-
Composants prfabriqus en bton
Fabricationpar Jacques BRESSON
Ingnieur en Chef au Centre dtudes et de recherches de lindustrie
du bton (CERIB)
1. Blocs
.............................................................................................................
C 2 262 - 2
2. lments de faade
..................................................................................
32.1 Poste fixe dans des moules ou sur tables
.................................................. 32.2 Moules sur
plateaux mobiles en lignes horizontales
................................ 42.3 Moules fixes en
batterie...............................................................................
52.4 Dmoulage
immdiat...................................................................................
5
3. Composants de planchers
......................................................................
63.1 lments de planchers en bton
arm....................................................... 63.2
lments de planchers en bton prcontraint
........................................... 7
4. Poutres et poteaux
...................................................................................
9
5. Conduits
......................................................................................................
11
6. Tuiles en bton
..........................................................................................
11
7. Escaliers
......................................................................................................
12
8. Tuyaux et regards
.....................................................................................
128.1 Principes et techniques de compactage
..................................................... 128.2
Centrifugation
...............................................................................................
128.3 Laminage par roulage
..................................................................................
138.4 Compression
axiale......................................................................................
138.5 Compression radiale
....................................................................................
148.6
Vibration........................................................................................................
158.7 Vibration compression noyau fixe
........................................................... 158.8
Vibration compression noyau mobile
..................................................... 15
9. Bordures et pavs
.....................................................................................
16Toute reproduction sans autorisation du Centre franais
dexploitation du droit de copie est strictement interdite.
Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 - 1
a fabrication des produits en bton fait appel des mthodes, des
techni-ques et des matriels varis adapts aux types et aux
dimensions des pro-
duits.Dans le cas de la fabrication en grande srie de produits
peu volumineux
(blocs, bordures, pavs, dalles tuyaux, cltures, etc.), on
utilise la mthode dudmoulage immdiat. Elle permet, aussitt aprs
dmoulage des produits fraissur un support, de rutiliser le moule
pour une nouvelle opration. Cettemthode est applique avec des
techniques (de moulage, de compactage, dedmoulage) spcifiques aux
machines dveloppes pour une gamme de pro-
10. Dalles et carreaux en
bton...................................................................
1810.1 Fabrication
....................................................................................................
1810.2 Traitements de
surface.................................................................................
19
11. Cltures et lments de construction lgers
................................... 19
12. Produits en bton cellulaire
autoclav............................................... 22
13. lments en composite ciment-verre
................................................. 23
Pour en savoir plus
...........................................................................................
Doc. C 2 263
L
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 2 Techniques de lIngnie
duits donne, par exemple presses vibrantes pour blocs, machines
tuyaux,presses dalles, machines cltures, etc.
Dans le cas des fabrications de produits volumineux ou
prcontraints, lamthode du dmoulage diffr (aprs durcissement du bton
dans les moules)est utilise. Les techniques employes pour chacune
des tapes (remplissage,compactage, finition, etc.) de la production
et les matriels correspondants(moules, tables, systmes de
remplissage et de compactage, etc.) sont choisis etorganiss en
fonction des dimensions des produits et des contraintes de
manu-tention (produits lourds et volumineux).
1. BlocsLes blocs et autres produits de maonnerie ainsi que les
entre-
vous pour planchers sont toujours fabriqus par dmoulage imm-diat
laide de presses vibrantes.
Ces machines, autrefois mobiles, sont maintenant le plus
souventfixes. Elles utilisent le mme principe que les premires
machinesdes annes vingt. Celui-ci repose sur le remplissage dun
moulemtallique avec un bton sec , puis son compactage sous
leffetcombin dune vibration et dune compression.
Quel que soit le type de machine, le cycle de fonctionnement
estle suivant (figure 1) :
le moule, dont le fond est constitu par une planche en bois ouen
mtal, est rempli de bton laide dun tiroir mobile ;
le bton contenu dans le moule est compact sous leffet de
lavibration, puis comprim par un pilon ;
les produits ainsi forms sont dmouls soit par jection sousle
moule, soit par leve du moule (les produits tant maintenus surleur
support par le pilon) ;
les produits sont vacus sur leur support.
Il existe une grande diversit de presses vibrantes suivant
leurmode de fonctionnement et leurs capacits de production. Les
pres-ses fixes europennes , qui sont les plus courantes,
comportenttoujours une table vibrante qui transmet les vibrations
au moule parlintermdiaire dun support. Sur ces machines, le
dmoulageseffectue par leve du moule (car la table vibrante est
fixe) et les pro-duits sont vacus devant la machine par un
convoyeur (figure 2).
Figure 1 Processus de fabrication des blocs
Remplissage Compactage Dmoulage parleve du moule
vacuation
Remplissage Compactage
Dmoulage parjection sous le moule
vacuation
dmoulage par jection sous le mouleb
dmoulage par leve du moulea
Figure 2 Presse vibrante et convoyeur de sortie
Trmie
Bti
Pilon
Moule
Convoyeur desortie des blocs
Groupehydrauliqueexploitation du droit de copie est strictement
interdite.ur, trait Construction
Dautres machines dites amricaines diffrent des pressesfixes
europennes par le fait que la vibration est applique direc-tement
sur le moule. Dans ce cas, le dmoulage se fait par ljectiondes
produits vers le bas, simultanment un mouvement de des-cente de la
planche.
On utilise encore quelquefois des machines dites pondeuses
pourlesquelles le moule repose sur le sol et les produits sont
dmoulsau sol (figure 3). De telles machines prsentent lavantage
dunegrande simplicit de fonctionnement et de ne pas ncessiter
dins-tallations complexes de manutention pour vacuer les
produits.Elles exigent par contre une aire de dmoulage vaste et
plane et lesproduits quelles fournissent subissent un compactage
moins ner-gique quavec les machines fixes.
La dure du cycle de moulage se situe, pour les machines
pon-deuses, entre 20 et 30 secondes.
Certaines presses vibrantes uniquement destines la productionde
produits empilables ltat frais, utilisent une table vibrante
escamotable permettant le dmoulage dit frais sur frais
parempilement direct des produits, avec interposition de sable ou
dunfilm plastique (figure 4).
Les capacits de production des presses vibrantes sont trs
diff-rentes suivant les modles. Les presses vibrantes ont, en
gnral,des capacits de production quivalentes 5, 6 ou 8 blocs de
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
20 20 50 cm pour les presses dites simples, ou 10 12 blocs
pourles presses dites doubles. Les presses amricaines ont
souventdes capacits plus rduites (3 6 blocs), mais leurs cadences
de pro-duction sont plus grandes (5 8 oprations par minute au lieu
de2 5 pour les presses europennes ).
Pour un poste de 8 heures, la production de ces machines se
situegnralement entre 1 400 et 2 200 planches, soit 7 000 18
000blocs 20 20 50 cm (cela reprsente 100 300 tonnes de bton).
La plupart des machines europennes sont commande hydrau-lique.
La vibration y est obtenue par des vibrateurs balourds, action
unidirectionnelle, et gnralement entrans par des moteurslectriques
spars. La frquence de la vibration est le plus souventde lordre de
50 Hz (3 000 tr/min) et sa puissance est telle quellencessite deux
moteurs de 4 8 kW pour les machines simples etquatre moteurs de mme
puissance pour les machines doubles. Lavibration est transmise aux
moules par lintermdiaire des planchesdestines supporter les
produits aprs leur dmoulage immdiat.
Les moules sont des quipements essentiels de ces machines carla
qualit des produits fabriqus et la productivit des machinesdpendent
directement de leurs caractristiques (prcisions dimen-sionnelles,
rsistances mcaniques aux chocs et labrasion).
Les moules sont des quipements coteux lachat (entre 40 000et 80
000 F en 1996) et en maintenance car au cours de leur dure devie
(entre 50 000 et 200 000 oprations), de nombreuses interven-tions
sont ncessaires (changement de pices dusure ou recharge-ments).
Les moules de presses vibrantes sont constitus de deux l-ments
(figure 5) : le corps infrieur (chssis, cloisons, noyaux...) et
lepilon quelquefois appel dameur.
Une presse vibrante peut recevoir un grand nombre de
moulesdiffrents correspondant aux dimensions varies des blocs et
denombreux produits que lon peut fabriquer (entrevous,
boisseaux,claustras, corniches, murets, pavs, bordures...).
Les machines blocs sont toutes automatiques et pilotes par
desautomates programmables. Ces machines sont accompagnes pardes
systmes de manutention galement trs automatiss qui assu-rent
(figure 6) :
lvacuation des blocs dmouls sur les planches ; le stockage de
ces blocs dans les chambres ou dans un tunnel
de durcissement ; la mise sur palettes des produits durcis
(gnralement aprs
24 h de durcissement temprature ambiante ou aprs 8 h de
dur-cissement acclr par tuvage) ;
le recyclage des planches dans la machine.
Figure 3 Pondeuse au sol
Figure 4 Presse dmoulage frais sur frais
Moule
Trmie
Machine pondeuse Blocs dmouls au sol
Ensemble de remplissage
Table vibrante escamotable
Palettes de produitsempils fraisToute reproduction sans
autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est
strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Construction
C 2 262 - 3
Certaines installations plus simples sont bases sur lutilisation
deplanches quipes de tasseaux qui sont empils en sortie demachine
(gnralement sur 5 niveaux). Un chariot lvateur tradi-tionnel sur
pneu permet leur stockage dans latelier et lalimentationde la pince
de palettisation aprs durcissement (de 24 36 h).
2. lments de faadeLes lments de faade sont le plus souvent
fabriqus par coulage
et durcissement de btons plastiques fluides dans des moules
deformes et de natures varies. Plusieurs mthodes dorganisation dela
production peuvent tre appliques en fonction des formes
etdimensions des lments ainsi que des sries fabriquer.
2.1 Poste fixe dans des moulesou sur tables
Lorsque lon doit produire des lments de formes complexes ouune
petite srie dlments simples, la fabrication est effectue dansFigure
5 Moule blocs
ChssisCloisons
Barres noyauxNoyaux
Tablier deremplissage
Oreilles defixation
Peigne
SupportPilonoudameur
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 4 Techniques de lIngnie
des moules implants poste fixe dans un atelier quip de moyensde
manutention (pont roulant). Toutes les oprations de prparationdes
moules, de mise en place des armatures et accessoires (huisse-ries,
rservations, levage...), de coulage et compactage du bton,
definition ainsi que le durcissement et le dmoulage, sont
ralisessuccessivement sur chaque poste fixe.
