PT1315683E

PT1315683E - Betões com fibras de elevada resistência e ductilidade.

Info

Publication number: PT1315683E
Application number: PT01967409T
Authority: PT
Inventors: Pascal Casanova; Hu Chong; Bernard Clavaud
Original assignee: Lafarge Sa
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2007-09-04
Also published as: US20040050302A1; JP2004507431A; FR2813601A1; HK1052919A1; DE60128930T2; BR0113683B1; WO2002018291A1; CA2420775C; FR2813601B1; BR0113683A; HK1052919B; DK1315683T3; EP1315683B1; ZA200301717B; CN1466555A; ATE364582T1; CA2420775A1; EP1315683A1; MXPA03001807A; CN1232466C

Description

DESCRIÇÃO

BETÕES COM FIBRAS DE ELEVADA RESISTÊNCIA E DUCTILIDADE O domínio da invenção trata dos betões contendo fibras e mais particularmente os betões com desempenho muito elevado à base de ligante hidráulico do tipo cimento Portland ou similar e incluindo fibras metálicas. 0 termo "betão" utilizado acima engloba de maneira geral indiferentemente os betões, argamassas ou rebocos, a que será feita referência na sequência do texto.

Existem actualmente betões de alto desempenho que não contêm fibras, os quais apresentam o inconveniente de serem frágeis com baixas resistências â flexão.

Ora, para numerosas utilizações em engenharia civil e em particular para o revestimento de túneis por meio de segmentos prefabricados, são desejadas pequenas espessuras, o que requer betões de alto e muito alto desempenho. Além disso, sendo dadas as condições severas às quais são submetidos estes segmentos, é desejada uma resistência à flexão elevada assim como uma operacionalidade e uma ductilidade elevadas do betão.

Isto não pode ser obtido de maneira satisfatória, no plano económico, com betões armados com armaduras passivas clássicas, mesmo se estes forem betões de alto desempenho (resistência à compressão Rc superior a 120 MPa). Estes segmentos clássicos são submetidos a esforços complexos e multidirecionais. É necessário em particular que estes últimos apresentem uma resistência à flexão medida sobre 25 corpos de prova prismáticos superiores a 15 Mpa, enquanto se mantêm dúcteis.

Entende-se por ductilidade de um material não elástico tal como o betão, a aptidão que este último tem para se deformar 1 além do seu limite elástico sem se romper de uma maneira brutal e de preferência apresentando um aumento do esforço ou pelo menos um platô.

Adicionalmente, é desejável que estes betões tenham uma consistência variável, podendo ir de firme a auto-conformável conforme as aplicações.

Existem actualmente soluções técnicas recentes de betões de muito alto desempenho incluindo fibras metálicas ou orgânicas, que são dúcteis ou cujos desempenhos técnicos poderiam responder à obtenção de elementos tendo as características visadas pelos segmentos de túneis.

Em particular, os pedidos de patente WO-99/28267 e EP-934915 propõem betões contendo fibras de muito alto desempenho que podem responder aos desempenhos técnicos desejados. Todavia, o pedido de patente WO-99/28267 descreve um betão cujo esqueleto granular inclui partículas finas e ultrafinas o que o torna de alto desempenho, porém caro para as utilizações visadas.

No pedido de patente EP-934915, os desempenhos técnicos desejados, citados anteriormente, são atingidos por um lado por meio de granulados muito duros, tais como a bauxita calcinada que é um granulado caro, e por outro lado, pela utilização do quantidades muito elevadas de partículas finas e ultrafinas, o que igualmente torna o material caro.

