FR2968653A1 - Element en beton recouvert d'un revetement photocatalytique - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de traitement d'un élément, comprenant les étapes suivantes : -prévoir ledit élément en un béton à haute performance, notamment un béton à ultra haute performance ; -recouvrir au moins en partie ledit élément d'un premier revêtement transparent et étanche ; et -recouvrir au moins en partie ledit premier revêtement d'un second revêtement transparent et photocatalytique. La présente invention se rapporte également à un élément traité par le procédé selon l'invention.

Description

ELEMENT EN BETON RECOUVERT D'UN REVETEMENT PHOTOCATALYTIQUE

La présente invention se rapporte à un élément en béton recouvert d'un revêtement photocatalytique. Elle se rapporte plus particulièrement aux revêtements comprenant des matériaux semi-conducteurs à base d'oxydes métalliques appelés agents photocatalyseurs, notamment d'oxydes de titane, qui sont aptes, sous l'effet d'un rayonnement de longueur d'onde adéquate, à initier des réactions radicalaires provoquant l'oxydation de produits organiques. Par exemple, l'irradiation par les rayons ultra-violets du dioxyde de titane sous forme de très fines particules, en suspension ou fixées dans divers supports, mène à une réaction d'oxydoréduction capable de dégrader les polluants organiques présents dans l'environnement. En outre, la réaction des agents photocatalyseurs avec l'eau de l'atmosphère conduit à la formation de groupes super-hydrophiles en surface du revêtement qui favorisent la formation et l'écoulement de film d'eau et donc améliorent le nettoyage de la surface en béton. Il peut donc être souhaitable d'utiliser ces agents photocatalyseurs dans les revêtements de façade de structures en béton de façon à obtenir des façades autonettoyantes et dépolluantes. A titre d'exemple, la demande de brevet internationale WO200100541 déposée au nom d'Italcementi décrit un revêtement comprenant des particules de dioxyde de titane pouvant être utilisé pour recouvrir un élément en béton. Toutefois, pour certaines applications, les capacités autonettoyantes apportées par le revêtement photocatalytique à l'élément en béton peuvent ne pas être suffisantes. En outre, pour certaines applications, il peut être souhaitable que l'aspect visuel du béton non traité soit conservé. Il est alors nécessaire que le revêtement photocatalytique soit transparent. Toutefois, le recouvrement d'un élément en béton par un revêtement transparent conduit généralement à l'obtention d'une surface brillante caractéristique de la présence du revêtement. En outre, notamment en raison de phénomène d'efflorescence du béton, des taches claires ou sombres inesthétiques peuvent apparaître sur la surface recouverte par le revêtement ou à l'interface entre le béton et le revêtement, et qui ne peuvent pas être dissimulées par le revêtement transparent. Aussi le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir un élément en béton recouvert d'un revêtement photocatalytique transparent pour lequel la capacité autonettoyante de la surface est améliorée, pour lequel l'aspect visuel de la surface de l'élément en béton reste sensiblement celui d'un béton non recouvert d'un revêtement et pour lequel il n'y a pas d'apparitions de taches claires ou sombres sur la surface recouverte par le revêtement ou à l'interface entre le béton et le revêtement, notamment en raison de phénomène d'efflorescence du béton. Dans ce but, la présente invention propose un procédé de traitement d'un élément, comprenant les étapes suivantes : -prévoir ledit élément en un béton à haute performance, notamment un béton à ultra haute performance ; - recouvrir au moins en partie ledit élément d'un premier revêtement transparent et étanche ; et - recouvrir au moins en partie ledit premier revêtement d'un second revêtement transparent et photocatalytique. La présente invention propose également un élément en un béton à haute performance, notamment un béton à ultra haute performance, recouvert au moins en partie d'un premier revêtement transparent et étanche, le premier revêtement étant recouvert au moins en partie d'un second revêtement transparent et photocatalytique.

Avantageusement, le béton traité a sensiblement le même aspect visuel que le béton non traité. L'invention offre comme autre avantage que le revêtement photocatalytique a des propriétés autonettoyantes, anti-salissures, fongicides, bactéricides et/ou dépolluantes. L'invention offre comme autre avantage que l'apparition de taches claires ou sombres en surface du béton est évitée. Un autre avantage de la présente invention est que le cloquage de la surface du revêtement photocatalytique en environnement humide est évité. Enfin l'invention a pour avantage de pouvoir être mise en oeuvre dans au moins l'une des industries telles que l'industrie du bâtiment, l'industrie chimique (adjuvantiers) et l'industrie cimentière, dans les marchés de la construction (bâtiment, génie civil, routes ou usine de préfabrication), ou dans les centrales à béton. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description et des exemples donnés à titre purement illustratifs et non limitatifs qui vont suivre.

Par l'expression « liant hydraulique », on entend selon la présente invention un matériau pulvérulent qui, gâché avec de l'eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et de processus d'hydratation, et qui après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité même sous l'eau. Par le terme « béton », on entend un mélange de liant hydraulique (par exemple du ciment), de granulats, d'eau, éventuellement d'adjuvants, et éventuellement d'additions minérales, comme par exemple le béton à haute performance, le béton à ultra haute performance, le béton autoplaçant, le béton autonivelant, le béton autocompactant, le béton fibré, le béton prêt à l'emploi ou le béton coloré. On entend également selon cette définition le béton précontraint. Le terme « béton » comprend les mortiers. Dans ce cas précis, le béton comprend un mélange de liant hydraulique, de sable, d'eau et éventuellement d'additifs et éventuellement d'additions minérales. Le terme « béton » selon l'invention désigne indistinctement le béton frais ou le béton durci. Par l'expression « angle de contact » ou « angle de mouillage », on entend l'angle formé entre une interface liquide/vapeur et une surface solide. Par l'expression « rugosité », on entend les irrégularités de l'ordre du micromètre d'une surface qui sont définies par comparaison avec une surface de référence, et sont classées en deux catégorie : des aspérités ou pics ou protubérances, et des cavités ou creux. La rugosité d'une surface donnée peut être déterminée par la mesure d'un certain nombre de paramètres. Dans la suite de la description, on utilise le paramètre Ra, tel que défini par les normes NF E 05-015 et ISO 4287, correspondant à la moyenne arithmétique de toutes les ordonnées du profil à l'intérieur d'une longueur de base (dans nos exemples, la longueur de base a été fixée à 12,5 mm). On entend par le terme « émulsion » selon la présente invention un mélange homogène de deux substances liquides non miscibles, une substance étant dispersée dans la seconde substance sous forme de petites gouttelettes dont la taille est sensiblement inférieure ou de l'ordre du micromètre.

On entend par le terme « suspension » selon la présente invention une dispersion colloïdale dans laquelle un produit finement divisé, sous forme liquide ou solide, est combiné avec un autre produit sous forme liquide, le premier produit étant sous forme de gouttelettes ou de particules dont la taille est suffisamment petite pour que ledit premier produit ne se redépose pas rapidement.

Par l'expression « élément pour le domaine de la construction », on entend selon la présente invention tout élément d'une construction comme par exemple un sol, une chape, une fondation, un soubassement, un mur, une cloison, une contre-cloison, un plafond, une poutre, un plan de travail, un pilier, une pile de pont, un parpaing, un bloc en béton cellulaire, un tuyau, une canalisation, un poteau, un escalier, un panneau, une corniche, un moule, un élément de voirie (par exemple une bordure de trottoir), une tuile, un revêtement (par exemple de route), un enduit (par exemple de mur), une plaque de plâtre, un élément isolant (acoustique et/ou thermique). Dans la présente description, y compris les revendications, sauf indication contraire, les pourcentages sont indiqués en masse.

