FR2585981A1 - Procede pour fabriquer du beton, permettant de renforcer sa resistance au gel ou au degel - Google Patents
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Abstract
A.PROCEDE POUR FABRIQUER DU BETON, PERMETTANT DE RENFORCER SA RESISTANCE AU GEL OU AU DEGEL; B.PROCEDE CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND LES DIFFERENTES ETAPES CONSISTANT A MELANGER 20 A 100 DU POIDS TOTAL DU CIMENT UTILISE, AVEC DE L'EAU EN PROPORTION DE 20 A 50 DE CE POIDS DE CIMENT, ET AVEC UN GRANULAT GROSSIER, DE MANIERE A FAIRE ADHERER LA PATE DE CIMENT A CONSISTANCE FERME SUR LE GRANULAT GROSSIER, A MELANGER ENSUITE 80 A 0 DU POIDS TOTAL DU CIMENT UTILISE AVEC DU SABLE, EN COMMENCANT PAR LE CIMENT ET EN CONTINUANT PAR LE SABLE, OU EN MELANGEANT LES DEUX EN MEME TEMPS, ET A MELANGER ENSUITE LE RESTE DE L'EAU NECESSAIRE POUR FAIRE PRENDRE L'ENSEMBLE DU CIMENT; C.L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR FABRIQUER DU BETON, PERMETTANT DE RENFORCER SA RESISTANCE AU GEL OU AU DEGEL.
Description
PROCEDE POUR FABRIQUER DU BETON, PERMETTANT DE RENFORCER
SA RESISTANCE AU GEL OU AU DEGEL
L'invention concerne un procédé pour fabriquer du béton, permettant d'améliorer considérablement la coulée du béton. Le béton selon l'invention peut s'appliquer à la fabrication de béton ordinaire ou de béton léger utilisable dans toutes les structures de béton telles que les structures de béton
narines, les bâtiments, les fondations ou analogues.
Jusqu'à maintenant, le béton a le plus souvent été fabriqué par le procédé ti-après s'utilisant d'une façon générale dans les usines de béton brut ou ailleurs: Processus (1). Tout d'abord, on mélange ensemble du
ciment, de l'eau, du sable, et un matériau supplémentaire.
Processus (2). On ajoute et on mélange ensuite un granulat grossier tel que du gravier, du macadam (pierre concassée), ou un granulat léger destiné à la fabrication
de béton léger.
L'invention a pour but de créer un procédé de fabrication de béton destiné à améliorer les performances d'un béton ordinaire ou d'un
béton léger fabriqués par un procédé classique.
L'amélioration des performances, comme indiqué ci-dessus, consiste à améliorer notablement les caractéristiques de coulée du béton et à obtenir des performances de résistance égales o supérieures à celles
d'un béton classique.
Dans le cas du béton léger, le granulat léger mélangé au béton présente de nombreux vides (le volume des vides intérieurs occupant 50% du volume total du béton), et son absorption d'eau est remarquablement élevée, ce qui rend très difficile le contr8le de qualité du béton. Cette absorption d'eau élevée présente une grande influence sur la-qualité d'un béton léger frais et d'unléton léger durci. Parmi les facteurs concernant la qualité, les factèurs les plus importants sont le comportement au gel et dégel, et le comportement à la pression de la pompe d'alimentation ou de transfert. En particulier, le comportement au gel et dégel varie considérablement en fonction du processus de contr8le du granulat léger, ce qui rend très difficile la manipulation de ce granulat. D'autre part, concernant le comportement à la pression d'alimentation de la pompe,
il est interdit par les normes de la Société de Construc-
tion Japonaise de fournir le granulat léger sous pression au moyen d'une pompe, car ce granulat léger absorbe fortement l'eau de sorte que la pompe risque d'tre bouchée par le granulat qu'elle contient en rendant
ainsi impossible la fourniture du béton.
Un procédé de malaxage classique (procédé de fabrication) du béton léger comprend une première étape consistant à mélanger uniformément du sable au ciment et à ajouter de l'eau à ce mélange pour préparer un mortier, _puis une seconde étape consistant à mélanger le mortier à un granulat léger pour former le béton. Dans ce cas cependant, il existe une grande quantité dteau libre dans le mortier et lorsqu'on aJoute le granulat léger à ce'mortier, lVeau libre est absorbée par celui-ci, ce qui détériore la fluidité du mortier (ce phénomène rendant impossible la fourniture du mortier par la pompe sous pression) et ce qui détériore également la résistance-au gel et au dégel du béton. On peut concevoir une autre manière de procéder dans laquelle on laisse précédemment le granulat léger absorber l'eau autant qu'il peut le faire,
mais même dans ce cas, la fourniture sous pression par-
la pompe ne peut être réalisée et les propriétés au
gel et au dégel deviennent également médiocres.
Par suite, l'invention-a pour but de créer un procédé perfectionné de préparation d'un béton léger, dans lequel le processus de malaxage du béton léger est modifié de manière à supprimer les
inconvénients ci-dessus de la technique classique.
Plus précisément, le procédé selon l'invention permet de renforcer la résistance au gel et au dégel, et de fournir le béton léger sous pression au moyen d'une
pompe, comme dans le cas d'un béton ordinaire.
