FR2650823A1 - Beton au polystyrene pour realiser des elements prefabriques en beton, et elements prefabriques obtenus - Google Patents

Abstract

Outre le ciment et un agrégat d'allègement, le béton léger en question contient un granulat de polystyrène expansé. Pour assurer la solidité du matériau durci, on ajoute dans le mélange initial des fibres alcalines, qui se trouvent ainsi incorporées dans le béton au polystyrène. Ce béton léger est prévu notamment pour garnir les armatures de panneaux des parois 102-105 de caissons modulaires préfabriqués 100, habitables ou autres, ou pour mouler des parpaings de grandes dimensions. Application aux réalisations en béton léger, notamment pour produire des éléments préfabriqués.

Description

La présente invention concerne un béton au polysty-

rène pour réaliser des éléments préfabriqués en béton, du -

genre contenant, outre du ciment et un agrégat d'allègement, un granulat de polystyrène expansé. Elle concerne également des éléments préfabriqués obtenus à partir de ce béton. L'invention vise la fabrication de tels éléments, de préférence pour édifier des bâtiments, ces éléments étant confectionnés dans des ateliers de préfabrication pour être utilisés sur un chantier o ils sont incorporés dans une

construction ou mis en place. Il faut que ces éléments fabri-

qués puissent supporter des efforts éventuellement considé-

rables en jeu dans les constructions concernées et parfois

même dès leur transport et au cours de leur mise en oeuvre.

Par ailleurs, il est souhaitable que les éléments préfabri-

qués soient légers pour faciliter leur transport, mais il

faut aussi qu'ils présentent les qualités physiques obliga-

toires en construction.

On a déjà proposé ainsi comme béton léger un béton au polystyrène (Demande de brevet allemand 2 351 469), qui

contient, outre le ciment et un composant additif d'allège-

ment, un granulat de polystyrène expansé; ce béton est pré-

paré par le procédé de gonflement et contient des matières ad-

ditives légères artificielles; en outre, dans la masse du mortier de ciment, se trouvent créés des pores stabilisés

qui ont la forme de perles de polystyrène de calibre relati-

vement faible avec un écartement également réduit. Un tel béton au polystyrène, à la différence des bétons légers qui présentent une densité brute fortement diminuée et donc des

qualités favorables d'isolation thermique, possède une résis-

tance élevée, malgré son faible poids. Il n'a donc besoin d'aucune charpente porteuse en béton normal ou en acier.Par conséquent, à la différence des bétons au polystyrène de

résistance réduite, il est indiqué comme béton léger utili-

sable dans une structure.

L'invention concerne un tel béton au polystyrène pour des constructions. Le béton au polystyrène déjà connu

pour des constructions présente l'inconvénient de se fissu-

rer. Et son utilisation est donc limitée aux constructions qui ne comportent aucune armature en acier ou qui possèdent une armature en acier qui est protégée contre l'eau qui peut pénétrer par les fissures, et protégée'en particulier contre les corrosions dues à cette eau, mais en général cela ne

peut être envisagé pour des raisons de coût.

L'invention a pour but de réaliser un béton au

polystyrène pour des constructions, qui permette de confec-

tionner des éléments préfabriqués en béton présentant un poids plus faible et des qualités physiques améliorées du point de vue technique, par rapport aux éléments préfabriqués en béton sans addition de granulat de polystyrène, sans être

d'autre part sujets à aucune limitation quant à l'utilisa-

tion d'une armature nécessaire dans certains cas.

Selon l'invention, on obtient ces résultats grâce au fait que, pour assurer la solidité du matériau durci, on

ajoute dans le mélange de départ des fibres textiles alcali-

nes pour les incorporer dans le béton au polystyrène, dit

au "Styropor".

L'expérience a montré d'une manière surprenante que l'addition de fibres textiles alcalines prévue selon l'invention dans le mélange- initial du béton, sans qu'il

en résulte une augmentation notable de'poids, permet d'incor-

porer dans le béton des proportions considérables de matiè-

res additives légères constituées par un granulat de polys-

tyrène expansé, sans risques de fissures dans l'élément pré-

fabriqué confectionné ensuite, même si cet élément préfabri-

qué constitue un corps creux de grandes dimensions, tel

-35 qu'un caisson modulaire par exemple, ce corps creux étant ap-

pelé à subir des sollicitations, notamment dynamiques, en

particulier au cours de son transport et de sa mise en pla-

ce sur un chantier de construction.

L'élaboration d'un tel béton au polystyrène est rela-

tivement délicate, par suite de sa faible densité brute, car ce nouveau béton est assez difficile à mettre en vibra- tion pour éviter les effets de ségrégation du mélange. Mais

l'expérience montre que certains additifs, normalement uti-

lisés pour améliorer les qualités d'écoulement du béton, en particulier dans les pompes à béton et dans les canalisations de transfert, peuvent permettre d'améliorer l'aptitude au façonnage du nouveau béton au polystyrène, ce qui suppose d'ailleurs qu'on ajoute en cours de malaxage dans le béton au polystyrène un agent destiné à en améliorer l'aptitude à l'écoulement à l'état expansé. Parmi les agents en question, on peut citer par exemple des granulats qui existent dans le commerce sous le nom- de "Tricosal" (Marque déposée, Chemische Fabrik Gr nau GmbH; par exemple, le Tricosal S 55

est un produit concentré moussant à base de protéines, des-

tiné à produire mécaniquement une mousse de bulles d'air sous l'effet d'un hydrolysat de protéines); jusqu'à présent il fallait incorporer ces additifs sous forme liquide dans le mélange. Mais il est apparu que c'était sans effet dans le béton au polystyrène conforme à l'invention. Cependant,

si on fait mousser à l'aide de moyens connus le liquide ob-

tenu à partir de la matière première initiale, normalement livrée sous forme de granulats, cette formation de mousse

pouvant être assurée en introduisant des quantités importan-

tes d'air comprimé dans l'appareil de traitement, on obtient un béton ayant une surface d'une souplesse surprenante et une viscosité réduite, ce qui permet un bon remplissage des coffrages et volumes de moulage de l'usine de préfabrication,

même s'ils contiennent des armatures compliquées ou n'of-

frent que des passages réduits.