De manière inattendue, les inventeurs ont mis en évidence que le recouvrement d'un béton à haute performance, notamment un béton à ultra haute performance, d'au moins deux revêtements, le premier étant un revêtement étanche et transparent, le second étant un revêtement étanche et comprenant un agent photocatalyseur, permettait d'obtenir un élément en béton traité par un revêtement photocatalytique conservant l'aspect visuel mat du béton non traité. Une explication serait que le béton à haute performance, notamment le béton à ultra haute performance, a une faible rugosité de surface. L'écoulement sur la surface du béton du film d'eau formée par l'action du revêtement photocatalytique est alors facilité. L'action nettoyante du revêtement photocatalytique est alors améliorée. En outre, en raison de la faible rugosité de surface du béton, la présence du revêtement transparent ne modifie pas ou peu l'aspect visuel de l'élément en béton. De plus, le béton à haute performance, notamment le béton à ultra haute performance, a une faible porosité ouverte en surface, l'étanchéification de la surface est facilitée, ce qui empêche ou réduit l'apparition de taches claires ou sombres en surface du béton ou à l'interface entre le béton et revêtement. Le fait que le second revêtement est distinct du premier revêtement permet d'optimiser les propriétés de chaque revêtement et conduit à l'obtention d'avantages (amélioration de l'action nettoyante de l'élément béton traité, aspect visuel du béton brut conservé, absence ou réduction de taches en surface) qui ne pourraient pas être obtenus dans le cas où l'élément en béton serait recouvert d'un seul revêtement. Selon un exemple de réalisation, le premier revêtement comprend un agent hydrofuge, c'est-à-dire un agent adapté à rendre le revêtement sensiblement imperméable à l'eau. Le premier revêtement comprend plus de 10 % en masse, de préférence plus de 20 % en masse, encore plus préférentiellement plus de 25 % en masse de l'agent hydrofuge. Cet agent hydrofuge peut être dilué dans un solvant à base de produit pétrolier afin de faciliter son application.

L'agent hydrofuge peut être un sel, notamment métallique, d'acide gras, ou un ester d'acide gras, ou encore un mélange de sels et/ou d'esters d'acides gras. A titre d'exemples non limitatifs on peut citer l'acide stéarique (acide octodécanoïque), l'acide palmitique (acide hexadécanoïque), l'acide laurique 30 (acide dodécanoïque) ou encore l'acide oléique ou linoléique. L'agent hydrofuge peut également être choisi parmi les cires (notamment les cires de paraffine), ou les huiles, naturelles ou synthétiques. L'agent hydrofuge est de préférence un composé à base de silicium, notamment choisi parmi les silanes (par exemple organosilanes), les siloxanes, les siliconates (par exemple méthysilicate de sodium ou de potassium), ou encore les silicones (polysiloxanes) ou leurs mélanges. Les silanes sont de préférence des monomères de formule générale Si(R)4, où les substituants R, identiques ou différents, peuvent représenter par exemple un atome d'hydrogène ou d'halogène (notamment chlore), un groupement alkyle (éventuellement fluoré), ou encore un groupement alkoxy (notamment éthoxy). Les siloxanes sont de préférence des oligomères du type [Si(R)2O]n, où n est supérieur ou égal à 2. Les groupements R, identiques ou différents peuvent par exemple être des groupements alkyles. Lorsque n est grand, les siloxanes ou polysiloxanes ou organosiloxanes sont communément appelés silicones. Un mélange de silane et de siloxane peut être employé. Un exemple de silicone pouvant être employé est le polydiméthylsiloxane (PDMS).

Selon un exemple de réalisation, le premier revêtement comprend un organosilane ou un dérivé d'organosilane. Il s'agit par exemple d'un alkoxysilane ou un dérivé d'un alkoxysilane. A titre d'exemple, l'organosilane ou le dérivé d'organosilane à la formule (1) :

OR' 1 Y-X-S i-O R2 (1) 1 OZR3

où R', R2, R3 représentent chacun indépendamment l'hydrogène, un groupe alkyle en Cl à C6, un groupe aryle, un groupe alkylaryle en Cl à C6, ou un groupe arylalkyle, z est égal à 0 ou 1, Y représente un groupe glycidyle substitué ou non substitué, ou un groupe amine substitué ou non substitué, et X est un groupe de liaison hydrocarbenyl non-substitué ou substitué.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'organosilane comprend les dialkoxy et trialkoxyorganosilanes définis par la formule (2) :

R-S i (R')X(O R')3_X (2) où R est un groupe alkyl en Cl à C10, un groupe alicyclique, aryle, vinyle, ou méthacryle ; R' représente un groupe méthyle ou éthyle, et x est égal à 0 ou 1. Des

exemples de tels organosilanes comprennent l'isobutyltriméthoxysilane, le vinyltriméthoxysilane, le n-octyltriméthoxysilane, le méthyltriméthoxysilane, et npropylméthoxysilane.

A titre d'exemple, l'étape de recouvrement dudit élément par le premier revêtement comprend l'étape de dépôt d'une première couche homogène transparente et étanche sur au moins une partie dudit élément. Selon un exemple de réalisation, l'étape de recouvrement dudit élément par le premier revêtement comprend l'étape de dépôt d'une première couche transparente comprenant un agent hydrofuge sur au moins une partie dudit élément.

Selon un exemple de réalisation, après le démoulage de l'élément et avant l'étape de recouvrement dudit élément par le premier revêtement, une étape de stockage de l'élément pendant au moins 7 jours, de préférence au moins 10 jours, encore plus préférentiellement d'au moins 12 jours est réalisée. L'étape de stockage est par exemple réalisée à 20°C et à 50 % d'humidité relative. La première couche peut correspondre à une émulsion comprenant des gouttelettes de l'agent hydrofuge dans un solvant, par exemple de l'eau ou un solvant organique, par exemple de l'heptane. De préférence, la première couche peut correspondre à une émulsion comprend de 5 % à 50 % en masse, de préférence de 5 % à 40 % en masse, de préférence de 5 % à 30 % en masse, d'extrait sec de l'agent hydrofuge. Une fois préparée, la première couche a, avant application, une consistance liquide. Une fois appliquée sur la face de l'élément en béton, une partie ou la totalité du solvant de la première couche peut s'évaporer. Le premier revêtement correspond à la première couche après une éventuelle évaporation du solvant. L'application de la première couche est généralement effectuée par brossage, pulvérisation ou par trempage, de préférence par pulvérisation (en particulier si la structure en béton à traiter est de grandes dimensions).

La quantité de liquide appliquée est de préférence suffisante pour couvrir complètement la surface en béton à traiter. La première couche peut être appliquée en plusieurs fois. A titre d'exemple, la quantité finale appliquée est comprise de 70 g/m2 à 250 g/m2, de préférence de 70 g/m2 à 150 g/m2, encore plus préférentiellement de 75 g/m2 à 110 g/m2.

De préférence, il est attendu le séchage de la première couche avant le dépôt du second revêtement. A titre d'exemple, après le dépôt de la première couche, il est attendu au moins 4 heures, de préférence au moins 6 heures à 20°C. Selon un exemple de réalisation, le second revêtement comprend au moins un agent photocatalyseur et un liant organique, de préférence dilués dans un solvant pour rendre applicable le produit liquide. Le second revêtement comprend de 0,1 % à 20 % en masse, de préférence de 0,1% à 10 % en masse, encore plus préférentiellement de 1 % à 10 % en masse de l'agent photocatalyseur. Le second revêtement pourra aussi comprendre de 0,1 % à 30 % en masse, de préférence de 0,1% à 10 % en masse, encore plus préférentiellement de 1 % à 10 % en masse de charges minérales ou de pigments (de type silice, TiO2 de forme rutile). Le second revêtement comprend de 0,1 % à 50 % en masse, de 1% à 50 % en masse, encore plus préférentiellement de 10 % à 30 % en masse du liant organique. De préférence, l'étape de recouvrement dudit premier revêtement avec le second revêtement comprend les étapes suivantes : -recouvrir ledit premier revêtement d'une deuxième couche transparente comprenant le liant organique ; et -recouvrir ladite deuxième couche d'une troisième couche transparente comprenant l'agent photocatalyseur et/ou les charges minérales. Une fois préparée, la deuxième couche a, avant application, une consistance liquide. De même, une fois préparée, la troisième couche a, avant application, une consistance liquide. Une fois appliquées sur le premier revêtement et après séchage, les deuxième et troisième couches forment le second revêtement recouvrant le premier revêtement. En séchant, une partie ou la totalité des solvants des deuxième et troisième couches peut s'évaporer. De préférence, le liant organique peut comprendre un ou plusieurs polymères de type organiques. De préférence, le second revêtement comprend un polymère acrylique ou un dérivé d'un polymère acrylique. Le liant organique peut être un liant sacrificiel, destiné à être dégradé par l'action de l'agent photocatalyseur. A titre de variante, le liant organique peut correspondre à des polymères fluorés résistant à des attaques photocatalytiques, par exemple du type polymère acrylique fluoré, du type polytétrafluoroéthylène (P.T.F.E.), polyfluorure de vinylidène (P.V.D.F.), copolymères tétrafluoroéthylène-éthylène (E.T.C.E.), etc. Le liant organique peut être un copolymère d'un monomètre (méth)acrylique et d'un monomère selon la formule (2) et éventuellement d'autres monomères. Le liant organique peut un polymère acrylique modifié par des silicones.

