WO2007003739A1 - Rupteur thermique - Google Patents

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WO2007003739A1
WO2007003739A1 PCT/FR2006/001445 FR2006001445W WO2007003739A1 WO 2007003739 A1 WO2007003739 A1 WO 2007003739A1 FR 2006001445 W FR2006001445 W FR 2006001445W WO 2007003739 A1 WO2007003739 A1 WO 2007003739A1
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WO
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fibers
elements
volume
block
switch
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/001445
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English (en)
Inventor
Mouloud Behloul
Alain Birault
Jacques Daliphard
André Pouget
Original Assignee
Lafarge
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Publication date
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Priority to AT06778647T priority patent/ATE541097T1/de
Priority to EP06778647A priority patent/EP1899541B1/fr
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/7675—Insulating linings for the interior face of exterior walls
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    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B2001/7679—Means preventing cold bridging at the junction of an exterior wall with an interior wall or a floor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B2005/322—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with permanent forms for the floor edges

Definitions

  • the invention relates to a thermal breaker in the field of building construction.
  • the invention also relates to a building comprising the breaker as well as to a method of manufacturing the breaker and to a construction method of the building.
  • the insulation of a building can be made on the inside of the walls of the building or on the outside.
  • insulating panels are placed against the walls, from the floor to the ceiling of a floor.
  • thermo breaker comprising:
  • the reinforcements are made of steel.
  • the frames are made of stainless steel.
  • the block comprises a plurality of surfaces, the ultra-high performance fiber concrete layer covering a surface of the insulating block. According to one variant, the block comprises several surfaces, the layer covering two contiguous surfaces of the block.
  • the breaker further comprises a fire protection barrier, the barrier being on one side of the layer opposite to that in contact with the insulating block.
  • the insulating block is made of expanded polystyrene.
  • the breaker being a module.
  • the layer has a thickness of between 5 and 40 mm.
  • the layer comprises ribs projecting from the face of the layer in contact with the block, the reinforcements being embedded in the ribs.
  • the invention also relates to a building comprising - the breaker as described above,
  • the breaker is continuous between the slab and the wall, along the edge of the slab.
  • the slab is retained on the wall by the armatures of the breaker.
  • the armatures of the breaker are in a lower half of the slab.
  • the breaker further comprises an Inner Thermal Insulation, comprising a doubling complex comprising at least one plasterboard.
  • the invention also relates to a method of manufacturing the switch as described above, comprising the steps of
  • a gap is between the block and a channel wall, the ultra high performance fiber concrete being poured into the space as well as the block.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a building, comprising the steps of
  • FIG. implementation of the thermal breaker Figures 2 and 8, the thermal breaker in position in a building; Figures 3 and 4, improvements of the thermal breaker; Figures 5 and 6, a method of manufacturing the switch; Figure 7, a method of constructing a building.
  • the invention relates to a thermal breaker comprising a thermal insulating block and an ultra-high performance fibered concrete layer integral with the block.
  • the breaker also comprises reinforcements embedded in the layer of ultra-high performance fiber concrete, the reinforcements being protruding from the layer on either side of the block.
  • the advantage is that the thermal bridge is reduced to the concrete layer which decreases the thermal bridge; Moreover, the breaker is simple to position.
  • FIG. 1 shows the switch 10 according to an exemplary embodiment.
  • the breaker 10 comprises a thermal insulation block 12 and a layer 14 of ultra-high performance fiber concrete.
  • the breaker 10 also comprises reinforcements 16 embedded in the layer 14; the frames 16 are protruding on both sides of the layer.
  • the switch 10 may be an internal or external thermal insulation element; the breaker 10 is positioned in particular at the junction of a slab and a face of a wall, as will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • the thermal breaker 10 favors the reduction of the thermal bridge existing between the slab and the wall.
  • the breaker 10 reduces the passage of calories through the slab and the wall.
  • the layer 14 is made of ultra-high performance fiber concrete (abbreviated to BFUP).
  • the layer 14 is for example 5 to 40 mm thick, which allows to embed the frames 16 while being thin enough to limit the thermal bridge between the slab and the wall through the switch 10.
  • the layer 14 is 7 mm thick. This allows to embed the frames and arrange them closest to the lower surface of the slab.
  • Ultra-high performance fiber concretes are concretes having a cement matrix containing fibers. It is referred to the document titled "High-Performance Fiber Concretes" of the Roads and Highways Technical Studies Department (Setra) and the French Association of Civil Engineering (AFGC). The resistance of these concretes to compression is generally greater than 150 MPa, or even 250 MPa.
  • the fibers are metallic, organic, or a mixture.
  • the binder dosage is high (the E / C ratio is low, generally the E / C ratio is at most about 0.3).
  • the cementitious matrix generally comprises cement (Portland), a pozzolanic reaction element (in particular fumed silica) and a fine sand.
  • the respective dimensions are selected intervals, depending on the nature and the respective quantities.
  • the cementitious matrix may comprise: Portland cement of fine sand, a silica-type element, possibly quartz flour, the quantities being variable and the dimensions of the various elements being chosen between the micron or submicron range and the millimeter , with a maximum dimension not exceeding in general 5 mm. a superplasticizer being added in general with the mixing water.
  • the fibers have characteristics of length and diameter such that they effectively confer the mechanical characteristics. Their quantity is generally low, for example between 1 and 8% by volume.
  • matrix examples include BPR, reactive powder concretes, while the examples of UHPC are BSI concrete from Eiffage, Ductal® from Lafarge, Cimax® from Italcementi and BCV from Vicat.
  • concretes 1) those resulting from mixtures of a - a Portland cement selected from the group consisting of ordinary Portland cements called "CPA”, high performance Portland cements called “CPA-HP”, cements
  • C3 A tricalcium aluminate
  • the predominant granular elements have a maximum grain size D at most equal to 800 micrometers, in that the predominant metal fibers have an individual length 1 in the range 4 mm - 20 mm, in that the ratio R between the average length L of the fibers and said maximum size D of the granular elements is at least 10 and in that the amount of the predominant metal fibers is such that the volume of these fibers is from 1.0% to 4.0% of the volume of the concrete after taking 4) those resulting from the mixture of: a - 100 p.
  • Portland cement b - 30 to 100 p., or better 40 to 70 p., fine sand having a grain size of at least 150 micrometers; c - 10 to 40 p. or better 20 to 30 p. amorphous silica having a grain size of less than 0.5 micrometers; d - 20 to 60 p. or better 30 to 50 percent of ground quartz having a grain size less than 10 microns; e - 25 to 100 p., or better 45 to 80 p. steel wool; a fluidizer, g - 13 to 26 phr, or more preferably 15 to 22 phr, of water.
  • a thermal cure is planned.