Habituellement, dans un béton léger de structure,

en plus du granulat de polystyrène, on utilise des compo-

sants additionnels légers, notamment constitués par du sable

argileux expansé (jusqu'à 2 mm de calibre) ou par des par-

ticules d'argile expansée de calibre plus fort. On peut éga-

lement utiliser ces matières additionnelles dans le béton au polystyrène conforme à l'invention, en pouvant en outre avoir recours à des matières additionnelles légères de nature

différente, telles que notamment des cendres légères prove-

nant de centrales d'énergie fonctionnant au charbon. Cepen-

dant, pour des raisons de coût et de facilité d'approvision-

nement, il est souhaitable d'utiliser des matières addition-

nelles usuelles, comme notamment le sable de rivière, étant entendu que c'est la nature et non l'origine de ce sable qui est essentielle. Un mélange convenable de ce genre est le suivant: pour une densité brute d'environ 600 à 1.200 kg/ m on prend environ 350 à 430 kg de ciment (PZ 55) pour y ajouter environ 200 à 700 kg de sable pur, environ 800 à 500 litres de granulats et environ 140 à 170 litres d'eau,

ainsi qu'environ 600 g de fibres textiles. Le béton au polys-

tyrène présente alors une densité brute d'environ 600 kg/m3,

et il atteint ainsi une résistance finale de 12 à 18 kg/cm2.

Pour améliorer dans ce cas les qualités d'écoulement du bé-

ton, il faut ajouter au nouveau béton au polystyrène environ

litres de mousse.

Les fibres textiles de nature alcaline qui permettent conformément à l'invention de rendre utilisable le nouveau béton au polystyrène pour réaliser des éléments préfabriqués en béton, d'une manière inconnue jusqu'à présent, peuvent avantageusement présenter les caractéristiques suivantes: les fibres textiles se présentent sous la forme de mèches de fibres de polypropylène, ces fibres ayant une grosseur d'environ 20 à 40 microns et une largeur d'environ 100 à

300 microns, et les mèches ayanE une longueur d'environ 24mm.

Leur proportion pondérale ne joue aucun rôle décisif dans le béton, mais leur utilisation permet d'éviter tout.effet

résiduel dans les éléments préfabriqués durcis.

On a constaté en outre que les qualités du nouveau béton au polystyrène, comme matériau de construction, sont si exceptionnelles qu'on peut ainsi fabriquer des caissons élémentaires utilisables dans un système de construction modulaire, dans lequel on met en place plusieurs caissons suivant les contours du plan du bâtiment à édifier; mais ces caissons préfabriqués peuvent aussi être mis en place et

utilisés séparément. A cet égard, l'invention vise en parti-

culier un conteneur habitable, réalisé à partir d'une ossa-

ture en acier qui comporte une armature inférieure pour un plancher fermé, un toit formé de panneaux et des parois latérales pourvues de montants verticaux, caractérisé en ce que l'ossature en acier est constituée par des profilés à bords pliés à froid, obtenus à partir de bandes de tôle mises en forme à froid, ces profilés servant à réaliser pour la

dalle de plancher et pour les panneaux des parois des arma-

tures séparées et rigides en flexion, les montants des ar-

matures des parois constituant dans celles-ci les membrures courtes et en plus les traverses parallèles, et en ce que les

garnissages de béton au polystyrène recouvrent les faces appa-

rentes des armatures qui sont reliées entre elles d'une ma-

nière rigide en flexion. Ces nouveaux caissons peuvent être utilisés en divers emplacements séparés, pour servir de

locaux professionnels ou d'habitation. Le remplissage en bé-

ton des mailles de l'ossature en acier constitue alors les parois et le plancher du bâtiment, qui est isolé par rapport au sol. On utilise en particulier ces caissons mpdulaires comme conteneurs habitables, qui sont préfabriqués en usine et sont éventuellement déjà pourvus de leurs équipements internes avant d'être amenés sur place. La structure de ces nouveaux caissons en béton au polystyrène garnissant une ossature en acier permet des progrès en matière d'allégement, et on peut ainsi proposer des volumes internes relativement importants

tout en continuant à utiliser les engins habituels de trans-

port et de levage. Le remplissage en béton des mailles de l'ossature, généralement rectangulaire en plan, permet de

réaliser des murs extérieurs qui assurent une ambiance sup-

portable pour les occupants et préservent le bâtiment de l'humidité, en l'isolant aussi contre le froid Pour réaliser l'invention, on est ainsi parti d'un caisson modulaire déjà connu (Brevet allemand 2 907 630), dans lequel les faces de l'ossature sont garnies de panneaux

métalliques, avec des éléments de contreventement en diago-

nale sur une face frontale. C'est seulement sur cette face

frontale qu'il est possible de prévoir un garnissage consti-

tué par des panneaux non-porteurs. L'ossature métallique n'est contreventée que par les panneaux métalliques et les membrures en diagonale, et elle peut comporter des poteaux d'angle et des membrures courantes en profilés formés à froid qui assurent une rigidité satisfaisante à l'ensemble de la structure en combinaison avec les panneaux raidisseurs et les éléments en diagonale indiqués plus haut. Mais dans

