<B>Procédé et machine pour la</B> fabrication <B>d'un objet en béton</B> <B>et objet en béton obtenu</B> L'invention est relative à un procédé et à une machine pour la fabrication d'un objet en béton présentant au moins une cavité ouverte vers l'extérieur, objet tel notamment qu'une tra verse de chemin de fer comportant une entre toise joignant les deux blocs ou blochets destinés à servir d'appui à chacune des files de rails.
Elle a pour but notamment d'améliorer la résistance à la fissuration des objets fabriqués. Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce qu'à partir de ladite cavité, on fait traverser la masse de béton, avant sa prise, par un gaz qui fait transsuder l'eau de gâchage superflue et rend compacte la masse du béton.
L'invention concerne également une ma chine pour la mise en aeuvre du procédé fai sant l'objet de l'invention, machine caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un moule comportant au moins un noyau intérieur, l'un de ces deux éléments étant doté d'une paroi ex pansible, perméable au gaz seulement et qui est soumise à une source extérieure de gaz sous pression et l'autre présentant une paroi fixe per méable au gaz .et à l'eau mais non aux autres constituants du béton.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, quelques formes d'exécution de la machine pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'ob- jet de l'invention dans le cas de la fabrication d'une traverse de chemin de fer.
La fig. 1 montre schématiquement un dis positif de moulage pour la fabrication de l'en tretoise de la traverse de chemin de fer.
Les fig. 2 et 3 montrent, à plus grande échelle, le moule du dispositif de la fig. 1 vu respectivement au niveau des lignes<I>I1-11</I> et 111- 11I fig. 1. La fig. 4 montre, en perspective, l'entretoise de la traverse de chemin de fer dont la fig. 5 est une vue en élévation.
Les fig. 6, 7 et 8 montrent en élévation, portions arrachées, une machine pour la fabri cation des traverses montrées à la fig. 5, cha cune en une position différente de fonctionne ment. La fig. 9, enfin, montre, en coupe transver sale selon IX-IX fig. 6 et à plus grande échelle, le dispositif de moulage faisant partie de la ma chine des fig. 6 à 8.
La traverse de chemin de fer à fabriquer est essentiellement constituée par une entre toise tubulaire 1 (fig. 4), en béton, armé par des barres longitudinales 2 faisant saillie de part et d'autre de l'entretoise et destinées à la jonc tion avec dés blochets 3 (fig. 5) également en béton, ces blochets étant -propres à servir d'ap pui à chacune des files de rail et étant pourvus de trous 32 destinés à recevoir des tire-fond ou organes de fixation similaires, soit directe ment (lesdits trous étant alors taraudés à cet effet)
soit par l'intermédiaire de blocs cylin driques taraudés logés dans lesdits trous (le taraudage étant alors avantageusement excen tré pour permettre le réglage en position laté rale du tire-fond par simple rotation du bloc dans son logement.).
Pour fabriquer cette traverse on moule d'a bord une masse de béton à la forme de l'entre toise ou des blochets à fabriquer, en y dispo sant les armatures et en y ménageant au moins une cavité ouverte à l'extérieur (espace central de l'entretoise tubulaire ou trous des blochets) et on fait traverser avant prise la masse de béton moulée, depuis la susdite cavité jus qu'à l'extérieur ou inversement, par un gaz (air ou vapeur d'eau par exemple) propre, au cours de sa trâversée, à rendre la masse de béton compacte et à faire transsuder l'eau de gâ chage superflue.
Pour choisir le sens de passage du gaz, on est conduit par des considérations constructi ves. Dans le cas de l'entretoise 1, par exemple, on désire que les armatures 2 soient situées à la périphérie de l'entretoise, mais qu'elles se trouvent parfaitement noyées dans le béton. On a donc intérêt à faire passer le gaz de l'es pace central vers l'extérieur, de manière à ren dre le béton compact au voisinage des parois extérieures de l'entretoise, c'est-à-dire au con tact des armatures longitudinales.
Dans le cas des blochets 3, on désire que les surfaces des trous 32, notamment lors qu'elles sont taraudées, soient obtenues parfai tement nettes. On a donc intérêt à faire passer le gaz de l'extérieur vers l'intérieur, de ma nière à rendre la masse de béton compacte au contact des noyaux de moulage correspondant à ces trous. En outre, on désire que les faces d'appui horizontales 33 et 34 des blochets soient également obtenues parfaitement nettes et espacées de la distance requise. Il est donc préférable de faire parvenir le gaz sous pres sion sur les surfaces extérieures de la masse moulée autres que celles correspondant auxdites faces d'appui 33 et 34.
