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PROCEDE ET APPAREILLAGE POUR LA FABRICATION DE PRODUITS ET ETABLIS- SEMENT D'OUVRAGES EN CIMENT, BETON ET MATIERES ANALOGUES.
L'invention est relative à la fabrication de produits et à l'établissement d'ouvrages en ciment, béton et matières ana- logues et concerne plus spécialement la fabrication de produits, et l'établissement d'ouvrages qui doivent présenter des qualités de résistance très élevées, voire maxima, aux sollicitations méca- niques et à l'usure tels que, par exemple, les pavés artificiels, les revêtements de route et semblables,
Il est connu que pour obtenir dans de tels produits ou ouvrages une résistance élevée aux sollicitations mécaniques, il faut que le mélange mis en oeuvre soit aussi sec que possible, c' est-à-dire que pour les produits en ciment ou béton par exemple, le rapport ciment sur eau soit aussi grand que possible.
D'autre part, il est de pratique courante de pilonner le mélange mis en oeuvre, mais lorsque le mélange est sec, on ne peut, sauf par , un @
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pilonnage de longue durée, qui est dès lors très onéreux et de ce fait prohibitif dans la plupart des cas, communiquer à la masse une compacité suffisante pour qu'elle présente également une résistance à l'usure élevée.
En fait, par le pilonnage, les grains du mélange qui occu- pent initialement les uns par rapport aux autres des positions quel- cnques, sont amenés à se déplacer relativement entre eux de façon à remplir plus ou moins complètement par des grains ou des parties de grains les vides préexistants de la masse. Mais plus le mélange est sec.et moins les grains présentent de mobilité, de sorte que leurs déplacements s'effectuent avec difficulté et lentement. Dès lors, pour atteindre l'état de compacité ou de resserrement voulu de la masse des grains procurant la résistance à l'usure cherchée, le pilon- nage est long et laborieux.
Pour remédier à cet inconvénient, et permettre d'atteindre rapidement la compacité désirée par un pilonnage modéré, l'invention prévoit, indépendamment du pilonnage, d'agir sur les grains de façon à leur faire occuper des positions telles que leurs contours s'adap- tent plus ou moins complètement les uns aux autres, de manière que les vides entre eux tendent vers un minimum, et de pilonner la masse ainsi arrangée, ou bien encore de pilonner la masse tandis que simultané- ment on agit sur elle pour disposer les grains dans le dit arrangement.
Pour réaliser le dit arrangement des grains de la masse, on pourra, suivant l'invention, utiliser divers moyens, tel qu'un secou- age plus ou moins énergique, ou une saltation, mais on a de préférence recours à une vibration de la masse.
On a déjà obtenu des produits ou ouvrages compacts en ciment ou béton en vibrant leurs mélanges, mais les mélanges mis en oeuvre relativement doivent alors être très fluides, avec la conséquence que les produits ou ouvrages résultants ne présentent pas une résistance élevée aux sollicitations mécaniques.
De préférence également, le pilonnage appliqué est un pilon- nage rapide.
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Outre le procédé qui vient d'être défini, l'invention com- prend les appareillagespropres à en permettre l'exécution, et com- prenant en principe, en même temps que des dispositifs pour confec- tionner des mélanges et les amener. dans des moules, des coffrages ou l'équivalent, des dispositifs pour vibrer ces moules.ou coffrages et des dispositifs pour pilonner leur contenu, ainsi que,le cas échéant, des dispositifs pour assurer le démoulage des produits con- fectionnés.
Et afin que l'on puisse bien comprendre de quelle façon l'in- vention peut être pratiquement réalisée, on la décrira ci-après plus en détail, mais bien entendu titre d'exemple seulement, dans une de ses applications préférées, celle de la fabrication de pavés ou blocs en béton ou semblables, conjointement à.une disposition d'appa- reillage préférée, adaptée à cette fabrication, et illustrée plus ou moins schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 montre, en plan, l'ensemble d'un appareillage pour la fabrication de pavés ou blocs;
Fig. 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la fig.1, montrant le remplissage des moules;
Fig. 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la fig. l, montrant cornrnent peut être assurée la vibration.
Fig. 4 est une vue en élévation de face, partie en coupe,d' un type de presse utilisé de préférence pour exécuter le pilonnage.
En se référant aux dessins, 1 désigne une voie, de préfé- rence agencée en circuit fermé, que l'on a représenté comme circu- laire mais qui pourrait recevoir toute autre configuration. Sur cette voie circulent des chariots porte-moules 2, en nombre quelconque, quatre de ces chariots seulement ayant été représentés. L'un d'eux se trouve à un poste de remplissage 3 ; autre se trouve à un poste de vibration 4 ; un troisième se trouve au poste de pilonnage 5 et le quatrième se trouve au poste de démoulage 6.
