FR2710665A1 - Procédé de fabrication d'une construction en béton perméable à l'eau, et construction réalisée avec ce procédé. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication de construction en béton, perméable à l'eau, comprenant les étapes consistant à: - préparer une composition de béton constituée de: - 300 à 400kg de ciment par m3 de la composition de béton, - 0,008 à 0,04 part de poids de liant par part de poids de ciment, - 0,3 à 0,45 part de poids d'eau par part de poids de ciment, et - 1.790 à 2.150kg de granulat par m3 de la composition de béton, le granulat comprenant d'une part du sable et d'autre part de la pierre concassée et/ou du gravier, dans un rapport de poids compris entre 5:95 et 20:80, ladite pierre concassée possédant une taille de grains de 2,5 à 5mm et ledit gravier une taille de grains de 5 à 10mm, - laisser prendre la composition de béton pour former une construction en béton perméable à l'eau, et - appliquer sur la surface de la construction en béton de l'eau sous très haute pression, avec une pression de 1.000 x 105 Pa à 2.500 x 105 Pa, afin de décaper le granulat qui, dans une couche superficielle de la construction en béton, recouvre le mortier de ciment pris.
Description
La présente invention concerne un procédé de
fabrication d'une construction en béton, perméable à l'eau.
Depuis peu, les effets néfastes de la croissance des villes sont devenus sensibles dans de nombreux domaines. L'un de ces effets est que l'infiltration de l'eau dans le sol est stoppée par des constructions telles que les revêtements routiers en béton ou en asphalte, d'o une diminution rapide des eaux souterraines, ce qui se traduit par un affaissement du sol, un ralentissement de la croissance des plantes ou des arbres, une modification de l'écologie des organismes présents dans le sol, etc. De plus, lors de précipitations violentes de courte durée, l'eau de pluie est concentrée sur ces revêtements et une partie du revêtement se trouve noyée, même si la quantité totale d'eau de pluie n'est pas très grande. Tout ceci est devenu un problème important pour la société. Afin de supprimer ces inconvénients, on a développé
un revêtement routier en asphalte perméable à l'eau.
Mais le revêtement routier en asphalte perméable à
l'eau présente de nombreux problèmes, tels qu'une perméabi-
lité à l'eau et une capacité de retenue d'eau insuffisantes, un ramollissement de l'asphalte sous l'action du soleil, comblant ainsi les lacunes qui contribuent à la perméabilité à l'eau, et une détérioration prononcée de l'asphalte au cours du temps. On a donc développé une construction en béton possédant une perméabilité à l'eau et une capacité de retenue d'eau améliorées, ce qui est obtenu en remplaçant l'asphalte par du ciment (brevet japonais soumis à l'inspection publique
(KOKAI) 59-206502 (206502/1984)).
La construction en béton perméable à l'eau présente un problème consistant en ce que des particules solides, telles que de la poussière ou des saletés, pénètrent dans les lacunes de la couche superficielle de la construction qui contribuent à la perméabilité à l'eau, de sorte que la
perméabilité à l'eau diminue peu à peu.
On a par ailleurs développé un revêtement routier en béton de ciment, perméable à l'eau et présentant un meilleur aspect de surface obtenu par la couleur naturelle du granulat ou la couleur du granulat coloré, le revêtement routier étant réalisé en décapant la surface du revêtement
routier en béton de ciment pris, avec une polisseuse conven-
tionnelle utilisant des billes de fer ou du sable.
Toutefois, lorsqu'on utilise ce décapage pour traiter la surface du revêtement routier en béton de ciment perméable à l'eau, les billes de fer ou le sable utilisés pénètrent dans les lacunes qui procurent la perméabilité à l'eau, de sorte que la perméabilité à l'eau est réduite. De plus, lorsqu'on utilise des billes de fer, l'aspect extérieur est nettement dégradé par la rouille du fer. En outre, si le décapage est effectué par temps de pluie, il est difficile de retirer les billes de fer usagées et de réutiliser les billes de fer humides, ce qui diminue le rendement d'exécution. De plus, ce décapage ne permet pas de traiter les bords du revêtement routier, de sorte qu'on ne peut obtenir une
surface de finition uniforme.