A cet effet, l'invention concerne un procédé pour fabriquer du béton, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à mélanger 20% à 100% du poids total du ciment utilisé, avec de l'eau en proportion de 20% à 50% de ce poids de ciment, pour préparer une pate de ciment à consistance ferme, à mélanger ensuite la pâte de ciment ainsi préparée avec un granulat grossier, à mélanger ensuite 80% à 0% de la quantité totale de ce ciment avec du sable, en commençant par le ciment et en continuant par le sable, ou en mélangeant les deux simultanément, puis à mélanger enfin le reste de l'eau nécessaire pour
faire prendre l'ensemble du ciment.
Suivant une autre caracté-
ristique de l'invention, le procédé de fabrication du béton est caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à mélanger 20% à 100% du poids total du ciment utilisé, avec de l'eau en proportion de 20% à 50% de ce poids de ciment, et avec un granulat grossier, de manière à faire adhérer la pate de ciment à consistance ferme sur le granulat grossier, à mélanger ensuite 80% à 0% du poids total du ciment utilisé avec du sable, en commençant par le ciment et en continuant par le sable, ou en mélangeant les deux en même temps, et à mélanger ensuite le reste de l'eau nécessaire pour
faire prendre l'ensemble du ciment.
De plus, une forme préférée de réalisation de l'invention consiste à ajouter de O
à 60% de la quantité totale d'un produit chimique supplé-
mentaire de mélange, en préparant la pâte de ciment à consistance ferme des deux paragraphes précédents, et à mélanger le reste de ce produit chimique-en mélangeant le reste de l'eau au cours de la dernière étape. Une
autre forme préférée de réalisation de l'invention consis-
tant à mélanger un matériau de mélange supplémentaire en mélangeant de O à 80% du ciment total avec le sable,
comme indiqué dans les deux paragraphes précédents.
L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins de la figure unique ci-jointe représentant un diagramme des données relatives à la résistance au gel et au dégel d'un béton préparé selon 1' invention, c'est-à-dire la relation entre le coefficient d'élasticité dynamique relatif et le
numéro de cycle ayant été obtenu dans l'Exemple 6.
Les points de nouveauté de l'invention sont les suivants: (1) Les matériaux (ciment, eau, sable, gravier et autres) du béton ne sont pas
mélangés en même temps, mais séparément.
(2) Tout d'abord, le ciment et l'eau sont mélangés partiellement pour préparer un matériau en forme de pâte, puis le gravier et autres sont ensuite mélangés directement au matériau en forme
de p4te ainsi préparé.
(3) Pour préparer la pâte
de ciment, l'eau est ajoutée séparément.
Dans l'invention, le terme de granulat grossier désigne un gros granulat (gravier, macadam et autres) pour béton ordinaire, et le terme
de granulat léger désigne un granulat pour béton léger.
Les granulats légers compren-
nent par exemple les granulats légers naturels tels que les lapilli, la pierre ponce et la cendre volcanique; les granulats légers de sousproduit tels que-les escarbilles expansées et les cendres de charbon; et les granulats artificiels tels que le schiste, l'argile et l'ardoise. Selon l'invention, lorsqu'on prépare la pâte de ciment à consistance ferme, on mélange uniformément 20 à 100% de la quantité totale de ciment avec l'eau en proportion de 20 à 50% en poids du ciment,
pour la raison ci-après.
L'invention présente la caractéristique que des membranes de pâte de ciment se forment autour des grains du granulat grossier, mais que % ou moins de la quantité totale de ciment est insuffisante pour former uniformément ces membranes, du fait que la quantité de membrane de pâte dç ciment devient insuffisante. En outre, lorsqu'on fabrique la pute de ciment à consistance ferme, la quantité totale de ciment peut 8tre préalablement mélangée sans le moindre problème. Cependant, lorsque la quantité de ciment est trop importante, un phénomène d'écoulement (dans lequel une certaine quantité d'eau flottant dans le béton augmente) se produit parfois, de sorte que la limite supérieure de la teneur en eau est de l'ordre
de 50% ou analogue.
Lorsque la quantité d'eau est insuffisante, l'état de pute ne peut être obtenu de sorte qu'on ne peut obtenir de pute de ciment
adhérent autour des grains de granulat grossier. Inver-
sement, lorsque la quantité d'eau est trop importante, la p4te de ciment devient liquide de sorte qu'on ne peut obtenir la consistance ferme de cette pute de ciment. Par suite, on ne peut faire adhérer la pâte de ciment autour des grains de granulat grossier et l'on ne peut de plus améliorer la résistance du béton. Par suite, il est important que la quantité d'eau soit
comprise entre 20% et 50% en poids du ciment.
Lorsqu'on prépare la p&te de ciment à consistance ferme indiquée cidessus, on peut ajouter un produit chimique de mélange supplémentaire en proportion de O à 60% en poids de la quantité totale de ce produit chimique supplémentaire. Ce produit chimique est un agent dont on ne tient pas compte du volume dans le volume du béton ou autre, et des exemples
classiques de tels produits chimiques de mélange supplé-
mentaire comprennent les agents d'entrainement d'air destinés à entrainer de fines bulles d'air dans le béton, et les agents de réduction d'eau destinés à disperser fortement les grains de ciment pour obtenir un effet de réduction d'eau, ce dernier produit étant considéré comme le produit chimique de mélange dans la présente invention. Lorsquton mélange ce produit chimique supplémentaire, on peut réduire de 10 à 20% la quantité d'eau par unité de volume, comparativement au cas du béton ne contenant pas de produit chimique supplémentaire
(la consistance du béton étant la même dans les deux cas).