Além do facto de que estas formulações são muito caras, elas requerem para o seu emprego, a utilização de equipamentos particulares para a introdução das fibras e a mistura do betão contendo fibras. É pois difícil pô-las a funcionar nas unidades de betão pronto para o emprego clássicas com fornecimento do betão por caminhão betoneira à distância. 2 0 documento FR 2 633 922 descreve um betão compactado, reforçado com fibras, compreendendo em peso, 36% de diorite 0/6, 50% de diorite 6/10, 14% de cimento de elevadas performances, 4% de água, 80Kg/m3 de betão de fibras de fusão, 10% de peso de cimento de fumos de sílica e 2% de peso de cimento num extracto seco de fluidificante Sikafluid. O documento US 6,080,234 que constitui uma modificação do documento FR 2 633 922 descreve um betão que pode ser vazado ou compactado. A utilização das fórmulas da técnica anterior não permite obter soluções satisfatórias do ponto de vista económico para resolver o problema colocado, ou seja, para fabricar um betão dúctil, tendo uma resistência à compressão Rc superior a 120 MPa e uma resistência â flexão Rfl superior ou igual a 15 MPa (as resistências Rc e Rfl sendo medidas sobre corpos de prova cilíndricos e prismáticos) e incluindo no máximo 120 kg de fibras metálicas por m3 de betão e isto, utilizando os granulados clássicos, tais como eles estão disponíveis nas unidades de betão prontos a utilizar clássicos ou nas unidades de pré - fabricação. A fim de dispor de um betão que responde a estes critérios,a requerente foi levada, para a obtenção dos desempenhos mecânicos procurados com custos de materiais muito mais baixos, a empregar um conceito de formulação diferente da técnica anterior que consiste em utilizar um esqueleto granular de tipo apoloniano em presença de fibras e uma pasta de ligante optimizada do ponto de vista mecânico e reológico; a quantidade de pasta no betão é determinada pelo grau de afrouxamento do esqueleto granular necessário para obter a operacionalidade procurada.

Um objecto da invenção é pois o de propor um betão de muito alto desempenho com fibras metálicas tendo características mecânicas médias (medidas sobre corpos de prova cilíndricos e prismáticos), ou seja: 3

Rc > 120 MPa e Rfl > 15 MPa enquanto permanece dúctil e incluindo no máximo 120 kg de fibras metálicas por m3 de betão e isto, utilizando granulados clássicos acessíveis nas instalações de betão pronta a utilizar ou as instalações de elementos prefabricados.

Conforme o tipo de aplicação, estes betões poderão ter uma consistência indo de firme a auto-conformável, a determinação desta consistência fazendo-se segundo a norma DIN 1048. A presente invenção tem assim por objecto obter com os constituintes habituais de betões de alto desempenho, um betão com fibras metálicas, com um teor de fibras metálicas igual ou inferior a 120 kg/m3, estes betões permitindo, em particular, produzir segmentos para túneis sem armaduras e de espessura que pode ser inferior a 10 cm. A composição do betão de acordo com a invenção permite obter betões contendo fibras de desempenho técnico e de custo melhorados em relação â técnica anterior. Em particular, a composição pode ser expandida para a utilização de qualquer tipo de fibras no betão. Os índices de custo/desempenho obtidos são mais favoráveis do que aqueles das composições de betões contendo fibras conhecidos até hoje.

Os objectivos da presente invenção são atingidos com a realização de um betão com uma resistência à flexão Rfl não inferior a 15 Mpa após 2 8 dias, medida em provetes prismáticos por ensaios de flexão em 4 pontos de acordo com o modo operatório definido pela norma NF P 18-409 composto por uma matriz de cimento endurecida na qual são dispersas fibras metálicas, obtido por mistura de constituintes compreendendo: a) um cimento cujas partículas têm um tamanho de 4 grão D50 de 10 a 20 μηΐ; b) elementos ultrafinos com reacção pozolâ cujas partículas elementares têm um tamanho de grão D50 de no máximo 1 μπί; c) elementos granulares repartidos entre duas classes granulares Cl e C2 definidas da seguinte maneira:

Cl: partículas de tamanho superior a 1 μιτι e inferior a 5 mm, C2: partículas de tamanho indo de 5 a 15 mm e de preferência de 6 a 12 mm; d) uma quantidade de água E adicionada na mistura; e) um agente dispersante, de preferência um superplastificante, presente em uma proporção de matéria seca de 1,5% a 5% em volume em relação ao cimento, f) fibras metálicas numa quantidade no máximo igual a 12 0 kg por m3 de betão; e tendo um comprimento individual 1 tal que o betão apresente uma relação l/φ de pelo menos 2, e de preferência de pelo menos 3, 1 sendo o comprimento individual das fibras, e φ sendo o diâmetro do grão mais grosso, caracterizado pelo facto de que os teores dos diferentes constituintes (a), (b), (CJ , (C2) , (d) e a quantidade de agua E expressos em volume, satisfazem as relações seguintes: razão 1 0,50· (C2) / (CJ *1,20 razão 2 0,25· [(a) + (b) ] / [(C2) + (C1)] »0,60 razão 3 0,10·(b)/(a)*0,30 razão 4 0,50·Ε/[(a)+(b)]*0,75

De maneira vantajosa, tem-se as seguintes relações para as razões 1, 3, 4 e 5 dos teores dos constituintes (a), (b) , (CJ , (C2) , e a quantidade de água E expressos em volume: razão 1 0,60»(C2)/(C1)»1,0 5 razão 3 0,15·(b)/(a)·0,25 15 razão 4 0,55·Ε/[(a)+(b)]·0,70 qualquer que seja a consistência do betão obtido.

