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PROCEDE S AHPLIQUANT AU TRAITEMENT A FROID D'ACIER A BETON.
On sait que la limite d'allongement des aciers à béton, peut être accrue par divers procédés à froid tels que, tréfilage, calibrage, étirage, torsion, pliage successif dans les deux sensa laminage etco Pour les grosses barres,il va de soi que le tréfilage n'entre pas en ligne de compteo D'autre part, ce procédé ne peut s'appliquer qu'à des barres à surface lisse.
Actuellement on exige toutefois que les aciers à béton de qualité supérieure présentent une surface irrégulière, c'est à dire qu'ils soient munis de côtes ou arêtes par exemple, condition qui est imposée dans les cahiers de charge dans certains pays. Le pliage et le laminage à froid ne suffisent pas à eux seuls à obtenir l'effet désiré, tandis que l'étirage seul est nuisible parce que si l'on veut obtenir un accroissement suffisant de la limite d'élasticité, l'étirage doitêtre poussé trop loin ce qui conduit toutefois à une réduction considérable de la section des barres. Il a été prouvé en outre, que des barres d'acier ordinaire soumises à pareil traitement à froid, perdent complètement, par vieillissement, leur ductilité uniforme.
Une opération de torsion augmente effectivement la limite de rupture, mais les barres ainsi traitées ont des limites de proportionnalité et d'élasticité réduites;;On obtient le meilleur résultat par une combinaison de deux ou plusieurs des méthodes mentionnées.
La combinaison d'un étirage et deune torsion subséquente est également déjà connue. L'idée qui a prévalu jadis, suivant laquelle la barre devait d'abord être étirée, puis soumise à torsion était erronées car des es- sais ultérieurs ont démontré qu'on obtenait des résultats bien supérieurs en inversant l'ordre des opérations. L'étirage effectué en dernier lieu pose toutefois un problème fort délicat, et bien des mécomptes de différents chercheurs s'expliquent par le fait que l'étirage n'avait pas été effectué de manière appropriée.
A la suite du phénomène de vieillissement mentionné ci-dessus, il s'établit une nouvelle limite d'élasticité qui peut se situer au-dessus de la limite de rupture, de sorte que la barre perd sa ductilité uniforme. Ceci entraîne à son tour certaines conséquences fort graves dans
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le béton armé, et fait en sorte que de pareilles barres ne conviennent pas comme armatures.
La torsion s'avère donc comme un procédé très avantageux, parce qu'il conduit à une augmentation fort sensible de la limite de rupture, mais il présente toutefois cet inconvénient que de l'acier ayant été soumis à torsion possède des limites de proportionnalité et d'élasticité réduites. L'étirage après torsion, accroît toutefois ces limites de même que le limite 0.2, d'où il résulte qu'il y a tout avantage à effectuer l'étirage après la tor- sion.
D'après une conception fort répandue, la limite de rupture doit dépasser la limite d'élasticité de quelques pour cent. Les recherches sur lesquelles la présente invention est basée, ont démontré qu'en étirant la barre d'une longueur totale qui reste inférieure à la limite d'écoulement, même après un vieillissement total, mais supérieur à la limite d'élasticité, peut être exclu le danger d'une réduction d'un étirage homogèneo De plus, ce faible allongement suffit amplement à accroître de façon efficace les limites de proportionnalité, d'élasticité et d'élongation qui avaient été fortement réduites par la torsion. Ainsi'par exemple, la limite de proportionnalité a pu être augmentée de 120%, la limite d'élasticité (limite 0,2 %) de 30% et la limite 0.2 - de 22 %.
Dans le dessin ci-joint, la courbe 1 de la figure 1 montre l'allure de l'allongement en fonction de la tension pour une barre qui a été tordue. La limite d'élongation 10 est trop faible par rapport à la limite de rupture 14. L'allongement uniforme 5 de la barre comporte environ 4 à 6 %. L'allongement à la rupture est représenté par la distance 7. La courbe 2 se rapporte à une barre qui a été soumise à la même tension que la première, mais a ensuite été étirée jusqu'à ce qu'elle ait subi un allongement permanent de 5 % On constate qu'après un certain temps, la limite d'élongation 20 dépasse la limite de rupture 14 par suite du phénomène de vieillissement, raison pour laquelle il ne peut pas se produire d'allongement uniforme.
