FR2949131A1 - Formwork integrated wall for construction of building, has set of connection units connecting skins, and plate made of concrete containing synthetic fibers that are formed of glass/stainless material and plastic/polymers - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait à un mur à coffrage intégré pour la réalisation d'un bâtiment. Cette invention concerne le domaine du bâtiment, plus particulièrement celui de la fabrication, en usine, des murs destinés à constituer au moins une partie d'une façade d'un bâtiment et à permettre la réalisation d'un tel bâtiment, ceci par assemblage d'une pluralité de ces murs. Un tel mur à coffrage intégré comporte deux peaux raccordées entre elles par une pluralité de moyens de liaison. The present invention relates to a formwork wall integrated for the realization of a building. This invention relates to the field of the building, more particularly that of the manufacture, at the factory, of the walls intended to constitute at least part of a facade of a building and to allow the construction of such a building, this by assembly of 'a plurality of these walls. Such integrated formwork wall comprises two skins connected together by a plurality of connecting means.
Ces deux peaux sont positionnées en parallèle, en regard, et à une distance déterminée l'une de l'autre, ceci en sorte de définir entre elles un intervalle susceptible de recevoir un matériau isolant. En fait, chacune de ces deux peaux comporte au moins une plaque réalisée, usuellement et au moins en partie, en un mélange hydraulique, plus particulièrement du béton, et comportant, intérieurement, une armature constituée par des barres et/ou des tiges métalliques généralement agencées sous forme d'un treillis noyé dans le mélange hydraulique de la plaque. Une telle armature confère à la plaque (et par conséquent à la peau comportant une telle plaque) qui l'intègre sa tenue mécanique et sa rigidité. Cependant, la présence d'une telle armature présente des 25 inconvénients. En particulier, parmi ces inconvénients, on observera que les barres et/ou les tiges d'une telle armature sont réalisées en un matériau métallique particulièrement sensible à l'oxydation. Sous l'effet d'une telle oxydation, l'armature se 30 détériore, le béton se désolidarise de l'armature et se fissure à proximité de cette armature. Une telle fissuration se traduit, au niveau de la face externe de la plaque de la peau externe du mur orientée en direction de l'extérieur du bâtiment, par un éclatement du 35 béton. These two skins are positioned in parallel, facing each other, and at a determined distance from each other, so as to define between them an interval capable of receiving an insulating material. In fact, each of these two skins comprises at least one plate produced, usually and at least in part, in a hydraulic mixture, more particularly concrete, and having, internally, an armature constituted by bars and / or metal rods generally. arranged in the form of a lattice embedded in the hydraulic mixture of the plate. Such an armature gives the plate (and therefore the skin with such a plate) that integrates its mechanical strength and rigidity. However, the presence of such a frame has disadvantages. In particular, among these drawbacks, it will be observed that the bars and / or rods of such an armature are made of a metal material that is particularly sensitive to oxidation. Under the effect of such an oxidation, the reinforcement deteriorates, the concrete separates from the reinforcement and cracks near this reinforcement. Such cracking is reflected, at the outer face of the plate of the outer skin of the wall oriented towards the outside of the building, by a bursting of the concrete.