Lors de la fabrication du second revêtement selon l'invention, la deuxième couche peut correspondre à une dispersion comprenant des particules du liant organique dans un solvant, par exemple de l'eau. Le liant peut être introduit dans la composition du revêtement sous la forme d'une solution. De préférence, la deuxième couche correspond à une émulsion comprenant de 25 10 % à 40 % en masse, de préférence 15 % à 35 %, de préférence 20 % à 30 %, du liant organique. L'application de la deuxième couche est généralement effectuée par brossage, par pulvérisation ou par trempage, de préférence par pulvérisation (en particulier si la structure en béton à traiter est de grandes dimensions). 30 Lorsque la deuxième couche est appliquée, en une ou plusieurs fois, sur la première couche par pulvérisation, la quantité de liquide appliquée est de préférence suffisante pour couvrir complètement la première couche. A titre d'exemple, la quantité finale pulvérisée est comprise de 60 g/m2 à 160 g/m2, de préférence de 80 g/m2 à 120 g/m2. 35 De préférence, il est attendu le séchage de la deuxième couche avant le dépôt de la troisième couche. A titre d'exemple, après le dépôt de la deuxième couche, il est attendu au moins 1 heure, de préférence au moins 3 heures à 20°C.

L'agent photocatalyseur selon l'invention peut être à base d'oxyde métallique au moins partiellement cristallisé, par exemple de l'oxyde de zinc, de l'oxyde d'étain, de l'oxyde de tungstène. L'exemple préféré selon l'invention concerne l'oxyde de titane au moins partiellement cristallisé sous forme anatase, qui est la phase cristalline qui confère au TiO2 ses propriétés photocatalytiques. Il peut aussi s'agir de semi-conducteurs appartenant à la famille des sulfures, également au moins partiellement cristallisés, comme le sulfure de zinc ou de bore. Il est possible de mettre en oeuvre d'autres agents photocatalyseurs tels que par exemple, ceux choisis dans le groupe des oxydes métalliques, des oxydes alcalino terreux, des oxydes d'actinide et des oxydes de terres rares. Dans la suite du texte, pour plus de simplicité, on mentionnera l'oxyde de titane, étant entendu que les indications données seront tout aussi valables pour les autres matériaux. De préférence, le second revêtement comprend des particules de dioxyde de titane. Lors de la fabrication du second revêtement selon l'invention, au moins une partie de l'agent photocatalyseur (notamment tout ou la majorité) peut être incorporée au revêtement sous forme de particules préformées. On choisit de préférence des particules de taille nanométrique. Ces particules sont généralement sous forme d'agglomérats de cristallites, les agglomérats ayant une taille moyenne de quelques nanomètres à quelques dizaines de nanomètres. On les manipule généralement sous forme d'une dispersion dans une phase liquide, notamment en suspension colloïdale en milieu aqueux ou en dispersion dans un ou plusieurs solvants organiques. Ces tailles moyennes correspondent à des diamètres, en assimilant par approximation leurs formes à des sphères (même si ce n'est pas nécessairement le cas, les particules pouvant avoir aussi une forme lenticulaire ou en forme de bâtonnet).

De préférence, la troisième couche est une suspension colloïdale de l'agent photocatalyseur en milieu aqueux comprenant de 0,1 % à 8 % en masse, encore plus préférentiellement de 0,2 % à 5 %, de l'agent photocatalyseur. L'application de la troisième couche est généralement effectuée par brossage, par pulvérisation ou par trempage, de préférence par pulvérisation (en particulier si la structure en béton à traiter est de grandes dimensions). Lorsque la troisième couche est appliquée sur la deuxième couche par pulvérisation, la quantité de liquide appliquée est de préférence suffisante pour couvrir complètement la deuxième couche. A titre d'exemple, la quantité pulvérisée est comprise de 5 g/m2 à 20 g/m2, de préférence de 10 g/m2 à 15 g/m2.

Le premier et/ou second revêtement peut comprend un agent coalescent, c'est-à-dire un solvant avec un haut point d'ébullition, qui, lorsqu'il est ajouté à la composition d'un revêtement, aide à la formation d'un film par plastification temporaire du revêtement. L'agent coalescent peut être un éther de glycol. Le premier et/ou second revêtement peut comprend un agent anti-mousse, c'est-à-dire un additif chimique qui réduit et empêche la formation de mousse dans une composition liquide. Il peut s'agir de l'agent anti-mousse commercialisé par la société Tego sous l'appellation Tego foamex 825. Le premier et/ou second revêtement peut comprend un agent biocide, c'est-à-dire un agent chimique qui est capable de détruire les organismes vivants. Il peut s'agir de l'agent biocide commercialisé par la société Thor sous l'appellation Acticide MBS. La présente invention propose également un élément en un béton à haute performance traité par le procédé décrit précédemment. Il s'agit de préférence d'un élément pour le domaine de la construction. Le béton constituant l'élément sur lequel le revêtement est appliqué a de préférence un rapport eau sur ciment (W/C) d'au plus 0,32, de préférence de 0,20 à 0,27. Le béton peut être un béton contenant de la fumée de silice.

Le béton a généralement une porosité à l'eau inférieure à 14 %, de préférence inférieur à 12 %, par exemple, moins de 10 % (déterminée par la méthode décrite dans le compte-rendu Journées Techniques, AFPC-AFREM, Décembre 1997, pages 121 à 124). Le béton a généralement une rugosité Ra comprise de 0,5 pm à 10 pm, de préférence de 0,5 à 7 pm, encore plus préférentiellement de 0,5 à 5 pm, avantageusement de 0,5 à 3 pm. Le béton a généralement une résistance à la compression mesurée à 28 jours de 50 MPa à 300 MPa, par exemple 80 à 250 MPa. Le béton peut être un béton à haute performance, c'est-à-dire un béton dont la résistance à la compression à 28 jours est supérieure à 50. Le béton est de préférence un béton à ultra haute performance (BUHP), par exemple contenant des fibres. Un béton à ultra haute performance est un type particulier de béton à haute performance et a généralement une résistance à la compression à 28 jours supérieure à 100 MPa et généralement supérieure à 120 MPa. Le revêtement selon l'invention est appliqué de préférence à des éléments fabriqués avec les bétons à ultra haute performance décrits dans les brevets US6478867 et US6723162 ou les demandes de brevet EP1958926 et EP2072481. L'évaluation des propriétés autonettoyantes d'une surface de béton peut être effectuée en réalisant des taches sur la surface, en laissant les taches sécher pendant quelques heures, en essuyant la surface avec de l'eau en utilisant un chiffon ou une éponge, puis en exposant la surface en béton au soleil pendant quatre semaines. Des exemples de taches contre lesquelles le revêtement photocatalytique selon l'invention est efficace sont donnés dans les exemples qui suivent. Ils comprennent une ou plusieurs taches provoquées par des liquides aqueux, par exemple du thé, du café, des boissons gazeuses et du vin, des huiles végétales telles que l'huile de tournesol, des peintures et des encres, des peintures acryliques, par exemple, des marqueurs et des feutres, du bleu de méthylène et le violet de méthyle.

De préférence, le béton comprend, en parties en masse : 100 de ciment Portland ; 50 à 200 d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou un mélange de sables, le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm, par exemple entre 1 et 4 mm ; o à 70 d'un matériau pouzzolanique ou non-pouzzolanique de particules ou un mélange de ceux-ci ayant une taille moyenne de particules inférieure à 15 pm ; 0,1 à 10 d'un superplastifiant réducteur d'eau ; et 10 à 32 d'eau.

Le D90, également noté Dv90, correspond au 90ème centile de la distribution en volume de taille des grains, c'est-à-dire que 90 % des grains ont une taille inférieure au D90 et 10 % ont une taille supérieure au D90. De même, le D10, également noté Dv10, correspond au 10ème centile de la distribution en volume de taille des grains, c'est-à-dire que 10 % des grains ont une taille inférieure au D10 et 90 % ont une taille supérieure au D10. Le sable est généralement un sable de silice ou de calcaire, une bauxite calcinée ou des particules de résidus de la métallurgie, le sable peut également comprendre un matériau minéral dense broyé, par exemple, un laitier vitrifié broyé. Un mélange de sables préféré comprend un mélange (de préférence de deux sables), le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm. Le béton selon l'invention est de préférence un béton autoplaçant. Il a de préférence un temps de prise Vicat de 2 à 18 heures, par exemple de 4 à 14 heures. Les BUHP ont généralement un retrait plus important à la prise en raison de leur teneur plus élevée en ciment. Le retrait total peut être réduit par l'inclusion, en général de 2 à 8, de préférence de 3 à 5, par exemple d'environ 4 parties, de chaux vive, de chaux surcuite ou d'oxyde de calcium dans le mélange avant l'addition d'eau. Des matériaux pouzzolaniques adaptés comprennent les fumées de silice, également connues sous le nom de micro-silice, qui sont un sous-produit de la production de silicium ou d'alliages de ferrosilicium. Il est connu comme un matériau pouzzolanique réactif.