ce cas il est cependant obligatoire de relier les extrémi-

tés supérieures des poteaux d'angle de l'ossature au moyen d'une traverse lourde. Cette ossature en acier ainsi rendue auto-porteuse présente en tout cas un poids total très-élevé,

peu favorable pour la mobilité du caisson modulaire consi-

déré. En outre, sur les faces externes de l'ossature garnies de profiles métalliques, on est obligé de prévoir un traitement spécial, par exemple un enduit. Et, sur les faces internes de l'ossature garnie, il faut plaeer une couche d'isolation thermique. Il en résulte toute une série de travaux qui grèvent très sérieusement le prix de revient du

caisson modulaire. Par contre, il est beaucoup plus intéres-

sant de garnir les faces de l'ossature avec des panneaux non-

travaillants,car on peut monter ces panneaux en une seule opération. Enfin, l'ambiance offerte à des occupants est affectée par la présence de panneaux en matière plastique

nécessairement disposés à l'intérieur. L'humidité se con-

dense sur leur surface, ce qui est particulièrement fâcheux pour des conteneurs d'habitation, et empêche de les utiliser

comme locaux sanitaires ou comme salles d'eau.

Le caisson modulaire du genre en question, tel que réalisé conformément à l'invention, permet d'obtenir une construction mobile d'habitation ayant les qualités voulues pour une utilisation prolongée et présentant une

grande résistance à la détérioration. Conformément à l'in-

vention, on obtient ces résultats grâce aux particularités indiquées cidessus. L'utilisation exclusive de profilés formés à froid, telle que prévue selon l'invention, permet d'obtenir une ossature auto-portante en acier de faible poids, et grâce à la raideur naturelle de cette structure

auto-portante il est possible de garnir les mailles de cet-

te ossature exclusivement avec le nouveau béton au polys-

tyrène. On évite ainsi les effets de flambage des profilés en tôle à ailes pliées, car le remplissage en béton au polystyrène conforme à l'invention encaisse les efforts de flambement, et grâce à sa forte compacité ce béton durci permet également d'obtenir des surfaces bien lisses qui ne

demandent aucun traitement de finition ou presque. Ce rem-

plissage en béton présente en outre un faible poids, tout en assurant une isolation thermique importante. On obtient donc ainsi plusieurs qualités intéressantes, à savoir un faible poids total, une isolation calorifique importante,

un faible taux d'absorption de l'humidité, une grande résis-

tance au feu, la possibilité d'un façonnage analogue à celui d'une pièce de bois, une ambiance agréable pour des occupants d'un local d'habitation, et d'autres possibilités comme par exemple celle de pouvoir rendre immédiatement utilisable un conteneur d'habitation, en y prévoyant au besoin un système

de chauffage par le plancher. On peut utiliser de tels con-

teneurs d'habitation comme locaux habitables, ou comme locaux sanitaires ou salles d'eau, ou encore comme salles d'attente ou comme vestiaires, magasins de vente, bureaux ou cantines, résidences provisoires, locaux d'accueil pour des étudiants ou analogues, sans inconvénients pour les utilisateurs. Grâce aux qualités auto-portantes de la charpente en acier, combinées avec un remplissage non-porteur des

mailles de cette charpente, on peut selon l'invention lais-

ser ouvertes certaines zones séparées de l'ossature, pour réaliser des locaux d'une certaine importance en accolant ensemble plusieurs caissons modulaires. Cela permet d'édifier des constructions dont le plan correspond à un bâtiment d'une certaine importance. Dans une telle réalisation, les

ossatures en acier des blocs ainsi utilisés conservent cha-

cune leur caractère auto-porteur et leur modibilité. Avec ces blocs habitables à ossature en acier rapidement mis en place on peut, lorsque leur première utilisation a pris fin, édifier un bâtimentplus important et plus coûteux,tel

qu'une villa ou un lotissement de série.

Comme l'invention prévoit une disposition des pro-

filés telle que ceux-ci soient masqués par le remplissage en béton, ces profilés n'affectent-en rien l'aspect extérieur et donc la valeur des bâtiments concernés. En outrecette disposition a pour effet d'assurer une grande résistance au

feu de ces bâtiments.

Suivant un mode d'utilisation intéressant du nou-

- veau béton au polystyrène pour construire un caisson modulai-

re du genre en question, les profilés en tôle pliée des'tra-

verses sont constitués par une paire de profilés en C qui

présentent des ailes de profil rectiligne et des bords diri-

gés vers l'intérieur, et qui ont leurs âmes adossées l'une contre l'autre et fixées l'une à l'autre, des profilés en U étant utilisés pour réaliser les longerons des armatures, et

les longerons de l'armature de la dalle de plancher présen-

tent des lèvres de bordure pliées en saillie, les longerons

supérieurs de l'armature des panneaux latéraux qui consti-

tuent les parois longitudinales présentant des lèvres de bordure repliées en saillie qui servent pour la-fixation du toit et qui définissent une pente uniforme pour le toit du caisson. Dans cette construction, grâce au remplissage en béton au polystyrène o elles sont prises d'un côté, les membrures de la charpente sont protégées de manière sûre contre les effets de flambement, et ces membrures servent en même temps à fixer les panneaux de la charpente sur la

dalle de plancher et sur la dalle de toit.

