FR2881424A1 - Beton arme de fibres et procede de fabrication d'un element en beton arme de fibres - Google Patents
Beton arme de fibres et procede de fabrication d'un element en beton arme de fibres Download PDFInfo
- Publication number
- FR2881424A1 FR2881424A1 FR0600849A FR0600849A FR2881424A1 FR 2881424 A1 FR2881424 A1 FR 2881424A1 FR 0600849 A FR0600849 A FR 0600849A FR 0600849 A FR0600849 A FR 0600849A FR 2881424 A1 FR2881424 A1 FR 2881424A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- particles
- cement
- pozzolanic
- granulate
- reagent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/48—Metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00129—Extrudable mixtures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Béton armé de fibres réalisé en incorporant des fibres d'une manière dispersée dans une matrice de ciment comprenant : du ciment ; des particules à grande activité d'un premier réactif pouzzolanique ; des particules d'un second réactif pouzzolanique à activité inférieure à celle des particules du premier réactif pouzzolanique ; des particules d'un premier granulat ayant un diamètre maximal de particules inférieur ou égal à 2,5 mm, un diamètre moyen de particules de 0,4 à 0,8 mm et un module de finesse de 1,5 à 3,5 ; des particules d'un second granulat ayant un diamètre maximal de particules inférieur ou égal à 0,425 mm, un diamètre moyen de particules de 0,1 mm à 0,3 mm et un module de finesse de 0,4 à 0,8 ; au moins un type de plastifiant ; et de l'eau.
Description
BETON ARME DE FIBRES ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN
ELEMENT EN BETON ARME DE FIBRES
La présente invention est relative à du béton armé de fibres, que l'on obtient en ajoutant des fibres dans une matrice de ciment, ainsi qu'à un procédé de fabrication d'un élément en béton armé de fibres.
Depuis quelques années, dans les domaines du génie civil et du bâtiment, du béton armé de fibres à résistance mécanique extrêmement grande est employé dans 1 o diverses structures en béton dans le but de rendre un élément plus mince et plus léger et d'améliorer la liberté de conception et la durée de vie.
Dans la technique antérieure, comme décrit par exemple dans la demande de brevet japonais n H11-246 255 (paragraphes [0031] à [0077]) ouverte à l'inspection publique ou la demande de brevet japonais n H05-310 459 (paragraphes [0004] à [0011] et figures 1 à 6) ouverte à l'inspection publique, un tel béton armé de fibres est élaboré en mélangeant des fibres métalliques d'un diamètre de 0,16 mm à 0,3 mm et d'une longueur d'environ 10 mm à 18 mm dans une matrice de ciment, laquelle est fabriquée avec, comme principaux constituants, un granulat ayant un diamètre maximal de particules de granulat inférieur ou égal à 1 mm 2 mm et une poudre à effet pouzzolanique, et en utilisant pour cela un superplastifiant, avec un rapport R (= Lm/Dmax) d'une longueur moyenne Lm de fibres à un diamètre maximal Dmax des particules de granulat supérieur ou égal à 10 20 et un volume de 1% à 4% (cf. document de brevet 1 ou 2, par exemple).
PROBLEMES A RESOUDRE PAR L'INVENTION Le béton armé de fibres de la technique antérieure s'accompagne cependant de contraintes concernant la granulométrie des particules de petit diamètre moyen du granulat. Il est par conséquent nécessaire de mélanger plusieurs types de sable siliceux à granulométrie différente dans des proportions de mélange appropriées afin d'obtenir un granulat qui satisfasse cette contrainte et, par conséquent, le coût du matériau est élevé en comparaison du cas où on obtient un granulat fin, par exemple du sable fin normal.
De plus, le béton armé de fibres selon la technique antérieure, qui contient une grande quantité de granulat en particules fines d'un diamètre maximal de 35 particules inférieur ou égal à 1 mm 2 mm et contient une grande proportion de ciment par rapport au granulat, pose un problème en ce qu'un retrait autogène est accru même si une forte proportion de ciment par rapport au granulat contribue à améliorer les caractéristiques de fluidité (comportement de fluidité du béton nécessaire dans le bâtiment) et des caractéristiques mécaniques (limite d'élasticité ou analogue nécessaire pour un élément en béton). On entend ici par retrait autogène le phénomène de diminution de volume et de contraction résultant d'une diminution de volume d'hydrate en comparaison du volume de ciment et d'eau avant la réaction d'hydratation, qui est provoquée par une réaction d'hydratation de ceux-ci. Par conséquent, le retrait autogène commence à se produire lorsque le ciment subit une 1 o réaction d'hydratation et que la prise commence, dans du béton à forte teneur en ciment. De ce fait, comme le retrait autogène qui survient de manière précoce est limité lorsque existe une structure telle qu'un coffrage pour limiter le retrait, une déformation en tension persiste à l'intérieur du béton et, de ce fait, la résistance initiale à la fissuration de la matrice de ciment diminue.
De plus, le béton armé de fibres selon la technique antérieure, qui contient une grande quantité de granulat en particules fines dont le diamètre maximal de particules est inférieur ou égal à 1 mm 2 mm, pose un problème en ce que la capacité de transmission de cisaillement, qui contribue à améliorer la résistance au cisaillement d'un élément, diminue. De ce fait, des aspérités sont formées par des particules de granulat sur une face d'apparition d'une fissure de cisaillement destinée à être provoquée dans un élément en béton (ce qu'on pourra ci-après appeler simplement "face à fissure de cisaillement") et un mécanisme pour transmettre une force de cisaillement par ces aspérités apparaît tandis que la capacité de transmission de cisaillement peut être réduite si le diamètre des particules de granulat est petit et s'il ne se forme pas d'aspérités.
En outre, comme le rapport R de la longueur moyenne Lm des fibres au diamètre maximal Dmax des particules du granulat est supérieur ou égal à 10 20, la longueur moyenne Lm des fibres peut être accrue, la valeur d'écoulement indiquant l'ouvrabilité du béton peut être réduite et il peut être impossible d'assurer la fluidité nécessaire, en fonction du diamètre maximal Dmax des particules de granulat.
La présente invention a été élaborée pour résoudre ces problèmes, et un objectif de celle-ci consiste à réaliser du béton armé de fibres présentant un excellent comportement mécanique, une très bonne durée de vie et une excellente ouvrabilité à un faible coût en matériau, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un élément en béton armé de fibres.
MOYENS POUR RESOUDRE LES PROBLEMES
Afin de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus, il est proposé un béton armé de fibres selon la présente invention, dans lequel des fibres sont incluses d'une manière dispersée dans une matrice de ciment. La matrice de ciment comprend: du ciment; des particules à grande activité d'un premier réactif pouzzolanique; des particules d'un second réactif pouzzolanique à activité inférieure à celle des particules du premier réactif pouzzolanique; des particules d'un premier granulat ayant un diamètre maximal des particules inférieur ou égal à 2,5 mm, un diamètre moyen des particules dans un intervalle de 0,4 mm à 0,8 mm et un module de finesse dans un intervalle de 1,5 à 3,5; des particules d'un deuxième granulat ayant un diamètre maximal de particules inférieur ou égal à 0, 425 mm, un diamètre moyen de particules dans un intervalle de 0, 1 mm à 0, 3 mm et un module de finesse dans un intervalle de 0,4 à 0,8; au moins un type de superplastifiant; et de l'eau.
Un tel béton armé de fibres, pour lequel ce qu'on appelle du sable fin couramment utilisé pour le béton est ajusté et utilisé comme granulat, peut être facilement obtenu et le coût unitaire de celui-ci est bas, et il devient donc possible de fabriquer du béton armé de fibres à résistance mécanique ultra haute à un coût bas en comparaison du béton armé de fibres selon la technique antérieure.
