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-PROCEDE DE FABRICATION D'OBJETS EN BETON ARME OU ANALOGUES"
L'invention est relative à un procédé de fabrication d'objets en béton armé ou analogues, dans lesquels les armatures sont mises sous une tension préalable appropriée à la. sollicitation que l'objet est destiné à subir, cette tension étant transmise au béton ou analogue qui est comprimé et est, par conséquent, mis en état de précontrainte.
Il est depuis longtemps connu de précontraindre le béton.
Suivant un procédé connu, la pièce ou construction en béton est réalisée en enrobant de béton les barres ou fils d'armature lon- gitudinaux mis sous tension préalable en prenant réaction sur les moules ou coffrages ou sur des appuis indépendants, la tension des armatures n'étant transmise au béton, en libérant les arma- tures des dispositifs tendeurs, qu'après la prise du béton.
L'ancrage des armatures dans la masse de béton, qui est
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nécessaire pour pouvoir comprimer celui-ci sous l'action de la ten- sion préalable des armatures, peut être assuré par l'adhérence entre les armatures et le béton ou par des moyens d'ancrage rendus solidaires des armatures et prenant appui sur le béton, Au moment de la libération des armatures, la tension de celles-ci produit donc une compression de la pièce de béton, dont la diminution de longueur se traduit par une perte sensible de tension des armatures, à laquelle perte s'ajoute encore celle du retrait et du fluage ultérieurs du béton.
Suivant un autre procédé connu, on exécute d'abord la pièce ou construction à précontraindre et, après durcissement suffisant du béton, on met les armatures sous tension en prenant appui sur les extrémités de la pièce ou construction, les armatures étant ensuite amarrées par des ancrages s'appuyant également sur cette pièce ou construction. Au moment de l'enlèvement des dispositifs tendeurs, la pièce ou construction se trouve donc déjà en état de précontrainte, de sorte que la perte ultérieure de tension des armatures ne résultera pratiquement plus que du retrait et du fluage du béton. Ue procédé nécessite toutefois l'emploi d'an- orages permanents aux deux extrémités de chaque barre ou de cha- que fil tendu, dont la réalisation convenable est toujours dif- ficile et coûteuse.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'objets en béton ou analogue précontraint, qui permet d'éliminer les inconvénients cités et qui consiste essentiellement à réaliser préalablement ces objets en y ménageant des passages à axe rec- tiligne ou incurvé, dans chacun desquels on place ensuite une ou plusieurs armatures, à mettre les armatures sous tension, après la prise du béton, en prenant appui sur les dits objets, à remplir ensuite les dits passages d'une matière de remplissage à base de liant hydraulique ou analogue, par exemple du béton ou du mortier de ciment,, et à libérer finalement les armatures
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après la prise de cette matière de remplissage.
La paroi des dits passages présente avantageusement des creux et reliefs améliorant l'adhérence entre le béton de l'objet à précontraindre et la matière de remplissage des passages y mé- nages.
Les armatures peuvent également présenter des saillies pour améliorer leur adhérence à la matière de remplissage des dits passages.
Par ailleurs, ces passages peuvent être formés par des tubes noyés dans la masse de l'objetà précontraindre.
La gaine de ciment ou analogue ainsi formée autour de chaque armature ne subit pas de contraction longitudinale au moment où, par suite de l'enlèvement des dispositifs tendeurs prenant appui sur l'objet à précontraindre, cette gaine est soumise à l'effort de compression résultant de la tension de l'annature. En effet, cette gaine est simultanément sollicitée à l'extension sous l'effet de la tendance, à se détendre qu'éprouve le dit objet à précontraindre, lors de l'enlèvement des tendeurs.
La dite gaine subit donc deux sollicitations égales et opposées et constitue réellement une gaine d'ancrage parfait de l'armature; cette gaine est donc soumise au cisaillement sur toutes les facettes parallèles à l'axe du passage (et des fils ou barres d'armature)-, il se produit donc une perte de tension inversement proportion- nelle au module de torsion G de la matière de remplissage; mais cette chute de tension devient inappréciable si le diamètre de la gaine est maintenu dans des limites suffisamment faibles.