La présente invention se veut à même de remédier aux inconvénients des murs à coffrage intégré de l'état de la technique. A cet effet, l'invention concerne un mur à coffrage intégré pour la réalisation d'un bâtiment et comportant, d'une part, deux peaux, au moins en partie réalisées en béton, positionnées parallèlement et à une distance déterminée l'une de l'autre en sorte de définir un intervalle entre elles, d'autre part, une pluralité de moyens de liaison de ces deux peaux entre elles, caractérisé par le fait qu'au moins une des deux peaux du mur comporte au moins une plaque, dépourvue d'armature métallique interne, et réalisée en un béton contenant des fibres exclusivement réalisées en un matériau inoxydable. Une caractéristique additionnelle concerne le fait que le 15 béton est constitué par un béton traditionnel, par un béton haute performance (BHP) ou par un béton ultra haute performance (BUHP), plus particulièrement un béton de type fibré. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que les fibres en un matériau inoxydable sont constituées par des 20 fibres synthétiques d'origine minérale et/ou par des fibres synthétiques organiques. Une caractéristique additionnelle consiste en ce que le moyen pour réaliser la liaison entre les deux plaques du mur est réalisé en un matériau inoxydable et/ou en un matériau 25 présentant une faible conductivité thermique. Selon une autre caractéristique la peau, comportant au moins une plaque, dépourvue d'armature métallique interne, et réalisée en un béton contenant des fibres exclusivement réalisées en un matériau inoxydable, est constituée par une peau 30 externe destinée à être orientée en direction de l'extérieur du bâtiment. Finalement, la peau, comportant au moins une plaque, dépourvue d'armature métallique interne, et réalisée en un béton contenant des fibres exclusivement réalisées en un matériau 35 inoxydable, comporte, encore, une plaque, réalisée en un matériau isolant, associée à la plaque en béton fibré de cette peau, positionnée intérieurement au mur, et orientée en direction de l'autre peau que comporte le mur. Les avantages de la présente invention consistent en ce qu'au moins la plaque en béton fibré de la peau externe, donc la plaque soumise aux intempéries et aux variations de température, est dépourvue d'armature métallique interne ce qui permet, avantageusement, d'éviter les problèmes d'oxydation d'une telle armature ainsi que ses conséquences. En particulier, l'absence d'armature métallique permet, avantageusement, d'améliorer la pérennité du parement extérieur qui, du fait de cette absence, devient insensible aux risques d'éclatement du béton sous l'effet de l'oxydation du métal. Une autre caractéristique avantageuse consiste en ce que la plaque dépourvue d'armature métallique présente une sensibilité au cycle gel/dégel notablement diminuée, ceci par rapport à une plaque intégrant une telle armature. De plus, l'absence d'une telle armature métallique et son remplacement par des fibres permet de conserver les caractéristiques mécaniques requises pour une plaque (plus particulièrement pour une plaque d'une peau externe et, par conséquent, pour une telle peau externe), ceci par rapport à une plaque (plus particulièrement une plaque d'une peau externe) de l'état de la technique comportant une telle armature. Un autre avantage lié à l'utilisation de fibres (plus particulièrement de fibres synthétiques) consiste en ce que de telles fibres offrent une résistance minimale à la traction du béton ce qui permet, avantageusement, d'éviter toute désolidarisation entre le béton et ces fibres. Encore un autre avantage consiste en ce que le remplacement d'une armature métallique par des fibres permet de diminuer, de manière substantielle, le poids de la plaque dépourvue d'une telle armature. Finalement, l'utilisation d'un béton haute performance, plus particulièrement de type ultra haute performance, permet, avantageusement, de diminuer l'épaisseur de la plaque (notamment de la peau externe) et ainsi, d'abaisser le poids de cette plaque. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à des modes de réalisation qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. La présente invention concerne le domaine du bâtiment et, plus particulièrement, celui de la fabrication en usine des murs à coffrage intégré qui sont utilisés pour la construction d'un tel bâtiment. De manière connue en soi, un tel mur comporte deux peaux dont, d'une part, une première peau, usuellement dénommée peau interne, et destinée à être orientée en direction de l'intérieur du bâtiment et, d'autre part, une seconde peau, usuellement dénommée peau externe, et destinée à être orientée en direction de l'extérieur du bâtiment. Au sein d'un tel mur, ces deux peaux sont positionnées en regard l'une de l'autre, de manière sensiblement parallèle, et à une distance déterminée l'une de l'autre, ceci en sorte de définir un intervalle entre elles. En fait et de manière habituelle, une telle peau comporte au moins une plaque, réalisée à partir d'un mélange hydraulique, et au moins en partie constituée par du béton. A ce propos, on observera que la peau interne d'un mur est, usuellement, constituée par une telle plaque de béton. En ce qui concerne la peau externe d'un tel mur, celle-ci peut, là encore, être constituée par une telle plaque de béton mais comporte, de préférence, une telle plaque de béton ainsi qu'une autre plaque, réalisée en un matériau isolant, associée à la plaque de béton de cette peau externe, positionnée intérieurement au mur, et orientée en direction de l'autre peau (interne) que comporte ce mur. Une autre caractéristique d'un tel mur consiste en ce qu'il comporte, encore, une pluralité de moyens pour réaliser la 35 liaison entre les deux peaux de ce mur. The present invention is intended to overcome the disadvantages of integrated formwork walls of the state of the art. To this end, the invention relates to a wall with integrated formwork for the construction of a building and comprising, on the one hand, two skins, at least partly made of concrete, positioned parallel and at a determined distance