Pompe à Béton
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La pompe, selon le fabricant et le modèle, se compose généralement d'une trémie de réception, de deux cylindres de pompe à béton, et d’un système de valve commandant l'écoulement du béton de la trémie à la canalisation. Un cylindre reçoit de la trémie tandis que l'autre distribue dans la pipe. La canalisation se compose de pipes en acier et de tuyaux flexibles résistant.
Selon l’American Concrete Institute, « Le béton pompé n'exige aucun compromis de qualité. Cependant, un niveau élevé du contrôle de qualité, devrait être maintenu pour assurer l'uniformité du béton. » [1]
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[modifier] Histoire
L'idée de la pompe à béton a été brevetée aux États-Unis en 1913, mais peu de progrès a eu lieu au-delà de quelques épreuves d'essai.
[modifier] La Conception de la Pompe à Béton
Ce n'était qu'en 1927 en Allemagne que la pompe s'est réalisée. Un mat de 100 pieds (30 m), conçu pour livrer le béton au-dessus d'un commémoratif de guerre étant construit à Kiel, Allemagne, était soulevé par une grue et un godet quand il s'est écrasé. L'entrepreneur du projet, Max Giese, a dit, « Si nous pourrions seulement pomper le béton. »[2] En conséquence, l'ingénieur en chef Fritz Hell a commencé la première conception réussie d'une pompe à béton.
[modifier] Croissance de la Popularité
Un Néerlandais nommé J.C. Kooyman, inspiré par la conception d'Hell, a développé la pompe de plus en ajoutant un cylindre horizontal. Son succès a eu comme conséquence des entreprises autour du monde concurrençant pour la chance de la vendre dans leurs propres pays. Des permis initiaux ont été fournis à Torket en Allemagne, Almacoa en France, The Chain Belt Co. aux États-Unis, et The Concrete Pump Co. au R-U.
Les pompes se sont développées en popularité tout au long des années 1930s et 1940s. Après la Deuxième Guerre Mondiale, beaucoup de pays européens ont dû reconstruire leurs villes bombardées, augmentant le besoin de pompes en béton.
[modifier] Développements de l’Industrie
La première pompe hydraulique a été développée dans les années 1950s par Torket. Elle a employé l'eau pour le fluide de fonctionnement. En 1959, une autre société allemande, Schwing, avait fabriqué une pompe entièrement hydraulique qui a employé un RAM actionnée par l’huile avec un cylindre à eau.
En 1963, Challenge-Cook Bros. des États-Unis a introduit la pompe Squeeze-Crete entièrement mobile. Cette pompe était beaucoup plus petite et donc exigeait de l’agrégat plus petit à employer dans le mélange de béton. Des règlements ont été passés pour employer un plus petit agrégat rendant les pompes mobiles plus pratiques et populaires.
La mobilité de ces plus petites unités était le prochain souci. Au commencement elles étaient portés sur des remorques et remorqué par des camions, jusqu'à ce qu'elles soient transformées en unités automobiles.
[modifier] Traits/Comment Ça Marche
[modifier] Valves
[modifier] Valve à Commande Hydraulique
Il y a une série de valves à commande hydrauliques. Capable de manipuler une large gamme des mélanges de béton, les pompes hydrauliques peuvent également écraser l'agrégat emprisonné dans la région de la valve. Elles peuvent pomper 20 à 250 verges cube (15 à 191 m3) de béton par heure.[3]
[modifier] Clapet à Bille en Béton
Les clapets à billes en béton utilisent des boules et des sièges d’accouplement pour commander le béton de la trémie au cylindre et à la canalisation. Elles ne peuvent pas casser l'agrégat dans la région de valve. Généralement ces valves sont utilisées pour pomper un peu de béton avec peu de MSA par des canalisations plus minces. Elles peuvent seulement pomper 20 verges cube (15 m3) ou moins de béton par heure.[4]
[modifier] Pompes
[modifier] Pompes Mécaniques
Les pompes originales développées étaient mécaniques et n'ont pas différé immensément par conception. Le plus populaire est le béton pompé. Il est tout à fait fondamental dans sa fonction. Le béton est versé dans le distributeur d'alimentation, qui est relié aux cylindres par une valve rotative actionnée par un bras fixé à une came. La valve s'ouvre et le piston commence par un coup vers l’arrière, permettant au béton d'entrer dans le cylindre. La valve se ferme alors et le piston pousse le béton dans la canalisation.