Comme produit chimique de mélange supplémentaire on peut utiliser le Mighty (marque de fabrique. de Kao Soap Co., Ltd; sel de
sodium de produit de condensation de -naphthalene-
sulfonique dans l'acide formaline), le NL-4oo000 (marque de fabrique; Nippon Soda Master Builders Co., Ltd; composé de triazine fortement condensée); et autres. La raison pour laquelle le produit chimique de mélange supplémentaire est utilisé séparément en proportion de 0 à 60 % de son poids total, est la suivante: Si l'on désire augmenter la fluidité du béton obtenu (pour ramollir ce béton), on ne doit pas ajouter de produit chimique de mélange supplémentaire (c'est-à-dire utiliser la proportion de 0%) pour fabriquer la pâte de ciment, sauf dans la dernière étape. Ce procédé qui est le plus efficace, est appelé l'effet par "post- addition" du produit chimique de mélange supplémentaire. Cependant, dans le cas de la post-addition, le phénomène d'écoulement indiqué ci-dessus a plus de chance d'apparaître, de sorte qu'on ne peutfabriquer un béton d'excellente qualité. Si l'on ajoute 60% ou plus du produit chimique de mélange supplémentaire dans l'étape initiale, l'effet de la post-addition par le produit chimique de mélange supplémentaire, est réduit de sorte que l'addition du reste de ce produit chimique
dans un étape ultérieure n'a plus de signification.
C'est la raison pour laquelle, dans la présente invention,
on ajoute de 0 -à 60% du produit chimique de mélange sup-
plémentaire au moment de la préparation de la pâte de ciment à consistance ferme. De plus, si la quantité de produit chimique de mélange supplémentaire à ajouter.se trouve dans la plage préférable de 25 à 50%, le ciment est facilement dispersé et lon obtient un ciment de
bonne qualité ne présentant pas de phénomène d'écou-
lement. Selon l'invention, lorsque la pate de ciment à consistance ferme a été préparée, on peut mélanger le granulat grossier à la pute de ciment ainsi préparée, de façon que cette pute de ciment puisse adhérer autour des grains de granulat, ou l'on peut en variante mélanger initialement le granulat grossier avec d'autres matériaux pour préparer la pate de façon que celle-ci puisse adhérer autour des grains de granulat en même temps que la préparation de la pate. Cette dernière manière de procéder présente l'avantage qu'on peut supprimer le processus de mélange
du granulat grossier.
Ensuite, selon l'invention, on mélange à la pate le ciment restant, c'està-dire de l'ordre de 80% à 0% de la quantité totale de ciment et de sable. Dans ce cas, les produits peuvent être mélangés en commençant par le ciment puis en ajoutant le sable,
ou en mélangeant les deux en même temps.
On décrira maintenant le -
principe de l'invention en suivant le cours des
processus de fabrication fondamentale.
Processus (1). Tout d'abord, on ajoute à environ 20 à 100% de la quantité totale de ciment utilisée, de l'eau en proportion d'environ 20 à % de ce poids de ciment. Ensuite ou simultanément, on ajoute au mélange la quantité totale de granulat grossier, pour le mélanger au mélange précédent. A ce moment, le produit chimique de mélange supplémentaire peut être ajouté au mélange en proportion de O à 60% de son poids total. Processus (2). On ajoute au mélange préparé dans le processus (1), 80% à 0% de la quantité totale de ciment utilisée et la quantité totale de sable, en commençant par le ciment pour
continuer par le sable, ou en ajoutant les deux simul-
tanément pour les mélanger ensuite. A ce moment, on peut ajouter la quantité totale de matériau de mélange supplémentaire. Processus (3). On ajoute et on mélange le reste de l'eau et le reste du produit
chimique supplémentaire.
Dans les différentes étapes qui viennent d'têtre décrites, un mélange uniforme est nécessaire. Dans chaque étape mentionnée ci-dessus, on peut ajouter du matériau de mélange supplémentaire (son volume étant compté dans celui du béton). L'addition du matériau de mélange supplémentaire permet d'améliorer
la fluidité du béton, de contr8ler la chaleur dthydra-
tation de ce béton, de renforcer la solidité par adjonction de ce matériau lui-même, etc. Des exemples de matériaux de mélange supplémentaires utilisables sont fournis par la
cendre volante et la silice de fumée.
La résistance du béton dépend du rapport entre l'eau et le ciment, c'està-dire du rapport eau/ciment (E/C). Cela indique que lorsqu'on augmente la quantité d'eau unitaire (E) dans l'intention d'augmenter la fluidité, il faut également augmenter la quantité de ciment (C) si l'on veut obtenir la même résistance. Par suite, du point de vue économique, il est préférable de réduire la quantité de ciment (quantité d'eau unitaire) autant que possible pour obtenir la même résistance, mais dans ce cas, la fluidité est naturellement détériorée. Pour améliorer cette fluidité, il est nécessaire d'ajouter un produit chimique de mélange supplémentaire tel qu'un agent de réduction d'eau
ou analogue.