Son principal constituant est le dioxyde de silicium amorphe. Les particules individuelles ont généralement un diamètre d'environ 5 à 10 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent pour former des agglomérats de 0,1 à 1 pm, et puis peuvent s'agréger ensemble en agrégats de 20 à 30 pm. Les fumées de silice ont généralement une surface BET de 10 - 30 m2/g. D'autres matériaux pouzzolaniques comprennent des matériaux riches en aluminosilicate tels que le métakaolin et les pouzzolanes naturelles ayant des origines volcaniques, sédimentaires, ou diagéniques. Des matériaux non-pouzzolaniques adaptés comprennent également des matériaux contenant du carbonate de calcium (par exemple du carbonate de calcium broyé ou précipité), de préférence un carbonate de calcium broyé. Le carbonate de calcium broyé peut, par exemple, être le Durcal®1 (OMYA, France). Les matériaux non-pouzzolaniques ont de préférence une taille moyenne de particules inférieure à 5 pm, par exemple de 1 à 4 pm. Les matériaux non- pouzzolaniques peuvent être un quartz broyé, par exemple le C800 qui est un matériau de remplissage de silice sensiblement non-pouzzolanique fourni par Sifraco, France. La surface BET préférée (déterminée par des méthodes connues) du carbonate de calcium ou du quartz broyé est de 2 - 10 m2/g, généralement moins de 8 m2/g, par exemple de 4 à 7 m2/g, de préférence moins de 6 m2/g.

Le carbonate de calcium précipité convient également comme matériau nonpouzzolanique. Les particules individuelles ont généralement une taille (primaire) de l'ordre de 20 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent en agrégats ayant une taille (secondaire) d'environ 0,1 à 1 pm. Les agrégats forment eux-mêmes des amas ayant une taille (ternaire) supérieure à 1 pm.

Un matériau non-pouzzolanique unique ou un mélange de matériaux nonpouzzolaniques peut être utilisé, par exemple du carbonate de calcium broyé, du quartz broyé ou du carbonate de calcium précipité ou un mélange de ceux-ci. Un mélange de matériaux pouzzolaniques ou un mélange de matériaux pouzzolaniques et nonpouzzolaniques peuvent également être utilisés.

Le béton selon l'invention peut être utilisé en association avec des éléments de renfort, par exemple des fibres métalliques et/ou organiques et/ou des fibres de verre et/ou d'autres éléments de renfort décrits ci-après. Les compositions selon l'invention peuvent comprendre des fibres métalliques et/ou des fibres organiques et/ou des fibres de verre. La quantité en volume de fibres est généralement de 0,5 à 8 % par rapport au volume du béton durci. La quantité de fibres métalliques, exprimée en termes de volume du béton durci final est généralement inférieure à 4 %, par exemple de 0,5 à 3,5 %, de préférence d'environ 2 %. La quantité de fibres organiques, exprimée sur la même base, est généralement de 1 à 8 %, de préférence de 2 à 5 %. Les fibres métalliques sont généralement choisies parmi les fibres d'acier, telles que les fibres d'acier à haute résistance, les fibres d'acier amorphe ou les fibres d'acier inoxydable. Les fibres d'acier peuvent éventuellement être revêtues d'un métal non ferreux comme le cuivre, le zinc, le nickel (ou leurs alliages). La longueur individuelle (I) des fibres métalliques est généralement d'au moins 2 mm et est de préférence 10-30 mm. Le rapport I/d (d étant le diamètre des fibres) est généralement de 10 à 300, de préférence de 30 à 300, de préférence de 30 à 100. Des fibres ayant une géométrie variable peuvent être utilisées : elles peuvent être crêpées, ondulées ou en crochet aux extrémités. La rugosité des fibres peut également être modifiée et/ou des fibres de section variable peuvent être utilisées. Les fibres peuvent être obtenues par toute technique appropriée, y compris par tressage ou câblage de plusieurs fils métalliques, pour former un assemblage torsadé. La liaison des fibres métalliques dans la matrice cimentaire peut être favorisée par le traitement de la surface des fibres. Ce traitement des fibres peut être effectué par un ou plusieurs des procédés suivants : gravure des fibres ou dépôt d'un composé minéral sur les fibres, notamment par le dépôt de silice ou d'un phosphate de métal. La gravure peut être effectuée, par exemple, en mettant en contact les fibres avec un acide, puis en réalisant une neutralisation.

De la silice peut être déposée en mettant en contact les fibres avec un composé de silicium, comme un silane, un siliconate ou une solution colloïdale de silice. Il sera entendu que la silice ou le phosphate est sensiblement limité à la surface des fibres métalliques dans la matrice de béton et n'est pas uniformément dispersé dans la matrice.

Des traitements de phosphatation sont connus et sont décrits, par exemple, dans l'article de G. LORIN intitulé "The Phosphatizing of Metals" (1973), Pub.Eyrolles. En général, un phosphate métallique est déposé en mettant en oeuvre un procédé de phosphatation, qui comprend l'introduction de fibres métalliques décapées dans une solution aqueuse comprenant un phosphate métallique, de préférence du phosphate de manganèse ou du phosphate de zinc, puis le filtrage de la solution pour récupérer les fibres : les fibres sont ensuite rincées, neutralisées et rincées une nouvelle fois. Contrairement au procédé habituel de phosphatation, les fibres obtenues ne doivent pas subir une étape de finition du type graissage. Toutefois, elles peuvent éventuellement être imprégnées avec un additif en vue d'assurer une protection contre la corrosion ou de rendre plus facile leur utilisation dans un milieu cimentaire. Le traitement de phosphatation peut également être effectué par enduction ou pulvérisation d'une solution de phosphate métallique sur les fibres.

Les fibres organiques comprennent les fibres d'alcool polyvinylique (PVA), les fibres de polyacrylonitrile (PAN), les fibres de polyéthylène (PE), les fibres de polyéthylène haute densité (PEHD), les fibres de polypropylène (PP), les homo- ou copolymères, les fibres de polyamide ou de polyimide. Les mélanges de ces fibres peuvent également être utilisés. Les fibres de renfort organiques utilisées dans l'invention peuvent être classées comme suit : fibres réactives de module élevé, fibres non réactives de faible module et fibres réactives de faible module. La présence de fibres organiques rend possible la modification du comportement du béton à la chaleur ou au feu. La fusion des fibres organiques rend possible le développement de voies par lesquelles de la vapeur ou de l'eau sous pression peut s'échapper lorsque le béton est exposé à des températures élevées. Les fibres organiques peuvent être présentes sous la forme de filaments individuels ou de faisceaux de plusieurs filaments. Le diamètre du filament unique ou du faisceau de filaments multiples est de préférence de 10 pm à 800 pm. Les fibres organiques peuvent également être utilisées sous la forme de structures tissées ou de structures non-tissées ou d'un faisceau hybride comprenant des filaments différents. La longueur individuelle des fibres organiques est de préférence de 5 mm à 40 mm, de préférence de 6 à 12 mm. Les fibres organiques sont de préférence des fibres PVA. La quantité optimale de fibres organiques utilisées dépend en général de la géométrie des fibres, de leur nature chimique et de leurs propriétés mécaniques intrinsèques (par exemple, le module élastique, le seuil d'écoulement, la résistance mécanique). Le rapport I/d, d étant le diamètre de la fibre et I la longueur, est généralement de 10 à 300, de préférence de 30 à 90.

Les fibres de verre peuvent être à filament unique (fibre monofilament) ou à multiples filaments (fibre multifilament) chaque fibre individuelle comprenant alors une pluralité de filaments. Les fibres de verre peuvent être formées par écoulement de verre fondu dans une filière. Une composition aqueuse d'ensimage classique peut alors être appliquée aux fibres de verre. Des compositions aqueuses d'ensimage peuvent comporter un lubrifiant, un agent de couplage et un agent de formation de film et éventuellement d'autres additifs. Les fibres traitées sont généralement chauffées pour éliminer l'eau et effectuer un traitement thermique de la composition d'ensimage sur la surface des fibres.

A titre d'exemple, l'ensimage peut être effectué au moyen d'une composition qui comprend un agent de couplage du type silane.