Conforme a consistência desejada do betão, de firme a auto-conformável a razão 2 dos constituintes (a), (b) , (d), (CJ e (C2) , verifica 20 as seguintes relações: 1) razão 2 0,25· [ (a) + (b) ] / [ (CJ + (C2) ] *0,45 no caso de uma consistência firme a fluida, 2) razão 2 0,45· [ (a) + (b) ] / [ (CJ + (C2) ] *0,65 no caso de uma consistência auto-conformável, as razões 1, 3, 4 permanecendo inalteradas quer a consistência seja firme a fluida ou auto-conformável. A presença de fibras metálicas na composição do betão de acordo com a invenção permite construir segmentos para túneis sem armaduras, e igualmente elementos tais como lajes, placas, cascos ou similares. 0 cimento (a) da composição de acordo com a invenção é vantajosamente um cimento Portland. De preferência, o cimento da composição de acordo com a invenção é um cimento Portland HTS, o dito cimento compreendendo pelo menos 20% em peso de sílica combinada em relação ao peso do cimento. O cimento pode igualmente ser um cimento à base de aluminatos de cálcio, ou qualquer outro ligante hidráulico à base de escórias de alto-forno ou ainda qualquer ligante hidráulico à base de misturas destes cimentos e/ou escórias.

Os elementos ultrafinos com reacção pozolânica (b) são conhecidos na técnica. Eles são geralmente escolhidos de entre as fumaças de sílica, de preferência as fumaças de sílica provenientes da indústria do zircónio ou da indústria do silício. 6

Os elementos granulares (c) podem ser quaisquer elementos granulares classicamente acessíveis para a fabricação dos betões. Os elementos granulares (c) são cascalhos, areias ou misturas de areias, peneiradas ou trituradas.

Num modo de realização preferido, as partículas de cimento (a) têm um tamanho de grão D50 da ordem de 15 um, os elementos ultrafinos com reacção pozolânica (b) têm um tamanho de partícula D50 inferior a 1 um.

Quanto as fibras metálicas, elas podem ser nomeadamente escolhidas de entre as fibras de aço de baixo teor de carbono (aços hipoeutetóides) , as fibras de aço de teor elevado de carbono (aços eutetóides ou hipereutetóides) que possuem resistências mecânicas elevadas, as fibras de aço ligado ou microligado, as fibras de aço amorfo ou ainda as fibras de aço inoxidável. Vai-se utilizar de preferência fibras de aço de baixo teor de carbono ou fibras de aço de teor elevado de carbono. A quantidade de fibras metálicas no betão é inferior ou igual a 120 kg por m3 de betão, geralmente de 20 a 120 kg/m3 de betão e de preferência de 40 a 100 kg por m3 de betão.

Expresso em volume, as fibras metálicas representam geralmente 1,5% ou menos do volume do betão. O comprimento individual 1 das fibras metálicas é geralmente de pelo menos duas vezes, e de preferência pelo menos três vezes o tamanho do grão mais grosso.

As fibras de aço podem eventualmente ser revestidas de um metal não ferroso tal como o cobre, o zinco, o níquel ou suas ligas. 7

Pode-se utilizar fibras com geometria variável: elas podem ser ameadas, onduladas ou em forma de ganchos nas extremidades.

Pode-se igualmente actuar sobre a rugosidade das fibras e/ou utilizar fibras com seção transversal variável. A composição de acordo com a invenção compreende igualmente um agente dispersante, de preferência um superplastificante, presente numa proporção de matéria seca de 1,5% a 5% e de preferência de 2,5% a 3,5% em volume em relação ao cimento.

Os superplastificantes são constituintes clássicos dos betões que têm por objectivo melhorar a reologia do betão. De entre estes superplastificantes, recomenda-se particularmente fosfonatos polioxietilenados POE, os policarboxilatos poliox PCP e suas misturas. Estes superplastificantes são produtos disponíveis no comércio: a título de exemplo, pode-se citar os produtos ÓPTIMA 100®, PREMIA 100® e ÓPTIMA 175®, comercializados pela empresa CHRYSO.