  • a - cement those resulting from the mixing of: a - cement; b - granular elements having a maximum grain size Dmax of at most 2 mm, preferably at most 1 mm; c - pozzolanic reaction elements having a size of elementary particles of at most 1 micron, preferably at most 0.5 microns; d - constituents capable of improving the tenacity of the matrix chosen from acicular or platelet elements having an average size of at most 1 mm, and present in a volume proportion of between 2.5 and 35% of the cumulative volume of the granular elements (b) and pozzolanic reaction elements (c); e - at least one dispersing agent and satisfying the following conditions:
  • the weight percentage of water E relative to the cumulative weight of cement (a) and elements (c) is in the range 8-24%;
  • the fibers have an individual length L of at least 2 mm and an L / phi ratio, phi being the diameter of the fibers, of at least 20;
  • the ratio R between the average length L of the fibers and the maximum grain size Dmax of the granular elements is at least 10;
  • the amount of fiber is such that its volume is less than 4% and preferably 3.5% of the volume of the concrete after setting.
  • a - cement those resulting from the mixing of: a - cement; b - granular elements; c - pozzolanic reaction elements having a size of elementary particles of at most 1 micron, preferably at most 0.5 microns; d - constituents capable of improving the toughness of the matrix chosen from acicular or platelet elements having an average size of at most 1 mm, and present in a volume proportion of between 2.5 and 35% of the cumulative volume of the elements granular (b) and pozzolanic reaction elements (c); e - at least one dispersing agent; and satisfying the following conditions: (1) the weight percentage of water E relative to the cumulative weight of cement (a) and elements (c) is in the range 8-24%;
  • the fibers have an individual length L of at least 2 mm and an L / phi ratio, phi being the diameter of the fibers, of at least 20; (bis) the ratio R between the average length L of the fibers and the grain size D75 of all the constituents (a), (b), (c) and (d) is at least
  • the amount of fiber is such that their volume is less than
  • (a), (b), (c) and (d) has a grain size D75 of at most 2 mm, preferably at most 1 mm, and a grain size D50 of at most 200 ⁇ m preferably at most 150 microns. 7) those resulting from the mixing of: a - cement; b - granular elements having a maximum grain size D of at most 2 mm, preferably at most 1 mm; c - pozzolanic reaction fine elements having an elementary particle size of at most 20 ⁇ m, preferably at most 1 ⁇ m; d - at least one dispersing agent; and satisfying the following conditions: (e) the weight percentage of water relative to the cumulative weight of cement (a) and elements (c) is between 8 and 25%; (f) the organic fibers have an individual length L of at least 2 mm and an L / phi ratio, phi being the diameter of the fibers, of at least 20; (g) the ratio R between the average length L of the fibers and the maximum grain size D of the granular elements
  • a - at least one hydraulic binder of the group consisting of Class G Portland cements (API), Portland Class H cements (API) and other low aluminate hydraulic binders b - a microsilica of particle size in the range 0.1 to 50 micrometers, at a rate of 20 to 35% by weight relative to the hydraulic binder, c - an addition of medium particles, mineral and / or organic, particle size in the range 0 , 5-200 microns at a rate of 20 to 35% by weight relative to the hydraulic binder, the amount of said addition of average particles being less than or equal to the amount of microsilica, a superplasticizing agent and / or water-soluble thinning agent in proportion between 1% and 3% by weight relative to the hydraulic binder, and water in an amount at most equal to 30% of the weight of the hydraulic binder.
  • API Class G Portland cements
  • API Portland Class H cements
  • other low aluminate hydraulic binders b - a microsilica of particle size in the range
  • a - cement a - cement
  • b - granular elements having a grain size Dg of at most 10 mm
  • c - pozzolanic reaction elements having an elementary particle size of between 0.1 and 100 ⁇ m
  • d - at least one dispersing agent e - metal and organic fibers; and meeting the conditions: (1) the percentage by weight of water relative to the cumulative weight of cement (a) and elements (c) is in the range 8-24%; (2) the metal fibers have an average length Lm of at least 2 mm, and a ratio h / dl, d1 being the diameter of the fibers, of at least 20; (3) the Vi / V ratio of the volume Vi of the metal fibers to the volume V of the organic fibers is greater than 1, and the ratio Lm / Lo of the length of the metal fibers to the length of the organic fibers is greater than 1; (4) the ratio R between the average length Lm of the metal fibers and the size Dg of the granular elements is at least
  • a thermal treatment can be implemented on these concretes.
  • the heat treatment comprises, after the hydraulic setting, heating at a temperature of 90 ° C. or more for several hours, typically 90 ° C. for 48 hours.
  • block 12 allows thermal insulation; the material used is, for example, expanded polystyrene.
  • the block 12 is secured to the layer 14 of UHPC.
  • the layer 14 of BFUP engages with the insulating block 12 which makes it possible to make the layer 14 and the block 12 integral.
  • the layer 14 and the block 12 are integral so as to be transported together.
  • the block is secured reversibly or not to the layer; the block is fixed or only juxtaposed to the layer.
  • the block 12 comprises several surfaces, the layer 14 being integral with a surface of the block 12. Thus, a composite with two layers is obtained.
  • the block 12 is preferably a substantially regular parallelepiped, which allows to insert the breaker 10 between a bank of the slab and the wall (the edge of the slab is the face of the slab facing the wall).
  • the breaker 10 can be sized to appear as the extension of the slab to the wall.
  • the block 12 is the width of the layer 14; the breaker then has a regular cross section, which simplifies the insertion between the edge of the slab and the wall.
  • the width of the breaker in cross section, corresponding to the distance between the edge of the slab and the wall is 4 to 10 cm.
  • the armatures 16 are protruding on both sides of the switch 10; when the switch 10 is in place, the frames 16 are engaged with the wall on the one hand and the slab 20 on the other hand.
  • the frames are embedded in the UHPC; the reinforcements are wrapped by concrete or are located flush with the surface of the concrete layer.
  • the frames 16 may be stainless steel, which protects against oxidation. However, when the frames 16 are embedded so that they are enveloped by the concrete, the frames 16 are protected against moisture and oxidation; thus, a conventional steel can be used for the frames 16 which makes the manufacture of the switch 10 less expensive.
  • the layer 14 of UHPC is of the width (in cross-section) of the breaker; the reinforcements 16 are thus maintained in the layer 14 of UHPCF over the entire width of the breaker 10, from the edge of the slab to the wall. This allows a good maintenance of the armatures at the breaker.
  • the breaker 10 is a module; the breaker 10 may be manufactured at a site different from the site where the breaker 10 is intended to be installed.
  • the block 12 and the layer 14 of UHPCF being secured, it is possible to transport the switch 10 to the site where the switch 10 is intended to be installed.
  • the switch 10 can be delivered to the desired size and then installed at the appropriate time.
  • the switch 10 can be handled independently.
  • the breaker 10 can also be delivered to a larger size and then trimmed to match its location.
  • the size of the breaker 10 is determined according to the thermal insulation to ensure.
  • the dimension of the breaker 10 between the edge of the slab and the wall may be 4 to 10 cm.
  • Figure 2 shows the switch 10 in position in a building.
  • the breaker 10 is inserted between the slab 20 and the wall 18.
  • the slab 20 is on the inner side of the wall 18. It is therefore seen that the thermal bridge likely to occur between the slab 20 and the wall 18 is limited, the bridge being influenced by the single layer 14 of UHPC.
  • the breaker 10 ensures the continuity of the building insulation between the slab 20 and the wall 18 while ensuring the lift of the slab 20.
  • the insulation is no longer disturbed by a junction of structure such as that of the slab and the wall.
