CA2746281A1 - Curved reinforcement rod having improved strength in the curvature and the method to procuce the rod - Google Patents
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Abstract
L'invention vise une tige courbée de renforcement ayant une résistance mécanique améliorée à l'endroit de sa courbure, caractérisée en ce qu'elle est faite à partir d'un faisceau de fibres solidarisées entre elles à l'aide d'un polymère liant et en ce qu'elle présente des parties rectilignes ayant chacune une même section essentiellement circulaire et une partie courbée qui se trouve entre les parties rectilignes, cette partie courbée étant et ayant une section essentiellement rectangulaire ou ellipsoïdale. Le fait qu'un aplatissement soit fait au niveau de la courbure de chaque tige présente un grand intérêt puisque cela réduit la différence de valeurs entre les rayons de courbure interne et externe au niveau de la courbure, ce qui vient renforcer la résistance mécanique du produit final. L'invention vise aussi une méthode pour produire cette tige.The invention relates to a curved reinforcing rod having improved mechanical strength at the point of its curvature, characterized in that it is made from a bundle of fibers secured together by means of a binder polymer and in that it has straight portions each having a same substantially circular section and a curved portion which is between the straight portions, the curved portion being and having a substantially rectangular or ellipsoidal section. The fact that a flattening is done at the level of the curvature of each rod is of great interest since it reduces the difference in values between the radii of internal and external curvature at the curvature, which reinforces the mechanical strength of the product. final. The invention also relates to a method for producing this rod.
Description
TIGE COURBÉE DE RENFORCEMENT AYANT UNE RÉSISTANCE
MÉCANIQUE AMÉLIORÉE A L'ENDROIT DE SA COURBURE ET MÉTHODE
POUR PRODUIRE CELLE-CI
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet une tige courbée de renforcement ayant une résistance mécanique améliorée à l'endroit de sa courbure.
La présente invention a également pour objet une méthode pour produire cette tige courbée du renforcement.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
II est connu dans le domaine de la construction d'utiliser des tiges courbées faites d'un matériau composite dans le but de renforcer des pièces ou ouvrages de béton.
Des exemples de tels pièces et ouvrages seront détaillés ci-après.
La production de telles tiges de renforcement faites d'un matériau composite est donc connue et exploitée commercialement depuis plusieurs années. Cette production comprend la mise en forme d'un faisceau de fibres de natures polymérique, minérale, naturelle ou métallique qui sont enduites d'une résine thermodurcissable, son enroulement sur des gabarits supportés par un cadre rotatif, la soumission du faisceau ainsi enroulé à une température suffisante pour assurer le durcissement de la résine puis le découpage optionnel du produit rigide obtenu en sections. CURVED REINFORCING SHAFT HAVING RESISTANCE
IMPROVED MECHANICS IN THE PLACE OF ITS BOWL AND METHOD
TO PRODUCE THIS
FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a curved reinforcing rod having a improved mechanical strength at the point of its curvature.
The present invention also relates to a method for producing this curved rod of reinforcement.
DESCRIPTION OF THE PRIOR ART
It is known in the field of construction to use curved rods make composite material for the purpose of reinforcing parts or structures of concrete.
Examples of such parts and works will be detailed below.
The production of such reinforcing rods made of a composite material is therefore known and exploited commercially for several years. This production includes shaping a bundle of fibers of natures polymeric, mineral, natural or metallic which are coated with a resin thermosetting, its winding on templates supported by a frame rotary, the submission of the bundle thus wound to a sufficient temperature for ensure the hardening of the resin then the optional cutting of the product rigid obtained in sections.
2 Quant à ce type de production connu, on peut se référer aussi aux brevets américains cités ci-après.
US 2,684,318 [Meek] décrit une méthode qui permet de produire des tiges rigides en saturant un faisceau de fibres de verre préalablement saturé de résine thermodurcissable et en le tirant de manière continue au travers d'un four de manière à faire durcir la résine.
US 4,154,634 [Shobert] décrit une méthode qui permet de produire des tiges en tirant un faisceau de fibres préalablement saturées de résine thermodurcissable et en tirant ce faisceau de manière discontinue au travers d'au moins une matrice chauffante de manière à faire durcir la résine.