Os betões de acordo com a invenção podem igualmente incluir outros aditivos diversos, tais como nomeadamente pigmentos de coloração, agentes dispersantes, agentes anti-espumantes, agentes antiexsudação ou agentes anti-sedimentação, agentes aceleradores de pega ou emulsões aquosas de produtos orgânicos bem conhecidos do perito na especialidade.

Os betões de acordo com a invenção podem igualmente incluir fibras curtas (comprimento de no máximo 2 mm, de preferência de no máximo 1 mm) de álcool polivinílico, de poliacrilamida, de polietileno de alta densidade, de poliamida de aramida ou de polipropileno. 0 betão é preparado usando qualquer método conhecido do perito na especialidade, nomeadamente por mistura dos constituintes sólidos e de água, conformação (moldagem) e depois endurecimento. 8

De uma maneira geral, a maturação do betão pode ser feita: • seja sob a forma de uma conservação a 20°C e mais de 90% de humidade relativa, • seja realizando um tratamento térmico desde a colocação no molde, • seja realizando um tratamento térmico a partir de um prazo predeterminado, segundo o qual ele será conservado a 20°C e mais de 90% de humidade relativa na colocação no molde.

Este tratamento térmico será realizado a uma temperatura compreendida entre 20°C e 100°C.

Os betões obtidos de acordo com a presente invenção apresentam: - uma resistência à flexão Rfl medida sobre corpos de prova prismáticos, superior ou igual a 15 MPa, - uma resistência ã compressão Rc medida sobre corpos de prova cilíndricos, superior ou igual a 120 MPa, as ditas resistências à flexão Rfl e â compressão Rc sendo avaliadas no prazo de 28 dias.

Betão correspondente aos exemplos 1 e 2 1) Matérias primas • Para que as comparações efectuadas tenham o seu pleno significado, os mesmos constituintes indicados abaixo foram utilizados para o conjunto dos exemplos. • cimento 5 - cimento Portland de alto teor de sílica tipo HTS (CPA CEM 1 52,5), da empresa LAFARGE CIMENTS FRANCE,

- cimento portland tipo 50 (segundo a norma canadense CSA) da empresa LAFARGE CORPORAZÃON • elementos granulares: - areia de aluvião GRENADE 0/4 da empresa LAFARGE GRANULATS FRANCE, 9 - cascalhos LE TERTRE 6/10 (rocha sedimentar silicatada) da empresa LAFARGE GRANULATS FRANCE, - areia silicosa GSI 0/0.315 da empresa SIFRACO, - cascalho granítico 6/12 - areia silicosa 0/5 - areia silicosa 0/0,5 • adições de cimento:

- cinzas volantes da empresa SUNDANCE • elementos ultrafinos com reaccão pozolânica

- fumaças de sílica: microsílica vítrea ELKEM 940 U

- fumaças de sílica SKW • adjuvantes superplastificantes

fosfonato polioxietilenado (POE) ÓPTIMA 100® da empresa CHRYSO, FRANÇA mistura de fosfonato polioxietilenado (POE) de policarboxilato poliox (PCP) ÓPTIMA 175®, da empresa CHRYSO, FRANÇA. • fibras metálicas Fibras A:

Fibra de aço DRAMIX RC 80-60 LC fornecida pela empresa BEKAERT, sob forma de plaquetas constituídas de uma trintena de fibras encoladas (fibras em gancho, de baixo teor de carbono, cilíndricas, comprimento lf = 60 mm e diâmetro df = 0,8 mm) ,

Fibras B:

Fibras de aço DRAMIX RC 80-60 HC fornecidas pela empresa BEKAERT,análogas às fibras A mas com um alto teor de carbono. Fibras C:

Fibras de aço fornecidas pela empresa NOVOCON (fibras onduladas com secção rectangular, lf = 50 mm e af = 2,5 mm e bf = 0,4 mm. 2) Modo de Preparação

No exemplo 1, a fabricação do betão foi feita em laboratório com misturador SKAKO. No decurso da etapa de preparação do betão, os constituintes são misturados na ordem seguinte: 10 - introdução dos granulados no misturador, - introdução da água de humedecimento durante 30 segundos, - mistura dos granulados húmidos durante 30 segundos, - repouso durante 4 minutos, - introdução dos ligantes durante 30 segundos, 20 - mistura durante 1 minuto, - introdução da água de mistura e dos adjuvantes, - mistura do betão durante 3 minutos, - introdução da metade das fibras metálicas repartindo-as sobre a superfície do betão, - arranque do misturador e introdução da outra metade das fibras durante 30 segundos, - mistura do betão durante 1 minuto.