En ce qui concerne tout d'abord l'entretoise 1, on a recours avantageusement à un disposi tif constitué essentiellement par un moule, pourvu d'orifices (fentes, trous, etc...) propres à laisser sortir le gaz utilisé et l'eau, mais à retenir les autres constituants du béton, et par un tube perméable à ce gaz (le tube étant per foré ou poreux) et établi de préférence en une matière déformable telle que le caoutchouc, naturel ou- synthétique, ce tube étant suscepti ble d'être placé à l'intérieur du moule, de pré férence dans l'axe de celui-ci, et étant relié à une source dudit gaz sous pression.
Le dispositif de moulage (fig. 1) comprend, portés par un même bâti (schématisé en 4 fig. 2 et 3); un moule 5 présentant en creux la for me désirée pour l'entretoise 1, par exemple une forme cylindrique, et débouchant à ses extré mités par des ouvertures 6 et 7 de diamètre lé gèrement plus petit que le diamètre intérieur courant du moule, et deux corps de vérins à double effet 8 et 9 alignés avec le moule, les tiges de pistons 10 et 11 de ces vérins portant des bouchons 12 et 13 propres à obturer les ouvertures @6 et 7, respectivement, du moule, l'axe de l'ensemble étant, de préférence, dis posé verticalement.
Pour ce qui est d'abord du moule, on le divise en un certain nombre d'éléments sépara bles, de préférence en trois éléments Sa, Sb et Sc (fig. -2 et 3) dont Pan, 5a, est solidaire du. bâti 4 et dont les deux autres, Sb et Sc, sont articulés sur le premier autour de charnières 14 dont les axes de pivotement sont parallèles à l'axe longitudinal du moule. Le moule est mu ni de moyens de fermeture à action rapide con sistant par exemple, comme représenté, en des tiges filetées 15 articulées sur l'un des éléments mobiles Sb et en des griffes 16 solidaires de l'autre élément mobile Sc, un écrou 17 assu rant le serrage nécessaire.
Chacun des éléments <I>5a, Sb</I> et Sc est constitué par un ensemble de plaques 18, de préférence en métal, agencées de manière à laisser entre elles des fentes 19 communiquant, d'une part, avec l'intérieur du moule et, d'autre part, avec des canaux d'éva cuation longitudinaux 20. Pour obtenir ces fentes 19, on peut soit interposer entre les pla ques 18, du côté opposé à l'intérieur du moule, des lamelles de préférence métalliques 21 d'é paisseur équivalant à la largeur désirée pour les fentes, par exemple de l'ordre de 0,6 mm, soit enlever une certaine quantité de matière sur les plaques lors de l'usinage des canaux 20. Ces plaques 18 et lamelles 21 peuvent être as semblées à l'aide de boulons 35.
Les éléments <I>5a, 5b</I> et 5c portent à leurs extrémités axiales des épaulements tels que 22 (fig. 1 et 3) dont les surfaces intérieures limitent les ouvertures 6 et 7 et qui comportent des rainures longitu dinales 23 propres à recevoir les armatures 2 des entretoises et à déterminer ainsi avec exac titude la position de ces entretoises dans le moule.
Pour ce qui est maintenant des moyens pour amener l'air ou autre gaz sous pression à l'intérieur du moule, on les constitue par un tube en caoutchouc 24, ou matière souple et déformable analogue, (cuir, textile, matière plastique, etc.,) percé d'un grand nombre de petits trous ou fentes, ou poreux, enfilé sur un tube de préférence métallique perforé 25, appelé ci-après lance , cette lance étant portée ou constituée par la tige 10 du vérin inférieur 8. Il n'est d'ailleurs pas exclu de réaliser le tube en une matière rigide ou de l'armer intérieurement et/ou extérieurement par une forme rigide.
La lance 25 est alimentée en air par un flexible 26. La partie supérieure de la lance 25 est coiffée par un bouchon, de préférence en acier, 27, appelé ci-après obus , qui est en filé à l'extrémité du tube 24. C'est à la base de la partie perforée de la lance 25 qu'est disposé le bouchon 12, bouchon constitué de préférence par un bourrelet de caoutchouc, de cuir ou ma tière similaire, portant à sa périphérie des en coches pour le passage des armatures 2.
Le bouchon 13 est constitué de manière analogue au bouchon 12, mais son support 28 est évidé pour le passage de l'obus 27. Le dispositif peut être complété par un vibrateur 29 disposé sur le bâti ou sur le moule. :Ce vibrateur èst agencé de manière à agir de préférence dans une seule direction et, de préférence encore, en direction verticale.