Dans ce cas, plutôt qu'une structure en charpente, il est intéressant d'utiliser pour le toit les particularités

suivantes: le toit est constitué de panneaux qui sont pour-

vus d'une couche de mousse de résine de polyuréthane et dont les petits côtés reposent sur les lèvres repliées en saillie, la face interne du toit située à l'intérieur du caisson étant pourvue d'un plafond suspendu constitué par des plaques de parement qui se raccordent à des plaques de revêtement des

parois latérales. On obtient ainsi de grandes qualités d'iso-

lation thermique, associées à une meilleure résistance stati-

que, grâce à un système de panneaux composites en acier rem-

plis de mousse de polyuréthane. On peut réaliser d'une maniè-

re usuelle la couverture des toitures de ce genre, avec une chape de protection dans laquelle on incorpore au besoin une

charge appropriée.

Pour réaliser des caissons modulaires de format plus

faible, notamment pour des garages préfabriqués en béton ar-

mé, il est également intéressant d'utiliser le béton au polystyrène conforme à l'invention. Ces caissons modulaires

sont construits de préférence avec les particularités suivan-

tes: la dalle de toit comporte des membrures porteuses

parallèles constituées par des-profilés en I, entre lesquel-

les est disposé un garnissage de béton au polystyrène, les panneaux des parois comportant, pour soutenir les membrures, des montants verticaux qui sont constitués par des tronçons

de profilés tubulaires, en laissant des intervalles impor-

tants entre les membrures de la charpente, sans qu'il soit

nécessaire de disposer une armature dans ces intervalles.

On peut réaliser ainsi des toits cintrés légers, en utili-

sant de préférence des profilés ayant les particularités dé-

finies ci-dessus. Pour des raisons de résistance, il peut être nécessaire d'utiliser dans les caissons modulaires de ce genre un plancher renforcé; la structure armée et rigide en flexion de la dalle de plancher est constituée par un

ensemble monobloc de béton armé. Par contre, pour des lo-

caux d'habitation il est préférable de prévoir des caissons modulaires; au moins l'un des panneaux des parois latérales et/ou la dalle de toit ou de plancher comporte un système de chauffage mural et/ou par le plancher, pourvu de passages

de circulation intégrés.

On peut utiliser le béton au polystyrène conforme

à l'invention pour réaliser un autre genre d'élément préfa-

briqué en béton qu'on ne pouvait confectionner jusqu'à pré-

sent qu'en béton lourd. Il s'agit d'un parpaing de grandes

dimensions pour élever des murs. maçonnés, et qu'on peut uti-

liser pour construire des bâtiments professionnels et privés, c'est-àdire pour réaliser les murs extérieurs de maisons

particulières ou d'autres bâtiments tels que des hangars.

Ce parpaing présente une hauteur de 64 cm environ, une

longueur de 99 cm environ, et une épaisseur de 17,5 cm en-

viron ou de 24 cm environ, suivant la résistance. En géné-

ral, on choisira l'ordre de grandeur de la hauteur de ce parpaing pour correspondre,en quatre éléments superposés par

exemple, à la hauteur usuelle des pièces d'une maison d'ha-

bitation. Avec des joints maçonnés ayant environ 10 mm en hauteur, on peut donc adopter une cote d'environ 64 cm pour la hauteur de ces parpaings de murs. Quant à leur longueur,

eu égard à des joints maçonnés ayant également lOmm d'épais-

seur, elle peut être en général de 99 cm, pour correspondre aux différentes cotes de longueur et de largeur des pièces

des locaux à réaliser.

- 30 En général, les parpaings connus du genre en question comportent des évidements remplis d'air, et il

s'agit donc de parpaings creux. Mais le principal inconvé-

nient de ces parpaings creux de grandes dimensions est de

présenter un poids considérable pour les dimensions deman-

dées. C'est pourquoi la construction d'un tel mur maçonné

nécessite des engins de levage ou des appareils spéciale-

ment prévus pour ce genre de travail, afin de pouvoir sou-

lever chaque parpaing de grandes dimensions, pour le poser sur le joint de mortier préparé au préalable, et libérer le

parpaing une fois qu'il a pris correctement sa place. La mi-

se en oeuvre de tels engins auxiliaires impose des opéra- tions qui réduisent la durée de l'opération de maçonnerie

proprement dite. En outre, les appareils en question sur-

chargent les toits des bâtiments, et il est souvent diffici-

le de les faire passer d'une pièce à l'autre lorsque les

ouvertures des cloisons de séparation ont des dimensions nor-

males.

Un autre inconvénient important des réalisations con-

nues de parpaings de grandes dimensions en béton prévus pour

réaliser des murs maçonnés tient à leur faible pouvoir d'iso-

lation thermique. C'est pourquoi il est en général obliga-

toire de construire autrement les murs de façade, pour amé-

liorer l'isolation thermique des murs extérieurs, car les évidements des parpaings creux ont un effet insuffisant à

cet égard.

Grâce à l'invention, on peut prévoir des travaux de maçonnerie rationnels pour réaliser un bâtiment ayant des

murs qui ont une configuration commode, en adoptant les par-

ticularités indiquées ci-dessus. Dans une telle construction, l'addition de fibres de renfort prévue dans le béton au polystyrène conforme à l'invention suffit pour assurer la résistance nécessaire, de l'ordre de 4 kn/mm2. Les parpaings

de grandes dimensions ainsi réalisés conformément'à l'inven-

tion pèsent moins de la moitié du poids des parpaings con-

nus en béton lourd. Il est donc possible de les mettre en oeuvre sans engins de levage ou appareils analogues, pour les poser sur un mur maçonné en construction. Comme ces nouveaux parpaings ne comportent aucune cavité interne, leur épaisseur dépend uniquement de la résistance qu'on leur demande. En général, la finition d'une façade ainsi réalisée

demande seulement une simple couche de crépi ou d'enduit.

