WO1993017205A1 - Element de coffrage a beton a peau en tole emaillee - Google Patents

Element de coffrage a beton a peau en tole emaillee Download PDF

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concrete
sheet
steel
enamel
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Didier Lamy
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Lamy, Bertrand
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G9/00—Forming or shuttering elements for general use
    • E04G9/02—Forming boards or similar elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/36—Linings or coatings, e.g. removable, absorbent linings, permanent anti-stick coatings; Linings becoming a non-permanent layer of the moulded article

Definitions

  • the present invention relates to panels making it possible to form concrete forms.
  • Another technique consists in providing a formwork panel in which a plywood or agglomerated substrate is covered with a layer of thermoplastic copolymer forming a formwork skin.
  • the copolymer is chosen to have good release properties from demolding, as well as good resistance to water and chemical agents.
  • the shuttering skin is relatively fragile, formed of a plastic material liable to be damaged by contact with metal tools, by contact with the aggregates and reinforcements contained in the concrete to be molded, or even by chemical attack.
  • the shuttering skins of such devices tend to deteriorate rapidly, to become rough, which which affects the surface appearance of the concrete, and which affects the ease of formwork.
  • Another traditional technique consists in providing molding panels whose formwork surface is made of steel. Such a structure also requires the use of formwork oils, and it can be seen that the surface of the steel tends to deteriorate over time, which affects the surface quality of the formwork concrete. In addition, the metal formwork surface, good conductor of heat, tends to excessively cool the surface film of concrete and to appear bubbles.
  • the problem proposed by the present invention is to produce concrete formwork elements which can be manufactured at a lower cost, while presenting an enameled formwork surface whose properties improve the formwork, and whose formwork surface can take the desired shape without deformation during manufacture, for example a planar shape.
  • the formwork panel according to the invention must be able to be used without coating of formwork oils.
  • the particularly hard and resistant formwork surface can itself be a medium for information or decorations, itself bearing technical and / or advertising inscriptions such as the name of 1 company that uses it, name of its manufacturer, instructions for use. These inscriptions, incorporated into the mass of the formwork surface, are not degraded by the successive uses of the formwork panel.
  • the formwork panels according to the invention have the additional advantage of admitting the three traditional techniques for fixing reservations for doors, windows and other cavities: nails, magnets, suction cups.
  • Another advantage of the present invention is to allow or facilitate the repair or improvement of a pre-existing formwork element.
  • a concrete formwork element according to the invention has a formwork surface which is the enameled surface of a thin sheet of enameled steel forming a skin.
  • the thin sheet of enameled steel forming the formwork skin advantageously has a thickness of between 0.15 and 1 millimeter approximately, preferably between 0.3 and 0.5 millimeter.
  • the enamel layer forming the formwork surface consists of an enamel containing hardening agents, for example hard metal oxides such as silica, zinc oxide, titanium oxide.
  • the invention makes it possible to produce new formwork elements; but it also makes it possible to adapt a new formwork skin to existing formwork elements.
  • FIG. 1 is a perspective view in section of a concrete formwork panel structure according to the present invention.
  • Figure 2 is a detail view in section on a larger scale of the concrete formwork panel structure according to Figure 1.
  • a concrete formwork element according to the present invention comprises a rectangular flat formwork skin 1, integral with stiffening means constituted by a stiffening sheet 2, the second face of which is itself secured to a stiffening and assembly frame 3.
  • the stiffening frame 3 can be of any known type, for example consisting of hollow tubular elements made of steel, aluminum or composite materials, fixed to the periphery of the generally rectangular stiffening sheet 2.
  • the stiffening sheet 2 is advantageously a steel sheet whose thickness is between 2 and 5 millimeters, for example equal to about 3 millimeters.
  • the formwork skin 1 according to the invention is a thin sheet of enamelled steel, the structure of which is shown in more detail in the figure.
  • the formwork surface 4 of the formwork skin 1 is constituted by a layer of enamel 5.
  • this layer of enamel 5 forming the surface formwork 4 is made of an enamel containing hardening agents, and has an appropriate thickness. Satisfactory tests have been obtained with an enamel thickness of between 0.2 and 0.4 millimeters.
  • the hardening agents can for example comprise hard metal oxides such as silica (Si0 2 ), zinc oxide (ZnO), titanium oxide (Ti0 2 ).
  • hardening agents are advantageously chosen so that the formwork surface 4 is not scratched by metallic objects or by the aggregates or reinforcements contained in the concrete.
