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L’Utilisation de Béton Réfractaire sur le Terrain

Il peut être difficile de trouver et choisir un béton réfractaire moulable adéquat servant à la construction de poêles de masse. Les qualités requises : haute densité, gros agrégats et haute tolérance aux chocs thermiques. Le béton moulable utilisé ici est le Mont Savage Heatcrete 24 ESC (ESC pour : extra strength course : calibre extra résistant).
L’article ci-desous montre le coffrage, la mise en forme, et le démoulage des 4 modules en béton réfractaire utilisés dans la construction du four à cuire indirect dans la chambre de combustion supérieure.
L’article décrit les techniques appropriées pour réaliser le travail sur le terrain. L’équipement et les techniques pratiquées en atelier sont sûrement supérieurs.




Les 4 moules prêts à être utilisés pour le coulage. À partir du haut, et de droite à gauche, la dalle de sole, la dalle arrière, celle du dessus et le linteau.
Le moule pour la dalle de sole est plus foncé parce qu’il est fait de contreplaqué conçu spécialement pour le coffrage.

Une fois que les moules sont vissés en place il faut les sceller pour empêcher l’évaporation de l’eau pendant la réaction, et faciliter le démoulage. Les moules peuvent être doublés de polythène ou scellés avec de la graisse végétale et du silicone. Les deux techniques se valent, mais ici l’illustration montre les formes enduites de graisse végétale. Le polythène donne aux modules un fini lustré sur les côtés froids, facilement lavable. Quoique ce fini lustré réduise la porosité de la surface, empêchant de façon significative l’action mécanique de l’évacuation des vapeurs d’eau pendant les premières élévations de température. La surface matte des modules fabriqués dans les moules doublés avec la graisse est considérablement plus poreuse.




Avant le coulage tous les moules doivent être scellés. On applique du silicone dans tous les coins et aux endroits où les formes touchent le contreplaqué. Les surfaces des moules sont enduites de graisse végétale.




On placera une bande de papier céramique au fond de la forme du linteau de déchargement pour former un creux où on placera une bande de papier de céramique identique au moment de poser le linteau. Le papier devrait être couvert d’une bande de polythène pour empêcher le mélange de le détremper pendant la vibration.




Idéalement, le béton à mouler devrait être mélangé dans un malaxeur mécanique. Plusieurs béton à mouler sont presqu’impossible à mélanger à la main.
Bien suivre les recommandations du fabricant pour la quantité d’eau à ajouter. Pour le Heatcrete 24, la mesure de 1 ¾ gallon d’eau pour 100 lbs de matière sèche a semblé trop sec. Pourtant, après l’avoir bien mélangé, il a parfaitement pu être vibré en place.
Même un léger excédent d’eau peut considérablement affaiblir les modules.




L’eau utilisée doit être bien propre.
L’eau et les matériaux secs devraient être gardés relativement au chaud au moment de mélanger et après le coulage, avant et pendant la réaction. Une température de 15 à 20 C est idéale. Si on réalise la mise en forme au froid, il faudra réchauffer les matériaux et l’eau, en prenant soin de ne pas surchauffer sinon on forcerait la réaction, figeant le mélange avant même de le vibrer en place.




Parce que le mélange est tellement dur à mélanger, c’est essentiel de travailler rapidement.
On dépose le béton dans le moule. Vaut mieux trop remplir le moule et racler l’excédent, plutôt qu’en mettre moins et devoir en rajouter.
Puis il faut bien tasser le béton en place à l’aide d’une truelle avant de vibrer. L’image ci-dessous montre le béton après avoir été vibré pendant une minute. Quoique jusqu'à présent le mélange ait semblé beaucoup trop sec, il devrait parfaitement prendre forme lorsqu’il aura été vibré.

Beton refractaire à mouler #1 (Video, 11 secs)

Beton refractaire à mouler #2 (Video, 12 secs)




Les moules sont cloués sur une feuille de contreplaqué, elle-même placée sur une autre feuille de contreplaqué, rendant l’effet vibratoire plus efficace, surtout si on travaille sur un plancher de béton.
La vibration se fait avec un marteau rotatoire ou une perceuse à percussion.
En plaçant la mèche dans une retaille de bois on vibre tout le pourtour des formes et tout autour pour placer le béton et faire monter les bulles d’air à la surface.
La façon dont ces 3 moules sont placés, celui du milieu et les deux portions intérieures ne sont pas faciles à vibrer. Il faudra y porter une attention particulière.




La vibration permet de placer le béton et de retirer l’air, mais aussi de faire tomber les plus gros agrégats au fond du moule, poussant les plus petits vers le haut. Comme ceci pourrait débalancer le ratio des agrégats dans le module, la forme ne devrait pas être vibrée plus que nécessaire.

