulage de l'isolant ou des éléments continus, les panneaux étant obtenus par découpe du bloc continu 55 sortant de l'installation.
Afin de faciliter le coulage d'une dalle de béton sur un plancher constitué par un ensemble de panneaux conformes à l'invention, il est possible de recouvrir l'une ou l'autre ou les deux faces supérieure et inférieure 10', 10" d'un panneau 10 par un treillis 70 destiné à former une armature pour la dalle de compression qui doit être coulée sur en ensemble de panneaux adjacents. Le treillis 70 destiné à recouvrir la face supérieure 10' d'un panneau et qui peut être par exemple en acier est soudé aux parties libres des raidisseurs, ou éléments de compression tels que lia, 12a, 13a, 15a, 16a de l'ossature du panneau. Les mailles du treillis peuvent avoir des dimensions transversales par exemple de l'ordre de 10 à 30 cm.
Le treillis 70 recouvrant la face opposée 10" d'un panneau 10 non munie d'éléments de compression non enrobés d'isolant peut être rattaché au treillis 70 soudé sur les éléments jouant le rôle d'éléments de compression tels que 13 a, par l'intermédiaire d'attaches traversantes 72 constituées par des fils métalliques traversant la matière isolante et réunissant des parties de treillis recouvrant chacune des faces 10', 10". Des attaches 73 peuvent également réunir le treillis 70 de la face 10" aux raidisseurs enrobés tels que 13b.
De façon avantageuse, le treillis 70 est muni, au voisinage d'un rebord longitudinal 10c du panneau 10, d'une portion rabattable 71 attachée au treillis 70 autour d'un axe 74 parallèle au rebord 10c et capable de pivoter d'environ 180° autour de l'axe 74. La largeur du rabat 71 est supérieure à la distance entre l'axe 74 et le rebord 10c de sorte que lors de la mise en place de panneaux 10, le rabat 71 peut venir recouvrir le joint entre deux panneaux 10 adjacents (voir fig. 16 le rabat inférieur 71 déployé en position de travail).
Pour le transport des panneaux 10, le rabat 71 est avantageusement replié sur la partie centrale du treillis 70 par pivotement autour de l'axe 74 (voir fig. 16, le rabat supérieur 71 pivotant dans le sens de la flèche pour venir en position de repos parallèlement au treillis 70).
Un panneau selon l'invention tel que celui représenté sur les figs 15 à 17, comprend à la fois un élément isolant, des éléments raidisseurs ou porteurs formant une ossature, des fers coudés ou chapeaux disposés aux extrémités du panneau pour s
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former des supports de chaînage, des éléments de chaînage, un treillis recouvrant la face supérieur du panneau pour former une armature de dalle de compression, et un treillis ou équivalant recouvrant la face inférieure du panneau pour former une armature d'enduit de sous-face. A l'aide d'un tel panneau autoporteur, capable d'être réalisé intégralement en atelier, la constructioon par exemple d'un plancher sur un chantier se limite à des opérations extrêmement simples d'assemblage de panneaux par simple juxtaposition et de coulée de béton.
Bien entendu, diverses modifications ou adjonctions pourront être apportées aux modes de réalisation ci-avant décrits s d'un panneau conforme à l'invention et de son procédé de fabrication sans pour cela sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées.
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4 feuilles dessins

Claims (10)

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1. Panneau de construction préfabriqué utilisable notamment comme élément de plancher, constitué par un bloc de matériau isolant expansé et une ossature formée d'au moins un élément raidisseur, ou porteur, lié au matériau isolant pour constituer un panneau isolant, autoportant, sans pont thermique, panneau caractérisé en ce que l'ossature comporte au moins un élément raidisseur (11b, 12b, 13b, 14,15c, 16b, 17b, 18b) noyé dans le bloc (10, 30) de matériau isolant et relié à au moins un élément de compression (lia, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a) situé sur une face du panneau et non enrobé de matériau isolant.
2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau isolant est du polystyrène.
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REVENDICATIONS
3. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature comporte des éléments de compression (lia, 12a, 13a, 15a, 16a) qui s'étendent, libres, longitudinalement, dans des rainures, ou gorges (21), formées à la face supérieure du panneau.
4. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature comporte des éléments profilés métalliques (11a-11b, 12a-12b, 13a-13b).
5. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature comporte au moins une tôle, ou plaque, perforée pliée (15,16).
6. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ossature fait saillie aux extrémités du panneau pour former des parties (60, 61) d'appui du panneau.
7. Panneau selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parties saillantes (60, 61) de l'ossature en forme de chapeaux de support de chaînage supportent de premiers profilés métalliques de liaison (62, 63) s'étendant sensiblement sur toute la largeur de l'extrémité du panneau et fixés auxdits chapeaux, et de seconds profilés métalliques (64, 65) de longueur réduite montés de façon amovible sur lesdits chapeaux.
8. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des grandes faces du panneau est recouverte d'une armature en treillis (70) reliée à l'ossature du panneau.
9. Panneau selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'armature en treillis (70) est munie d'une portion supplémentaire (71) attachée au treillis de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe parallèle à l'un des bords latéraux du panneau et situé à une distance dudit bord latéral inférieure à la largeur de ladite portion supplémentaire (71) de telle sorte que ladite portion supplémentaire peut pivoter autour dudit axe pour venir se rabattre, en position de repos, sur l'armature en treillis, ou se déployer, en position de travail, de manière à s'étendre parallèlement au treillis au-delà du rebord latéral (10c) du panneau pour recouvrir le joint entre deux panneaux adjacents.
10. Procédé de fabrication d'un panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit le ou les éléments raidisseurs constituant ladite ossature à travers un accès latéral d'un dispositif de moulage, on moule ladite matière isolante autour du ou des éléments raidisseurs de l'ossature et on évacue ie panneau formé.
CH984877A 1976-08-12 1977-08-11 Prefabricated construction panel and method for manufacturing it CH617739A5 (en)

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