Elément de construction, tel due poutre, pilier, pylône, dalle, mur, cloison, et procédé d'établissement de cet élément. La construction d'ouvrages en béton armé présente divers inconvénients, notam ment la nécessité d'établir des coffrages et l'impossibilité d'utiliser les ouvrages avant le durcissement très avancé du béton qui néces site un temps considérable.
L'invention décrite ci-dessous a pour ob jet un élément de construction, pouvant être mis en aeuvre, notamment sous forme de poutre, dalle, mur, cloison, pilier, pylône, qui élimine ces inconvénients et présente en outre divers avantages importants.
Il est caractérisé par le fait qu'il est constitué par des blocs juxtaposés maintenus assemblés et fortement comprimés par des barres d'acier logées dans des passages mé nagés dans 1a masse de l'élément et qui sont mises sous tension en prenant appui sur les bords de l'élément.
De préférence, ces barres d'acier tendues forment dans l'élément de construction un réseau occupant à peu près les emplacements qu'occuperaient les armatures de tension dans le même élément établi en béton armé, par exemple, dans le cas d'une dalle de plancher, les barres forment à une certaine distance de la face inférieure deux réseaux de barres parallèles disposés perpendiculairement l'un à l'autre.
Le calcul des matériaux de l'élément se fait comme s'il s'agissait d'un élément en bé ton armé, compte tenu cl-es efforts produits par la mise en tension initiale des arma tures.
On réalise ainsi un élément de nature analogue à celle du béton armé mais dont la masse au lieu d'être un bloc monolithe de béton coulé dans un coffrage garni d'arma tures est constituée de blocs juxtaposés réu nis -et fortement comprimés par des arma tures tendues.
De cette conception découlent immédiate ment les deux avantages principaux sui vants: L'établissement de l'élément, par Pxeniple d'une dalle, se fait très rapidement et â peu de frais en disposant des files de blocs à leur emplacement définitif sur des madriers sou tenus à bonne hauteur, entre les murs d'appui (le la. dalle, par des étais réglable, et en les assemblant fortement comprimés par le barres d'acier mises sous tension.
La tension des barres d'acier donne ii cet élément les qualités du béton armé coulé à armatures sous tension, en évitant les com plications qu'entraîne dans ce dernier cas la mise sous tension des armatures. La, com pression des blocs lui donne des qualités com plémentaires.
L'expérience a, confirmé que, dès l'assem blage à sec des blocs, la dalle a une résis tance sensiblement égale à celle qu'aurait après durcissement la, même dalle établie en béton armé ordinaire; en tous cas cette résis tance est suffisante pour due la dalle puisse être immédiatement utilisée.
Une telle construction est démontable et ses matériaux, blocs et barres peuvent en suite être utilisés à. nouveau. Elle est indiquée pour des bâtiments provisoires tels que ceux édifiés temporairement pour les expositions: en effet, les bâtiments en béton armé coulé que l'on réalise actuellement pour ce but exigent un travail de démolition considérable et leurs déchets sont inutilisables.
Pour augmenter la, solidifié, dans le cas d'un ouvrage définitif, on pourra lier les blocs entre eux et à. leurs armatures par une couche de liant mise entre les blocs et par coulage d'une gaine de liant dans les ca vités autour des armatures. On obtiendra, ainsi un élément monolithe comme s'il était en béton armé coulé, mais ayant des qualités bien supérieures.
Les armatures étant isolées des 'blocs par les gaines de liant, on peut. dans certains cas, employer avantageusement pour les blocs certains matériaux, notamment des agglomérés de puzzolanes, de mâchefer, qui ont des qualités très intéressantes, mais qui ont dû être écartés jusqu'à présent pour la. constitution des bétons armés parce qu'ils eontienneni des corps. par exemple des sui- fui-es, qui attaquent les aciers.
Les blocs peuvent être en béton courant pour toutes constructions courantes. au en béton de mâchefer ou pouzzolane nature11{# pour des dalles ou parois courantes à moyennes surcharge.
01i. pourra aussi cinployer d'autres ina- téria.ux tels que pavés de gés, bétons durs avec s < ilile. de basaltes. quartzites, elc. ou in corporation de limailles métalliques, brique dure, briques ordinaires. matériaux spéciaux (renre Silifer ou autres, pierre taillée, verre, fonte, acier moulé,
caonlclioue, durci, etc.
Au point de vue (le la liaison résultant de la gaine de liant coulée autour des barres d'acier, il est tris avantageux que le passage dans lequel est coulée cett(, gaine présente longitudinalement une surface avec des re dans de façon que l'accrochage des blocs sur la, gaine soit absolu dans tons les sens.
Un élément de construction suivant l'in venlion peut être réalisé avec des 'blocs paral- lélépipédiques entre lesquels on laisserait des espacements pour le passage des barres d'a cier, mais il v aura. en général avantage à le réaliser au moyen d'agglomérés de formes spéciales munis de cavités pour le passage desdites barres.
La présente invention a encore pour ob- jet un procédé d'établissement d'un élément de construction du type indiqué ci-dessus. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'à l'em- pIaee#ment de chaque file de blocs à établir entre deux appuis, on dispose, à hauteur von- bie, un madrier supporté par des étais régla bles. que l'on pose les files de blocs sur ce wstime de madriers, et que l'on met en place a.vee serrage.
dans les alvéoles et cannelures constituant les passages ménagés dans la niase de l'élément, deux systèmes rectangu- laire de barres. d'abord celui dans le sens de la file, puis l'autre, formant le réseau des barres d'acier, puis que l'on retire les ma driers et étais. et qu'ensuite on établit les gaines de liant dans les alvéoles.
A titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et représenté gai dessin annexé diverses formes d'exécution de l'élément de construd- tion suivant l'invention, notamment une dalle, un mur, un pylône, ainsi que diverses formes d'exécution de blocs agglomérés mu nis d'évidements pour le passage des. barres et divers détails d'exécution.
Les fig. 1 et 2 représentent en élévation latérale, sur une des faces et sur l'autre, un bloc aggloméré de forme spéciale.
