FR2502538A1 - DEVICE FOR SPRAYING WET CONCRETE - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif pour pulvériser du béton "au mouillé" c,est-à-dire par voie humide, dispositif comprenant une installation pour pomper du béton préparé, à laquelle fait suite un transporteur pneumatique comportant un élément pourvu d'une embouchure. The present invention relates to a device for spraying concrete "wet" c, that is to say by wet, device comprising an installation for pumping prepared concrete, which is followed by a pneumatic conveyor comprising an element provided with a mouthpiece.
En ce qui concerne la pulvérisation au mouillé on distigue, principalement deux procédés mais qui, jusqu'à présent, ne se sont pas imposés au grand jour. As far as wet spraying is concerned, two main methods are used, but which until now have not come to the fore.
Le premier, qui est un procédé de transport pneumatique consiste à transporter le béton préparé dans des tubes ou des tuyaux jusqu'à la buse de pulvérisation, par voie pneumatique. The first, which is a pneumatic transport process, consists of transporting the prepared concrete in tubes or pipes to the spray nozzle, pneumatically.
Ce premier procédé présente les inconvénients suivants
- le mélange risque de se décomposer pendant son transport sur des trajets relativement longs
- le transport du béton n'est pas possible sur des distances trop importantes
- les tuyaux de transport risquent de vibrer et de se boucher
- la consommation d'air comprimé à haute pression est élevée ; et
- le béton rebondit considérablement contre la construction, du fait que le mélange sort de la buse dans un état partiellement décomposé.This first method has the following drawbacks
- the mixture may decompose during transport over relatively long journeys
- concrete transport is not possible over too long distances
- the transport pipes may vibrate and become clogged
- the consumption of compressed air at high pressure is high; and
- the concrete rebounds considerably against the construction, because the mixture leaves the nozzle in a partially decomposed state.
Par ailleurs, le procédé de transport pneumatique pour la pulvérisation du béton au mouillé n'a jamais pu s imposer et n'est aujourd'hui pratiquement plus utilisé. Furthermore, the pneumatic transport method for spraying concrete in the wet has never been able to prevail and is today practically no longer used.
Les problèmes que pose ce procédé sont une distance de transport limitée, des couches dont l'épaisseur est limitée à 2-3 cm par pulvérisation, une trop faible adhérence sur le substrat et entre les différentes couches de béton pulvérisé, un retrait important, une resistance finale d'environ 20 N/mm2, et une perméabilité indésirable à l'eau. The problems posed by this process are a limited transport distance, layers whose thickness is limited to 2-3 cm by spraying, too little adhesion to the substrate and between the different layers of sprayed concrete, a significant shrinkage, a final resistance of approximately 20 N / mm2, and undesirable water permeability.
Le second de ces procédés est un procédé de pulvérisation au mouillé, par pompage du béton selon lequel le béton est transporté dans des tuyauteries ou des tubes au moyen d'une pompe à vis ou à pistons et est fractionné et accéléré au niveau de la buse de pulvérisation au moyen d'air comprimé. The second of these methods is a wet spraying method, by pumping concrete in which the concrete is transported in pipes or tubes by means of a screw or piston pump and is fractionated and accelerated at the level of the nozzle. spraying with compressed air.
Ce second procédé présente les inconvénients suivants
- la colonne compacte de béton n'est fractionnée par l'air comprimé qu'à la buse de pulvérisation et arrive sur la surface contre laquelle il est projeté sous la forme de grumeaux et de mottes
- la vitesse d'impact est d'environ 7 à 12 m/sec, c'est-à-dire, beaucoup trop faible
- la densité sur la surface à revêtir est insuffisante et ne satisfait pas aux exigences imposées à un béton pulvérisé
- le tuyau de transport est incommode à manipuler car il est trop lourd, du fait qutil est tout entier rempli avec une colonne compacte de béton jusqu'à la buse
- l'introduction d'additifs pour accélérer la prise du béton est aléatoire car un mélange parfait avec le béton n'est pas possible
- l'épaisseur de la couche pulvérisée est limitée à quelques centimètres à cause de la faible densité et de la faible adhérence du béton ;
- une pulvérisation contre un plafond n'est pas possible sans l'addition d'agents de prise rapide ; et
- la qualité du béton pulvérisé ne satisfait pas aux critères exigés, en particulier, dans la construction de tunnels.This second method has the following drawbacks
- the compact concrete column is only fractionated by compressed air at the spray nozzle and arrives on the surface against which it is sprayed in the form of lumps and lumps
- the impact speed is around 7 to 12 m / sec, that is to say, much too low
- the density on the surface to be coated is insufficient and does not meet the requirements imposed on a sprayed concrete
- the transport hose is inconvenient to handle because it is too heavy, because it is completely filled with a compact column of concrete up to the nozzle
- the introduction of additives to accelerate the setting of the concrete is random because a perfect mixture with the concrete is not possible
- the thickness of the sprayed layer is limited to a few centimeters because of the low density and poor adhesion of the concrete;
- spraying against a ceiling is not possible without the addition of quick setting agents; and
- the quality of the sprayed concrete does not meet the criteria required, in particular in the construction of tunnels.
