FR2933633A1

FR2933633A1 - Spherical shaped concrete buried tank manufacturing method for storing water, involves superpositioning half tanks by their planes, and forming sealing and mechanical connection joint to joint plane

Info

Publication number: FR2933633A1
Application number: FR0854748A
Authority: FR
Inventors: Bruno Allegret; Philippe Edme; Corinne Moreau
Original assignee: OPTIM EAU SARL
Current assignee: OPTIM EAU SARL
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-15
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: FR2933633B1

Abstract

The method involves placing interior and exterior molds, and pouring fluid in a free space through a hole formed in an upper part of the exterior mold to allow introduction of concrete. The exterior mold is withdrawn, and a half tank (Sinf) is removed from the mold to manufacture the half tank. The molds placing, fluid flow pouring, concrete curing obtaining and the half-tank demolding processes are repeated to manufacture a half tank (Ssup). The half tanks are superpositioned by their planes, and a sealing and mechanical connection joint is formed in the joint plane. Independent claims are also included for the following: (1) a concrete buried tank comprising a base in an upper part with a hole access to an interior of the tank (2) a mold for manufacturing a concrete buried tank.

Description

PROCEDE ET DISPOSTIF DE REALISATION D'UNE CUVE EN BETON NOTAMMENT POUR CONSTITUER UNE RESERVE D'EAU METHOD AND DEVICE FOR MAKING A CONCRETE VESSEL, IN PARTICULAR TO CONSTITUTE A WATER RESERVE

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une cuve en béton de forme sensiblement sphérique ainsi que la cuve ainsi obtenue et le moule associé. Le marché des cuves de réserve d'eau notamment, pour les particuliers, est en très nette croissance et il existe une demande pour des cuves de grand volume, enterrées afin de ne pas encombrer le sol et de ne pas être inesthétiques. Une solution d'un prix de revient adapté pour l'application est la réalisation de cuves en béton. Ces cuves sont parallélépipédiques généralement car la réalisation est ainsi obtenue par des parois planes, parallèles et perpendiculaires donc facilement réalisables. Ces techniques sont généralement issues du bâtiment, domaine dans lequel les parois sont perpendiculaires. Ces cuves sont ensuite mises en place enterrées dans une fouille préalablement réalisée par tout moyen adapté, notamment au moyen d'une pelleteuse. Par contre, il est nécessaire de transporter cette cuve du lieu de fabrication jusqu'au lieu de mise en fouille. Le transport s'effectue par camion et doit donc respecter le gabarit routier et dans certains cas ce trajet nécessite un transport spécial en convoi exceptionnel. A l'arrivée sur le lieu d'installation, il est nécessaire de prévoir une grue car le poids de ce type de cuve est très important et un simple chariot élévateur ou le bras de l'engin de terrassement ne suffit pas. The present invention relates to a method for producing a concrete vessel of substantially spherical shape as well as the tank thus obtained and the associated mold. The market for water storage tanks, particularly for individuals, is growing sharply and there is a demand for large tanks, buried so as not to clutter the soil and not be unsightly. A solution of a cost price adapted for the application is the realization of concrete tanks. These tanks are parallelepipedic generally because the realization is thus obtained by flat, parallel and perpendicular walls thus easily achievable. These techniques are generally from the building, area in which the walls are perpendicular. These tanks are then placed buried in a search previously carried out by any suitable means, including by means of an excavator. However, it is necessary to transport this tank from the place of manufacture to the place of excavation. Transport is by truck and must therefore respect the road gauge and in some cases this journey requires special transport in exceptional convoy. On arrival at the place of installation, it is necessary to provide a crane because the weight of this type of tank is very important and a simple forklift or the arm of the earthmover is not enough.