La fig. 3 représente en section verticale transversale plusieurs files de blocs de ce type formant des poutres élémentaires join tives constituant une dalle reposant sur deux appuis; le plan de cette dalle est visible en fig. 5; la fig. 4 est une vue en bout sur un plan parallèle à celui de la fig. 3, montrant les extrémités des barres principales perpen diculaires à ce plan.
Les fig. 6 et 7 représentent, en élévation, une variante de la forme d'alvéoles du bloc de la fig. 1, et en plan la forme de la gaine de béton coulée dans une file de ces alvéoles.
La fig. 8 représente, en section transver sale, une poutre intermédiaire destinée à réu nir deux travées élémentaires lorsque la tra vée totale de la dalle a une longueur égale à plusieurs fois celle des barres. d'acier.
Les fig. 9 -et 10 représentent deux dispo sitifs de fixation des lambourdes.
La fig: 11 représente un aggloméré à face supérieure formant sol de carrelage.
La fig. 12 représente, en section horizon tale, l'assemblage de deux blocs pour la réa lisation d'un mur vertical et la fig. 13 repré sente la mise en place d'un encadrement de porte ou fenêtre dans une ouverture d'un tel mur; La fig. 14 représente schématiquement un pylône.
L'aggloméré de forme spéciale pour la construction des éléments de construction sui vant l'invention représenté en fig. 1 et 2 est constitué par un bloc approximativement pa- ra.llélépipédique dont deux faces latérales opposées 1 et 2 sont échancrées suivant une creusure 3 ou 4 ménageant dans le bas un ta lon 5 ou 6 destiné à venir en contact avec le talon correspondant du bloc voisin et dans le haut un bec limité par une petite face 7 ou 8, en retrait sur le talon 5 ou 6, et qui, par con séquent, lorsque deux blocs sont juxtaposés (fig. 3)
laisse une ouverture 9 dans la face supérieure de la. dalle pour l'alvéole 10 formé par les deux demi-alvéoles des blocs juxtapo sés 11 et 12. L'alvéole 10 .est destiné au pas sage des barres principales.
Les deux autres faces latérales 13, 14 du bloc des fig. 1, 2 sont creusées de cannelures 15, 16 pour le passage df'un réseau de barres de répartition perpendiculaires aux premières.
Pour mettre en place le plancher entre deux murs parallèles, tels, que 17 (fig. 5), on dispose perpendiculairement à ces appuis des étais 18, 19, etc. de hauteur réglable supportant des madriers 20, 21 sur lesquels on pose des files de blocs telles que 11, 12, pour couvrir toute la travée entre ce mur 17 et l'autre; les files 92, 23 de blocs, perpen diculaires au plan de la figure, sont jointives entre elles par l'appui des talons inférieurs 5, 6 des blocs.
Dans chaque alvéole 10 (fig. 4), on dis pose une barre d'acier principale 24 dont chaque extrémité filetée est munie d'un écrou 25 que l'on serre sur une plaque d'appui et de répartition de pression 26 aux deux extré mités de chaque rangée d'alvéoles 10.
On établit ainsi les liaisons principales perpendiculaires au plan de la fig. 3.
Les barres 24 sont placées généralement environ à une profondeur de 80 % de la hau teur de l'aggloméré.
Ensuite, on dispose dans les cannelures 15, 16 les barres 27 du réseau de répartition perpendiculaire au premier et à chacune de leurs extrémités 28, qui sont filetées et mu nies d'écrous 29, on les serre de même sur des plaques de répartition<B>30</B> en ajoutant s'il y a lieu dans le demi-alvéole terminal une cale de remplissage 31.
En mettant ainsi en ten sion d'une valeur bien déterminée toutes les barres des deux systèmes rectangulaires 24, \?7, ce qui a pour effet de comprimer forte ment tous les blocs dans deux sens, on éta blit une liaison initiale qui, comme il a été dit, d'après les résultats de l'expérience, est suffisante pour donner à la dalle une ré sistance aussi grande que s'il s'agissait; d'une dalle en béton armé coulé de même épaisseur établie avec les mêmes matériaux. On peut.
donc dès ce moment-là enlever les étais 18, 19 et leurs madriers 20, 21 pour les utiliser à la mise en place d'une autre dalle et com mencer à se servir de la. dalle établie.
A l'extrémité d'une série de files de blocs telle que celles 11, 12 représentées en fig. 3 et 4, la barre transversale 24' (fig. 4) du, dernier bloc est trop près de l'extrémité pour qu'on puisse mettre à ses deux bouts (les pla ques de liaison telles que 26. En conséquence. on liera les extrémités des deux dernières barres de liaison voisines 24', 24" par un fer en<B>U,</B> 32, qui servira. à répartir sur une sur face suffisante des blocs il et 12 la pression résultant de la. mise sous tension de ces deux barres 24', 24".
A leurs extrémités, les barres d'aciers ainsi que leurs écrous et plaques d'appui sont noyés dans une poutre en béton coulé 33 ou 34 (fig. 5) reposant sur la partie laissée libre du sommet du mur 17, 17' et formant un ânerage longitudinal pour toutes les barres aboutissant à ce mur.
Lorsqu'il s'agit. d'un ouvrage définitif et que du béton ou mortier est coulé dans la ri gole formée par les alvéoles 10 (fig. 6) pour former une gaine de liaison entre la barre 24 et les blocs 22, 23, il y a intérêt à ce que cette gaine 49 soit fortement. acerocliée aux blocs dans tous les sens. On obtient ce ré sultat par la disposition très simple suivante: chaque bloc, tel que celui des fig. 1 et ?, a sur une face un demi-alvéole 50 ayant une certaine profondeur et sur l'autre face un demi-alvéole 51 ayant une profondeur plus grande (comme on peut le constater sur la figure par comparaison de la courbe 51 avec la courbe 50' reproduisant la forme de la courbe 50).
Si donc on prend soin de disposer les blocs voisins 22, 23... de façon qu'un demi-alvéole de forme 50 soit opposé à ni, demi-alvéole de forme 51. et si tout le long d;- la rigole 10, on alterne cette disposition
EMI0004.0016
en <SEP> passant <SEP> d'une <SEP> rangée <SEP> à <SEP> la <SEP> rangée <SEP> suivante,
<tb> la <SEP> gaine <SEP> de <SEP> béton <SEP> 49 <SEP> aura <SEP> la <SEP> forme <SEP> visible
<tb> en <SEP> fig. <SEP> 7, <SEP> c'est-à-dire <SEP> que <SEP> les <SEP> surfaces <SEP> 51' <SEP> cor respondant <SEP> aux <SEP> alvéoles <SEP> plus <SEP> profonds <SEP> 51 <SEP> for meront.