  • the slab 20 is fixed to the wall by means of the reinforcements 16 of the breaker 10.
  • the breaker 10 thus makes it possible not only to reduce the thermal bridge but in addition to fixing the slab 20.
  • the part of the reinforcements 16 located in the slab 20 and the wall 18 can be of different shapes, as can be seen in FIG. 2. Indeed, the reinforcements 16 can be rectilinear as is the case of the part of the frames 16 in the slab 20.
  • the frames 16 may be curved, as is the case of the part of the frames 16 in the wall.
  • the frames 16 are curved in the manner of possible hook, which ensures a good anchoring of the frame in the wall; moreover, the hook reinforcements allow anchoring to a wall, while the latter is of small section relative to the slab 20.
  • the switch 10 is preferably positioned so that the layer 14 of the UHPCF is located under the insulating block 12 ; this makes it possible to place the reinforcements 16 in the lower half of the slab 20 so that the latter is better maintained by the reinforcements 16.
  • the layer 14 of BFUP being thin, this ensures the positioning of the frames 16 very closely the lower surface of the slab 20, which promotes its maintenance.
  • the breaker 10 is preferably continuous between the slab 20 and the wall.
  • the switch 10 is continuous in a direction perpendicular to the plane of the figure.
  • the breaker is continuous along the edge 30 of the slab.
  • the breaker 10 may also include a thermal barrier 26.
  • the thermal barrier 26 is fire protection.
  • the barrier 26 is located on one side of the layer 14 of BFUP which is not in contact with the insulating block 12.
  • Barrier 26 is placed under the switch 10.
  • the barrier 26 is placed between the breaker 10 and the insulating block 22. If a fire broke out in the building, the insulating block 22 would be quickly destroyed but the barrier 26 would protect the armatures of the breaker 10 against fire.
  • the barrier 26 also reduces the thickness of the layer 14 of UHPC; indeed the presence of the barrier 26 does not require to maintain the frames 16 as far as possible from the underside of the switch 10 to protect them from the fire which would require a layer 14 thicker UHPC. With the barrier 26, the frames 16 may be lower in the breaker 10, which reduces the thickness of the layer 14 of UHPC.
  • FIG. 2 shows an improvement that can be made to the breaker 10 of FIG. 1, also shown in FIG. 3.
  • the breaker 10 covers two contiguous faces of the block 12.
  • a vertical layer 16 of FIGS. in contact with the face of the slab 20 facing the wall 18;
  • a horizontal layer 14 of UHPCF is from the slab 20 to the wall 18, in which the reinforcements are embedded.
  • the stresses of the slab 20 are taken up by the vertical layer 15 of UHPC and are transmitted into the wall via the horizontal layer 14. of UHPC. More precisely, the two layers 14 and 15 of UHPC form an "L".
  • the insulating block 12 is located in the "L" to form a parallelepiped.
  • Figure 2 showing the breaker 10 in "L” also shows a member for better fixing of the slab 20 to the breaker 10 and therefore to the wall.
  • This member may be a hook 28 integral with the breaker 10, in particular the vertical layer 15 of the breaker 10. The hook 28 is engaged with the slab 20 which completes the fixing of the slab 20 to the breaker 10 and therefore d improve the fixing of the slab 20.
  • Figure 4 shows yet another improvement that can be made to the breaker of one of the preceding figures.
  • the layer 14 of UHPC in which the reinforcements 16 are embedded comprises ribs 42 projecting from the face of the layer 14 in contact with the block 12, the reinforcements 16 being embedded in the ribs. This protects the reinforcements 16 against fire by increasing the distance between the frames 16 and the underside of the switch 10 without increasing the entire thickness of the layer 14.
  • the thickness of the layer 14 of BFUP is only increased locally; this prevents between the reinforcements 16, the layer 14 is unnecessarily thicker, and therefore it makes the thermal bridge more important.
  • the insulating block 12 is covered on three of its faces, the layers of UHPC having in section a "U” shape with the block 12 in the "U".
  • the invention also relates to a method of manufacturing the breaker 10.
  • This method shows that the manufacture of the breaker 10 is simple; in particular, this method does not require a mold having a particular shape.
  • Figures 5 and 6 show the manufacture of the switch 10.
  • the thermal insulation block 12 is sandwiched between two walls 34 and 35 so as to form a channel 32 of the width of the block 12; block 12 is at the bottom of channel 32.
  • the UHPC is then cast in the channel 32 so as to constitute the layer 14 of UHPC on one side of the block 12.
  • the reinforcements 16 are positioned in the layer 14 of UHPCF so as to be kept embedded in the layer 14 and to be protruding from on both sides of the channel 32.
  • the walls 34 and 35 are removed after taking the UHPC, the layer 14 of UHPC being made integral with the block 12.
  • This method corresponds to the manufacture of the breaker 10 of FIG.
  • the insulating block 12 is sandwiched between two walls 34, 35 so as to constitute the channel 32 again, but the width of the channel 32 is larger than the width of the block 12, in a cross-section of the breaker 10 A space 33 is left between the wall 34 and the block 12, all along the block 12.
  • the UHPC is then poured into the space 33 between the channel 32 and the block 12 so as to constitute the vertical layer 15 of the breaker. 10 according to a face of the block 12; then the UHPC is cast on the block 12 so as to constitute the horizontal layer 14 of the breaker 10.
  • the frames 16 are positioned in the layer 14 of horizontal BFUP so as to be kept embedded in the layer 14 and to be projecting on both sides. the other of the channel 32.
  • the walls 34, 35 are removed after taking the UHPF, the UHPC being made integral with the block 12.
  • the assembly of Figure 6 is realized.
  • notches are carved in a surface of the block 12, so as to make irregular the surface of the block 12; the UHPC is cast on said irregular surface of the block 12, the reinforcements 16 being positioned in the UHPC in the bays of the surface provided with irregular notches of the block.
  • the manufacturing method is therefore simple, in particular because it does not require keeping the block 12 in suspension while the UHPC is poured; the block 12 is placed at the bottom of the channel 32.
  • the method is as simple as it does not require a mold having a particular shape.
  • the manufacturing process of the switch 10 being simple, it is conceivable that the switch 10 can be manufactured on site.
  • the invention also relates to a method of constructing a building. This method is visible in FIG. 7.
  • the method has the advantage of not disturbing the traditional modes of building construction, which also avoids changes in implementation time.
  • the building comprises a wall 18 to which a slab 20 is attached.
  • the method firstly comprises the erection of a first wall portion 18 to the level where the slab 20 is to be placed.
  • the height of this first wall portion 181 may correspond to the height of a floor. It can be seen that the top of the first wall portion 181 is in the form of a concreting stop 40; this allows a better connection with the second part 182 of the upper wall to come.
  • a support 38 is positioned against the wall portion 181, the breaker 10 being positioned on the support 38.
  • the armatures 16 of the breaker 10 extend on one side of the breaker, for example rectilinearly above the support 38, and on the other side of the breaker, above the portion 181 of the wall, the armature then being in the form of a hook of the latter side. Then the slab 20 is cast, engaging with the 16 rectilinear frames. The second part 182 of the wall is then cast over the portion 181 of the already existing wall, engaging the frames 16 in the form of a hook. However, the slab 20 may be cast after the second portion 182 of the wall.