one of the other so as to define an interval between them, on the other hand, a plurality of connecting means of these two skins together, characterized in that at least one of the two skins of the wall comprises at least one plate, devoid of internal metal reinforcement, and made of a concrete containing fibers exclusively made of a stainless material. An additional feature is that the concrete consists of traditional concrete, high-performance concrete (HPC) or ultra high performance concrete (BUHP), more particularly a fiber-type concrete. Another feature of the invention is that the fibers of a stainless material consist of synthetic fibers of mineral origin and / or organic synthetic fibers. An additional feature is that the means for making the connection between the two wall plates is made of a stainless material and / or a material having a low thermal conductivity. According to another characteristic, the skin, comprising at least one plate, devoid of internal metal reinforcement, and made of a concrete containing fibers exclusively made of a stainless material, is constituted by an outer skin intended to be oriented in the direction of the skin. outside the building. Finally, the skin, comprising at least one plate, devoid of internal metal reinforcement, and made of a concrete containing fibers exclusively made of a stainless material, comprises, again, a plate, made of an insulating material, associated with the fibered concrete plate of this skin, positioned internally to the wall, and directed towards the other skin that includes the wall. The advantages of the present invention consist in that at least the fiber-reinforced concrete plate of the outer skin, and therefore the plate subjected to the weather and the temperature variations, is devoid of internal metal reinforcement, which advantageously makes it possible to avoid the oxidation problems of such reinforcement and its consequences. In particular, the absence of metal reinforcement makes it possible, advantageously, to improve the durability of the external facing which, because of this absence, becomes insensitive to the risks of bursting of the concrete under the effect of the oxidation of the metal. Another advantageous feature is that the plate lacking a metal reinforcement has a substantially decreased sensitivity to the frost / thaw cycle, compared to a plate incorporating such a reinforcement. In addition, the absence of such a metal reinforcement and its replacement with fibers makes it possible to retain the mechanical characteristics required for a plate (more particularly for a plate of an external skin and, consequently, for such an external skin) , this with respect to a plate (more particularly a plate of an outer skin) of the state of the art comprising such a frame. Another advantage related to the use of fibers (more particularly synthetic fibers) is that such fibers offer a minimum tensile strength of the concrete, which advantageously makes it possible to avoid any separation between the concrete and these fibers. . Yet another advantage is that the replacement of a metal reinforcement with fibers substantially reduces the weight of the plate devoid of such a frame. Finally, the use of a high-performance concrete, more particularly of ultra-high performance type, advantageously makes it possible to reduce the thickness of the plate (in particular of the outer skin) and thus, to lower the weight of this plate. . Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description relating to embodiments which are given only by way of indicative and non-limiting examples. The present invention relates to the field of the building and, more particularly, that of the factory manufacture of the integrated formwork walls which are used for the construction of such a building. In a manner known per se, such a wall comprises two skins of which, firstly, a first skin, usually called inner skin, and intended to be oriented towards the interior of the building and, secondly, a second skin, usually called outer skin, and intended to be oriented towards the outside of the building. Within such a wall, these two skins are positioned opposite one another, in a substantially parallel manner, and at a determined distance from one another, so as to define an interval between them . In fact and in the usual way, such a skin comprises at least one plate, made from a hydraulic mixture, and at least partly made of concrete. In this respect, it will be observed that the inner skin of a wall is usually constituted by such a concrete slab. With regard to the outer skin of such a wall, it may, again, be constituted by such a concrete slab but preferably comprises such a concrete slab and another slab made of a concrete slab. insulating material, associated with the concrete plate of this outer skin, positioned internally to the wall, and oriented towards the other (internal) skin that this wall contains. Another characteristic of such a wall consists in that it comprises, again, a plurality of means for making the connection between the two skins of this wall.
Un tel moyen de liaison comporte, d'une part, une première extrémité noyée dans le béton de la plaque de la première peau (plus particulièrement de la peau interne) et, d'autre part, une seconde extrémité noyée dans le béton de la plaque de la seconde peau (plus particulièrement de la peau externe). Selon l'invention, au moins une des deux peaux du mur comporte au moins une plaque, dépourvue d'armature métallique interne, et réalisée en un béton contenant des fibres exclusivement réalisées en un matériau inoxydable. Such a connecting means comprises, on the one hand, a first end embedded in the concrete of the plate of the first skin (more particularly of the inner skin) and, on the other hand, a second end embedded in the concrete of the plaque of the second skin (more particularly of the outer skin). According to the invention, at least one of the two skins of the wall comprises at least one plate, devoid of internal metal reinforcement, and made of a concrete containing fibers exclusively made of a stainless material.
