EP0954658B1 - Composite resistant aux gros impacts - Google Patents
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- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/04—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against air-raid or other war-like actions
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- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
- E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
- E04C5/0636—Three-dimensional reinforcing mats composed of reinforcing elements laying in two or more parallel planes and connected by separate reinforcing parts
- E04C5/064—Three-dimensional reinforcing mats composed of reinforcing elements laying in two or more parallel planes and connected by separate reinforcing parts the reinforcing elements in each plane being formed by, or forming a, mat of longitunal and transverse bars
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- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H5/00—Armour; Armour plates
- F41H5/02—Plate construction
- F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
Claims (22)
- Article formé résistant aux chocs, dont au moins un domaine a une structure composite renforcée tridimensionnellement, la structure composite comprenant une matrice en béton haute résistance et un système de renforcement, dans lequel le système de renforcement comprend une pluralité d'éléments (2, 4, 5, 6) noyés dans la matrice et s'étendant tridimensionnellement à l'intérieur dans la première, la deuxième et la troisième dimension, le système de renforcement est bloqué mutuellement en tension dans au moins une dimension en ce que des composants de renforcement (4) s'étendant dans la première et/ou la deuxième dimension sont bloqués mutuellement en tension sur les composants de renforcement (4) s'étendant dans la/les mêmes dimensions, mais à une distance transversale de ceux-ci, par des composants de renforcement transversaux (6) s'étendant dans une dimension transversale à un plan ou une surface défini(e) par le renforcement dans la première et/ou la deuxième dimension, caractérisé en ce que la proportion volumique des éléments de renforcement dans la structure composite renforcée est d'au moins 2 %, la proportion volumique dans n'importe quelle direction spécifique est d'au moins 0,5 % et les éléments de renforcement ont une résistance à la traction d'au moins 200 MPa, de préférence au moins 400 MPa, et en ce que la matrice est préparée à partir d'une sous-matrice comprenant des particules fines ayant une taille comprise entre 0,5 et 100 µm, de particules ultrafines ayant une taille comprise entre 50 Å et moins de 0,5 µm, d'un agent dispersant et d'eau, lesdites particules fines comprenant des particules de ciment, les particules ultrafines comprenant des particules de microsilice et l'agent dispersant comprend un superplastifiant du béton, et ladite matrice ayant une résistance à la compression d'au moins 80 MPa, un module d'élasticité d'au moins 40 GPa, et une énergie de fracture d'au moins 0,5 kN/m.
- Article formé résistant aux chocs selon la revendication 1, dans lequel la proportion volumique des éléments de renforcement dans la structure composite renforcée est d'au moins 4 %, la proportion volumique dans n'importe quelle direction spécifique étant d'au moins 0,75 %.
- Article formé résistant aux chocs selon la revendication 2, dans lequel la proportion volumique des éléments de renforcement dans la structure composite renforcée est d'au moins 6 %, la proportion volumique dans n'importe quelle direction spécifique étant d'au moins 1 %.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nombre de composants de renforcement dans le domaine de la structure composite renforcée est d'au moins 3, de préférence au moins 5, dans n'importe quelle dimension, que ce soit la première, la deuxième ou la troisième d'un système à coordonnées de référence rectangulaire arbitraire dans le domaine de la structure composite renforcée.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la contrainte maximale des éléments de renforcement est d'au moins 2 %, à condition que lorsque les éléments de renforcement ont une résistance à la traction comprise entre 200 et 300 MPa, la contrainte maximale est alors d'au moins 20 %, et lorsque les éléments de renforcement ont une résistance à la traction comprise entre 301 et 400 MPa, alors la contrainte maximale est d'au moins 15%.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les composants de renforcement transversaux bloquent mutuellement en tension les composants de renforcement des plans ou surfaces du renforcement les plus à l'extérieur ou sensiblement les plus à l'extérieur, chacun(e) desdit(e)s plans ou surfaces de renforcement sensiblement les plus à l'extérieur étant défini(e) par des composants de renforcement s'étendant dans la première et/ou la deuxième dimension.
- Article formé résistant aux chocs selon la revendication 6, comprenant des composants de renforcement sous la forme de barres s'étendant dans les première et deuxième dimensions, les barres des plans ou surfaces opposé(e)s les plus à l'extérieur des composants de renforcement étant bloquées mutuellement en tension par des composants de renforcement transversaux s'étendant dans la troisième dimension, les composants de renforcement transversaux étant par exemple sous forme de barres, de bandes, de câbles ou de fils.