  • the present method has the advantage of avoiding to maintain the block 12 during the casting of the slab 20.
  • the switch 10 is positioned as a module and the slab 20 and the wall are cast while the block 12 is correctly held in position by the switch 10.
  • the breaker 10 and the construction method of the building can be implemented both inside and outside the building, to ensure a junction between a wall and a slab such as a balcony, a floor, cornices ...
  • Figure 8 shows a junction between the wall 18 and the slab 20 constituting a balcony.
  • the slab 20 is then cantilevered. It can be seen that the switch 10 has an inverted position with respect to that of FIG. 2; the reinforcements 16 are in the upper half of the slab 20.
  • the switch 10 is positioned in such a way that the layer 14 is on the block 12.

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Abstract

L'invention se rapporte à un rupteur (10) thermique comprenant : - un bloc (12) isolant thermique, - une couche (14) de béton fibre à ultra-hautes performances solidaire du bloc (12), - des armatures (16) noyées dans la couche (14) de béton fibre à ultra-hautes performances, les armatures (16) étant saillantes du béton fibre à ultra-hautes performances de part et d'autre du bloc (12). L'invention se rapporte aussi à un bâtiment comprenant le rupteur, à un procédé de fabrication du rupteur et à un procédé de fabrication du bâtiment. L'invention a l'avantage d'être simple à mettre en œuvre.

Description

RUPTEUR THERMIQUE
L'invention se rapporte à un rupteur thermique dans le domaine de la construction de bâtiments. L'invention se rapporte aussi à un bâtiment comportant le rupteur ainsi qu'à un procédé de fabrication du rupteur et à un procédé de construction du bâtiment.
L'isolation d'un bâtiment peut être réalisée sur la face intérieure des murs du bâtiment ou sur la face externe. Lorsque l'isolation est réalisée sur la face interne, des panneaux isolants sont posés contre les murs, du plancher au plafond d'un étage. Mais il se pose le problème de la réalisation de l'isolation à la jonction entre le mur et une dalle formant plancher ou plafond. En effet, s'il n'y a pas d'isolant entre la dalle et le mur tous deux en béton, il se produit un pont thermique ; les calories fuient par exemple de l'intérieur du bâtiment vers l'extérieur au travers de la dalle et du mur. L'isolation thermique du bâtiment est alors défectueuse.
Il y a un besoin pour une isolation thermique de bâtiment qui soit plus efficace. Pour cela l'invention propose un rupteur thermique comprenant :
- un bloc isolant thermique,
- une couche de béton fibre à ultra-hautes performances solidaire du bloc,
- des armatures noyées dans la couche de béton fibre à ultra-hautes performances, les armatures étant saillantes du béton fibre à ultra-hautes performances de part et d'autre du bloc.
Selon une variante, les armatures sont en acier. Selon une variante, les armatures sont en acier inoxydable.
Selon une variante, le bloc comprend plusieurs surfaces, la couche de béton fibre à ultra-hautes performances recouvrant une surface du bloc isolant. Selon une variante, le bloc comprend plusieurs surfaces, la couche recouvrant deux surfaces contiguës du bloc.
Selon une variante, le rupteur comprend en outre une barrière de protection contre le feu, la barrière étant sur une face de la couche opposée à celle en contact du bloc isolant.
Selon une variante, le bloc isolant est en polystyrène expansé. Selon une variante, le rupteur étant un module.
Selon une variante, la couche a une épaisseur comprise entre 5 et 40 mm. Selon une variante, la couche comprend des nervures en saillie de la face de Ia couche en contact du bloc, les armatures étant noyées dans les nervures.
L'invention se rapporte aussi à un bâtiment comprenant - le rupteur tel que décrit précédemment,
- un mur,
- une dalle reliée au mur par le rupteur. Selon une variante, le rupteur est continu entre la dalle et le mur, le long de la rive de la dalle.
Selon une variante, la dalle est retenue au mur par les armatures du rupteur.
Selon une variante, les armatures du rupteur sont dans une moitié inférieure de la dalle. Selon une variante, le rupteur comprend en outre une Isolation Thermique Intérieure, comprenant un complexe de doublage comprenant au moins une plaque de plâtre.
L'invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication du rupteur tel que décrit précédemment, comprenant les étapes de
- coffrage du bloc isolant dans un canal, - coulée d'une couche de béton fibre à ultra-hautes performances sur une face du bloc,
- positionnement des armatures dans la couche de béton fîbré à ultra-hautes performances.
Selon une variante, un espace est entre le bloc et une paroi du canal, le béton fibre à ultra-hautes performances étant coulé dans l'espace ainsi que sur le bloc. L'invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication d'un bâtiment, comprenant les étapes de
- coulée d'un mur,
- positionnement du rupteur tel que décrit précédemment, les armatures en saillie d'un côté du rupteur étant positionnées sur le mur, - coulée de la dalle, les armatures en saillie de l'autre côté du rupteur étant en prise avec la dalle.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui montrent : - figure 1, un mode de réalisation du rupteur thermique ; figures 2 et 8, le rupteur thermique en position dans un bâtiment ; figures 3 et 4, des améliorations du rupteur thermique ; figures 5 et 6, un procédé de fabrication du rupteur ; figure 7, un procédé de construction d'un bâtiment. L'invention se rapporte à un rupteur thermique comprenant un bloc isolant thermique et une couche de béton fîbré à ultra-hautes performances solidaire du bloc. Le rupteur comporte aussi des armatures noyées dans la couche de béton fibre à ultra-hautes performances, les armatures étant saillantes de la couche de part et d'autre du bloc. L'avantage est que le pont thermique est réduit à la couche de béton ce qui diminue le pont thermique ; par ailleurs le rupteur est simple à positionner.
La figure 1 montre le rupteur 10 selon un exemple de réalisation. Le rupteur 10 comprend un bloc 12 isolant thermique et une couche 14 de béton fibre à ultra-hautes performances. Le rupteur 10 comprend aussi des armatures 16 noyées dans la couche 14 ; les armatures 16 sont saillantes de part et d'autre de la couche. Le rupteur 10 peut être un élément d'isolation thermique intérieure ou extérieure ; le rupteur 10 est positionné en particulier à la jonction d'une dalle et d'une face d'un mur, comme cela sera plus décrit en relation avec la figure 2. Le rupteur 10 thermique favorise la diminution du pont thermique existant entre la dalle et le mur. Le rupteur 10 réduit le passage des calories au travers de la dalle et du mur.
La couche 14 est faite en béton fibre à ultra-hautes performances (en abrégé BFUP). La couche 14 est par exemple de 5 à 40 mm d'épaisseur, ce qui permet de noyer les armatures 16 tout en étant suffisamment mince pour limiter le pont thermique entre la dalle et le mur au travers du rupteur 10. De préférence, la couche 14 est de 7 mm d'épaisseur. Ceci permet de noyer les armatures et de les disposer le plus près de la surface inférieure de la dalle.