Les agents de couplage au silane comprennent les aminosilanes, les esters de silane, les vinylsilanes, les silanes methacryloxyques, les époxy silanes, les silanes sulfurées, les uréido silanes, les isocyanato silanes et les mélanges de ceux-ci. Les agents de formation de film comprennent les matériaux de formation de film de polyuréthane bloqué, les matériaux de formation de film de polyuréthane thermoplastique, les matériaux de formation de film de résine époxy, les polyoléfines, des polyoléfines modifiées, les polyoléfines fonctionnalisées, l'acétate de polyvinyle, les polyacrylates, les matériaux de formation de film de résine polyester saturé, les matériaux de formation de film de résine polyester insaturé, les matériaux de formation de film polyéther et leurs mélanges. Le verre dans les fibres est généralement résistant aux alcalins. Les fibres peuvent être ensimées pour promouvoir la résistance à l'abrasion et/ou l'intégrité des filaments au cours du mélange du béton. En outre, pour les fibres multifilament, l'ensimage peut être prévu pour éviter ou réduire la séparation des filaments pendant le mélange.

Un traitement d'enrobage (ou de revêtement) des fibres de verre est réalisé de façon à éviter ou réduire la présence de porosité autour des fibres de verre dans la matrice cimentaire. Ce traitement d'enrobage des fibres de verre peut être effectué par un dépôt d'un composé minéral sur les fibres de verre comprenant de la silice. De préférence, il s'agit de silice réactive ayant une action pouzzolanique.

Le pourcentage en volume de fibres de verre dans le béton est de préférence supérieur à 1 % en volume, par exemple de 2 à 5 %, de préférence environ de 2 à 3 %, une valeur préférée étant d'environ 2 %. Le diamètre des filaments individuels dans les fibres multifilament est généralement inférieur à environ 30 pm. Le nombre de filaments individuels dans chaque fibre individuelle est généralement de 50 à 200, de préférence d'environ 100. Le diamètre composite des fibres multifilament est généralement de 0,1 à 0,5 mm, de préférence d'environ 0,3 mm. Elles ont généralement une forme approximativement circulaire en section transversale. Le verre a généralement un module de Young supérieur ou égal à 60 GPa, de préférence de 70 à 80 GPa, par exemple de 72 à 75 GPa, de préférence d'environ 72 GPa. La longueur des fibres de verre est généralement supérieure à la taille des particules du granulat (ou du sable). La longueur des fibres est de préférence au moins trois fois plus grande que la taille des particules. Un mélange de longueurs peut être utilisé. La longueur des fibres de verre est généralement de 3 à 20 mm, par exemple de 4 à 20 mm, de préférence de 4 à 12 mm, par exemple d'environ 6 mm.

La résistance à la traction des fibres de verre multifilament est d'environ 1700 MPa ou davantage. La dose de saturation des fibres de verre (Sf) dans la composition est exprimée par la formule : Sf =Vf X L/D où Vf est le volume réel des fibres. Dans les compositions ductiles selon l'invention Sf est généralement de 0,5 à 5, de préférence de 0,5 à 3. Afin d'obtenir une bonne fluidité du mélange de béton frais Sf peut aller généralement jusqu'à environ 2. Le volume réel peut être calculé à partir du poids et la densité des fibres de verre.

Des fibres hybrides binaires comprenant des fibres de verre et (a) des fibres métalliques ou (b) des fibres organiques et des fibres hybrides ternaires comprenant des fibres de verre, des fibres métalliques et des fibres organiques peuvent également être utilisées. Un mélange de fibres de verre, de fibres organiques et/ou de fibres métalliques peut également être utilisé : un composite "hybride" est ainsi obtenu dont le comportement mécanique peut être adapté en fonction de la performance souhaitée. Les compositions comprennent de préférence des fibres d'alcool polyvinylique (PVA). Les fibres PVA ont généralement une longueur de 6 à 12 mm. Elles ont généralement un diamètre de 0,1 à 0,3 mm. L'utilisation de mélanges de fibres ayant des propriétés et des longueurs différentes permet la modification des propriétés du béton qui les contient. Des ciments qui conviennent sont les ciments Portland sans fumée de silice décrits dans l'ouvrage « Lea's Chemistry of Cement and Concrete ». Les ciments Portland incluent les ciments de laitier, de pouzzolane, de cendres volantes, de schistes brûlés, de calcaire et les ciments composites. Un ciment préféré pour l'invention est le CEM I (généralement PM ES). Le ciment dans le béton de l'invention est par exemple un ciment blanc. Le rapport massique eau/ciment de la composition selon l'invention peut varier si des substituts au ciment sont utilisés, plus particulièrement des matériaux pouzzolaniques. Le rapport eau/liant est défini comme le rapport massique entre la quantité d'eau E et la somme des quantités de ciment et de tous matériaux pouzzolaniques : il est généralement de 15 à 30 %, de préférence de 20 % à 25 %. Le rapport eau/liant peut être ajusté en utilisant, par exemple, des agents réducteurs d'eau et/ou des superplastifiants. Dans l'ouvrage "Concrete Admixtures Handbook, Properties Science and Technology", V.S. Ramachandran, Noyes Publications, 1984 : Un réducteur d'eau est défini comme un additif qui réduit la quantité d'eau de mélange pour un béton pour une ouvrabilité donnée typiquement de 10 à 15 %. Les réducteurs d'eau comprennent, par exemple, les lignosulfates, les acides hydroxycarboxyliques, les hydrates de carbone, et d'autres composés organiques spécialisés, par exemple le glycérol, l'alcool polyvinylique, le sodium alumino-méthylsiliconate, l'acide sulfanilique et la caséine.

Les superplastifiants appartiennent à une nouvelle classe de réducteurs d'eau chimiquement différents des réducteurs d'eau normaux et capables de réduire la quantité d'eau de mélange d'environ 30 %. Les superplastifiants ont été classés de façon générale en quatre groupes : condensat de naphtalène formaldéhyde sulfoné (ou SNF, acronyme anglais pour Sulphonated Naphtalene Formaldehyde condensate) (généralement un sel de sodium) ; condensat de mélamine formaldéhyde sulfoné (ou SMF, acronyme anglais pour Sulphonated Melamine Formaldehyde condensate) ; des lignosulfonates modifiés (ou MLS, acronyme anglais pour Modified Lignosulfonates) ; et autres. Des superplastifiants de nouvelle génération comprennent des composés polycarboxyliques tels que les polyacrylates. Le superplastifiant est de préférence une nouvelle génération de superplastifiant, par exemple un copolymère contenant du polyéthylène glycol comme greffon et des fonctions carboxyliques dans la chaîne principale telle qu'un éther polycarboxylique. Des polysulphonates-polycarboxylate de sodium et des polyacrylates de sodium peuvent également être utilisés. La quantité de superplastifiants généralement requis dépend de la réactivité du ciment. Plus la réactivité du ciment est faible, plus la quantité requise de superplastifiant est faible. Afin de réduire la quantité totale d'alcalins, le superplastifiant peut être utilisé comme un sel de calcium plutôt que d'un sel de sodium. D'autres additifs peuvent être ajoutés à la composition selon l'invention, par exemple, un agent antimousse (par exemple, du polydiméthylsiloxane). Il s'agit également des silicones sous la forme d'une solution, d'un solide ou de préférence sous la forme d'une résine, d'une huile ou d'une émulsion, de préférence dans l'eau. Des silicones plus particulièrement adaptées comprennent les groupes caractéristiques (RSiO0,5) et (R2SiO). Dans ces formules, les radicaux R, qui peuvent être identiques ou différents, sont de préférence l'hydrogène ou un groupe alkyle de 1 à 8 atomes de carbone, le groupe méthyle étant le préféré. Le nombre de groupes caractéristiques est de préférence de 30 à 120. La quantité d'un tel agent dans la composition est généralement au plus de 5 parties en masse par rapport à la masse du ciment.

Les compositions selon l'invention peuvent également comprendre des agents hydrophobes pour augmenter la répulsion de l'eau et réduire l'absorption de l'eau et la pénétration dans des structures solides comprenant des compositions selon l'invention.