Dans ce cas, et dans d'autres cas d'utilisation du béton au polystyrène conforme à l'invention, on obtient

pour la densité à sec des valeurs comprises entre 1.200 et-

1.300 kg/m3. La résistance obtenue au bout de sept jours at-

teint une valeur de l'ordre de 17 N/mm2

Les détails de l'invention ainsi que d'autres par-

ticularités et avantages de celle-ci ressortent de la des-

cription donnée ci-après de quelques modes de réalisation,

présentés à titre d'exemples en référence aux dessins anne-

xés, dans lesquels: Figs. 1 à 7 montrent l'utilisation du béton au

polystyrène conforme à l'invention pour réaliser des cais-

sons de grandes dimensions qui servent de conteneurs habi-

tables;

Figs. 8 à 11 représentent un autre mode de réali-

sation de l'invention qui est une variante de la réali.sa-

tion précédente; et

Fig. 12 montre l'utilisation du béton au polysty-

rène conforme à l'invention pour réaliser un parpaing de

grandes dimensions destiné à la construction d'un mur.

On a représenté sur la Fig. 1 l'ossature en acier

1 du plancher d'un caisson 2 (Fig. 2) qui est associé à d'au-

tres caissons 3,4 et 5 pour constituer un bâtiment à deux niveaux, représenté en coupe verticale avec arrachements sur

la Fig. 2. Les caissons élémentaires constituant ce bâti-

ment y sont disposés en deux ailes 6 et 6', -qui sont reliées par des couloirs superposés 7 et 8. Des ouvertures -non représentées - sont ménagées dans les panneaux des parois des caissons, pour assurer les liaisons internes nécessaires dans le bâtiment et servir aussi au montage des fenêtres et

des portes des locaux.

La Fig. 3 est une vue en plan de dessus de l'un des caissons élémentaires 2 à 5 de la Fig. 2, permettant de voir que les quatre panneaux verticaux des parois 10 à 13

de ce compartiment sont montés sur le plancher de celui-ci.

Le plan de principe de chaque caisson est rectangulaire, et les parois longitudinales 10,12 de ce bloc élémentaire

sont parallèles l'une à l'autre et perpendiculaires aux pa-

rois transversales 11,13. Le bloc peut mesurer jusqu'à 10 m de long et doit pouvoir être transporté tout monté sur une remorque surbaissée. La structure des panneaux des parois et du plancher 9 du bloc élémentaire est sensiblement la même

pour toutes les faces du bloc. Comme le montre la vue détail-

lée de la Fig. 4, qui correspond au détail IV de la Fig. 3, les panneaux des parois longitudinales 10,12 comportent chacun une paire d'éléments d'ossature 14 travaillant en traction. Ces armatures de traction comportent chacune une tige de traction 15 pourvue de moyens d'ancrage 16 qui sont

noyés dans un lit de béton au polystyrène. A leurs extrémi-

tés, ces tiges de traction portent des crochets -non repré-

sentés- qui permettent de les fixer à l'organe de manutention

d'un engin de levage tel qu'une grue par exemple.

Comme on le voit sur la Fig. 1, les longerons 17,18 de l'ossature sont constitués par des profilés

* en U (Fig. 4), dans lesquels viennent s'ajuster les extré-

mités des traverses 19 de l'ossature du plancher 1. Les traverses d'extrémité 20,21 sont reliées aux longerons 17, 18 pour former un châssis rigide en flexion. A cet effet, on peut utiliser avantageusement des assemblages soudés

avec congés.

Les traverses 19 à 21 qui renforcent les panneaux des parois verticales sont constituées par des profilés, comme les traverses 19 à 21 du châssis du plancher 1. Les

profilés en question sont associés en paires 23,24 et réa-

lisés à partir de bandes de tôle mises en forme suivant le

profil en C qui est représenté sur la Fig. 4. Ils présen-

tent par conséquent une âme rectiligne 25 et des ailes re-

courbées vers l'intérieur 28, 29 qui comportent des joues

parallèles également rectilignes 26,27. Les profilés asso-

ciés ont leurs semelles ou âmes 25 adossées l'une à l'autre et le caséchéant fixées l'une à l'autre par soudage. Le béton au polystyrène 30 des éléments remplit les mailles situés entre les traverses adjacentes 19, comme schématisé en 31 sur la Fig. 1, et recouvre ainsi en deux couches minces 32,33 les ailes des profilés 17,18 en U, si bien qu'aucun des profilés de l'ossature en acier n'est visible,

puisque les couches 32,33 recouvrent les faces correspondan-

tes de l'ossature 34 des parois, telIesque les faces 35 et

36 de la Fig. 4.

La Fig. 5 est une coupe verticale avec arrachement

de l'un des- éléments modulaires 2 à 5 de la Fig. 2. Le pan-

neau de paroi 10 qui est coupé entre deux montants adja-

cents 23,24 porte extérieurement les couches 32,33 de béton au polystyrène, et on reconnaît ainsi la forme exacte des

profilés en U qui constituent les longerons du châssis.