De même, US 4,445,957 [Harvey] décrit une méthode qui permet de produire des sections de tiges courbées en introduisant des sections d'un faisceau de fibres saturées de résine thermodurcissable dans des moules chauffants qui impose la forme courbée aux sections dudit faisceau tout en assurant le durcissement de la résine.
Si les tiges courbées obtenues jusqu'à présent sont connues pour être très utiles, elles ont toutefois un problème de résistance mécanique au niveau de leurs courbures. Ceci s'explique par le fait que le faisceau de fibres, lorsqu'il est cintré, produit une compression des fibres positionnées dans la courbure interne. De ce fait, les fibres sont en quelque sorte pliées et deviennent incapables de concourir à
supporter une tension. Cette situation est amplifiée par la différence des rayons de courbures entre les plus grand et plus petit rayons.
Il a maintenant été découvert dans le cadre de la présente invention que cette situation peut être améliorée en changeant la forme de la section courbée de 2 As for this type of known production, one can also refer to patents mentioned below.
US 2,684,318 [Meek] discloses a method for producing stems rigid by saturating a bundle of glass fibers previously saturated with resin thermosetting and pulling it continuously through an oven of to cure the resin.
US 4,154,634 [Shobert] discloses a method for producing stems in pulling a bundle of fibers previously saturated with resin thermosetting and by pulling this beam discontinuously through at least one matrix heating to cure the resin.
Similarly, US 4,445,957 [Harvey] describes a method for producing sections of curved stems by introducing sections of a bundle of fibers saturated with thermosetting resin in heating molds which imposes the curved shape to the sections of said beam while ensuring the hardening of the resin.
If the curved stems obtained so far are known to be very helpful, However, they have a problem of mechanical resistance in their curvatures. This is explained by the fact that the bundle of fibers, when is bent, produces a compression of the fibers positioned in the internal curvature. Of this fact, the fibers are somehow folded and become unable to compete in withstand tension This situation is magnified by the difference in rays of curvatures between the largest and the smallest radii.
It has now been discovered in the context of the present invention that this situation can be improved by changing the shape of the curved section of
3 manière à conserver la même aire de la section mais en diminuant la différence de valeurs entre les rayons de courbure interne et externe.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
La présente invention a donc pour objet une tige courbée de renforcement notamment utilisable comme armature pour renforcer une pièce ou un ouvrage de béton, laquelle tige a une résistance mécanique améliorée à l'endroit de sa courbure.
La tige selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est faite à partir d'un faisceau de fibres solidarisées entre elles à l'aide d'un polymère liant et en ce qu'elle présente des parties rectilignes ayant chacune une même section essentiellement circulaire et une partie courbée qui se trouve entre les parties rectilignes, cette partie courbée étant aplatie et ayant une section essentiellement rectangulaire ou ellipsoïdale.
L'invention telle que revendiquée a également pour objet une méthode pour produire la tige courbée de renforcement ci-dessus décrite ayant une résistance mécanique améliorée à l'endroit de sa courbure, ladite méthode comprenant les étapes de base suivantes:
(i) production d'une tige rectiligne de section essentiellement circulaire à
partir d'un faisceau de fibres en solidarisant entre elles lesdites fibres à
l'aide d'un polymère liant;
(ii) pliage de cette tige autour d'au moins un gabarit de pliage, ce pliage donnant à la tige une portion courbée au niveau de chacun dudit ou desdits gabarits;
(iii) mise de la tige placée sur le ou les gabarits de pliage, dans des conditions où le polymère liant des fibres peut durcir; et 3 in order to keep the same area of the section but decreasing the difference of values between the radii of internal and external curvature.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention therefore relates to a curved reinforcing rod particularly useful as reinforcement for reinforcing a room or a work of concrete, which rod has improved mechanical strength at the location of its curvature.
The rod according to the invention is characterized in that it is made from a fiber bundle joined to each other by means of a binder polymer and this it has rectilinear parts each having the same section essentially circular and a curved part that lies between parts rectilinear, this curved portion being flattened and having a section essentially rectangular or ellipsoidal.