Ces postes peuvent tre quips de tables dites tables
deprfabrication qui servent souvent de support pour la
constitutiondes moules (figure 7). Ces tables comportent gnralement
un pla-teau mtallique vibrant raidi par des poutrelles et un chssis
rigide.La liaison plateau-chssis se fait souvent par des tiges
filetes per-mettant le rglage de la planit du plateau, la fixation
de ces tigestant ralise par des plots lastomres. Ces plots ont pour
objet derduire fortement la transmission des vibrations du plateau
auchssis.
Ces tables peuvent tre quipes de systme de relevage en posi-tion
verticale pour faciliter le dmoulage au jeune ge ( 24 h) desgrands
lments plans.
Les moules mtalliques ou composites (bois, plastique
rigide,lastomres souples ou polystyrne expans taill) sont fixs sur
cestables. Ils peuvent tre constitus partir de profils
mtalliquesmaintenus par des systmes de fixation magntiques trs
puissants.
Des systmes de chauffage ( la vapeur, par fluide chauffant,
parrsistance lectrique ou panneaux radiants gaz) quipent lestables
pour permettre un chauffage du bton entre 50 et 70 oC etlacclration
du durcissement du bton. Cela permet dobtenir lesrsistances
ncessaires au dmoulage (10 12 MPa) aprs 4 8 h detraitement.
Lutilisation dun bton chaud, obtenu par ajout deau chaude oude
vapeur dans le malaxeur, permet de rduire les dures ncessai-res
lchauffement du bton (en hiver des gains de 1 2 h
sontpossibles).
Les consommations dnergie ncessaires ces traitementsdpendent
essentiellement de la temprature maximale atteinte, dela dure du
traitement et de lisolation thermique de lensemble ;elle peut
varier entre 10 et 30 kWh par tonne de bton.
Dans le cas des fabrications de grands lments plans,
certainsateliers disposent de supports auxiliaires placs proximit
directedes tables o les lments reposent pendant 24 48 h. Cela
permetdviter le transport lextrieur des lments dont le bton
estencore fragile et trs sensible aux agressions climatiques
(dessicca-tion par le vent ou gel en particulier). Il est possible
dans ce cas deraccourcir la dure de durcissement et de dmouler des
grands l-ments de faades dont la rsistance est encore infrieure 10
MPa.
Figure 6 Schma dune installationde fabrication de blocs avec
chambresde durcissement spares
vacuation desblocs durcis
Presse
Chariot transbordeurmulticouches
Ascenseurde retour des blocs
Circuit de retourdes planches
Ascenseur(8 10 niveaux)
Chambres dedurcissement
Mise sur palettesautomatique
Figure 7 Table de prfabrication relevable
Vrins de relevagePlateau
Chssis relevableexploitation du droit de copie est strictement
interdite.ur, trait Construction
Certains lments de faade dits de coffrage sont constitus pardeux
voiles de bton relis par une armature mtallique du typetreillis.
Ils sont fabriqus en deux phases avec des tables du
typeportefeuille. Elles permettent le retournement complet du
premiervoile durci sur une table contenant le bton de lautre
plaque.
2.2 Moules sur plateaux mobilesen lignes horizontales
Cette mthode, utilise pour des fabrications en grande srie,exige
des investissements levs. Les diffrents postes de travailsont fixes
et rpartis le long de plusieurs lignes de fabrication. Ceslignes,
quipes de galets fixs au sol ou de rails, permettent ledplacement
des plateaux dun poste lautre. Des chariots detransfert disposs aux
extrmits ou au milieu des lignes permet-tent le passage des
plateaux dune ligne lautre (figure 8).
Les principaux postes sont : le nettoyage et lhuilage des
plateaux ; la mise en place des revtements ventuels de fond de
moule
et la fixation des cts (joues) des moules sur les plateaux ;
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
la mise en place des armatures et accessoires de levage ; la
mise en place du bton laide dune trmie de distribution
(quipe de vis ou de tapis rpartiteurs) ; le compactage par
vibration laide de chevalets vibrants
(vibration verticale) ou dun chssis vibration horizontale (dans
lesdeux directions X et Y) (figure 9) ;
la finition par rgle vibrante ou talochage mcanique ; le
stockage des plateaux dans un tunnel ou dans des rteliers
Figure 8 Fabrication en ligne sur plateaux mobiles
Poste de dmoulage Prparation desarmatures
Postes de prparationdes moules
Plate-forme desurveillance
Transfert des plateaux
Poste de btonnage
Postes de finition
Transfert des plateauxavec moules pleins
Chambres dedurcissement
Transfert des plateauxavec bton durci
Transfert des plateauxToute reproduction sans autorisation du
Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement
interdite. Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 -
5
(quips dun ascenseur) isols thermiquement et
ventuellementchauffs pour acclrer le durcissement ;
le dmoulage quip dune station de basculement, dun pontroulant
spcifique et ventuellement de chariots chevalets mobilespour les
finitions et lvacuation sur le parc de stockage.
2.3 Moules fixes en batterie
Surtout applique aux lments de formes simples (refends,
cloi-sons), la fabrication par moules fixes en batterie est destine
auxproductions de masse en grande srie.
Les moules mtalliques sont disposs verticalement et
coulissentsur des rails pour permettre leur cartement lors de la
prparation etpour le dmoulage (figure 10).
Les moules sont fortement serrs lors du coulage du bton, quiest
souvent fluide. Il est transport dans les moules par benne oupompe
bton. Il est vibr par des vibrateurs externes dispossdans les
moules ou par une srie daiguilles vibrantes qui sontremontes
automatiquement au fur et mesure du remplissage.Aprs durcissement
acclr pendant 3 5 h, les lments peuventtre dmouls et prstocks en
atelier.
2.4 Dmoulage immdiat
La fabrication dlments plans (refends, cloisons) en grandessries
peut tre ralise avec la technique du dmoulage immdiat.Cela ncessite
lemploi de btons spciaux prsentant une trsbonne cohsion au dmoulage
et de moyens de compactage trspuissants.
Plusieurs installations ont t construites avec des techniques
decompactage diffrentes :
presse vibrante (VIPRES) de trs grande capacit (3 m 5 7 m)
(figure 11) ;
table vibrante retournement (dmoulage sur plateaux bridslors du
retournement) ;
presse haute pression permettant lessorage du bton fluideavec un
moule fond filtrant (GO-CON).
Figure 9 Poste de compactage par vibration horizontale dans les
deux directions X et Y
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 6 Techniques de lIngnie
3. Composants de planchersLes composants de planchers tels que
poutrelles, prdalles et
dalles alvoles peuvent tre produits soit en bton arm, soit
enbton prcontraint.
3.1 lments de planchers en bton arm
3.1.1 PoutrellesLes poutrelles treillis mtallique, constitues
dune armature
treillis enrobe sa partie infrieure par un talon de bton,
sontfabriques par coulage du talon puis enfoncement de
larmaturedans celui-ci. Dans certains cas, les armatures sont
positionnes surdes cales dextrmit, puis le bton est coul.
Les armatures sont constitues daciers ronds lisses bton,daciers
trfils nervurs ou de feuillards de 1,5 2 mm dpaisseur.Elles sont
plies et assembles par soudage automatique dans desaciries
spcialises ou directement dans les usines de produits enbton.
Les moules sont constitus par des fers U disposs cte cte surune
aire plane en bton ou sur une table de coffrage mtallique. Lebton
utilis est relativement plastique (teneur en eau 8 9 %,dosage en
ciment 16 18 %). Il est vibr par lintermdiaire des fersU ou le plus
souvent directement par larmature qui est enfoncedans le bton sous
vibration. Suivant limportance de laire de cou-lage et les moyens
ventuellement utiliss pour acclrer le durcis-sement (une dalle
chauffante lectrique est quelquefois utilise), lacapacit de
production des usines varie de 10 000 50 000 m depoutrelles par
mois.
Les poutrelles en forme de T renvers sont fabriques par mou-lage
du bton dans un moule joues mtalliques prsentant lecontre-profil de
la poutrelle. Le fond du moule est constitu par desplanches en bois
ou un fer U renvers reposant sur des tables
Figure 10 Moules en batterie
Batterie de moules en cours de durcissementBatterie de moules en
cours de remplissage
Benne de transport du bton
Trmie de distribution du bton
Moules mobiles sur railTirants et vrins de serrage
Figure 11 Principe de presse vibrante avec plateaux mobilespour
grands lments (VIPRES)
Vrin hydraulique
Plateau vibrant
Bton
Table
Ressorts
Cadreexploitation du droit de copie est strictement
interdite.ur, trait Construction
vibrantes. Aprs coulage du bton et vibration, les poutrelles
sontdmoules immdiatement par glissement et cartement des
joues.Elles sont ensuite stockes sur leur support pendant le
durcissementqui peut tre acclr par traitement thermique (par
exemple 7 h 60 oC).
3.1.2 Prdalles
La fabrication des prdalles en bton arm sopre sur de
grandestables mtalliques (24 2,5 m par exemple). Le bton est mis
enplace et serr laide daiguilles vibrantes ou dun chssis
vibrantcoulissant sous les tables. La surface est ratisse pour crer
unebonne rugosit. Aprs un durcissement acclr, la manutention
estfaite par lintermdiaire dun palonnier. Le transport et le
stockagesont galement effectus plat avec un calage appropri. La
capa-cit de production dune usine quipe de 4 tables peut
atteindre20 000 m2 de prdalles par mois.
De nouveaux systmes de fabrication de prdalles se sont dve-lopps
dans les annes 1980 : il sagit de fabrication sur des pla-teaux
mobiles (figure 12) circulant sur des lignes avec
transferts(carrousel) et tuves pour le durcissement acclr.
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
Les diffrents postes de travail (traage automatique des
dimen-sions, mise en place des rgles de coffrage, prparation et
mise enplace des armatures [treillis et raidisseurs], remplissage
et vibrationdu bton, dmoulage et palettisation des prdalles,
nettoyage...)sont fixes et organiss autour du cheminement des
tables ; certainspeuvent ainsi tre automatiss.
3.1.3 Dalles alvoles
Les dalles alvoles en bton arm (systme WEBO) sont fabri-ques en
dmoulage immdiat sur des plateaux empilables. Desmachines
spcifiques quipes dun systme dextraction desnoyaux sont conues pour
produire des lments de 6 8 m de longet 0,5 0,6 m de largeur pour
des paisseurs de 0,12 0,22 m.