De tels agents comprennent les silanes, les siloxanes, les silicones et les siliconates ; des produits disponibles dans le commerce comprennent des produits liquides et solides diluables dans un solvant, par exemple en granulés. Le béton peut être préparé par des méthodes connues, notamment le mélange des composants solides et de l'eau, la mise en forme (moulage, coulage, injection, pompage, extrusion, calandrage) puis le durcissement. Il peut également avoir une résistance à la compression Rc d'au moins 100 MPa. Afin de préparer le béton selon l'invention, les constituants et les fibres de renfort sont mélangés avec de l'eau. L'ordre suivant de mélange peut, par exemple, être adopté : mélange des constituants pulvérulents de la matrice ; introduction de l'eau et d'une fraction, par exemple la moitié, des adjuvants ; mélange ; introduction de la fraction restante des adjuvants ; mélange ; introduction des fibres de renfort et des autres constituants ; mélange. Le procédé de fabrication d'un élément en béton tel que défini précédemment, comprend les étapes consistant à prévoir un moule, à couler dans le moule ledit béton à l'état frais et à retirer ledit élément du moule après la prise du béton. De façon avantageuse, le remplissage du moule est réalisé à plat. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le moule est en un matériau tel que la silicone, le polyuréthane, l'acier inoxydable, le polypropylène, le bois bakélisé, le polyoxyméthylène ou le polychlorure de vinyl. De préférence, le moule est en polypropylène, en polyoxyméthylène ou en polychlorure de vinyl. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le moule comprend de la silicone. De façon avantageuse, lorsque le moule est en silicone, il peut ne pas être nécessaire d'utiliser une composition de démoulage ou de décoffrage pour faciliter le retrait de l'élément en béton du moule. De préférence, le moule a une rugosité Ra comprise de 0,1 pm à 10 pm. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le procédé comprend, en outre, l'étape consistant à disposer une composition de démoulage dans le moule avant le remplissage du moule avec le béton frais.

Plus précisément, selon un exemple de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes : - enduire les parois du moule avec la composition de démoulage ; - introduire le béton fraîchement préparé dans le moule ; et - retirer la pièce du moule après durcissement et éventuellement cure du béton.

La composition de démoulage peut comprendre un ou plusieurs composés choisis parmi un stabilisant, un dispersant, un tensioactif, un conservateur, un solvant, un épaississant et un agent de thixotropie, notamment un ou plusieurs composés choisis parmi un agent hydrofuge et un pigment. Le béton peut être soumis à un traitement ou cure thermique pour améliorer ses propriétés mécaniques. Le traitement thermique est généralement réalisé à une température supérieure à la température ambiante (par exemple de 20°C à 90°C), de préférence de 60°C à 90°C. La température du traitement thermique est de préférence inférieure au point d'ébullition de l'eau à la pression ambiante. La température du traitement thermique est généralement inférieure à 100°C. L'utilisation d'un autoclavage dans lequel le traitement thermique est réalisé à haute pression permet l'utilisation de températures de traitement thermique plus élevées. Le traitement thermique peut durer, par exemple, de 6 heures à 4 jours, de préférence environ 2 jours. Le traitement thermique débute après la prise, généralement au moins un jour après que la prise a commencé, et de préférence sur du béton qui a vieilli de 1 jour à environ 7 jours à 20°C.

Des moyens de renfort utilisés en association avec le béton selon l'invention comprennent également des moyens de renfort par précontrainte, par exemple, par fils adhérents ou par torons adhérents, ou par post-tension, par des torons non adhérents ou par des câbles ou par des gaines ou des barres, le câble comprenant un ensemble de fils ou comprenant des torons.

Le béton selon l'invention sera généralement utilisé dans les "éléments minces", par exemple ceux ayant un rapport entre la longueur et l'épaisseur supérieur à environ 10, ayant généralement une épaisseur de 10 à 30 mm, par exemple, des éléments de revêtement. Dans le mélange des composants du béton selon l'invention, les matériaux sous forme de particules autres que le ciment peuvent être introduits comme pré-mélanges ou premix sec de poudres ou de suspensions aqueuses diluées ou concentrées. Les surfaces spécifiques des matériaux sont mesurées par la méthode BET en utilisant un appareil Beckman Coulter SA 3100 avec de l'azote comme gaz adsorbé. L'invention sera décrite plus en détail au moyen des exemples suivants, donnés à titre non limitatif, en relation avec les figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 illustre le dispositif de mesure de la perméabilité d'un élément en béton muni d'un revêtement ; et - la figure 2 illustre le principe de mesure d'un angle de contact entre une goutte d'eau et une surface.

EXEMPLES 19 La présente invention est illustrée par les exemples suivants non limitatifs. Dans les exemples, les produits et matériaux utilisés sont disponibles auprès des suivants : Produit ou matériau (1) Ciment Portland gris (2) Ciment Portland blanc (3) Sable 0/4 mm fournisseurs (4) Sable BE01 (D50 à 307 pm) (5) Graviers 5/10 mm Fournisseur Lafarge-France Val d'Azergues Lafarge-France Le Teil Lafarge France (St Bonnet La Petite Craz) Sibelco France (Carrière de SIFRACO BEDOIN) Lafarge France (St Bonnet La Petite Craz) OMYA OMYA SEPR (Société Européenne des Produits Réfractaires) (6) Filler calcaire BETOCARB HP Orgon (7) Filler calcaire DURCAL 1 15 (8) Filler SEPR 980 NS (9) Fumées de silice MST SEPR (Société Européenne des Produits Réfractaires) 20 (10) Adjuvant Ductal F2 Chryso (11) Adjuvant CHRYSOFIuid Optima 203 Chryso Le ciment Portland gris et le ciment Portland blanc sont du type CEM 152,5 PMES selon la norme EN 197-1. L'adjuvant Ductal F2 est un superplastifiant comprenant un polycarboxylate polyoxyalkylène en phase aqueuse. L'adjuvant 25 CHRYSOFIuid Optima 203 est un superplastifiant à base de polycarboxylate modifié.

Formulation de béton à ultra haute performance La formulation (1) de béton à ultra haute performance utilisée pour réaliser les essais est décrite dans le tableau (1) suivant : 30 Tableau (1) : Formulation (1) de béton à ultra haute performance à ciment blanc Composant Proportion (% en masse par rapport à la masse de la composition) Ciment Portland Blanc Lafarge Le Teil 31,0 Filler calcaire DURCAL 1 9,3 Fumées de silice MST 6,8 Sable BE01 44,4 Eau de gâchée 7,1 Adjuvant Ductal F2 1,4 Le rapport eau/ciment est de 0,26. Il s'agit d'un béton ayant une résistance à la compression à 28 jours supérieure à 100 MPa. La formulation (2) de béton à ultra haute performance utilisée pour réaliser les essais est décrite dans le tableau (2) suivant : Tableau (2) : Formulation (2) de béton à ultra haute performance à ciment gris Composant Proportion (% en masse par rapport à la masse de la composition) Ciment Portland Gris Lafarge Val 31,8 d'Azergues Filler calcaire DURCAL 1 7,0 Filler SEPR 980 NS 9,6 Sable BE01 43,6 Eau de gâchée 6,9 Adjuvant Ductal F2 1,1 Le rapport eau/ciment est de 0,24. Il s'agit d'un béton à ultra haute performance non fibré. Il s'agit d'un béton ayant une résistance à la compression à 28 jours supérieure à 100 MPa. La formulation (3) de béton utilisée pour réaliser les essais est décrite dans le 10 tableau (3) suivant : Tableau (3) : Formulation (3) de béton à ciment gris Composant Proportion (% en masse par rapport à la masse de la composition) Ciment Portland Gris Lafarge Val 16,5 d'Azergues Filler calcaire BETOCARB HP Orgon 8,5 Sable 0/4 (taux d'humidité 2,19 %) 35,8 Gravier 5/10 (taux d'humidité 0,26 %) 29,2 Eau de gâchée 8,1 Adjuvant CHRYSOFIuid Optima 203 1,9 Le rapport eau/ciment est de 0,49. Il s'agit d'un béton ayant une résistance à la compression à 28 jours strictement inférieure à 100 MPa. Pour les bétons, la résistance à la compression à 28 jours est, par exemple, mesurée de façon analogue à ce qui est décrit dans la norme NF EN 196-1 « Méthode d'essai des ciments - Partie 1 : Détermination des résistances mécaniques ». Méthode de préparation du béton à ultra haute performance selon la formulation (1) ou (2) Le béton à ultra haute performance selon la formulation (1) ou (2) est réalisé au moyen d'un malaxeur de type RAYNERI. L'ensemble de l'opération est réalisé à 20°C.