No exemplo 2, foi utilizado um misturador industrial. O modo de preparação do betão é o seguinte: - introdução de todos os constituintes, salvo as fibras - mistura a seco durante 1 minuto - introdução da água de mistura e do superplastificante - mistura durante 5 minutos - introdução das fibras - mistura durante 1 minuto.

Os moldes são então cheios, e depois vibrados para os betões de consistência firme a fluida, e sem vibração para os betões de consistência auto-conformável. 3) Maturação

Os corpos de prova são ou imediatamente submetidos a um tratamento térmico como definido precedentemente, seja conservados sob água a 20°C, depois eventualmente submetidos a um tratamento térmico como definido precedentemente, a partir de um prazo predeterminado. Métodos de medida 11 1) Medida do espalhamento

Para os betões de baixa fluidez, o princípio da medida consiste em medir o diâmetro do disco de betão formado depois que o betão desmoldado foi submetido a choques. 0 método de medida do espalhamento está descrito na norma DIN 1048.

Para os betões de fluidez elevada, é utilizado o mesmo método, porém sem choque.

Para todos os ensaios, as medidas de espalhamento são realizadas após a adição das fibras metálicas. As diferentes consistências correspondem aos seguintes espalhamentos: consistência firme: espalhamento DIN com choques inferior ou igual a 350 mm, consistência plástica: espalhamento DIN com choques, de 350 a 450 mm, consistência fluida: espalhamento DIN, sem choque, de 450 a 600 mm, consistência auto-conformável: espalhamento DIN, sem choque superior ou igual a 600 mm.

As medidas de espalhamento são realizadas, seja desde o fim da confecção do betão a (to), seja uma hora depois do fim da confecção do betão a (to + lh) , o que corresponde a uma duração prática de uma utilização corrente. 3) Medida das resistências mecânicas em flexão e em compressão 0 princípio da medida consiste em determinar os valores de - resistência à flexão Rfl sobre corpos de prova prismáticos de dimensões 10 cm lOcm x 40 cm por ensaios de flexão 4 pontos, segundo o modo operatório definido pela norma NF P 18-409. resistência à compressão Rc sobre corpos de prova cilíndricos de dimensões · = 11 cmxh = 22 cm segundo o modo operatório definido pela norma NF P 18-406. 12 EXEMPLO 1

Prepararam diversos betões contendo fibras de acordo com a invenção, designados na sequência do texto por R2 e 03 a 05.

Na tabela 1, aparecem as composições (expressas em kg/m3) dos betões R2, 03 a 05, assim como os valores das razões 1 a 5 dos teores dos constituintes (a) , (b) , (Cl) , (C2) , (d) e E tas como definidos precedentemente.

Tabela 1

Componentes Em kg/iri Tipo Natureza R2 03 04 OS Cascalho Le Tettre 6/10 692 744 665 575 Areia Grenade 0/4 498 428 386 509 Areia fina Gsl 0/0,315 326 382 326 290 Cimento CEM 1 52,5 HTS Le Teil 482 622 723 725 Sílica defumada ELKEM 94011 67 87 101 707 Água Água eficaz 120 137 759 759 Superplastificante 0PTIMA 100 14,9 10,1 27, 7 21, 7 Fibras metálicas Dramix RC 6V-60 IC - 60 - 60 Fibras metálicas Dramix RC 80-60 HC 60 - 60 - Razão 1 1,11 0,97 0, d5 0,74 Razão 2 0,28 0,40 0,51 0,52 Razão 3 6,26 0,20 0,20 0,20 Razão 4 0,67 0,59 0,59 0,59 Razão 5 0 0 0 0

Os valores das razões 1 a 4 satisfazem as especificações requisitadas.

Tendo em conta que as composições dos betões R2, 03 a 05 não comportam adições de cimento (d), o valor da razão 5 é nula. 13

Estes betões comportam menos de 120 kg de fibras metálicas por m3.