Dans le panneau de plancher 9, le profilé en U comporte une âme 37 orientée verticalement en profil, et des ailes 38,39 orientées vers l'intérieur, l'aile inférieure 38 étant plus courte que l'aile supérieure 39 qui est en outre bordée par une lèvre 40 redressée vers le haut. Sur l'aile supérieure 39 repose l'âme 42 du longeron 41 du châssis. L'aile 43 du

longeron en U qui est disposée vers l'extérieur est relati-

vement moins haute que l'aile opposée 44 qui est en appui

contre la lèvre de bordure relevée 40, à laquelle une fixa-

tion vissée 45 la relie. Le'longeron supérieur 46 du châssis

comporte une âme 47 parallèle à l'âme 42 et une aile exté-

rieure 48 parallèle à l'aile extérieure 43 et en général dans le même plan que celle-ci. L'aile intérieure 49 est plus haute que l'aile extérieure 48 et présente en bordure une lèvre relevée 50, perpendiculaire au plan de l'ossature du

panneau et orientée horizontalement.

Les lèvres de bordure 50 en saillie sur les deux panneaux des parois longitudinales 10,12 servent à fixer le toit. Celui-ci est formé de panneaux élémentaires 51 garnis de mousse dure de polyuréthane 52, pour assurer l'isolation du toit. Ces panneaux 51 sont fixés au moyen de vis 53 sur les lèvres de bordure 50 en saillie sur les parois latérales.

Les caissons destinés à réaliser des locaux habita-

bles sont complétés par un plafond suspendu constitué par des plaques de parement 53a, en carton garni de plâtre, qui sont reliées par des tasseaux ou baguettes en bois 54, transversaux et longitudinaux, eux- mêmes fixés au toit formé par les panneaux 51. En outre, la face interne 55 de chaque panneau de paroi latérale est recouverte par une plaque de parement 56, pour obtenir sur les parois du bloc des faces internes lisses, susceptibles de recevoir un revêtement

de décoration.

La Fig. 6 permet de voir que la lèvre en saillie des deux longerons supérieure 46 des parois latérales 10,

12 présente une pente uniforme, de 5 , en p r o 1 o n -

geant l'aile interne 49 du profilé en U. Par voie de consé-

quences, les petits côtés 57 des panneaux 51 ont un plan de pose d'inclinaison uniforme, si bien que la pente ainsi réalisée au niveau supérieur assure l'écoulement des eaux pluviales. La couverture de protection du toit qui n'a pas été représentée sur les Figures peut être réalisée d'une

manière connue.

On peut voir les membrures verticales plus cour-

tes, ainsi que la forme de leur profil, sur la Fig. 7 qui

représente une coupe horizontale d'un coin d'un caisson.

Cette vue montre que ces membrures présentent un profil sy-

métrique 58 en U, avec une âme 61 dont le profil est rela-

tivement long, et deux ailes 62,63 dirigées vers l'inté-

rieur et réalisées comme pour tous les autres profilés à

partir d'une bande de tôle, par formage à froid et pliage.

Les faces extérieures 64 des âmes 61 sont découvertes et portent des profilés auxiliaires 65,66 fixés par des vis

de liaison 59. On obtient ainsi des pièces d'angle 60 réa-

lisées par assemblage avec les parois transversales 12,13.

Ces parois transversales présentent également sur leurs fa-

ces internes un revêtement constitué par des plaques de pare-

ment 56a.

Dans la variante de réalisation de la Fig;-. 8, le cais-

son en béton armé 100, représenté en perspective, comporte une plaque de toit continue 102 qui recouvre le bloc et dont le contour en plan correspond à celui d'une dalle continue de plancher 103. En outre, ce caisson 100 possède des parois longitudinales 104,105, ainsi que des parois transversales qui ne sont pas représentées sur la Fig. 8. Mais, comme on l'a représenté à titre d'exemple pour une fenêtre 106' de la

paroi longitudinale 104, il peut exister, au moins dans cer-

taines parois, des ouvertures pour des fenêtres ou des pôr-

tes. Les plaques du toit, du plancher et des parois du bloc en question sont construites avec le béton au polystyrène

conforme à l'invention. On peut découper ce béton, par exem-

ple à la scie, ce qui permet d'y réaliser des ouvertures même après coup, lorsque celles-ci n'ont pu être prévues

dans l'usine de préfabrication.

Dans cette variante de réalisation, les plaques que

l'on vient de décrire sont renforcées par des membrures.

Celles-ci diffèrent les unes des autres par la nature du

matériau et par leur profil.

Les parois longitudinales contiennent les membrures

de renfort 106 et 107, comme le montre la Fig. 8. Ces mem-

brures constituent des montants qui sont réalisés en tubes galvanisés dans le mode de réalisation considéré, et sont

disposés dans la section du grand panneau qui constitue cha-

cune des parois correspondantes 104,105. Ils s'étendent pa-

rallèlement aux faces verticales du panneau, sur toute la

hauteur de ce-grand élément.

Les membrures de renfort 108 à 110 de la dalle de toit 102 de la Fig.9, qui est une coupe selon II-II de la Fig.8,sontdespmrofilés en I. Ues rpooenLtenappui par leurs deux extremités sur des plaques de

tête 109' et 110' (Fig. 8) qui sont prévues sur les mon-

tants de renfort 106,107 des parois 104,105 et s'étendent transversalement par rapport au grand côté du pourtour en plan du bloc en béton armé 100. Les volumes libres entre

les membrures de renfort 108 à 110 sont remplis par un gar-

nissage de béton léger 111,112. Les membrures 108 à 110 sont comprises également dans la section transversale de la

dalle de toit.

