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"Procédé de fabrication de traverses de chemins de fer et autres objets en ciment et amiante"
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La présente invention a pour objet de rés-,DU" 4 /à---problème de la réalisation d'un type de traverse de chem de fer possédant les résistances requises dans la pratique et présentant en outre l'avantage d'un poids limité., d'un bas prix de revient et d'une grande élasticité, ainsi que de la construction de différents objets en ciment hydraulique mélangé avec- des matières fibreuses ou granuleuses, ce qu'on n'a pas encore obtenu jusqu'à présent.
En se référant au cas particulier de la construction de traverses pour chemins de fer en ciment-amiante, on pro- céda de la façon suivante
L'amiante brut provenant des mines déjà trié selon une longueur de fibre d'environ un à trois centimètres est conve- nablement broyé de manière que les fibres se trouvent complète- ment ouvertes et séparées l'une de l'autre.
Après cette première opération, on mélange l'amiante avec le ciment dans des proportions convenables qui pourront varier de 5 a 20 % en poids d'amiante et 95à 80 % en poids de ciment à l'état sec. On peut effectuer ce mélange d'une manière quelconque par exemple en introduisant les matières dosées dans un tambour tournant pourvu d'ailettes internes radiales, ou bien dans un appareil à plans inclinés effectuant @
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un mouvement oscillatoire et de bas en haut, ou bien dans un tambour d'une roue mobile à palettes, ou de toute autre manière permettant d'assurer un contact intime de chaque fibre d'amiante avec le ciment ou, autrement dit, de façon que chaque fibre élémentaire d'amiante soit enveloppée par une mince couche de ciment.
Le mélange sec ainsi obtenu est employé directement pour le moulage des objets en question, lequel sera maintenant décrit à l'appui du dessin annexé, dans lequel :
Les fig.l, 2 et 3 sont respectivement deux vues en coupe longitudinale et une vue en plan du moule employé pour ce but.
Les figures 4 à 10 montrent en coupes trapsversales les phases successives du travail.
Les figures 11 à 14 montrent en coupes transversales les phases successives du travail suivant une variante.
Le moule est constitué ici comme le montre, le dessin par un châssis rectangulaire a formant le moule proprement dit, six pistons de pression b, un piston de pression central c, une plaque de base d pourvue sur sa surface d'une série de rainures correspondant aux trous d'une tôle perforée e disposée sur la plaque de base, ces rainures servant à évacuer l'eau en excès pendant le pressage.
On verse le mélange dans le moule en quatre temps, chaque fois en une quantité dont le poids a été exactement dosé selon l'épaisseur définitive désirée. Ainsi qu'il résulte de la fig.4 on place d'abord dans le moule une couche uniforme de mélange sec I, ensuite les armatures en fer , et une autre couche de mélange II. On descend ensuite les six pistons de pression b (fig.) qui forment à leur
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tour le moula pour le moulage successif, on étend uniformément la couche dosée de mélange sec III, on introduit 1*armature et enfin la dernière couche de mélange sec IV.
On introduit alors l'eau ou la solution aqueuse nécessaire pour la prise du ciment, en la distribuant dune manière quelconque et en abondance sur la surface de la couche IV. Le matériau placé dans le moule étant mou, l'eau imprègne toute la masse. Cette imprégnation est complétée d'une manière parfaite pendant le pressage par élimination de l'eau en excès.
L'imprégnation ayant été effectuéee (fig.6) on descend. le piston de pression et on commence le pressage,
Le piston central 0 et les pistons latéraux b, étant reliés et actionnés séparément par deux séries de pistons de la presse dont les sections sont dans leur totalité proportion- nées aux surfaces à presser, il s'ensuit qu'en exerçant en même temps le pressage sur tous les cylindres de la presse, la résistance à la pression étant parfaitement distribuée et les deux courses effectuées par les deux séries de pistons étant différentes, la charge spécifique sur le matériau en formation pendant le pressage, tout en augmentant graduellement suivant l'augmentation de la compacité du matériau, sera toujours absolument uniforme sur toutes les surfaces (fig.7)
. L'eau en excès est évacuée à travers la tôle perforée e et les rainures de la plaque de base d. Dès que les pistons ont été abaissés à un point correspondant à l'épaisseur définitive. désirée de l'objet, ce qui a lieu lorsqu'on a dépassé 200 ou 300 Kg/cm2 de pression (la quantité de mélange introduite dans le moule ayant été calculée sur la base d'une matière ayant la densité, c'est-à-dire le poids volumétrique, cor- respondant à cette pression) on commence l'opération de démoulage (fig.8,9,10). Au moyen de-s pistons de retour de
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la presse convenablement disposés, on remonte avant tout le moule a puis les pistons b et enfin le piston central c après quoi on enlève la traverse finie,
par exemple en déplaçant le chariot mobile de la presse et le remplaçant immédiatement par un chariot de réserve pour recommencer à nouveau l'opération.