<SEP> des <SEP> redans <SEP> par <SEP> rapport <SEP> aux <SEP> surfaces
<tb> 50" <SEP> correspondant <SEP> aux <SEP> alvéoles <SEP> moins <SEP> pro fonds <SEP> 50.
<tb> Cette <SEP> gaine <SEP> 49 <SEP> constituera <SEP> donc <SEP> un <SEP> clave tage <SEP> dans <SEP> tous <SEP> les <SEP> sens <SEP> de <SEP> tous <SEP> les <SEP> blocs
<tb> qu'elle <SEP> traverse.
<tb> Grâce <SEP> à <SEP> ce <SEP> système <SEP> de <SEP> construction, <SEP> on
<tb> est. <SEP> certain <SEP> que <SEP> tous <SEP> les <SEP> blocs <SEP> et. <SEP> toutes <SEP> les
<tb> barres <SEP> d'acier <SEP> laissés <SEP> dans <SEP> l'ouvrage <SEP> sont <SEP> de
<tb> (;
utilité <SEP> parfaite, <SEP> car <SEP> la <SEP> mise <SEP> sous <SEP> tension <SEP> et
<tb> sous <SEP> compression <SEP> constitue <SEP> une <SEP> épreuve <SEP> sé vère.
<tb> Par <SEP> suite <SEP> de <SEP> la <SEP> tension <SEP> initiale <SEP> des <SEP> barres
<tb> d'acier <SEP> et <SEP> également <SEP> (le <SEP> la. <SEP> compression <SEP> des
<tb> blocs, <SEP> on <SEP> sait <SEP> que <SEP> l'on <SEP> obtient <SEP> une. <SEP> réduction
<tb> (le <SEP> la <SEP> flèche <SEP> et <SEP> de <SEP> la <SEP> compression <SEP> de <SEP> la <SEP> fibre
<tb> l:au <SEP> t <SEP> e <SEP> et, <SEP> par <SEP> eonséquent, <SEP> une <SEP> augmentation
<tb> cl,, <SEP> portée <SEP> ou <SEP> de <SEP> charge <SEP> pour <SEP> une <SEP> même <SEP> épais @c <SEP> ur.
<tb> En <SEP> 011t:
'-, <SEP> (#e <SEP> système <SEP> réduit <SEP> les <SEP> inconvé nients <SEP> provenant <SEP> dans <SEP> le <SEP> béton <SEP> armé <SEP> du <SEP> fait
<tb> <I>que</I> <SEP> le <SEP> béton <SEP> subit <SEP> pendant <SEP> la <SEP> prise <SEP> et <SEP> le <SEP> dur cissenaent <SEP> un <SEP> certain <SEP> retrait <SEP> qui <SEP> est <SEP> nuisible
<tb> à <SEP> la <SEP> solidité <SEP> de <SEP> l'ouvrage.
<tb> En <SEP> effet. <SEP> la <SEP> compression <SEP> de <SEP> blocs <SEP> qui <SEP> ont.
<tb> < léjsi <SEP> subi <SEP> leur <SEP> retrait. <SEP> bien <SEP> que <SEP> produisant <SEP> à
<tb> hl <SEP> loii;
ue <SEP> un <SEP> certain <SEP> raccourcissement <SEP> n'a
<tb> pas <SEP> un <SEP> effet <SEP> sensible. <SEP> En <SEP> outre, <SEP> on <SEP> peut.
<tb> après <SEP> avoir <SEP> appliqué <SEP> une <SEP> compression <SEP> supé rieure <SEP> à <SEP> celle <SEP> (lui <SEP> sera <SEP> définitivement <SEP> réalisée.
<tb> e( <SEP> provoqué <SEP> ainsi <SEP> un <SEP> premier <SEP> raccourcisse ment <SEP> permanent <SEP> rapicle,
<SEP> reprendre <SEP> à <SEP> la <SEP> va voulue <SEP> le <SEP> serrage <SEP> et <SEP> la <SEP> tension <SEP> des <SEP> barres
<tb> d'acier <SEP> avant <SEP> l'aclièvenient <SEP> définitif <SEP> de <SEP> la.
<tb> dalle.
<tb> On <SEP> peut <SEP> in@ine <SEP> procéder <SEP> à <SEP> un <SEP> vieillisse ni(#n1- <SEP> artificiel <SEP> du <SEP> béton <SEP> en <SEP> appliquant <SEP> à <SEP> la
<tb> dalle <SEP> des <SEP> vibrations <SEP> qui <SEP> ont <SEP> pour <SEP> effet. <SEP> de
<tb> produire <SEP> en <SEP> quelques <SEP> instants <SEP> un <SEP> raccourcis sement <SEP> tel <SEP> qu'il <SEP> se <SEP> produirait <SEP> normalement
<tb> qu'au <SEP> bout <SEP> d'un <SEP> très <SEP> long <SEP> temps.
<SEP> C'est <SEP> après
<tb> ce <SEP> traitement <SEP> de <SEP> vieillissement <SEP> que <SEP> l'on <SEP> donne
<tb> aux <SEP> barres <SEP> d'acier <SEP> la <SEP> tension <SEP> voulue. D'après. ce mode de construction, on est également certain que toutes les armatures sont rigoureusement aux emplacements pré vus et calculés pour elles, ce qui est un avan tage sur le béton armé ordinaire dans. lequel il arrive fréquemment que les armatures ne restent pas aux endroits prévus et viennent, par exemple, trop près des faces inférieures ou supérieures.
Dans certains cas, il y a avantage à faire subir aux barres d'acier un étirage préa lable. Par exemple, avec des aciers marchands mi-durs ayant une limite d'élasticité de 35 kg, le taux de travail autorisé est de 16 à 18 kg; si on leur applique un effort de traction de 60 kg par millimètre carré, ils subissent un certain allongement, et la limite d'élasticité monte à 50 kg, ce qui permet d'adopter un taux de travail autorisé de 5 kg.