The invention as claimed also relates to a method for produce the curved reinforcing rod described above having a resistance improved mechanics at its curvature, said method comprising the following basic steps:
(i) production of a rectilinear rod of essentially circular section from a bundle of fibers by joining together said fibers to using a binder polymer;
(ii) folding this rod around at least one folding jig, this folding giving the stem a curved portion at each of said or said templates;
(iii) placing the rod placed on the folding template or jigs in conditions where the fiber-binding polymer can cure; and
4 (iv) quand le polymère liant est suffisamment durci, retrait de la tige du ou des gabarits.
Cette méthode selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend l'étape supplémentaire suivante :
(v) aplatissement de la tige à l'aide d'un ou plusieurs sabots pressée sur la ou les portions courbées de celle-ci en contact avec le ou les gabarits de pliage, ledit aplatissement s'effectuant après l'étape de pliage (ii), le ou lesdits sabots n'étant retirés qu'après l'étape (iii) de façon à ce que la mise de la tige dans des conditions où le polymère liant des fibres puisse durcir, soit effectué avec les sabots encore en position de pressage.
De préférence, la portion courbée de la tige a une section rectangulaire et cette section est plus large que la section circulaire de la tige. Alternativement, la portion courbée de la tige a une section ellipsoïdale et cette section est plus large que la section circulaire de la tige.
Du fait de la partie formant la courbure de la tige est aplatie, la différence de valeur entre les rayons de courbure interne et externe se trouve diminuée, ce qui vient renforcer sa résistance mécanique.
La présente invention ainsi que ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description non restrictive qui suit, faite en se référant aux dessins annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les figures la, lb et l c sont respectivement des vues en coupe partielle d'une chaussée de béton, d'une poutre de béton et d'une barrière de type Jersey , chacune des parties en question étant renforcée à l'aide d'une tige de renfort courbée.
La figure 2 illustre la machine ainsi que les différentes étapes mises en oeuvre le 4 (iv) when the binder polymer is sufficiently hardened, removing the stem from or templates.
This method according to the invention is characterized in that it comprises step additional following:
(v) flattening of the stem using one or more hooves pressed on the or the curved portions thereof in contact with the template or templates of folding, said flattening being effected after the folding step (ii), the or said hooves being removed only after step (iii) so that the placing the stem under conditions where the fiber-binding polymer can be hardened, either with the hooves still in position pressing.
Preferably, the curved portion of the rod has a rectangular section and this section is wider than the circular section of the stem. Alternately, the part curved stem has an ellipsoidal section and this section is wider that the circular section of the stem.
Due to the part forming the curvature of the rod is flattened, the difference valuable between the radii of internal and external curvature is diminished, which just strengthen its mechanical strength.
The present invention and its advantages will be better understood in reading of the following non-restrictive description, made with reference to the drawings attached.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figures la, lb and lc are respectively partial sectional views a concrete pavement, a concrete beam and a Jersey type barrier, each of the parts in question being reinforced with the aid of a reinforcing rod curved.
Figure 2 illustrates the machine as well as the different steps involved in work it
5 long de celle-ci pour produire des tiges de renfort courbées.
La figure 3 illustre plus en détail la structure du gabarit utilisé dans cette machinerie.
La figure 4 illustre la forme d'une tige ainsi obtenue, sous la forme d'une spirale.
Les figures 5a, 5b et 5c sont des vues en perspective qui illustrent respectivement une tige obtenue par la méthode connue actuellement utilisée, une tige obtenue par la méthode selon l'invention dont la partie courbée est de section rectangulaire, et une tige obtenue par la méthode selon l'invention mais dont la partie courbée a une forme ellipsoïdale, les tiges en question étant toutes respectivement obtenues en sciant à des endroits appropriés une spirale rigide telle qu'illustrée sur la figure 4.
La figure 6 est une vue en perspective des gabarits utilisés dans le cadre rotatif de la machine utilisée dans le cadre de la présente invention, cette vue illustrant également la façon dont les sabots peuvent venir s'emboiter dans chacun des chemins parallèles se trouvant dans le gabarit.
La figure 7 est une vue plus détaillée d'un groupe de sabots utilisables dans le gabarit illustré sur la figure 6.
La figure 8 est une vue de côté du cadre rotatif dans lequel la tige vient s'enrouler pour se trouver pliée tout en étant également aplatie par les sabots. Along it to produce curved reinforcing rods.
Figure 3 illustrates in more detail the structure of the template used in this machinery.
FIG. 4 illustrates the shape of a rod thus obtained, in the form of a spiral.
