CA2746281A1 - Tige courbee de renforcement ayant une resistance mecanique amelioree a l`endroit de sa courbure et methode pour produire celle-ci - 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.
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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.
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.
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.
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.
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
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
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,
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,
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
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
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
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
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.
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.
Claims (15)
1. 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 aplatie et ayant une section essentiellement rectangulaire ou ellipsoïdale.
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.
2. La tige selon la revendication 1, caractérisée en ce que la portion courbée de la tige a une section rectangulaire et cette section est plus large que la section circulaire de ladite tige.
3. La tige selon la revendication 1, caractérisée en ce que la portion courbée de la tige a une section ellipsoïdale et cette section est plus large que la section circulaire de ladite tige.
4. La tige selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les fibres sont de nature polymérique, minérale, naturelle ou métallique.
5. La tige selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le polymère liant est de nature thermodurcissable ou thermoplastique.
6. Une méthode pour produire une tige courbée de renforcement ayant une résistance mécanique améliorée à l'endroit de sa courbure, ladite méthode comprenant les étapes suivantes:
(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.
(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.
7. La méthode selon la revendication 6, caractérisé en ce que :
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.
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.
8. La méthode selon la revendication 7, caractérisée en ce que :
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.
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.
9. La méthode selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'elle comprend en outre la découpe de la spire obtenue en éléments ayant une forme de J, L ou U, chaque élément ainsi découpé ayant sa portion courbée aplatie.
10. La méthode selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que l'aplatissement est effectué de façon à donner une section essentiellement rectangulaire ou ellipsoïdale à chaque portion courbée de la tige.
11. La méthode selon la revendication 10, caractérisée en ce que chaque portion courbée de la tige a une section rectangulaire et cette section est plus large que la section circulaire de ladite tige.
12. La méthode selon la revendication 10, caractérisée en ce que chaque portion courbée de la tige a une section ellipsoïdale et cette section est plus large que la section circulaire de ladite tige.
13. La méthode selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisée en ce que les fibres sont de nature polymérique, minérale, naturelle ou métallique.
14. La méthode selon la revendication 13, caractérisée en ce que le polymère liant est de nature thermodurcissable ou thermoplastique.
15. Usage d'une tige selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou obtenue par la méthode selon l'une quelconque des revendications 6 à 14 pour renforcer une pièce ou un ouvrage de béton.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| CA 2746281 CA2746281A1 (fr) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Tige courbee de renforcement ayant une resistance mecanique amelioree a l`endroit de sa courbure et methode pour produire celle-ci |
| PCT/CA2012/050354 WO2013006964A1 (fr) | 2011-07-14 | 2012-05-29 | Tige courbée de renforcement ayant une résistance mécanique améliorée à l'endroit de sa courbure et méthode pour produire celle-ci |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2746281 CA2746281A1 (fr) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Tige courbee de renforcement ayant une resistance mecanique amelioree a l`endroit de sa courbure et methode pour produire celle-ci |
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|---|---|
| CA2746281A1 true CA2746281A1 (fr) | 2013-01-14 |
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ID=47505463
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CA 2746281 Abandoned CA2746281A1 (fr) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Tige courbee de renforcement ayant une resistance mecanique amelioree a l`endroit de sa courbure et methode pour produire celle-ci |
Country Status (2)
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| CA (1) | CA2746281A1 (fr) |
| WO (1) | WO2013006964A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2018094521A1 (fr) | 2016-11-23 | 2018-05-31 | Pultrall Inc. | Méthode et système pour réaliser une barre d'armature, et barre d'armature résultante |
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|---|---|---|---|---|
| DE102016104071B4 (de) | 2016-03-07 | 2018-10-25 | Groz-Beckert Kg | Verfahren zum Biegen eines Bewehrungsstabes eines Bewehrungselements sowie Biegevorrichtung |
| DE102017120143A1 (de) | 2017-09-01 | 2019-03-07 | Groz-Beckert Kg | Biegeverfahren und Biegevorrichtung zum Biegen eines Verbundwerkstoffstabes |
| IT201800007220A1 (it) | 2018-07-16 | 2020-01-16 | Sistema e metodo per la fabbricazione di elementi di rinforzo per cemento armato |
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- 2011-07-14 CA CA 2746281 patent/CA2746281A1/fr not_active Abandoned
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2012
- 2012-05-29 WO PCT/CA2012/050354 patent/WO2013006964A1/fr active Application Filing
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| AU2017363837B2 (en) * | 2016-11-23 | 2023-06-08 | Pultrall Inc. | Method and system for producing a reinforcing bar, and resulting reinforcing bar |
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| WO2013006964A1 (fr) | 2013-01-17 |
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