Au contraire, si 1ton augmente le rapport eau/ciment (E/C), la quantité d'eau unitaire est importante et une fluidité prédéterminée peut être obtenue sans utiliser en particulier de produit chimique de mélange supplémentaire. En d'autres termes, le béton de faible résistance peut être fabriqué de façon satisfaisante sans utiliser de produit chimique
de mélange supplémentaire.
De plus, on peut utiliser, lorsque cela est nécessaire, un matériau de mélange
supplémentaire tel que la cendre volante indiquée ci-
dessus. (1) Dans le processus (1) indiqué ci-dessus, une membrane de pàte de ciment est
formée sur la surface de chaque grain de granulat grossier.
(2) De plus, dans le processus (2) indiqué ci-dessus, l'eau en supplément du processus (1) est absorbée par le ciment nouvellement ajouté, de sorte que la membrane dure de pàte de ciment est formée sur chaque surface des grains de granulet grossier. En outre, les membranes de pàte de ciment sont encore renforcées par le sable ajouté au cours de ce
processus (2).
(3) Ainsi, bien que l'eau restante soit a2outée au cours du processus (3), les membranes de pàte de ciment obtenues ne se brisent pas facilement. (4) En ce qui concerne le granulat léger du processus (1), les membranes de
pàte de ciment à travers lesquelles l'eau pénètre diffi-
cilement, sont formées sur toutes les surfaces des grains de granulat léger. De plus, dans le processus (2) on mélange 80% à 0% de la quantité de ciment totale, ce qui renforce la solidité des membranes (car l'eau en excédent
est absorbée par le ciment ce qui renforce le béton).
En résumé, l'absorption de l'eau par le granulat léger est empêchée par les membranes de pâte de ciment ayant été formées sur les surfaces de grains de granulat
léger, ce qui évite de détériorer la qualité du béton.
La fluidité (caractéristique de coulée) du béton varie avec la proportion de mélange des matériaux, mais lorsqu'on considère le ciment et l'eau dans une certaine formulation, plus la quantité d'eau
est importante meilleure est naturellement la fluidité.
(Plus la quantité de ciment est faible meilleure est
la fluiditié si la quantité d'eau est constante).
Lorsque le mélange est effectué selon l'invention, la teneur en ciment des membranes de pâte de ciment formées sur les surfaces de grains de granulat grossier, semble être réduite par rapport à la quantité totale de ciment (la quantité de ciment diminuant en fait par rapport à une certaine quantité d'eau). Par suite, l'invention permet d'améliorer la fluidité, même si l'on utilise la même formulation (mêmes quantités de ciment et d'eau) que dans un cas classique. De plus, dans le béton réalisé par le procédé selon l'invention, la force de collage entre les grains de granulat grossier et le matériau de mortier, est renforcée par les membranes de la pute de ciment se formant sur la surface des
grains de granulat grossier, ce qui améliorer la résis-
tance au gel et dégel, c'est-à-dire la durée de vie, la résistance du béton devenant également égale ou supérieure
à celle d'un béton classique.
De plus, le béton selon l'invention peut contenir une moins grande quantité de ciment que dans le procédé classique, ce qui présente
un avantage économique.
Dans le cas du béton léger les membranes de pàte de ciment formées sur la surface des grains de granulat grossier présentant la plus forte absorption d'eau, peuvent empocher le granulat léger d'absorber l'eau supplémentaire, même lorsqi'on ajoute et mélange l'eau restante et le sable. Par suite, l'invention permet de fournir le granulat léger sous pression au moyen d'une pompe, bien que cette fourniture ait été considérée comme difficile du fait de la grande absorption d'eau du granulat. On considérait jusqu'tà maintenant que le granulat léger présentait une faible résistance en présence d'un cycle de gel et dégel, du fait de sa forte absorption d'eau, mais l'invention
permet également d'améliorer ce point.
Exemple 1
Du ciment, de l'eau et du sable sont malaxés en utilisant la formulation du Tableau 1, et en mettant en oeuvre les processus (a) à (d) ci-après: Tableau 1 (Formulation) (Kg/50ol) Ciment Eau Sable Granulat grossier *
10 41 44
* Macadam dtpiroshima Japon (a) Procédé classique Processus (1).Les quantités totales de ciment, d'eau et de sable sont mélangées ensemble_ Processus (2).Le granulat
grossier est ajouté au mélange puis -mélangé.
(b) Procédé 1 selon l'invention Processus (1). On mélange 10 kg (50% du poids total) de ciment, 3 kg (30% des kg de ciment) d'eau et la quantité totale de
granulat grossier.
Processus (2). On ajoute et on mélange les 10 kg du ciment restant et la quantité totale de sable. Processus (3). On ajoute et on mélange 7 kg (70% de la quantité totale) de l'eau restante. (c) Procédé 2 selon l'invention Processus (1). On mélange la quantité totale de ciment et 5 kg (25% du ciment) d'eau. Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat grossier.
Processus (3);On ajoute
et on mélange la quantité totale de sable.