Figures 5a, 5b and 5c are perspective views illustrating respectively a stem obtained by the known method currently used, a stem obtained by the method according to the invention, the curved portion of which is of section rectangular, and a rod obtained by the method according to the invention but the curved portion has an ellipsoidal shape, the rods in question being all respectively obtained by sawing in appropriate places a rigid spiral as shown in Figure 4.
FIG. 6 is a perspective view of the jigs used in the frame rotary of the machine used in the context of the present invention, this view illustrating also the way the hooves can come to fit in each of the parallel paths in the template.
FIG. 7 is a more detailed view of a group of shoes that can be used in the template shown in Figure 6.
FIG. 8 is a side view of the rotary frame in which the stem comes wind to be folded while being also flattened by the hooves.
6 Les figures 9a, 9b et 9c sont des vues illustrant la forme que peut avoir la tige courbée en fonction du nombre de gabarits utilisés et de leur positionnement respectif.
La figure 10 est un graphique illustrant les améliorations obtenues sur les propriétés mécaniques d'une tige selon l'invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Les figures la, lb et l c illustrent l'importance que représente l'incorporation de tiges courbées de renforcement dans des structures en béton.
Ainsi, la figure la illustre la façon dont une tige peut être utilisée pour ancrer un parapet (31) à même la chaussée d'un pont (32).
La figure 1 b illustre la façon dont une tige de renforcement courbée (30b) peut être incorporée à une poutre de béton (34) qui est destinée à porter des charges.
On comprendra que si les tiges peuvent supporter des tensions pour se désolidariser du béton, la capacité portante de la poutre (34) peut alors être substantiellement accrue.
La figure l c illustre comment une tige de renforcement courbée (30c) peut être incorporée dans une barrière (36) de type Jersey utilisée pour protéger le bord de route.
Tel que précédemment mentionné, la présente invention a pour objet une nouvelle structure de tiges de renforcement courbées ainsi qu'une méthode pour la fabrication de celles-ci. 6 Figures 9a, 9b and 9c are views illustrating the shape that the stem curved according to the number of templates used and their positioning respective.
Figure 10 is a graph illustrating improvements in mechanical properties of a rod according to the invention.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Figures 1a, 1b and 1c illustrate the importance of the incorporation of curved reinforcing rods in concrete structures.
Thus, Figure la illustrates how a rod can be used to anchor a parapet (31) on the floor of a bridge (32).
Figure 1b illustrates how a curved reinforcing rod (30b) may be incorporated in a concrete beam (34) which is intended to carry loads.
We will understand that if the rods can withstand tensions for themselves dissociate concrete, the bearing capacity of the beam (34) can then be substantially increased.
FIG. 1c illustrates how a curved reinforcing rod (30c) can to be incorporated into a Jersey type barrier (36) used to protect the edge road.
As previously mentioned, the subject of the present invention is a new structure of curved reinforcing rods as well as a method for the manufacture of these.
7 Tel que précédemment décrit, la méthode selon l'invention consiste à produire des tiges de renforcement courbées telles qu'illustrées dans les figures la à l c ci-dessus décrites, à partir d'un faisceau de fibres (1) qui sont imprégnées d'un polymère liant capable de durcir le polymère liant en question étant de préférence une résine thermodurcissable.
Tel qu'illustré sur la figure 2 qui montre une machinerie utilisable pour la mise en oeuvre de procédé, les fibres (1) qui sont enroulées sur les bobines (2) en amont de la machine sont dévidées et amenées à converger vers un dispositif de saturation (4) par une tension exercée sur elles par un cadre motorisé (3). Ce dispositif (4) et constitué d'un bac (5) et de rouleaux guides (6). Il sert à
mouiller les fibres (1) à l'aide du polymère liant qui est de préférence une résine thermodurcissable est contenue dans le bac (5). Les fibres (1) mouillées par la résine terminent leurs courses convergentes en passant au travers d'un orifice calibré (7) pour ainsi former à cet endroit précis, un faisceau (8) fait desdites fibres (1) parallèles saturées de résines thermodurcissable dont l'excédent dégorgé
par l'orifice calibré (7) s'écoule dans un réservoir de captation (9).