Par étirage de la barre après la même torsion, mais en restant en dessous de l'allongement à la striction 6 (figure 3), la limite d'élongation 30 se situe en dessous de la limite de rupture 34. Comparativement à l'acier qui n'a subi qu'une torsion, l' allongement uniforme 2 et l'allongement à la limite de rupture restent quasi inchangés, tandis que les limites de proportionnalité, d'élasticité et d'élongation sont accrues.
Pour certaines sortes d'aciers plus durs, l'allongement à la striction peut être inférieur, à 1 %. Il résulte d'une série d'essais, que ces qualités d'acier n'ont qu'une faible tendance au vieillissement aux températures normales, raison pour laquelle l'allongement peut dépasser l'allongement à la striction. Dans ce cas, l'allongement doit toutefois être inférieure à 1 %
Dans certains pays, les règlements prescrivent que la limite de rupture doit dépasser d'un certain pourcentage la limite d'élongation. Cette condition ne peut toutefois être satisfaite si l'allongement ne dépasse pas les limites mentionnées ci-dessus..
En dehors de la torsion, on peut encore soumettre les barres à d'autres procédés, tels que l'étirage, le laminage à froid, le pliage, le laminage d'arêtes, etc., et ce, dans n'importe quel ordre.
La figure 2 établit une comparaison entre les diagrammes ten- sion- allongement d'une barre A ayant été soumise à torsion, et d'une barre B ayant subi un étirage. Les deux barres ont la même limite 0,2 %. On reconnaît aisément la différence des caractéristiques des deux procédés.
Sous l'effet dune forte tension, la barre ayant été soumise à torsion, présente un allongement a supérieur à l'allongement b de la barre ayant subi un étirage, de sorte qu'il y a lieu de craindre davantage la production de fissures dans les constructions de béton armé.*
La figure 3 montre les courbes tension-allongement d'une barre,
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la figure 4 ne différant de la figure 3 que par l'échelle adoptée pour les abcisses, et par le fait que les allongements n'y sont portés que jusqu'à environ 1 % ou même encore moins.Dans l'une comme dans l'autre de ces fi- gures, 1 représente la courbe tension-allongement du matériau de base, de l'acier laminé à chaud. 2 désigne la même courbe du même matériau après torsion.
La courbe 1 se réfère à une barre étirée, de même que la courbe 3' mais avec cette différence que les tensions se rapportent à la section mo- difiée. La courbe 4 enfin, a été obtenue sur une barre traitée suivant l'ob- jet de l'invention, c'est-à-dire qui a été d'abord tordue, puis étirée. On voit immédiatement sur ce diagramme, que les propriétés de cette dernière barre sont supérieures à celles des barres auxquelles se réfèrent les autres courbes.
Il se fait toutefois, que des recherches scientifiques ont démontré que le traitement à froid ne peut étendre la limite d'élasticité qu'au cas où les barres sont soumises au même traitement que les barres d'essais, soit sous forme d'un traitement préliminaire, soit au cours de l'emploi pra- tique du matériau. Ainsi, par exemple, si la barre soumise à des efforts de traction a d'abord été refoulée de façon permanente par pression, la limite d'élasticité ne s'élève pas, mais reste au contraire plus basse, phénomène connu sous le nom de: effet Bauschingero D'autre part, il résulte d'une série dressais;, que la limite d'élasticités c'est-à-dire la limite de proportionnalité est abaissée non seulement à la suite d'un traitement opposé, mais .également par la torsion.
L'inventeur a pu constater en outre, que la limite d'élasticité pouvant être ramenée, à peu de chose prèsg à sa valeur primitive, par un étirage relativement faible, et que pour des aciers présentant un pouvoir de vieillissement prononcéecette valeur pouvait même dépasser la tension atteinte au moyen de cet étirage. Il est donc possible de changer complètement les caractéristiques d'une barre en l'étirant un peu, et d'obtenir ainsi les propriétés les plus avantageuses dans des barres traitées à froid.
Pour obtenir une haute limite d'élasticité, il n'est pas du tout nécessaire d'avoir recours à un étirage considérable et de diminuer ainsi la section de la pièces mais on choisit au contraire un traitement tel, que la section reste quasi inchangée, puis on ajuste la caractéristique par un étirage subséquent dont l'importance est déterminée uniquement par le dernier traitement auquel le matériau a été soumise
Le traitement à froid devra se faire de telle manière que la barre soit d'abord soumise à torsion, puis étirée. Cet étirage peut se faire, soit immédiatement après la torsion, soit ultérieurement, après qu'il se soit produit un certain vieillissement qui peut du reste être accéléré par échauffement.