Processus (4). On ajoute et on mélange 5 kg (50% de la quantité totale) de l'eau restante. (d) Procédé 3 selon l'invention Processus (1). On mélange kg (25% du poids total) de ciment, 2,5 kg (50% des kg de ciment) d'eau, et la quantité totale de granulat grossier. Processus (2). On ajoute et on mélange 15 kg de ciment restant et la quantité
totale de sable.
Processus (3). On ajoute et on mélange 7,5 kg (75% du poids total) de l'eau
restante.
Pour les différents bétons fabriqués en mélangeant les matériaux selon les différents procédés ci-dessus, on mesure respectivement la mollesse et la solidité de ces bétons par un essai de coulée et un essai de compression. Les résultats sont donnés
dans le Tableau 2 ci-après.
Tableau 2 (Résultats) Résistance à la compression Coulée -(kg/cm2) (cm) 7e jour 28e jour (a) Procédé classique 6,0 338 408 (b) Procédé 1 de l'invention 9,5 349 442 (c) Procédé 2 de l'invention 6,5 340 422 (d) Procédé 3 de l'invention 9,2 345 438
Exemple 2
Les matériaux sont malaxés en utilisant la formulation indiquée dans le Tableau 3, et en mettant en oeuvre les processus (a) à (d) ci-après: Tableau 3 (Formulation) (kg/501) Ciment Eau Sable Granulat grossier* Prod. Chim. Suppl.**
22,5 8,55 41 45 0,225
*Identique à l'Exemple 1 ** Mighty 150 (marque de fabrique; Kao Soap Co., Ltd; agent de réduction d'eau à haute performance) (a) Procédé classique Processus (1). On mélange
les quantités totales de ciment d'eau et de sable.
Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat grossier.
(b) Procédé a selon l'invention Processus (1). On mélange kg (22% de la quantité totale) de ciment, 2,5 kg (50% des 5 kg de ciment) d'eau, et 0,1 kg (environ 50% de la quantité totale) de produit chimique de mélange supplémentaire. Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat grossier.
Processus (3). On ajoute et on mélange 1,75 kg du ciment restant et la quantité
totale de sable.
Processus. (4). On ajoute et on mélange 6,505 kg (environ 71% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,125 kg du produit
chimique de mélange supplémentaire.
(c) Procédé 2 selon l'invention Processus (1). On mélange la quantité totale de ciment et 5 kg (22% de la quantité
totale de ciment) d'eau.
Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat grossier.
Processus (3). On ajoute
et on mélange la quantité totale de sable.
Processus (4). On ajoute et on mélange 3,55 kg (environ 42% de la quantité totale) de l'eau restante, et la quantité totale de produit chimique
de mélange supplémentaire.
(d) Procédé 3 selon l'invention Processus (1). On mélange ensemble 11 kg (environ 50% de la quantité totale) de ciment, 3 kg (environ 27% des 11 kg de ciment) d'eau, et 0,1 kg (environ 50% de la quantité totale) de produit chimique de mélange supplémentaire, et le granulat grossier. Processus (2). On ajoute et on mélange 11,5 kg de ciment restant, et la quantité
totale de sable.
Processus (3). On ajoute et on mélange 5,55 kg (environ 65% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,125 kg de produit chimique de
mélange supplémentaire.
Pour les différents bétons
fabriqués en mélangeant les matériaux suivant les diffé-
rents procédés ci-dessus, les essais sont effectués de la même manière que dans l'Exemple 1. Les résultats
sont portés dans le Tableau 4.
Tableau 4 (Résultats) Résistance à la compression Coulée (kg/cm2) (cm) 7e jour 28e jour (a) Procédé classique 7,5 465 522 (b) Procédé 1 de l'invention 18,5 477 542 (c) Procédé 2 de l'invention 19,1 468 529 (d) Procédé 3 de l'invention 18,7 478 546
Exemple 3
Les matériaux sont malaxés en utilisant la formulation indiquée dans le Tableau 5, et en mettant en oeuvre les processus A et B ci-après: Tableau 5 (Formulation)
Granulat Mat. Mel. Mat. Chim.
Cas Ciment Eau Sable grossier* Suppl.** Suppl.***
A-1 15 4,95 17,7 32,2 1,68 0,15
A-2 13,5 5,13 19,7 31,0 1,50 0,135
* Identique à l'Exemple 1 ** Identique à l'Exemple 2 *** Cendre volante (cendre volante Johban) A. Procédé classique Processus (1). On mélange les quantités totales de ciment, d'eau, de sable, de matériau de mélange supplémentaire, et de produit
chimique de. mélange supplémentaire.
Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat grossier.
B. Procédé selon l'invention (1) Cas A-1 Processus (1). On mélange 7,5 kg (50% de la quantité totale) de ciment, 2,25 kg (30% des 7,5 kg de ciment) d'eau, et 0,075 kg (environ % de la quantité totale) de produit chimique de mélange supplémentaire. Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat grossier.
Processus (3). On ajoute
et on mélange 7,5 kg du ciment restant.
Processus (4). On ajoute et on mélange les quantités totales de sable et de
matériau de mélange supplémentaire.
Processus (5). On ajoute et on mélange 2,7 kg (environ 55% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,075 kg de produit chimique de
mélange supplémentaire.
(2) Cas A-2 Processus (1). On mélange 6 kg (environ 44% de la quantité totale) de ciment, 1,5 kg (25% des 6 kg de ciment) d'eau, et 0,06 kg (environ 44% de la quantité totale) de produit chimique
de mélange supplémentaire.