Os desempenhos reológicos e mecânicos destes betões são apresentados na tabela 2, assim como nas figuras 1 e 2,

Tabela 2

Natureza característica Expressa em R2 03 04 05 Espalhamento sem choques mm 480 840 690 Espalhamento com choques mm 330 560 - - Espalhamento sem choques mm - - - 600 Resistência a compressão 28 dias MPa 141 148 146 144 Resistência a flexão 28 dias MPa 19, 3 16,3 21,1 16,3

Conforme a tabela 2, todos os betões (R2, 03 a 05) satisfazem as seguintes especificações: • uma resistência à flexão Rfl em 28 dias superior a 15 MPa, e • uma resistência à compressão Rc em 28 dias superior a 120 MPa. A tabela 2 mostra igualmente que estas especificações são satisfatórias para betões firmes, fluidos e auto-conformáveis, respectivamente R2, 03, 04 e 05. Os betões auto-conformáveis são betões que apresentam um espalhamento sem choque superior a 600 mm. Os resultados de espalhamento do betão designado pela referência 05 mostra que se pode obter um betão auto-conformável com manutenção da reologia durante pelo menos 1 hora.

Cada uma das figuras 1 e 2 representa três curvas obtidas por ensaios de flexão em quatro pontos, com, em ordenadas, os valores de esforço (kN) e, em abscissas, os valores de deslocamento corrigido respectivamente para as amostras dos betões 03 e 05. 14

Os ensaios são realizados segundo a norma NF P 18-409; os valores de deslocamento sofrem uma correcção segundo as regras da técnica bem conhecidas do perito na especialidade devido ao deslocamento que se produz durante a implementação do ensaio.

Cada uma das três curvas corresponde a um ensaio realizado 20 sobre um corpo de prova (três corpos de prova testados);

As figuras 1 e 2 mostram que os betões 03 e 05 têm um comportamento dúctil em flexão. 0 exemplo 2 seguinte que não faz parte da invenção ilustra contudo alguns aspectos desta. EXEMPLO 2

Preparou-se, procedendo como no exemplo 1, um betão contendo fibra de acordo com a invenção designado na sequência do texto por 06, no qual se juntou adições de cimento (cinzas volantes). A composição deste betão 06 está apresentada na tabela 3 abaixo. 15

Tabela 3

Em Kg/rri Tipo Naturaza 06 Cascalho granito 6/12 mm 830 Areia silicosa 0/5 mm 692 Areia fina silicosa 0/05 mm 266 Cimento Portland EXSHAW 468 tipo 50 Cinzas volantes Sundance 43 Sílica defumada SKW 56 Água água eficaz 109 Superplastificantes ÓPTIMA 175 21,5 Fibras metálicas N0V0C0N 40 razão 1 0,86 razão 2 0,29 razão 3 0,18 razão 4 0,56 razão 5 0,14 A razão 5 consiste na relação volúmica entre as cinzas volantes e o cimento.

Os resultados dos ensaios de compressão mostram que este betão apresenta, em 28 dias, uma resistência à compressão de 132 MPa. 23-08-2007 16