Le poids important résulte du fait que la poussée des terres nécessite une paroi épaisse en béton car les efforts s'exercent dans une direction normale à la surface qui est plane. Les calculs de résistance des matériaux surtout dès que les dimensions sont importantes, conduisent à des parois épaisses pour éviter le flambage. Ainsi, une cuve parallélépipédique de 10m3 par exemple, soit 3,1m x 2,45m x 2,0m en béton conduit à des poids de 6,8tonnes, avec des épaisseurs de chaque paroi 5 de 9/10 cm. Le but de la présente invention est de proposer une cuve de forme arrondie, c'est-à-dire sphérique ou ovoïde, réalisée en deux parties, assemblées. L'invention revendique un procédé de fabrication, la cuve réalisée, ainsi que les moules pour la mise en oeuvre du procédé. 10 Ainsi l'invention pallie de nombreux problèmes soulevés par les fabrications antérieures. La structure de forme arrondie ou ovoïde et plus particulièrement de forme sphérique permet une bien meilleure résistance aux efforts résultant de la poussée des terres, car la pression s'exerce suivant une direction convergeant 15 en un point, le centre de la sphère. De fait, la résistance mécanique étant beaucoup plus importante, la paroi de la sphère peut être diminuée, et le poids d'une cuve sphère en béton en lieu et place d'une forme parallélépipédique permet une diminution du poids de béton de l'ordre de 40 %. 20 Ceci autorise dès lors un transfert de la cuve au moyen d'un simple chargeur ou du bras de l'engin de terrassement notamment celui de la pelleteuse couramment utilisée pour la réalisation de la fouille. De même, le procédé prévoit le recours à des moules en matériau composite. Ces moules présentent l'avantage de pouvoir être transportés de façon aisée car il 25 s'agit de demi-moules d'une part et en matériau composite d'autre part. La réalisation des moules en matériau composite par moulage est extrêmement précise autorisant des formes conduisant à l'obtention d'une cuve finie avec des parois d'épaisseurs variables, calculées en fonction du profil des poussées des terres afin de répondre de façon parfaitement adaptée aux sollicitations exercés en fonction de la zone concernée. La réalisation de moules en matériau composite est extrêmement rapide comparée à celle des moules métalliques qui fait appel au mécano-soudage. The significant weight results from the fact that the thrust of the land requires a thick wall of concrete because the forces are exerted in a normal direction to the surface which is flat. The resistance calculations of the materials, especially when the dimensions are large, lead to thick walls to avoid buckling. Thus, a parallelepipedic tank of 10m3 for example, ie 3.1m x 2.45m x 2.0m of concrete leads to weights of 6.8 tons, with thicknesses of each wall 5 of 9/10 cm. The purpose of the present invention is to provide a round-shaped bowl, that is to say, spherical or ovoid, made in two parts, assembled. The invention claims a manufacturing process, the tank made, and the molds for carrying out the process. Thus, the invention overcomes many of the problems raised by prior fabrications. The structure of rounded or ovoid shape and more particularly of spherical shape allows a much better resistance to the forces resulting from the thrust of the land, because the pressure is exerted in a direction converging at one point, the center of the sphere. In fact, the mechanical strength being much greater, the wall of the sphere can be decreased, and the weight of a concrete sphere tank in place of a parallelepiped shape allows a reduction of the concrete weight of the order 40%. This therefore allows a transfer of the tank by means of a simple loader or the arm of the earthmoving machine including that of the excavator commonly used for the realization of the excavation. Similarly, the method provides for the use of molds of composite material. These molds have the advantage of being transported easily because they are half-molds on the one hand and composite material on the other. The production of molds made of composite material by molding is extremely precise, allowing forms leading to the production of a finished tank with walls of variable thickness, calculated according to the profile of the earth's thrusts in order to respond in a perfectly adapted manner to solicitations exercised according to the area concerned. The production of molds made of composite material is extremely fast compared to that of metal molds which uses mechanical welding.

Un moule en matériau composite présente un excellent état de surface qui facilite le démoulage et qui confère un aspect esthétique très satisfaisant à la paroi extérieure de la cuve ainsi réalisée. De même, la paroi intérieure qui est également venue de moulage à partir d'un moule en matériau composite, confère un excellent état de surface qui facilite notamment la maintenance. A composite material mold has an excellent surface condition which facilitates demolding and which gives a very satisfactory aesthetic appearance to the outer wall of the tank thus produced. Similarly, the inner wall which is also molded from a mold of composite material, provides an excellent surface condition which particularly facilitates maintenance.