Ces machines automatiques (figure 13) sont quipes
principa-lement dun ensemble de distribution du bton, de tables
vibrantes,dun systme de dmoulage sur plateaux (dmoulage direct ou
parretournement) et du systme dextraction des noyaux. Aprs
dmou-lage, les produits sont durcis sur leurs plateaux qui sont
empils dansun tunnel ventuellement quip de systmes de
chauffage.
Le cycle de travail de ces machines se situe entre 3 et 4 min et
laproduction peut atteindre 100 000 m2 par an (par poste de 8 h).
Figure 12 Fabrication de prdalles sur plateaux mobiles
Plateau en coursde prparation
Plateau en coursde remplissage
Plateau en attente
taves
Plateau en coursde prparation
Plateau en coursde remplissage
Plateau en attente
tuves
Figure 13 Machine dalles alvoles avec extracteur de noyaux
Systme dextraction des noyaux
MoulePlateau
Noyaux
Tables vibrantes
Trmie de distribution du btonToute reproduction sans
autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est
strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Construction
C 2 262 - 7
3.2 lments de planchers en bton prcontraint
3.2.1 Prcontrainte par armatures adhrentes
Cette technique est trs utilise pour la production dlments
deplanchers tels que poutrelles, prdalles, dalles alvoles, ainsi
quepour de nombreux composants de structure du type poutres,
pan-nes ou mme des traverses de voies ferres.
Elle consiste tendre des armatures en acier haute limite
lasti-que et mouler ensuite llment autour de ces armatures
tendues.
Lorsque le bton a atteint une rsistance suffisante (en gnral25
35 MPa), les armatures sont relches, ce qui a pour effet demettre
llment en prcontrainte (figure 14).
3.2.2 Poutrelles
Les poutrelles en bton prcontraint par armatures adhrentessont
fabriques sur des bancs de grande longueur (80 120 m)constitus
gnralement dun socle en bton (de 25 30 cm dpais-seur) et de deux
longrines en bton arm reliant les massifs
dancrage des aciers et encaissant les efforts de tension des
aciersde prcontrainte.
Suivant la largeur des bancs (1,5 3 m), les efforts encaisss
parle banc varient de 2 000 3 000 kN (figure 15).
Le banc de prcontrainte est quip de moules ou dune piste
demoulage (tles dacier de 10 12 mm dpaisseur et de 7 m de
long,assembles bout bout). Des lments chauffants sont disposs
defaon assurer un chauffage homogne des moules ou de la piste.Ces
lments chauffants peuvent tre des tubes fluide chauffant(eau,
vapeur ou huile) ou des rsistances lectriques linaires iso-lement
minral (puissance installe par banc : 350 700 kW).
La fabrication commence par la prparation de la piste
(net-toyage et huilage) ou des moules. Les aciers (pralablement
coups la longueur) sont mis en place et quips de leurs
cnesdancrage. Le plus souvent, la tension est assure
simultanmentpour tous les fils dun banc. Elle est contrle par la
pressionhydraulique des vrins de mise en tension et par
lallongement desfils (3 7 fils par poutrelle et 10 22 poutrelles
suivant la largeurutile du banc).
La mise en place du bton peut se faire par moulage ou
filageselon les systmes de planchers.
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 8 Techniques de lIngnie
n Dans le systme Rector, les poutrelles sont moules lenversdans
des moules disposs sur toute la largeur du banc (jusqu24
poutrelles). Lcartement des moules est donn par des
peignesmtalliques mobiles qui contribuent dlimiter les poutrelles
lalongueur voulue et assurent le positionnement des fils. Le
moulepermet la fabrication de divers types de poutrelles. Des
profils encaoutchouc placs au fond des moules et de hauteur
approprie celle de la poutrelle, assurent le maintien des crochets
et triersventuels.
Ces fonds de moule en caoutchouc ont un profil permettant
lecrantage de la face suprieure des poutrelles. Le btonnage
seffec-tue avec un chariot trmie de la largeur du banc. Ce chariot
estquip dune herse vibrante qui serre le bton aprs rglage
prala-ble. Aprs durcissement acclr du bton, le dispositif de
serragetransversal des moules est enlev et les aciers sont dtendus.
Ledmoulage est effectu laide dun palonnier sur rail qui, dans
cer-tains cas, peut prendre en une seule opration lensemble des
pou-trelles du banc en permettant ainsi sa rutilisation rapide.
n Dans les autres systmes (PPB, GUIRAUD...), la mise en place
dubton est ralise par lintermdiaire de fileuses. Dans ces
machi-nes, le bton contenu dans une trmie est dvers dans une
filireou un moule glissant, dont les profils sont adapts aux
poutrelles.Aprs compactage du bton par des patins ou des aiguilles
vibrant
haute frquence (100 150 Hz), les mouvements alternatifs de
la
Figure 14 Principe de la prcontrainte par armatures
adhrentes
F0F0
F0
F0
F0F0
ClavetteCt ancrage passif Ct ancrage actif
Banc
Moule
Vrin
mise en tension des armatures de prcontrainteb
positionnement des armatures de prcontraintea
durcissement du btonmise en prcontrainte et coupe des fils
d
coulage du btonc
lment prcontrainte
Figure 15 Schma de principe dun banc de prcontrainte
Armature Longrine
Massif dextrmit
Systme demise en tension
coupe transversale dun banc pour poutrelles filesb
coupe longitudinalea
coupe transversale dun banc quip de moulesc
exploitation du droit de copie est strictement interdite.ur,
trait Construction
filire ou des parois du moule assurent le dmoulage immdiat
despoutrelles. Ces machines permettent de filer simultanment de 8
22 poutrelles avec une vitesse davancement de 1,5 2,5 m/min(figure
16).
Dans tous les cas le durcissement des poutrelles moules oufiles
est acclr par le traitement thermique. Avant traitement,
lespoutrelles sont recouvertes de bches tanches et isothermes.Aprs
un prtraitement de 30 min 1 h une temprature de 25 30 oC, le bton
est chauff une temprature comprise entre 65 et80 oC en 1 h 30 2 h,
puis maintenu cette temprature pendant 2 3 h. Le relchement des
fils de prcontrainte est ralis aprs refroi-dissement jusqu 50 oC
environ, alors que le bton a acquis unersistance la compression de
25 35 MPa. Les rsistances en finde traitement sont toujours
contrles sur des prouvettes tmoinsayant subi le mme traitement. Les
consommations dnergiencessaire au traitement thermique varient
entre 10 et 15 L de fiouldomestique par tonne de bton dans le cas
de chauffage la vapeur,ou 25 35 kWh par tonne dans le cas de
chauffage lectrique.
Les traitements courts utiliss (6 8 h) et les mthodes de
mou-lage et de dmoulage rapides, permettent de raliser
gnralementdeux fabrications par jour sur un mme banc (dans certains
cas troisfabrications sont possibles). La capacit de production dun
banc de
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
prcontrainte peut atteindre 2 500 3 000 m par jour. Les
usinessont gnralement quipes de 2 4 bancs.
3.2.3 Prdalles
La fabrication des prdalles prcontraintes seffectue gnrale-ment
sur des bancs de grande longueur semblables ceux utilisspour les
poutrelles prcontraintes. Aprs mise en place de spara-teurs
permettant de dlimiter la longueur des prdalles et des
rser-vations, les armatures sont mises en tension.
Le bton assez plastique (dosage en eau 8 % environ, dosage
enciment 19 20 %) est mis en place par une machine marche
lentecontinue. La vibration est transmise au bton par une batterie
depatins mtalliques ou daiguilles vibrantes, tandis que la
rugositncessaire la surface des prdalles est obtenue soit par
ratissage,soit par un systme de mollettes spciales qui impriment
des reliefssur le bton frais.
Le durcissement du bton est acclr par traitement thermique.La
rsistance au relchement des fils de prcontrainte est atteinte(28 32
MPa en compression) aprs 6 8 h de durcissement.
Une usine quipe de deux bancs de 80 m de long peut produire350
m2 de prdalles par jour en une fabrication. Suivant la rapiditde
fabrication et de traitement, il est possible deffectuer deux
fabri-cations par jour. 4. Poutres et poteaux
Figure 16 Fileuse pour poutrelles prcontraintes
Poutrelles files
Machine fileuse
Poutrelles files
Machine fileuse
Figure 17 Extrudeuse pour dalles alvoles prcontraintes
Figure 18 Moule simple pour poutres de grandes dimensions
Platelage du bancde prcontrainte
Trmie dalimentation du bton
Ensemble vibrantpour le lissage
Dalle alvoleextrude
Noyaux rotatifs visToute reproduction sans autorisation du
Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement
interdite. Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 -
9
Un systme de fabrication de prdalles prcontraintes a t dve-lopp
par Rector sur le principe de plateaux mobiles autorsistantspour
reprendre les efforts de prcontrainte.
3.2.4 Dalles alvoles
La fabrication des dalles alvoles en bton prcontraint seffec-tue
sur des bancs de 80 200 m de long. Aprs mise en place et ten-sion
des armatures de prcontrainte, les lments sont mouls laide de
machines fileuses ou extrudeuses (machines Roth, Weiler,Spiroll,
etc.) qui possdent des noyaux vibrants capables de formerles
alvoles.
Dans les machines extrudeuses les noyaux sont rotatifs et qui-ps
de vis dont le mouvement de rotation cre une pousse quiassure
lalimentation du bton dans la zone de compactage et soncompactage
partiel. La raction de cette pousse permet lavance-ment de la
machine. La vitesse davancement se situe entre 1,5 et2,5 m/min
(figure 17).
La coupe en longueur peut seffectuer sur bton frais laide
decouteaux vibrants, ou sur bton durci laide de scies
automatises.La production peut tre de 1 200 3 000 m2/j dans une
usine qui-pe de 6 8 bancs.
La fabrication des composants linaires dossatures du
typepoteaux, poutres, pannes est gnralement ralise par mise enplace
et durcissement du bton dans des moules mtalliques fixes,de grande
longueur. Selon quil sagit dlments en bton arm ouprcontraint, les
moules sont disposs sur des lignes courtes (8 20 m pour le bton
arm) ou longues (80 120 m pour le bton pr-contraint).
Pour des poutres de grandes dimensions ou de formescomplexes,
par exemple I variables, T ou double T, jusqu 2 m dehaut et 30 m de
longueur, on utilise des moules simples ouverturemanuelle ou
mcanise (figure 18).