Il y a deux de ces dispositifs de pompage portés sur une armature simple et alimentés par une trémie. Il est capable de remplir deux canalisations séparées ou relié une ensemble.
[modifier] Pompes Hydrauliques
L'introduction de l'hydraulique a révolutionné l'industrie de pompage de béton, comme elle révolutionnait presque tous les autres marchés de construction. Quelques pompes mécaniques existent toujours, mais sont incapables de produire la puissance et la stabilité que les pompes hydrauliques peuvent fournir. Beaucoup de différents modèles des pompes hydrauliques existent, mais ils sont presque tous basés sur deux conceptions originales distinctes.
[modifier] Schwing
La pompe de Schwing est une conception allemande se composant de cylindres jumeaux. Une des prises de cylindres concrètes du distributeur tandis que l'autre la pousse dans la canalisation. Une valve à attaque plate commande l'écoulement du béton entre les cylindres. Le système entier est inclus et scellé en huile, ainsi il est auto lubrifiée.
« On le réclame que ceci représente une avance importante dans la conception de pompe et dans l'aspiration améliorée, usage réduit et fournit l'opération sans heurt et silencieuse. Étant totalement inclus sans les pièces mobiles externes, il est plus facile de maintenir propre et réduit les coûts de maintenance. »[5]
La pompe de Schwing peut renverser l'écoulement du béton, lui permettant d'être tiré de la canalisation. Elle aide également en temps d'attente prolongés en déplaçant le béton dans les deux sens à l'intérieur de la pipe pour qu’elle ne se tasse pas ou ne solidifie pas.
[modifier] Thomsen
Le modèle de Thomsen est une conception américaine différant en quelques manières de la pompe de Schwing. C'est toujours un modèle de piston duel, mais c’est relié par une soupape à languette au lieu d'une soupape à attaque plate. En outre, les pistons sont lubrifiés par l’eau, refroidissant les pistons pendant qu'ils pompent par l'eau.
À la différence de la soupape à attaque plate, la soupape à languette permet à un piston de tirer le béton du distributeur tandis que l'autre piston le force dans la canalisation. Alors, les deux pistons commutent des rôles. Le piston qui vient de remplir la pipe remplit maintenant à partir de la trémie tandis que l'autre pousse le béton dans la canalisation.
[modifier] Pompe Foulante-Crête
La pompe Foulante-Crête est différente des modèles mécaniques et hydrauliques. Cela fonctionne sur un processus très de base. La trémie de rassemblement pousse le béton dans un tube de pompage qui la pousse par une chambre de pompage avec un rouleau tournant. Ce modèle de la pompe est seulement capable de créer un peu de pression. Son rendement maximum est de 90 verges cube (69 m3) par heure avec une gamme de 600 pieds (183-m) pieds horizontales et de 150 pieds (46-m) verticales.[6]
[modifier] Pompes Portés sur Remorques
- Petits Pompes/Universelles
Les petits pompes portées par remorques peuvent livrer 20 à 35 verges cube (15 à 27 m3) de béton par heure. Elles sont équipées de jusqu'à 60 moteurs diesel de puissances en chevaux et peuvent peser 5.000 livres (2.268 kg). Elles sont disponibles avec clapets à bille ou des valves hydrauliques et ont des cylindres de cinq à six pouces. Capable de placer 750 livres par pouce carré (5.171 kPa) de pression sur le béton, ces petites pompes peuvent livrer le béton 250 pieds (76 m) verticalement ou 1.000 pieds (305 m) horizontalement. Typiquement ces pompes sont utilisées pour le gobetage, les dalles de plancher, les semelles, ou les murs.[7]