Cet étirage peut se faire directement en position de montage et constitue alors une épreuve supplémentaire de la qualité des ma tériaux. Cependant, pour éviter l'écrasement de certaines parties de blocs, il y a lieu de placer les barres, telles que 24,à peu près au milieu de l'épaisseur du bloc pour procéder à cet étirage. Ensuite, on les remet à leur po sition inférieure définitive.
Les calculs s'effectuent suivant les mé thodes courantes de la résistance des maté riaux. Il y a intérêt à faire état des avan tages donnés. par la précontrainte de l'acier entraînant celle des blocs. Les contraintes de ceux-ci s'en trouvent très allégées; on peut ainsi augmenter dans des proportions consi dérables le moment résistant d'une même sec tion, ce qui permet des portées ou des charges plus, grandes (2 à 3 fois) avec une même épaisseur.
Les précontraintes. obtenues sont d'autant plus intéressantes que l'on emploie des maté riaux durs peu déformables (Silifer, pavés. de grès, briques dures, bétons. compacts, etc.).
Avec des matériaux moins durs (bétons courants, bétons de mâchefer, bétons de pouzzolane, bois), il y a lieu de tenir compte d'une réduction de la précontrainte qui se produit pâr raccourcissement des blocs à 1o, longue.
Dans ce but, on pourra majorer chaque fois que cela n'entraînera pas de fatigues trop élevées, le taux de la précontrainte et se rapprocher de la limite d'élasticité du métal, de façon à réduire au minimum la contrainte du béton. On ne dépassera donc pas, sauf cas spéciaux, des contraintes modérées, laissant une marge suffisante pour une certaine dé- contrainte occasionnée par simple vieillisse ment.
II sera même prudent de vérifier qu'en cas de déeontrainte totale, les contraintes de compression sont encore possibles, étant en tendu que l'âge du béton permet alors d'éle ver cette contrainte. Le procédé permet d'ailleur de provoquer le raccourcissement des blocs sans attendre le vieillissement. Il suffit de soumettre la dalle à une vibration et par serrage des écrous de reproduire à me sure la précontrainte désirée.
Deux travées de hourdis voisines peuvent être liées par des chapeaux chevauchant l'ap pui, logés dans le haut des alvéoles, assurant la continuité et l'absorption des. moments né gatifs.
Les expériences contrôlées montrent que les hourdis ainsi constitués périssent par excès d'allongement de l'acier en traction en traînant écrasement, sur la fibre haute, des blocs. Aucune fissure de cisaillement, aucun décollage de bloc à alvéole, aucun arrache ment des fers n'ont pu être observés. Les filetages. restent intacts. L'adhérence de l'al véole de béton sur le métal compense la dimi- iiution de section due au filetage.
L'intérêt des précontraintes obtenues par ce procédé se manifeste par les faits sui vants: pour une pièce librement appuyée, les fissures n'apparaissent que quand la flèche atteint le /lao de la portée, sous une charge atteignant 70 à 7 & % de la charge de rupture.
Des expériences contrôlées ont pleinement confirmé toutes les prévisions théoriques. Par exemple, une dalle de 8 cm d'épais seur et de 2,90 m de portée en béton ordinaire est prévue pour une charge normale de 350, kg au mètre carré.
La méme dalle réalisée d'après le sys tème définitif (avec liant) de la présente in vention avec des barres d'acier ordinaire tendu à 16 kg par mm-' a donné les résultat suivants: Blocs en pouzzolane (matériau beaucoup moins compact et dur que le béton): charge normale 350 kg au m\; en béton de ciment dosé à 400 kg (400 kg de ciment,<B>800</B> litres de gravillon, 800 litres de sable): charge normale 650 kg au m\; en béton de ciment fondu dosé à 300 hg: charge normale $30 kg au mû; en pavés Silifer et liant en ciment fondu: charge normale 1400 kg au m\.
Des résultats encore supérieurs seront obtenus par l'emploi de blocs très résistants, par exemple des blocs creux en fonte, et avec des barres d'acier préalablement étirées.
Dans le cas où la travée de la dalle, éta blie entre ses deux murs d'appui, nécessite l'emploi de plusieurs longueurs de barres d'acier de répartition, il est indispensable d'établir un appui entre chaque travée élé mentaire ayant la longueur d'une barre de répartition. Un tel appui est représenté en section transversale en fig. 8. La première travée se terminant par la file de blocs 35 est prolongée par une file de blocs spéciaux 36 ayant une hauteur supérieure à l'épaisseur de la dalle et formant avec une deuxième file de blocs semblables 37 une poutre de hauteur convenable à évidement en<B>U.</B>
Le bloc 36 est relié à la file de blocs 35 par une barre 38 dont l'extrémité filetée vient à l'intérieur de la poutre en<B>U</B> où elle reçoit l'écrou et la plaque de répartition. De même, la file de blocs suivante 39 est précé dée par le bloc complémentaire de poutre 37 et sa. barre de liaison 40 prend de même appui à l'intérieur de la. poutre en<B>U.</B>
Les groupes de deux blocs tels que 36, 37 sont montés sur un madrier 41, transversal, reposant sur des étais de hauteur réglable 42, de façon à constituer dans sa longueur cette poutre en<B>U.</B> L'évidement en<B>U</B> est garni de fers d'armature tels que 43. 44 mis sous ten- lion par écrous et contreplaques prenant ap pui aux extrémités de la poutre et noyés dans une masse de béton 45.
La liaison entre les travées 35, 39 peut être également complétée par des fers tels que. 48, en forme de chapeaux, placés à la partie supérieure à cheval sur la grosse poutre transversale et formant armature de compression à la face: supérieure du plancher.
La couverture d'une. telle dalle pourra être effectuée soit en fixant les lambourdes 5 2 (fig. 9) au-dessus de l'ouverture des alvéoles 10 à l'aide de tiges de scellement 53 noyées dans le béton, soit, s'il s'agit de blocs (le pouzzolane 54 (fig. 10, dans lesquels les pointes ou vis peuvent rentrer facilement) en clouant ces lambourdes 52 dans un évide ment 53 ménagé à la. face supérieure du bloc. Les lames de parquet 55 seront fixées sur ces lambourdes.