Les bétons fibres à ultra-hautes performances sont des bétons ayant une matrice cimentaire contenant des fibres. Il est renvoyé au document intitulé « Bétons fibres à ultrahautes performance » du Service d'études techniques des routes et autoroutes (Setra) et de l'Association Française de Génie Civil (AFGC). La résistance de ces bétons à la compression est en général supérieure à 150 MPa, voire même 250 MPa. Les fibres sont métalliques, organiques, ou un mélange. Le dosage en liant est élevé (le ratio E/C est faible; en général le ratio E/C est d'au plus environ 0.3).
La matrice cimentaire comprend en général du ciment (Portland), un élément à réaction pouzzolanique (notamment fumée de silice) et un sable fin. Les dimensions respectives sont des intervalles choisis, selon la nature et les quantités respectives. Par exemple, la matrice cimentaire peut comprendre: du ciment Portland du sable fin un élément de type fumée de silice - éventuellement de la farine de quartz les quantités étant variables et les dimensions des différents éléments étant choisis entre la gamme micronique ou submicronique et le millimètre, avec une dimension maximale n'excédant pas en général 5 mm. un superplastifiant étant ajouté en général avec l'eau de gâchage. A titre d'exemple de matrice cimentaire, on peut citer celles décrites dans les demandes de brevet EP-A-518777, EP-A-934915, WO-A-9501316, WO-A-9501317, WO-A-9928267, WO-A-9958468, WO-A-9923046, WO-A-0158826, auxquelles il est renvoyé pour plus de détails.
Les fibres ont des caractéristiques de longueur et de diamètre telles qu'elles confèrent effectivement les caractéristiques mécaniques. Leur quantité est généralement faible, par exemple entre 1 et 8% en volume. Des exemples de matrice sont les BPR, Bétons à Poudre Réactive, tandis que les exemples de BFUP sont les bétons BSI de Eiffage, Ductal® de Lafarge, Cimax® de Italcementi et BCV de Vicat.
Des exemples spécifiques sont les bétons suivants: 1) ceux résultant des mélanges de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland ordinaires dits "CPA", les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments
Portland à haute performance et à prise rapide dits "CPA-HPR" et les ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3 A), de type normal ou à haute performance et à prise rapide; b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment; c - un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de ciment); d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm; e - éventuellement d'autres adjuvants.
2) ceux résultant du mélange de: a - un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 μm, de préférence compris entre 3 et 7 μm; b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à lmm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à 10 mm; c - de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à 1 μm, Ie diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 μm, et de préférence de 0,1 μm; d - un agent anti-mousse; e - un superplastifiant réducteur d'eau; f - éventuellement des fibres; et de l'eau; les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe immédiatement supérieure étant d'environ 10. 3) ceux résultant du mélange de: a - un ciment Portland; b - éléments granulaires; c - éléments fins à réaction pouzzolanique; d - fibres métalliques; e - agent dispersant; et de l'eau; les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 % à 4,0 % du volume du béton après la prise. 4) ceux résultant du mélange de: a - 100 p. de ciment Portland; b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres; c - 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de grains Inférieure à 0.5 micromètres; d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains inférieure à 10 micromètres; e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier; f- un fluidifiant, g - 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau.
Une cure thermique est prévue.
5) ceux résultant du mélange de: a - du ciment ; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm ; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 μm, de préférence d'au plus 0,5 μm; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi desélements aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e - au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes:
(1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise. 6) ceux résultant du mélange de: a - du ciment; b - des éléments granulaires; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 μm, de préférence d'au plus 0,5 μm; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes : (1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24% ;
(2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (bis) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) est d'au moins
5, de préférence d'au moins 10; 4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à
4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants
(a), (b), (c) et (d) présente une taille de grain D75 d'au plus 2 mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 200 μm de préférence d'au plus 150 μm. 7) ceux résultant du mélange de: a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale D d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm; c - des éléments fins à réaction pouzzolanique ayant une taille de particule élémentaire d'au plus 20 μm, de préférence d'au plus 1 μm; d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes: (e) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris entre 8 et 25%; (f) les fibres organiques présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (g) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale D des éléments granulaires est d'au moins 5, h) la quantité de fibres est telle que leur volume représente au plus 8 % du volume du béton après la prise.
8) ceux résultant du mélange de: a - du ciment; b - des éléments granulaires; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 μm, de préférence d'au plus 0,5 μm; d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes: 1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé C du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est au plus de 8% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) présente une taille de grain D75 d'au plus 2mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 150 μm, de préférence d'au plus 100 μm.
9) ceux résultant du mélange de: a - au moins un liant hydraulique du groupe constitué par les ciments Portland classe G (API), les ciments Portland classe H (API) et les autres liants hydrauliques à faible teneur en aluminates, b - une microsilice de granulométrie comprise dans la gamme 0,1 à 50 micromètres, à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, c - un ajout de particules moyennes, minéral et/ou organique, de granulométrie comprise dans la gamme 0,5-200 micromètres à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, la quantité dudit ajout de particules moyennes étant inférieure ou égale à la quantité de microsilice, -un agent superplastifiant et/ou fluidifiant hydrosoluble en proportion comprise entre 1% et 3% en poids par rapport au liant hydraulique, et de l'eau en quantité au plus égale à 30% du poids du liant hydraulique.
10) ceux résultant du mélange de: a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une taille de grain Dg d'au plus 10 mm; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires comprise entre 0,1 et 100 μm; d - au moins un agent dispersant; e - des fibres métalliques et organiques; et répondant aux conditions: (1) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres métalliques présentent une longueur moyenne Lm d'au moins 2 mm, et un rapport h/dl, dl étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport Vi/V du volume Vi des fibres métalliques au volume V des fibres organiques est supérieur à 1, et le rapport Lm/Lo de la longueur des fibres métalliques à la longueur des fibres organiques est supérieure à 1 ; (4) le rapport R entre la longueur moyenne Lm des fibres métalliques et la taille Dg des éléments granulaires est d'au moins 3; (5) la quantité de fibres métalliques est telle que leur volume est inférieur à 4 % du volume du béton après la prise et (6) les fibres organiques présentent une température de fusion inférieure à 300°C, une longueur moyenne Lo supérieure à 1 mm et un diamètre Do d'au plus 200 μm, la quantité de fibres organiques étant telle que leur volume est compris entre 0,1 et 3 % du volume du béton.
Une cure thermique peut être mise en œuvre sur ces bétons. Par exemple, la cure thermique comprend, après la prise hydraulique, le chauffage à une température de 900C ou plus pendant plusieurs heures, typiquement 90°C pendant 48hres.
De retour à la figure 1, le bloc 12 permet l'isolation thermique ; le matériau utilisé est par exemple du polystyrène expansé. Le bloc 12 est solidaire de la couche 14 de BFUP. Par exemple la couche 14 de BFUP vient en prise avec le bloc 12 isolant ce qui permet de rendre solidaire la couche 14 et le bloc 12. En particulier, la couche 14 et le bloc 12 sont solidaires de sorte à être transportés ensemble. D'une manière plus générale, le bloc est solidaire de manière réversible ou non à la couche ; le bloc est fixé ou seulement juxtaposé à la couche. Le bloc 12 comprend plusieurs surfaces, la couche 14 étant solidaire à une surface du bloc 12. Ainsi, on obtient un composite à deux strates. Le bloc 12 est de préférence un parallélépipède sensiblement régulier, ce qui permet d'insérer le rupteur 10 entre une rive de la dalle et le mur (la rive de la dalle est la face de la dalle en regard du mur). Le rupteur 10 peut être dimensionné pour apparaître comme la prolongation de la dalle vers le mur. En coupe transversale, le bloc 12 est de la largeur de la couche 14 ; le rupteur a alors une coupe transversale régulière, ce qui simplifie l'insertion entre la rive de la dalle et le mur. De préférence, la largeur du rupteur en coupe transversale, correspondant à la distance entre la rive de la dalle et le mur est de 4 à 10 cm.