De plus, comme du sable fin à diamètre de particules relativement grand, tel que le diamètre maximal de particules Dmax inférieur ou égal à 2,5 mm, est utilisé comme granulat, des aspérités dues au sable fin se forment sur une face de fissuration et, par conséquent, il devient possible d'améliorer la transmission du cisaillement dans la face de fissure de cisaillement et de réaliser une structure en béton à excellente résistance au cisaillement.
Le béton armé de fibres ci-dessus selon la présente invention peut être caractérisé en ce que la proportion en poids d'eau par rapport au ciment est de 20% à 24%, le rapport de la longueur moyenne des fibres au diamètre maximal des particules de granulat composées des particules du premier granulat et des particules du deuxième granulat (c'est-à-dire à diamètre maximal de particules de granulat) est inférieur à 10, et la proportion des fibres par rapport au volume total après la prise est inférieure à 4%.
Avec un tel béton armé de fibres, il devient possible d'assurer la fluidité même pour une petite quantité d'eau et d'améliorer l'ouvrabilité lors du coulage du béton, en établissant le rapport Lm/Dmax de la longueur moyenne Lm des fibres au diamètre maximal D,,,ax des particules du granulat à moins de 10.
Le béton armé de fibres ci-dessus selon la présente invention peut être caractérisé en ce que les fibres ont une longueur supérieure ou égal à 2 mm et un 5 rapport longueurs diamètre des fibres supérieur ou égal à 20.
Avec un tel béton armé de fibres qui utilise des fibres relativement longues dont la longueur individuelle Li est supérieure ou égale à 2 mm et dont le rapport Li/d de la longueur au diamètre d des fibres (qui pourra ci-après être appeler simplement "diamètre des fibres") supérieur ou égal à 20, la force de résistance à l'adhérence entre les fibres et la matrice de ciment est accrue et on peut s'attendre à un effet de liaison lors d'une fissuration. Par conséquent, on peut s'attendre à des contraintes de traction résultant de l'effet de liaison des fibres, et on peut obtenir une grande aptitude à la ténacité même si la largeur de fissuration augmente après la fissuration initiale de la matrice de ciment. De ce fait, il devient possible, avec le béton armé de fibres selon la présente invention, d'obtenir une grande énergie de rupture.
Le béton armé de fibres ci-dessus selon la présente invention peut être caractérisé en ce que le rapport du poids de l'eau au poids total du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique et des particules de second réactif pouzzolanique se situe dans l'intervalle de 10% à 15%, et une granulométrie D75 est de l'ordre de 50 ptm à 300 m et une granulométrie D50 est de l'ordre de 10 i.m à 70 m, en ce qui concerne les constituants du mélange composés du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de deuxième réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat.
Avec un tel béton armé de fibres, comme le ciment, les particules de premier réactif pouzzolanique et les particules de second réactif pouzzolanique sont mélangés avec une distribution prédéterminée du diamètre des particules et des proportions prédéterminées de mélange pour réaliser la matrice de ciment, la distribution granulométrique cumulée des particules du matériau devient lisse et une compression maximale est obtenue entre les particules respectives. Par conséquent, la matrice de ciment a une structure dense sans pores et l'hydrate de ciment et le granulat fin sont liés d'une manière stable, aussi la résistance initiale à la traction de la matrice elle-même est-elle renforcée.
Le béton armé de fibres ci-dessus selon la présente invention peut être caractérisé en ce que la proportion en poids du ciment par rapport au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat se situe dans un intervalle de 30% à 40%, la proportion en poids de réactif pouzzolanique composé des particules de premier réactif pouzzolanique et des particules de second réactif pouzzolanique par rapport au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second 1 o granulat se situe dans un intervalle de 20% à 40%, et la proportion en poids du granulat composé des particules de premier granulat et des particules de second granulat par rapport au ciment se situe dans un intervalle de 80% à 130%.
Avec un tel béton armé de fibres, il devient possible de limiter le retrait autogène de façon qu'il soit faible, en réduisant à 30% - 40% la proportion de ciment par rapport au mélange. Ainsi, compte tenu du fait que le retrait autogène, qui est le phénomène provoqué par la contraction du volume d'hydrate par suite d'une réaction d'hydratation du ciment et de l'eau, survient dans une proportion de mélange comportant une farte quantité unitaire de ciment, le retrait autogène du béton armé de fibres selon la présente invention est limité par la diminution de la proportion unitaire de ciment.
En outre, le béton armé de fibres ci-dessus selon la présente invention peut être caractérisé en ce que la proportion en poids des particules de premier granulat par rapport au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat se situe dans un intervalle de 30% à 50%.
Avec un tel béton armé de fibres, comme le squelette du granulat est constitué par les particules de premier granulat ayant une proportion en poids de 30% à 50% par rapport au mélange, il devient possible de réduire l'ampleur du retrait autogène.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un élément en béton armé de fibres. Le procédé comprend: (1) une étape de mélange consistant à mélanger: du ciment; des particules à grande activité d'un premier réactif pouzzolanique; des particules d'un second réactif pouzzolanique à activité inférieure à celle des particules du premier réactif pouzzolanique; des particules d'un premier granulat ayant un diamètre maximal de particules inférieur ou égal à 2,5 mm, un diamètre moyen des particules dans un intervalle de 0,4 mm à 0,8 mm et un module de finesse dans un intervalle de 1,5 à 3,5; des particules d'un second granulat ayant un diamètre maximal des particules inférieur ou égal à 0,425 mm, un diamètre moyen des particules dans un intervalle de 0, 1 mm à 0,3 mm et un module de finesse dans un intervalle de 0,4 à 0,8; au moins un type de superplastifiant; de l'eau; et des fibres pour réaliser du béton armé de fibres; (2) une étape de coulage consistant à couler à un endroit prédéterminé le mélange de béton armé de fibres; et (3) une étape de durcissement consistant à faire durcir le béton armé de fibres coulé, et il est caractérisé en ce que l'étape de durcissement comprend un premier durcissement à réaliser avec un coffrage fixé jusqu'à l'apparition d'une résistance mécanique prédéterminée, et un deuxième durcissement à réaliser en l'absence du coffrage retiré après le premier durcissement.
Lorsque le deuxième durcissement est réalisé à une température ambiante de 60 C à 95 C pendant 48 heures à 72 heures, la silice ou l'alumine des particules de réactif pouzzolanique et la chaux libre présente dans le ciment sont liées par ce traitement thermique et, par conséquent, il devient avantageusement possible de former de manière précoce une substance stable et dure et de donner une texture dense à la matrice de ciment.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 est un graphique représentant une courbe de granulométrie cumulée d'une matière pulvérulente selon une forme de réalisation de la présente invention; la Fig. 2 est un graphique illustrant la distribution du volume des pores et du volume cumulé des pores d'un béton armé de fibres selon la présente invention et d'un béton à grande résistance mécanique selon la technique antérieure, les dimensions des pores étant indiquées sur l'axe des abscisses tandis que le volume des pores et le volume cumulé des pores sont indiqués sur l'axe des ordonnées; et la Fig. 3 est un graphique illustrant un résultat d'une expérience de vérification du retrait autogène.
Le béton armé de fibres selon la présente invention est élaboré en 35 mélangeant (8) des fibres dans une matrice de ciment obtenue en mélangeant (1) du ciment, (2) des particules très actives d'un premier réactif pouzzolanique, (3) des particules d'un second réactif pouzzolanique ayant une activité inférieure à celle des particules du premier réactif pouzzolanique, (4) des particules d'un premier granulat, (5) des particules d'un second granulat, (6) un superplastifiant et (7) de l'eau.