Il va de soi que les blocs employés peu vent être munis pour les alléger d'évidements tels, par exemple, que celui représenté en 56.<B>à</B> la fi--.<B>10.</B>
Dans le cas OÙ l'on vent éviter la. pose d'un parquet, les blocs 57 (fig. 1.1) formé d'aggloméré auront leur face supérieure. for- mant un carrelage 5s. de dureté convenable. Ainsi, le plancher, une fois construit, sera entièrement terminé.
Le même élément de construction, tel que représenté en fig. 1 et ?, se prête également < < la, construction de murs ou parois.
Dans la coupe horizontale représentée en fi-. 12, on a. juxtaposé nu bloc 60 ayant son talon 61 orienté dans un .sens et un bloc 62 a.ya.nt son talon 63 orienté en sens inverse, de façon que le rapprochement des deux blocs forme un alvéole fermé 64 à axe vertical. Le mur (fig. 13) sera donc constitué par un certain nombre d'assises dans lesquelles les alvéoles 64 formeront des cheminées verti cales au centre desquelles on disposera des barres d'acier tendue; telles que 65 et que l'on remplira de béton.
Le deuxième système d'armatures passant dans les rainures 15, 16 (fig. ?) des pelitr,s faces latérales des blocs seront- disposées Horizontalement comme on le voit en 66. La mise sous tension des barres d'acier, la mise sous compression des blocs et le remplissage des alvéoles et des rainures réalisera, comme il a été expliqué pour un plancher, un élément monolithe ayant les qualités indiquées.
Dans le cas -où le mur comporte un évi dement 67 (fig. 13), de porte ou fenêtre, les barres de liaison horizontales telles que 68 disposées immédiatement au-dessus de cette ouverture auront le diamètre voulu pour sup porter la charge du mur entre les appuis. Le dépassement à l'intérieur de l'ouverture 67 des extrémités 69 des barres transversales et des extrémités 70 des barres verticales per mettra de fixer facilement tout autour de l'ouverture 67 un encadrement 71, 72, 73 en bois servant lui-même au montage des char nières de la porte ou fenêtre.
Pour la réalisation d'un pylône, les blocs 81 (fig. 14) sont percés en leur centre d'un canal de diamètre très supérieur à celui de la barre de tension et enfilés sur une barre 82 mise sous tension par écrou et contreplaque 83, le vide étant rempli d'un liant, au fur et à mesure du montage. Le pylône est de préfé rence divisé en plusieurs sections successives, de diamètre diminuant: vers le haut. La barre 84 qui réunit les blocs 85 d'une section est reliée à la barre 82 de la section inférieure par un manchon d'assemblage 86 et ainsi de suite pour chaque section. L'extrémité 87 de la barre la plus haute, qui dépasse au-dessus du dernier bloc 88, est protégée par un cha peau 89 en béton coulé sur place.
Construction element, such as beam, pillar, pylon, slab, wall, partition, and method of establishing this element. The construction of reinforced concrete structures has various drawbacks, in particular the need to establish formwork and the impossibility of using the structures before the very advanced hardening of the concrete which requires considerable time.
The object of the invention described below is a construction element which can be used, in particular in the form of a beam, slab, wall, partition, pillar, pylon, which eliminates these drawbacks and also has various important advantages.
It is characterized by the fact that it is formed by juxtaposed blocks held together and strongly compressed by steel bars housed in passages formed in the mass of the element and which are put under tension by resting on the supports. edges of the element.
Preferably, these tensioned steel bars form in the construction element a network occupying approximately the locations that the tension reinforcements would occupy in the same established reinforced concrete element, for example, in the case of a slab. floor, the bars form at a certain distance from the underside two networks of parallel bars arranged perpendicular to each other.
The element materials are calculated as if it were a reinforced concrete element, taking into account the forces produced by the initial tensioning of the reinforcements.
An element similar in nature to that of reinforced concrete is thus produced, but the mass of which, instead of being a monolithic block of concrete poured into a formwork lined with reinforcements, consists of juxtaposed blocks joined together and strongly compressed by reinforcements. tures tense.
From this design immediately follow the two main advantages following: The establishment of the element, by the addition of a slab, is done very quickly and inexpensively by placing rows of blocks in their final location on planks sou held at good height, between the supporting walls (the slab, by adjustable props, and by assembling them strongly compressed by the steel bars under tension.
The tension of the steel bars gives this element the qualities of cast reinforced concrete with reinforcement under tension, avoiding the complications which in the latter case entails the putting under tension of the reinforcements. The compression of the blocks gives it additional qualities.
Experience has confirmed that, from the dry assembly of the blocks, the slab has a strength appreciably equal to that which would have after hardening the same slab established in ordinary reinforced concrete; in any case this resistance is sufficient for the slab to be able to be used immediately.
Such a construction can be dismantled and its materials, blocks and bars can then be used at. new. It is suitable for temporary buildings such as those erected temporarily for exhibitions: in fact, the poured reinforced concrete buildings that are currently being produced for this purpose require considerable demolition work and their waste is unusable.
To increase the, solidified, in the case of a final work, we can link the blocks to each other and to. their reinforcements by a layer of binder placed between the blocks and by casting a sheath of binder in the cavities around the reinforcements. We will thus obtain a monolith element as if it were in poured reinforced concrete, but having much superior qualities.
The reinforcements being isolated from the 'blocks by the binder sheaths, it is possible. in certain cases, advantageously employ for the blocks certain materials, in particular agglomerates of puzzolans, of clinker, which have very interesting qualities, but which had to be discarded until now for the. constitution of reinforced concrete because they eontienneni bodies. for example suicides, which attack steels.
The blocks can be in common concrete for all common constructions. au in clinker concrete or natural pozzolana 11 {# for common slabs or walls with medium overload.
01i. may also be used with other ineria.ux such as stone paving stones, hard concrete with s <ilile. basalts. quartzites, elc. or in corporation of metal filings, hard brick, ordinary bricks. special materials (renre Silifer or others, cut stone, glass, cast iron, cast steel,
soft, hardened, etc.
