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Procédé de fabrication de produits creux en béton précon- traint dans le sens longitudinal et dans le sens transver- sal, appareil pour l'exécution de ce procédé et produits obtenus.
La fabrication d'éléments de construction creux en béton, tels que tuyaux, poteaux, traverses de chemins de fer et analogues avec armature soumise à une tension initiale dans le sens de la longueur est connue, mais, jusqu'à présent, on ne connaissait pas de procédé permet- tant de fabriquer de tels éléments de construction en bé- ton, qui soient précontraints non seulement dans le sens de la longueur, mais aussi dans le sens transversal. La présente invention remédie à ces inconvénients.
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L'invention a pour objet un procédé de fabrica- tion de produits creux en béton précontraint dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, selon lequel on place et fixe provisoirement sur le noyau extensible d'un moule, à l'état complètement pris, des éléments de cons- truction en forme de barre, précontraints dans le sens longitudinal, ayant une section symétrique et munis d'une armature longitudinale qui est distribuée symétriquement sur leur section, on pose l'armature transversale du pro- duit de béton à fabriquer sur ces éléments de construction, on l'y fixe et on la met sous tension initiale par exten- sion du noyau extensible du moule, puis ensuite on apporte et on fait prendre le coulis de béton nécessaire à la formation de la paroi du produit de béton,
dans laquelle sont incrustés tant les éléments de construction en forme de barre qu'également l'armature transversale.
Conformément à ce procédé, on peut fabriquer des produits de béton creux présentant une section ronde ou polygonale quelconque, tels que tuyaux, poteaux, traver- ses de chemins de fer, de même que ceux dans lesquels le 'contenu de leur surface de section augmente ou diminue vers l'un des côtés, ces produits étant particulièrement précieux grâce au fait qu'ils présentent une tension ini- tiale ou précontrainte, non seulement dans le sens longitu- dinal, mais également dans le sens traneversal.
Il s'est avéré particulièrement avantageux tant en ce qui concerne le besoin en ciment qu'également en ce qui concerne la réduction du temps de prise, de faire exé- cuter le processus de prise des produits de béton coulé dans les moules non pas sous des conditions normales, mais sous une pression de vapeur directe.
L'invention concerne en outre un appareil pour l'exécution de ce procédé, ainsi qu'un produit de béton creux précontaint dans le sens longitudinal et dans le sens
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transversal fabriqué suivant ce procédé.
Une forme de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, ainsi qu'une variante de réalisation, sont représentées schéma- tiquement aux dessins annexés et le procédé conforme à 1' invention est également expliqué en détail à l'aide de ces dessins.
Les fig. 1 à 3 représentent en perspective trois formes de réalisation différentes d'éléments de construc- tion en forme de barre précontraints dans le sens longitu- dinal, tels qu'ils sont utlisés pour la fabrication du produit de béton dans le cas représenté d'un tuyau en bé- ton.
La fig. 4 est une coupe longitudinale.
La fig. 5 est une coupe transversale du noyau du moule utilisé pour la fabrication de ce tuyau de béton.
La fig. 6 est une coupe en perspective du noyau du moule avec les éléments de construction précontraints dans le sens longitudinal posés sur lui et l'armature transversale également placée sur lui.
La fig. 7 est une coupe longitudinale du moule dans lequel du béton est coulé.
La fig. 8 est une coupe transversale du tuyau de béton produit précontraint dans le sens longitudinal et dans le sens transversal.
La fig. 9 est une coupe transversale d'un autre moule servant à la fabrication d'une traverse creuse de bé- ton précontrainte dans le sens longitudinal et dans le sens transversal après avoir coulé le béton dans le moule.
On fabrique tout d'abord des éléments de construc- tion en forme de barre en béton avec armature longitudina- le sous tension initiale. Contrairement aux poutres de béton armé précontraintes connues, dans lesquelles l'armatu-
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re longitudinale est disposée complètement ou en majeure partie dans la zone de traction de la section transversa- le, dans ces éléments de construction en forme de barres utilisées dans le procédé selon l'invention, qui peuvent présenter une section quelconque mais symétrique, l'armatu- re longitudinale est répartie symétriquement sur toute la section.
Ces éléments de construction en forme de bar- res ne présentent donc pas la courbure de bas en haut que l'on peut observer dans les poutres en béton armé précon- traintes connues et qui est à imputer à la disposition de l'armature longitudinale dans la zone de traction de la section, mais ils sont complètement rectilignes. Comme armature longitudinale de ces éléments de construction, on utilise avec avantage des fils métalliques enchevêtrés entre eux par paires en nombre nécessaire. Ces éléments de construction peuvent aussi présenter dans le sens trans- versal une armature pouvant être utilisée en même temps avec avantage pour fixer d'une manière précise la position des paires de fils métalliques de l'armature longitudinale.