On va maintenant décrire en détail chaque matériau utilisé dans le béton armé de fibres selon la présente invention.
(1) Ciment On utilise pour le ciment du ciment Portland à faible chaleur d'hydratation ayant un diamètre de particules de 0,5 à 100 m, un diamètre moyen des particules de 4 à 18 m e1: une surface spécifique des particules de ciment de 2000 à 4000 cm2/g, mesurée à l'aide d'un appareil Blaine. Il faut souligner que le type de ciment n'est pas limité et qu'on peut par exemple utiliser du ciment Portland ordinaire, du ciment Portland à haute résistance initiale, du ciment Portland à haute résistance chimique aux sulfates ou analogue, bien que la présente forme de réalisation utilise du ciment Portland à faible chaleur d'hydratation ou du ciment Portland à chaleur d'hydratation modérée contenant peu d'aluminate qui a tendance à absorber un superplastifiant.
Il faut souligner que la proportion en poids du ciment par rapport au matériau pulvérulent composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat se situe dans un intervalle de 30% à 40%.
(2) Particules de premier réactif pouzzolanique On utilise comme particules de premier réactif pouzzolanique à grande activité de la poudre de silice à diamètre D de particules de 0,05 à 50 m (avantageusement 0,5 < D < 50 m), un diamètre moyen de particules de 0,15 à 3,00 m, un diamètre moyen D50 de 0,5 à 5 m et une surface spécifique de particules de réactif de 150 000 à 300 000 cm2/g, mesurée par un appareil Blaine. Dans ce cas, le matériau à utiliser pour les particules de premier réactif pouzzolanique ne se limite pas à la poudre de silice et, en outre, un composé choisi parmi des dérivés du kaolin, de la silice précipitée, des cendres volantes triées ou analogue est utilisable.
(3) Particules de second réactif pouzzolanique On utilise comme particules de second réactif pouzzolanique à activité inférieure à celle des particules de premier réactif pouzzolanique des particules de réactif pouzzolanique composées de cendres volantes, de laitier de haut fourneau, de cendres volcaniques, de sol de silice, de farine de pierre ou analogue ayant un diamètre D de particules de 0,1 à 50 m (avantageusement 15 < D < 50 m), un diamètre moyen des particules de 4 à 10 m, un diamètre moyen D50 de 2 à 11 m et une surface spécifique de particules de réactif de 3000 à 7500 cmz/g, mesurée par un appareil Blaine.
Dans le cas présent, les particules de premier réactif pouzzolanique et les 1 o particules de second réactif pouzzolanique (que l'on pourra ciaprès appeler simplement "particules de réactif pouzzolanique" si on ne distingue pas les "particules de premier réactif pouzzolanique" des "particules de second réactif pouzzolanique") constituent une poudre impalpable destinée à participer à la réaction pouzzolanique, et assurent une bonne densité de la matrice du ciment en raison de l'effet de microremplissage et de l'effet de dispersion dans le ciment de fines particules dont le ciment, et assurent une amélioration de la durée de vie et une amélioration de la résistance à la compression et de la résistance à la traction. Il faut souligner que la réaction pouzzolanique est une réaction au cours de laquelle la substance pouzzolanique réagit avec la substance alcaline résultant de la réaction d'hydratation du ciment pour devenir progressivement un corps dur, et qu'elle contribue à l'apparition d'une résistance mécanique très durable et stable.
Il faut souligner que, dans la présente forme de réalisation, pour réduire la teneur en ciment afin de réduire le retrait autogène et d'abaisser le rapport eau/ciment en ajoutant de nombreuses particules de réactif pouzzolanique, des particules de réactif pouzzolanique à raison de 60 à 85 parties en poids sont mélangées à 100 parties en poids de ciment, et la proportion en poids des particules de réactif pouzzolanique par rapport au matériau pulvérulent composé de ciment, de particules du premier réactif pouzzolanique, de particules du second réactif pouzzolanique, de particules du premier granulat et de particules du second granulat est amenée à se situer dans un intervalle de 20% à 40%.
(4) Particules du premier granulat On utilise comme particules du premier granulat du sable fin dur à diamètre maximal Dmax de particules inférieur ou égal à 2,5 mm, diamètre moyen des 35 particules de 0,4 mm à 0,8 mm, module de finesse de 1,5 à 3,5 et faible coefficient d'absorption d'eau. Dans le cas présent, le type de sable fin à utiliser pour les particules du premier granulat n'est pas limité, et peut par exemple être constitué par du sable de mer, de sable de rivière, de sable résultant d'un concassage ou analogue, composé d'andésite, de roche volcanique et de quartzite.
(5) Particules du second granulat On utilise comme particules du second granulat de la poudre de quartz qui constitue du sable fin à diamètre maximal Dmax de particules inférieur ou égal à 0,425 mm, diamètre moyen des particules de 0,1 mm à 0,3 mm et module de finesse de 0,4 à 0,8. Dans le cas présent, le type de sable fin à utiliser pour les particules de second granulat n'est pas limité, et peut consister en du sable de silice, du quartz amorphe, une poudre contenant de la silice opaline, de la poudre de cristobalite, des cendres volcaniques, de la poudre de roche ou analogue, en plus du quartz en poudre.
Il faut souligner que la proportion en poids de la totalité du granulat composé du premier granulat et du deuxième granulat par rapport au poids de ciment se situe dans un intervalle de 80% à 130%. De plus, la proportion en poids du premier granulai; au poids total du ciment, des particules du premier réactif pouzzolanique, des particules du second réactif pouzzolanique, des particules du premier granulat et des particules du second granulat se situe dans un intervalle de 30% à 50%.
Dans le cas présent, la proportion du matériau pulvérulent dans le mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est, comme illustré sur la Fig. 1, une proportion par rapport au mélange qui satisfait la limite supérieure de la distribution granulométrique d'un cas où la granulométrie D75 est d'environ 50 m et la granulométrie D50 est d'environ 10 m et la limite inférieure de cette distribution granulométrique d'un cas où la granulométrie D75 est d'environ 30 m et la granulométrie D50 est d'environ 70 m et qui donne une courbe granulométrique lisse. Il faut souligner que la Fig. 1 est un graphique présentant une courbe de granulométrie cumulée du matériau pulvérulent selon la présente forme de réalisation.
(6) Plastifiant On utilise comme plastifiant ce qu'on appelle un superplastifiant, lequel est 35 un copolymère vinylique hydrosoluble ayant un groupe phénoxyle et un groupe carbonyle, tel qu'un acrylate, un sulfonate de méthallyle, du lignosulfonate, un sel de métal alcalin d'acide polynaphtalène-sulfonique ou un sel de métal alcalin d'acide polycarboxylite. De plus, le plastifiant à utiliser peut être d'un seul type ou de plusieurs types.
(7) Eau De l'eau est introduite pour donner une proportion en poids par rapport au poids total du ciment et des particules de réactif pouzzolanique de 10% à 15%. De plus, de l'eau est introduite pour donner une proportion en poids d'eau par rapport au t o ciment de 20% à 24% (8) Fibres On utilise comme fibres des fibres ayant un rapport longueur/diamètre des fibres supérieur ou égal à 20, une longueur au moins supérieure ou égale à 2 mm et une longueur moyenne d'environ 10 à 25 mm. De plus, un rapport Lm/Dmax de la longueur moyenne Lm des fibres au diamètre maximal Dmax des particules de granulat est inférieur à 10.