From the point of view (the bond resulting from the sheath of binder cast around the steel bars, it is very advantageous that the passage in which this sheath is cast (, sheath has a longitudinal surface with re in so that the hanging of the blocks on the sheath is absolute in all directions.
A building element according to the invention can be made with parallelepipedal blocks between which spaces would be left for the passage of the bars, but it will be. in general advantage to achieve it by means of agglomerates of special shapes provided with cavities for the passage of said bars.
Another subject of the present invention is a method of establishing a building element of the type indicated above. This process is characterized by the fact that at the location of each row of blocks to be established between two supports, a plank supported by adjustable props is placed at von bie height. that one poses the rows of blocks on this wstime of planks, and that one sets up a.vee clamping.
in the cells and grooves constituting the passages made in the base of the element, two rectangular systems of bars. first the one in the direction of the line, then the other, forming the network of steel bars, then removing the brackets and props. and then establish the binder sheaths in the cells.
By way of examples, various embodiments of the construction element according to the invention have been described below and shown in the accompanying drawing, in particular a slab, a wall, a pylon, as well as various forms of construction. 'execution of agglomerated blocks with recesses for the passage of. bars and various details of execution.
Figs. 1 and 2 show in side elevation, on one side and on the other, an agglomerated block of special shape.
Fig. 3 shows in transverse vertical section several rows of blocks of this type forming joint elementary beams constituting a slab resting on two supports; the plan of this slab is visible in fig. 5; fig. 4 is an end view on a plane parallel to that of FIG. 3, showing the ends of the main bars perpendicular to this plane.
Figs. 6 and 7 show, in elevation, a variant of the shape of the cells of the block of FIG. 1, and in plan the shape of the concrete sheath cast in a row of these cells.
Fig. 8 shows, in cross section, an intermediate beam intended to bring together two elementary spans when the total span of the slab has a length equal to several times that of the bars. of steel.
Figs. 9 and 10 represent two devices for fixing the joists.
FIG: 11 represents a chipboard with an upper face forming a tiled floor.
Fig. 12 shows, in horizontal section, the assembly of two blocks for the realization of a vertical wall and FIG. 13 represents the installation of a door or window frame in an opening of such a wall; Fig. 14 schematically represents a pylon.
The specially shaped chipboard for the construction of building elements according to the invention shown in fig. 1 and 2 is constituted by an approximately par- ra.llélépipédique block of which two opposite side faces 1 and 2 are notched following a recess 3 or 4 leaving at the bottom a length 5 or 6 intended to come into contact with the corresponding heel of the adjacent block and at the top a spout limited by a small face 7 or 8, set back on the heel 5 or 6, and which, consequently, when two blocks are juxtaposed (fig. 3)
leaves an opening 9 in the upper face of the. slab for the cell 10 formed by the two half-cells of the juxtaposed blocks 11 and 12. The cell 10. is intended for the wise pitch of the main bars.
The other two side faces 13, 14 of the block of FIGS. 1, 2 are hollowed out of grooves 15, 16 for the passage of a network of distribution bars perpendicular to the first.
To set up the floor between two parallel walls, such as 17 (fig. 5), props 18, 19, etc. are placed perpendicular to these supports. of adjustable height supporting planks 20, 21 on which are placed rows of blocks such as 11, 12, to cover the entire span between this wall 17 and the other; the rows 92, 23 of blocks, perpendicular to the plane of the figure, are joined together by the support of the lower heels 5, 6 of the blocks.
In each cell 10 (fig. 4), a main steel bar 24 is placed, each threaded end of which is provided with a nut 25 which is tightened on a support plate and pressure distribution 26 at both sides. ends of each row of cells 10.
The main connections are thus established perpendicular to the plane of FIG. 3.
The bars 24 are generally placed at about a depth of 80% of the height of the chipboard.
Then, there are in the grooves 15, 16 the bars 27 of the distribution network perpendicular to the first and at each of their ends 28, which are threaded and provided with nuts 29, they are tightened in the same way on distribution plates < B> 30 </B> by adding, if necessary, in the terminal half-cell a filler wedge 31.
By thus tensioning by a well-determined value all the bars of the two rectangular systems 24, \? 7, which has the effect of strongly compressing all the blocks in two directions, an initial connection is established which, like it has been said, according to the results of the experiment, is sufficient to give the slab a resistance as great as if it were; a poured reinforced concrete slab of the same thickness established with the same materials. We can.
therefore from that moment remove the props 18, 19 and their planks 20, 21 to use them for the installation of another slab and start using the. slab established.
At the end of a series of rows of blocks such as those 11, 12 shown in FIG. 3 and 4, the transverse bar 24 '(fig. 4) of the last block is too close to the end to be able to put at its two ends (the connecting plates such as 26. Consequently. the ends of the last two neighboring connecting bars 24 ', 24 "by a <B> U, </B> iron 32, which will serve to distribute over a sufficient surface of the blocks 11 and 12 the pressure resulting from the. energizing of these two bars 24 ', 24 ".
At their ends, the steel bars as well as their nuts and support plates are embedded in a cast concrete beam 33 or 34 (fig. 5) resting on the part left free of the top of the wall 17, 17 'and forming a longitudinal donkey for all the bars ending in this wall.
As it's about. of a final work and that concrete or mortar is poured into the ri gole formed by the cells 10 (fig. 6) to form a connecting sheath between the bar 24 and the blocks 22, 23, there is interest in this that this sheath 49 is strongly. acerbic to the blocks in all directions. This result is obtained by the following very simple arrangement: each block, such as that of FIGS. 1 and?, Has on one side a half-cell 50 having a certain depth and on the other side a half-cell 51 having a greater depth (as can be seen in the figure by comparing the curve 51 with the curve 50 'reproducing the shape of the curve 50).
If therefore care is taken to arrange the neighboring blocks 22, 23 ... so that a half-cell of form 50 is opposed to ni, half-cell of form 51. and if all along d; - the channel 10 , we alternate this arrangement
EMI0004.0016
in <SEP> passing <SEP> from one <SEP> row <SEP> to <SEP> the next <SEP> row <SEP>,
<tb> the <SEP> sheath <SEP> of <SEP> concrete <SEP> 49 <SEP> will have <SEP> the <SEP> shape <SEP> visible
<tb> in <SEP> fig. <SEP> 7, <SEP> that is to say <SEP> that <SEP> the <SEP> surfaces <SEP> 51 '<SEP> corresponding <SEP> to the <SEP> cells <SEP> plus < SEP> deep <SEP> 51 <SEP> for meront.