Pour des dimensions et des formes plus courantes I,
rectangle,etc., les moules sont souvent doubles avec un lment
central fixe etdes joues mobiles ouverture mcanise. Des systmes de
rglagede la hauteur des fonds de moule permettent la ralisation de
sec-tions varies (figure 19).
Pour la production en srie de poteaux arms, de section carreou
rectangulaire, on peut utiliser des moules en batteries(figure
20).
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 10 Techniques de lIngnie
Pour la production de petites poutres ou pannes
directementdmoulables sans ouverture de moule, on utilise des
moules multi-ples monolithiques, dont les dpouilles sont adaptes
(10 15 %dans le cas de la prcontrainte) (figure 21).
La fabrication des poutres se fait sur des bancs de
prcontrainteo les moules sont disposs de faon continue. La longueur
de cesbancs est souvent proche de 100 m et leur capacit de tension
sesitue entre 5 000 et 10 000 kN.
Les aciers de prcontrainte utiliss pour les poutres sont en
gn-ral des torons (de diamtre nominal 6 16 mm) qui doivent
trehomologus (liste tablie par la Commission Interministrielle de
laPrcontrainte, dont le secrtariat est assur par le LCPC). Ils
sonttirs lintrieur des moules et au travers des parois
dextrmits,appeles peignes (qui dlimitent les zones de btonnage sur
les lon-gueurs correspondant celles des poutres). Aprs ancrage par
cla-vetage dans les ttes dextrmit du banc, ils sont mis en tension
laide de vrins spciaux (figure 22).
Les aciers dits passifs tels que les triers ou armatures
compl-mentaires, ainsi que les inserts et dispositifs de
manutention despoutres, sont fixs sur les armatures tendues avant
la fermeture et
Figure 19 Coupe dun moule double rglable pour poutres
Figure 20 Moules en batteries pour la production de poteauxen
bton arm
Figure 21 Moule multiple monolithique pour pannes
Fonds rglables
Joues mobiles
Figure 22 Ensemble dancrage lextrmit dun bancde prcontrainte
Chevtre
ClavettesVrins de mise
en tension
Groupehydraulique
Fils ou toronsde prcontrainteexploitation du droit de copie est
strictement interdite.ur, trait Construction
le blocage des joues des moules.Le bton est mis en place laide
de bennes ou de distributeurs
motoriss et simultanment vibr soit par des vibrateurs
externesfixs sur les moules, soit laide daiguilles vibrantes.
Ceux-ci sontdplacs au fur et mesure de lavancement du coulage du
bton.
Aprs lissage des appuis suprieurs et ventuellement crantagedu
bton entre les triers, les moules sont recouverts dune bchetanche
et thermiquement isolante.
Des systmes de chauffage (tubulures de vapeur ou
rsistanceslectriques linaires) permettent la ralisation dun cycle
de traite-ment thermique destin acclrer le durcissement et
permettrela dtension des aciers aprs 12 24 h (pour les
poutres).
Le cycle de traitement comprend gnralement une prprise de1 h 3
h, une monte progressive en temprature (15 30 oC), unmaintien la
temprature maximale (50 80 oC) pendant 2 6 h, etun refroidissement
naturel jusqu 30 ou 40 oC pendant 8 12 h.Aprs ce traitement, la
rsistance du bton dpasse gnralement30 35 MPa la compression.
Le dmoulage des lments se fait aprs louverture des moules,le
relchement et la coupe des aciers de prcontrainte. Les poutressont
prstockes en atelier pour les finitions et pour viter les
chocsthermiques ou les dessiccations qui pourraient tre provoqus
pardes conditions climatiques extrieures dfavorables.
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
5. ConduitsDeux modes de fabrication trs diffrents sont utiliss
pour les
conduits, selon quils sont du type hauteur dtage ou plus (jusqu6
m) ou du type manuportable de hauteur souvent limite 0,33 m.
Lorsquils sont destins la ventilation, les conduits sont
souventfabriqus partir de btons de granulats courants. Lorsquil
sagitde conduits de fume, on utilise souvent des btons base de
gra-nulats de pouzzolane, ou dargile expanse.
Pour les conduits de hauteur dtage, la fabrication seffectue
enposition horizontale avec des moules et des noyaux mtalliques.Ces
derniers prsentent une dpouille de lordre de 1 % sur leur lon-gueur
pour faciliter leur extraction par une extrmit.
Aprs mise en place des armatures dans le moule, le bton
deconsistance plastique est coul, vibr puis taloch. La vibration
esttransmise au moule par des vibrateurs fixs sur les parois ou
lesnoyaux, ou dans certains cas par des chevalets vibrants.
Les noyaux creux sont souvent quips pour recevoir une injec-tion
de vapeur destine acclrer la prise et le dbut du durcisse-ment du
bton.
Aprs 2 3 h de ce prdurcissement, les noyaux sont extraits.
Lesconduits sont ensuite maintenus dans les moules recouverts
dunebche isolante, jusqu ce que le durcissement du bton soit
suffi-sant (rsistance en compression comprise entre 8 et 10 MPa
obte-nue aprs 6 12 h) pour permettre le dmoulage complet et
lamanutention des produits.
Pour les conduits manuportables, de hauteur 0,25 ou 0,33 m
(sou-vent appels boisseaux), la fabrication est ralise selon la
techni-que du dmoulage immdiat sur des machines du type
pressesvibrantes.
Sur certaines machines spcifiques (figure 23), aprs
remplissageet compactage sous vibration, le dmoulage est ralis par
jectiondes produits (2 6 par moule) au-dessus du moule.
Des embases mtalliques appeles lunettes sont introduites dansles
alvoles du moule, avant remplissage et servent de support
auxproduits frais pendant le dmoulage, leur transport et leur
durcisse-ment. Elles donnent aux produits leur profil infrieur
permettantleur embotement.
Les conduits du type boisseaux sont aussi fabriqus sur des
pres-ses vibrantes classiques ( 1) condition que celles-ci soient
qui-pes dun dispositif du type tire-tle. Ce dispositif introduit
entre lemoule et la planche pendant les oprations de formage et
retir
6. Tuiles en btonLes tuiles en bton sont fabriques partir dun
microbton
compos de sable, de ciment et deau, auquel sont souvent
ajoutsdes fillers et des pigments pour la coloration dans la
masse.
Leur fabrication seffectue en continu par laminage et
extrusiondu microbton frais sur des moules mtalliques (gnralement
enalliage base daluminium-silicium).
La composition particulire (rapport sable/ciment + filler
voisinde 3) et le processus de fabrication donnent un matriau de
hauteperformance (rsistance la traction-flexion de lordre de 10
MPa)tanche et non glif ; ils permettent la fabrication de tout type
detuiles (planes, embotement, rives, fatires, etc.).
La production est gnralement ralise sur des chanes automa-tiques
grand dbit (90 120 tuiles par minute), dont llment cen-tral est
lextrudeuse. Les moules, dont la forme correspond cellede la face
infrieure des tuiles, sont introduits bout bout uneextrmit de la
machine.
Le microbton est mis en place et compact sur les moules partrois
organes principaux (figure 24) : un peigne rotatif, un
rouleaulamineur, une filire en carbure de tungstne qui donne la
tuile sonprofil suprieur et ses embotements latraux.
la sortie de la machine, le ruban continu de microbton estcoup
et ventuellement form (nez arrondi, embotement sup-rieur...) chaque
extrmit de moule.
La chane peut comprendre une station de traitement sur
produitfrais pour raliser des aspects particuliers (projection de
barbotine base de ciment, de pigments et de rsines).
Les tuiles fraches sont prdurcies sur leurs moules dans des
tu-ves temprature et hygromtrie contrles (en gnral autour de50 oC
et 95 % dhumidit relative) pendant une dure variant entre6 et 24 h,
selon la temprature et le type de ciment utilis.
Ce prdurcissement permet le dmoulage et lempilage des tuiles
grande vitesse (plus de 100 tuiles par minute). Un traitement
desurface par projection de rsines est gnralement appliqu sur
lestuiles ds leur dmoulage pour stabiliser leur aspect et viter en
par-ticulier les phnomnes defflorescences.Toute reproduction sans
autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est
strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Construction
C 2 262 - 11
juste avant le dmoulage, permet de raliser le profil
dembote-ment infrieur des boisseaux.
Figure 23 Principe de fabrication dun boisseau sur machine
spcifique
jection du produitbcompactagea
Figure 24 Illustration de la position relative du moule, de la
tuile, de la filire et du rouleau dans une machine tuile
Moule
Rouleau
Filire
Tuile
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 12 Techniques de lIngnie
7. EscaliersLes escaliers monobloc sont produits partir de
moules mtalli-
ques avec des techniques du type durci en moule . Les moulessont
en gnral rglables pour sadapter aux dimensions des mar-ches et des
voles.
Pour les escaliers vole droite, les moules sont le plus
souventdisposs verticalement sur la tranche (figure 25).
Aprs avoir positionn les armatures et les inserts de
manuten-tion, le bton de consistance plastique est introduit en
partie sup-rieure. Il est mis en place et compact par une vibration
externe(vibrateurs fixs sur lossature) ou une vibration interne
(aiguillevibrante).
Certaines fabrications de voles droites sont ralises dans
desmoules rglage mcanis rapide, disposs horizontalement(figure
26).
Les escaliers monoblocs balancs sont fabriqus dans leur
posi-tion demploi laide de moules complexes et rglables (figure
27).
Le dessus des marches tant ouvert pour permettre le talochagede
la face suprieure, il est ncessaire, pour ces fabrications,
dutili-ser un bton peu plastique afin dviter son coulement vers le
bas.
Pour les escaliers de forme simple, les machines
retournement(cf. 11) sont souvent employes pour fabriquer les
diverscomposants : marches indpendantes droites ou
hlicodales,limons droits, etc.
De nombreuses fabrications de marches simples se font surtables
vibrantes avec des supports et des moules spciaux permet-tant un
dmoulage immdiat.
Les faces vues des marches indpendantes sont susceptiblesdtre
grses et fraises sur des machines spciales. Dautres trai-tements,
utilisant par exemple le lavage immdiat ou retard, sontquelquefois
raliss, en particulier pour les marches extrieures.
8. Tuyaux et regards
Figure 25 Moule mtallique vertical pour vole droite
descaliers
Figure 26 Principe de rglage mcanis pour moule descaliers
Figure 27 Moule rglable pour escaliers monobloc
balancsexploitation du droit de copie est strictement interdite.ur,
trait Construction
8.1 Principes et techniquesde compactage
La fabrication des tuyaux fait appel des techniques varies
dontles principes de compactage, les modes de dmoulage et les
domai-nes dapplication sont prciss dans le tableau 1.