Il est évident que pour accélérer la totalité des opérations et augmenter en même temps la production, on pourra effectuer les opérations de remplissage en dehors de la presse en assemblant une série de plaques mobiles d portant des moules en tôle sur des chariots détachables à roues, Ces moules pourront être en tôle perforée pour fa- ciliter la sortie de l'eau: en excès et ne pourront pas logiquement supporter, pas même en petite partie l'action du pressage; une fois sous la presse le moule sera pris dans Le moule proprement dit en fonte ou en acier coulé et entrera une seconde fois en fonction à la fin du pres- sage lorsqu'il sera emporté avec le chariot et la traverse déjà. formée, pour être porté au démoulage.
Les parois latérales de la forme a seront soumises pendant le pressage à un effort transversal considérable; on prévoit par conséquent des contre-pistons convenables. l'ar exemple une série de pistons hydrauliques horizontaux agissant sur les dites parois pourront entrer en fonction en même temps que les pistons principaux de la presse et devenir inactifs dès que les pistons de retour commencent à fonctionner,
Il est évident que le moule et la presse pourront être disposés de telle façon que la traverse soit formée renversée, c'est-à-dire avec sa base en haut, ainsi qu'il est montré aux figures 11, 12, 13,14 obtenant ainsi une économie dans l'installation'de la presse à pistons infé- rieurs au lieu que supérieurs.
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En se référant aux figs.ll à 14, a' est le moule f ixe supérieur, b'-b' les pistons mobiles latéraux inférieurs et c' le piston mobile central inférieur. On procède de la façon suivante : On remplit les cuves démontables h' de mélange en insérant les fers d'armatures et on place ladite cuve entre le moule et les pistons (fig.ll). On soulève les pistons de façon à porter la tête du moule ' en contact avec la couche supérieure du mélange (fig.12). On force- ensuite vers le haut les pistons latéraux et lé piston central en comprimant ainsi le mélange (fig.13). Enfin on procède au démoulage en abaissant les pistons latéraux et central (fig.14).
Les avantages que l'on obtient par ce système sont les suivants possibilité de distribuer la matière première uniformément et exactement dosée par rapport aux épaisseurs définitives que l'on veut obtenir ; possibilitéde munir les objets d'armatures appropriées qui contribuent à augmen- ter la résistance dans les points sous tension, chose qui ne serait pas possible si l'on formait l'objet avea de la pâte plus ou moins fluide; possibilité de placer les arma- tures en question d'une façon absolument exacte dans la masse selon les calculs de résistance; élimination absolue de toute perte de matière, du fait qu'on ne mouille que la quantité qui à été moulée.
En outre le produit obtenu, étant données la matière dont il est constitué et la haute pression à laquelle il a été soumis pendant le moulage, possède des propriétés de résistance, d'élasticité et de compacité qu'on ne peut obtenir par tout autre système. En effet, les résistancespécifiques obtenues dépassent 1500 Kg/cm2 à la compression t ,150 Kg/cm2 à la traction ;
en outre, la présence de la fibre d'amiante distribuée dans toute la masse (la masse étant constituée par des fibres d'amiante liées .une à l'autre par le ciment) a
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effet que le matériel obtenu possède un coefficient élevé d'élasticité, ce qui est absolument nécessaire surtout lorsqu'il s'agit de traverses de chemins de fer et qui n'existe pas dans d'autres types de traverses en béton.
En outre, grâce aux résistances spécifiques élevées du matériel ainsi obtenu, on peut réduire considérablement les sections de façon à diminuer notablement le poids et par conséquent le coût. La fixation des rails aux traverses est non seulement tout-à-fait sûre grâce à la résistance et à la compacité du matériel mais elle est en outre facilitée par le fait que ce matériel peut être travaillé comme un bois dur ; peut par conséquent se servir d'un système de fixation quelconque des traverses en bois et enfer.
Il est évident que, bien que moins avantageusement que suivant la méthode ci-avant décrite, on pourra se servir pour le moulage d'une matière contenant déjà une quantité plus ou moins grande d'eau ou de solution aqueuse nécessaire pour,la prisa du ciment; pour obtenir un mouillage uniforme du mélange sec on pourra, par exemple, faire passer le mélange même en forme de Pluie à. travers une chambre dans laquelle on fait fonctionner des pulvérisateurs d'eau ou de solution aqueuse.
Une autre variante peut consister dans l'introduction d'eau pendant ou après le pressage à. travers des trous convenablement prévus dans le moule.
Aussi dans le cas du moulage à sec, on peut effectuer le mouillage en plusieurs reprises, par exemple après chaque couche.