<SEP> of <SEP> redans <SEP> by <SEP> report <SEP> to <SEP> surfaces
<tb> 50 "<SEP> corresponding <SEP> to the <SEP> cells <SEP> less <SEP> deep <SEP> 50.
<tb> This <SEP> sheath <SEP> 49 <SEP> will constitute <SEP> therefore <SEP> a <SEP> clave tage <SEP> in <SEP> all <SEP> the <SEP> direction <SEP> of < SEP> all <SEP> the <SEP> blocks
<tb> that she <SEP> is going through.
<tb> Through <SEP> to <SEP> this <SEP> system <SEP> of <SEP> construction, <SEP> on
<tb> is. <SEP> certain <SEP> that <SEP> all <SEP> the <SEP> blocks <SEP> and. <SEP> every <SEP>
<tb> steel <SEP> bars <SEP> left <SEP> in <SEP> the work <SEP> are <SEP> of
<tb> (;
utility <SEP> perfect, <SEP> because <SEP> the <SEP> put <SEP> under <SEP> voltage <SEP> and
<tb> under <SEP> compression <SEP> constitutes <SEP> a severe <SEP> <SEP> test.
<tb> By <SEP> following <SEP> of <SEP> the <SEP> initial <SEP> voltage <SEP> of the <SEP> bars
<tb> of steel <SEP> and <SEP> also <SEP> (the <SEP> the. <SEP> compression <SEP> of
<tb> blocks, <SEP> on <SEP> knows <SEP> that <SEP> on <SEP> gets <SEP> a. <SEP> reduction
<tb> (the <SEP> the <SEP> arrow <SEP> and <SEP> of <SEP> the <SEP> compression <SEP> of <SEP> the <SEP> fiber
<tb> l: at <SEP> t <SEP> e <SEP> and, <SEP> by <SEP> eonsequential, <SEP> an <SEP> increase
<tb> cl ,, <SEP> scope <SEP> or <SEP> of <SEP> load <SEP> for <SEP> a <SEP> even <SEP> thick @c <SEP> ur.
<tb> In <SEP> 011t:
'-, <SEP> (#e <SEP> system <SEP> reduces <SEP> the <SEP> disadvantages <SEP> coming from <SEP> in <SEP> the <SEP> concrete <SEP> reinforced <SEP> of the <SEP> done
<tb> <I> that </I> <SEP> the <SEP> concrete <SEP> undergoes <SEP> during <SEP> the <SEP> taking <SEP> and <SEP> the <SEP> hard cissenaent <SEP > a <SEP> certain <SEP> indent <SEP> which <SEP> is <SEP> harmful
<tb> to <SEP> the <SEP> solidity <SEP> of <SEP> the work.
<tb> In <SEP> effect. <SEP> the <SEP> compression <SEP> of <SEP> blocks <SEP> that <SEP> have.
<tb> <Léjsi <SEP> suffered <SEP> their <SEP> withdrawal. <SEP> well <SEP> than <SEP> producing <SEP> to
<tb> hl <SEP> loii;
ue <SEP> a certain <SEP> <SEP> shortening <SEP> did
<tb> not <SEP> a sensitive <SEP> <SEP> effect. <SEP> In addition <SEP>, <SEP> on <SEP> can.
<tb> after <SEP> having <SEP> applied <SEP> a <SEP> compression <SEP> greater than <SEP> than <SEP> that <SEP> (him <SEP> will be <SEP> definitively <SEP> performed .
<tb> e (<SEP> caused <SEP> thus <SEP> a <SEP> first <SEP> shortening <SEP> permanent <SEP> prompt,
<SEP> resume <SEP> at <SEP> the <SEP> desired <SEP> the <SEP> tightening <SEP> and <SEP> the <SEP> tension <SEP> of the <SEP> bars
<tb> of steel <SEP> before <SEP> the final <SEP> next <SEP> of <SEP> the.
<tb> slab.
<tb> On <SEP> can <SEP> in @ ine <SEP> proceed <SEP> to <SEP> a <SEP> ages ni (# n1- <SEP> artificial <SEP> of the <SEP> concrete <SEP> in <SEP> applying <SEP> to <SEP> the
<tb> slab <SEP> of <SEP> vibrations <SEP> which <SEP> have <SEP> for <SEP> effect. <SEP> of
<tb> produce <SEP> in <SEP> a few <SEP> moments <SEP> a <SEP> shortcut sement <SEP> such <SEP> that <SEP> if <SEP> would produce <SEP> normally
<tb> that <SEP> ends <SEP> of a very <SEP> long <SEP> time.
<SEP> It's <SEP> after
<tb> this <SEP> treatment <SEP> of <SEP> aging <SEP> that <SEP> on <SEP> gives
<tb> to the <SEP> bars <SEP> of steel <SEP> the <SEP> tension <SEP> desired. According to. this method of construction, it is also certain that all the reinforcements are rigorously at the locations planned and calculated for them, which is an advantage over ordinary reinforced concrete in. which often happens that the reinforcements do not stay in the places provided and come, for example, too close to the lower or upper faces.
In some cases, it is advantageous to subject the steel bars to prior drawing. For example, with medium-hard merchant steels having a yield strength of 35 kg, the authorized working rate is 16 to 18 kg; if a tensile force of 60 kg per square millimeter is applied to them, they undergo a certain elongation, and the elastic limit rises to 50 kg, which makes it possible to adopt an authorized working rate of 5 kg.
This stretching can be done directly in the assembly position and then constitutes an additional test of the quality of the materials. However, to avoid crushing parts of the blocks, the bars, such as 24, should be placed roughly in the middle of the thickness of the block to perform this stretching. Then, they are returned to their final lower position.
The calculations are carried out according to standard methods for the strength of materials. It is in the interest of reporting the benefits given. by the prestressing of the steel causing that of the blocks. The constraints of these are thereby very lightened; it is thus possible to increase in considerable proportions the resistance moment of the same section, which allows greater spans or loads (2 to 3 times) with the same thickness.