L'équipement du poste de remplissage 3 pourra naturellement être établi d'un grand nombre de manières différentes, suivant les conditions à satisfaire, telles que l'emplacement disponible, le @
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nombre de moules à remplir, etc., et la fig. 2 montre, exemplative- ment, un équipement comprenant un plancher 7 pour la réception des matières, y amenées par exemple par un élévateur 8, un plancher 9 supportant un appareil mélangeur 10 alimenté, à partir du plancher 7, par une trémie 11, et une trémie 12 recevant le mélange préparé dans l'appareil 10 et le distribuant par un ou des conduits 13 aux moules 14 portés par un chariot 2.
L'équipement du poste de vibration 4 pourra également être agencé d'un grand nombre de manières différentes. Il comprend en principe un bâti vibrant 15 sur lequel vient se placer le chariot porte-moules lorsqu'il occupe le poste de vibration, le dit bâti portant un arbre ou autre organe tournant à balourd 18, entraîné en rotation rapide par un système moteur quelconque, tel que, par exem- ple le moteur électrique 17 et la courroie 18.
L'équipement du poste de pilonnage pourra comprendre des orga- nes de pilonnage des types les plus divers, mais de préférence on lui fait comprendre une presse du type décrit dans le brevet belge N 351.514 du 23 mai 1928, illustrée fig. 4 dans une de ses formes de réalisation.
Dans cette presse, entre des montants latéraux 19, est disposé un plateau de presse fixe 20, en dessous duquel est agencé un cylin- dre hydraulique 21 dont le piston 22 supporte un sommier mobile 23 guidé dans les montants 19 et relié par des colonnes 24 à un second sommier mobile 25 également guidé par les montants 19.
Un piston creux 26, susceptible de s'élever et de s'abaisser dans un cylindre 27 du sommier 25, porte un pilon 28 coulissant dans des guides appropriés du sommier, et reçoit un mouvement vertical alternatif, par exemple à l'aide d'un excentrique 29 entrainé par une courroie 30 à partir d'un moteur, par exemple électrique, 31.
Une pompe 32 est agencée dans l'intérieur du piston 26, et commandée par une bielle 33 et une manivelle 34 à partir de la même commande motrice que l'excentrique 29. Cette pompe fournit le fluide sous pression destiné à actionner le piston hydraulique 22, les mon- tants 19 étant avantageusement organisés en chambre d'emmagasinement pour ce fluide.
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Le plateau fixe 20 porte des tronçons de rails de la voie 1, supportés par l'intermédiaire de ressorts 35 et sur lesquels vien- nent se placer les chariots 2.
En fonctionnement, tandis que le contenu des moules 14 est pi- lonné par le pilon 28, le piston 22 est abaissé de façon à compri- mer de plus en plus énergiquement le contenu des moules, et ce jus- qu'au moment où le dit contenu est réduit à une épaisseur désirée, la descente du piston 22 étant alors arrêtée à la main ou automa- tiquement, après quoi le piston 22 est élevé pour dégager le pilon des moules 14 et permettre leur remplacement par des moules dont le contenu doit être pilonné.
Pour comprimer d'une manière progressivement plus énergique le contenu des moules, on pourrait également agencer la presse de ma- nière que le plateau porte-moules 20 soit mobile tandis que le sommier porte-pilon soit en principe fixe. Le plateau 20 serait en ce cas relié au piston 22, lequel serait alors élevé progressive- ment pendant l'opération de pilonnage et abaissé ensuite pour dé- gager le pilon des moules e permettre le remplacement de ces der- niers.
Le poste de démoulage 6 pourra également être équipé des ma- nières les plus diverses, et comprendre par exemple un ou plusieurs pistons plongeurs agissant sur des portions mobiles des fonds des moules pour en éjecter les blocs y contenus. Les agencements de ce genre sont bien connus et ne nécessitent pas plus ample description.
Le fonctionnement de l'appareillage décrit se comprend comme suit. Au poste de remplissage 3, les moules sont remplis d'un mé- lange dans lequel la proportion eau-ciment est minimum ou voisine du minimum, en quantité nécessaire pour, après vibration et pilon- nage, donner des produits présentant les dimensions désirées.
Le chariot 2 portant les moules 14 ainsi remplie, est transfé- ré au poste 4, où ces moules sont soumis, pendant le temps néces- saire à l'influence du bâti vibrant 15.
La vibration, grâce à la mobilité qu'elle donne aux grains en particulier, tend à disposer ceux-ci dans un ordre où les vides ,
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tendent vers un minimum, mais sans toutefois atteindre ce dernier en raison du manque de plasticité du mélange sec.
L'opération de vibration achevée, le chariot porte-moules est amené au poste de pilonnage 5, où le contenu des moules est soumis à un pilonnage, tel notamment que celui décrit plus haut en référen- ce à la fig. 4, ce pilonnage étant de préférence rapide.