Les surfaces du dessus des modules, qui sont les surfaces chaudes, devraient être laissées brutes et non finies à la truelle. Après le coulage, les formes devraient toutes être bien couvertes de plastique, bien ajusté, et tout l’air évacué en passant la main sur le plastique. Il vaut mieux brocher le plastique en place pour éviter que le vent ne soulève les coins pendant la nuit.




Les moules doublés de polythène.




Les mêmes moules couverts de polythène après le coulage.




Séchage : Le séchage est de haute importance pour la résistance de la pièce finie. On devra garder le site au chaud pendant le séchage.
La réaction hydraulique, entraînée par la prise exothermique du béton, commencera plusieurs heures après le coulage, selon la quantité d’eau et la température des matériaux. Pendant la réaction, les matériaux devraient devenir très chauds et continuer de l’être pendant quelques heures. À ce point c’est important que l’ouvrage soit bien couvert pour empêcher que l’eau ne s’évapore pendant la réaction.
Même si je défais les formes et que j’utilise les modules le jour suivant, une fois qu’ils sont refroidis, ils pourraient idéalement être laissés dans les moules deux jours de plus. S’ils sont démoulés le jour suivant, il vaut mieux les garder humides pendant deux jours.

Linteau encore chaud suite à la reaction exothermique (Video, 18 secs)




Il faut travailler avec précision quand on fait les formes. Les surfaces devant être jointes le seront avec un joint de 1/8 de pouce de papier céramique, donc devront être bien droites et à l’équerre pour bien faire contact à l’assemblage.




La surface froide de cette dalle de sole a été coulée dans un moule en bois légèrement graissé.
C’est probablement préférable de mouler cette pièce sur un polythène car on obtiendra une surface plus lisse et lustrée donc moins perméable et plus facile d’entretien.




Dalle de sole coulée dans un moule doublé de polythène.




Le linteau de déchargement avec un creux à l’avant, façonné avec une bande de papier céramique insérée dans le moule avant le coulage.

Mise en température : Autant que 50 % d’eau ajoutée au mélange pourrait demeurer après que la réaction soit terminée. Pour cette raison il faut prendre grand soin d’amener lentement le coeur réfractaire à température d’opération. Ceci permettra à l’eau piegée dans les modules de s’échapper graduellement par la porosité naturelle des matériaux. On évitera autant que possible le contact des flammes pendant les premiers feux. Quoique pour cette application ce soit presqu’impossible. Amener le foyer trop rapidement à haute température causera cette eau résiduelle, en passant à l’état vapeur et en augmentant de volume à avoir une action mécanique sur le matériau.




Vue d’une coupe à la scie dans un morceau de Heatcrete 24 ESC coulé le jour avant. Les plus gros agrégats sont d’environ 10 mm.


Voir aussi: Image du coeur complete dans: Branchement de Cheminee 6


Doubler Les Moules De Façon Simple et Rapide.

Mise à jour 2011

Utiliser la graisse est salissant. Doubler les moules à l'aide de bandes de polythène, long et difficile, surtout dans les coins. Même en les maintenant en place avec du silicone, pendant la vibration, les bords des bandes de polythène ont tendance à remonter dans le mélange de béton. Résultat, le polythène reste pris dans le béton durci, et les coins du module risquent de se briser. Ou même que les débris de polythène coincés dans le module fondent et dégagent une odeur. Problématique surtout si les modules servent à fabriquer le four.

Les 3 images suivantes montrent ce qui est peut-être la plus rapide, la plus facile et la meilleure façon de doubler les moules sur le terrain.




Le bois pour fabriquer les moules, coupé aux dimensions, couvert de ruban adhésif à l'épreuve de l'eau sur la surface intérieure du moule.




Le moule est assemblé sur une feuille de polythène plus grande que le moule. L'excès de polythène de l'extérieur du moule est coupé pour éviter de le bouger accidentellement pendant que l'on verse et vibre le mélange. On peut aussi fixer le polythène au plancher avec du silicone, mais ce n'est pas nécessaire.




Finalement on applique une goutte de silicone le long des coins du moule, et à l'angle ou le bois couvert de ruban rejoint le polythène. On passera avec un doigt sur le joint de silicone pour assurer qu'il n'y ait pas de fuite entre le plastique et le moule.

Note: La réaction entre le silicone encore frais et le béton liquide fera que la surface du béton où ils auront été en contact aura un aspect poudré en séchant. Mais ce n'est que superficiel et ce n'est pas un problème même si ce n'est pas très beau. Par contre il faut éviter les bavures de silicone ailleurs sur les surfaces du modules qui seront apparentes.

Voir aussi: Naissance d'une fissure dûe à l'évaporation trop rapide

Marcus Flynn

Montreal 2007


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