De plus, la quantité de fibres introduites dans le mélange est une quantité destinée à donner un volume de fibres inférieur à 4% du volume du béton après la 20 prise et, de préférence encore, inférieur à 3,5%.
Selon la présente forme de réalisation, les fibres peuvent être arbitrairement choisies parmi des fibres connues telles que des fibres en acier à grande résistance à la traction, ayant une résistance à la traction d'environ 2000 à 3000 N/mm2, des fibres en acier amorphe ou des fibres en acier inoxydable. Il faut souligner que des fibres revêtues d'un métal non ferreux tel que du cuivre, du zinc ou du nickel peuvent être utilisées.
La forme des fibres n'est pas limitative et il est possible d'utiliser des fibres à section transversale déformable en plus d'une section transversale modifiée telle qu'une section transversale circulaire, une section transversale rectangulaire ou une section transversale polygonale. Par exemple, afin d'améliorer la force d'adhérence entre les fibres et la matrice de ciment, il est possible d'utiliser des fibres à section transversale modifiée, torsadée ou dotée d'une forme ondulée, des fibres ayant une extrémité crochue ou à forme dite en crampon ayant une extrémité écrasée. De plus, on peut utiliser des fibres à rugosité variable dans la direction longitudinale des fibres ou des fibres à section transversale variable. Par ailleurs, des fibres peuvent être intégrées en entremêlant plusieurs fibres sous la forme d'un câble, d'une tresse ou d'une torsade.
On va maintenant décrire un procédé de fabrication d'un élément en béton armé de fibres selon la présente forme de réalisation.
L'élément en béton armé de fibres est fabriqué en exécutant une étape de malaxage, une étape de coulée et une étape de durcissement.
Etape de malaxage L'étape de malaxage comprend: une étape de malaxage à sec consistant à mélanger une partie en poudre formant une matrice de ciment; une étape de malaxage à l'état humide consistant à introduire de l'eau et un superplastifiant dans la partie en poudre malaxée lors de l'étape de malaxage à sec et à malaxer ceux-ci; et une étape de malaxage de fibres consistant à introduire des fibres dans la matrice de ciment malaxée suivant l'étape de malaxage à l'état humide et à malaxer cellesci.
Lors de l'étape de malaxage à sec, (1) du ciment, (2) des particules d'un premier réactif pouzzolanique, (3) des particules d'un second réactif pouzzolanique, (4) des particules d'un premier granulat et (5) des particules d'un second granulat, qui correspondent à la partie pulvérulente de la matrice de ciment, sont mélangées à sec. Le procédé ou le moyen pour malaxer les matériaux respectifs lors de l'étape de malaxage à sec ne sont pas limités, et il est possible d'exécuter un procédé choisi arbitrairement parmi des procédés et des moyens connus.
Lors de l'étape de malaxage à l'état humide, après avoir mélangé la partie pulvérulente de ta matrice de ciment, de l'eau, un superplastifiant et autres, qui correspondent à la partie liquide de la matrice de ciment, sont introduits et mélangés pour parvenir à une fluidité prédéterminée de la matrice de ciment. Il faut souligner que le procédé ou moyen de malaxage lors de l'étape de malaxage à l'état humide n'est pas limité et que des procédés et moyens choisis arbitrairement parmi des procédés et moyens connus peuvent être mis en oeuvre.
Lors de l'étape de malaxage des fibres, des fibres sont introduites dans la matrice de ciment, qui a acquis une fluidité prédéterminée grâce à l'étape de malaxage à l'état humide, et un nouveau malaxage est réalisé. Il faut souligner que le procédé ou moyen de malaxage lors de l'étape de malaxage des fibres n'est pas limité et que des procédés et moyens choisis arbitrairement parmi des procédés et moyens connus peuvent être mis en oeuvre. Etape de coulée La matrice de ciment (ciment armé de fibres) contenant des
fibres mélangées de lors de l'étape de malaxage est coulée à un emplacement prédéterminé par des moyens connus.
Etape de durcissement Après le coulage du béton, le premier durcissement est effectué à une température ambiante de 20 C à 45 C pendant 18 à 48 heures. Lorsqu'une résistance mécanique prédéterminée apparaît au terme du premier durcissement, le coffrage est retiré et un second durcissement est exécuté. Comme second durcissement, on effectue un durcissement à la vapeur à une température ambiante de 60 C à 95 C pendant 48 heures à 72 heures. Il faut souligner que le second durcissement ne se limite pas au durcissement à la vapeur et qu'un durcissement à l'air à une température normale ou un durcissement dans de l'eau à effectuer pour le béton classique peut être employé.
Avec la distribution granulométrique du matériau pulvérulent respectif de la présente forme de réalisation, la proportion de ciment, la quantité de réactif pouzzolanique et. la quantité de granulat par rapport au ciment, il est possible d'obtenir une courbe lisse de distribution granulométrique, comme illustré par la courbe de granulométrie cumulée de la poudre sur la Fig. 1. Ainsi, cette matrice de ciment, qui a une distribution granulométrique lisse, peut assurer une fluidité prédéterminée en utilisant une faible quantité d'eau et de superplastifiant. En outre, comme les matériaux individuels sont tassés par un tassement dense dans un corps de durcissement (hydrate) obtenu par réaction d'hydratation de cette matrice de ciment, une texture épaisse et dense se forme et, par conséquent, des caractéristiques mécaniques telles que la résistance à la compression, la force d'adhérence et la résistance à la traction sont améliorées et la durée de vie est améliorée.
De plus,, le béton armé de fibres obtenu suivant la présente forme de réalisation a des caractéristiques mécaniques telles qu'une résistance à la compression de 200 à 220 N/mm2, mesurée à l'aide d'une éprouvette cylindrique de 10 cm de diamètre x 20 cm, une résistance à la flexion de 40 à 50 N/mm2 mesurée à l'aide d'une éprouvette de 4 x 4 x 16 cm soumise à un effort de flexion, une résistance à la traction au moment d'un amorçage de fissure de 9 à 13 N/mm2 et une énergie de rupture sous traction de 27 à 40 J/mm2 et elle a un excellent comportement mécanique.
De plus, la valeur d'écoulement mesurée suivant un essai de fluage JISR5201 (sans chute) est de 22 à 26 cm, la consistance après malaxage présente une aptitude suffisante à l'autocompactage. Ainsi, comme le compactage à l'aide d'un vibreur est inutile et qu'il est possible de mettre en place du béton armé de fibres à ultra haute résistance mécanique, d'une densité suffisante, uniquement en coulant le matériau, on obtient une consistance ou une ouvrabilité excellente.
De plus, avec le béton armé de fibres selon la présente forme de réalisation, comme la proportion de ciment est limitée et que du sable fin habituel est ajusté et utilisé comme granulat, le coût des matériaux peut être réduit de 10% à 16% en 1 o comparaison d'un béton armé de fibres selon la technique antérieure tout en ayant des caractéristiques mécaniques et chimiques aussi bonnes ou meilleures.
De plus, comme la proportion de ciment est réduite, il devient possible de réduire le retrait autogène destiné à résulter d'une diminution de volume d'hydrate lors de la réaction d'hydratation.
De plus, comme le diamètre maximal des particules de granulat est relativement grand, 2,5 mm, il devient possible d'accroître la transmission de cisaillement par des aspérités formées par le granulat sur une face à fissure de cisaillement lors de la survenance d'une fissure diagonale par cisaillement et d'améliorer la résistance à la rupture par cisaillement.