Processus (2). On ajoute
et on mélange la quantité totale de granulat grossier.
Processus (3). On ajoute
et on mélange les 7,5 kg de ciment restant.
Processus (4). On ajoute et on mélange les quantités totales de sable et de
matériau de mélange supplémentaire.
Processus (5). On ajoute et on mélange 2,88 kg (environ 56% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,075 kg de produit chimique de
mélange supplémentaire.
Pour les différents bétons fabbiqués en effectuant les mélanges suivant les différents procédés ci-dessus, les essais sont effectués de la même manière que dans l'Exemple 1. Les résultats
sont indiqués dans le Tableau 6.
Tableau 6 (Résultats) Procédé de Résistance à la compression Cas fabrication Coulée (kg/cm2) (cm) 7e jour 28e jour A-1 Procédé classique 4, 0 526,1 567,7 Procédé de l'invention 11,2 537,6 582,4 A-2 Procédé classique 7,7 468,8 523,5 Procédé de l'invention 18,8 476,9 539,3
Exemple 4
Les matériaux sont malaxés en utilisant la formulation indiquée dans le Tableau 7,
et en mettant en oeuvre les processus (a) à (g) ci-
après: Tableau 7 (Formulation) (kg/501) Ciment Eau Sable Granulat léger
9,75 43 22
Nota: Tous les granulats légers sont dans l'état
parfaitement sec.
(a) Procédé classique Processus (1). On mélange
les quantités totales de ciment, d'eau et de sable.
Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat léger.
(b) Procédé 1 selon l'invention Processus (1). On ajoute et on mélange 7, 5 kg (50% de la quantité totale) de
ciment, et 1,9 kg (25% des 7,5 kg de ciment).
Processus (2). On ajoute
et on mélange la quantité totale de granulat léger.
Processus (3). On ajoute et on mélange 7,5 kg du ciment restant et la quantité
totale de sable. Processus (4). On ajoute et on mélange 7,85 kg (environ 81% de la quantité
totale)
de l'eau restante.
(c) Procédé 2 selon l'invention Processus (1). On mélange la quantité totale de ciment et 3,75 kg (25% de la quantité
totale de ciment) d'eau.
Processus (2). On ajoute et
on mélange le granulat léger.
Processus (3). On ajoute et
on mélange la quantité totale de sable.
Processus (4). On ajoute et on mélange 6 kg (environ 62% de la quantité totale)
de l'eau restante.
(d) Procédé 3 selon l'invention Processus (1). On mélange 4 kg (27% de la quantité totale) de ciment, et 2 kg
(50% des 4 kg de ciment) d'eau. -
Processus (2). On ajoute et
on mélange le granulat léger.
Processus (3). On ajoute et on mélange 11 kg de ciment restant et la quantité
totale de sable.
Processus (4). On ajoute et on mélanrie 7,5 kg (environ 79% de la quantité totale)
de l'eau restante.
(e) Procédé 4 selon l'invention Processus (1). On mélange 7,5 kg (50% de la quantité totale) de ciment, 1,9 kg (25% des 7,5 kg de ciment) d'eau, et la quantité totale
de granulat léger.
Processus (2). On ajoute et on mélange 7,5 kg de ciment restant, et la quantité
totale de sable.
Processus (3). On ajoute et on mélange 7,85 kg (environ 82% de la quantité totale)
de l'eau restante.
(f) Procédé 5 selon l'invention Processus (1). On mélange la quantité totale de ciment, 3,75 kg (25% de la quantité
totale de ciment) d'eau, et le granulat léger.
Processus (2). On ajoute
et on mélange la quantité totale de sable.
Processus (3). On ajoute et on mélange 6 kg (environ 62% de la quantité totale)
de l'eau restante.
(g) Procédé 5 selon l'invention Processus (1). On mélange 4 kg (enviro:i 27% de la quantité totale) de ciment, 2 kg (50% des 4 kg de ciment) d'eau, et la quantité
totale de granulat léger.
Processus (2). On ajoute et on mélange 11i kg de ciment restant et la quantité
totale de sable.
Processus (3). On ajoute et on mélange 7,75 kg (environ 79% de la quantité totale)
de l'eau restante.
Pour les différents bétons fabriqués en mélangeant les matériaux selon les différents procédés ci-dessus, les essais sont effectués de la même manière que dans l'Exemple 1. Les résultats sont indiqués
dans le Tableau 8.
Tableau 8.(Résultats) Résistance à la compression (kg/cm2) Coulée (cm) 28e jour (a) Procédé classique 4,4 210 (b) Procédé 1 de 6,8 232 l'invention (c) Procédé 2 de l'invention 5' 223 (d) Procédé 3 de l'invention 7,0 234 (e) Procédé 4 de 6,5 235 l'invention 6,5 (f) Procédé 5 de l'invention 4,9 225 (g) Procédé 6 de l'invention 6,5 22Q
Exemple 5
* Les matériaux sont malaxés en utilisant la formulation indiquée dans le Tableau 9, et en mettant en oeuvre les processus (a) à (g) ci-après; Tableau 9 (Formulation) Prod. (kg/501) Granulat Chia. Matériau Ciment Eau Sable léger- SuDDl.* Suppl.**
21 84 31 26 0,21 21
Nota: Tous les granulats légers se trouvent dans l'état
parfaitement sec.