  • the enamelled steel sheet forming the formwork skin 1 is itself thin, that is to say that it itself has a thickness of steel of between 0.15 and 1 millimeter approximately, advantageously between 0 , 3 and about 0.5 millimeter.
  • the thin enameled steel sheet forming the formwork skin 1 can also be enameled on its two faces, as shown in Figure 2: on the side of the formwork surface 4, the thin sheet is covered with the enamel layer 5 mentioned above . On the opposite face, the thin enameled sheet 1 can also be covered with a second layer 'enamel 6.' Enameling the thin sheet is then preferably carried out continuously on both sides, to balance the mechanical stresses appearing during cooking the enamel.
  • a "mass” enamel with good adhesion to steel is used, and having a satin-finished outer surface.
  • the enamel layer 5 forming the formwork surface 4 can, for example, be produced continuously from a steel sheet conditioned in a coil, by successive applications of several layers of enamel on the thin sheet forming the formwork skin 1: a first layer of "mass” enamel is applied to the two faces of said steel sheet, the "mass” enamel being chosen for its bonding qualities on steel. After baking in an oven at around 800 ° C, ensuring interpenetration of the enamel and steel molecules, the sheet is cooled and a second layer of enamel superimposed on the first layer is applied, this second layer containing hardening agents .
  • the second enamel layer strongly adheres to the first layer and substantially increases the hardness of 1'émail obtained and the mechanical strength of the form surface 4.
  • the glazed thin sheet can be • packaged in a reel, to be subsequently unwound and cut to size.
  • the formwork surface 4 it is possible to decorate the formwork surface 4, by incorporating dyes distributed in the appropriate zones into the surface enamel layer 5.
  • the decoration can, for example, be carried out by applying an additional layer of decoration enamel by screen printing or pad printing.
  • heating elements such as electrical conductors connectable to an external source of electrical energy and having an appropriate electrical resistivity.
  • the formwork skin 1 is secured to the stiffening sheet
  • the thin sheet of enamelled steel is glued, by its face which is opposite to the formwork surface 4, on the first face of the stiffening plate 2.
  • the stiffening sheet 2 can be made of steel.
  • the stiffening sheet 2 can be replaced by a stiffening plate made of plywood or other composite material.
  • a stiffening plate made of plywood with a thickness of between 10 and
  • the shuttering skin 1 may consist of a thin enamelled sheet of type IM or WB distributed by the French company AUBECQ.
  • Such a concrete formwork element structure according to the invention allows easy formwork without the use of formwork products.
  • a concrete formwork element according to the invention can advantageously have a generally rectangular shape with a clear edge.
  • the corresponding edges of the enamel layer 5, of the thin sheet 1, of the enamel layer 6, of the stiffening sheet 2 and of the stiffening and assembly frame. 3 are coplanar along a plane perpendicular to the formwork surface 4. It is thus possible to have edge to edge two formwork elements according to the present invention, the respective formwork surfaces 4 of the two concrete formwork elements being perfectly contiguous without apparent discontinuity.

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Abstract

Un élément de coffrage à béton selon la présente invention comprend une peau coffrante (1) plane collée sur une tôle de rigidification (2) elle-même solidaire d'un cadre de rigidification et d'assemblage (3). La peau coffrante (1) est une tôle émaillée, la surface coffrante (4) de ladite peau coffrante étant constituée par une couche d'émail (5).

Description

ELEMENT DE COFFRAGE A BETON A PEAU EN TOLE EMAILLEE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne les panneaux permettant de réaliser des coffrages à béton.
On a largement utilisé des panneaux ou des planches de .bois dans les travaux publics et dans la construction de bâtiments pour confectionner des coffrages à béton. Ces panneaux comprennent des matières cellulosiques, telles que le bois, le contre-plaqué ou les agglomérés de particules et de fibres.
Ces matériaux cellulosiques ont cependant tendance à adhérer au béton pendant le durcissement de celui-ci, du fait que le béton frais pénètre et s'incruste dans la surface coffrante. En conséquence, des fragments de béton durci se fixent au panneau de coffrage, ou alors des fragments du panneau de coffrage se détachent et restent collés à la surface du béton au moment du décoffrage, provoquant une usure prématurée de la surface coffrante, empêchant ainsi une utilisation répétée du panneau, ou détériorant l'aspect du béton coffré.