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Betão com uma resistência à flexão Rfl não inferior a 15 Mpa após 28 dias, medida em provetes prismáticos por ensaios e flexão em 4 pontos de acordo com o modo operatório definido pela norma NF P 18-409 no qual são dispersadas fibras metálicas, obtido por mistura de água com uma composição compreendendo: a) um cimento cujas partículas têm um tamanho de grão D50 de 10 um a 20 um; b) elementos ultrafinos com reacção pozolânica cujas partículas elementares têm um tamanho de grão D50 de no máximo 1 um; c) elementos granulares repartidos entre duas classes granulares C2 e C2 definidas da seguinte maneira: C2: partículas de tamanho superior a 1 um e inferior a 5 mm, 10 C2: partículas de tamanho indo de 5 a 15 mm e de preferência de 6 a 12 mm; d) uma quantidade de água E adicionada na mistura; e) um agente dispersante, de preferência um superplastificante, presente nma proporção de matéria seca de 1,5% a 5% em volume em relação ao cimento, f) fibras metálicas presentes em uma quantidade no máximo igual a 120 kg por m3 de Betão; tendo um comprimento individual 1 tal que o Betão apresente uma relação 1/· de pelo menos 2 e de preferência de pelo menos 3, 1 sendo o comprimento individual das fibras e · sendo o diâmetro dos grãos mais grossos, caracterizado pelo facto de que os teores dos diferentes constituintes (a) , (b) , (CJ , (C2) , e a quantidade de água E expressos em volume, satisfazem as relações seguintes: razão 1 0,50· (C2)/(Cl)*1,20 razão 2 0,25*[(a)+(b)]/[(C2)+(Cl)]*0,60 1 razão 3 razão 4 0,10·(b)/(a)*0,30 0,50·Ε/[(a)+(b)]*0,75
2. Betão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que: a) as partículas de cimento (a) têm um tamanho de grão D50 da ordem de 15 pm, b) os elementos ultrafinos com reação pozolânica (b) têm um tamanho de partícula D50 inferior a 1 μιη.
3. Betão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de que se tem a relação seguinte para a razão 2 dos 10 teores dos constituintes (a) , (b) , (CJ , (C2) , expressos em volume: razão 2 0,25· [ (a) + (b) ] / [ (C1) + (C2) ] *0,45, no caso em que o betão obtido tem uma consistência de firme a fluida.
4. Betão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de que se tem a relação seguinte para a razão 2 dos teores dos constituintes (a) , (b), (CJ, (C2), expressos em volume: razão 2 0,45·[(a)+(b)+]/[(Cl)+(C2)]*0,60, no caso em que o Betão obtido tem uma consistência auto-conformável.
5. Betão de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que se tem as relações seguintes para as razões 1, 3, 4, dos constituintes (a) , (b) , (CJ , (C2) , e a quantidade de água E expressos em volume: razão 1 razão 3 razão 4 0,60*(C2)/(C1)«1,0 0,15«(b)/(a)*0,25 0,55·Ε/ [ (a) + (b)]«0,70 25 2 qualquer que seja a consistência do betão obtido.
6. Betão de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o cimento é um cimento com alto teor de sílica, o dito cimento compreendendo pelo menos 2 0% em peso de sílica combinada em relação ao peso do cimento.
7. Betão de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que a quantidade de fibras metálicas no betão é de 20 a 120 kg/m3 e de preferência de 40 a 100 kg/m3 de betão.
8. Betão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que as fibras metálicas são fibras de aço.
9. Betão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado 10 pelo facto de que as fibras de aço têm um teor elevado de carbono de 0,7% a 0,8%.
10. Betão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de que as fibras de aço têm um baixo teor de carbono, inferior ou igual a 0,1%.
11. Betão de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que ele comporta igualmente fibras curtas de álcool polivinílico, de poliacrilonitrila, de polietileno de alta densidade, de poliamida de aramida ou de polipropileno.
12. Betão de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 precedentes, caracterizado pelo facto de que ele comporta um superplastificante, presente numa proporção de matéria seca de 1,5% a 5% em volume e de preferência de 2,5% a 3,5% em volume em relação ao cimento. 3
13. Betão de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o superplastificante é escolhido de entre os fosfonatos polioxietilenados, os policarboxilatos poliox e suas misturas.
14. Betão de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que ele apresenta: • uma resistência â compressão Rc medida sobre corpos de prova cilíndricos superior ou igual a 120 MPa, a resistência à compressão sendo avaliadas ao fim de 28 dias.
15. Betão de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que os elementos ultrafinos com reacção pozolânica (b) são constituídos por fumaça de sílica.
16. Betão de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que os elementos granulares (c) são granulados ou misturas de granulados, peneirados ou triturados.
17. Segmentos de revestimento, lajes, elementos de tipo placas ou cascos, caracterizados pelo facto de que são constituídos de um betão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16.
18. Elemento pré-fabricado caracterizado pelo facto de que ele é constituído de um betão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16.
