Procédé de fabrication d'un élément en béton armé Le présent brevet a pour objets un procédé de fabrication d'un élément en béton armé, une planche en béton précontraint pour la mise en oeuvre de ce procédé et un élément obtenu par ce procédé.
Il est bien connu que le béton est un matériau de construction capable de supporter des efforts de com pression, mais non des efforts de tension. Etant donné que les efforts de flexion, de torsion et de cisaillement engendrent des efforts de tension, il est nécessaire de préparer le béton en lui ajoutant des moyens capables de résister auxdits efforts de tension. Le premier pas fait dans ce sens fut de placer des barres de fer dans le béton aux endroits de tension, produisant ainsi le béton armé.
Bien entendu, la résistance aux efforts de tension peut être augmentée en utilisant des barres en acier, mais si on utilise de l'acier très résistant, l'allongement des barres provoque des macrodéformations et des macrofentes dans l'élément de construction.
Comme deuxième pas, on inventa le béton pré contraint: des éléments en béton précontraint furent produits en mettant en tension des barres d'acier très résistant et en les encastrant, pendant qu'elles sont sous tension, dans une masse de béton ayant la forme de l'élément achevé. Lorsque le béton prend et durcit, les barres sous tension soumettent l'élément de béton entier à une compression qui le met dans une condition de tension le rendant propre à être utilisé pour consti tuer les éléments de bâtiments.
Actuellement, la production d'éléments de cons truction en béton précontraint exige une fabrication dans des usines spéciales, ainsi que l'utilisation de gaines, de têtes d'ancrage, de vérins de traction et de grues de montage. Ces exigences et difficultés peuvent empêcher une plus vaste utilisation du béton pré contraint. L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément en béton armé qui est caractérisé en ce qu'on forme un coffrage avec des planches en béton précontraint et en ce qu'on remplit ce coffrage avec du béton.
L'élément ainsi obtenu peut présenter de nombreux et importants avantages. On peut lui donner, lorsque c'est nécessaire, une résistance aux efforts de tension égale à celle obtenue avec le béton précontraint.
Ces éléments peuvent permettre à tout entrepreneur d'utiliser des aciers très résistants sans pour cela être obligé d'utiliser des gaines, têtes d'ancrage, vérins de traction ou grues de montage, par exemple. Il peut utiliser l'équipement normalement nécessaire à l'érec tion de constructions en béton armé ordinaire, moins le coffrage et les économies peuvent être considérables.
L'élément peut être préparé de la même façon que le béton armé mais, au lieu d'utiliser comme éléments d'armature des barres de fer ou d'acier internes (comme dans le cas du béton armé ordinaire), on utilise de longues planches en béton précontraint pour former un coffrage dans lequel est versé le béton ordinaire. Lorsque le béton prend et se durcit, il en résulte une structure monolithe composée d'un noyau de béton ordinaire et d'une couche de béton pré contraint.
Les planches en béton précontraint pourront adhérer si solidement au béton ordinaire qu'elles deviendront pratiquement inséparables. Au cours d'essais auxquels ont été soumises des poutres fabri quées selon ce procédé, des charges excessives ont provoqué des fissures, mais dans aucun cas des fissures ne sont apparues à la jonction de la planche en béton précontraint avec le noyau en béton ordinaire.
Bien entendu, il est possible de produire non seu lement des poutres, mais également des planchers, des toitures, des murs et des éléments de construction en général.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution d'un élément obtenu selon le procédé, objet du brevet.
La fig. 1 montre en coupe transversale une poutre; la fig. 2 montre en coupe transversale un mur; la fig. 3 est une vue en perspective d'une planche en béton précontraint utilisée.
Comme on le voit à la fig. 1, la poutre comprend un volume 1 de béton simple et des éléments 2 pré contraints et en forme de planches.
Les planches 2, qui sont utilisées à la place de barres de fer ordinaires, consistent en un long corps plat fait de béton mis en tension par des barres d'acier à haute résistance 3 et 5. Les deux extrémités 4 des barres 3 s'étendent hors des extrémités des planches 2 et peuvent être rattachées et fixées aux prolongations des extrémités des planches adjacentes. Il n'est pas nécessaire de donner aux planches une grande lon gueur, ni de les fabriquer sur mesure, étant donné que si une longue poutre continue doit être coulée, un certain nombre de planches peuvent être raccordées pour former une chaine de planches reliées entre elles par les extrémités 4 des barres d'acier mises en tension.
Si un élément de grande dimension doit être cons truit sur place, on procédera comme pour la construc tion d'un élément en béton armé, à la différence près que le coffrage est construit avec des planches pré contraintes et que la masse de béton est coulée dans celui-ci.
Les planches précontraintes utilisées peuvent pren dre n'importe quelle forme autre que celles mention nées ci-dessus.
Les éléments construits selon le procédé décrit sont donc coulés de la même façon que ceux construits en béton armé, mais ils travaillent comme s'ils étaient en béton précontraint.