Selon une autre caractéristique de l'invention, c'est, plus particulièrement, la plaque de béton de la peau externe du mur qui est dépourvue d'armature métallique interne et qui est réalisée en un tel béton. Cependant et selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les deux peaux d'un tel mur comportent une telle plaque (dépourvue d'armature métallique interne et réalisée en un tel béton). En ce qui concerne ce béton, celui-ci est constitué par un béton traditionnel, par un béton haute performance (BHP) ou, encore, par un béton ultra haute performance (BUHP). Ce béton peut, encore, être constitué par un béton de type fibré, plus particulièrement par un béton fibré traditionnel, par un béton fibré haute performance (BFHP) ou, encore, par un béton fibré ultra haute performance (BFUHP). According to another characteristic of the invention, it is, more particularly, the concrete plate of the external skin of the wall which is devoid of internal metal reinforcement and which is made of such a concrete. However, and according to a particular embodiment of the invention, the two skins of such a wall comprise such a plate (devoid of internal metal reinforcement and made of such a concrete). This concrete consists of traditional concrete, high-performance concrete (HPC) or ultra-high performance concrete (BUHP). This concrete may, again, be constituted by a fiber-reinforced concrete, more particularly by a traditional fiber-reinforced concrete, a high-performance fiber-reinforced concrete (BFHP) or, even more, by an ultra-high performance fiber-reinforced concrete (BFUHP).
Selon un premier mode de réalisation, les fibres réalisées en un matériau inoxydable sont constituées par des fibres synthétiques d'origine minérale comme des fibres de verre ou des fibres en acier inoxydable. Lorsque les fibres d'origine minérale sont constituées par des fibres de verre, celles-ci présentent, d'une part, une longueur comprise entre 10 et 30mm et, d'autre part, une section comprise entre 0,005 et 0,020mm. Dans un pareil cas, le dosage des fibres de verre est de l'ordre de 4 à 5% en poids du béton. According to a first embodiment, the fibers made of a stainless material are constituted by synthetic fibers of mineral origin such as glass fibers or stainless steel fibers. When the fibers of mineral origin consist of glass fibers, they have, on the one hand, a length of between 10 and 30 mm and, on the other hand, a section of between 0.005 and 0.020 mm. In such a case, the dosage of the glass fibers is of the order of 4 to 5% by weight of the concrete.
Cependant, lorsque ces fibres d'origine minérale sont constituées par des fibres en acier inoxydable, celles-ci présentent une longueur comprise entre 5 et 60mm et, d'autre part, une section comprise entre 0,1 et 1,5mm. Dans un pareil cas, le dosage des fibres en acier inoxydable est de l'ordre de 10 à 50kg/m3 de béton. However, when these fibers of mineral origin are constituted by stainless steel fibers, they have a length of between 5 and 60 mm and, on the other hand, a section of between 0.1 and 1.5 mm. In such a case, the dosage of the stainless steel fibers is of the order of 10 to 50 kg / m3 of concrete.
Selon un deuxième mode de réalisation, les fibres réalisées en un matériau inoxydable peuvent être constituées par des fibres synthétiques organiques comme des fibres plastiques ou polymères. En ce qui concerne les fibres synthétiques organiques polymères, celles-ci peuvent être constituées par des fibres acrylique, polypropylène, polyamide, aramide, kevlar ou autre. A ce propos, on observera que de telles fibres synthétiques organiques présentent, alors, une longueur comprise entre 1 et 60mm et, d'autre part, une section comprise entre 0,010 et 3mm. According to a second embodiment, the fibers made of a stainless material may be constituted by organic synthetic fibers such as plastic or polymeric fibers. As regards the synthetic organic polymer fibers, these may be constituted by acrylic, polypropylene, polyamide, aramid, Kevlar or other fibers. In this regard, it will be observed that such organic synthetic fibers have, then, a length of between 1 and 60mm and, secondly, a section between 0.010 and 3mm.