Le pilonnage qui est appliqué sur le contenu des moules préparé par l'opération de vibration, n'a plus au fait qu'à vaincre de peti- tes résistances de frottement ou, en d'autres termes, à rapprocher les grains les uns des autres, ce qui permet d'atteindre le minimum de vides entre ces grains après un pilonnage de durée relativement courte.
Ce pilonnage exécuté, le chariot 2 et les moules 14 qu'il porte sont amenés au poste 6 de démoulage, où les produits sont extraits ou éjectés des moules, le chariot et les moules rejoignant ensuite le poste de remplissage 3 pour recommencer le cycle des opérations.
Si la vibration s'exécute en même temps que le pilonnage, l'or- gane vibrant 16 sera naturellement associé au plateau de presse 20 supportant les chariots 2 pendant le pilonnage.
Les blocs obtenus sont non seulement hautement résistant aux sollicitations mécaniques en raison de l'emploi d'un mélange de rap- port eau-ciment minimum ou voisin du minimum, mais absolument com- pacte et par suite hautement résistant à l'usure.
Comme il va de soi et comme on l'a déjà laissé entendre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux exemples de pro- duit et d'appareillage plus spécialement décrits, mais englobe éga- lement les fabrications du même genre et les modifications et les équivalents du dit appareillage.
REVENDICATIONS.
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METHOD AND APPARATUS FOR THE MANUFACTURING OF PRODUCTS AND WORKSHOP IN CEMENT, CONCRETE AND SIMILAR MATERIALS.
The invention relates to the manufacture of products and to the establishment of works in cement, concrete and the like and relates more particularly to the manufacture of products, and the establishment of works which must have resistance qualities. very high, or even maximum, to mechanical stresses and wear such as, for example, artificial paving stones, road surfaces and the like,
It is known that in order to obtain high resistance to mechanical stress in such products or structures, the mixture used must be as dry as possible, that is to say that for cement or concrete products, for example. , the cement to water ratio is as large as possible.
On the other hand, it is common practice to pound the mixture used, but when the mixture is dry, one cannot, except by, a @
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long-lasting ramming, which is therefore very expensive and therefore prohibitive in most cases, impart sufficient compactness to the mass so that it also exhibits high resistance to wear.
In fact, by pounding, the grains of the mixture which initially occupy some positions with respect to each other, are caused to move relatively between them so as to fill more or less completely with grains or parts. of grains the preexisting voids of the mass. But the drier the mixture, the less mobility the grains show, so that their movements are carried out with difficulty and slowly. Therefore, to achieve the desired state of compactness or tightness of the mass of the grains providing the desired resistance to wear, the pounding is long and laborious.
To remedy this drawback, and make it possible to quickly achieve the desired compactness by moderate ramming, the invention provides, independently of the ramming, to act on the grains so as to make them occupy positions such that their contours adapt. - try more or less completely to each other, so that the voids between them tend to a minimum, and to pound the mass thus arranged, or even to pound the mass while simultaneously acting on it to arrange the grains in the said arrangement.
To achieve the said arrangement of the grains of the mass, it is possible, according to the invention, to use various means, such as a more or less vigorous shaking, or a saltation, but one preferably has recourse to a vibration of the mass.
Compact products or structures made of cement or concrete have already been obtained by vibrating their mixtures, but the mixtures used relatively must then be very fluid, with the consequence that the resulting products or structures do not exhibit high resistance to mechanical stresses.
Also preferably, the ramming applied is rapid ramming.
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In addition to the process which has just been defined, the invention comprises the appropriate apparatus for enabling it to be carried out, and comprising in principle, at the same time as devices for making up mixtures and delivering them. in molds, shutterings or the like, devices for vibrating these molds or shutterings and devices for ramming their contents, as well as, where appropriate, devices for ensuring the release of the finished products.
And so that one can fully understand how the invention can be practically implemented, it will be described below in more detail, but of course by way of example only, in one of its preferred applications, that of the manufacture of paving stones or concrete blocks or the like, together with a preferred arrangement of equipment, adapted to this manufacture, and illustrated more or less schematically in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 shows, in plan, the whole of an apparatus for the manufacture of paving stones or blocks;
Fig. 2 is a sectional view along 2-2 of FIG. 1, showing the filling of the molds;
Fig. 3 is a sectional view along 3-3 of FIG. There, showing good vibration can be assured.
Fig. 4 is a front elevational view, partly in section, of one type of press preferably used for performing ramming.
Referring to the drawings, 1 denotes a track, preferably arranged in a closed circuit, which has been shown as circular but which could receive any other configuration. On this track circulate mold-holder carriages 2, in any number, only four of these carriages having been shown. One of them is at a filling station 3; another is at a vibration station 4; a third is at the ramming station 5 and the fourth is at the mold release station 6.