La surface de ces éléments de construction en forme de bar- res est établie aussi rugueuse et inégale que possible et leur armature transversale peut en faire saillie latérale- ment en partie afin d'obtenir une adhérence sûre d'une couche de béton coulée ou projetée après coup.
La fig. 1 représente une partie d'un tel élément de construction qui a une section rectangulaire et possède une armature longitudinale constituée par huit paires de fild métalliques sous tension initiale.
La fig. 2 représente une partie d'un autre élé- ment de construction de ce type, dont la section a la for- me d'un trapèze régulier, dont l'armature est constituée par six paires de fils métalliques s'étendant dans le sens de la longueur qui sont soumis à une tension initiale et une armature transversale qui fait saillie sur le dessus @
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de l'élément de construction à intervalles réguliers.
La fig. 3 représente une partie d'un tel élément de construction dont la section possède la forme d'un trian- gle équilatéral et qui présente, en dehors d'une armature longitudinale constituée par six paires de fils métalliques, une armature transversale qui fait saillie sur deux côtés à intervalles réguliers.
La longueur de ces éléments de construction pré- contraints en forme de barres correspond à la longueur du produit de béton à fabriquer, puis la forme et la gran- deur de leur section, leur armature, ainsi que le nombre en lequel ils sont utilisés, dépendent de la nature du pro- duit de béton à fabriquer.
Pour fabriquer des produits de béton, on utilise un moule qui peut être constitué par un noyau dont le diamètre extérieur peut varier, et une coquille extérieure.
Le noyau d'un tel moule servant par exemple à la fabrication de tuyaux circulaires est représenté aux fig. 4 et 5. Ce noyau présente une broche 1, qui comporte sur un côté d'une partie médiane lisse, un filetgge à droite et sur l'autre côté un filetage à gauche. Un corps écartable cylindrique 2, comportant un taraudage correspondant est vissé sur cha- cun de ces deux filetages. Ces corps d'écartement 2 présen- tent sur leur périphérie , des rainures 3 réparties régu- lièrement qui s'étendent régulièrement en profondeur vers l'intérieur, donc vers le centre de la broche 1. Des sup- ports 4 à profil en forme de T sont disposés entre les deux corps d'écartement 2. Les extrémités biseautées des âmes de ces supports 4 sont guidées dans des rainures opposées 3 des corps d'deartement 2.
En tournant la broche 1 dans le corps d'écartement 2, on fait varier la distance de ces corps les uns des autres et on produit également une va- riation du diamètre de ce noyau du moule.
Des éléments de construction en forme de barres
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précontraintsdu type tel que décrit à l'aide des fig. 1 à 3,sont placés sur la périphérie dundyau décrit du moule en les répartissant régulièrement. comme le montre la fig.
6, à l'état complètement pris dans une position parallèle à l'axe du noyau et cela de façon que chacun de ces éléments de construction 5, en forme de barres, s'étende en pont sur l'intervalle ménagé entre deux supports voisins 4. Ces éléments de construction 5 sont provisoirement fixés sur le noyau, par exemple par deux plaques de serrage enfilées sur leurs extrémités et non représentées au dessin. Ensui- te, l'armature transversale est posée et fixée sur les élé- ments de construction en forme de carres. Cette armature transversale est avantageusement constituée par au moins un fil métallique ou une paLre de fils métalliques 6 retor- dus ou enchevêtrés (fig. 6) mis sous tension sous une forme hélicoïdale et sur toute la longueur des éléments de cons- truction en forme de barres.
Après un contrôle précis et, si nécessaire, une correction de la position des éléments de construction 5 et de l'armature transversale 6, on fait tourner la broche 1 dans les corps d'écartement 2, de façon que ces derniers se rapprochent les uns des autres. De ce fait, les supports 4, dont les âmes sont guidées dans les rainures allant en s'approfondissant vers le centre de la broche 1 et qui s' appliquent sur le fond de ces rainures, sont poussés uni- formément vers l'extérieur, ce qui a pour effet que les éléments de' 'construction s'appliquant contre les poutres 4 sont aussi poussés vers l'extérieur, l'armature transver- sale 6, posée sur ces éléments de construction étant mise sous tension. La mesure dont le diamètre du noyau doit $tre agrandi pour obtenir la tension initiale demandée de 1' armature transversale est calculée d'avance.
Il faut na- turellement calculer la largeur des éléments de construc- tion en forme de barres 5 utilisée de façon qu' ils restent
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appliqués suffisamment des deux cotés sur les supports 4 également après extension du noyau du moule.