La forme, les proportions et les armatures des traverses représentées au dessin annexé pourront être évidemment modifiées selon les circonstances.
D'une manière analogue et par le même procédé on pourra produire des objets de formes différentes avec ou sans armature. L'armature pourra être métallique ou d'une
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autre matière (et les matières fibreuses adjointes pourront être en partie remplacées par des matières granuleuses comme par exemple du sable).
REVENDICATIONS 1. - Un procédé pour la fabrication d'objets différents de ciment hydraulique mélangé ou non avec des matières fibreuses ou granuleuses suivant lequel le moulage du matériau sec est effectué en plusieurs reprises et l'eau ou la solution aqueuse est ajoutée avant le pressage.
2.- Un procédé comme revendiqué sous 1, suivant lequel l'eau ou la solution aqueuse nécessaire pour la prise du mélange est ajoutée pendant ou après le pressage.
3. - Un procédé comme revendiqué sous 1, dans lequel le matériau à former contient déjà toute l'eau nécessaire pour la prise.
4. - Un procédé comme revendiqué sous 1, 2,3, suivant lqquel des couches du mélange agglomérant sont altérnées avec des armatures métalliques ou des armatures semblables.
5. - Une traverse pour chemins de fer construite comme re- vendiqué sous 1, 2, 3 et 4 et ayant la forme montrée aux dessins annexés ou une autre quelconque.
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"Manufacturing process for railway sleepers and other articles made of cement and asbestos"
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The object of the present invention is to solve the problem of realizing a type of railway sleeper having the strengths required in practice and having the further advantage of a weight. limited., of low cost and great elasticity, as well as of the construction of various articles in hydraulic cement mixed with fibrous or granular materials, which has not yet been obtained until present.
Referring to the particular case of the construction of asbestos-cement railway sleepers, we proceeded as follows:
Raw asbestos from the mines already sorted into a fiber length of about one to three centimeters is suitably crushed so that the fibers are completely open and separated from each other.
After this first operation, the asbestos is mixed with the cement in suitable proportions which may vary from 5 to 20% by weight of asbestos and 95 to 80% by weight of cement in the dry state. This mixing can be carried out in any way, for example by introducing the metered materials into a rotating drum provided with radial internal fins, or else into an apparatus with inclined planes performing @
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an oscillatory movement and from the bottom up, or in a drum of a movable paddle wheel, or in any other way allowing to ensure an intimate contact of each asbestos fiber with the cement or, in other words, in a way that each elementary asbestos fiber be enveloped by a thin layer of cement.
The dry mixture thus obtained is used directly for the molding of the articles in question, which will now be described in support of the appended drawing, in which:
The fig.l, 2 and 3 are respectively two views in longitudinal section and a plan view of the mold used for this purpose.
Figures 4 to 10 show in cross sections the successive phases of the work.
Figures 11 to 14 show in cross sections the successive phases of the work according to a variant.
The mold is constituted here as shown, the drawing by a rectangular frame a forming the mold proper, six pressure pistons b, a central pressure piston c, a base plate d provided on its surface with a series of grooves corresponding to the holes of a perforated sheet e arranged on the base plate, these grooves serving to evacuate the excess water during pressing.
The mixture is poured into the mold in four stages, each time in an amount the weight of which has been exactly dosed according to the desired final thickness. As shown in FIG. 4, a uniform layer of dry mixture I is first placed in the mold, then the iron reinforcements, and another layer of mixture II. Then lower the six pressure pistons b (fig.) Which form at their
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In turn the molded for the successive molding, the metered layer of dry mix III is spread uniformly, 1 * reinforcement is introduced and finally the last layer of dry mix IV.
The water or the aqueous solution necessary for setting the cement is then introduced, distributing it in any way and in abundance on the surface of the IV layer. The material placed in the mold being soft, water permeates the whole mass. This impregnation is completed in a perfect way during the pressing by removing the excess water.
The impregnation having been carried out (fig. 6) we descend. the pressure piston and we start pressing,
The central piston 0 and the side pistons b, being connected and actuated separately by two series of press pistons, the sections of which are in their totality proportioned to the surfaces to be pressed, it follows that by exerting at the same time the pressing on all the cylinders of the press, the resistance to the pressure being perfectly distributed and the two strokes performed by the two series of pistons being different, the specific load on the material being formed during the pressing, while gradually increasing according to the increase in the compactness of the material, will always be absolutely uniform on all surfaces (fig. 7)
. The excess water is drained out through the perforated plate e and the grooves of the base plate d. As soon as the pistons have been lowered to a point corresponding to the final thickness. of the object, which takes place when the pressure has been exceeded 200 or 300 Kg / cm2 (the quantity of mixture introduced into the mold having been calculated on the basis of a material having the density, that is ie the volumetric weight, corresponding to this pressure) the demolding operation begins (fig. 8,9,10). By means of return pistons
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the press suitably arranged, we first reassemble the mold a then the pistons b and finally the central piston c after which we remove the finished cross member,
for example by moving the mobile carriage of the press and immediately replacing it with a reserve carriage to start the operation again.