La fabrication de l'entretoise s'effectue de la façon suivante On réunit à part le faisceau des armatures 2, de préférence à l'aide d'une frette hélicoïdale 30 disposée autour de ces armatures. Autour de la frette, on peut encore disposer un man chon 31 en toile de jute ou de toute autre fibre ou en treillis métallique. Les vérins étant ré tractés, le moule étant ouvert, on y place le squelette ainsi formé de manière que les ar matures 2 s'engagent dans les rainures 23 du moule et que la frette 30 repose sur l'épaule ment inférieur 22 et on ferme le moule.
On agit sur le vérin inférieur 8 pour engager la lance 25 dans le moule jusqu'à ce que le bourrelet du bouchon 12, au contact de la partie inférieure du moule, gonfle latéralement en faisant joint contre le moule, d'une part, et contre la lance 25, d'autre part. On introduit la quantité vou lue de béton par l'ouverture 7 du moule, après quoi on fait agir le. vibrateur 29. On fait alors descendre le vérin supérieur jusqu'à ce que le bourrelet du bouchon 13, au contact du béton, gonfle en formant joint. On envoie de l'air comprimé dans la lance 25. Cet air applique contre le béton le tube 24 qui répartit l'air de façon homogène sur la surface du béton. L'air traverse le béton et entraîne l'eau de gâchage superflue à travers les fentes 19 et les ca naux d'évacuation 20.
En même temps, le bé ton se trouve comprimé contre les parois du moule en pétrifiant le manchon 31. Les arma tures se trouvent ainsi parfaitement enrobées à l'intérieur du moule. On relève alors le vé rin supérieur, qui entraîne avec lui l'obus 27, puis on abaisse le vérin inférieur. Le tube 24 qui se trouve décoincé par l'enlèvement de l'obus, suit sans difficulté. L'entretoise est alors extraite du moule préalablement ouvert.
Il est à souligner qu'en employant les pro cédés connus pour fabriquer une entretoise de ce genre, il faudrait attendre au moins 1 *à 2 h pour la démouler, la transporter et la manuten tionner sans risques, tandis que, par le procédé décrit on obtient en 1 à 2 minutes un résul tat nettement meilleur du point de vue qualité et prix de revient, et l'on peut immédiatement et sans aucun risque manutentionner et trans porter l'entretoise.
En ce qui concerne maintenant les blochets 3, on a recours avantageusement à un dispositif (fig. 6 à 8) comportant deux noyaux 41 filetés, percés de fentes propres à laisser sortir le gaz utilisé et l'eau, mais à retenir les autres cons tituants du béton, et par un moule ayant, d'une part, des parois rigides correspondant notam ment aux faces d'appui 33 et 34 des blochets et, d'autre part, des parois perméables au gaz utilisé et établies en une matière de préférence déformable, telle que le caoutchouc, naturel ou synthétique,
ces parois pouvant être soumises à l'action d'une source extérieure sous pres sion du gaz en question. Le dispositif de moulage de chaque blochet comporte un caisson rigide 36 (fig. 9) dont la partie médiane du fond 37 est destinée à ser vir de surface de moulage à la face d'appui su périeure 33 (voir fig. 5) des blochets et dont les parois terminales telles que 38 sont destinées à servir en partie de surfaces de moulage aux faces latérales intérieures et extérieures 39 et 40 des blochets. Deux noyaux filetés 4.1,
cor respondant aux trous taraudés 32 du blochet, traversent le fond 37 du caisson 3,6 et un cou vercle amovible 42, des écrous 43 engagés sur les noyaux 41 ou tout autre moyen de blocage rapide servant à maintenir le couvercle en place. Les noyaux 41 sont traversés par un évidement central 44 débouchant à l'extérieur et commu niquant avec l'intérieur du moule par des fen tes laminaires 45. On constitue, de préférence, 'les noyaux 41 par un faisceau de barres de pro fils appropriés, maintenues espacées par des lamelles 46 (analogues aux lamelles 19 du moule d'entretoise) et assemblées par des fret- tes terminales 47.
Le volume de moulage est limité latérale ment par des plaques perforées 49, de préfé- rence en métal, au voisinage desquelles sont dis posées des membranes perméables au gaz 48. Les volumes situés à l'intérieur du moule, en dehors du volume de moulage, sont réunis à une source de gaz sous pression par des ouver tures 50. La paroi terminale du moule, destinée à recevoir l'entretoise, est pourvue d'une ouver ture appropriée 51 susceptible d'être obturée sur l'entretoise par un dispositif amovible 52.