Lorsque ces armatures doivent servir à des constructions de béton armé précontrainte l'étirage approprié peut se faire pendant le processus de pré-contrainteo
Il va de soi qu'il importe peu dans quel sens on applique la torsion,,mais il a été établi que ce n'est pas le degré de torsion qui constitue un facteur décisif, mais bien les glissements internes cumulatifs.
On peut donc effectuer la torsion de telle manière que la barre soit d'abord tordue dans un sens, puis en sens opposé. On peut aussi commencer par tordre la barre, et la rectifier ensuite.
La première étape d'un traitement à froid ne doit pas nécessairement être une torsion, mais peut consister en n'importe quelles déformations, pourvu que la section de la barre n'en soit pas diminuée ou, ce qui revient au même, que sa longueur ne soit pas modifiée de façon appréciable.
Le traitement peut donc aussi consister en un pliage alternativement dans les deux sens, en faisant passer la barre par une série de rouleaux. Dans ce casµ il importe toutefois, que le dernier traitement soit un étirage.
Comme il vient d'être mentionné, les barres peuvent aussi, lorsqu'elles sont destinées à des constructions en béton précontraint, être étirées au cours de l'opération de précontrainte, la dernière phase du traitement coïncidant en ce cas avec la précontrainte. Après étirage, la barre n'a pas besoin d'être détendue, mais peut être fixée ou ancrée à l'état de
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contrainte. Il est à remarquer toutefois, que dans, . ce procédé, la barre doit être étirée au-delà de sa limite d'élasticité pendant la pré-contraintes ce qui différencie ce procédé de la méthode habituelle dans laquelle la tension ne dépasse jamais la limite d'élasticité.
Lors de la pré-contrainte, le degré d'étirage devra être choisi de telle manière que la tension définitive voulue soit atteinte après retrait de l'acier et du béton. Si l'on désire arriver à une tension finale qui soit encore inférieure à celle que l'on peut obtenir par le relâchement dû au retraite on détend légèrement la barre après étirage et avant de la fixer ou de l'ancrero
Les règlements en vigueur en certains pays exigent que la force de pré-contrainte ne dépasse pas la limite de retrait. Il a été prouvé toutefois qu'un étirage modéré, inférieur à 1 %, mais qui dépasse cependant la limite d'élasticité, accroît nettement la limite de retrait.
Les procédés décrits ci-dessus et dans les revendications, peuvent être modifiés de diverses manières, sans que le cadre de l'invention n'en soit dépassé ni limité.
REVENDICATIONS.
1. - Une méthode pour produire des barres d'acier à béton armé traitées à froid,, dans laquelle la barre laminée à chaud de section et de configuration superficielles quelconques, est soumise à l'état froid, simultanément ou successivement à une ou plusieurs déformations dont une au moins ne modifie pas de façon perceptible., la section ni la longueur de la barre, celle-ci étant soumise en fin de compte à une opération d'étirage avec une force suffisant à dépasser la limite d'élasticité, les divers traitements dont question ci-dessus étant effectués de telle manière que la barre ait subi des déformations permanentes après chacune de ces opérations.
2. - Une modification de la méthode exposée dans la revendication 1. dans laquelle la première ou fine des premières opérations qui ne modifient pas de façon perceptible la section ni la longueur de la barre, consiste à tordre cette dernière dans un sens arbitraire ou successivement dans les deux sens.
30 - Une modification de la méthode exposée dans la revendication 1, dans laquelle la première ou une des premières opérations qui ne mo- difient.pas de façon perceptible la section ni la longueur de la barre, consistent à plier la barre une ou plusieurs fois successivement en directions @ opposeeso
40 - Une modification de la méthode exposée dans les revendications 1 et 3, dans laquelle l'opération de pliage s'effectue en faisant passer la barre entre une ou plusieurs séries de rouleaux.
5. - Une modification de la méthode exposée dans les revendications 1 et 3, dans laquelle la première opération, outre une torsion et/ou un pliage dans les deux sens, consiste en une autre opération, telle qu'un étirage ou un laminage à froid afin de munir la barre d'arêtes,de cammes, de flasques laminées, etc.
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