La matière de remplissage des susdits passages peut être mélangée de substances accélérant la prise, ce qui rend la fabrication plus rapide et réduit le temps d'immobilisation des dispositifs tendeurs des armatures. Alla peut être choisie suffisamment riche en liant, ou à base de liants spéciaux per- mettant une adhérence plus élevée avec l'acier. L'accroissement
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d'adhérence peut être d'origine chimique (emploi de liants spé- ciaux ou de liants inadéquats pour la masse de béton), d'origine physique (emploi de mortier riche en liant :
éventuellement du ciment pur) en Remettant aux cristaux de ciment gâché de se former sur toute la surface de l'armature, ou encore d'origine mécanique (emploi de liants expansifs s'arc-boutant au fur et à mesure de la prise et du durcissement contre la paroi du tube ou de la pièce à précontraindre) en créant dans la matière de remplissage un état triple de contraintes éminemment défavorable au glissement de l'armature dans la masse de remplissage, et au cisaillement de celle-ci.
L'emploi de ces substances (accélérateurs de prise, liants spéciaux, pâtes riches en ciment...) ne peut être envisagé dans le procédé connu, dans lequel les armatures préalablement tendues sont noyées dans la tuasse de béton constituant l'objet à pré- contraindre, étant donné qu'ils devraient être mélangés à toute la masse, ce qui rendrait le procédé trop coûteux, et produirait une influence défavorable sur le retrait (éventuellement gonfle- ment) et les résistances mécanique et chimique du béton. L'em- ploi de liants expansifs dans ce procédé connu serait même inopérant car, faute de paroi permettant au béton de s'arc-bouter, il n'y naîtrait pas de , contraintes de compression transver- sales s'opposant au glissement des armatures tendues.
Le procédé de fabrication faisant l'objet de la présente invention présente encore l'avantage de permettre l'utilisation - d'une matière de remplissage à réaction alcaline et non oxydante (par exemple du superciment portland artificiel avec ou sans ad- dition d'une faible quantité de ciment sursulfaté) s'opposant donc à la corrision de l'armature d'acier. Un tel liant doit4 être souvent proscrit pour la fabrication des masses de béton, à cause de sa trop grande susceptibilité à la corrosion par les agents extérieurs. Les gaines de remplissage peuvent par contre
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être facilement isolées du milieu extérieur en les bouchant aux deux extrémités (par exemple par du plomb, de l'asphalte ou tout moyen équivalent).
D'autres particularités et avantages de l'invention ressor- tiront de la description de quelques exemples d'exécution, donnée ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel :
Fig. 1 montre une vue en coupe longitudinale d'un objet en béton précontraint suivant l'invention; Fig. 2 montre une vue en coupe suivant la ligne II-II de Fig.l,
Fig. 3, 5, 6 et ? montrent des vues fragmentaires en coupe longitudinale de quatre variantes d'exécution d'un objet précon- traint suivant l'invention, et Fig. 4 montre une vue fragmentaire, en coupe suivant la ligne IV-IV de Fig. 3.
Dans ce dessin, 1 représente une pièce ou construction quel- conque en béton ou analogue, pleine ou creuse, par exemple une poutre, une dalle, un poteau, un tuyau, etc.. Dans la pièce 1 sont ménagés des vides ou passages 2, dans lesquels les armatures 3 sont placées librement. Après durcissement complet de la pièce 1, on applique aux armatures 3 la tension voulus, à l'aide de dispositifs tendeurs appropriés quelconques, par exemple à vérins, prenant appui sur les extrémités de la pièce 1. Les passages Z sont ensuite remplis, par exerrrple par injection, de béton, mortier de ciment ou analogues. Les armatures sont maintenues sous tension jusqu'à ce que cette matière de remplissage ait fait prise, en formant les gaines d'ancrage 4. Les appareils tendeurs des arma- tures peuvent alors être enlevés.
Spécialement dans le cas où il est fait usage de fils d'arma- ture de faible diamètre, par exemple de l'ordre de 1 mm., on peut noyer plusieurs de ces fils 5 dans une même gaine d'ancrage 4 (Figs. 3, 4).
Comme montré en Fig. 5, les armatures peuvent être pourvues
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de nodules ou noeuds 6 ou de toutes autres saillies améliorant leur adhérence au ciment ou béton de la gaine 4.
La paroi des passages 2 peut présenter des creux et reliefs.
Elle peut être forcée par un tube Métallique ou autre, par exem- pie un tube 7 (Fig. 6) présentant des ventres et des noeuds, ou un tube fileté 8 (Fig. 7). De préférence, les tubes garnissant les passages 2 ne seront pas cylindriques. Mais présenteront une section longitudinale non rectiligne, par exemple ondulée par rapport à l'axe du tube, afin de réduire en grande partie la résistance longitudinale (résistance nuisible) ae ces tubes.
Il convient de noter qu'une même armature peut traverser une série de pièces en béton ou analogues similaires à la pièce 1, ce qui permet de réaliser une longue pièce monolitne en béton précontraint, par la juxtaposition de plusieurs éléments courts préparés d'avance.