LU82353A1

LU82353A1 - Element en fil d'acier pour le renforcement du mortier ou du beton

Info

Publication number: LU82353A1
Application number: LU82353A
Authority: LU
Inventors: P Herberghen; G Loock; A Nieuwenhove
Original assignee: Bekaert Cockerill Nv Sa
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1980-04-09
Publication date: 1980-07-02
Also published as: FR2453958A1; GB2047315A; NL8001609A

Description

La présente invention est relative au renforcement du béton au moyen de fils de métal.

L’invention concerne un élément en fil d'acier dont la longueur est comprise entre 1,5 cm et 8 cm. De tels mor-5 ceaux de fils sont introduits en grande quantité dans du mortier ou béton avec lequel ils sont mélangés et, après durcissement du mortier ou béton, ils servent à accroître la résistance à la rupture des éléments en béton.

Pour accroître l'effet de renforcement des morceaux de 10 fil, il est déjà connu d'utiliser des morceaux de fil ayant un rapport longueur/grosseur aussi élevé que possible mais il existe à cet égard une limitation du fait que, d'une part, le prix au kilogramme du fil augmente d'autant plus que les fils sont plus fins et que, d'autre part, les morceaux de fil sont 15 de moins en moins faciles à mélanger lorsque le rapport lon-gueur/grosseur augmente. Cèci est la raison pour laquelle, jusqu'à présent, on a utilisé des morceaux de fil dont le rapport longueur/grosseur est autant que possible supérieur à 70 et peut s'élever jusqu'à 200 environ, en fonction de la compo-20 sition du mortier et du procédé de mélange utilisé.

Il est également possible d'accroître l'effet de renforcement en donnant aux morceaux de fil ou fibres des formes ondulées ou coudées mais les fibres, lorsqu'elles sont soumises à une nouvelle charge apres une première fissuration du 25 béton, se redressent et n'apportent, par conséquent, qu'une v faible contribution à la résistance sous les charges après une première fissuration.

L'un des buts de l'invention est de fournir des morceaux de fil pour lesquels il n'est pas nécessaire d'avoir un 50 rapport longueur/grosseur supérieur à 70 mais plutôt compris entre 30 et 70 et dont l'effet de renforcement est obtenu par d'autres moyens qu'un rapport longueur/grosseur élevé d'une manière telle que les morceaux de fil sont bon. marché et ne posent aucun problème pour leur mélange.

35 Conformément à l'invention, au moins une partie de k l'élément en fil d'acier comporte un certain nombre de seg- 1 . .

il

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!2 monts longitudinaux consécutifs dans le sens de sa longueur qui ont chacun une longueur comprise entre une fois et quatre ajouté " ont été 2 jinots fois la grosseur du fil et qui ν' cisaillés à froid par ' “T> rapport aux segments voisins sur une distance comprise entre .y'* ! 5 o,l et 0,3 fois ladite grosseur et dans des directions qui se trouvent situées dans un même plan de coupe axial et sont décalés alternativement en sens approximativement opposés d'une manière telle que la forme de la coupe dans ledit plan comporte deux lignes crénelées parallèles, les parties sail-1° lantes d'une ligne faisant face aux parties en creux de l'autre ligne.

Pour accroître l'effet de renforcement des morceaux S de fil, il est nécessaire, en général, de prendre soin que j l'acier soit convenablement ancré dant le béton. Ce résultat 15 peut être obtenu soit en employant une superficie de contact acier-béton par kilogramme d'acier aussi élevée que possible, en utilisant un rapport longueur/grosseur élevé, soit, comme ceci est le cas de la présente invention, en réalisant la surface du fil de façon qu'elle présente des irréaularités | 20 superficielles pour ancrer l'acier dans le béton.

\ | Cependant, le type d'irrégularités de surface choisi j ....

I pour ces morceaux de fil n'est pas sans importance. Contrai- jj rement aux irrégularités de surface des grosses tiges d'ar- i mature du béton, il existe un problème spécifique qui se po-25 se dans le cas des renforcements en fibres d'acier. L'effet de renforcement maximal de ces morceaux de fil est, en effet, obtenu en les formant avec des irrégularités de surface jusqu'à un point tel que le risque d'une défaillance de la liai-P son ou de l’ancrage devienne égal au risque de défaillance 30 de leur résistance à la traction. Cependant, ces irrégularités de surface ne doivent pas être d'un type qui abaisse trop fortement la résistance à la rupture du fait qu'alors tout 1' avantage de l'effet de renforcement serait à nouveau perdu.

I D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 35 ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre * d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur

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3 lequel : - la Fig. 1 est une vue montrant la forme en coupe axiale d'un élément en fil d'acier selon l'invention ; - la Fig. 2a est une vue montrant comment une telle 5 forme en coupe axiale peut être obtenue en faisant passer le fil entre deux roues dentées ; - la Fig. 2b est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la Fig. 2.

- la Fig. 3a montre la forme d'un élément en fil d'a-10 cier selon l'invention suivant une coupe perpendiculaire à l'axe du fil ; - la Fig. 3b montre la forme d'un élément en fil d'acier qui n'entre pas dans le cadre de la présente invention ; - la Fig. 4 montre la forme en coupe axiale d'un élé-15 ment en fil d'acier selon un mode de réalisation préféré de l'invention.