The equipment of the filling station 3 can naturally be established in a large number of different ways, depending on the conditions to be satisfied, such as the available location, the @
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number of molds to be filled, etc., and fig. 2 shows, by way of example, a piece of equipment comprising a floor 7 for receiving materials, brought there for example by an elevator 8, a floor 9 supporting a mixing apparatus 10 supplied, from the floor 7, by a hopper 11, and a hopper 12 receiving the mixture prepared in the apparatus 10 and distributing it through one or more conduits 13 to the molds 14 carried by a carriage 2.
The equipment of the vibration station 4 can also be arranged in a large number of different ways. In principle, it comprises a vibrating frame 15 on which the mold-holder carriage is placed when it occupies the vibration station, said frame carrying a shaft or other unbalanced rotating member 18, driven in rapid rotation by any motor system. , such as, for example, the electric motor 17 and the belt 18.
The equipment of the ramming station may include ramming devices of the most diverse types, but preferably it is made to include a press of the type described in Belgian patent N 351,514 of May 23, 1928, illustrated in fig. 4 in one of its embodiments.
In this press, between lateral uprights 19, is disposed a fixed press plate 20, below which is arranged a hydraulic cylinder 21, the piston 22 of which supports a movable bed base 23 guided in the uprights 19 and connected by columns 24. to a second movable base 25 also guided by the uprights 19.
A hollow piston 26, capable of rising and falling in a cylinder 27 of the bed 25, carries a pestle 28 sliding in suitable guides of the bed, and receives an alternating vertical movement, for example using an eccentric 29 driven by a belt 30 from a motor, for example an electric motor, 31.
A pump 32 is arranged in the interior of the piston 26, and controlled by a connecting rod 33 and a crank 34 from the same driving control as the eccentric 29. This pump supplies the pressurized fluid intended to actuate the hydraulic piston 22. , the uprights 19 being advantageously organized as a storage chamber for this fluid.
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The fixed plate 20 carries sections of track 1, supported by means of springs 35 and on which the carriages 2 are placed.
In operation, while the contents of the molds 14 are pounded by the pestle 28, the piston 22 is lowered so as to compress more and more forcefully the contents of the molds, and this until the moment when the said content is reduced to a desired thickness, the descent of the piston 22 then being stopped by hand or automatically, after which the piston 22 is raised to release the pestle from the molds 14 and allow their replacement by molds, the content of which must to be pounded.
In order to compress the contents of the molds in a progressively more energetic manner, the press could also be arranged so that the mold-holder plate 20 is movable while the pestle-holder base is in principle fixed. The plate 20 would in this case be connected to the piston 22, which would then be raised gradually during the ramming operation and then lowered to release the pestle from the molds and allow the latter to be replaced.
The mold release station 6 can also be equipped in the most diverse ways, and include for example one or more plungers acting on movable portions of the bottoms of the molds to eject the blocks contained therein. Arrangements of this kind are well known and do not require further description.
The operation of the apparatus described is understood as follows. At the filling station 3, the molds are filled with a mixture in which the water-cement proportion is minimum or close to the minimum, in an amount necessary for, after vibration and pounding, to give products having the desired dimensions.
The carriage 2 carrying the molds 14 thus filled is transferred to station 4, where these molds are subjected, during the necessary time to the influence of the vibrating frame 15.
The vibration, thanks to the mobility that it gives to the grains in particular, tends to arrange them in an order where the voids,
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tend towards a minimum, but without reaching the latter due to the lack of plasticity of the dry mixture.
Once the vibration operation is completed, the mold carrier is brought to the ramming station 5, where the content of the molds is subjected to ramming, such as in particular that described above with reference to FIG. 4, this ramming being preferably rapid.
The ramming which is applied to the contents of the molds prepared by the operation of vibration, only has to overcome small frictional resistances or, in other words, to bring the grains closer together. others, which makes it possible to achieve the minimum voids between these grains after a relatively short pounding period.
Once this ramming has been carried out, the carriage 2 and the molds 14 which it carries are brought to the demoulding station 6, where the products are extracted or ejected from the molds, the carriage and the molds then joining the filling station 3 to restart the cycle of the molds. operations.
If the vibration takes place at the same time as the ramming, the vibrating member 16 will naturally be associated with the press plate 20 supporting the carriages 2 during the ramming.
The blocks obtained are not only highly resistant to mechanical stresses due to the use of a mixture of minimum water-cement ratio or close to the minimum, but absolutely compact and therefore highly resistant to wear.
As goes without saying and as has already been hinted at, it is understood that the invention is not limited to the examples of product and of apparatus more especially described, but also covers the manufacture of same type and modifications and equivalents of said apparatus.
CLAIMS.
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