De plus, comme le rapport (Lm/Dmax) de la longueur moyenne Lm des fibres au diamètre maximal Dmax des particules de granulat est établi de manière à être inférieur à 10, il devient possible d'améliorer le comportement de ténacité du béton grâce à une longueur d'adhérence suffisante et d'assurer une fluidité suffisante même avec une petite quantité d'eau.
De plus, la proportion de ciment, de particules de premier réactif pouzzolanique et de particules de second réactif pouzzolanique dans le mélange, une granulométrie cumulée lisse de particules du matériau est obtenue et un très fort tassement entre les particules respectives est réalisé, aussi devient-il possible de produire une matrice de ciment à structure dense exempte de pores.
De plus, comme la répartition des dimensions des pores à 0,01 m 0,1 m, qui agit sur la durabilité de la matrice de ciment, est extrêmement réduite, le coefficient de diffusion d'ions chlorure est extrêmement limité, étant de 0,002 cm2/an (le coefficient de diffusion des ions chlorure d'un béton à grande résistance mécanique ayant un rapport eau/ciment de 30% est de 0,14 cm2/an) et le coefficient de perméabilité à l'eau est extrêmement réduit, étant de 4 x 10-17 cm/s (le coefficient de perméabilité avec un rapport eau/ciment de 30% est de 1 x 10"11 cm/s) et, par conséquent, on obtient une excellente durée de vie à long terme. Ainsi, une structure dans laquelle est employé le béton armé de fibres selon la présente forme de réalisation ne se dégrade pas dans des conditions ambiantes difficiles pour une construction en béton, par exemple un environnement marin ou une région froide et, par conséquent, i1 devient possible de réduire les coûts d'entretien et d'exploitation.
De plus, en ce qui concerne un élément en béton armé de fibres fabriqué à l'aide d'un procédé de fabrication selon la présente invention, le deuxième durcissement est effectué par durcissement thermique de manière à accroître la 1 o densité de la matrice de ciment. Ainsi, du fait du traitement thermique décrit plus haut, la chaux libre du ciment et la silice et l'alumine des particules de réactif pouzzolanique se lient, une substance stable et dure se forme de manière précoce et la texture de la matrice de ciment devient dense. De la sorte, des caractéristiques mécaniques telles que la résistance à la compression et la résistance à la traction sont améliorées et, en outre, le coefficient de diffusion des ions chlorure et le coefficient de perméabilité à l'eau sont notablement réduits, ce qui améliore donc la durée de vie. En outre, en réalisant un durcissement thermique, puisque la réaction d'hydratation du ciment et de l'eau est entièrement terminée après le durcissement thermique, le liquide présent dans les pores du béton armé de fibres est éliminé après le durcissement thermique et il ne se produit pas de retrait de séchage.
Par ailleurs, avec le béton armé de fibres selon la présente forme de réalisation qui a un comportement mécanique et une durée de vie suffisants, il devient possible d'employer le béton pour construire une structure sans avoir à l'armer à l'aide de barres d'armature, et il devient également possible d'avoir une section transversale plus mince de l'élément. De la sorte, il devient possible de réduire le poids propre de la construction à 1/2 1/6 en comparaison d'une construction utilisant du béton armé classique. Ainsi, lorsqu'on emploie ce béton armé de fibres, par exemple pour la superstructure d'un pont, il devient possible de réduire les dimensions des installations de montage de la superstructure, des infrastructures de fondations et autres, et d'abréger la durée des chantiers de construction et de réduire le coût de la construction. De plus, il est possible de réaliser facilement et d'une manière économique une diminution de la hauteur des poutres en béton et une augmentation de leur longueur de portée.
La présente invention a été expliquée à l'aide d'une forme de réalisation 35 appropriée. Cependant, il doit être entendu que l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation respectives ci-dessus et que la conception des éléments respectifs évoqués plus haut peut être modifiée arbitrairement sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Par exemple, bien que l'étape de malaxage de la matrice de ciment selon la forme de réalisation ci-dessus soit un procédé pour ne malaxer qu'un matériau pulvérulent, puis introduire un matériau liquide, malaxer encore le matériau et malaxer les fibres après l'obtention d'une fluidité prédéterminée, l'ordre d'introduction de matériau au cours de l'étape de malaxage ne se limite pas à celui-ci et peut être établi librement.
De plus, les proportions en poids ou autre de ciment, particules de réactif pouzzolanique, granulat et autre ne se limitent pas à la proportion en poids de la forme de réalisation ci-dessus et peuvent être fixées librement.
Exemple
(1) Durée de vie Un essai comparatif de distribution des dimensions des pores a été réalisé à titre d'expérience servant à vérifier les performances de durée de vie du béton armé de fibres selon la présente invention.
Dans ce cas, la corrosion de l'acier évolue lorsque des ions chlorure, de l'eau et de l'oxygène pénètrent de l'extérieur et qu'une carbonatation du béton survient au moment où du dioxyde de carbone arrive de l'extérieur. On considère que cette substance se déplace principalement par capillarité, et des dimensions des pores d'un diamètre de 7 nrn à 5000 nm désignent un pore capillaire. Par conséquent, pour limiter la progression de la dégradation du béton, il suffit d'amener le béton à avoir une texture dense dans laquelle ne peuvent pas entrer les ions chlorure, l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone et autre. De la sorte, les performances de durée de vie du béton sont déterminées par la structure des pores à l'intérieur de la matrice.
Dans la présente expérience de vérification, la distribution du volume des pores et du volume cumulé des pores du béton armé de fibres selon la présente invention et du béton à grande résistance mécanique selon la technique antérieure (qui pourra ci-après être appelé simplement "béton à grande résistance mécanique") ayant une proportion de 30% d'eau par rapport au ciment ont été comparées. Le résultat est illustré sur la Fig. 2. Il faut souligner que la Fig. 2 est un graphique illustrant la distribution du volume des pores et du volume cumulé des pores du béton armé de fibres et du béton à grande résistance mécanique, les dimensions des pores étant indiquées sur l'axe des abscisses, tandis que le volume des pores et le volume cumulé des pores sont indiqués sur l'axe des ordonnées.
Il est entendu d'après la Fig. 2 que le béton armé de fibres a un très petit volume des pores dans une zone de distribution de granulométrie des pores capillaires en comparaison du béton à grande résistance mécanique. Il a donc été prouvé que le béton armé de fibres selon la présente invention a une excellente durée de vie.
(2) Retrait autogène 1 o Ensuite, en modifiant le diamètre maximal des particules de granulat et la quantité de ciment pour mesurer un changement de hauteur d'une éprouvette après coulée, une expérience de vérification a été menée à propos de l'effet de la proportion de composition du béton armé de fibres selon la présente invention sur le retrait autogène.
La proportion de composition de chaque matrice de ciment dans la présente expérience de vérification et les caractéristiques mécaniques du béton fabriqué conformément à la proportion de composition sont indiquées sur le Tableau 1. Comme indiqué sur le Tableau 1, la présente expérience de vérification a été réalisée pour des matrices de ciment fabriquées suivant trois types de proportions de composition, à savoir la Proportion de Composition 1 et la Proportion de Composition 2, qui ont servi d'exemples de référence, et la Proportion de Composition 3, qui était la proportion de composition du béton armé de fibres de la présente invention. Le diamètre maximal des particules du granulat était de 0,6 mm dans la Proportion de Composition 1 et la Proportion de composition 2 et il était de 2,5 mm dans la Proportion de Composition 3, et la dose de ciment était de 828 kg/m3 dans la Proportion de Composition 1 et elle était de 795 kg/m3 dans la Proportion de Composition 2 et la Proportion de Composition 3.