Le dispositif de moulage, tel que décrit ci- dessus en se référant à la fig. 9, est incorporé à une machine permettant d'opérer d'une façon cyclique toutes les opérations de moulage et de démoulage des traverses, une fois les entretoises réalisées à part, comme expliqué dans ce qui précède.
On fait comporter essentiellement à une telle machine, comme illustré aux fig. 6 à 8, un portique 53, de préférence scellé dans le sol, et un berceau 54 monté à l'aide de touril lons 55 sur des blocs 56 guidés sur les mon tants du portique de manière à pouvoir coulis ser verticalement, ledit berceau 54 portant à l'écartement voulu deux dispositifs de moulage de blochets 36.
On peut déplacer le berceau 54 verticalement à l'aide de deux vérins 57 atta quant chacun un bloc coulissant 56, l'action de ces deux vérins étant équilibrée par un dis positif de renvoi mécanique 58, et on peut le faire basculer de 1800 autour des tourillons 55, par exemple et de préférence à l'aide d'un vérin 59 dont le cylindre est solidaire d'un des blocs coulissants 56 et dont le piston actionne une crémaillère 60 attaquant un secteur denté 61 calé sur le tourillon correspondant du ber ceau. On peut, enfin, déplacer les couvercles 42 des moules, ces couvercles étant de préférence convenablement lestés, à l'aide d'un vérin 62 et d'une transmission à distance 63, à câble ou autre.
L'ensemble est complété par un vibrateur 64 actionné par un moteur 65 et agissant sur les moules 36, ces derniers ainsi que le vibra teur étant suspendus élastiquement sur le ber- ceau 54. Le vibrateur 64 est agencé de manière à agir de préférence dans une seule direction et, de préférence encore, en direction verticale. Une voie disposée entre les montants du por tique permet la circulation de plates-formes dt démoulage mobiles telles que 66.
La machine est d'abord dans la situation il lustrée à la fig. 6 : le berceau est orienté de ma nière que les dispositifs de moulage se trou vent à sa partie supérieure et il est bloqué vers le bas contre des appuis 67 solidaires du porti que à l'aide des vérins de translation .57. Les noyaux 41 font saillie à l'intérieur des dispo sitifs de moulage. Les couvercles 42 sont maintenus soulevés par le vérin 62. On met alors en place l'entretoise 1, comme montré fig. 8, en la déposant sur le fond des ouvertures 51, puis les dispositifs d'obturation 52. On coule dans chacun des dispositifs de moulage 36, où ont pris place les extrémités en attente des armatures 2, une quantité détermi née de béton. On abaisse les couvercles 42 et on les bloque à l'aide des écrous 43.
La ma chine est alors dans la situation illustrée fig. 7. On met en marche le vibrateur 64 et on fait pénétrer le gaz sous pression (air de préférence) par les ouvertures 50 du dispositif de moulage (fig. 9). L'air traverse les plaques 49, les mem branes 48, et, d'une façon très homogène, les masses de béton et s'échappe en entraînant l'eau de gâchage superflue par les fentes laminaires 45 et les évidements 44 des noyaux 41. Le béton se trouve tassé au .contact des noyaux 41 et les membranes 48 suivent le retrait du béton. Lorsqu'il ne sort plus que de l'air par les évi dements 44, on arrête la circulation du gaz, puis la vibration.
Après enlèvement des écrous 43, on sou lève les couvercles 42 et on enlève les disposi tifs d'obturation 52, puis on met les vérins 57 à l'échappement de manière à faire cesser la pression du berceau sur les appuis 67. A l'aide du vérin 59, on fait basculer le berceau 54 de 180() autour de ses tourillons 55 et, à l'aide des vérins 57, on le descend sur la plate-forme de démoulage 66. -On libère la traverse ainsi ob- tenue par dévissage des noyaux 4.1 et on relève enfin le berceau à l'aide des vérins 57. La ma chine est alors dans la situation illustrée fig. 8.
On fait basculer le berceau de 180 . La plate-forme 66 est avancée légèrement. La ma chine se trouve de nouveau dans la situation il lustrée fig. 6.
Les opérations ci-dessus décrites se renou vellent alors de façon cyclique.
Il est à noter que l'on peut utiliser pour le traitement du béton, comme pour la manoeuvre des vérins 57, 59 et 62, la même source d'air sous pression.
On pourra fabriquer, au moyen du procédé décrit, tout objet en béton présentant au moins une cavité ouverte vers l'extérieur tel que tube, tuyau, poteau creux ou en partie creux, etc.