A sa sortie de l'orifice calibré (7), le faisceau (8) est alors soumis à une consolidation à l'aide de deux fils (10) fermement enroulés en spirale autour de sa structure. Cette consolidation peut être obtenue au moyen d'un dispositif (11) constitué de deux bobines de fils (12) montées sur deux bras contre-rotatifs (13) dans les axes de rotation desquels le faisceau (8) est situé. Dans ce dispositif (11), un des fils de consolidation est enroulé de manière dextrogyre alors que l'autre fil est enroulé en sens inverse, ou lévogyre.
Suite à l'étape de consolidation, le faisceau de fibres saturé de résine et consolidé
par les fils enroulés en spirale, forme une tige qui se trouve alors introduite d'un 7 As previously described, the method according to the invention consists in producing of the Curved reinforcing rods as illustrated in Figures la to lc this-described above, from a bundle of fibers (1) which are impregnated with a binder polymer capable of curing the binder polymer in question being preference a thermosetting resin.
As illustrated in Figure 2 which shows usable machinery for the implementation process, the fibers (1) which are wound on the coils (2) in uphill of the machine are unwound and brought to converge towards a device of saturation (4) by a tension exerted on them by a motorized frame (3). This device (4) and consisting of a tray (5) and guide rollers (6). It serves to wet the fibers (1) using the binder polymer which is preferably a resin thermosetting is contained in the tray (5). Fibers (1) wetted by the resin finish their convergent strokes by passing through an orifice calibrated (7) to form at this precise location, a beam (8) makes said fibers (1) saturated parallels of thermosetting resins whose excess disgorged by the calibrated orifice (7) flows into a collection tank (9).
At its exit from the calibrated orifice (7), the beam (8) is then subjected to a consolidation using two wires (10) firmly spiraled around of his structure. This consolidation can be obtained by means of a device (11) consisting of two coils of wires (12) mounted on two counter-rotating arms (13) in the axes of rotation of which the beam (8) is located. In this device (11), one of the consolidation threads is rolled dextrogyically while the other thread is wound in the opposite direction, or levorotatory.
Following the consolidation step, the fiber bundle saturated with resin and consolidated by the spirally wound threads, forms a rod which is then introduced from
8 cadre rotatif (15) comprenant des gabarits (14) sur lesquels le faisceau est enroulé
en spirale.
Pour ce faire, chaque gabarit comprend une pluralité de chemins parallèles sur lesquels la tige s'enroule sous forme de spirale.
En pratique, le cadre rotatif (15) peut comprendre deux ou quatre gabarits.
Dans le mode de réalisation illustré, notamment si l'on se réfère à la figure 8, le cadre rotatif (15) comprend quatre gabarits, ce qui permet d'obtenir une spirale (40) telle qu'on la trouve illustrée sur la figure 4.
La spirale (15) ainsi obtenue peut alors être coupée selon des lignes (42) telles qu'illustrées en pointillés sur la figure 4. Ceci permet d'obtenir des tiges courbées telles que celles notamment illustrées sur la figure 9a. On comprendra toutefois que lorsqu'on utilise un cadre rotatif ne comprenant que deux gabarits (14), il est possible après découpe d'obtenir des tiges courbées telles que celles illustrées sur les figures 9b et 9c. Les tiges courbées de renforcement qui sont obtenues peuvent donc avoir, selon le nombre de gabarits utilisés et le type de découpe, une forme de J, L ou U.
Les étapes qui viennent d'être décrites sont connues en soi et couramment utilisées. En fait, la présente invention se distingue de ce qui vient d'être décrit essentiellement dans le fait que, une fois que la capacité du cadre rotatif a été
atteinte, des sabots (16) sont mis en place et pressés dans les chemins de chacun des gabarits (14) dans lesquels se trouve la tige enroulée sur la bande d'une spire pour assurer un aplanissement de ladite tige à l'endroit où le sabot s'applique.
D'un point de vue pratique, les chemins parallèles des gabarits (14) dans lesquels les fibres se trouvent enroulées pour ainsi former la tige sous forme de spirale, 8 rotary frame (15) comprising templates (14) on which the beam is wound spiral.
To do this, each template includes a plurality of parallel paths on which the stem wraps in the form of a spiral.
In practice, the rotating frame (15) may comprise two or four templates.
In the illustrated embodiment, particularly with reference to FIG.
frame rotation (15) comprises four jigs, which makes it possible to obtain a spiral (40) such it is shown in Figure 4.