Tq présente invention s'est fixé pour but de procurer un dispositif permettant de réaliser dans d'excellentes conditions une pulvérisation de béton au mouillé et ce indépendamment de la longueur du trajet de transport. Tq present invention is intended to provide a device for performing in excellent conditions a concrete spray in the wet and this regardless of the length of the transport path.
L'inventiop teint les bis qu'elle s'est fixés par un dispositif du type spéeirle en préambule qui se caractérise en ce qu'il comporte une tête portant un certain nombre, de préférence, de huit à douze buses d'accé- lération et de désintégration pour assurer le transport par voie pneumatique du béton préparé. The inventiop dyes the bis which it has fixed by a device of the speirle type in the preamble which is characterized in that it comprises a head carrying a number, preferably, of eight to twelve acceleration nozzles and disintegration to ensure the pneumatic transport of the prepared concrete.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite sans aucun caractère limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- les figures 1 à 3 illustrent schématiquement trois modes de réalisation du dispositif de l'invention pour la pulvérisation au mouillé du béton ;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle à plus grande échelle de la chambre pneumatique de ce dispositif
- la figure 5 est une vue en plan de la chambre pneumatique de la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une buse a'accélération ; et
- la figure 7 est une vue schématique, partiellement en coupe, d'une installation de transport comportant une chambre pneumatique à laquelle fait suite une buse d'accélération et qui comporte un transporteur à vis sans fin pour le béton.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, given without any limiting character with reference to the appended drawings, in which
- Figures 1 to 3 schematically illustrate three embodiments of the device of the invention for wet spraying of concrete;
- Figure 4 is a partial longitudinal sectional view on a larger scale of the pneumatic chamber of this device
- Figure 5 is a plan view of the pneumatic chamber of Figure 4;
- Figure 6 is a partial longitudinal sectional view of an acceleration nozzle; and
- Figure 7 is a schematic view, partially in section, of a transport installation comprising a pneumatic chamber which is followed by an acceleration nozzle and which comprises a worm conveyor for concrete.
Le mode de réalisation du dispositif de pulvérisation selon l'invention représenté sur la figure 1, comprend une chambre pneumatique de soufflage ou de décharge 3 fixée sur un trépied 1. A la partie inférieure de cette chambre pneumatique 3, est raccordé un tuyau d'amenée du béton 4 que traverse du béton liquide provenant d'une pompe à béton par un conduit de béton 5. La chambre pneumatique 3 comporte,asapartie arrière, une section de désintegration et de mixtion à laquelle fait suite une section d'accélération 8 s'effilant vers l'avant. A cette dernière, est raccordé un tuyau de transport 9 qui se termine par une buse de pulvérisation 11.Cette dernière comporte un raccord latéral 12 relié à un doseur 13 qui permet d'amener, par exemple, des accélérateurs de prise ou de durcissement speciaux (liants rapides) tels que le "Sika" ou autre, contenus dans un fut 21. On a constaté qu'il était extrêmement efficace d'introduire une partie, au moins de l'additif, en particulier, quand il s'agit d'un liant rapide, dans l'air comprimé du conduit 19, de préférence, en aval de la valve de réglage 18, comme l'indique la ligne en traits mixtes 22 sur les figures 1 et 2. On peut charger de la meme façon l'un des conduits 19 du dispositif de la figure 3 ou bien les deux. The embodiment of the spraying device according to the invention shown in Figure 1, comprises a pneumatic blowing or discharging chamber 3 fixed on a tripod 1. At the bottom of this pneumatic chamber 3, is connected a hose supply of concrete 4 through which liquid concrete coming from a concrete pump passes through a concrete conduit 5. The pneumatic chamber 3 comprises, rear part, a disintegration and mixing section which is followed by an acceleration section 8 s tapering forward. A transport hose 9 is connected to the latter, which ends in a spray nozzle 11. This latter has a lateral connector 12 connected to a metering device 13 which makes it possible to bring, for example, special setting or hardening accelerators. (fast binders) such as "Sika" or other, contained in a barrel 21. It has been found that it is extremely effective to introduce a part, at least of the additive, in particular, when it comes to 'a fast binder, in the compressed air of the duct 19, preferably downstream of the adjustment valve 18, as indicated by the dashed line 22 in Figures 1 and 2. It can be loaded in the same way one of the conduits 19 of the device in FIG. 3 or both.