* identique à l'Exemple 2 ** identique à l'Exemple 3 (a) Procédé classique Processus (1). On mélange les quantités totales de ciment, d'eau, de sable, de matériau de mélange supplémentaire, et de produit chimique supplémentaire. Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat léger.
(b) Procédé 1 selon l'invention Processus (1). On ajoute et on mélange la quantité totale de ciment, 5 kg (environ 24% de la quantité totale de ciment) d'eau, et 0,01 kg (environ 50% de la quantité totale) de produit chimique
de mélange supplémentaire.
Processus (2). On ajoute et
on mélange les granulats légers.
Processus (3). On ajoute et on mélange le sable et la quantité totale de matériau de
mélange supplémentaire.
Processus (4). On ajoute et on mélange 3,4 kg (environ 40% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,11 kg de produit chimique de mélange supplémentaire. (c) Procédé 2 selon l'invention Processus (1). On mélange ensemble 5 kg (environ 24% de la quantité totale) de ciment, 2,5 kg (25% des 5 kg de ciment) d'eau, et 0,05 kg (environ 25% de la quantité totale) de produit chimique
de mélange supplémentaire.
Processus (2). On ajoute et
on mélange le granulat léger.
Processus (3). On ajoute et on mélange 16 kg de ciment restant et les quantités
totales de sable et de matériau de mélange supplémentaire.
Processus (4). On ajoute et on mélange 5,9 kg (environ 70% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,16 kg de produit chimique de
mélange supplémentaire.
(d) Procédé 3 selon l'invention Processus (1). On mélange kg (environ 50% de la quantité totale) de ciment et kg (50% des 10 kg de ciment) d'eau. Processus (2). On ajoute et
on mélange le granulat léger.
Processus (3). On ajoute et on mélange 11 kg de ciment restant et les quantités
totales de sable et de matériau de mélange supplémentaire.
Processus (4). On ajoute et on mélange 3,4 kg (environ 40% de la quantité totale)
de l'eau restante, et la quantité totale de produit chi-
mique de mélange supplémentaire.
(e) Procédé 4 selon l'invention Processus (1). On mélange la quantité totale de ciment, 5 kg (environ 24% de la quantité totale de ciment) d'eau, 0,01 kg (environ % de la quantité totale) de produit chimique de
mélange supplémentaire, et le granulat léger.
Processus (2). On ajoute et on mélange les quantités totales de sable et de
matériau de mélange supplémentaire.
- Processus (3). On ajoute et on mélange 3,4 kg (environ 40% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,11 kg de produit chimique de
mélange supplémentaire.
(f) Procédé 5 selon l'invention Processus (1). On mélange ensemble 5 kg (environ 24% de la quantité totale) de ciment, 2,5 kg (25% des 5 kg de ciment) d'eau, 0,05 kg (environ 25% de la quantité totale)de produit
chimique de mélange supplémentaire.
Processus (2). On ajoute et on mélange 16 kg de ciment restant et les quantités
totales de sable et de matériau de mélange supplémentaire.
Processus (3). Dn ajoute et on mélange 5,9 kg (environ 70% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,16 kg de produit chimique de
mélange supplémentaire.
(g) Procédé 6 selon l'invention Processus (1). On mélange ensemble 10 kg (environ 50% de la quantité totale) de ciment, 5 kg (50% des 10 kg de ciment) d'eau, et le
granulat léger.
Processus (2). On ajoute et on mélange 11 kg de ciment restant et les quantités
totales de sable et de matériau de mélange supplémentaire.
Processus (3). On ajoute et on mélange 3,4 kg (environ 40% de la quantité totale) de l'eau restante, et la quantité totale de produit
chimique de mélange supplémentaire.
Pour les différents bétons fabriqués en mélangeant les matériaux selon les différents procédés ci-dessus, les essais sont effectués de la même manière que dans l'Exemple 1. Les résultats.sont
indiqués dans le Tableau 10.
Tableau 10 (Résultats) Résistance à la compression Coulée (kg/cm2) (cm) 28e jour (a) Procédé classique 7,1 484 (b) Procédé 1 de l'invention 1115 513 (c) Procédé 2 de l'invention 17,8 562 (d) Procédé 3 de l'inv etion 22, 0 507 (e) Procédé 4 de l'invention 12,0 510 (f) Procédé 5 de l'invention 18,7 574 (g) Procédé 6 de l'invention 21,2 505
Exemple 6.
Les matériaux sont malaxés en utilisant la formulation indiquée dans le Tableau 11,
et en mettant en oeuvre les processus (a) et (b) ci-
après pour préparer des échantillons d'essais (10 cm x 10 cm x 40 cm) pour l'essai de gel et dégel, et cet essai est effectué ensuite en utilisant ces échantillons d'essais: Tableau 11 (Formulation) Prod. (kg/501) Granulat Chim. Matériau Ciment Eau Sable léger Suppl.* Suppl.**
26 7,8 25,3 24,5 0,39 2,6
Nota: Tous les granulats légers se trouvent dans
l'état parfaitement sec.