La méthode de préparation comprend les étapes suivantes : - A T = 0 seconde : mettre le ciment, les fillers calcaire, les fumées de silice et le sable dans le bol de malaxeur et malaxer durant 7 minutes (15 tours/min) ; - A T = 7 minutes : ajouter l'eau et la moitié de la masse d'adjuvant et malaxer pendant 1 minute (15 tours/min) ; - A T = 8 minutes : ajouter le restant d'adjuvant et malaxer pendant 1 minute (15 tours/min) ; - A T = 9 minutes : malaxer pendant 8 minutes (50 tours/min) ; et - A T = 17 minutes : malaxer pendant 1 minute (15 tours/min). - A partir de T = 18 minutes : couler le béton à plat dans le ou les moules prévus à cet effet. Méthode de préparation du béton selon la formulation (3) Le béton est réalisé au moyen d'un malaxeur de type SIPE. L'ensemble de l'opération est réalisé à 20°C. La méthode de préparation comprend les étapes suivantes : - A T = 0 seconde : mettre les graviers et sables dans le bol de malaxeur et malaxer durant 20 secondes ; - A T = 20 secondes : ajouter le ciment et le filler (et les charbons actifs si nécessaire) et malaxer pendant 15 secondes (140 tours/min) ; et - A T = 35 secondes : ajouter de l'eau et l'adjuvant et malaxer pendant 180 secondes (140 tours/min). Procédé de dépôt d'un revêtement (1) selon l'invention Le procédé est réalisé à 20°C et comprend les étapes suivantes : - attente de 14 jours après le démoulage de la plaque en béton à traiter ; - le dépôt sur la face de la plaque de béton à traiter d'une première couche d'une émulsion comprenant de 5 à 15 % en masse de polyalkylalkoxysilane diluée dans un solvant organique. L'émulsion est appliquée au rouleau sur la face de la plaque de béton à traiter en deux fois, avec une durée d'attente de 6 heures entre les deux applications et avec à chaque fois l'application d'une quantité de 100 g/m2; ; - l'attente pendant 6 heures du séchage de la première couche ; et - le dépôt, sur la première couche, d'un revêtement photocatalytique correspondant 5 au produit HYDROTECT CLEAR COATTM commercialisé par la société Toto. Plus précisément, le dépôt du revêtement photocatalytique comprend les étapes suivantes : - le dépôt sur la première couche d'une deuxième couche (CLEAR COAT : MIDDLE COATTM) d'une émulsion comprenant de 20 à 30 % en masse d'une résine acrylique 10 modifiée par des silicones, 0,1 % en masse de N, N diméthyl formamide, 0,2 % en masse d'éther d'éthylène glycol et de monobutyl, 4 % en masse de silicone et le reste d'eau. L'émulsion est pulvérisée sur la face de la plaque de béton à traiter en deux fois, avec une durée d'attente d'une heure entre les deux pulvérisations et avec à chaque fois la pulvérisation d'une quantité de 50 g/m2 ; 15 -l'attente pendant 4 heures du séchage de la deuxième couche ; et - le dépôt sur la deuxième couche d'une troisième couche (CLEAR COAT WATERTM) d'une émulsion comprenant de 0,2 à 5 % en masse de dioxyde de titane, de 0,5 à 10 % en masse de dioxyde de silicium, 0,3 % en masse de silicone modifiée par du polyéther et le reste d'eau. L'émulsion est appliquée au rouleau à poil ras en une fois 20 sur la face de la plaque de béton à traiter avec une quantité de 12,5 g/m2. Procédé de dépôt d'un revêtement (2) de comparaison Le procédé est réalisé à 20°C et comprend, après une attente de 14 jours après le démoulage de la plaque en béton à traiter, le dépôt, sur la face de la plaque de béton à traiter, d'un revêtement photocatalytique correspondant au produit HYDROTECT 25 CLEAR COATTM commercialisé par la société Toto comme cela a été décrit pour le procédé de dépôt du revêtement (1). Procédé de mesure d'un angle de mouillaqe ou de contact La figure 2 illustre le principe de la mesure d'un angle de mouillage entre une surface solide 30 d'un échantillon 32 en béton et une goutte 34 d'un liquide déposée sur 30 la surface 30. On désigne par la référence 36 l'interface liquide/gaz entre la goutte 34 et l'air ambiant. La figure 2 est une coupe selon un plan perpendiculaire à la surface 30. Dans le plan de coupe, l'angle de mouillage a correspond à l'angle, mesuré depuis l'intérieur de la goutte 34 de liquide, entre la surface 30 et la tangente T à l'interface 36 au point d'intersection entre le solide 30 et l'interface 36. 35 Pour effectuer la mesure de l'angle de mouillage, l'échantillon 32 est placé dans une salle à température de 20°C et une humidité relative de 50 %. On dispose une goutte d'eau 34 ayant un volume de 2,5 pL sur la surface 30 de l'échantillon 32. La mesure de l'angle est réalisée par un procédé optique, par exemple en utilisant un dispositif d'analyse de forme (en anglais Drop Shape Analysis), par exemple le dispositif DSA 100 commercialisé par Krüss. Les mesures sont répétées cinq fois et la valeur de l'angle de contact mesuré entre la goutte d'eau et le support est égale à la moyenne de ces cinq mesures. EXEMPLE 1 Un béton selon la formulation (1) a été réalisé. Trois plaques (dimensions 150x100x10 mm) ont été réalisées par moulage du béton selon la formulation (1) dans un moule en polychlorure de vinyle (PVC). Chaque plaque a été démoulée 18 heures après le contact entre le ciment et l'eau. Chaque plaque démoulée a été stockée à 20°C et à atmosphère ambiante pendant 14 jours. Après le stockage de 14 jours, un traitement de surface des plaques a été réalisé. Le revêtement (1) selon l'invention a été disposé sur une face de la première plaque. Le revêtement (2) de comparaison a été disposé sur une face de la deuxième plaque.

Aucun revêtement n'a été disposé sur la troisième plaque. Sept jours après le traitement de surface, les plaques ont été soumises à un test de formation de taches consistant à utiliser différents produits pour réaliser des taches sur les plaques en béton. Pour chaque produit utilisé, une tache a été réalisée sur chaque plaque.

Les produits utilisés pour réaliser les taches sont les suivants : Café expresso ; Vin rouge ; Jus de citron ; Bleu de méthylène ; Huile de tournesol ; et Marqueur indélébile. Après la réalisation des taches, les plaques ont été laissées à l'air ambiant pendant quatre heures à la température ambiante. Après 4 heures, chaque plaque a été nettoyée avec un chiffon mouillé avec de l'eau. Une photographie de la surface marquée de chaque plaque a alors été prise. Chaque plaque a ensuite été disposée en extérieur, au soleil, pendant quatre semaines. Une nouvelle photographie de la surface de la plaque a alors été prise. Les résultats d'une comparaison visuelle des deux photographies ont été présentés dans le tableau (4) suivant :35 Tableau (4) Produit Evolution de la Evolution de la tache Evolution de la tache tache après 4 après 4 semaines après 4 semaines pour semaines pour la pour la première la deuxième plaque troisième plaque plaque comprenant comprenant le sans revêtement le revêtement (1) revêtement (2) de selon l'invention comparaison Café expresso Légèrement réduite Complètement Complètement disparue disparue Vin rouge Légèrement réduite Complètement Complètement disparue disparue Jus de citron Complètement Complètement Complètement disparue disparue disparue Bleu de Très légèrement Complètement Complètement méthylène réduite disparue disparue Huile de Très légèrement Complètement Complètement tournesol réduite disparue disparue Marqueur Très légèrement Légèrement réduite Légèrement réduite indélébile réduite L'élément en béton recouvert du revêtement (1) et l'élément en béton recouvert du revêtement (2) présentent des propriétés de surface permettant de dégrader les taches réalisées lors de l'exposition au soleil.