La mise en oeuvre du moule est extrêmement rapide, ce qui conduit à augmenter les cadences de fabrication. De plus, comme les volumes sont relativement faibles et les épaisseurs réduites, les bulles migrent aisément et les défauts sont en nombre très restreint comparés aux produits de l'art antérieur, évitant d'avoir à vibrer le béton ainsi coulé. Le procédé selon la présente invention est maintenant décrit en détail suivant un mode de réalisation non limitatif et à caractère illustratif, ceci en regard des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent : - figures 1A à 1F : un synoptique des étapes du procédé selon la présente invention, - figure 2 : une vue en perspective d'une cuve obtenue selon le procédé, - figures 3A à 3D : des vues des moules hémisphériques utilisés par le procédé, - figure 4 : une vue en coupe d'une cuve obtenue par la mise en oeuvre du 25 procédé selon la présente invention, et - figure 5 : une vue d'un mode de réalisation à paroi d'épaisseur variable en perspective et en coupe Le procédé est applicable à toute forme de révolution mais des raisons de simplification, la description envisage le meilleur mode de réalisation et vise une application à la réalisation d'un moule sphérique. Selon le procédé de la présente invention, on pose un premier moule 10-1 hémisphérique, intérieur sur une surface de coulée, le pôle orienté vers le haut. Ainsi, le plan de joint de ce premier moule repose sur ladite surface de coulée. Ce moule comporte un rebord 12-1 permettant de l'immobiliser sur la surface S de coulée par tout moyen adapté et permettant d'assurer une reprise des efforts au sol, voir figure 1A. The implementation of the mold is extremely fast, which leads to increase the production rates. In addition, because the volumes are relatively small and the thicknesses reduced, the bubbles migrate easily and defects are very limited compared to the products of the prior art, avoiding having to vibrate the concrete thus cast. The method according to the present invention is now described in detail according to a nonlimiting embodiment and illustrative, this with reference to the accompanying drawings, drawings in which the different figures represent: - Figures 1A to 1F: a block diagram of the process steps according to the present invention, - figure 2: a perspective view of a tank obtained according to the method, - figures 3A to 3D: views of the hemispherical molds used by the process, - figure 4: a sectional view of a tank obtained by the implementation of the method according to the present invention, and - FIG. 5: a view of an embodiment with a wall of varying thickness in perspective and in section. The method is applicable to any form of revolution but reasons For simplification, the description contemplates the best embodiment and aims at an application to the realization of a spherical mold. According to the method of the present invention, a first hemispherical mold 10-1 is placed inside, on a casting surface, the pole facing upwards. Thus, the joint plane of the first mold rests on said casting surface. This mold comprises a flange 12-1 to immobilize it on the casting surface S by any suitable means and to ensure a recovery of the forces on the ground, see Figure 1A.

Sur ce premier moule est rapporté un second moule 10-2 extérieur de profil conjugué du premier et laissant subsister un espace e libre avec le premier moule 10-1, voir figure 1B. Cet espace libre est dit espace libre de coulée du béton et peut être de dimensions variables suivant les besoins, ainsi qu'il sera expliqué plus avant. On this first mold is reported a second outer mold 10-2 conjugate profile of the first and leaving a free space e with the first mold 10-1, see Figure 1B. This free space is said free space of casting of the concrete and can be of variable dimensions according to the needs, as it will be explained further.