- Article formé résistant aux chocs selon la revendication 6, comprenant des composants de renforcement sous la forme de barres s'étendant dans la première et/ou la deuxième dimension, au moins des barres des plans ou surfaces les plus à l'extérieur du renforcement étant bloquées mutuellement en tension dans au moins une direction en étant fixées dans des perforations ou des plaques perforées s'étendant dans les deuxième et troisième dimensions.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau constituant la matrice a une résistance à la compression d'au moins 100 MPa, de préférence d'au moins 150 MPa, de manière davantage préférée d'au moins 200 MPa, de manière davantage préférée d'au moins 250MPa et de manière préférée entre toutes, d'au moins 300 MPa.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau constituant la matrice a un module d'élasticité d'au moins 60 GPa, de préférence d'au moins 80 GPa, et de manière davantage préférée, d'au moins 100 GPa.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau constituant la matrice a une énergie de fracture d'au moins 1 kN/m, de préférence d'au moins 2 kN/m, de manière davantage préférée d'au moins 5 kN/m, de manière davantage préférée d'au moins 10 kN/m, de manière davantage préférée d'au moins 20 kN/m et de manière davantage préférée d'au moins 30 kN/m.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments de renforcement ont une résistance à la traction d'au moins 700 MPa, de préférence d'au moins 1000 MPa, de manière préférée d'au moins 1500 MPa, de manière davantage préférée d'au moins 2000 MPa, de manière davantage préférée d'au moins 2500 MPa, et de manière davantage préférée d'au moins 3000 MPa.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la contrainte maximale des éléments de renforcement est d'au moins 4 %, de préférence d'au moins 6 %, de manière davantage préférée d'au moins 10 %, de manière davantage préférée d'au moins 15 %, de manière davantage préférée d'au moins 20 % et de manière davantage préférée, de 30 %.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la proportion volumique des éléments de renforcement dans le domaine qui a la structure composite renforcée est d'au moins 8 %, de préférence d'au moins 10 %, de manière davantage préférée d'au moins 15 %, de manière davantage préférée d'au moins 20 %, par exemple d'au moins 25 %, par exemple au moins 30 %, et la proportion volumique des éléments de renforcement dans n'importe quelle direction spécifique du domaine est d'au moins 2 %, de préférence au moins 5 %, par exemple d'au moins 10 %, par exemple d'au moins 15 %.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nombre de composants de renforcement dans le domaine de la structure composite renforcée est d'au moins 8, par exemple d'au moins 15, par exemple d'au moins 20, dans n'importe laquelle des première, deuxième et troisième dimensions d'un système à coordonnées de référence rectangulaire arbitraire dans le domaine de la structure composite renforcée.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matrice comprend des particules et des fibres de matrice maintenues ensemble par un liant, la teneur en particules et fibres de matrice étant au moins de 50 % en volume, par exemple d'au moins 60 % en volume, par exemple d'au moins 70 % en volume, par exemple d'au moins 80 % en volume, par exemple d'au moins 85 % ou 90 % en volume, et la teneur en fibres dans la matrice étant d'au moins 1 % en volume, par exemple d'au moins 2 % en volume, par exemple d'au moins 3 % en volume, par exemple d'au moins 5 % ou 10 % en volume.
- Article formé résistant aux chocs selon la revendication 16, dans lequel la matrice contient en outre un agrégat résistant comprenant des particules ayant une taille comprise entre 100 µm et 0,1 m et une résistance correspondant à au moins un des critères suivants :1) une pression de compactage supérieure à 30 MPa à un degré de compactage de 0,70, supérieure à 50 MPa à un degré de compactage de 0,75, et supérieure à 90 MPa à un degré de compactage de 0,80, comme cela a été estimé par estampage à chaud uniaxial sur des particules du matériau rassemblées initialement de manière lâche ayant un rapport de taille compris entre les particules les plus grosses et les plus petites ne dépassant sensiblement pas 4,2) une dureté Moh (se référant au minéral constituant les particules) dépassant 7, et3) une dureté Knoop par mesurage de la longueur d'indentation (se référant au minéral constituant les particules) dépassant 800.
- Article formé résistant aux chocs selon la revendication 17, dans lequel les particules formant l'agrégat résistant sont choisies parmi la topaze, la lawsonite, le diamant, le corindon, la phénacite, la spinelle, le béryl, le chrysobéryl, la tourmaline, le granit, l'andalousite, la staurolite, le zircon, le carbure de bore, le carbure de tungstène, le carbure de silicium, l'alumine et la bauxite.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel la matrice est à base d'un métal ou d'un alliage.
- Article formé résistant aux chocs selon la revendication 19, dans lequel la matrice est à base d'aluminium ou d'alliage d'aluminium.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments de renforcement sont choisis dans le groupe se composant de barres, de câbles, de fils et de plaques.
- Article formé résistant aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments de renforcement comprennent des éléments en acier.
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