Certaines dentre elles sont trs largement utilises pour les
fabri-cations les plus courantes comme, par exemple, les tuyaux
dassai-nissement. Dautres, trs utilises par le pass comme
lacentrifugation, ne sont plus employes que pour des
productionsspciales, par exemple les tuyaux prcontraints
pression.
8.2 Centrifugation
Dans ce procd, un bton fluide (ou trs plastique) est mis enplace
dans un moule en rotation. Sous leffet de la force centrifuge,le
bton est compact et perd son excs deau qui svacue pardbordement
(figure 28). Trs utilis dans le pass, ce procd estmaintenant rserv
aux productions de tuyaux, conduits ou poteauxcreux gnralement
prcontraints et de grande longueur (jusqu10 m pour des tuyaux de
diamtre 2 000 mm).
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
Tableau 1 Principales techniques de fabrication des tuyaux
Technique de compactage Orientation de laxe du tuyau en
fabricationPrsence dun noyaulors du remplissage
Dmoulage diffrou immdiat (transport
avec ou sans moule)
Principaux domaines dapplication (frquence
dutilisation)
Centrifugation horizontale non diffr tuyaux grandes
longueursprcontraints (trs peu uti-lis)
Laminage par roulage horizontale non diffr tuyaux
dassainissementarms
Compression axiale verticale non immdiat(transport avec
moule)
petits tuyaux non arms(nest presque plus utilis)
Compression radiale verticale non immdiat(transport avec
moule)
tuyaux dassainissementarms (trs utilis)
Vibration verticale oui diffr (1) tuyaux spciaux, conduitstrs
gros diamtres (peuutilis)
Vibration compression noyau fixe
verticale oui immdiat(transport avec ou sans
moule) (2)
tuyaux, conduits gros dia-mtre ou regards (utilispour des
productions ensrie limite)
Vibration compression noyau mobile
verticale non immdiat(transport sans moule)
tuyaux dassainissementregards (trs utilis)
(1) Dans certains cas, dmoulage immdiat du noyau et diffr du
moule.(2) Sans moule pour des longueurs limites (regards, petits
tuyaux).
Figure 28 Fabrication de tuyaux par centrifugation
Bton
BtonToute reproduction sans autorisation du Centre franais
dexploitation du droit de copie est strictement interdite.
Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 - 13
Dans la pratique, le moule repose sur des galets ou des
courroieset tourne une vitesse leve (sa vitesse priphrique est
compriseentre 20 et 25 m/s).
Aprs un remplissage faible vitesse, la centrifugation
propre-ment dite intervient pendant 10 20 min. Le tuyau est ensuite
trans-port dans son moule jusqu une chambre ou un tunnel
dedurcissement, puis dmoul lorsque ce dernier est suffisammentavanc
pour permettre la manutention.
8.3 Laminage par roulageDans ce procd, le bton est compact par
laminage entre un
rouleau et le moule. Il existe au moins deux variantes de
ceprocd :
le systme Rocla (figure 29a) dans lequel le rouleau estmoteur et
entrane la fois le moule et le bton, la vitesse priphri-que du
moule est assez faible (3 m/s pendant le remplissage, 5 m/spendant
la finition) ;
le systme Cen-Viro (figure 29b) dans lequel le moule estentran
par des galets et le rouleau presseur est appliqu la
partieinfrieure du tuyau.
Ces procds permettent de fabriquer des tuyaux de 3 4 m
delongueur, durcis en moule et prsentant un bel aspect de surface.
Lacadence de production nest cependant pas trs leve : la
produc-tion horaire est de 6 12 tuyaux pour des diamtres compris
entre0,30 et 0,60 m et des longueurs comprises entre 3 et 6 m.
8.4 Compression axiale
Dans ce procd dorigine ancienne et pratiquement abandonn,la mise
en place seffectue laide dune tte tournante, comportant
Figure 29 Fabrication de tuyaux par laminage-roulage
systme Cen-Virobsystme Roclaa
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 14 Techniques de lIngnie
des sabots en forme dhlice, qui monte lintrieur du moule
encomprimant le bton dans laxe du tuyau (figure 30).
Aprs le formage, le tuyau est transport dans son moule
jusqulaire de durcissement et dmoul immdiatement par ouverture
dumoule.
Ce procd ne permet pas de fabriquer des tuyaux arms. Il
taitutilis pour les petits diamtres (< 600 mm) et la longueur
des l-ments fabriqus tait de 1 m au maximum. Une machine
fonction-nant sur ce principe pouvait produire, en 1 heure, environ
50 tuyauxde 300 mm de diamtre.
8.5 Compression radialeCest lun des procds les plus utiliss, son
principe est le
compactage radial du bton contre le moule par une tte
tournantequipe de rouleaux (figure 31). Lorsque la tte se dplace de
basen haut au fur et mesure du remplissage, les rouleaux
compactentle bton par un effet de laminage circulaire.
Les rouleaux peuvent tre rpartis sur plusieurs tages tournanten
sens inverse pour diminuer la tendance au vrillage de
larmature(figure 31) rsultant de la rotation de la tte. Les
rouleaux sup-rieurs sont quelquefois quips dailettes dont la
fonction est de projeter le bton contre les parois du moule. La
partie infrieurede la tte rotative (qui supporte ltage infrieur des
rouleaux)comporte une zone lisse qui, lors de sa rotation et de sa
monte,assure le lissage de la face interne du tuyau.
Au dbut du formage, la rondelle de base (qui ralise
laboutfemelle du tuyau) est soumise des mouvements de vibration et
derotation pour permettre le compactage et la finition du collet.
la findu formage, un anneau profil rotatif ralise la finition de
laboutmle.
Les machines modernes utilisant ce procd sont
compltementautomatises, en particulier grce la programmation et la
rgu-lation des vitesses de rotation et de dplacement de la tte. La
rgu-lation est faite partir de la mesure du couple ou de la
puissanceabsorbe par la rotation de la tte.
Le dbit dalimentation en bton est aussi programm et rgul. lissue
du formage, le tuyau frais est transport dans son moulejusqu laire
(ou aux plates-formes) de dmoulage. Les tuyaux sontalors stocks
verticalement pendant environ 24 h pour permettre ledurcissement
ncessaire aux manutentions ultrieures.
Figure 30 Fabrication de tuyaux par compression axiale
Sabot
Rondelle de base
Arbre moteur
Table de remplissage
Moule
Figure 31 Fabrication de tuyau par compression radiale avec tte
deux tages de rouleaux
Anneau profil
Rouleau de ltagesuprieur
Rouleau de ltage infrieur
Tte rotative
Table vibrante pourle compactage du colletexploitation du droit
de copie est strictement interdite.ur, trait Construction
Figure 32 Diffrentes techniques de vibration des tuyaux
ba
dc
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
Les machines utilisant cette technique peuvent fabriquer
destuyaux arms de diamtre 300 2 000 mm et de longueur entre 1 et3,5
m. Les cadences de production sont leves puisque la dure ducycle
est de lordre de 2 min pour un tuyau de 400 600 mm de dia-mtre et
de 2,5 m de longueur.
8.6 Vibration
Dans ce procd, le bton est mis en place entre le moule et
sonnoyau sous les effets combins de la vibration et de la
pesanteur. Lavibration est transmise au bton pendant toute la dure
du remplis-sage. Elle peut tre produite et transmise selon quatre
modes diff-rents reprsents en figure 32 :
vibration interne (a) : une batterie daiguilles vibrantes
rpar-ties dans lespace annulaire (entre le moule et le noyau) est
releveprogressivement au fur et mesure du remplissage ;
noyau vibrant (b) : des vibrateurs ou un arbre vibrant sont fixs
lintrieur du noyau et lui communiquent une vibrationcirculaire
;
Aprs transport de cet ensemble sur laire de dmoulage (sol
delatelier ou plates-formes roulantes), la leve du moule laide
dupont roulant (aprs libration des liaisons moule-rondelle de
base)permet le dmoulage complet du tuyau. Celui-ci durcit sur sa
ron-delle de base qui peut tre rcupre pour une nouvelle
production(le lendemain).
Ce procd est maintenant surtout employ pour la production
detuyaux arms dassez gros diamtre (800 3 000 mm) avec desmachines
pouvant tre quipes dune double station de vibrationcompression
(pour amliorer la productivit).
Il est aussi utilis pour la production de tuyaux non arms de
fai-ble longueur (1 m) dans la gamme de diamtres 100 600 mm oupour
des lments de regards (figure 34). Dans ce cas, les
machinescomportent un systme de dmoulage intgr (cadres mobiles
pourla leve du moule et du tuyau support par sa rondelle de
base).
Figure 33 Machine noyau vibrant fixepour gros tuyaux
Noyau vibrant
Vibrateur
Vrins dedmoulage
Module deremplissage
Moule extrieuramovible
Tte de compressionamovibleToute reproduction sans autorisation
du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement
interdite. Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 -
15
vibration par le moule extrieur (c) : des vibrateurs rpartis
surla priphrie du moule lui communiquent des vibrations radiales
;
vibrations sur table vibrante (d) : lensemble moule-noyau fixsur
une grosse table vibrante reoit une vibration
essentiellementverticale.
Ce procd est surtout employ pour les tuyaux ou conduits degrand
diamtre (2 000 7 000 mm) durcis en moule. Le noyau estsouvent
rtractable pour permettre son enlvement ds que lebton prsente la
rigidit suffisante.
8.7 Vibration compression noyau fixe
Dans ce procd, le bton mis en place entre le moule et le
noyauest vibr (gnralement par le noyau et quelquefois le moule
ext-rieur), puis comprim axialement par une tte quipe du
profildembotement mle (figure 33).
Ensuite, aprs dplacement de la tte de compactage, lensembletuyau
en bton plus moule extrieur est extrait du noyau (parlaction
successive des vrins de dmoulage, puis dun treuil depont roulant).
Figure 34 Machine noyau vibrant fixe pour regards
Tte de compression
Moule
lment deregard dmoul
Noyau vibrant fixe
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 16 Techniques de lIngnie
Les tuyaux sont transports sur leur aire de durcissement
(sansleur moule extrieur laide de petits chariots manuels).
Ces machines peuvent, pour de petits diamtres, tre quipes dedeux
ou trois ensembles noyau-moule-tte de compression, ce quipermet la
production simultane de plusieurs tuyaux et amliore laproductivit
(une machine triple peut produire jusqu 90 tuyaux parheure).