La présente invention a pour but d'éliminer sensiblement les défauts ou insuffisances rencontrés dans l'art antérieur, et de fournir un procédé pouvant être mis en oeuvre aisément et sans dégrader la perméabilité à l'eau et l'aspect extérieur pendant l'utilisation, afin de réaliser une construction en béton amélioré qui possède, sur une longue durée, à la fois une perméabilité à l'eau suffisante et une surface d'aspect extérieur amélioré, obtenu par la couleur naturelle du granulat ou par la couleur du granulat
coloré.
Selon la présente invention, ce but, et d'autres
encore, peuvent être atteints grâce à un procédé de fabrica-
tion de construction en béton, perméable à l'eau, comprenant les étapes consistant à: -préparer une composition de béton constituée de: - 300 à 400kg de ciment par m3 de la composition de béton, - 0,008 à 0,04 part de poids de liant par part de poids de ciment, - 0,3 à 0,45 part de poids d'eau par part de poids de ciment, et - 1.790 à 2.150 kg de granulat par m3 de la composition de béton, le granulat comprenant d'une part du sable et d'autre part de la pierre concassée et/ou du gravier, dans un rapport de poids compris entre 5:95 et 20:80, ladite pierre concassée possédant une taille de grains de 2,5 à 5mm et ledit gravier une taille de grains de 5 à 10mm, - laisser prendre la composition de béton pour former une construction en béton perméable à l'eau, et - appliquer sur la surface de la construction en béton de l'eau sous très haute pression, avec une pression de 1.000 x 10 Pa 2.500 x 10 5Pa afin de décaper le granulat qui, dans une couche superficielle de la construction en béton,
recouvre le mortier de ciment pris.
Selon la présente invention, la perméabilité à l'eau n'est pas réduite, mais nettement augmentée. Il devient difficile à des particules solides telles que de la poussière ou des saletés de pénétrer dans les lacunes de la surface, de sorte qu'une perméabilité élevée à l'eau peut être conservée pendant une longue durée. De plus, l'aspect extérieur n'est pas dégradé. Il est possible de régler aisément la pression de l'eau sous très haute pression, en fonction de à la consistance de la pâte de ciment et de l'épaisseur du mortier de ciment recouvrant le granulat, de sorte que le rendement d'exécution est augmenté d'environ 50%. De plus, il est
possible de traiter les bords du revêtement routier en béton.
Le ciment utilisé pour le procédé selon la présente invention peut être un ciment Portland, tel que du ciment Portland normal ou à très haute résistance initiale, un ciment de haut fourneau ou un ciment de silice; il s'agira de préférence de ciment de Portland normal ou à très haute résistance initiale, et en particulier de ciment Portland normal. La quantité de ciment à employer est de 300 à
400kg, et de préférence de 320 à 370kg, par m3 de la composi-
tion de béton. Si la quantité de ciment est inférieure à
300kg, la résistance de la construction en béton est insuffi-
sante, et si la quantité de ciment est supérieure à 400kg, la résistance de la construction en béton est augmentée mais la perméabilité à l'eau est réduite. C'est pourquoi l'on définit la quantité de ciment comme étant de 300 à 400kg par m3 de la
composition de béton.
Le liant a pour fonction d'augmenter la perméabi-
lité à l'eau de la construction en béton, en plus de ses fonctions connues telles que l'augmentation du pouvoir de liaison des granulats, la diminution du taux de retrait lors du séchage de la composition de béton, et la meilleure façonnabilité grâce à l'amélioration de la consistance. Le liant égalise la surface de la couche de mortier au ciment recouvrant le granulat, supprimant ainsi le phénomène de moussage qui se produit suite à la présence de bulles d'air dans l'eau lorsque de l'eau traverse les lacunes de la
construction en béton. De plus, le liant engendre la forma-
tion de lacunes mutuellement reliées à l'intérieur de la construction en béton, augmentant ainsi la proportion de
lacunes continues dans la construction en béton.