* Identique à l'Exemple 2 ** Identique à l'Exemple 3 (a) Procédé classique Processus (1). On mélange les quantités totales de ciment, d'eau, de sable, de matériau de mélange supplémentaire et de produit
chimique de mélange supplémentaire.
Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat léger.
(b) Procédé selon l'invention Processus (1). On ajoute et on mélange 13 kg (50% de la quantité totale) de ciment, 3,9 kg (30% des 13 kg de cimentî) d'eau et 0,19 kg (environ % de la quantité totale) de produit chimique de mélange supplémentaire. Processus (2). On ajoute
et on mélange le granulat léger.
Processus (3). On aJoute et on mélange 13 kg de ciment restant et les quantités
totales de sable et de matériau de mélange supplémentaire.
Processus (4). On aJoute et on mélange 3,9 kg (environ 50% de la quantité totale) de l'eau restante, et 0,2 kg de produit chimique de
mélange supplémentaire.
L'essai de gel et de dégel est effectué sur les différents bétons préparés en mélangeant les matériaux suivant les différents processus ci- dessus. Cet essai de gel et de dégel est effectué conformément à l'essai de gel et de dégel rapide sous l'eau (répétition d'un cycle de -17,8 C à + 4,40C) du processus ASTM C-666A. En fait, le coefficient d'élasticité dynamique est mesuré tous les 30 cycles
jusqu'à ce qu'on ait atteint 300 cycles.
La procédure de l'essai de gel et de dégel n'à pas été réglementée au Japon, de sorte qu'on applique le-processus ASTM indiqué ci-dessus
de Public Works Society, 3uilding Society et autre-.
Les résultats des mesures sont indiqués sur la figure 1. Sur cette figure, l'axe des abscisses représente le numéro de répétition du cycle de gel et dégel et l'axe des ordonnées représente le module d'élasticité dynamique relatif. Ce module d'élasticité dynamique relatif est représenté par la formule ci-après: Module d'élasticité dynamique relatif = En/Eo x 100 (%) Dans laquelle Eo est le module d'élasticité dynamique juste avant le début de l'essai, et En est le module d'élasticité dynamique
pour chaque numéro de cycle.
Par suite, si une valeur de ce module d'élasticité dynamique relatif s'approche du niveau de 100%, le béton présentant cette valeur peut être considéré comme moins détérioré par la répétition du cycle de gel et dégel. En d'autres termes, ce béton peut être considéré comme excellent (en durée
de vie).
Les résultats de la figure 1 montrent que dans le béton selon l'invention, le module d'élasticité dynamique relatif peut être maintenu à un niveau de 90% ou plus tous les 300 cycles, alors que dans le cas du béton réalisé par le procédé classique, le coefficient ci-dessus tombe au- dessous du niveau de 60% au voisinage d'environ 240 cycles. Cela signifie que le béton selon l'invention
présente une excellente résistance au gel et dégel.
Dans le processus ASTM mentionné ci-dessus, l'essai doit être poursuivi jusqu'à ce que le module d'élasticité dynamique relatif soit tombé audessous de 60%, ou
jusqu'à ce qu!on ait atteint 300 cycles de gel et dégel.
Généralement, une résistance satisfaisante au gel et dégel se situe à un niveau de 60% ou plus du module
dynamique relatif (à 300 cycles).
Claims (4)
1- Procédé pour fabriquer du béton, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à mélanger 20% à % du poids total du ciment utilisé, avec de l'eau en proportion de 20% à 50% de ce poids de ciment, pour préparer une pate de ciment à consistance ferme, à mélanger ensuite la pate de ciment ainsi préparée avec un granulat grossier, à mélanger ensuite 80% à 0% de la quantité totale de ce ciment avec du sable, ou en mélangeant les deux simultanément,.puis à mélanger enfin le reste de l'eau nécessaire pour faire prendre l'ensemble du
ciment.
2- Procédé selon la revendication 1 pour fabriquer du béton, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à mélanger 20% à 100% du poids total du ciment utilisé, avec de l'eau en proportion de 20% à 50% de ce poids de ciment, et avec un granulat grossier, de manière à faire adhérer la pate de ciment à consistance ferme sur le granulat grossier, à mélanger ensuite 80% à o0% du poids total du ciment utilisé avec du sable, en commençant par le ciment et en continuant par le sable, ou en mélangeant les deux en même temps, et à mélanger ensuite le reste de l'eau nécessaire pour faire prendre l'ensemble
du ciment.
3- Procédé pour fabriquer
du béton selon l'une quelconque des revendications 1
et 2, caractérisé en ce qu'on ajoute de 0% à 60% de la quantité totale d'un produit chimique de mélange suuplémentaire, en préparant la pate de ciment à consistance ferme, et en ce qu'on mélange le reste du produit chimique de mélange supplémentaire au reste de ' l'eau nécessaire pour faire prendre l'ensemble du ciiuent.
4- Procédé pour fabriquer
du béton, selon l'une quelconque des revendications 1
à 3, caractérisé en ce qu'on mélange un matériau de mélange supplémentaire en mélangeant simultanément ou
tour à tour les 80% à 0% de ciment et de sable.
- Procédé pour préparer
du béton, selon l'une quelconque des revendications 1
et 2, caractérisé en ce que le granulat grossier est
un granulat léger.
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