The spiral (15) thus obtained can then be cut along lines (42) such shown in dotted lines in Figure 4. This provides rods curved such as those illustrated in particular in FIG. 9a. We will understand however when using a rotary frame comprising only two jigs (14), he is possible after cutting to obtain curved rods such as those illustrated on Figures 9b and 9c. Curved reinforcing rods that are obtained may therefore have, depending on the number of templates used and the type of cutting, a form of J, L or U.
The steps just described are known per se and commonly used. In fact, the present invention differs from what has just been described basically in that, once the capacity of the rotating frame has summer reached, hooves (16) are set up and pressed in the paths of each jigs (14) in which is located the rod wound on the strip of a coil to ensure a flattening of said rod at the location where the hoof apply.
From a practical point of view, the parallel paths of the templates (14) in which the fibers are wound to form the stem in the form of spiral,
9 peuvent avoir un fond plat ou un fond courbé. Dans ce cas, les sabots sont avantageusement conçus de façon à également avoir ou bien une surface plane ou bien une surface courbée de façon à donner à la partie qui se trouve écrasée une forme essentiellement rectangulaire telle qu'illustrée sur la figure 5b, ou une forme ellipsoïdale telle qu'illustrée sur la figure 5c.
On comprendra bien entendu que les formes en question rectangulaire et ellipsoïdale ne s'appliquent que dans chaque section courbée puisque c'est là
uniquement que les sabots (16) viennent s'appliquer.
Il convient de mentionner que l'étape de presse ainsi effectuée à l'aide des sabots (16) s'effectue avant que la résine thermodurcissable ait subi son traitement de durcissement. Il est en effet important que le travail effectué pour obtenir l'aplatissement désiré en appui sur les gabarits au niveau des courbures soit effectué avant que la résine thermodurcissable ait subi son traitement en vue de la faire durcir et ainsi obtenir des fibres désirées sous forme rigide.
L'ensemble ainsi obtenu qui donc est constitué du faisceau (8) de fibres saturées de résine enroulé sur les gabarits (14) fixés au cadre (15) et sur lesquels les sabots (16) sont appliqués, est par la suite transféré dans un four qui permet par l'augmentation de la température pour faire durcir la résine thermodurcissable.
Lorsque la réaction de la résine thermodurcissable est complétée, le cadre (15) est retiré du four, les sabots (16) sont retirés, les gabarits (14) sont enlevés et la spirale (40) maintenant devenue rigide est enlevée.
Par la suite, cette spirale (40) peut être utilisée directement dans sa forme obtenue telle qu'illustrée sur la figure 4, ou être découpée en diverses portions tel qu'il a déjà été décrit et illustré sur les figures 9a à 9c, selon les usages auxquels elles sont destinées. La figure 5a montre la portion courbée d'une tige obtenue par la méthode usuelle alors que les figures 5b et 5c montrent chacune la portion courbée d'une même tige obtenue selon la forme choisie pour les sabots.
5 En résumé, la méthode selon l'invention consiste donc à produire une tige de renforcement courbée telle que décrite ci-dessus, à partir d'un faisceau de fibres à
l'aide d'un polymère liant de préférence constitué d'une résine thermodurcissable.
Le faisceau de fibres saturées de résine est tiré au travers d'un orifice calibré qui permet d'enlever le surplus de résine. Le faisceau de fibres est alors consolidé à 9 may have a flat bottom or a curved bottom. In this case, the hooves are advantageously designed so as to have either a flat surface or a curved surface so as to give the party that is crushed a substantially rectangular shape as illustrated in Figure 5b, or a ellipsoidal shape as illustrated in Figure 5c.
It will of course be understood that the shapes in question rectangular and ellipsoidal apply only in each curved section since this is where only that the shoes (16) come to apply.
It should be mentioned that the press step thus carried out using the clogs (16) is performed before the thermosetting resin has undergone its treatment of curing. It is indeed important that the work done to obtain the desired flattening in support of the templates at the level of the curvatures is before the thermosetting resin has undergone its treatment in order to of the harden and thus obtain desired fibers in rigid form.
The assembly thus obtained which therefore consists of the bundle (8) of fibers saturated resin wound on the jigs (14) fixed to the frame (15) and on which the clogs (16) are applied, is subsequently transferred to an oven that allows by increasing the temperature to harden the resin thermosetting.