Le liant utilisé pour le procédé selon la présente invention peut être l'un quelconque des types de liants qui sont d'une manière générale ajoutés à du mortier de ciment,
par exemple du caoutchouc naturel ou du caoutchouc synthéti-
que tel que du caoutchouc au styrène-butadiène (SBR) ou du caoutchouc butadiène acrylo-nitrile (NBR), une résine acrylique ou une résine époxy. Le liant est habituellement ajouté sous forme d'émulsion. Le liant en émulsion peut être du JSR TOMAC SUPER (produit par Japan Synthetic Rubber Co. Ltd, l'émulsion possédant une teneur en matière solide de %), qui contient du liant de latex du type du caoutchouc au styrène- butadiène, ou du X-5142 (produit par ACR Co. Ltd), qui contient du liant acrylique. Si l'on utilise du JSR TOMAC SUPER, la résistance à la flexion de la construction en béton est augmentée d'environ 10 à 60%. Si l'on utilise du X-5142, la résistance à la flexion de la construction en béton est
augmentée d'environ 60 à 90%.
La quantité de liant à employer est de 0,008 à 0,04 part de poids, et de préférence de 0,015 à 0,03 part de poids, par part de poids de ciment. Si la quantité de liant est inférieure à 0,008 part de poids, la résistance de la construction en béton est insuffisante, et si la quantité de liant est supérieure à 0,04 part de poids, la perméabilité à l'eau est moins bonne. C'est pourquoi, pour le procédé selon la présente invention, on définit la quantité de liant comme étant de 0,008 à 0,04 part de poids par part de poids de ciment. La quantité d'eau à employer est de 0,30 à 0,45 part de poids, et de préférence 0,35 à 0,40 part de poids, par part de poids de ciment. Si la quantité d'eau est inférieure à 0,30 part de poids, il est impossible de préparer une composition de béton possédant une homogénéité suffisante, et si la quantité d'eau est supérieure à 0,45 part de poids, la perméabilité à l'eau est moins bonne. C'est pourquoi l'on définit la quantité d'eau comme étant de 0,30
à 0,45 part de poids par part de poids de ciment.
Le sable utilisé pour le procédé selon la présente invention peut être l'un quelconque des sables qui sont utilisés d'une manière générale, tels que du sable naturel,
du sable artificiel ou des déchets de criblage.
La pierre concassée qui peut être utilisée pour le procédé selon la présente invention possède une taille de grains de 2,5 à 5 mm. Cela signifie, en général, que 100 % de la pierre concassée de cette taille est capable de traverser un tamis possédant des ouvertures de tamisage de 13 mm (correspondant à un tamis normalisé JIS (norme industrielle japonaise) possédant des ouvertures de tamisage de 12,7 mm), que 85 à 100 % de ladite pierre concassée peut traverser un
tamis possédant des ouvertures de tamisage de 5 mm (corres-
pondant à un tamis normalisé JIS possédant des ouvertures de tamisage de 4760 microns), que 0 à 25 % de ladite pierre concassée peut traverser un tamis possédant des ouvertures de tamisage de 2,5 mm (correspondant à un tamis normalisé JIS possédant des ouvertures de tamisage de 2380 microns), et que 0 à 5% de ladite pierre concassée peut traverser un tamis possédant des ouvertures de tamisage de 1,2 mm (correspondant à un tamis normalisé JIS possédant des ouvertures de tamisage de 1190 microns). Tout particulièrement, la pierre concassée préférentielle à employer pour la présente invention est
celle de catégorie S-5 (Taille 7) selon la norme JIS.
Le gravier qui peut être utilisé pour le procédé selon la présente invention possède une taille de grains de à 10 mm. Le rapport de poids du sable à la pierre concassée et/ou au gravier est compris entre 5:95 et 20:80, et de préférence entre 10:90 et 15:85. Si la proportion de sable est inférieure à la limite inférieure, la résistance de la construction en béton est nettement diminuée, et si la proportion de sable est supérieure à la limite supérieure, la perméabilité à l'eau devient moins bonne. C'est pourquoi l'on définit le rapport de poids du sable à la pierre concassée
et/ou au gravier comme étant de 5:95 à 20:80.
Il est possible de remplacer une partie, de
préférence 10 à 30% en poids, de la pierre concassée possé-
dant une taille de grains de 2,5 à 5mm, par de la pierre concassée possédant une taille de grains de 5 à 13mm, en particulier de la pierre concassée de catégorie S-13 (Taille 6) selon la norme JIS. En utilisant de la pierre concassée possédant une taille de grains de 5 à 13mm, on augmente
encore la résistance de la construction en béton.