Le noyau est ensuite inséré avec les éléments de construction précontraints en forme de barres posés sur lui et l'armature transversale sous tension initiale dans la coquille extérieure 7 du moule (fig. 7), puis du cou- lis de béton est coulé dans l'espace creux ménagé entre cet; te coquille extérieure 7 et les éléments de construction en forme de barres 5, ainsi que les surfaces libres se trouvant entre ces éléments des supports 4. La coulée dans le moule peut être effectuée, le cas échéant, sous pression et le moule dans lequel la coulée est faite peut être mis en vibration, de même que l'on peut appliquer toutes les mesures connues qui sont appropriées à améliorer les pro- duits* Le tuyau de béton armé reste dans ce moule jusqu'à ce que l'opération de prise soit complètement terminée.
Le moule, qui est représenté en coupe transversa- le à la fig. 9, sert à fabriquer des traverses de chemins de fer creuses précontraintes dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. La fabrication de telles tra- verses de chemins de fer, dont la section présente de pré- férence de forme d'un trapèze régulier. seffectue exacte- ment de la même manière que la fabrication précédemment décrite de tuyaux cylindriques et seul le moule utilisé est constitué de façon un peu différente. Dans la fig. 9, 8 désigne la broche comportant, comme dans l'exemple pré- cédemment décrite un filetage à droite sur l'un des côtés d'une partie centrale lisse et un filetage à gauche sur l'autre côté, filetages sur chacun desquels est vissé un corps d'écartament 9.
Ces corps d'écartement 9 présen- tent une section trapézoïdale et ils comportent des rai- nures 10 qui s'approfondissent uniformément en allant vers le milieu de la broche 8.
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Les extrémités Biseautées des âmes des supports 11, qui sont encastrées entre les corps d'écartement 9, sont guidées dans des rainures 10. Une rainure 10 se trou- ve sur chaque bord sur la périphérie des corps d'écartement 9 et la plaque des supports insérés dans ces rainures pla- cées aux angles des corps d'écartement est constituée sous une forme angulaire, de telle manière que ses parties soient placées parallèlement aux surfaces des corps d'écar- tement 9 se rencontrant sur les bords en question. Les au- tres supports 11 présentent un profil en forme de T.
Comme le montre l'exemple de réalisation décrit dans ce qui précède, des éléments de construction précontraints 12, en forme de barres, du type tel que représenté aux fig. 1 à 3, sont posés sur ce noyau du moule constitué par la broche 8, les deux corps d'écartement 9 et les supports 11, de telle manière que les intervalles ménagés entre les plaques de deux supports voisins 11 soient couverts chacun par un tel élément de construction 12. D'autres éléments de construction semblables peuvent être posés entre ceux-ci sur les plaques de support 11. La suite des opérations correspond exactement à l'exemple de réalisation pécédem- ment décrit.
Des éléments de construction en béton creux pré- sentant un autre profil, qui ne doivent pas absolument être cylindriques ou prismatiques, mais dont la surface.de sec- tion peut diminuer un peu vers l'un des côtés, peuvent aus- si être fabriqués de la même manière.
Il n'est pas absolument nécessaire que les élé- ments de construction en forme de barres, qui contiennent l'armature longitudinale sous tension initiale, soient disposés répartis régulièrement sur toute la périphérie du produit en béton ; des produits de béton sollici- tés d'un seul côté, il est au contraire indiqué d'adopter une disposition irrégulière de ces éléments de construc-
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tion dans la section du produit de béton.
Les produits de béton peuvent aussi être fabri- qués de manière que le coulis de béton nécessaire à la formation de leurs parois soit projeté sur le noyau exten- sible sur lequel les éléments de construction en forme de barres, ainsi que l'armature transversale, ont été posés.
Dans ce cas, la coquille extérieure du moule est superflue.
On a en outre constaté de façon surprenante que l'on peut obtenir des avantages extraordinaire tant en ce çoncerne l'économie de ciment, qu'également en ce qui con- cerne la réduction de la durée de prise, lorsqu'on fait exécuter l'opération de prise des produits de béton coulés dans les moules de la manière décrite ou projetée sur le noyau extensible sous pression de vapeur.
Tandis que, par exemple, un béton contenant 300 kgs de ciment au m3 présen- te, après une durée de prise sous des conditions normales de 28 jours, une résistance à la pression de 280 à 300 kgs au cm2, on a pu constater qu'un béton ne contenant que 180kgs de ciment au cm3, qui a été exposé à une pression de vapeur directe de 15 atmosphères au maximum, présentait après trois à cinq heures une résistance à la pression supé- rieure à 400 kgs au cm2Les produits de béton sont simple- ment placés dans une chambre de pression et on amène dans celle-ci de la vapeur sous tension correspondante après sa fermeture.
La réduction tout à fait extraordinaire de la durée de prise permet aussi une utilisation beaucoup plus économique des moules nécessités pour la fabrication des éléments de construction en béton et elle empêche le retrait et le glissement nuisibles du béton.