It is obvious that in order to speed up all the operations and at the same time increase production, filling operations can be carried out outside the press by assembling a series of mobile plates carrying sheet metal molds on detachable wheeled carriages, These molds can be made of perforated sheet to facilitate the exit of the water: in excess and will not logically be able to withstand, not even in small part, the action of pressing; once under the press the mold will be taken in the actual cast iron or cast steel mold and will come into operation a second time at the end of the pressing when it is taken with the carriage and the cross member already. formed, to be brought to demoulding.
The side walls of form a will be subjected during pressing to a considerable transverse force; suitable counter-pistons are therefore provided. For example, a series of horizontal hydraulic pistons acting on said walls can come into operation at the same time as the main pistons of the press and become inactive as soon as the return pistons start to operate,
It is obvious that the mold and the press could be arranged in such a way that the cross member is formed upside down, that is to say with its base upwards, as shown in figures 11, 12, 13,14 thus obtaining an economy in the installation of the press with lower pistons instead of upper ones.
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Referring to figs.ll to 14, a 'is the upper fixed mold, b'-b' the lower lateral movable pistons and c 'the lower central movable piston. The procedure is as follows: The removable tanks h 'are filled with the mixture by inserting the reinforcing bars and the said tank is placed between the mold and the pistons (fig.ll). The pistons are raised so as to bring the head of the mold in contact with the upper layer of the mixture (fig. 12). The side pistons and the central piston are then forced upwards, thus compressing the mixture (fig. 13). Finally, the mold is removed by lowering the side and central pistons (fig. 14).
The advantages which one obtains by this system are the following possibility of distributing the raw material uniformly and exactly proportioned compared to the final thicknesses which one wants to obtain; possibility of providing the objects with appropriate reinforcements which contribute to increasing the resistance in the points under tension, something which would not be possible if the object were formed with more or less fluid paste; possibility of placing the armor in question in an absolutely exact way in the mass according to the resistance calculations; absolute elimination of any loss of material, since only the quantity which has been molded is wetted.
In addition, the product obtained, given the material of which it is made and the high pressure to which it was subjected during molding, has properties of resistance, elasticity and compactness that cannot be obtained by any other system. . Indeed, the specific resistances obtained exceed 1500 Kg / cm2 in compression t, 150 Kg / cm2 in traction;
in addition, the presence of asbestos fiber distributed throughout the mass (the mass being constituted by asbestos fibers bonded to one another by cement) has
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effect that the material obtained has a high coefficient of elasticity, which is absolutely necessary especially when it comes to railway sleepers and which does not exist in other types of concrete sleepers.
In addition, thanks to the high specific strengths of the material thus obtained, the sections can be considerably reduced so as to significantly reduce the weight and consequently the cost. The fastening of the rails to the sleepers is not only completely safe thanks to the resistance and the compactness of the material but it is also facilitated by the fact that this material can be worked like hardwood; can therefore use any fastening system for wooden sleepers and hell.
It is obvious that, although less advantageously than according to the method described above, it is possible to use for the molding of a material already containing a greater or lesser quantity of water or of aqueous solution necessary for the prizing of cement; to obtain a uniform wetting of the dry mixture it is possible, for example, to pass the mixture even in the form of Rain at. through a chamber in which sprayers of water or aqueous solution are operated.
Another variant can consist in the introduction of water during or after the pressing. through holes suitably provided in the mold.
Also in the case of dry molding, the wetting can be carried out several times, for example after each layer.
The shape, proportions and reinforcements of the crosspieces shown in the appended drawing may obviously be modified according to the circumstances.
In a similar way and by the same process, it is possible to produce objects of different shapes with or without reinforcement. The frame may be metallic or of a
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other material (and the associated fibrous materials may be partly replaced by granular materials such as sand, for example).
CLAIMS 1. - A process for the manufacture of different articles of hydraulic cement mixed or not with fibrous or granular materials according to which the molding of the dry material is carried out in several times and the water or the aqueous solution is added before pressing .
2.- A process as claimed in 1, wherein the water or aqueous solution necessary for setting the mixture is added during or after pressing.
3. - A process as claimed under 1, in which the material to be formed already contains all the water necessary for setting.
4. - A process as claimed in 1, 2, 3, according to which layers of the agglomerating mixture are altered with metal reinforcements or similar reinforcements.
5. - A railway sleeper constructed as claimed in 1, 2, 3 and 4 and having the shape shown in the accompanying drawings or any other.
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