When the reaction of the thermosetting resin is completed, the frame (15) is removed from the oven, the shoes (16) are removed, the templates (14) are removed and the spiral (40) now become rigid is removed.
Subsequently, this spiral (40) can be used directly in its shape obtained as shown in Figure 4, or be cut into various portions such as he has already described and illustrated in FIGS. 9a to 9c, according to the uses to which they are intended. Figure 5a shows the curved portion of a rod obtained by the usual method while Figures 5b and 5c each show the portion curved of the same stem obtained according to the shape chosen for hooves.
In summary, the method according to the invention therefore consists in producing a rod of curved reinforcement as described above, from a beam of fiber to using a binder polymer preferably consisting of a resin thermosetting.
The saturated resin fiber bundle is pulled through an orifice calibrated which allows to remove the excess resin. The fiber bundle is then consolidated at
10 l'aide d'au moins deux filaments qui l'enveloppent en spirale hélicoïdale, une spirale dans le sens horaire et l'autre dans le sens antihoraire autour du faisceau saturé. Le faisceau saturé de résine est alors enroulé sur au moins deux gabarits montés sur un cadre rotatif et dans les chemins desquelles des sabots sont appliqués pour compresser et déformer les parties courbées. Le tout est alors introduit dans un four, alors que le faisceau de fibres saturées de résine est toujours sous pression. Après un temps suffisant dans le four à la température requise pour assurer le durcissement de la résine, les sabots sont enlevés et la tige est retirée des gabarits. Elle peut par la suite être utilisée telle quelle, ou encore être découpée en diverses portions en fonction de l'usage à laquelle elle est destinée.
La figure 10 montre un graphique qui illustre l'amélioration substantielle de la résistance à la rupture exprimé sous la valeur MPa selon la norme ACI 440 B5 en fonction de l'aplatissement de la portion de la section courbée de tiges telles qu'illustrées sur les figures 5a et 5b. La tige ainsi utilisée pour cet essai avait une taille de 16 mm (5/8 de pouce) de diamètre. Les matériaux utilisés étaient de la fibre de verre et une résine de type vinylester comme matrice thermodurcissable.
La résine contenait un catalyseur de type peroxyde organique pour démarrer et compléter la réaction de polymérisation ainsi que d'autres additifs et charges. Le Using at least two filaments which wrap it helically, a spiral clockwise and the other counterclockwise around the beam saturated. The saturated resin beam is then wound on at least two templates mounted on a rotating frame and in the paths of which hooves are applied to compress and deform curved parts. Everything is then introduced into an oven, while the saturated resin fiber bundle is always under pressure. After a sufficient time in the oven at the temperature required to ensure the hardening of the resin, the hooves are removed and the rod is removed from the jigs. It can subsequently be used as which, or still be cut into different portions depending on the use to which she is intended.
Figure 10 shows a graph that illustrates the substantial improvement in the breaking strength expressed as MPa according to ACI 440 B5 in function of the flattening of the portion of the curved section of stems such illustrated in Figures 5a and 5b. The rod thus used for this test had a size of 16 mm (5/8 of an inch) in diameter. The materials used were the fiberglass and a vinylester type resin as a matrix thermosetting.
The resin contained an organic peroxide type catalyst for starting and complete the polymerization reaction as well as other additives and loads. The
11 rapport axe majeur / axe mineur (1) était celui de la tige conventionnelle telle qu'illustrée sur la figure 5a.
La valeur de résistance à tension a été de l'ordre de 450. Avec la tige selon l'invention telle qu'illustrée sur la figure 5b, les valeurs de résistance à
la tension ont été de l'ordre de 510 et 650 selon des rapports axe majeur / axe mineur de 1,44 et 2,56 obtenues grâce aux sabots.
Comme on comprendra donc sur la base de ce qui a été expliqué précédemment, le fait qu'un aplatissement soit fait au niveau de la courbure de chaque tige présente un grand intérêt puisque cela réduit la différence de valeurs entre les rayons de courbure interne et externe au niveau de la courbure, ce qui vient renforcer la résistance mécanique du produit final.