8.8 Vibration compression noyau mobile
Ce procd diffre du prcdent par le mouvement du noyauvibrant qui
monte progressivement lintrieur du moule au fur et mesure du
remplissage (figure 35). Cela prsente principalementtrois avantages
:
remplissage du bton dans laxe du tuyau, ce qui vite
lessgrgations lies au cheminement du bton autour de larmature,comme
dans le cas du remplissage dans lpaisseur (surtout pourles faibles
diamtres) ;
distribution radiale du bton par une tte rotative
quipedailettes, de sabots ou de galets, ce qui permet une
distributionplus homogne et un prcompactage radial du bton avant
vibra-tion (comme sur les machines compression radiale, le couple
ou lapuissance absorbe par cette tte est utilis pour rguler la
vitessede monte du noyau et lalimentation du bton) ;
vibration plus intense dans la zone du compactage autour dela
tte (compte tenu du mouvement vibratoire semi-pendulaire dunoyau)
qui acclre le compactage.
lissue du remplissage, la tte de compression applique, lextrmit
mle du tuyau, une pression combine une rotation(pour la finition de
surface de labout).
Le dmoulage complet est ralis sur la machine par la descentedu
noyau et la leve du moule. Le tuyau en bton est maintenu parla
rondelle de base, elle-mme supporte par une table rotative ouun
pont dmouleur. Aprs dmoulage, le tuyau est transport parun chariot,
ou un pont robotis, sur laire de durcissement.
Les machines rcentes sont souvent conues pour fabriquer deuxou
trois tuyaux simultanment (selon les diamtres). La productivitest
alors leve : par exemple, en une heure, 45 tuyaux collet dediamtre
400 mm et 2,5 m de longueur pour une machine deuxmoules, 90 tuyaux
de mmes dimensions pour une machine troismoules. Des tuyaux de
diamtres diffrents peuvent tre fabriqussimultanment sur ces
machines.
9. Bordures et pavsLes produits de voirie tels que bordures et
pavs sont gnrale-
ment fabriqus avec des processus (dmoulage immdiat et
durcis-sement sur planches) et des machines du type presses
vibrantes,trs semblables ceux utiliss pour les blocs en bton.
Cependant, pour rpondre aux exigences particulires des pro-duits
de voirie concernant laspect, les rsistances mcaniques,
ladurabilit, les conditions de production prsentent
certainesparticularits :
les btons utiliss sont plus doss en ciment (14 18 % enmoyenne)
et plus plastiques (teneur en eau du bton frais 6 7 %),le
compactage est plus pouss (faible porosit) par lemploi devibrations
plus puissantes et plus longues (4 8 s au lieu de 1 3 spour les
blocs) ;
la finition et laspect de surface sont amliors par lemploi
debtons plus fins (microbtons limits 4 mm) ou de deux btons(bton de
masse et bton de parement), compacts simultanment.
Ces particularits conduisent lemploi de presses vibrantes
sp-cifiques dites presses polyvalentes le plus souvent quipes
dedeux modules de remplissage (figure 36) et dans tous les cas
dunensemble de vibration et de pressage adapt.
Pour la fabrication des bordures, les presses vibrantes sont
qui-pes de moules et de pilons adapts aux diffrents types de
bordu-res (A, T, CS, CC, I...). Elles doivent aussi tre quipes dun
systmede nettoyage efficace du pilon chaque opration. En effet,
lutilisa-tion de btons plus fins et plus doss en ciment conduit des
pro-blmes de collage du bton sous le pilon lors du dmoulage.
Dans le cas des fabrications de bordures bicouches ( deux
Figure 35 Machine noyau vibrant mobile pour tuyaux
Trmie et ensemblede remplissage
Tte de compression
Moule
Table rotative
Noyau vibrant mobileexploitation du droit de copie est
strictement interdite.ur, trait Construction
btons), le bton de masse, introduit en premier dans le moule,
doittre lgrement prcompact laide du pilon pour laisser la placeau
bton de parement dont lpaisseur en face vue est de lordre de15
mm.
Ce bton de parement peut tre compos partir de ciment blanc,de
pigments et de granulats spciaux (par exemple mlange dequartz et de
basalte) pour obtenir aprs traitement les aspectsrecherchs (par
exemple type granite ou porphyre, gris, ocre ourose). Ces aspects
sont gnralement obtenus aprs un lavageimmdiat ralis en sortie de
presse.
Les bordures fraches sont stockes dans des cellules de
durcisse-ment puis palettises de faon automatique aprs 24 ou 48
h.
La production moyenne des presses vibrantes utilises pour
lafabrication des bordures se situe entre 100 et 200 oprations
parheure, soit selon le nombre de produits par moule (figure 37)
(de 1 10 bordures selon le type), entre 100 et 2 000 m/h.
Pour la fabrication des pavs, les presses sont quipes demoules
et de pilons adapts la forme des produits et leur pais-seur (60, 80
ou 100 mm). Les moules obtenus le plus souvent paroxycoupage ou
dcoupage au laser dans une plaque paisse dacierspcial, peuvent tre
raliss pour toute forme de pavs et pour dif-frentes dispositions
(par exemple pavs prembots pour permet-tre la pose mcanise) (figure
38).
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
Dans le cas de pavs bicouches, lpaisseur de la belle face
estsouvent rduite 5 ou 10 mm, elle est rgle par la
profondeurdenfoncement du pilon dans le moule lors du prcompactage
dubton de masse.
La production ralise avec les machines deux btons se situeentre
500 et 1 000 m2 de pavs par poste de 8 h (pour une machine
2
Figure 36 Presse vibrante polyvalente quipe de deux modules de
remplissagepour la production de bordures bicouches
MouleMoule
vacuationdes
borduresfraches
Module de remplissagedu bton de parement
Pilon
Module de remplissagedu bton de masse
Figure 37 Moule 3 bordures T2Figure 39 Pilon spcial pour
compression en 2 phases de pavs tags
Moule
Planche
Tablevibrante
Pilon 1er tagePilon 2e tage
ButeToute reproduction sans autorisation du Centre franais
dexploitation du droit de copie est strictement interdite.
Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 - 17
Les pilons peuvent tre plans, avec chanfreins ou reliefs
(parexemple pour obtenir des aspects rustiques) ou encore avec
dessystmes compression en deux phases (pour produire des pavstags)
(figure 39).
simple produisant 0,5 0,6 m par opration), cette production
peuttre double avec des machines dites doubles (environ 1 m2
paropration).
Les pavs font souvent lobjet de traitements de surface pourcrer
des aspects particuliers (en combinaison avec les couleurs etles
reliefs crs par les pilons). Ces traitements peuvent tre raliss
ltat frais par un lavage immdiat qui limine la pte de ciment
ensurface. Ils peuvent tre raliss ltat durci par des techniques
degrenaillage ou de bouchardage.
Les machines dmoulage frais sur frais (figure 4), sont
assezsouvent utilises pour la production des pavs en monocouche
ouen bicouches, cela permet de limiter les quipements ncessaires la
manutention et au stockage des produits frais.
Les pavs sont le plus souvent stocks sous la forme de
paquetshousss pour assurer leur protection contre les salissures et
viterlapparition de phnomnes defflorescences secondaires crs parla
stagnation de leau de pluie entre les pavs. Le houssage
permet,entre autres, dassurer la stabilit des paquets.
Les bordures et les pavs en bton peuvent tre fabriqus
avecdautres types de machines que les presses vibrantes. Ce sont,
parexemple, les machines retournement dmoulage immdiat(figure 44)
ou encore des presses essorage haute pression(figure 42).
Figure 38 Moule pavs avec disposition correspondant celle de la
pose
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 18 Techniques de lIngnie
10.Dalles et carreauxen bton
10.1 Fabrication
La fabrication des dalles et carreaux en bton peut tre
raliseavec des techniques et machines trs diffrentes selon, en
particu-lier, le type de produit et les capacits de production
recherches.
n La plupart des dalles et carreaux de mosaque de marbre
sontfabriqus sur des presses automatiques dmoulage immdiat
quipeuvent tre :
des presses haute pression dites hermtiques , destines la
production de dalles de parement et de carreaux bicouches, cesont
les plus rpandues ;
des presses vibrantes pilonneuses utilises pour la productionde
dalles de parement bicouches ou de dalles en bton massif ;
des presses essorage haute pression, utilises principale-ment
pour la production de dalles en bton massif ;
des presses vibrantes classiques utilises pour les dalles
deparement de petites dimensions (proches de celles des pavs
9).
n Les dalles de jardins ou de piscines ayant des formes
particuli-res (par exemple circulaires) ou des reliefs sont le plus
souventfabriques par moulage avec durcissement dans des moules
enplastique ou en lastomre avec des installations comparables
cel-les employes pour les plaques de cltures.
Cette technique est trs utilise lorsque lon souhaite
fabriquerdes dalles reproduisant les reliefs de pierres ou de pavs
naturels,ainsi que toute sorte de dessins gomtriques.
n Les carreaux de ciment , dont lorigine est la plus
ancienne,sont encore fabriqus manuellement avec laide de presses
simpleslorsquil sagit dobtenir des carreaux veinages ou
dessins.
Dans ce cas, la face vue (appele belle face) est constitue de
plu-sieurs microbtons colors, dverss manuellement dans le fond
dumoule revtu dune plaque mtallique polie, et garni dune
grillereprenant le motif graphique du dessin reproduire. Cette
grille,appele diviseur, est retire avec prcaution avant la mise en
placedu bton de sous-couche (appel caisson).
Le pressage de lensemble assure le compactage et le transfert
deleau entre les deux couches, ce qui permet un dmoulage immdiatdes
carreaux.
Les machines le plus souvent utilises pour la production
engrande srie de dalles ou de carreaux sont les suivantes.
n Les presses hermtiques : leur principe de compactagerepose sur
le pressage haute pression (12 20 MPa sur le bton)de deux btons trs
diffrents. Le bton de belle face assez plastiqueest dpos dans le
fond des moules et le bton de semelle ou cais-son, trs sec, est
dpos sur le prcdent.
Les moules constitus par des cadres trs rigides,
interchangea-bles (correspondant aux diffrents formats des dalles)
sont bridssur des fonds rigides revtus dun lastomre pour assurer
une par-faite tanchit.
Le pressage assure le compactage des deux btons et le
transfertde leau excdentaire de la belle face dans le bton du
caisson.