Les planches en béton précontraint utilisées comme armatures s'allongeront dans le béton de la même lon gueur que si l'armature était faite en tiges de fer or dinaires. En fait, on sait que l'allongement initial est de
EMI0002.0007
(où T est la tension initiale et E le coeffi- cient d'élasticité). Par conséquent, si on fait travailler les éléments à 150 K/em2, l'allongement sera de
EMI0002.0011
= 0.75 x 10'3. II résulte de ceci que l'ex périence recueillie concernant le béton armé est éga lement valable en ce qui concerne les éléments obtenus selon le procédé décrit.
Naturellement, n'importe quelle partie d'une cons truction peut être obtenue par le procédé décrit, par exemple les murs, les dalles, les voûtes, etc.
Dans le cas de murs et de dalles, du béton poreux peut être utilisé à la place du béton ordinaire.
Il est à remarquer que les planches 2 ne nécessitent pas de nervures ou joints à leur surface, étant donné que leur liaison avec le noyau de béton ordinaire est extrêmement solide.
Method for manufacturing a reinforced concrete element The present patent relates to a process for manufacturing a reinforced concrete element, a prestressed concrete plank for the implementation of this process and an element obtained by this process.
It is well known that concrete is a building material capable of withstanding compressive forces, but not tensile forces. Given that the bending, torsional and shear forces generate tensile forces, it is necessary to prepare the concrete by adding to it means capable of withstanding said tensile forces. The first step in this direction was to place iron bars in the concrete at the places of tension, thus producing reinforced concrete.
Of course, the resistance to tensile forces can be increased by using steel bars, but if very strong steel is used, the elongation of the bars causes macrostrain and macroframe in the construction element.
As a second step, pre-stressed concrete was invented: pre-stressed concrete elements were produced by tensioning very resistant steel bars and embedding them, while they are under tension, in a mass of concrete having the form of the completed item. As the concrete sets and hardens, the tension bars subject the entire concrete element to compression which puts it in a condition of tension making it suitable for use in the construction of building elements.
Currently, the production of prestressed concrete structural elements requires manufacture in special factories, as well as the use of ducts, anchor heads, traction cylinders and assembly cranes. These requirements and difficulties may prevent a wider use of pre-stressed concrete. The subject of the invention is a method for manufacturing a reinforced concrete element which is characterized in that a formwork is formed with prestressed concrete boards and in that this formwork is filled with concrete.
The element thus obtained can present numerous and important advantages. It can be given, when necessary, a resistance to tensile forces equal to that obtained with prestressed concrete.
These elements can allow any contractor to use very strong steels without having to use sheaths, anchor heads, traction cylinders or assembly cranes, for example. It can use the equipment normally required for the erection of ordinary reinforced concrete constructions, minus the formwork and the savings can be considerable.
The element can be prepared in the same way as reinforced concrete, but instead of using internal iron or steel bars as reinforcing elements (as in the case of ordinary reinforced concrete), long prestressed concrete planks to form a shuttering in which ordinary concrete is poured. When concrete sets and hardens, the result is a monolithic structure consisting of a core of ordinary concrete and a layer of pre-stressed concrete.
Prestressed concrete planks will be able to adhere so firmly to ordinary concrete that they will become virtually inseparable. In tests to which beams manufactured by this process were subjected, excessive loads caused cracks, but in no case did any cracks appear at the junction of the prestressed concrete board with the ordinary concrete core.
Of course, it is possible to produce not only beams, but also floors, roofs, walls and building elements in general.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of an element obtained by the process, the subject of the patent.
Fig. 1 shows a beam in cross section; fig. 2 shows a wall in cross section; fig. 3 is a perspective view of a prestressed concrete plank used.
As seen in fig. 1, the beam comprises a volume 1 of simple concrete and elements 2 pre-stressed and in the form of boards.
Planks 2, which are used in place of ordinary iron bars, consist of a long flat body made of concrete tensioned by high strength steel bars 3 and 5. Both ends 4 of the bars 3 ' extend out of the ends of the boards 2 and can be reattached and secured to the end extensions of adjacent boards. It is not necessary to give the planks a great length, nor to custom fabricate them, since if a long continuous beam is to be cast, a number of planks can be joined to form a chain of planks connected between they by the ends 4 of the tensioned steel bars.
If a large element has to be built on site, the procedure will be as for the construction of a reinforced concrete element, with the difference that the formwork is built with pre-stressed planks and the concrete mass is poured. In this one.
The prestressed boards used can take any shape other than those mentioned above.
The elements built according to the described process are therefore cast in the same way as those built in reinforced concrete, but they work as if they were in prestressed concrete.
The prestressed concrete planks used as reinforcement will lie in the concrete the same length as if the reinforcement were made of regular iron rods. In fact, we know that the initial elongation is
EMI0002.0007
(where T is the initial tension and E the elasticity coefficient). Consequently, if the elements are made to work at 150 K / em2, the elongation will be
EMI0002.0011
= 0.75 x 10'3. It follows from this that the experience gathered concerning reinforced concrete is also valid with regard to the elements obtained according to the method described.
Of course, any part of a construction can be obtained by the method described, for example walls, slabs, vaults, etc.
In the case of walls and slabs, porous concrete can be used in place of regular concrete.
It should be noted that the boards 2 do not require any ribs or joints on their surface, since their bond with the ordinary concrete core is extremely strong.