TABLEAU 1
PROPORTIONS DE COMPOSITION LORS DE L'ESSAI DE COMPARAISON SUR LE RETRAIT AUTOGENE
CAS DE PROPORTIONS DE COMPOSITION PROPORTION DE PROPORTION DE PROPORTION DE
COMPOSITION 1 COMPOSITION 2 COMPOSITION 3 DOSE DE CIMENT (kg/m') 828 795 795 DIAMETRE MAXIMAL Dm DES PARTICULES DE GRANULAT (mm) 0,6 0,6 2,5 EAU/CIMENT (% DE POIDS) 22 22 22 QUANTITE DE FIBRES DANS LE MELANGE (% DE VOLUME) 2 2 2 SABLE FIN/LIANT (% DE POIDS) 55 55 55 CIMENT/MATERIAU POUZZOLANIQUE (% DE POIDS) 155 139 139
CARACTERISTIQUES MECANIQUES
RESISTANCE A LA COMPRESSION (N/mm') dia. 100 X 200 mm 205 199 209 RESISTANCE A LA FLEXION (N/mm') 40 x 40 x160 mm 31,6 30,1 34,5 RESISTANCE AU FENDAGE (N/mm') dia. 100 x 200 mm 18,8 22,1 23,3 Le résultat de l'essai de retrait autogène effectué pour une éprouvette fabriquée conformément aux proportions de composition du Tableau 1 est indiqué sur la Fig. 3. Dans ce cas, la Fig. 3 est un graphique présentant le résultat d'une expérience de vérification de retrait autogène, sur lequel le temps écoulé est indiqué sur l'axe des abscisses, l'instant de début de malaxage étant établi à zéro, tandis que le coefficient de changement de longueur est indiqué sur l'axe des ordonnées, la dilatation étant indiquée par des valeurs positives et le retrait étant indiqué par des valeurs négatives.
Dans ce cas, le retrait autogène devient problématique au terme d'un temps écoulé de 48 heures environ lorsqu'une résistance mécanique initiale apparaît et que les contraintes de traction dues à l'encastrement deviennent problématiques. Si on compare le coefficient de changement de retrait au terme de cette période d'environ 48 heures, la Proportion de Composition 1 est maximale à 0,095% tandis que la Proportion de Composition 2 est d'environ 0,050% et la Proportion de Composition 3 est d'environ 0,038%, comme illustré sur la Fig. 3. Il a ainsi été démontré que la Proportion de Composition 3 (ayant une petite dose de ciment et un diamètre maximal de 2,5 m.m des particules de granulat) selon la présente invention a l'effet le plus faible sur le retrait autogène. De plus, il a été démontré que la résistance au fendage de la Proportion de Composition 1 est la plus faible et que l'effet sur le retrait autogène se développe, en comparaison des caractéristiques mécaniques des proportions de composition respectives du Tableau 1.
(3) Consistance et caractéristiques mécaniques Ensuite, une expérience de vérification portant sur l'effet de la relation entre la longueur Lm des fibres et le diamètre maximal Dmax des particules du granulat du béton armé de fibres a été réalisée pour trois types de proportions de composition, à savoir une Proportion de Composition A, qui était la proportion de composition selon la présente invention, et la Proportion de Composition B et la Proposition de 1 o Composition C, qui constituaient des exemples de référence. Le résultat est illustré sur le Tableau 2. Dans la présente expérience de vérification, illustrée sur le Tableau 2, un essai d'écoulement, un essai de compression, un essai de flexion et un essai de fendage ont été réalisés pour l'éprouvette de la Proportion de Composition A, de la Proportion de composition B et de la Proportion de composition C, ayant respectivement des longueurs différentes Lm des fibres, à savoir 15 mm, 30 mm et 40 mm.
TABLEAU 2
EFFET DE LA CONFIGURATION DES FIBRES SUR LES CARACTERISTIQUES DU MATERIAU
CAS DE PROPORTION DE COMPOSITION PROPORTION DE PROPORTION DE PROPORTION DE
COMPOSITION 1 COMPOSITION 2 COMPOSITION 3 DIAMETRE MAXIMAL Dmax DES PARTICULES DE GRANULAT (mm) 2,5 2,5 2,5 QUANTITE DE FIBRES DANS LE MELANGE (% DE VOLUME) 2 2 2 DIAMETRE d DES FIBRES (mm) 0,2 0,2 0,3 LONGUEUR Lm DES FIBRES (mm) 15 30 40 R = Lm/Dmm, 6 12 16 RAPPORT DE FORME Lm/d DES FIBRES 75 150 133 DOSE DE CIMENT (kg/m3) 795 795 795 EAU/CIMENT (% DE POIDS 22 22 22 SABLE FIN/LIANT (% DE POIDS) 55 55 55 CIMENT/MATERIAU POUZZOLANIQUE (% DE POIDS) 139 139 139 VALEUR DE FLUAGE (mm) 250 210 195 RESISTANCE A LA COMPR ISSION (N/mm') dia. 100 x 200 mm 209 195 197 RESISTANCE A LA FLEXION (N/mm') 40 x 40 x 160 mm 34,5 21,5 18, 4 RESISTANCE AU FENDAGE (N/mm) dia. 100 x 200 mm 23,3 17,6 12,4 Comme indiqué sur le Tableau 2, puisque la Proportion de Composition B et la Proportion de Composition C ont des fibres d'une grande longueur Lm, la valeur d'écoulement indiquant la fluidité du béton devient faible et, en particulier avec la Proportion de Composition C, la valeur d'écoulement est de 195 mm, ce qui signifie qu'un autocompactage est impossible (globalement, une valeur de fluage de 200 à 260 mm convient pour un autocompactage). De plus, le résultat montre que l'effet des trois types de proportions de composition sur la résistance à la compression est faible, bien que la résistance à la flexion et la résistance au fendage diminuent rapidement à mesure qu'augmente le rapport R entre la longueur Lm des fibres et le diamètre maximal Dmax des particules de granulat.
Il a donc été démontré que la Proportion de Composition A, qui est la proportion de composition selon la présente invention, ayant des fibres d'une longueur Lm supérieure ou égale à 2 mm et un rapport R entre la longueur Lm des fibres et le diamètre maximal Dmax des particules de granulat inférieur à 10, possède la consistance la plus parfaite et les meilleures caractéristiques mécaniques.
(4) Fluidité et caractéristiques mécaniques Par ailleurs, une expérience de vérification portant sur la relation entre la quantité de fibres dans le mélange et la fluidité et les caractéristiques du béton a été réalisée pour quatre types de proportions de composition, à savoir la Proportion de Composition c, qui correspond à la proportion de composition selon la présente invention, et la Proportion de Composition a, la Proportion de Composition b et la Proportion de Composition d, qui correspondent à des exemples de référence. Le résultat est présenté sur le Tableau 3.
Dans la présente expérience de vérification, illustrée sur le Tableau 3, une valeur d'écoulement, une résistance à la compression, une résistance à la flexion et une résistance au fendage ont été mesurées et comparées avec celles d'une éprouvette de Proportion de Composition a, de Proportion de Composition b, de Proportion de Composition c et de Proportion de Composition d dans lesquelles des fibres ayant la même configuration sont mélangées dans la même matrice de ciment, respectivement à raison de 1,0%, 1,5%, 2,0% et2,5% du volume total.