Cette mthode, hrite des fabrications de carreaux de mosaquede
marbre (granito), est applique maintenant sur des dalles degrand
format (jusqu deux dalles 50 50 cm ou une dalle60 80 cm) grce des
presses de grandes capacits dont les forcesmaximales de pressage se
situent entre 6 000 et 14 000 kN.
La plupart des machines utilisant cette mthode sont du type
table rotative quipe de 6 7 ou 8 moules, et autour de laquellesont
disposs les diffrents postes du cycle de production(figure 40).
Le travail de chaque poste peut ainsi tre ralis simultanment,ce
qui conduit des cadences de production rapides (9 15 s parmoule)
dpendant de la dure de lopration la plus longue qui estle pressage
haute pression.
La production de ces machines se situe entre 50 et 300
m2/h(figure 41).
n Les presses vibrantes pilonneuses sont des machines
utilisantdeux btons beaucoup plus semblables en ce qui concerne
leurteneur en eau. Le compactage est obtenu par une succession
devibrations compressions et de pilonnage vibrant. Les divers
postesde remplissage et de compactage sont rpartis autour dune
tabletournante qui dispose de 5 ou 6 moules.
Figure 40 Organisation des diffrents postes sur une machine
dalles table rotative
DmoulageRemplissage
belle face
Vibration
Vibration
Remplissagesemelle
Prcompression
Pressage hautepressionexploitation du droit de copie est
strictement interdite.ur, trait Construction
Figure 41 Presse hermtique de 8 000 kN
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
Les cadences de production sont semblables celles des
presseshermtiques (12 15 s par poste) soit pour deux dalles 50 50
cmpar moule, environ 100 m2/h.
Ces machines sont gnralement adaptes pour produire des dal-les
de plus fortes paisseurs (en gnral jusqu 80 mm et dans lecas de
machines spciales jusqu 160 mm) car les fonds de moulescoulissent
lintrieur des cadres de moule (dmoulage par jec-tion) permettant le
rglage de lpaisseur sans changer les cadres.Lutilisation de ce type
de machine ncessite la mise en place duncapotage efficace autour du
poste de pilonnage qui est extrme-ment bruyant.
Lorsque lon dsire obtenir des dalles avec un aspect textur
repro-duisant certaines pierres (dalles, roche ou travertin), on
dispose enfond de moule des matrices relief en lastomre dur ou en
acier.
n Les presses essorage haute pression utilisent le principe
delvacuation de leau excdentaire dun bton par les parois poreu-ses
du moule. Le bton trs plastique (E/C 1, granulomtrie0/8 mm ou 0/16
mm) est dvers dans un moule trs rsistant, dontle fond est constitu
dune plaque perfore supportant un papier ouun tissu filtrant
(figure 42).
Un second papier filtre est dispos la surface du bton et le
pilonest quip dune plaque perfore avec un systme daspiration
(lesecond papier filtre peut tre remplac par une toile filtrante
fixesous le pilon).
Lors de la compression, la pression applique au bton (10 15 MPa)
provoque lvacuation de leau excdentaire au travers desfiltres, ce
qui permet le dmoulage immdiat. La manutention desproduits finis
seffectue laide de systmes ventouses.
Les dalles dmoules immdiatement la sortie de ces machines
haite. Lemploi de papiers motifs ou dessins permet de raliserdes
lavages plus ou moins profonds et dobtenir des dalles avec
cesdessins (figure 43).
Le grsage-polissage est une technique de traitement
tradition-nelle pour les carreaux mosaque de marbre, il fait
apparatre la tex-ture interne des gravillons et donne une surface
parfaitement planeet lisse. Il est de plus en plus appliqu sur des
dalles de grands for-mats (jusqu 650 mm) avec des machines
automatiques appelesgrseuses linaires. Ces machines, quipes de
nombreuses ttes etoutils dusinage, sont capables de traiter entre
50 et 100 m2/h de dal-les.
Figure 42 Moule et pilon dune presse essorage
Pilon
Plaque perfore
Papier ou tissu filtrant
Plaque dusure du moule
Cadre du moule
Bton
Papier ou tissu filtrant
Plaque perfore
Fond de moule rainurpour vacuation deau
Figure 43 Reproduction de dessins avec papier retardateuret
lavageToute reproduction sans autorisation du Centre franais
dexploitation du droit de copie est strictement interdite.
Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 - 19
sont dposes sur des supports qui sont empils ou stocks dansdes
rteliers.
Aprs un durcissement en ambiance contrle en temprature (20 40
oC), et hygromtrie (95 % HR) pendant une dure de lordre de24 h, et
ventuellement un traitement de surface, les dalles sontpalettises
et housses.
10.2 Traitements de surface
Des traitements de surface sont trs souvent appliqus sur les
dal-les et carreaux en bton. Les plus rpandus sont les lavages qui
per-mettent de faire apparatre en surface les grains des gravillons
oudes sables de parement, utiliss dans la belle face.
Le lavage peut tre ralis directement sur bton frais juste aprsle
dmoulage. Dans ce cas, les dalles sont maintenues verticalementet
des rampes de lavage et de rinage balaient la surface des dallesde
haut en bas.
Le lavage est aussi pratiqu sur les dalles durcies dont la
surfacea t dsactive par un papier retardateur dispos en fond
demoule avant la mise en place du bton de belle face. Diffrents
typesde papiers sont utiliss en fonction de la profondeur de lavage
sou-
Le grenaillage est une technique de traitement de plus en
plusapplique aux dalles, elle donne des aspects de surface proches
deceux des pierres naturelles. Le grenaillage est effectu sur des
gre-nailleuses linaires tapis, capables de traiter des
productionsjusqu 200 m2/h.
Les aspects de surface des dalles font lobjet de recherches
etdinnovations permanentes, en particulier grce la combinaisonquasi
infinie des teintes des btons, des granulats de parement etdes
traitements de surface.
Les combinaisons les plus utilises sont le grsage et le
gre-naillage ou le lavage et le grsage, mais aussi le grsage de
dallesavec des reliefs.
11.Cltures et lmentsde construction lgers
Les lments de cltures et de construction lgers
similaires(poteaux, plaques, panneaux, semelles...) sont fabriqus
avec desmachines spcifiques souvent appeles machines produits
longsou plats ou machines cltures.
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 20 Techniques de lIngnie
La particularit de ces machines est de produire des lmentsplats
ou longs sur des plateaux (ou des moules) de grande longueur(3 6 m)
et de largeur limite (0,5 1,2 m). La plupart des lmentssont
fabriqus en dmoulage immdiat par retournement sur desplateaux, ces
machines sont aussi appeles machines retourne-ment (figure 44).
Pour les lments minces (plaques ou panneaux) ncessitant unaspect
lisse et une grande prcision dimensionnelle, on utilise latechnique
du dmoulage diffr et les plateaux sont remplacs pardes moules.
Les machines comprennent gnralement les lments suivants.
n Un ensemble de moulage : il permet de raliser des oprations
deremplissage, de compactage du bton, puis le talochage et
ledmoulage des lments (dans le cas du dmoulage immdiat).
Le dmoulage est ralis par le retournement du moule sur lequelle
plateau a t verrouill, puis par la leve du moule ou descente
duplateau aprs son dverrouillage.
Sur les machines dmoulage immdiat, les moules (interchan-geables
pour raliser la production dune large varit de produits)sont brids
sur une poutre qui assure la transmission de la vibrationet le
retournement des produits.
La vibration peut tre directement produite sur la poutre par
desvibrateurs ou arbres balourds (figure 45) ou bien transmise
parlintermdiaire de chevalets vibrants (figure 44). Cet ensemble
peutcomprendre un systme de talochage automatique
gnralementconstitu par un disque rotatif mouvements
programmables.
n Un ensemble de manutention et stockage des plateaux ou mou-les
(dans le cas du dmoulage diffr) : il est constitu soit par
unrtelier quip dun cadre ralisant les mouvements (leve, des-cente,
poussage) (figure 46), soit par un pont transbordeur automa-tique
assurant lempilage et le dpilage programm des plateaux(figure 47).
Dans ce cas, les plateaux comportent des pieds ou desrebords (de
hauteur rglable), permettant leur superposition sanscontact avec
les produits frais.
Lensemble de stockage des plateaux est souvent install dansune
chambre ou un tunnel isol thermiquement, et quelquefoischauff pour
assurer un durcissement plus rapide et une cure opti-mise pendant
la dure souhaite (en gnral 24 h correspondant la dure de rotation
des plateaux).
n Un ensemble de palettisation des produits durcis : il permet
leurempilage dans la position souhaite pour leur stockage.
n Un systme pour le nettoyage, lhuilage et le retour des
plateauxvers lensemble de moulage : cette dernire fonction est
souventralise par le systme de manutention des plateaux.
Certaines machines grande cadence peuvent recevoir un sys-tme de
mise en place automatise des armatures.
Selon la complexit des produits fabriqus, leur nombre parmoule
et lquipement des machines, la production journalire (7 hde
production) se situe entre 80 et 400 plateaux, soit par exemple500
800 poteaux de cltures de section 0,1 0,1 m et de longueur3 m.
Les pondeuses retournement (figure 48) sont des machines
par-ticulires quelquefois utilises pour la production de produits
decltures mais surtout pour celle dlments difficilement
transporta-bles ltat frais (panneaux pour lments de construction
lgers,regards deaux pluviales, traverses de voies ferres, chambres
detirage pour tlcommunications, etc.)
Les pondeuses retournement sont constitues dune poutrevibrante
maintenue sur un chssis mobile assurant ses dplace-ments et son
retournement. Les moules correspondant aux produits fabriquer sont
fixs sur cette poutre.
Aprs remplissage avec un systme simple de trmie et casque,les
lments de bton vibrs et talochs sont dmouls sur le solpar les
mouvements de retournement et de leve du moule.
La machine se dplace dun pas correspondant la largeur
desproduits, puis ralise un autre cycle de production. Pour des
pro-duits difficiles retourner (produits plats ou trs hauts) le
dmou-lage se fait sur plateau au sol (le plateau est verrouill sur
le moule
Figure 44 Principe du dmoulagepar retournement sur plateaux
Chevaletvibrant
stockageca ensemble de moulage b ensemble pour le
retournementexploitation du droit de copie est strictement
interdite.ur, trait Construction
pendant le retournement).