A l'arrière, la chambre pneumatique 3 comporte une tete 15 garnie d'un certain nombre de buses de soufflage qui projettent de l'air comprimé dans la section de désintégration et de mixtion. L'alimentation en air comprimé est assurée par un conduit 19 et par un compresseur, au travers d'une valve de réglage 18. At the rear, the pneumatic chamber 3 has a head 15 provided with a number of blowing nozzles which project compressed air into the disintegration and mixing section. The supply of compressed air is ensured by a pipe 19 and by a compressor, through an adjustment valve 18.
Du béton est envoyé en continu par pompage à travers le conduit 5 et le tuyau d'amenée 4, dans la chambre pneumatique 3 où il est immédiatement désintégré et mélangé à l'air par l'action des puissants jets d'air comprimé projeté par les buses. Ensuite, ce mélange est accéléré dans la section d'accélération 8 puis transporté pneumatiquement par le tuyau d'alimentation 9. Le mélange prêt à être pulvérisé se forme à I'extrémité de la chambre pneumatique 3 et à l'entrée du tuyau 9. Ces composants doivent etre conçus de telle manière et le volume du mélange pompé, ainsi que la pression et le débit de l'air de transport doivent etre calculés de façon que, dans le tuyau de transport 9, le mélange ait, au plus tard, peu avant d'entrer dans la buse de pulvérisation 11, la vitesse désirée, à savoir la vitesse qui convient pour réaliser une pulvérisation au mouillé de béton de qualité sur un élément de construction. Concrete is continuously pumped through the pipe 5 and the supply pipe 4, into the pneumatic chamber 3 where it is immediately disintegrated and mixed with the air by the action of powerful jets of compressed air projected by the nozzles. Then, this mixture is accelerated in the acceleration section 8 then transported pneumatically by the supply pipe 9. The mixture ready to be sprayed forms at the end of the pneumatic chamber 3 and at the inlet of the pipe 9. These components must be designed in such a way and the volume of the mixture pumped, as well as the pressure and the flow rate of the transport air must be calculated so that, in the transport pipe 9, the mixture has, at the latest, shortly before entering the spray nozzle 11, the desired speed, namely the speed which is suitable for carrying out wet spraying of quality concrete on a building element.
La figure 2 représente un dispositif essentiellement identique au précédent mais dans lequel la chambre pneumatique 3 a été remplacée par une buse d'accélération 23. FIG. 2 represents a device essentially identical to the previous one but in which the pneumatic chamber 3 has been replaced by an acceleration nozzle 23.
La figure 3 représente une combinaison d'une chambre pneumatique 3 et a'une buse d'accélération 23, qui lui fait suite, combinaison qui est adaptée pour la pulvérisation de mélanges de béton très spéciaux. FIG. 3 represents a combination of a pneumatic chamber 3 and of an acceleration nozzle 23 which follows it, a combination which is suitable for spraying very special concrete mixtures.