Il va de soi que diverses modifications pourraient être apportées à la méthode qui vient d'être décrite en se référant aux dessins annexés sans sortir du cadre de la présente invention telle que définie dans les revendications ci-jointes. 11 ratio major axis / minor axis (1) was that of the conventional rod such as shown in Figure 5a.
The value of resistance to voltage was of the order of 450. With the rod according to the invention as illustrated in FIG. 5b, the resistance values to voltage were in the order of 510 and 650 in major axis / minor axis 1.44 and 2.56 obtained thanks to the hooves.
As will be understood on the basis of what has been explained above, the fact that a flattening is done at the level of the curvature of each rod is of great interest since it reduces the difference in values between the radii of internal and external curvature at the level of the curvature, which comes strengthen the mechanical strength of the final product.
It goes without saying that various modifications could be made to the method who has just been described with reference to the accompanying drawings without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims.
Claims (15)
partir d'un faisceau de fibres solidarisées entre elles à l'aide d'un polymère liant et en ce qu'elle présente des parties rectilignes ayant chacune une même section essentiellement circulaire et une partie courbée qui se trouve entre les parties rectilignes, cette partie courbée étant aplatie et ayant une section essentiellement rectangulaire ou ellipsoïdale. 1. A curved reinforcing rod having a mechanical strength improved at the point of its curvature, characterized in that it is made go of a bundle of fibers joined to each other by means of a binder polymer and in that it has rectilinear parts each having the same section essentially circular and a curved part that lies between parts rectilinear, this curved portion being flattened and having a section essentially rectangular or ellipsoidal.
(i) production d'une tige rectiligne de section essentiellement circulaire à
partir d'un faisceau de fibres en solidarisant lesdites fibres entre elles à
l'aide d'un polymère liant;
(ii) pliage de cette tige autour d'au moins un gabarit de pliage, ce pliage donnant à la tige une portion courbée au niveau de chacun dudit ou desdits gabarits;
(iii) mise de la tige placée sur le ou les gabarits de pliage, dans des conditions où le polymère liant des fibres peut durcir; et (iv) quand le polymère liant est suffisamment durci, retrait de la tige du ou des gabarits;
ladite méthode étant caractérisée en ce qu'elle comprend l'étape supplémentaire suivante :
(v) aplatissement de la tige à l'aide d'un ou plusieurs sabots pressée sur la ou les portions courbées de celle-ci en contact avec le ou les gabarits de pliage, ledit aplatissement s'effectuant après l'étape de pliage (ii), le ou lesdits sabots n'étant retirés qu'après l'étape (iii) de façon à ce que la mise de la tige dans des conditions où le polymère liant des fibres puisse durcir, soit effectué avec les sabots encore en position de pressage. 6. A method for producing a curved reinforcing rod having a improved mechanical strength at its curvature, said method comprising the following steps:
(i) production of a rectilinear rod of essentially circular section from a bundle of fibers by joining said fibers together using a binder polymer;
(ii) folding this rod around at least one folding jig, this folding giving the stem a curved portion at each of said or said templates;
(iii) placing the rod placed on the folding template or jigs in conditions where the fiber-binding polymer can cure; and (iv) when the binder polymer is sufficiently hardened, removing the stem from or templates;
said method being characterized in that it comprises the step additional next :
(v) flattening of the stem using one or more hooves pressed on the or the curved portions thereof in contact with the template or templates of folding, said flattening being effected after the folding step (ii), the or said hooves being removed only after step (iii) so that the placing the stem under conditions where the fiber-binding polymer can be hardened, either with the hooves still in position pressing.
le pliage de la tige s'effectue sur au moins deux gabarits de pliage sur lesquels la tige est enroulée en boucle, et l'aplatissement à l'aide d'un sabot s'effectue sur chaque gabarit. 7. The method according to claim 6, characterized in that:
the folding of the rod takes place on at least two folding templates on which the rod is wound in a loop, and the flattening with the help of a shoe is done on each jig.
chaque gabarit de pliage est pourvu d'une pluralité de chemins parallèles dans lesquels la tige est enroulée sous la forme d'une spire, et l'aplatissement à l'aide d'un sabot s'effectue dans chaque chemin. 8. The method according to claim 7, characterized in that:
each folding template is provided with a plurality of parallel paths in which the stem is wound in the form of a spiral, and Flattening with a hoof is done in each path.
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