La dalle de plancher 103 est représentée sur la

Fig. 10 et sur la Fig. 11, la Fig. 10 étant une coupe sui-

vant la ligne IV-IV de la Fig. 11, alors que la Fig. 11 est une vue de la dalle de plancher en plan par dessus. Cette dalle comporte une ossature constituée par des longerons parallèles 114,115, et par des traverses extrêmes 116,117 perpendiculaires aux longerons et reliées à ceux-ci par des assemblages rigides en flexion, à l'endroit des coins du châssis ainsi constitué. Celui-ci comporte encore d'autres éléments raidisseurs, à savoir un longeron axial 118 et des membrures transversales 119,120. On garnit cette ossature

en cadre avec du béton léger au polystyrène conforme à l'in-

vention, en bourrant,les mailles correspondantes, telles que

par exemple les mailles 121 et 122 de la Fig. 10.

A la différence des membrures porteuses 106,107 et

108 à 110, les éléments de renfort 114 à 120 sont des élé-

ments d'armature en béton armé, et cette armature est réa-

lisée à l'avance sous forme d'un ensemble monobloc.

On voit sur la Fig.8 que la dalle de plancher est pourvue de passages cylindriques parallèles 124, pour la circulation d'un fluide de chauffage, assurant un chauffage

par le plancher dans le caisson 100. On peut également pré-

voir des passages analogues 123 dans la dalle de toit,pour le chauffage d'un local situé au-dessus, qui se trouve

également desservi par la circulation du fluide de chauffa-

ge. Les dalles de toit, de plancher et des parois 102 à constituent des panneaux de grandes dimensions qui sont

fabriqués chacun dans un coffrage. Celui-ci peut être réali-

sé en acier mais il est constitué de préférence par des plaques en béton armé. Pour préparer le béton léger décrit

plus haut, on peut utiliser des déchets de polystyrène ex-

pansé, dit "Styropor", mais il est préférable de réaliser

un mélange à base de polystyrène expansé neuf, qui se pré-

sente initialement sous forme de perles. Celles-ci sont four-

nies suivant un spectre granulométrique déterminé, avec un calibre maximum de 4 mm de préférence, et livrées en vrac

à l'état sec en masse fluide.

Dans le mode de réalisation de la Fig. 12, on utilise

le béton au polystyrène tel que décrit plus haut pour réali-

ser un parpaing de grandes dimensions 201 qui est représenté en perspective. La face interne 200 et la'face externe 203

sont lisses après décoffrage, ainsi que les faces vertica-

les 204,205 qui délimitent les joints d'assemblage. Ces surfaces des joints comportent un évidement profilé 206 en

U, qui permet d'augmenter l'épaisseur du joint vertical.

En général, on se borne à garnir ce joint avec du mortier, mais on peut aussi y prévoir une armature de renfort. Les faces 207,208 des joints horizontaux sont planes et ne

présentent pas d'évidement.

On choisit l'épaisseur de ce parpaing suivant la

résistance nécessaire, telle que résultant de celle du bé-

ton au polystyrène dont est constitué ce bloc de maçonne-

rie de grandes dimensions 201. La classe de densité brute

correspond à 0,5. La classe de résistance correspond à 0,5.

A défaut d'autres indications, pour la fabrication et l'u-

tilisation on se conformera à la Norme DIN 18153 applica.-

ble aux parpaings creux en béton. Les dessins et modes de réalisation seront conformes à la Norme DIN 153, 1ère

Partie (Maçonnerie).

Le parpaing ci-dessus peut avantageusement présen- ter les caractéristiques suivantes:

- une hauteur de 64 cm environ, une longueur de 99 cm envi-

ron, et une épaisseur de 17,5 cm environ ou de 24 cm envi-

ron, suivant la résistance;

- il est constitué d'un matériau auquel on a ajouté en mé-

lange des particules de schiste expansé, à raison de 128 kg de particules ayant une grosseur de 4 à 8 mm, et de 399 kg environ de particules de 8 à 16 mm; - le-mélange utilisé pour le réaliser comporte en plus 240 kg de sable, la proportion de particules de schiste expansé étant alors réduite à 485 kg environ;

- le poids de particules de schiste expansé, réduit en rai-

son d'une addition de sable, correspond à environ 134 kg de particules ayant une grosseur de 4 à 8 mm, et à-environ

351 kg de particules de 8 à 16 mm; -

- il contient des granulats légers à base de cendres volan-

tes., à raison de 700 kg environ; - il contient des granulats légers à base d'argile expansée,

à raison d'environ 345 kg.

Les panneaux réalisés par moulage, tels que dé-

crits à propos du mode de réalisation considéré à titre d'exemple, peuvent également être mis en oeuvre dans un mode de construction par panneaux de grandes dimensions, pour

édifier des bâtiments complets.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, non plus qu'aux modes d'application, qui ont été décrits. On pourrait au contraire prévoir

diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Béton au polystyrène pour réaliser des éléments préfabriqués en béton, contenant, outre du ciment et un agrégat d'allégement, un granulat de polystyrène expansé,

caractérisé en ce que, pour assurer la solidité du maté-

riau durci, on ajoute dans le mélange de départ des fibres textiles alcalines pour les incorporer dans le béton au polystyrène.

2. Béton au polystyrène selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute en cours de malaxage dans le béton au polystyrène un agent destiné à en améliorer

l'aptitude à l'écoulement à l'état expansé.

3. Béton au polystyrène selon l'une des revendi-

cations 1 et 2, caractérisé en ce que pour une densité bru-

te d'environ 600 à 1.200 kg/m3 on prend environ 350 à 430kg de ciment (PZ 55) pour y ajouter environ 200 à 700 kg de sable pur, environ 600 à 500 litres de granulats et environ à 170 litres d'eau, ainsi qu'environ 600 g de fibres

textiles.