La figure 4 est une vue à grande échelle d'une partie des dispositifs des figures 1 à 3, et montre en coupe une chambre pneumatique 3. L'arrivée du breton s'effectue, par le bas, au moyen du tuyau d'amenée 4, lequel présente une sectioneirculairequi se transforme en une section d'entrée rectangulaire à l'intérieur de la chambre 3, comme on le voit sur la figure 4. La section de la chambre 3 décroit en tronc de cône dans le sens de la circulation du béton, qui a été ameubli par l'air de transport. Figure 4 is a large-scale view of part of the devices of Figures 1 to 3, and shows in section a pneumatic chamber 3. The arrival of Breton is effected from below, by means of the supply pipe 4, which has a circular section which turns into a rectangular entry section inside the chamber 3, as seen in FIG. 4. The section of the chamber 3 decreases in a truncated cone in the direction of circulation concrete, which has been loosened by the transport air.
La figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une buse d'accélé- ration 23 comprenant un corps 25 et un raccord 26 pour l'amenée du béton à l'intérieur duquel a été représentée une section de tuyau 27. Une bride 29 délimite une chambre annulaire 30 de laquelle pertent un ou plusieurs per çages 32 qui sont inclinés vers l'axe du corps 25 de la buse et qui débouchent dans une chambre de mélange 33. Ces perçages sont alimentés par le conduit d'air comprimé 19. La chambre de mélange 33, dont une partie présente une forme semi-cylindrique et une autre partie une forme tronconique, rétrécit vers l'avant et se prolonge par un raccord 34 qui, lui-meme, est prolongé par le tuyau de transport 9 se terminant par la buse de pulvérisation 11. Figure 6 is a longitudinal sectional view of an accelerator nozzle 23 comprising a body 25 and a connector 26 for the supply of concrete inside which has been shown a pipe section 27. A flange 29 delimits an annular chamber 30 from which one or more bores 32 which incline towards the axis of the body 25 of the nozzle and which open into a mixing chamber 33 pertain. These bores are supplied by the compressed air duct 19. The mixing chamber 33, one part of which has a semi-cylindrical shape and the other part of a frustoconical shape, narrows towards the front and is extended by a fitting 34 which, itself, is extended by the transport pipe 9 ending with the spray nozzle 11.
La figure 7 représente la combinaison d'une chambre pneumatique 3 et d'une buse d'accélération 23 qui lui fait suite, l'alimentation en béton étant assurée par un tuyau 5 qui débouche dans un transporteur 40 comportant une vis sans fin 41. Le transporteur à vis sans fin 40 est relié, au moyen d'un raccord 42 ayant une section rectangulaire, à la chambre pneumatique 3. Le transporteur 40 est actionné par une unité motrice 45 et transfère le béton pompé dans la chambre pneumatique 3 où il est fluidisé par l'air issu de la tête à buses 15, qui assure également son transport par voie pneumatique. Ce courant de béton est ensuite accéléré au moyen de la buse 23. FIG. 7 represents the combination of a pneumatic chamber 3 and an acceleration nozzle 23 which follows it, the concrete supply being ensured by a pipe 5 which opens into a conveyor 40 comprising an endless screw 41. The worm conveyor 40 is connected, by means of a connector 42 having a rectangular section, to the pneumatic chamber 3. The conveyor 40 is actuated by a drive unit 45 and transfers the pumped concrete into the pneumatic chamber 3 where it is fluidized by the air from the nozzle head 15, which also ensures its transport by pneumatic means. This concrete flow is then accelerated by means of the nozzle 23.
Les dispositifs qui viennent autre décrits permettent de transporter un matériau, en particulier, du béton au moyen d'une pompe sur des distances beaucoup plus grandes qu'auparavant de façon à l'amener au point où il doit être pulvérisé. Ce résultat est obtenu en combinant l'opération de pompage et l'opération de transport pneumatique qui lui fait suite. Ce procédé offre, entre autres, lé grand avantage de permettre la réalisation d'un dispositif de transport pneumatique beaucoup plus court et, de ce fait, beaucoup plus -souple en ce qui concerne la possibilité de réglage de la vitesse de pulvérisation, comparativement au système connu ayant de longues voies de transport pneumatique. The devices which have just been described make it possible to transport a material, in particular concrete, by means of a pump over much greater distances than before so as to bring it to the point where it must be sprayed. This result is obtained by combining the pumping operation and the pneumatic transport operation which follows it. This method offers, among other things, the great advantage of making it possible to produce a pneumatic transport device which is much shorter and, therefore, much more flexible as regards the possibility of adjusting the spraying speed, compared to the known system having long pneumatic transport routes.