Pour éviter l'adhérence du panneau de coffrage au béton après durcissement de celui-ci, il est nécessaire, avant coulée du béton, d'enduire la surface coffrante de panneau à 1'aide d'un produit de décoffrage. Ces opérations d'enduction doivent être effectuées à chaque utilisation du panneau, ce qui augmente les manipulations et le coût d'utilisation. Le béton doit ensuite être dégraissé après décoffrage lorsque 1'on veut lui appliquer certains revêtements.
Une autre technique, décrite par exemple dans le document FR-A-2 497 725, consiste à prévoir un panneau de coffrage dans lequel un substrat en contre-plaqué ou aggloméré est recouvert d'une couche de copolymère thermoplastique formant une peau coffrante. Le copolymère est choisi pour présenter de bonnes propriétés de séparation au démoulage, ainsi que de bonnes propriétés de résistance à 1'eau et aux agents chimiques.
'Toutefois, dans une telle structure, la peau coffrante est relativement fragile, formée d'une matière plastique susceptible d'être détériorée par contact avec des outils métalliques, par contact avec les agrégats et les armatures contenus dans le béton à mouler, ou même par attaque chimique. Il en résulte que les peaux coffrantes de tels dispositifs tendent à se détériorer rapidement, à devenir rugueuses, ce qui nuit à l'aspect de surface du béton coffré, et ce qui nuit à la facilité de décoffrage.
Une autre technique traditionnelle consiste à prévoir des panneaux de moulage dont la surface coffrante est en acier. Une telle structure nécessite également l'utilisation d'huiles de décoffrage, et l'on constate que la surface de l'acier tend à se dégrader dans le temps, ce qui nuit à la qualité de surface du béton coffré. En outre, la surface coffrante métallique, bonne conductrice de la chaleur, tend à refroidir exagérément la pellicule superficielle de béton et à faire apparaître des bulles.
On connaît également, depuis longtemps, la possibilité de mouler le béton par une surface coffrante en émail. Ainsi, les documents FR-A-579 365, DE-B-1 032 152 et NL-A-291 639 décrivent des moules pour coffrage du béton, dont la surface intérieure est émaillée. Il s'agit de moules préalablement mis en forme, et ensuite recouverts d'une couche d'émail. Le revêtement d'émail est traditionnellement réalisé en projetant une barbotine d'émail sur la surface du moule préformé, puis en insérant le moule dans un four pour le porter à température de cuisson de l'émail.
Bien que l'idée de mouler le béton par une surface émaillée soit connue depuis très longtemps, elle n'a jamais pu être appliquée avec succès aux éléments de coffrage utilisés pour le bâtiment. La raison est à la fois le coût de production d'un moule émaillê, et la difficulté technique de réalisation d'une surface de moulage plane. En effet, l'émaillage d'un moule préformé est une opération relativement délicate et onéreuse. De plus, lors de la cuisson de l'émail dans le four, les parois du moule tendent à se déformer, et, après refroidissement, les parois conservent le plus souvent une déformation permanente. Il est ainsi difficile de réaliser un moule émaillé à béton dont la surface de moulage est suffisamment plane. RESUME DE L'INVENTION
Le problème proposé par la présente invention est de réaliser des éléments de coffrage à béton pouvant être fabriqués à moindre coût, tout en présentant une surface de coffrage émaillée dont les propriétés améliorent le coffrage, et dont la surface coffrante peut prendre la forme désirée sans déformation lors de la fabrication, par exemple une forme plane. Le panneau de coffrage selon 1'invention doit pouvoir être utilisé sans enduction d'huiles de décoffrage.
«*
Un autre avantage de la présente invention est que la surface coffrante, particulièrement dure et résistante, peut elle-même être un 5 support d'informations ou de décors, portant elle-même des inscriptions techniques et/ou publicitaires telles que le nom de 1'entreprise qui l'utilise, le nom de son fabricant, le mode d'emploi. Ces inscriptions, incorporées dans la masse de la surface coffrante, ne sont pas dégradées par les utilisations successives du panneau de coffrage. 10 Les panneaux de coffrage selon 1'invention présentent l'avantage supplémentaire d'admettre les trois techniques traditionnelles de fixation de réservations pour portes, fenêtres et autres cavités .: les clous, les aimants, les ventouses.
Un autre avantage de la présente invention est de permettre ou 15 de faciliter la réparation ou le perfectionnement d'un élément de coffrage préexistant.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, un élément de coffrage à béton selon 1'invention présente une surface coffrante qui est la surface émaillée d'une tôle mince d'acier émaillée formant une peau
20 coffrante collée, par sa face opposée à la surface coffrante, sur la première face d'une plaque de rigidification.