4. Béton au polystyrène selon l'une des revendi-

cations 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange

environ 200 litres de mousse.

5. Béton au polystyrène selon l'une des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres textiles se

présentent sous la forme de mèches de fibres de polypropy-

lène, ces fibres ayant une grosseur d'environ 20 à 40 mi-

crons et une largeur d'environ 100 à 300 microns, et les

mèches ayant une longueur d'environ 24 mm.

6. Utilisation du béton au polystyrène,

p o u r réaliser u n caisson modulaire, t e 1 en par-

ticulier qu'un conteneur habitable, à partir d'une ossa-

ture en acier (1), qui comporte une armature inférieure pour un plancher fermé (9), un toit formé de panneaux (51) et des parois latérales (10 à 13) pourvues de montants verticaux (23,24), caractérisée en ce que l'ossature en acier est constituée par des profilés à bords pliés à froid (23,24), obtenus à partir de bandes de tôle mises en forme à froid, ces profilés servant à réaliser pour la dalle de plancher (9) et pour les panneaux des parois (10 à 13) des armatures séparées et rigides en flexion (1), les montants

(23,24) des armatures (34) des parois constituant dans cel-

les-ci les membrures courtes (20,21) et en plus les traver-

ses parallèles, et en ce -que les garnissages (31) de béton au polystyrène (30) recouvrent les faces apparentes (35,36)

des armatures (34) qui sont reliées entre elles d'une maniè-

re rigide en flexion

7. Caisson modulaire selon la revendication 6,carac-

térisé en ce que les profilés en tôle pliée des traverses (19) sont constitués par une paire de profilés en C (23;24) qui présentent des ailes (26,27) de profil rectiligne et des bords (28,29) dirigés vers l'intérieur, et qui ont leurs âmes (25) adossées l'une contre l'autre et fixées l'une à l'autre, des profilés en U étant utilisés pour réaliser les longerons (17,18) des armatures, et en ce que les longerons (51) de l'armature de la dalle de plancher (9) présentent -des lèvres de bordure pliées en saillie (45), les longerons supérieurs (40) de l'armature des panneaux latéraux qui constituent les parois longitudinales (10,12) présentant des lèvres de bordure (50) repliées en saillie qui servent

pour la fixation du toit et qui définissent une pente uni-

forme pour le toit du caisson.

8. Caisson selon l'une des revendications 6 et 7,.

caractérisé en ce que le toit est constitué de panneaux (51) qui sont pourvus d'une couche de mousse de résine de polyuréthane (52) et dont les petits côtés (57) reposent sur les lèvres repliées en saillie (50), la face interne du toit située à l'intérieur du caisson étant pourvue d'un plafond suspendu constitué par des plaques de parement(53a)

qui se raccordent à des plaques de revêtement (56) des pa-

rois latérales (10-13).

9. Caisson selon l'une des revendications-6 à 8,

caractérisé en ce que la dalle de toit comporte des membru- res porteuses parallèles (108 à 110) constituées par des profilés en I, entre lesquelles est disposé un garnissage de béton au polystyrène (111,112), Ies panneauk des parois (104, ) comportant, pour soutenir les membrures (108 à 110), des montants verticaux (109,110) qui sont constitués par des

tronçons de profilés tubulaires.

10. Caisson selon la revendication 9, caractérisé -

en ce que la structure armée et rigide en flexion (116-120)

de la dalle de plancher (103) est constituée par un ensem-

ble monobloc de béton armé

11. Caisson selon l'une des revendications 9 et 10,

caractérisé en ce qu'au moins l'un des panneaux des parois latérales et/ou la dalle de toit ou de plancher comporte un système de chauffage mural et/ou par le plancher, pourvu

de passages de circulation intégrés (123,124).

12. Utilisation du béton au polystyrène,

selon l'une des revendications 1 à 5 p o u r réali-

ser en béton un parpaing de grandes dimensions destiné à édifier un mur maçonné, caractérisée en ce que ce parpaing présente une hauteur de 64cm environ, une longueur de 99cm environ, et une épaisseur de 17,5 cm environ ou de 24 cm

environ, suivant la résistance.

13. Parpaing de grandes dimensions selon la reven-

dication 12, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un matériau auquel on a ajouté en mélange des particules de schiste expansé, à raison de 128 kg de particules ayant

une grosseur de 4 à 8 mm, et de 399 kg environ de particu-

les de 8 à 16 mm.

14. Parpaing de grandes dimensions selon l'une

des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le

mélange utilisé pour le réaliser comporte en plus 240 kg de sable, la proportion de particules de schiste expansé étant alors réduite à 485 kg environ.

15. Parpaing de grandes dimensions selon l'une

des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le poids

de particules de schiste expansé, réduit en raison d'une addition de sable, correspond à environ 134 kg de particules ayant une grosseur de 4 à 8 mm, et à environ 351 kg de

particules de 8 à 16 mm.

16. Parpaing de grandes dimensions selon l'une

des revendications 12 à 15, caractérisé en ce qu'il contient

des granulats légers à base de cendres volantes, à raison

de 700 kg environ.

17. Parpaing de grandes dimensions selon l'une des

revendications 12 à 16, caractérisé en ce qu'il contient

des granulats légers à base d'argile expansée, à raison

d'environ 345 kg.

18. Elément préfabriqué en béton, caractérisé en

ce qu'il est confectionné avec le béton au polystyrène con-

forme à l'une des revendications 1 à 5.