Figure 45 Coupe dun moule poteaux de cltures brid sur sa poutre
vibrante
Poutre vibrante
Moule poteaux
Systme debridage du moule
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
Figure 46 Ensemble de moulage avec retournement et stockage par
rtelier
Ensemble de palettisationEnsemble de moulage
Rtelier de stockage
Portique robotis pour le dmoulageet la manutention des
plateaux
Aire de stockage par empilage des plateauxToute reproduction
sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie
est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait
Construction C 2 262 - 21
Figure 47 Ensemble de moulage avec retournement et stockage par
empilage des plateaux
Poste de moulage(remplissage et vibration)
Poste de moulage(remplissage et vibration)
-
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
__________________________________________________________________________________________________
Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dC 2 262
- 22 Techniques de lIngnie
12.Produits en bton cellulaire autoclav
Le bton cellulaire est un microbton trs lger, rsistant etisolant
; sa masse volumique se situe entre 450 et 600 kg/m3, sarsistance
en compression entre 3 et 6 MPa, sa conductivit thermi-que entre
0,17 et 0,22 W/(m2 K).
Il se prsente sous la forme de produits finis de couleur
blanche,faciles travailler et mettre en uvre ; ce sont des blocs
pourmurs, des carreaux pour cloisons, des linteaux, des dalles de
plan-chers, des lments de bardage.
Le bton cellulaire est obtenu partir de matires minrales(figure
49). Le mlange de sable siliceux finement broy, de ciment,de chaux,
de gypse et deau, forme une pte fluide laquelle onajoute, quelques
secondes avant la fin du malaxage, une poudredaluminium trs fine.
Aussitt aprs coulage dans les moules degrande capacit (environ 7
m3), la pte sexpanse (en doublant devolume) en raison dun dgagement
interne dhydrogne produitpar la raction de la poudre daluminium
dans le milieu trs alcalinde la pte.
Aprs un prdurcissement de quelques heures (2 3 h 60 oC),les
grands blocs sont dmouls et dcoups laide de fils mtalli-ques pour
obtenir les produits crus aux dimensions dfinitives.
Dans le cas de produits arms (dalles de planchers, lments
debardage, linteaux), des nappes darmatures protges de la
corro-sion par un enrobage base de ciment sont positionnes dans
lesmoules avant la coule.Figure 48 Pondeuse retournement
phase de dmoulageb
phase de moulagea
Figure 49 Principe de fabrication du bton cellulaire
Autoclavage
Sable
Broyage
Tunnel de durcissement
Eau Bo
ue
de
sab
le
Bo
ue
de
surp
lus
Cim
ent
Ch
aux
Gyp
se
Bascules
Malaxeur
Alu
Transbordeur
Pose sur grilleexploitation du droit de copie est strictement
interdite.ur, trait Construction
Coupe en long
Coupe entravers
Ouverturedu moule Brossage
Conditionnement
PalettisationHoussage blocs
Four dertraction
Triage desdalles
Stockage sur parc
-
__________________________________________________________________________________________________
COMPOSANTS PRFABRIQUS EN BTON
Aprs dcoupage et ventuellement rainurage (pour les produits
embotement), tous les produits sont soumis un autoclavage quipermet
dobtenir les rsistances finales et une bonne stabilitdimensionnelle
(retrait-gonflement infrieur 0,3 mm/m). Cet auto-clavage est
effectu une temprature de 190 oC et une pression de12 bar pendant
environ 10 h.
Les usines de production dlments en bton cellulaire produi-sent
des volumes importants (100 000 500 000 m3/an) mais nces-sitent des
investissements levs.
13.lments en composite ciment-verre
Le CCV (composite ciment-verre), dnomination franaise deGlass
Fiber Reinforced Cement (GRC) ou de Glasfaserbeton (GFB),est un
microbton riche en ciment (rapport sable/ciment 1), danslequel des
fils de verre (100 200 filaments de diamtre unitaire10 30 mm) sont
incorpors lors du malaxage (technique du pr-mix) ou de la mise en
uvre, selon une technologie directementissue des composites verre
polyester : la projection simultane(figure 50).
Le microbton apporte au CCV ses qualits intrinsques
(moulabi-lit, diversit des parements...). Quant la fibre de verre,
elle lui con-fre un comportement mcanique pseudoductile qui
autorise lacration de produits minces donc lgers : 20 kg/m2 en 10
mmdpaisseur.
Les qualits du CCV (lgret, moulabilit, incombustibilit,
impu-trescibilit, performances mcaniques) sont mises profit pour
laralisation dune large varit de produits non structurels destinsau
btiment (lments de faades, encadrements de baies, claus-tras,
balcons, lments de toitures...), au gnie civil (corniches,crans,
caniveaux, conduits) ou lenvironnement (bacs fleurs,conteneurs de
dchets, rochers artificiels...).
Le dveloppement de lutilisation du CCV date des annes 1980,
ilrsulte de la mise au point de solutions pour garantir long
termeles proprits mcaniques des produits soumis aux intempries
etaux contraintes. Ces solutions sont :
lutilisation de fibres de verre AR (alcali-rsistantes), car la
fibrede verre classique (type E) est attaque par les alcalins du
ciment ;
lajout de polymres acryliques qui apportent une
protectionsupplmentaire des fibres, rduisent la porosit du
microbton etsimplifient les conditions de cure ;
laddition de fines pouzzolaniques qui, en ragissant avec lachaux
forme lors de lhydratation du ciment, vitent la formationde gros
cristaux fragilisant les fibres.
Les formulations actuellement utilises, dites 5/5 en
projectionsimultane (5 % de fibres en masse et 5 % de polymres en
volume)et 3/5 en prmix, prsentent un compromis entre une assez
bonnedurabilit et un cot raisonnable.
La normalisation europenne des CCV en cours depuis 1990 ausein
du TC 229 Produits prfabriqus en bton , a conduit lla-boration de 9
normes dessais (ENV 1170, prEN 1169 et prEN 1170 -1 7) et dun
projet de norme de classification des performances. Cedernier
projet propose la dsignation des CCV par leurs trois
carac-tristiques essentielles et indpendantes (valeurs garanties 95
% 28 jours).
Exemple :CCV10 LOP (limite lastique) en MPa,20 MOR (limite de
rupture) en MPa,0,6 em (dformation la rupture) en %
Figure 50 Pistolet buses concentriques pour la projection
simultane de CCV
Fibre continue
AirentranementmicrobtonAirentranementfibresAirmoteurcoupeur
Microbton
CoupeurToute reproduction sans autorisation du Centre franais
dexploitation du droit de copie est strictement interdite.
Techniques de lIngnieur, trait Construction C 2 262 - 23
-
POUR
EN
SAVOIR
PLUS
Composants prfabriqus en bton
par Jacques BRESSONIngnieur en Chef au Centre dtudes et de
recherches de lindustrie du bton (CERIB)
et Francis DUTRUELChef de la Division Produits-OuvragesIngnieur
en Chef au CERIB
Rfrences bibliographiques[1] GS n 1 Prescriptions techniques
communes
aux procds de mur ou de gros uvre. Mai1987.
[2] Rgles UEATC relatives aux procds deconstruction par grands
panneaux lourdsprfabriqus. Juin 1966.
[3] Arrt du 25 juin 1980 modifi : rglementa-tion applicable aux
tablissements recevantdu public.
[4] Instruction technique n 249 modifie du21 juin 1982 relative
aux faades.
[5] Articles R 235-4-8 et R 235-4-15 du Code dutravail.
[6] Arrt du 31 janvier 1986 modifi par arrtdu 19 dcembre 1988 :
rglementation appli-cable aux btiments dhabitation.
[7] Arrt du 18 octobre 1977 : rglementationapplicable aux
immeubles de grande hau-teur.
[8] Arrt du 28 octobre 1994 : nouvelle rgle-mentation acoustique
pour les btimentsdhabitation (NRA).
[9] Arrt du 30 mai 1966 : modalits de classe-ment des
infrastructures de transports terres-tres et isolements acoustiques
des btimentsdhabitation affects par le bruit.
[10] Exigences Qualitel vis--vis du confort acous-tique des
btiments dhabitation.
[11] Arrt du 9 janvier 1995 : rglementationacoustique applicable
aux tablissementsdenseignement.
[12] CPT Planchers. Titre I.[13] CPT Planchers. Titre II.[14]
CPT Planchers. Titre III.[15] Instruction technique relative
lassainisse-
ment des agglomrations (circulaire 77 284).
[16] Conception hydraulique. Dtermination de lataille nominale.
Installation. Exploitation.Guide dit par la FIB.
[17] Guide de conception et de ralisation deschausses en pavs en
bton. Syndicat FIB-Voirie Environnement.
[18] Amnagements urbains et produits de voirieen bton.
Conception et ralisation. ditionCIMBTON.
[19] Guide de conception et de ralisation deschausses en dalles
de bton. Syndicat FIB-Voirie Environnement.
[20] Recommandations pour la maintenance dumobilier urbain en
bton ou associ dautres matriaux. dition FIB. Mars 1993.
[21] Cahier des charges des lments en btonpar construction
ossature lgre. ditionFIB (groupe ECL) - CERIB. Septembre 1989.
[22] Guide technique de conception ... croix de ST
Andr. CERIB.
[23] Recommandation technique pour cransacoustiques. CERTU.
[24] CCTP Chambre de tlcommunication. di-tion France
Telecom.
[25] Mise en uvre des chambres radier reconstituer. Guide
FIB-Telecom.
[26] Bton hydraulique dans la machine-outil.Guide pratique CERMO
n 76. Juin 1992.
[27] SCHULZ (H.) et NICKLAU (R.G.). Designingmachine tool
structures in polymer concrete.The international journal of cement
compo-site and light weight concrete. Vol. 5, n 3.Aot 1983.
[28] Rgles professionnelles concernant lutilisa-tion des mastics
pour ltanchit. SNJFSept. 1989.
RevuesBetonwerk und Fertigteil-Technik (m).Construction Moderne
(tri).Les Cahiers techniques du Btiment (m.)Toute reproduction sans
autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copieest
strictement interdite. - Techniques de lIngnieur, trait
Construction Doc. C 2 263 - 1Normalisation. Rglementation
MURS ET CLOISONSn MaonneriesP 01-001 9-90 Dimensions des
constructions. Coordination
modulaire : module de base, modulation des dimen-sions
verticales et horizontales.
NF P 01-101 7-64 Dimensions de coordination des ouvrages et des
l-ments de construction.
NF P 14-100 Blocs en bton pour murs et cloisons :
dfinitions.
NF P 14-102 4-94 Agglomrs. Blocs en bton desti