A titre d'exemple, lorsque ces fibres synthétiques organiques sont constituées par des fibres polypropylène, celles-ci présentent une longueur comprise entre 10 et 30mm ainsi qu'une section comprise entre 0,015 et 0,250mm. Dans un pareil cas, le dosage des fibres est de l'ordre de 20 0,2 à 2kg/m3 de béton. Cependant, lorsque ces fibres sont des fibres aramide, celles-ci présentent une longueur comprise entre 1 et 10mm ainsi qu'une section de l'ordre de 0,012mm. Tel que mentionné ci-dessus, les deux peaux d'un mur à 25 coffrage intégré sont raccordées entre elles par une pluralité de moyens de liaison. A ce propos, on observera qu'un moyen de liaison conforme à la présente invention est constitué par un connecteur sous forme d'une tige ou d'une barre comportant une première extrémité 30 noyée dans l'une des plaques (plaque de la peau interne) et une seconde extrémité noyée dans l'autre plaque (plaque de la peau externe) de ce mur. Selon une autre caractéristique, un tel moyen de liaison est réalisé en un matériau inoxydable et/ou en un matériau 35 présentant une faible conductivité thermique. By way of example, when these synthetic organic fibers consist of polypropylene fibers, they have a length of between 10 and 30 mm and a cross section of between 0.015 and 0.250 mm. In such a case, the dosage of the fibers is of the order of 0.2 to 2 kg / m 3 of concrete. However, when these fibers are aramid fibers, they have a length of between 1 and 10 mm and a section of the order of 0.012 mm. As mentioned above, the two skins of an integrated form wall are interconnected by a plurality of connecting means. In this regard, it will be observed that a connecting means according to the present invention is constituted by a connector in the form of a rod or a bar having a first end 30 embedded in one of the plates (plate of the skin internal) and a second end embedded in the other plate (plate of the outer skin) of this wall. According to another characteristic, such a connecting means is made of a stainless material and / or a material 35 having a low thermal conductivity.
Selon un premier mode de réalisation, un tel moyen de liaison peut, alors, être réalisé en un matériau synthétique d'origine minérale, comme par exemple de la fibre de verre Cependant et selon un autre mode de réalisation, un tel moyen de liaison peut, encore, être réalisé en un matériau synthétique organique comme, par exemple, un matériau plastique ou un matériau polymère (acrylique, polypropylène, polyamide, aramide, kevlar ou autre). Selon une autre caractéristique de l'invention, la peau, comportant au moins une plaque, dépourvue d'armature métallique interne et réalisée en un béton contenant des fibres exclusivement réalisées en un matériau inoxydable, comporte, encore, une plaque, réalisée en un matériau isolant, associée à la plaque en béton fibré de cette peau, positionnée intérieurement au mur, et orientée en direction de l'autre peau que comporte ce mur. La peau comportant une telle plaque de béton fibré ainsi qu'une telle plaque isolante constitue, de préférence, la peau externe d'un mur à coffrage intégré, voire encore la peau interne d'un tel mur. According to a first embodiment, such a connecting means can then be made of a synthetic material of mineral origin, such as glass fiber However, according to another embodiment, such a connecting means can again, be made of an organic synthetic material such as, for example, a plastic material or a polymeric material (acrylic, polypropylene, polyamide, aramid, Kevlar or other). According to another characteristic of the invention, the skin, comprising at least one plate, devoid of internal metal reinforcement and made of a concrete containing fibers exclusively made of a stainless material, comprises, again, a plate made of a material insulation, associated with the fiber concrete plate of this skin, positioned internally to the wall, and oriented towards the other skin that includes this wall. The skin comprising such a fiber-reinforced concrete plate and such an insulating plate is preferably the outer skin of an integrated form wall, or even the inner skin of such a wall.
Tel que mentionné ci-dessus, c'est, plus particulièrement, la plaque de béton de la peau externe du mur qui est dépourvue d'armature métallique interne et qui est réalisée en un béton contenant des fibres exclusivement réalisées en un matériau inoxydable. As mentioned above, it is, more particularly, the concrete plate of the outer skin of the wall which is devoid of internal metal reinforcement and which is made of a concrete containing fibers exclusively made of a stainless material.
Dans un pareil cas, la plaque de la peau interne de ce mur : - soit (et de manière traditionnelle) est réalisée en béton et reçoit, intérieurement, une armature métallique ; - soit (et de préférence) est dépourvue d'armature 30 métallique interne et est réalisée en un béton contenant des fibres exclusivement réalisées en un matériau inoxydable. In such a case, the plate of the inner skin of this wall: - either (and in a traditional way) is made of concrete and receives, internally, a metal frame; either (and preferably) is devoid of internal metal reinforcement and is made of a concrete containing fibers exclusively made of a stainless material.
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