Ainsi, l'alimentation en béton de la chambre pneumatique 3 peut entre adaptée aux conditions locales et aux nécessités du transport pneumatique. Ceci permet1 conjointement avec la possibilité de régler l'air à l'aide de la valve 18, d'obtenir des conditions de vitesse et de transport optimale pour le mélange de béton. Thus, the supply of concrete to the pneumatic chamber 3 can be adapted to local conditions and to the needs of pneumatic transport. This makes it possible, together with the possibility of regulating the air using the valve 18, to obtain optimum speed and transport conditions for the concrete mixture.
Le procédé et les dispositifs qui viennent d'etre décrits présentent, comparativement à ceux actuellement connus, les avantages suivants
- ils permettent d'obtenir des trajets de transport pratiquement illimités
- ils permettent une forte densité, une forte imperméabilité à l'eau et une qualité de béton analogue à celles obtenues lors de la pulvérisation à sec
- ils permettent de travailler pratiquement sans production de poussière
- ils permettent de manipuler la buse de pulvérisation comme dans le procédé à sec
- ils permettent d'introduire sans difficulté un agent de prise rapide dans le mélange d'air et de matière solide ; et
- les moyens de mises en oeuvre comprennent une installation légère et mobile pour la pulvérisation du breton. The process and the devices which have just been described have, compared to those currently known, the following advantages
- they provide virtually unlimited transport routes
- they allow a high density, a high impermeability to water and a quality of concrete similar to those obtained during dry spraying
- they make it possible to work practically without producing dust
- they allow to handle the spray nozzle as in the dry process
- They make it possible to introduce a rapid setting agent without difficulty into the mixture of air and solid matter; and
- The means of implementation include a light and mobile installation for spraying Breton.
Le transfert du béton s'effectue en continu, aussi bien en ce qui concerne le pompage que le transport pneumatique. On a constaté qu'il était avantageux que le rapport de la section du conduit de pompage 5 sur la section du conduit pneumatique 9 soit approximativement de 1/2 et de préférence, de 1/1,7 c'est-à-dire, que le conduit ait un diamètre, par exemple, de 38 - 50 ou 50 à 65 mm. Concrete is transferred continuously, both in terms of pumping and pneumatic transport. It has been found that it is advantageous for the ratio of the cross section of the pumping duct 5 to the cross section of the pneumatic duct 9 to be approximately 1/2 and preferably 1 / 1.7, that is to say, that the duct has a diameter, for example, of 38 - 50 or 50 to 65 mm.
La chambre pneumatique 3 présente, de préférence, une section ovale mais elle pourrait également avoir, par exemple, une section semi-circulaire. The pneumatic chamber 3 preferably has an oval section, but it could also have, for example, a semi-circular section.
La tete de buses 15 comporte, de préférence, de 8 à 12 buses à air comprimé pour désintégrer et accelérer le béton, tandis qu'à la sortie de la chambre pneumatique 3 est montée une buse d'accélération 23 présentant de trois à huit perçages 32 formant un angle d'environ 300 avec l'axe du conduit de transport 9. The nozzle head 15 preferably comprises 8 to 12 compressed air nozzles for disintegrating and accelerating the concrete, while at the outlet of the pneumatic chamber 3 is mounted an acceleration nozzle 23 having three to eight holes 32 forming an angle of approximately 300 with the axis of the transport duct 9.
On introduit les additifs liquides par le raccord 12, au moins, à une distance d'un mètre en amont de l'embouchure de la buse de pulvérisation 11 afin d'assurer un bon mélange avec le béton. Liquid additives are introduced via the connector 12, at least, at a distance of one meter upstream from the mouth of the spray nozzle 11 in order to ensure good mixing with the concrete.
Il est extrement important de s'assurer que la vitesse de transport pneumatique soit égale ou supérieure à 50 m/sec, et par exemple égale à 60 - 80 m/sec. It is extremely important to ensure that the pneumatic conveying speed is equal to or greater than 50 m / sec, and for example equal to 60 - 80 m / sec.
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Also Published As
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|---|---|
| ES8302863A1 (en) | 1983-01-16 |
| DE8110556U1 (en) | 1982-05-13 |
| JPS57162659A (en) | 1982-10-06 |
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