- Pompe à Résistance Moyenne
Les pompes à résistance moyennes portées par des remorques peuvent livrer 40 à 80 verges cube (30 à 61 m3) de béton par heure. Elles sont disponibles avec 60 à 110 moteurs de puissances en chevaux et pèsent 5.000 à 10.000 livres (2.268 à 4.536 kg). Avec des cylindres de à huit pouces (15 à 20 cm), elles produisent 900 livres par pouce carré (6.205 kPa) de pression capable de livrer le béton 300 pieds (91 m) verticalement ou 1.200 pieds (366 m) horizontalement.[8]
- Pompe à Application Spéciales
Les pompes à application spéciale portées par remorques peuvent livrer plus de 80 verges cube (61 m3) de béton par heure. Elles sont disponibles avec des moteurs dépassant 110 puissances en chevaux et pesant plus de 10.000 livres (4.536 kg). Selon leur taille et puissance, elles fournissent un éventail de capacité de pression et de volume. Utilisés typiquement pour des projets plus grands, tels que des gratte-ciels ou des tunnels, ils sont capables de livrer le béton 1.400 pieds (427 m) verticalement ou 4.600 pieds (1.402 m) horizontalement.[9]
[modifier] Pompes Portés sur Camion
- Pompe Entraînée par Moteur Séparée
Ces pompes sont utilisées quand la puissance en chevaux exigé pour pomper le béton est considérablement moins que ce qui est exigé pour déplacer le véhicule le long de la route.
- Pompe Entraînée par Moteur de Camion
Les pompes entraînées par moteur de camion sont de puissance extrêmement haute et sont capables de fournir 100 à 200 verges cube (76 à 153 m3) par heure. Elles ont des cylindres de huit à neuf pouces (20 à 23 cm) capables de produire 640 à 1.250 livres par pouce carré (4.413 à 8.618 kPa). Ces pompes sont équipés de distributeurs beaucoup plus grands pour contenir plus de béton. Ces trémies sont équipées d’agitateurs pour assurer la qualité du béton.[10]
[modifier] Conduite
Aussi important que la puissance de la pompe est la force de la canalisation à travers laquelle le béton est livré. « Ils doivent être robustes, pour résister à l'abrasion du déplacement de béton là-dedans et d'une manipulation peu soigneuse sur des emplacements. »[11] Ils doivent également être aussi légers que possible ainsi d’être facilement déplacés.
La pipe se compose de deux parties : le tuyau de perche, habituellement fait d’alliage d’acier, et le tuyau de décharge, qui a une estimation de pression plus basse et est fait en matériel beaucoup plus léger, mais flexible et résistant.
Quelques entreprises ont expérimenté remplaçant l'alliage d’acier par l’aluminium pour réduire les poids de pipe, mais on ne lui recommande pas. Une réaction chimique se produit entre le béton et l'aluminium causant une expansion en béton en plastique, une réduction de force, une réduction de résistance à la congélation et fonte et une exécution erratique de ralentisseurs réduisant l'eau.[12]
[modifier] Fabricants Communs
[modifier] Références
- ↑ ACI Manual of Concrete Practice 2006. Pg. 304R-28
- ↑ Illingworth, J.R. Movement and Distribution of Concrete. Pg. 132
- ↑ ACI Manual of Concrete Practice 2006.
- ↑ ACI Manual of Concrete Practice 2006.
- ↑ Illingworth, J.R. Movement and Distribution of Concrete. Pg. 137
- ↑ Illingworth, J.R. Movement and Distribution of Concrete. Pg. 140-141
- ↑ ACI Manual of Concrete Practice 2006.
- ↑ ACI Manual of Concrete Practice 2006.
- ↑ ACI Manual of Concrete Practice 2006.
- ↑ ACI Manual of Concrete Practice 2006.
- ↑ Illingworth, J.R. Movement and Distribution of Concrete. Pg.141
- ↑ Illingworth, J.R. Movement and Distribution of Concrete. Pg. 142