Afin de permettre un parfait positionnement du second moule par rapport au premier, le second moule comporte également un rebord 12-2 apte à venir coopérer en position avec la rainure 12-1 du premier moule. Ce second moule comporte un trou 14 en partie supérieure au pôle de façon à permettre l'introduction de béton 16 à partir d'une manche 18 par exemple munie d'un cône de coulage pour permettre une bonne répartition du béton. Le béton approprié est ainsi coulé, sans armature métallique, éventuellement avec intégration de fibres de renfort et avec la viscosité de coulage appropriée. Une fois la prise du béton effectuée, voire un séchage partiel afin de lui conférer des caractéristiques mécaniques suffisantes, le second moule 10-2 est retiré, figure 1C, de façon à permettre un accès à la demi sphère inférieure Sinf de la cuve, qui est une hémisphère pleine. Cette demi sphère inférieure Sinf est retirée du premier moule 10-1 et mise en réserve avant assemblage, figure lb. In order to allow perfect positioning of the second mold with respect to the first, the second mold also comprises a flange 12-2 adapted to cooperate in position with the groove 12-1 of the first mold. This second mold has a hole 14 at the top of the pole so as to allow the introduction of concrete 16 from a sleeve 18 for example provided with a casting cone to allow a good distribution of concrete. The appropriate concrete is thus cast, without metal reinforcement, possibly with integration of reinforcing fibers and with the appropriate pouring viscosity. Once the setting of the concrete has been carried out, or even a partial drying in order to give it sufficient mechanical characteristics, the second mold 10-2 is removed, FIG. 1C, so as to allow access to the lower half-sphere Sinf of the vessel, which is a full hemisphere. This lower half sphere Sinf is removed from the first mold 10-1 and stored before assembly, FIG.

On procède de la même façon avec des moules 20-1 et 20-2 ayant des rebords 22-1 et 22-2 pour réaliser une demi sphère supérieure Ssup. Cette demi sphère est légèrement différente en ce sens qu'elle est munie, comme montré sur la figure 1E, d'une embase 24 formant une zone plane munie en son centre d'un trou d'accès 26 On obtient ainsi comme montré sur la figure 1E deux demi sphères Sinf et Ssup avec des bords francs et plans et qui peuvent être rapportées l'une sur l'autre comme cela est représenté sur la figure 1F. On obtient alors une cuve sphérique. En variante, les rebords des deux demi- sphères peuvent éventuellement comporter des bords avec des décrochements comme montré en coupe agrandie sur la figure 1F, quelle que soit la forme retenue ce qui facilite le centrage, sans que cela soit une nécessité. De plus dans le cas d'une paroi mince comme dans la cuve obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, l'épaisseur de paroi est telle qu'un tel décrochement risque de fragiliser les bords et sera donc évité. Une solution consiste dans ce cas à ménager une surépaisseur périphérique de la paroi au droit de ce plan de joint De même, sans que cela modifie les étapes précédentes du procédé, il est possible de ménager des pieds 27 sur la demi-sphère inférieure comme illustrés sur la figure 1F. Il suffit de ménager les volumes correspondant dans le moule, ce qui est aisé du fait de la réalisation des moules en matériau composite. Sur la figure 2 qui montre la cuve sphérique obtenue en perspective, il est prévu une rehausse 28 avec son couvercle 30 apte à être rapportée sur la cuve une fois en place, avant enfouissement final. Cette rehausse 28 est de profil conjugué de celui de l'embase 24. La liaison est réalisée une fois la cuve enterrée de façon que la partie haute de la rehausse 28 soit affleurante, ne laissant accessible que le couvercle 30. La liaison de la rehausse est obtenue par exemple au mortier colle. La coupe de la figure 4 permet de bien illustrer la réalisation. En variante, il est prévu d'inclure des goujons autour de l'ouverture 26, venue de fabrication avec la cuve, de façon à pouvoir fixer la rehausse par boulonnage, ce qui est plus rapide. Dans ce cas, l'étanchéité est assurée par un joint torique interposé entre les deux faces en vis-à-vis. Sur la figure 2, un élément important de la présente invention est la solidarisation des deux demi-sphères, au droit du plan de joint. Cette solidarisation est obtenue par un collage 32. The procedure is the same with molds 20-1 and 20-2 having flanges 22-1 and 22-2 for producing an upper half-sphere Ssup. This half-sphere is slightly different in that it is provided, as shown in FIG. 1E, with a base 24 forming a plane zone provided at its center with an access hole 26. Thus, as shown in FIG. Figure 1E two half spheres Sinf and Ssup with sharp edges and planes and which can be reported on one another as shown in Figure 1F. We then obtain a spherical tank. Alternatively, the edges of the two half-spheres may optionally have edges with recesses as shown in enlarged section in Figure 1F, regardless of the shape retained which facilitates the centering, without this being a necessity. Moreover, in the case of a thin wall as in the tank obtained by the implementation of the method according to the present invention, the wall thickness is such that such a recess may weaken the edges and will therefore be avoided. A solution consists in this case to provide a peripheral thickness of the wall to the right of this joint plane Similarly, without this modifying the previous steps of the method, it is possible to arrange feet 27 on the lower half-sphere as illustrated in Figure 1F. It suffices to spare the corresponding volumes in the mold, which is easy because of the production of molds of composite material. In Figure 2 which shows the spherical tank obtained in perspective, there is provided a riser 28 with its lid 30 adapted to be attached to the tank once in place, before final burial. This extension 28 is of profile conjugate that of the base 24. The connection is made once the buried tank so that the upper portion of the riser 28 is flush, leaving only accessible the cover 30. The connection of the riser is obtained for example mortar glue. The section of Figure 4 allows to illustrate the realization. Alternatively, it is expected to include studs around the opening 26, made from manufacture with the tank, so as to fix the raiser by bolting, which is faster. In this case, the seal is provided by an O-ring interposed between the two faces vis-à-vis. In Figure 2, an important element of the present invention is the joining of the two half-spheres, to the right of the joint plane. This joining is obtained by a collage 32.