19. Processo de fabricação de betão com uma resistência à flexão Rfl não inferior a 15 Mpa após 28 dias, medida em provetes prismáticos por ensaios de flexão em 4 pontos de acordo com o modo operatório definido pela norma NF P 18-409 no qual são dispersadas fibras metálicas, compreendendo a mistura de uma quantidade de água E com uma composição compreendendo: 4 a) um cimento cujas partículas têm um tamanho de grão D50 de 10 pm a 20 pm; b) elementos ultrafinos com reacção pozolânica cujas partículas elementares têm um tamanho de grão D50 de no máximo 1 μιτί; c) elementos granulares repartidos entre duas classes granulares Cx e C2 definidas da seguinte maneira: Cl: partículas de tamanho superior a 1 pm e inferior a 5 mm, C2: partículas de tamanho indo de 6 a 12 mm; d) um agente dispersante, de preferência um superplastificante, presente numa proporção de matéria seca de 1,5% a 5% em volume em relação ao cimento, e) fibras metálicas presentes em uma quantidade no máximo igual a 12 0 kg por m3 de betão; tendo um comprimento individual 1 tal que o Betão apresente uma relação 1/· de pelo menos 2 e de preferência de pelo menos 3, 1 sendo o comprimento individual das fibras e · sendo o diâmetro dos grãos mais grossos, caracterizado pelo facto de que os teores dos diferentes constituintes (a) , (b) , (C1) , (C2) , e a quantidade de água E expressos em volume, satisfazem as relações seguintes: razão 1 0,50(^)/(0^1,20 razão 2 0,25· [ (a) + (b) ] / [ (C2) + (CJ ] *0,60 razão 3 0,10·(b)/(a)»0,30 razão 4 0,50·Ε/[(a)+(b)]«0,75
20. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo facto de que: a) as partículas de cimento (a) têm um tamanho de grão D50 da ordem de 15 pm, 5 b) os elementos ultrafinos com reacção pozolânica (b) têm um tamanho de partícula D50 inferior a 1 μιτι.
21. Processo de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo facto de que se tem a relação seguinte para a razão 2 dos teores dos constituintes (a) , (b) , (CJ , (C2), expressos em volume: razão 2 0,25· [ (a) + (b) ] / [ (CJ + (C2) ] *0,45, no caso em que o betão obtido tem uma consistência de firme a fluida.
22. Processo de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo facto de que se tem a relação seguinte para a razão 2 dos teores dos constituintes (a) , (b), (Cj , (C2) , expressos em volume: razão 2 0,45· [ (a) + (b) ] / [ (CJ + (C2) ] *0,60, no caso em que o betão obtido tem uma consistência auto-conformável.
23. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 23, caracterizado pelo facto de que se tem as relações seguintes para as razões 1, 3, 4, 5 dos constituintes (a), (b) , (Cl), (C2), e a quantidade de água E expressos em volume, razão 1 0,60* (C2) / (CJ *1,0 razão 3 0,15·(b)/(a)*0,25 razão 4 0,55·Ε/[(a)+(b)]*0,70 qualquer que seja a consistência do Betão obtido.
24. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 23, caracterizado pelo facto de que o cimento é um cimento com alto teor de sílica, o dito cimento compreendendo pelo menos 20% em peso de sílica combinada em relação ao peso do cimento. 6
25. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 24, caracterizado pelo facto de que a quantidade de fibras metálicas no betão é de 20 a 120 kg/m3 e de preferência de 40 a 100 kg/m3 de betão.
26. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 25, caracterizado pelo facto de que as fibras metálicas são fibras de aço.
27. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo facto de que as fibras de aço têm um teor elevado de carbono de 0,7% a 0,8%.
28. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo facto de que as fibras de aço têm um baixo teor de carbono, inferior ou iguala 0,1%.
29. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 28, caracterizado pelo facto de que ele comporta igualmente fibras curtas de álcool polivinílico, de poliacrilonitrila, de polietileno de alta densidade, de poliamida de aramida ou de polipropileno.
30. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 29, caracterizado pelo facto de que ele comporta um superplastificante, presente em uma proporção de matéria seca de 1,5% a 5% em volume e de preferência de 2,5% a 3,5% em volume em relação ao cimento.
31. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 30, caracterizado pelo facto de que o superplastificante é escolhido de entre os fosfonatos polioxietilenados, os policarboxilatos poliox e suas misturas.
32. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 31, caracterizado pelo facto de que ele apresenta: 7 • uma resistência à compressão Rc medida sobre corpos de prova cilíndricos superior ou igual a 120 MPa, as resistências à compressão sendo avaliadas ao fim de 28 dias.
33. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 32, caracterizado pelo facto de que os elementos ultrafinos com reação pozolânica (b) são constituídos por fumaça de sílica.
34. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 33, caracterizado pelo facto de que os elementos granulares (c) são granulados ou misturas de granulados, peneirados ou triturados.
35. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 34, caracterizado pelo facto de que ele é obtido numa central de betão pronta a utilizar.
36. Processo de acordo com uma das reivindicações 19 a 34, caracterizado pelo facto de que ele é iniciado numa central de pré-fabricação. 23-08-2007 8