Dans l'exemple représenté sur la Fig. 1, l'élément en fil d'acier est constitué par un certain nombre de segments de fil 1, 2, 3,4 qui se suivent longitudinalement suivant 20 l'axe 5 du morceau de fil. Chaque segment a une longueur, à savoir une dimension dans le sens de l'axe 5 qui est égale au double de la grosseur du segment de fil. Le segment 2 est déplacé en translation par application d'une force de cisaillement exercée à froid, latéralement par rapport au segment 1, 25 dans le sens de la flèche 6 et le segment 3 est déplacé en • translation latéralement par rapport au segment 2, dans le sens de la flèche 7. Les deux directions 6 et 7 sont comprises dans le plan de coupe axial du dessin et sont opposées l'une à l'autre. Le déplacement est égal à environ 0,15 fois 30 la grosseur "d" du fil, comine représenté sur le dessin.

Un tel profil peut facilement être obtenu en faisant passer le fil entre deux roues dentées 8 et 9, comme repré-* senté sur la Fig. 2, Les roues dentées prennent d'elles-mêmes l'une par rapport a l'autre la position pour laquelle un mi-I 35 nimum d'énergie est nécessaire pour faire passer le fil entre ' ·$ \\ . ~ i λ - i 4 ; elles. Cette position est celle pour laquelle une dent 10 i

Icie la roue Ö vient se placer face à l’intervalle libre 11 formé entre deux dents de la roue 9. Lorsque le fil est alors tiré entre les roues, il n'est ni plié ni coudé mais les seg-5 ments de fil consécutifs sont soumis à une force de cisaillement à froid les uns par rapport aux autres.

La Fig. 2(b) est une vue en coupe des roues dentées suivant la ligne A-A de la Fig. 2 (a). L'espace entre les deux roues dentées est rempli et fermé de chaque côté afin 1° d'assurer que, lorsque la matière est soumise à la force de I cisaillement par la dent ÎO, la matière en excès n'est pas poussée latéralement mais est déplacée en translation dans a - ! l'espace libre 11 disposé en face.

Lorsqu'on compare la position de la section trans-15 versale C-C (Fig.l) à la position de la section transversale

J

ί B-B, qui ont été respectivement représentés en traits plein î et interrompu sur la Fig. 3(a), il subsiste une section corn- j mune 14 représentée hachurée, par l'intermédiaire de laquelle les forces de traction peuvent être transmises continuel-20 lement sur toute la longueur du morceau de fil et qui peut conférer à celui-ci une résistance à la traction suffisante, lorsque le déplacement latéral n'est pas trop grand ou est inférieur à 0,3 fois la grosseur du fil (dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, le déplacement latéral est 25 égal à 0,15 fois la grosseur du fil). Les parties 15 en forme v de lunule.de la section transversale assurent l'ancrage. Pour cette raison, le déplacement latéral ne doit pas être trop faible et il doit être supérieur à 0,1 fois la grosseur de | fil. Dans le cas d'autres types de morceaux de fil constitués 30 par des segments consécutifs dans le sens de la longueur et ] dont les sections transversales ont des positions différentes ! j j les unes par rapport aux autres et qui n'entrent pas dans le | cadre de la présente invention, tels que par exemple celui j représenté sur la Fig.3(b), la partie de surface de section | | 35 commune 16 est trop petite de telle sorte qu'une trop grande i partie de la résistance à la traction du morceau de fil est ! - 5 perdue et les parties 17 de section transversale repoussées latéralement font trop fortement saillie d’où il résulte que l’ancrage n'est pas suffisamment efficace par rapport à la quantité de matière qui a été repoussée.

5 De préférence, un morceau de fil est fabriqué sous la forme représentée sur la Fig. 4. La forme en coupe dans le plan qui contient les directions dans lesquelles la force de cisaillement à froid a été appliquée est délimitée par deux lignes crénelées parallèles 20 et 21, les parties saillantes 10 22 de la ligne 20 étant disposées face aux parties en creux 23 de l'autre ligne et réciproquement. Ces parties saillantes 22 ont üne largeur comprise entre 0,8 fois et 1,5 fois la grosseur du fil (sur le dessin- elles ont une largeur égale à cette grosseur) et les parties en creux 23 ont une largeur 15 comprise entre 1,5 fois et 3 fois la grosseur du fil (sur le dessin elles ont une largeur égale à 2,5 fois cette grosseur) et les créneaux se rétrécissent vers leur extrémité. Cette forme peut être obtenue au moyen d'une forme appropriée des roues dentées représentées sur la Fig. 2. Dans l'exemple de 20 la Fig. 4, le morceau de fil a une longueur de 4 centimètres ? et une grosseur de 0,8 millimètres.

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Claims

6 i i REVEN DI CATIONS

1. Elément en fil d'acier pour renforcer le béton, dont la longueur est comprise entre 1,5 cm et 8 cm et dont le rapport longueur/grossour est compris entre 30 et 70, carac-5 térisé en ce qu'au moins une partie de l'élément en fil d'acier comporte un certain nombre de segments longitudinaux consécutifs (1, 2, 3, 4) dans le sens de sa longueur qui ont ; chacun une longueur comprise entre une fois et quatre fois . j * la grosseur du fil et qui ont été cisaillés 10. froid par rapport aux segments voisins sur une distance comprise entre 0,1. et 0,3 fois ladite grosseur et dans des directions (6, 7) situées dans un même plan de coupe axial et sont orientés alternativement dans des directions approximativement opposées d'une manière telle que la j 15 forme de la coupe dans ledit plan présente deux lignes créne lées parallèles (20, 21), les parties saillantes d'une ligne faisant face aux parties'en creux (23) de l'autre ligne,

2. Elément en fil d'acier selon la revendication 1, • caractérisé en ce que les parties saillantes (22) ont une ; 20 largeur comprise entre 0,8 fois et 1,5 fois la grosseur du fil, les parties en creux (23) ayant une largeur comprise entre 1,5 fois et 3 fois la grosseur du fil et en ce que les créneaux se rétrécissent vers leur extrémité. i y