La tôle mince d'acier émaillée formant la peau coffrante présente avantageusement une épaisseur comprise entre 0,15 et 1 millimètre environ, de préférence comprise entre 0,3 et 0,5 millimètre. 25 De préférence, la couche d'émail formant la surface coffrante est constituée d'un émail contenant des agents durcisseurs, par exemple des oxydes métalliques durs tels que la silice, l'oxyde de zinc, l'oxyde de titane.
Il apparaît que l'utilisation d'une tôle émaillée permet 30 d'obtenir une résistance mécanique et chimique de couche d'émail qui est très supérieure à celle obtenue par émaillage d'un moule préformé. Il semble que cette augmentation sensible des qualités mécaniques et chimiques de couche d'émail résulte du fait que, lors de 1'émaillage d'une tôle mince, l'épaisseur d'acier formant la tôle mince est portée à une 35 température élevée et se lié plus étroitement à l'émail. Egalement, l'émaillage d'une tôle peut être réalisé de façon que l'épaisseur d'émail soit très régulière sur toute la surface, ce qui favorise aussi l'obtention de bonnes qualités mécaniques et chimiques.
D'autre part, on a pu constater qu'une amélioration très sensible de la résistance aux chocs de l'élément de coffrage peut être obtenue en utilisant une plaque de rigidification qui présente elle-même une grande résistance à la déformation. On pourra à cet effet utiliser avantageusement une tôle de rigidification en acier dont l'épaisseur est de 3 millimètres ou plus.
L'invention permet de réaliser des éléments de coffrage neufs ; mais elle permet aussi d'adapter une peau de coffrage neuve à des éléments de coffrage existants.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles:
- la figure 1 est une vue en perspective en coupe d'une structure de panneau de coffrage à béton selon la présente invention ; et
- la figure 2 est une vue de détail en coupe à plus grande échelle de la structure de panneau de coffrage à béton selon la figure 1.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, un élément de coffrage à béton selon la présente invention comprend une peau coffrante 1 plane rectangulaire, solidaire de moyens de rigidification constitués par une tôle de rigidification 2 dont la seconde face est elle- même solidaire d'un cadre de rigidification et d'assemblage 3.
Le cadre de rigidification 3 peut être de tout type connu, constitué par exemple d'éléments tubulaires creux en acier, en aluminium ou en matériaux composites, fixés à la périphérie de la tôle de rigidification 2 généralement rectangulaire.
La tôle de rigidification 2 est avantageusement une tôle en acier dont l'épaisseur est comprise entre 2 et 5 millimètres, par exemple égale à 3 millimètres environ.
La peau coffrante 1 selon l'invention est une tôle mince d'acier émaillée, dont la structure est représentée plus en détail sur la figure
2. La surface coffrante 4 de la peau coffrante 1 est constituée par une couche d'émail 5. De préférence, cette couche d'émail 5 formant la surface coffrante 4 est constituée d'un émail contenant des agents durcisseurs, et présente une épaisseur appropriée. Des essais satisfaisants ont été obtenus avec une épaissseur d'émail comprise entre 0,2 et 0,4 millimètre. Les agents durcisseurs peuvent par exemple comprendre des oxydes métalliques durs tels que la silice (Si02) , l'oxyde de zinc (ZnO), l'oxyde de titane (Ti02) .
La nature et la teneur en agents durcisseurs sont avantageusement choisies de manière que la surface coffrante 4 ne soit pas rayée par les objets métalliques ou par les agrégats ou les armatures contenus dans le béton.
La tôle d'acier émaillée formant la peau coffrante 1 est elle- même mince, c'est-à-dire qu'elle présente elle-même une épaisseur d'acier comprise entre 0,15 et 1 millimètre environ, avantageusement comprise entre 0,3 et 0,5 millimètre environ. La tôle d'acier mince émaillée formant la peau coffrante 1 peut également être émaillée sur ses deux faces, comme le représente la figure 2 : du côté de la surface coffrante 4, la tôle mince est recouverte de la couche d'émail 5 mentionnée précédemment. Sur la face opposée, la tôle mince émaillée 1 peut également être recouverte d'une seconde couche 'émail 6. 'émaillage de la tôle mince s'effectue alors de préférence en continu sur les deux faces, pour équilibrer les contraintes mécaniques apparaissant lors de la cuisson de l'émail. On utilise avantageusement un émail "de masse" à bon accrochage sur l'acier, et présentant une surface extérieure satinée. La couche d'émail 5 formant la surface coffrante 4 peut, par exemple, être réalisée en continu à partir d'une tôle d'acier conditionnée en bobine, par applications successives de plusieurs couches d'émail sur la tôle mince formant la peau coffrante 1 : on applique une première couche d'émail "de masse" sur les deux faces de ladite tôle en acier, l'émail "de masse" étant choisi pour ses qualités d'accrochage sur l'acier. Après cuisson dans un four à environ 800°C, assurant une interpénétration des molécules d'émail et d'acier, on refroidit la tôle et on applique une seconde couche d'émail superposée à la première couche, cette seconde couche contenant des agents durcisseurs. Après une seconde cuisson, la seconde couche d'émail adhère fortement à la première couche et augmente sensiblement la dureté de 1'émail obtenu et la résistance mécanique de la surface coffrante 4. La tôle mince émaillée peut • être conditionnée en bobine, pour être ultérieurement dévidée et découpée à dimension.