La quantité de granulat qui est utilisée pour le procédé selon la présente invention est le reste nécessaire pour totaliser lm3 de la composition de béton comprenant le ciment, le liant et l'eau dans les quantités respectives décrites ci-avant. La quantité de granulat s'élève en général à 1.790 à 2.150kg par m3 de la composition de béton. La quantité de sable s'élève en général à 179 à 232kg par m3 de la composition de béton, et la quantité de pierre concassée possédant une taille de grains de 2,5 à 5mm, et/ou de gravier possédant une taille de grains de 5 à 10mm, s'élève en
général à 1.520 à 1.940kg par m3 de la composition de béton.
Des additifs conventionnels, tels que des colo-
rants, par exemple du rouge indien, de l'oxyde de chrome (vert), etc, peuvent en outre être ajoutés à la composition
de béton selon la présente invention.
La composition de béton est préparée en mélangeant le ciment, le liant, l'eau et le granulat dans les quantités respectives définies, et de préférence en mélangeant d'abord l'eau, le ciment et le liant, puis en ajoutant le granulat à
ce mélange.
La construction en béton selon la présente inven-
tion peut consister en des corps façonnés tels que des blocs
de béton, ou en un revêtement routier.
La construction en béton est réalisée en laissant prendre la composition de béton. Lorsque la construction en béton fabriquée consiste en un revêtement routier en béton, la composition de béton est, par exemple, malaxée dans une installation à mélanger le béton, à la suite de quoi le mélange malaxé est transporté sur le lieu d'utilisation en
utilisant un camion bétonnière ou un camion à benne basculan-
te, puis déversé, puis nivelé et damé à l'aide d'une finis-
seuse d'asphalte (par le mouvement ascendant et descendant
d'un pilon et le mouvement vibrant d'une poutre égaliseuse).
Les lacunes, en particulier les lacunes continues, présentes dans la construction en béton ne sont pas broyées par l'utilisation de la finisseuse d'asphalte, de sorte qu'on peut fabriquer un revêtement routier en béton possédant une perméabilité à l'eau et une capacité de retenue d'eau élevées. De plus, le granulat n'est pas brisé par le damage, de sorte qu'on peut produire un revêtement routier en béton
possédant une perméabilité à l'eau et une résistance élevées.
On laisse ensuite durcir et prendre le revêtement routier en
béton damé.
L'eau sous très haute pression qui, dans le procédé selon la présente invention, est appliquée sur la surface de la construction en béton pris perméable à l'eau, afin de décaper le granulat qui recouvre le mortier de ciment pris dans la couche superficielle de la construction en béton pris, est à une pression de 1.000 x 105Pa à 2.500 x 105Pa, de préférence de 1.500 x 10 5Pa à 2.500 x 10 5Pa, et d'une manière encore plus préférentielle de 2.000 x 105Pa à 2.500 x 105Pa. Si l'on applique de l'eau sous très haute pression, possédant par exemple une pression de 2.500 x 10 5Pa, il est possible d'arrondir, en les décapant, les pointes saillantes de granulat. Grâce à cela, on obtient un granulat de surface lisse tandis que le mortier au ciment pris recouvrant le granulat est décapé, supprimant ainsi le moussage qui se produit suite à la présence de bulles d'air dans l'eau lorsque de l'eau traverse les lacunes de la construction en béton. En consequence, la perméabilité à l'eau est encore améliorée, et il devient plus difficile à des particules solides telles que de la poussière ou des saletés de pénétrer dans les lacunes, de sorte qu'une perméabilité élevée à l'eau
est conservée pendant une plus longue durée.
La quantité d'eau qui est appliquée sur la surface de la construction en béton dans le procédé selon la présente invention s'élève en général à 10 à 211/min, de préférence 201/min. L'eau sous très haute pression est de préférence appliquée sur la surface par pulvérisation, au moyen d'une buse spéciale. Un appareil pour fournir l'eau à très haute pression est, par exemple, le Leitance Remover, marque déposée (produit par Flow Co. Ltd), ou le Jet Pack, marque
déposée (produit par Flow Co. Ltd).