The prestressing. obtained are all the more interesting when one uses hard materials which are not very deformable (Silifer, sandstone pavers, hard bricks, compact concrete, etc.).
With less hard materials (ordinary concretes, clinker concretes, pozzolan concretes, wood), it is necessary to take into account a reduction in the prestressing which occurs when the blocks are shortened to 1o, long.
For this purpose, we can increase each time that this will not lead to excessive fatigue, the rate of the prestressing and approach the elastic limit of the metal, so as to reduce the stress of the concrete to a minimum. We will therefore not exceed, except in special cases, moderate stresses, leaving a sufficient margin for a certain stress caused by simple aging.
It will even be prudent to check that in the event of total de-stressing, the compressive stresses are still possible, being in tension that the age of the concrete then allows this stress to be raised. The process also makes it possible to cause the shortening of the blocks without waiting for aging. It suffices to subject the slab to vibration and by tightening the nuts to reproduce the desired preload to measure.
Two adjacent bays of slabs can be linked by caps overlapping the support, housed in the top of the cells, ensuring continuity and absorption. negative moments.
Controlled experiments show that the slabs thus formed perish by excess elongation of the steel in tension by dragging and crushing the blocks on the high fiber. No shear cracks, no detachment of the cell block, no tearing of the irons could be observed. The threads. remain intact. The adhesion of the concrete shell to the metal compensates for the reduction in section due to the thread.
The interest of the prestressing obtained by this process is manifested by the following facts: for a freely supported part, the cracks only appear when the deflection reaches 1 / lao of the span, under a load reaching 70 to 7% of the breaking load.
Controlled experiments have fully confirmed all theoretical predictions. For example, a slab 8 cm thick and 2.90 m in span of ordinary concrete is provided for a normal load of 350. kg per square meter.
The same slab produced according to the definitive system (with binder) of the present invention with ordinary steel bars stretched at 16 kg per mm- 'gave the following results: Pozzolan blocks (a much less compact material and hard than concrete): normal load 350 kg per m \; in cement concrete dosed at 400 kg (400 kg of cement, <B> 800 </B> liters of gravel, 800 liters of sand): normal load 650 kg per m \; in molten cement concrete dosed at 300 hg: normal load $ 30 kg per wall; in Silifer pavers and molten cement binder: normal load 1400 kg per m \.
Even better results will be obtained by the use of very resistant blocks, for example hollow cast iron blocks, and with previously drawn steel bars.
In the event that the span of the slab, established between its two support walls, requires the use of several lengths of distribution steel bars, it is essential to establish a support between each elementary span having the length of a distribution bar. Such a support is shown in cross section in FIG. 8. The first span ending in the row of blocks 35 is extended by a row of special blocks 36 having a height greater than the thickness of the slab and forming with a second row of similar blocks 37 a beam of suitable height with recess. in <B> U. </B>
The block 36 is connected to the row of blocks 35 by a bar 38 the threaded end of which comes inside the <B> U </B> beam where it receives the nut and the distribution plate. Likewise, the following row of blocks 39 is preceded by the complementary beam block 37 and its. link bar 40 likewise rests inside the. <B> U. </B> beam
The groups of two blocks such as 36, 37 are mounted on a beam 41, transverse, resting on props of adjustable height 42, so as to constitute in its length this beam in <B> U. </B> The recess in <B> U </B> is lined with reinforcing bars such as 43. 44 placed under tension by nuts and counterplates bearing on the ends of the beam and embedded in a mass of concrete 45.
The connection between the spans 35, 39 can also be supplemented by irons such as. 48, in the form of hats, placed at the top straddling the large transverse beam and forming a compression reinforcement on the upper face of the floor.
The cover of a. such a slab can be made either by fixing the joists 5 2 (fig. 9) above the opening of the cells 10 using sealing rods 53 embedded in the concrete, or, in the case of blocks (the pozzolan 54 (fig. 10, in which the spikes or screws can enter easily) by nailing these joists 52 in a recess 53 made on the upper face of the block. The parquet boards 55 will be fixed on these joists.
It goes without saying that the blocks used can be fitted to lighten them with recesses such as, for example, that shown at 56. <B> to </B> la fi--. <B> 10. </ B >
In the case where we wind to avoid the. laying a parquet, the blocks 57 (fig. 1.1) formed of agglomerate will have their upper face. forming a 5s tile. of suitable hardness. Thus, the floor, once built, will be completely finished.
The same construction element, as shown in fig. 1 and?, Is also suitable <<the, construction of walls or walls.
In the horizontal section shown in fi-. 12, we have. juxtaposed bare block 60 having its heel 61 oriented in a direction and a block 62 a.ya.nt its heel 63 oriented in the opposite direction, so that the bringing together of the two blocks forms a closed cell 64 with a vertical axis. The wall (fig. 13) will therefore consist of a certain number of courses in which the cells 64 will form vertical chimneys in the center of which we will have tensioned steel bars; such as 65 and which will be filled with concrete.
The second system of reinforcements passing through the grooves 15, 16 (fig.?) Of the pelitr, s lateral faces of the blocks will be arranged horizontally as seen at 66. The tensioning of the steel bars, the setting under compressing the blocks and filling the cells and grooves will produce, as has been explained for a floor, a monolithic element having the qualities indicated.
In the case where the wall has a recess 67 (fig. 13), for a door or window, the horizontal connecting bars such as 68 placed immediately above this opening will have the desired diameter to support the load of the wall. between the supports. The protrusion inside the opening 67 of the ends 69 of the transverse bars and the ends 70 of the vertical bars will make it possible to easily fix all around the opening 67 a wooden frame 71, 72, 73 which itself serves for the fitting the door or window hinges.
For the realization of a pylon, the blocks 81 (fig. 14) are drilled in their center with a channel of diameter much greater than that of the tension bar and threaded on a bar 82 under tension by nut and back plate 83 , the vacuum being filled with a binder, during assembly. The pylon is preferably divided into several successive sections, of decreasing diameter: upwards. The bar 84 which joins the blocks 85 of one section is connected to the bar 82 of the lower section by an assembly sleeve 86 and so on for each section. The end 87 of the highest bar, which protrudes above the last block 88, is protected by a cap 89 made of concrete cast in place.