Dans un mode de réalisation préférentiel, il est prévu la pose sur le plan de joint d'un ruban de ciment colle adapté, avant assemblage. Ainsi, la liaison mécanique est assurée par de la colle. Afin de renforcer encore cette liaison mécanique et pour parfaire l'étanchéité, il est prévu une ceinture 34 de renfort et d'étanchéité, par exemple composée d'une âme en tissu de verre noyée dans une matrice en résine du type époxy. Cette ceinture 34 est rapportée sur la surface extérieure de la sphère. Les quatre moules utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention sont représentés sur les figures 3A à 3D. Le moule de la figure 3A est le moule 10-1 qui permet de réaliser la paroi 20 intérieure de la demi sphère inférieure. Ce moule, comme les autres moules, est réalisé en matériau composite à base de fibres de verre et de résine à partir d'un gabarit usiné, ceci de façon connue. La surface de chaque moule en contact avec le béton de chaque moule est avantageusement revêtue d'un gel coat de sorte à pouvoir permettre un 25 démoulage aisé, ce qui confère également un état de surface extrêmement lisse à la paroi finie de la cuve. In a preferred embodiment, it is expected the laying on the joint plane of a suitable glue cement tape, before assembly. Thus, the mechanical connection is provided by glue. To further strengthen this mechanical connection and to complete the seal, there is provided a belt 34 of reinforcement and sealing, for example composed of a glass fabric core embedded in an epoxy resin matrix. This belt 34 is attached to the outer surface of the sphere. The four molds used for carrying out the method according to the present invention are shown in FIGS. 3A to 3D. The mold of FIG. 3A is the mold 10-1 which makes it possible to produce the inner wall 20 of the lower half-sphere. This mold, like the other molds, is made of composite material based on glass fibers and resin from a machined template, this in a known manner. The surface of each mold in contact with the concrete of each mold is advantageously coated with a gel coat so as to allow easy demolding, which also imparts an extremely smooth surface condition to the finished wall of the vessel.