Le coefficient de perméabilité à l'eau de la construction en béton perméable à l'eau réalisée selon la présente invention est de 3x10- à 8x10 cm/sec, la proportion de lacunes dans ladite construction étant de 15 à 30%. La
résistance à la compression (au bout de 4 semaines, durcisse-
ment dans de l'eau à 20 C) de la construction en béton perméable à l'eau selon la présente invention est de 100 à daN/m2, et la résistance à la flexion (au bout de 4 semaines, durcissement dans de l'eau à 20 C) de ladite
construction est de 20 à 30 daN/m2.
L'exemple qui suit sert à illustrer plus en détail
i5 la présente invention, sans que cet exemple soit limitatif.
EXEMPLE
Une composition de béton possédant la formulation suivante, pour lm3 de la composition de béton: ciment Portland norma 1330kg liant (JSR TOMAC SUPER) 12kg (poids de matière solide en émulsion) eau 105kg et granulat, constitué de sable et de pierre concassée (de taille 7) selon la norme JIS, dans un rapport de poids de 10:90 1.970kg, a été déversée sur un revêtement de route et, à l'aide d'une finisseuse d'asphalte, nivelée et damée par le mouvement ascendant et descendant d'un pilon et le mouvement vibrant d'une poutre égaliseuse. Le revêtement routier en béton perméable à l'eau ainsi obtenu (10cm d'épaisseur) possédait un coefficient de perméabilité à l'eau de 3xlO1cm/sec. La proportion de lacunes dans ce revêtement était de 22%, sa résistance à la compression de 135 daN/m2 et sa résistance à
la flexion de 28 daN/m2.
Le mortier au ciment recouvrant le granulat dans la couche superficielle a ensuite été décapé en appliquant de l'eau à très haute pression, avec une pression de 2.500 x 105Pa, par pulvérisation sur la surface du revêtement routier, en une quantité de 21 litres par minute et en utilisant l'appareil Leitance Remover (marque déposée). On a effectué deux pulvérisations d'eau à très haute pression, afin d'obtenir une finition de surface égale ou supérieure à celle apportée par le décapage conventionnel (utilisant des billes ou du sable), et on a constaté que l'efficacité du10 résultat était augmentée de 50 %. Le mortier au ciment décapé a été retiré par la méthode décrite, par exemple, dans le brevet japonais soumis à l'inspection publique (KOKAI)
3-137310 (137310/1991).
Le revêtement routier en béton ainsi réalisé possédait un coefficient de perméabilité à l'eau de 6x101 cm/sec. La proportion de lacunes dans ce revêtement était de 26%.
Claims (6)
1.-Procédé de fabrication d'une construction en béton, perméable à l'eau, comprenant les étapes consistant à: -préparer une composition de béton constituée de: - 300 à 400kg de ciment par m3 de la composition de béton, - 0,008 à 0,04 part de poids de liant par part de poids de ciment, - 0,3 à 0,45 part de poids d'eau par part de poids de ciment, et
- 1.790 à 2.150 kg de granulat par m3 de la composi-
tion de béton, le granulat comprenant d'une part du sable et d'autre part de la pierre concassée et/ou du gravier, dans un rapport de poids compris entre 5:95 et 20:80, ladite pierre concassée possédant une taille de grains de 2,5 à 5mm et ledit gravier une taille de grains de 5 à 10mm, -laisser prendre la composition de béton pour former une construction en béton perméable à l'eau, et -appliquer sur la surface de la construction en béton de l'eau sous très haute pression, avec une pression de 1.000 x 105Pa à 2.500 x 105Pa, afin de décaper le granulat qui, dans une couche superficielle de la construction en
béton, recouvre le mortier de ciment pris.
2.-Procédé selon la revendication 1, dans lequel la pierre concassée possédant une taille de grains de 2,5 à 5 mm est en partie remplacée par de la pierre concassée possédant
une taille de grains de 5 à 13 mm.
3.-Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'eau sous très haute pression possède une pression de 2.000
x 105Pa à 2.500 x 105Pa.
4.-Procédé selon la revendication 1, dans lequel la
construction en béton est un revêtement routier en béton.
5.-Procédé selon la revendication 4, dans lequel, pour former le revêtement routier en béton, on déverse la composition de béton sur un encaissement de route, on la nivelle et on la dame à l'aide d'une finisseuse d'asphalte,
et on la laisse prendre et durcir.
6.-Construction en béton réalisée en mettant en
oeuvre le procédé selon la revendication 1.
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