EXEMPLE 2 Un béton selon la formulation (2) a été réalisé. Deux plaques (dimensions 150x100x10 mm) ont été réalisées par moulage du béton selon la formulation (2) dans un moule en polychlorure de vinyle (PVC). Chaque plaque a été démoulée 18 heures après le contact entre le ciment et l'eau. Chaque plaque démoulée a été stockée à 20°C et à atmosphère ambiante pendant 14 jours. Après le stockage de 14 jours, un traitement de surface des plaques a été réalisé. Un revêtement (1) a été disposé sur une face de la première plaque. Un revêtement (2) a été disposé sur une face de la deuxième plaque. La figure 1 représente le dispositif 10 utilisé pour la réalisation d'une mesure de la perméabilité d'une plaque 12. La plaque 12 est disposée sur des entretoises 14 à environ 5 mm d'un support 16 horizontal. La face traitée de la plaque 12 est la face supérieure 18. Un entonnoir tronconique 20 d'axe vertical est placé sur la face supérieure 18, l'extrémité de grand diamètre de l'entonnoir 20 étant en contact avec la face supérieure 18. Le plus grand diamètre de l'entonnoir est de 75 mm. Un joint d'étanchéité 22 recouvre la zone de contact entre l'entonnoir 20 et la face 18. L'extrémité de plus petit diamètre de l'entonnoir 20 se prolonge par une pipette graduée 24. Un joint d'étanchéité 26 recouvre la zone de contact entre l'entonnoir 20 et la pipette 24. Après le traitement de surface, l'essai a été réalisé pour chaque plaque en utilisant le dispositif de test de la figure 1 à une température de 20 °C et une humidité relative de 65 %. De l'eau a été versée dans la pipette 24 de façon à remplir l'entonnoir 20 et la pipette 24 jusqu'à une hauteur de 250 mm par rapport à la face 18. L'évolution de la quantité d'eau pénétrant dans la plaque a été mesurée sur la pipette 24. Les résultats ont été présentés dans le tableau (5) suivant : Tableau (5) Instant de Quantité d'eau pénétrant la Quantité d'eau pénétrant la mesure deuxième plaque comprenant le première plaque comprenant le (jour) revêtement (2) de comparaison revêtement (1) selon l'invention (mg) (mg) 0 0 0 1 0,9 0 2 1,8 0,25 3 2,7 0,5 4 3,5 0,75 L'élément en béton recouvert du revêtement (1) selon l'invention est donc plus étanche que l'élément en béton recouvert du revêtement (2) de comparaison. 15 EXEMPLE 3 Un béton selon la formulation (2) a été réalisé. Trois plaques (dimensions 150x100x10 mm) ont été réalisées par moulage du béton selon la formulation (2) dans un moule en polychlorure de vinyle (PVC). Chaque plaque a été démoulée 18 heures après le contact entre le ciment et l'eau. Chaque plaque démoulée a été stockée à 20°C 20 et à atmosphère ambiante pendant 14 jours. Après le stockage de 14 jours, un traitement de surface des plaques a été réalisé. Le revêtement (1) selon l'invention a été disposé sur une face de la première plaque. Le revêtement (2) a été disposé sur une face de la deuxième plaque. Aucun revêtement n'a été disposé sur la troisième plaque. 25 Après le traitement de surface, les plaques ont été stockées à 35°C pendant 7 jours dans une atmosphère à 100 % d'humidité. Une inspection visuelle de la face traitée des plaques a été réalisée quant à la formation de bulles dans le revêtement pour les première et deuxième plaques et la formations de tâches claires et sombres en surface des trois plaques et/ou à l'interface béton/revêtement (efflorescences). Les résultats des inspections visuelles ont été présentés dans le tableau (6) suivant : Tableau (6) Inspection visuelle Troisième plaque Deuxième plaque Première plaque sans revêtement comprenant le comprenant le revêtement (2) revêtement (1) de comparaison selon l'invention Formation de - Formation de Pas de formation bulles bulles dans le de bulles dans le revêtement revêtement Formation de Oui Oui Non taches sombres et claires L'élément en béton recouvert du revêtement (1) selon l'invention ne présente pas de tache ni de bulle alors que l'élément en béton recouvert du revêtement (2) de comparaison en présente. EXEMPLE 4 Un béton selon la formulation (2) a été réalisé. Une première plaque (dimensions 150x100x10 mm) a été réalisée par moulage du béton selon la formulation (2) dans un moule en polychlorure de vinyle (PVC). La plaque a été démoulée 18 heures après le contact entre le ciment et l'eau. La plaque démoulée a été stockée à 20°C et à atmosphère ambiante pendant 14 jours. Un béton selon la formulation (3) a été réalisé. Une deuxième plaque (dimensions 150x100x30 mm) a été réalisée par moulage du béton selon la formulation (3) dans un moule PVC. La plaque a été démoulée 22 heures après le contact entre le ciment et l'eau. La plaque démoulée a été stockée à 20°C et à atmosphère ambiante pendant 14 jours. Après le stockage de 14 jours, un traitement de surface des plaques a été réalisé.

Le revêtement photocatalytique (1) selon l'invention a été disposé sur une face des première et deuxième plaques. Sept jours après le traitement de surface, un examen visuel des faces recouvertes du revêtement photocatalytique (1) a été réalisé. Les résultats de l'inspection visuelle des deux photographies ont été présentés dans le tableau (7) suivant :25 27 Tableau (7) Inspection visuel de la première plaque Inspection visuel de la deuxième plaque recouverte du revêtement (1) selon recouverte du revêtement (1) selon l'invention l'invention Aspect visuel identique à celui d'un béton Aspect visuel brillant sans traitement, c'est-à-dire sensiblement mat Pour le béton selon la formulation (3), l'aspect visuel sensiblement brillant du béton recouvert du revêtement (1) est différent de l'aspect visuel sensiblement mat du béton non recouvert du revêtement (1) alors que pour le béton selon la formulation (1), l'aspect visuel sensiblement mat du béton recouvert du revêtement (1) est sensiblement identique à l'aspect visuel sensiblement mat du béton non recouvert du revêtement (1). EXEMPLE 5 Un béton selon la formulation (1) a été réalisé. Trois plaques (dimensions 150x100x10 mm) ont été réalisées par moulage du béton selon la formulation (1) dans un moule en polychlorure de vinyle (PVC). Chaque plaque a été démoulée 18 heures après le contact entre le ciment et l'eau. Chaque plaque démoulée a été stockée à 20°C et à atmosphère ambiante pendant 14 jours. Après le stockage de 14 jours, un traitement de surface des plaques a été réalisé. Le revêtement (1) selon l'invention a été disposé sur une face de la première et de la deuxième plaque. Aucun revêtement n'a été disposé sur la troisième plaque. Sept jours après le traitement de surface, la première plaque a été soumise à un flux d'UV de longueur d'onde 254 nm pendant 1 heure puis à un test de mouillage consistant à déposer une goutte d'eau sur la surface des plaques. Les angles de contact mesurés ont été présentés dans le tableau (8) suivant : Tableau (8) Angle de contact mesuré 5 Angle de contact mesuré 5 Angle de contact mesuré 5 secondes après dépôt de secondes après dépôt de secondes après dépôt de la goutte d'eau sur la la goutte d'eau sur la la goutte d'eau sur la troisième plaque sans deuxième plaque première plaque revêtement (°) comprenant le revêtement comprenant le revêtement (1) selon l'invention (°) (1) selon l'invention et soumise à un rayonnement UV (°) 42 16 0 En l'absence de rayonnement UV, la surface de l'élément en béton recouvert du revêtement (1) a un caractère hydrophile prononcé. Après exposition au rayonnement UV, le caractère hydrophile de la surface de l'élément en béton recouvert du revêtement (1) est amélioré puisque la surface de l'élément en béton recouvert du revêtement (1) devient superhydrophile. Le caractère hydrophile ou superhydrophile facile la formation d'un film d'eau en surface de l'élément en béton. Le fait que le béton de l'élément en béton est un béton à ultra haute performance facilite l'écoulement du film d'eau ainsi formé dans la mesure où le béton à ultra haute performance a une rugosité plus faible qu'un béton classique.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'un élément, comprenant les étapes suivantes : - prévoir ledit élément en un béton à haute performance ; -recouvrir au moins en partie ledit élément d'un premier revêtement transparent et étanche ; et - recouvrir au moins en partie ledit premier revêtement d'un second revêtement transparent et photocatalytique.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de recouvrement dudit élément par le premier revêtement comprend l'étape de dépôt d'une première couche transparente comprenant un agent hydrofuge sur au moins une partie dudit élément.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'étape de recouvrement dudit premier revêtement avec le second revêtement comprend les étapes suivantes : - recouvrir ledit premier revêtement d'une deuxième couche transparente comprenant un liant organique ; et - recouvrir ladite deuxième couche d'une troisième couche transparente comprenant un agent photocatalyseur.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le béton comprend, en parties en masse : 100 de ciment Portland ; 50 à 200 d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou un mélange de sables, le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm ; o à 70 d'un matériau pouzzolanique ou non-pouzzolanique de particules ou un mélange de ceux-ci ayant une taille moyenne de particules inférieure à 15 pm ; 0,1 à 10 d'un superplastifiant réducteur d'eau ; et 10 à 32 d'eau.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le premier revêtement comprend un organosilane ou un dérivé d'organosilane.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le second revêtement comprend un polymère acrylique ou un dérivé d'un polymère acrylique.7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le second revêtement comprend des particules de dioxyde de titane. 8. Elément en un béton à haute performance traité par le procédé selon l'une des 5 revendications 1 à
7. 7. 9. Elément en un béton à haute performance, recouvert au moins en partie d'un premier revêtement transparent et étanche, le premier revêtement étant recouvert au moins en partie d'un second revêtement transparent et photocatalytique.