On note tous les avantages liés à ce type de moule notamment la légèreté qui rendent chacun d'eux manipulables à la main sans dépasser les charges admissibles par les législations du travail. Le positionnement est très rapide et dès la prise du béton, le moule supérieur peut être retiré ce qui facilite encore le séchage. La réutilisation des moules donc la rotation en fabrication est beaucoup plus rapide que dans l'art antérieur avec des manipulations restreintes et à la main sans utiliser systématiquement des engins de levage. Les moules peuvent être réparés si nécessaire puisqu'il s'agit de matériau 10 composite, ceci de façon très simple et également rapide sans avoir besoin de retourner chacun d'eux dans un centre d'usinage. De même, une fois le gabarit réalisé par usinage, la fabrication de plusieurs jeux de moules est également rendue possible par le coût plus faible des moules en matériau composite que celui des moules métalliques.We note all the advantages related to this type of mold including the lightness that make each of them hand-to-hand without exceeding the allowable expenses by labor legislation. The positioning is very fast and as soon as the concrete is set, the upper mold can be removed, which makes it even easier to dry. The reuse of the molds and the rotation in manufacturing is much faster than in the prior art with limited manipulation and by hand without systematically using lifting gear. The molds can be repaired if necessary since it is composite material, this in a very simple and fast way without having to return each of them to a machining center. Similarly, once the template made by machining, the manufacture of several sets of molds is also made possible by the lower cost of molds of composite material than that of metal molds.

15 Afin de réaliser des cuves parfaitement adaptées aux conditions d'utilisation, les calculs permettent de déterminer les efforts à reprendre et notamment par calcul d'éléments finis, on arrive à déterminer des variations d'épaisseur de paroi pour tenir compte de reprises d'efforts. C'est ainsi que des nervures peuvent être ménagées et directement venues de 20 moulage. Ces nervures peuvent être positionnées entre les deux pôles de la sphère constituant la cuve, comme des méridiennes, l'épaisseur étant plus importante au droit de la méridienne que entre deux méridiennes, l'espace inter méridiennes pouvant être considéré comme une cloison uniquement. Ceci est représenté de façon schématique sur la figure 5. In order to produce tanks which are perfectly adapted to the conditions of use, the calculations make it possible to determine the forces to be resumed and in particular by finite element calculation, it is possible to determine variations in wall thickness to take account of reworking. efforts. Thus, ribs can be formed and directly molded. These ribs can be positioned between the two poles of the sphere constituting the tank, as meridians, the thickness being greater at the right of the meridian than between two meridians, the inter meridian space can be considered as a partition only. This is shown schematically in FIG.

Claims

REVENDICATIONS1. Process for producing a concrete bunker, with a particularly spherical profile of revolution, more particularly usable for the storage of water, characterized in that it comprises the following steps: a) setting up a first mold inside a casting surface, resting on its joint plane, b) establishment of a second outer mold, conjugate profile of that of the first leaving a free space e with the first mold, c) casting in this space e free casting by a hole in the upper part of the second mold so as to allow the introduction of concrete, d) wait for the setting of the concrete and its partial drying, e) withdrawal of the second mold and demolding a half tank Sinf thus achieved, f) recovery steps a) to e) to achieve a half tank Ssup g) superposition of the two half tanks by their joint plane and realization of a mechanical connection joint and sealing the right of the joint plane .

2. A method of producing a concrete vessel according to claim 1, characterized in that the molds used are made of composite material.

3. A method of producing a concrete vessel according to any one of the preceding claims, characterized in that it requires molds coated with gel coat on the face in contact with the concrete.

4. A method of producing a concrete vessel according to any one of the preceding claims, characterized in that one carries out a mechanical connection comprising at least one bonding (32) cement glue the joint plane.

5. A method of producing a concrete vessel according to any one of the preceding claims, characterized in that one carries out a mechanical connection comprising a belt (34) of reinforcement and sealing.

6. Concrete burying vessel, with a particularly spherical profile of revolution, more particularly usable for the storage of water produced by the implementation of the process according to claims 1 to 5, characterized in that said vessel has a wall of water. variable thickness.

7. concrete burying vessel, with a particularly spherical profile of revolution, according to claim 6, characterized in that said tank comprises, in the upper part, a base (24) with a hole (26) for access to the interior of said tank, adapted to receive an extension (28).

8. Concrete burying vessel, with a particularly spherical profile of revolution, according to any one of claims 6 or 7, characterized in that it comprises feet (27).

9. Mold (10, 20) for producing a tank according to one of claims 6 to 8 by carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is made of material composite on a machined form derived from structural calculations and covered on its surfaces in contact with the concrete, a gel coat.

10. Mold (10, 20) according to claim 9, characterized in that it comprises flanges (12, 22) for support and positioning.