En outre, il est possible de décorer la surface coffrante 4, en incorporant à la couche d'émail superficielle 5 des colorants répartis dans les zones appropriées. Le décor peut, par exemple, être exécuté en appliquant une couche supplémentaire d'émail de décor par sérigraphie ou par tampographie.
On peut aussi incorporer dans la couche d'émail superficielle 5 des éléments chauffants tels que des conducteurs électriques connectables à une source extérieure d'énergie électrique et présentant une résistivité électrique appropriée.
La peau coffrante 1 est solidarisée à la tôle de rigidification
2 par collage : après découpage à dimension, la tôle mince d'acier émaillée est collée, par sa face qui est opposée à la surface coffrante 4, sur la première face de la tôle de rigidification 2. On peut par exemple utiliser une colle bi-coraposant en résine polyuréthanne.
La tôle de rigidification 2 peut être en acier.
Selon d'autres modes de réalisation, la tôle de rigidification 2 peut être remplacée par une plaque de rigidification en contreplaqué ou en autre matière composite. Par exemple, on peut avantageusement utiliser une plaque de rigidification en contreplaqué d'épaisseur comprise entre 10 et
20 millimètres.
A titre d'exemple, la peau coffrante 1 peut être constituée d'une tôle mince émaillée de type IM ou WB distribuée par la société française AUBECQ.
Une telle structure d'élément de coffrage à béton selon 1'invention permet un décoffrage aisé sans 1'utilisation de produits de décoffrage.
Un élément de coffrage à béton selon l'invention peut avantageusement avoir une forme généralement rectangulaire à bord franc. De préférence, comme le représente la figure 2, les bords correspondants de la couche d'émail 5, de la tôle mince 1, de la couche d'émail 6, de la tôle de rigidification 2 et du cadre de rigidification et d'assemblage 3 sont coplanaires selon un plan perpendiculaire à la surface coffrante 4. On peut ainsi disposer bord à bord deux éléments de coffrage selon la présente invention, les surfaces coffrantes 4 respectives des deux éléments de coffrage à béton étant parfaitement jointives sans discontinuité apparente.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Elément de coffrage à béton, comprenant une surface coffrante (4) émaillée, caractérisé en ce que ladite surface coffrante (4) est la surface émaillée d'une tôle mince d'acier émaillée formant une peau coffrante (1) collée, par sa face opposée à la surface coffrante (4) , sur la première face d'une plaque de rigidification (2) .
2 - Elément de coffrage à béton selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'émail (5) formant la surface coffrante (4) est constituée d'un émail contenant des agents durcisseurs. 3 - Elément de coffrage à béton selon la revendication 2, caractérisé en ce que les agents durcisseurs comprennent des oxydes métalliques durs tels que la silice- (Si02) , l'oxyde de zinc (ZnO), l'oxyde de titane (Ti02) -
4 - Elément de coffrage à béton selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tôle d'acier émaillée formant la peau coffrante (1) présente une épaisseur d'acier comprise entre 0,3 et 0,5 millimètre environ.
5 - Elément de coffrage à béton selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque de rigidification (2) est une tôle en acier.
6 - Elément de coffrage à béton selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tôle de rigidification (2) en acier a une épaisseur d'environ 3 millimètres.
7 - Elément de coffrage à béton selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la tôle de rigidification (2) est solidarisée, par sa seconde face, à un cadre de rigidification et d'assemblage (3) .
8 - Elément de coffrage à béton selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tôle mince d'acier émaillée formant la peau coffrante (1) est collée, par sa face opposée à la surface coffrante (4) , sur la première face d'une plaque de rigidification en contreplaqué.
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