Les armatures 16 sont saillantes de part et d'autre du rupteur 10 ; lorsque le rupteur 10 est en place, les armatures 16 sont en prises avec d'une part le mur et d'autre part la dalle 20. Les armatures sont noyées dans le BFUP ; les armatures sont enveloppées par le béton ou sont situées à fleur de la surface de la couche de béton. Les armatures 16 peuvent être en acier inoxydable, ce qui permet de les protéger contre l'oxydation. Toutefois, lorsque les armatures 16 sont noyées de telle sorte qu'elles sont enveloppées par le béton, les armatures 16 sont protégées contre l'humidité et l'oxydation ; ainsi, on peut utiliser un acier classique pour les armatures 16 ce qui rend la fabrication du rupteur 10 moins onéreuse. De plus, selon la figure 1, on voit que la couche 14 de BFUP est de la largeur (en section transversale) du rupteur ; les armatures 16 sont donc maintenues dans la couche 14 de BFUP sur toute la largeur du rupteur 10, de la rive de la dalle au mur. Ceci permet un bon maintien des armatures au rupteur.
Le rupteur 10 est un module ; le rupteur 10 peut être fabriqué sur un site différent du chantier où le rupteur 10 est destiné à être installé. Le bloc 12 et la couche 14 de BFUP étant solidaires, il est possible de transporter le rupteur 10 jusqu'au chantier où le rupteur 10 est destiné à être installé. Le rupteur 10 peut être livré à la taille souhaitée puis installé au moment opportun. Le rupteur 10 peut être manipulé de manière indépendante. Le rupteur 10 peut aussi être livré à une taille supérieure, puis être taillé de sorte à correspondre à son emplacement.
La taille du rupteur 10 est déterminée selon l'isolation thermique à assurer. Par exemple, la dimension du rupteur 10 entre la rive de la dalle et le mur peut être de 4 à 10 cm. La figure 2 montre le rupteur 10 en position dans un bâtiment. Sur la figure 2 on voit un mur 18 vertical sur lequel vient prendre appui Ia rive 30 d'une dalle 20 de plancher ; le rupteur 10 est inséré entre la dalle 20 et le mur 18. A titre d'exemple, la dalle 20 est du côté intérieur du mur 18. On voit donc que le pont thermique susceptible de se produire entre la dalle 20 et le mur 18 est limité, le pont étant influencé par la seule couche 14 de BFUP. La figure 2 montre aussi deux autres blocs isolants thermiques 22 et 24 qui correspondent à la réalisation de l'isolation côté intérieur du bâtiment, de part et d'autre de la dalle 20 ; le rupteur 10 assure la continuité de l'isolation du bâtiment entre la dalle 20 et le mur 18 tout en garantissant la portance de la dalle 20. L'isolation n'est donc plus perturbée par une jonction de structure telle que celle de la dalle et le mur. La dalle 20 est fixée au mur par l'intermédiaire des armatures 16 du rupteur 10. Le rupteur 10 permet donc non seulement de réduire le pont thermique mais en plus de fixer la dalle 20. La partie des armatures 16 située dans la dalle 20 et le mur 18 peut être de différentes formes, comme on peut le voir sur la figure 2. En effet, les armatures 16 peuvent être rectilignes comme cela est le cas de la partie des armatures 16 dans la dalle 20. Ceci permet à la dalle 20 d'être maintenue sur une grande longueur. Egalement, les armatures 16 peuvent être courbées, comme cela est le cas de la partie des armatures 16 dans le mur. Les armatures 16 sont courbées à la façon de crochet éventuel, ce qui assure un bon ancrage de l'armature dans le mur ; de plus les armatures en crochet permettent un ancrage à un mur, alors que ce dernier est de faible section par rapport à la dalle 20. Le rupteur 10 est positionné de préférence de sorte que la couche 14 de BFUP soit située sous le bloc 12 isolant ; ceci permet de placer les armatures 16 dans la moitié inférieure de la dalle 20 de sorte que cette dernière soit mieux maintenue par les armatures 16. De plus, la couche 14 de BFUP étant fine, ceci assure le positionnement des armatures 16 de manière très proche de Ia surface inférieure de la dalle 20, ce qui favorise son maintien. Le rupteur 10 est de préférence continu entre la dalle 20 et le mur. Sur la figure 2, le rupteur 10 est continu dans une direction perpendiculaire au plan de la figure. Le rupteur est continu le long de la rive 30 de la dalle. Ainsi, seul le rupteur 10 assure la liaison entre la dalle 20 et le mur 18 ; la rive 30 de la dalle 20 n'est pas prolongée jusqu'au mur ce qui d'une part facilite la construction de la dalle 20 et d'autre part empêche la création d'un pont thermique par contact du béton de la dalle 20 avec le béton du mur 18.
Sur la figure 2, le rupteur 10 peut aussi comprendre une barrière 26 thermique. La barrière 26 thermique est une protection contre le feu. La barrière 26 est située sur une face de la couche 14 de BFUP qui n'est pas en contact du bloc 12 isolant. La barrière 26 est placée sous le rupteur 10. La barrière 26 est placée entre le rupteur 10 et le bloc isolant 22. Si un feu venait à se déclarer dans le bâtiment, le bloc isolant 22 serait rapidement détruit mais la barrière 26 permettrait de protéger les armatures du rupteur 10 contre le feu. De plus, la barrière 26 permet également de réduire l'épaisseur de la couche 14 de BFUP ; en effet la présence de la barrière 26 n'oblige pas à maintenir les armatures 16 le plus loin possible de la face inférieure du rupteur 10 pour les protéger du feu ce qui nécessiterait une couche 14 de BFUP plus épaisse. Avec la barrière 26, les armatures 16 peuvent être plus basses dans le rupteur 10, ce qui permet de réduire l'épaisseur de la couche 14 de BFUP.
La figure 2 montre une amélioration qui peut être apportée au rupteur 10 de la figure 1, également représenté sur la figure 3. Selon les figures 2 et 3, le rupteur 10 recouvre deux faces contiguës du bloc 12. Une couche 15 verticale de BFUP est en contact de la face de la rive dalle 20 tournée vers le mur 18 ; une couche 14 horizontale de BFUP est depuis la dalle 20 jusqu'au mur 18, dans laquelle les armatures sont noyées. Ceci permet d'obtenir une meilleure reprise des efforts se propageant dans la dalle 20. En effet, les efforts de la dalle 20 sont repris par la couche 15 verticale de BFUP et sont transmis dans le mur par l'intermédiaire de la couche 14 horizontale de BFUP. Plus précisément, les deux couches 14 et 15 de BFUP forment un « L ». Le bloc 12 isolant est situé dans le « L » pour former un parallélépipède.