TABLEAU 3
EFFET DE LA QUANTITE DE FIBRES DANS LE MELANGE SUR LES CARACTERISTIQUES DU MATERIAU
CAS DE PROPORTION DE COMPOSITION PROPORTION DE PROPORTION DE PROPORTION DE PROPORTION DE
COMPOSITION COMPOSITION COMPOSITION COMPOSITION
a b c d DIAMETRE MAXIMAL Dma, DES PARTICULES DE GRANULAT (mm) 2,5 2,5 2,5 2,5 QUANTITE DE FIBRES DANS LE MELANGE (% DE VOLUME) 1 1,5 2 2,5 DIAMETRE d DES FIBRES (mm) 0,2 0,2 0,2 0,2 LONGUEUR Ln, DES FIBRES (mm) 15 15 15 15 R= L,n/Dm 6 6 6 6 RAPPORT DE FORME LM/d DES FIBRES 75 75 75 75 DOSE DE CIMENT (kg/m') 795 795 795 795 EAU/CIMENT (% DE POIDS) 22 22 22 22 SABLE FIN/LIANT (% DE POIDS) 55 1 55 55 55 CIMENT/MATERIAU POUZZOLANIQUE (% DE POIDS) 139 139 139 139 VALEUR DE FLUAGE (mm) 255 252 250 232 RESISTANCE A LA COMPRESSION (N/mm') dia. 100 x 200 mm 205 212 209 204 RESISTANCE A LA FLEXION (N/mm') 40 x 40 x 160 mm 21,1 30,2 34,5 34,5 RESISTANCE AU FENDAGE (N/mm') dia. 100 x 200 mm 18,2. 20,5 23,3 23,5 Comme indiqué sur le Tableau 3, les caractéristiques ont démontré que la valeur de fluage et la résistance à la compression sont exemptes de changements prononcés, bien que la résistance à la flexion et la résistance au fendage augmentent à mesure qu'augmente la quantité de fibres dans le mélange. Cependant, il a été démontré l'absence de grande différence entre la Proportion de Composition c et la Proportion de Composition d en ce qui concerne la résistance à la flexion et la l0 résistance au fendage de celles-ci et, par conséquent, que la quantité la plus appropriée de fibres dans le mélange est d'environ 2,0% en ce qui concerne les effets sur le coût.
Claims (12)
1. Béton armé de fibres, caractérisé en ce que des fibres sont incluses d'une manière dispersée dans une matrice de ciment comprenant: du ciment; des particules à grande activité d'un premier réactif pouzzolanique; des particules d'un second réactif pouzzolanique ayant une activité inférieure à celle des particules du premier réactif pouzzolanique; des particules d'un premier granulat ayant un diamètre maximal des particules inférieur ou égal à 2,5 mm, un diamètre moyen des particules dans un intervalle de 0,4 mm à 0,8 mm et un module de finesse dans un intervalle de 1,5 à 3,5; des particules d'un second granulat ayant un diamètre maximal des particules inférieur ou égal à 0,425 mm, un diamètre moyen des particules dans un intervalle de 0,1 à 0,3 mm et un module de finesse dans un intervalle de 0,4 à 0,8; au moins un type de plastifiant; et de l'eau.
2. Béton armé de fibres selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport en poids de l'eau au ciment se situe dans un intervalle de 20% à 24%, le rapport de la longueur moyenne des fibres au diamètre maximal des particules de granulat composé des particules de premier granulat et des particules de second granulat est inférieur à 10, et la quantité de fibres par rapport au volume total après la prise est inférieure à 4%.
3. Béton armé de fibres selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fibres ont une longueur supérieure ou égale à 2 mm et un rapport longueur/diamètre des fibres supérieur ou égal à 20.
4. Béton armé de fibres selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport du poids de l'eau au poids total du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique et des particules de second réactif pouzzolanique se situe dans un intervalle de 10% à 15%, et une granulométrie D75 est de 50 m à 300 m et une granulométrie D50 est de 10 m à 70 Inn de la granulométrie des constituants du mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat.
5. Béton armé de fibres selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport de poids de l'eau au poids total du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique et des particules de second réactif pouzzolanique se situe dans un intervalle de 10% à 15%, et la granulométrie D75 est de 50 m à 300 m et la granulométrie D50 est de 10 m à 70 m, de la granulométrie de constituants du mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif l o pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat.
6. Béton armé de fibres selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport de poids du ciment au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 30% à 40%, le rapport de poids du matériau réactif pouzzolanique composé des particules de premier réactif pouzzolanique et des particules de second réactif pouzzolanique au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 20% à 40%, et le rapport de poids du granulat au ciment est de 80% à 130%.
7. Béton armé de fibres selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport de poids du ciment au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 30% à 40%, le rapport de poids du matériau réactif pouzzolanique composé des particules de premier réactif pouzzolanique et des particules de second réactif pouzzolanique au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 20% à 40%, et le rapport de poids du granulat au ciment est de 80% à 130%.
8. Béton armé de fibres selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport de poids du ciment au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules du second réactif pouzzolanique, des 35 particules du premier granulat et des particules du second granulat est de 30% à 40%, le rapport de poids du matériau réactif pouzzolanique composé des particules du premier réactif pouzzolanique et des particules du second réactif pouzzolanique au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 20% à 40%, et le rapport de poids du granulat au ciment est de 80% à 130%.
9. Béton armé de fibres selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport de poids du ciment au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 30% à 40%, le rapport de poids du matériau réactif pouzzolanique composé des particules du premier réactif pouzzolanique et des particules du second réactif pouzzolanique au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 20% à 40%, et le rapport de poids du granulat au ciment est de 80% à 130%.
10. Béton armé de fibres selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un rapport de poids des particules de premier granulat au mélange composé du ciment, des particules de premier réactif pouzzolanique, des particules de second réactif pouzzolanique, des particules de premier granulat et des particules de second granulat est de 30% à 50%.
11. Procédé de fabrication d'un élément en béton armé de fibres, comprenant: une étape de malaxage consistant à malaxer: du ciment; des particules à grande activité d'un premier réactif pouzzolanique; des particules d'un deuxième réactif pouzzolanique à activité inférieure à celle des particules du premier réactif pouzzolanique; des particules d'un premier granulat ayant un diamètre maximal de particules inférieur ou égal à 2,5 mm, un diamètre moyen des particules de 0,4 mm à 0,8 mm et un module de finesse de 1,5 à 3,5; des particules d'un second granulat ayant un diamètre maximal des particules inférieur ou égal à 0,425 mm, un diamètre moyen des particules de 0,1 mm à 0,3 mm et un module de finesse de 0,4 à 0,8; au moins un type de plastifiant; de l'eau; et des fibres pour réaliser du béton armé de fibres; une étape de coulée consistant à couler à un endroit prédéterminé le béton 35 armé de fibres malaxé ; et une étape de durcissement consistant à faire durcir le béton armé de fibres coulé, caractérisé en ce que l'étape de durcissement comprend: un premier durcissement à réaliser avec un coffrage fixé jusqu'à l'apparition d'une résistance mécanique prédéterminée; et un deuxième durcissement à réaliser sans le coffrage qui est retiré après le premier durcissement.
12. Procédé de fabrication d'un élément en béton armé de fibres selon la revendication 11. caractérisé en ce que le deuxième durcissement est réalisé à une température ambiante de 60 C à 95 C pendant 48 heures à 72 heures.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005026377A JP3762780B1 (ja) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | 繊維補強コンクリートと繊維補強コンクリート部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2881424A1 true FR2881424A1 (fr) | 2006-08-04 |
Family
ID=36240961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0600849A Withdrawn FR2881424A1 (fr) | 2005-02-02 | 2006-01-31 | Beton arme de fibres et procede de fabrication d'un element en beton arme de fibres |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8137453B2 (fr) |
| JP (1) | JP3762780B1 (fr) |
| FR (1) | FR2881424A1 (fr) |
| TW (1) | TWI275578B (fr) |
| WO (1) | WO2006082665A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3059319A1 (fr) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | Vicat | Compositions, intermediaires et procedes pour la fabrication de mortiers et de betons, produits obtenus et leurs utilisations |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG172503A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-28 | Holcim Singapore Pte Ltd | Ultra high strength concrete |
| IT1399627B1 (it) * | 2010-04-20 | 2013-04-26 | Italcementi Spa | Manufatto cementizio adatto un particolare quale supporto per un modulo fotovoltaico a film sottile, e metodo per la sua produzione |
| JP5457565B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2014-04-02 | 大成建設株式会社 | 繊維補強セメント系混合材料 |
| JP5620014B2 (ja) | 2011-11-16 | 2014-11-05 | 大成建設株式会社 | 繊維補強セメント系混合材料 |
| JP6103814B2 (ja) * | 2012-04-09 | 2017-03-29 | 丸栄コンクリート工業株式会社 | コンクリート製家具とその製造法 |
| JP5623679B2 (ja) | 2012-08-21 | 2014-11-12 | 大成建設株式会社 | セメント系マトリックス及び繊維補強セメント系混合物 |
| FR3022541A1 (fr) * | 2014-06-20 | 2015-12-25 | Lafarge Sa | Betons a ultra haute performance non autoplacant |
| JP6346519B2 (ja) * | 2014-07-29 | 2018-06-20 | 大成建設株式会社 | 高強度コンクリートおよびコンクリート部材の製造方法 |
| EP3737654A1 (fr) * | 2018-01-12 | 2020-11-18 | Massachusetts Institute of Technology | Ciment à base de carbone conducteur des électrons, procédé pour le fabriquer et supercondensateur |
| CN112408885A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-26 | 国家电网有限公司 | 一种高强度防水混凝土及其制备方法 |
| WO2023146566A1 (fr) * | 2021-03-04 | 2023-08-03 | Arnold Hill | Agrégat synthétique de charbon-céramique |
| CN114524649B (zh) * | 2022-03-30 | 2022-10-04 | 芜湖弘马新材料有限公司 | 一种用于隧道建设及维修加固的特种活性粉末混凝土及其制备方法及应用 |
| US20240158300A1 (en) * | 2022-11-14 | 2024-05-16 | Carbicrete Inc. | Rapid conditioning in carbonated precast concrete production |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4780141A (en) * | 1986-08-08 | 1988-10-25 | Cemcom Corporation | Cementitious composite material containing metal fiber |
| JP3200804B2 (ja) | 1992-05-07 | 2001-08-20 | 太平洋セメント株式会社 | 水硬性複合材料とそれを用いた高強度コンクリ−トの製造方法 |
| FR2771406B1 (fr) * | 1997-11-27 | 2000-02-11 | Bouygues Sa | Beton de fibres metalliques, matrice cimentaire et premelanges pour la preparation de la matrice et du beton |
| FR2778654B1 (fr) * | 1998-05-14 | 2000-11-17 | Bouygues Sa | Beton comportant des fibres organiques dispersees dans une matrice cimentaire, matrice cimentaire du beton et premelanges |
| JP2001220201A (ja) | 2000-02-10 | 2001-08-14 | Taiheiyo Cement Corp | 繊維補強コンクリート |
| FR2813601B1 (fr) * | 2000-09-01 | 2003-05-02 | Lafarge Sa | Betons fibres a tres hautes resistances et ductilite |
| FR2866330B1 (fr) * | 2004-02-13 | 2006-08-18 | Eiffage Tp | Beton ultra haute performance et autoplacant, son procede de preparation et son utilisation. |
-
2005
- 2005-02-02 JP JP2005026377A patent/JP3762780B1/ja active Active
- 2005-05-12 WO PCT/JP2005/008724 patent/WO2006082665A1/fr not_active Application Discontinuation
- 2005-05-12 US US11/795,847 patent/US8137453B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-16 TW TW94144678A patent/TWI275578B/zh not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-01-31 FR FR0600849A patent/FR2881424A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3059319A1 (fr) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | Vicat | Compositions, intermediaires et procedes pour la fabrication de mortiers et de betons, produits obtenus et leurs utilisations |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI275578B (en) | 2007-03-11 |
| US8137453B2 (en) | 2012-03-20 |
| TW200628426A (en) | 2006-08-16 |
| WO2006082665A1 (fr) | 2006-08-10 |
| JP3762780B1 (ja) | 2006-04-05 |
| US20080163794A1 (en) | 2008-07-10 |
| JP2006213550A (ja) | 2006-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2881424A1 (fr) | Beton arme de fibres et procede de fabrication d'un element en beton arme de fibres | |
| EP1315683B1 (fr) | Betons fibres a tres hautes resistances et ductilite | |
| CA2399767C (fr) | Composition de beton ultra haute performance resistant au feu | |
| EP1713740B1 (fr) | Beton ultra haute performance et autoplacant, son procede de preparation et son utilisation | |
| EP1080049B9 (fr) | Beton comportant des fibres organiques dispersees dans une matrice cimentaire, matrice cimentaire du beton et premelanges | |
| EP0934915B2 (fr) | Béton très haute performance, autonivelant, son procédé de preparation et son utilisation | |
| KR100877026B1 (ko) | 수경성 조성물 | |
| EP2401239A1 (fr) | Mortier isolant pulverulent, mortier isolant en couche | |
| WO2013132442A1 (fr) | Béton auto-nivelant | |
| FR2765212A1 (fr) | Composition de beton renforcee par des rubans metalliques, son procede de preparation et pieces obtenues a partir de cette composition | |
| EP1663905B1 (fr) | Materiau composite haute resistance a l'abrasion comprenant de la grenaille base d'acier et procede de fabrication d un tel materiau. | |
| BE1022191B1 (fr) | Matrice cimentaire pour coulis, mortier ou beton leger, compositions cimentaires incluant une telle matrice et leurs utilisations pour des mortiers ou betons legers structurels | |
| Cui et al. | Bond strength of steel bar and plain or fibre reinforced geopolymer concrete | |
| JP5169368B2 (ja) | 自己治癒性水和硬化物及び低反応活性セメント材料 | |
| CN108149832B (zh) | 一种混凝土实心砖及其制备方法 | |
| EP1984310A1 (fr) | Utilisation de betons hautes performances dans la fabrication ou la protection d'elements de structure resistants a des conditions extremes de temperature | |
| FR2896796A1 (fr) | Utilisation de betons hautes performances dans la fabrication d'elements de structure resistants a des conditions extremes de temperature | |
| EP3006416B1 (fr) | Procede ameliore pour la realisation d'un beton ecologique | |
| Patel et al. | Shear and Impact Behaviour of Reactive Powder Concrete with Varying Fibre Content | |
| FR2689921A1 (fr) | Matériaux pour la réparation des bétons armés endommagés à la suite de la corrosion du fer, bétons armés utilisant ces matériaux et procédé de fabrication de ces bétons armés. | |
| WO2021245359A1 (fr) | Coulis pour l'injection de cables de precontrainte et procede d'installation d'un cable comprenant un tel coulis | |
| FR2900922A1 (fr) | Utilisation de betons hautes performances dans la fabrication ou la protection d'elements de strutures resistants a des conditions extremes de temperature | |
| FR3123349A1 (fr) | Composition pour la réalisation d’un revêtement de sol | |
| CN117510158A (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20091030 |