La figure 2 montrant le rupteur 10 en « L » montre aussi un organe permettant une meilleure fixation de la dalle 20 au rupteur 10 et donc au mur. Cet organe peut être un crochet 28 solidaire du rupteur 10, en particulier de la couche 15 verticale du rupteur 10. Le crochet 28 est en prise avec la dalle 20 ce qui permet de compléter la fixation de la dalle 20 au rupteur 10 et donc d'améliorer la fixation de la dalle 20.
La figure 4 montre encore une autre amélioration qui peut être apportée au rupteur de l'une des figures précédentes. Selon ce mode de réalisation, la couche 14 de BFUP dans laquelle sont noyées les armatures 16 comprend des nervures 42 en saillie de la face de la couche 14 en contact du bloc 12, les armatures 16 étant noyées dans les nervures. Ceci permet de protéger les armatures 16 contre le feu en augmentant la distance entre les armatures 16 et la face inférieure du rupteur 10 sans pour autant augmenter toute l'épaisseur de la couche 14. L'épaisseur de la couche 14 de BFUP est seulement augmentée localement ; ceci évite qu'entre les armatures 16, la couche 14 soit inutilement plus épaisse, et donc qu'elle rende le pont thermique plus important.
On peut encore envisager que le bloc 12 isolant est recouvert selon trois de ses faces, les couches de BFUP présentant en section une forme en « U » avec le bloc 12 dans le « U ».
L'invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication du rupteur 10. Ce procédé montre que la fabrication du rupteur 10 est simple ; en particulier, ce procédé ne nécessite pas de moule présentant une forme particulière. Les figures 5 et 6 montrent la fabrication du rupteur 10. Selon la figure 5, le bloc 12 isolant thermique est coffré entre deux parois 34 et 35 de sorte à constituer un canal 32 de la largeur du bloc 12 ; le bloc 12 est au fond du canal 32. Le BFUP est ensuite coulé dans le canal 32 de sorte à constituer la couche 14 de BFUP sur une face du bloc 12. Les armatures 16 sont positionnées dans la couche 14 de BFUP de sorte à être maintenues noyées dans la couche 14 et être saillantes de part et d'autre du canal 32. Les parois 34 et 35 sont retirées après la prise du BFUP, la couche 14 de BFUP étant rendu solidaire du bloc 12. Ce procédé correspond à la fabrication du rupteur 10 de la figure 1.
Selon la figure 6, le bloc 12 isolant est coffré entre deux parois 34, 35 de sorte à constituer à nouveau le canal 32, mais la largeur du canal 32 est plus importante que la largeur du bloc 12, selon une coupe transversale du rupteur 10. Un espace 33 est laissé entre la paroi 34 et le bloc 12, tout le long du bloc 12. Le BFUP est ensuite coulé dans l'espace 33 entre le canal 32 et le bloc 12 de sorte à constituer la couche 15 verticale du rupteur 10 selon une face du bloc 12 ; puis le BFUP est coulé sur le bloc 12 de sorte à constituer la couche 14 horizontale du rupteur 10. Les armatures 16 sont positionnées dans la couche 14 de BFUP horizontale de sorte à être maintenues noyées dans la couche 14 et être saillantes de part et d'autre du canal 32. Les parois 34, 35 sont retirées après la prise du BFUP, le BFUP étant rendu solidaire du bloc 12.
Pour fabriquer le rupteur 10 de la figure 4, le montage de la figure 6 est réalisé. En plus, des encoches sont sculptées dans une surface du bloc 12, de sorte à rendre irrégulière la surface du bloc 12 ; le BFUP est coulé sur ladite surface irrégulière du bloc 12, les armatures 16 étant positionnées dans le BFUP dans les travées de la surface munie d'encoches irrégulière du bloc.
Le procédé de fabrication est donc simple, notamment parce qu'il ne nécessite pas de maintenir le bloc 12 en suspension pendant que le BFUP est coulé ; le bloc 12 est posé au fond du canal 32. Le procédé est aussi simple car il ne nécessite pas de moule présentant une forme particulière. Par ailleurs, le procédé de fabrication du rupteur 10 étant simple, il est envisageable que le rupteur 10 puisse être fabriqué sur place.
L'invention se rapporte aussi à un procédé de construction d'un bâtiment. Ce procédé est visible sur la figure 7. Le procédé a l'avantage de ne pas perturber les modes traditionnels de construction de bâtiment, ce qui évite aussi des modifications de temps de mise en œuvre. Le bâtiment comporte un mur 18 auquel est fixé une dalle 20. Le procédé comprend en premier lieu l'érection d'une première partie 181 de mur 18, jusqu'au niveau où la dalle 20 est destinée à être posée. La hauteur de cette première partie 181 de mur peut correspondre à la hauteur d'un étage. On voit que le haut de la première partie 181 de mur est sous forme d'un arrêt de bétonnage 40 ; ceci permet une meilleure jonction avec la deuxième partie 182 supérieure du mur à venir. Un support 38 est positionné contre la partie 181 de mur, le rupteur 10 étant positionné sur le support 38. Les armatures 16 du rupteur 10 s'étendent d'un côté du rupteur, par exemple de manière rectiligne au-dessus du support 38, et de l'autre coté du rupteur, au-dessus de la partie 181 du mur, l'armature étant alors sous forme de crochet de ce dernier côté. Puis la dalle 20 est coulée, venant en prise avec les armatures 16 rectilignes. La deuxième partie 182 supérieure du mur est ensuite coulée au-dessus de la partie 181 du mur déjà existante, venant en prise avec les armatures 16 sous forme de crochet. Toutefois, la dalle 20 peut être coulée après la deuxième partie 182 du mur.
Contrairement à un procédé visant à réduire la section de la jonction entre la dalle 20 et le mur 18 par l'ajout d'un bloc 12 isolant pour réduire le pont thermique entre la dalle 20 et le mur 18, le présent procédé a l'avantage d'éviter de maintenir le bloc 12 pendant la coulée de la dalle 20. Le rupteur 10 est positionné comme un module et la dalle 20 et le mur sont coulés pendant que le bloc 12 est correctement maintenu en position par le rupteur 10.
Le rupteur 10 et le procédé de construction du bâtiment peuvent être mis en œuvre tant à l'intérieur qu'à l'extérieur du bâtiment, pour assurer une jonction entre un mur et une dalle telle qu'un balcon, un plancher, des corniches... La figure 8 montre une jonction entre le mur 18 et la dalle 20 constituant un balcon. La dalle 20 est alors en porte- à-faux. On voit que le rupteur 10 a une position inversée par rapport à celle de la figure 2 ; les armatures 16 sont dans la moitié supérieure de la dalle 20. Le rupteur 10 est positionné de telle façon que la couche 14 soit sur le bloc 12.

Claims

REVENDICATIONS
1. Rupteur thermique (10) comprenant :
- un bloc (12) isolant thermique, - une couche (14) de béton fibre à ultra-hautes performances solidaire du bloc (12),
- des armatures (16) noyées dans la couche (14) de béton fibre à ultra-hautes performances, les armatures (16) étant saillantes du béton fibre à ultra-hautes performances de part et d'autre du bloc (12).
2. Le rupteur (10) selon la revendication 1, dans lequel les armatures (16) sont en acier.
3. Le rupteur (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les armatures (16) sont en acier inoxydable.
4. Le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le bloc (12) comprend plusieurs surfaces, la couche (14) de béton fibre à ultra-hautes performances recouvrant une surface du bloc (12) isolant.
5. Le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le bloc (12) comprend plusieurs surfaces, la couche (14) recouvrant deux surfaces contiguës du bloc (12).
6. Le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant en outre une barrière (26) de protection contre le feu, la barrière (26) étant sur une face de la couche (14) opposée à celle en contact du bloc (12) isolant.
7. Le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le bloc (12) isolant est en polystyrène expansé.
8. Le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 7, le rupteur (10) étant un module.
9. Le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la couche (14) a une épaisseur comprise entre 5 et 40 mm.
10. Le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la couche (14) comprend des nervures (42) en saillie de la face de la couche (14) en contact du bloc (12), les armatures (16) étant noyées dans les nervures (42).
11. Le rupteur selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le béton résulte 1) du mélange de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland ordinaires dits "CPA", les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments
Portland à haute performance et à prise rapide dits "CPA-HPR" et les ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3 A), de type normal ou à haute performance et à prise rapide; b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment; c - un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de ciment); d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm; e - éventuellement d'autres adjuvants ; ou 2) du mélange de a - un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 μm, de préférence compris entre 3 et 7 μm; b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à lmm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à 10mm; c - de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à 1 μm, le diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 μm, et de préférence de 0,1 μm; d - un agent anti-mousse; e - un superplastifiant réducteur d'eau; f - éventuellement des fibres; et de l'eau; les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe immédiatement supérieure étant d'environ 10 ; ou
3) du mélange de a - un ciment Portland; b - éléments granulaires; c - éléments fins à réaction pouzzolanique; d - fibres métalliques; e - agent dispersant; et de l'eau; les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1 ,0 % à 4,0 % du volume du béton après la prise ; ou
4) du mélange de a - 100 p. de ciment Portland; b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres; c - 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de grains Inférieure à 0.5 micromètres; d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains inférieure à 10 micromètres; e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier; f- un fluidifiant, g - 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau, une cure thermique étant prévue ; ou
5) du mélange de a - du ciment ; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm ; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 μm, de préférence d'au plus 0,5 μm; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e - au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes: (1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise ; ou
6) du mélange de a - du ciment; b - des éléments granulaires; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 μm, de préférence d'au plus 0,5 μm; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes : (1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24% ; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (bis) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) est d'au moins
5, de préférence d'au moins 10; 4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à
4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) présente une taille de grain D75 d'au plus 2 mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 200 μm de préférence d'au plus 150 μm ; ou
7) du mélange de a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale D d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm; c - des éléments fins à réaction pouzzolanique ayant une taille de particule élémentaire d'au plus 20 μm, de préférence d'au plus 1 μm; d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes: (e) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris entre 8 et 25%; (f) les fibres organiques présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (g) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale D des éléments granulaires est d'au moins 5, h) la quantité de fibres est telle que leur volume représente au plus 8 % du volume du béton après la prise ; ou
8) du mélange de a - du ciment; b - des éléments granulaires; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 μm, de préférence d'au plus 0,5 μm; d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes:!) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé C du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est au plus de 8% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) présente une taille de grain D75 d'au plus 2mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 150 μm, de préférence d'au plus 100 μm ; ou
9) du mélange de : a - au moins un liant hydraulique du groupe constitué par les ciments Portland classe G (API), les ciments Portland classe H (API) et les autres liants hydrauliques à faible teneur en aluminates, b - une microsilice de granulométrie comprise dans la gamme 0,1 à 50 micromètres, à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, c - un ajout de particules moyennes, minéral et/ou organique, de granulométrie comprise dans la gamme 0,5-200 micromètres à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, la quantité dudit ajout de particules moyennes étant inférieure ou égale à la quantité de microsilice, -un agent superplastifiant et/ou fluidifiant hydrosoluble en proportion comprise entre 1% et 3% en poids par rapport au liant hydraulique, et de l'eau en quantité au plus égale à 30% du poids du liant hydraulique ; ou 10) du mélange de : a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une taille de grain Dg d'au plus 10 mm; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires comprise entre 0,1 et 100 μm; d - au moins un agent dispersant; e - des fibres métalliques et organiques; et répondant aux conditions: (1) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres métalliques présentent une longueur moyenne Lm d'au moins 2 mm, et un rapport h/dl, dl étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport Vi/V du volume Vi des fibres métalliques au volume V des fibres organiques est supérieur à 1 , et le rapport Lm/Lo de la longueur des fibres métalliques à la longueur des fibres organiques est supérieure à 1 ; (4) le rapport R entre la longueur moyenne Lm des fibres métalliques et la taille Dg des éléments granulaires est d'au moins 3; (5) la quantité de fibres métalliques est telle que leur volume est inférieur à 4 % du volume du béton après la prise et (6) les fibres organiques présentent une température de fusion inférieure à 3000C, une longueur moyenne Lo supérieure à 1 mm et un diamètre Do d'au plus 200 μm, la quantité de fibres organiques étant telle que leur volume est compris entre 0,1 et 3 % du volume du béton.
12. Un bâtiment comprenant
- le rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 11, - un mur (18),
- une dalle (20) reliée au mur par le rupteur.
5 13. Le bâtiment selon la revendication 12, dans lequel le rupteur (10) est continu entre la dalle (20) et le mur, le long de la rive (30) de la dalle (20).
14. Le bâtiment selon la revendication 12 ou 13, dans lequel la dalle (20) est retenue au mur par les armatures (16) du rupteur (10).
15. Le bâtiment selon l'une des revendications 12 à 14, dans lequel les armatures (16) du 10 rupteur (10) sont dans une moitié inférieure de la dalle (20).
16. Le bâtiment selon l'une des revendications 12 à 15, comprenant en outre une Isolation Thermique Intérieure, comprenant un complexe de doublage comprenant au moins une plaque de plâtre.
17. Un procédé de fabrication du rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 11 , î 5 comprenant les étapes de
- coffrage du bloc (12) isolant dans un canal (32),
- coulée d'une couche (14) de béton fibre à ultra-hautes performances sur une face du bloc (12),
- positionnement des armatures (16) dans la couche (14) de béton fibre à ultra-hautes 20 performances.
18. Le procédé selon la revendication 17, dans lequel un espace (33) est entre le bloc (12) et une paroi (34) du canal (32), le béton fibre à ultra-hautes performances étant coulé dans l'espace (33) ainsi que sur le bloc (12).
19. Un procédé de fabrication d'un bâtiment, comprenant les étapes de 25 - coulée d'un mur (18),
- positionnement du rupteur (10) selon l'une des revendications 1 à 11, les armatures (16) en saillie d'un côté du rupteur (10) étant positionnées sur le mur,
- coulée de la dalle (20), les armatures (16) en saillie de l'autre côté du rupteur (10) étant en prise avec la dalle (20).
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