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L'invention est relative à un acier d'armature de béton avec des nervures transversales ou obliques, ainsi qu'à un dispositif et à un procédé pour la fabircation d'un tel acier à nervures transversales, de préférence à grandes vitesses de laminage .
Il est connu que dans le laminage d'acier à nervures pour béton, à de grandes vitesses de laminage, les nervures transversales ou obliques reçoivent, au:lieu de la forme trapézoïdale régulière souhaitable pour avoir. une liaison optima, et aussi taillée dans les cylindres de laminage , une forme irrégulière qui s'écarte de celle-ci
Il s'est avéré que les inclinaisons des flancs à la face antérieure et à la face postérieure des ner- vures transversales ou obliques peuvent être très différen- tes .
Déjà en considérant superficiellement des barres d'acier à nervures pour béton des types de fabrication les plus différents, il est facile de voir que la rampe aux flancs des nervures est d'un c8té relativement plate, le passage du flanc de nervure à la barre étant arrondi de manière relativement douce, tandis que le deuxième flanc de nervure tombe au contraire brusquement et presque à angle droit sur la surface pértphérique de la barre,. se Le cran qui présente ainsi entre la nervure et la barre est; une des causes des fissures qui se produisent dans de tels aciers à nervures pour béton lorsqu'on les travaille sur les chantiers.
Par des essais nombreux de flexion et de flexion en sens contraire on a pu établir que les fis sures qui se présentent,partent surtout de la base des nervures et surtout des gorges à cran aigu des nervu- res, du côté des nervures sortant en dernier lieu de la paire de cylindres .
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umliion/1dujprofil transversal ou ,:,oblique deschanres d'armature est ainsi d'importance con-
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sidérable Rsw:
'I la fabricion s aciers à) nervures pour- béton, et aussi pour la tenue de ces barres à l'égard des sollicitations dynamiques.
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Laàection desexvures sversales "ou obliques de $'acier àumervures pour béton d, d'après'<lea prescrip- tions, être .autant que possible de forme trapédbidale et à peu près symétrique, les flancs des nervures transver- sales ne devant pas être plus à plat qu'il ne correspond à un angle d'inclinaison de 45 . Jusqu'à présent il n'était pas possible de réaliser en pratique la symétrie de la section des,nervures et de s'opposer efficacement au dé- placement de matière observé sur la nervure au laminage.
L'invention a pour objet un acier à nervures dans lequel les deux faces latérales apparaissent au laminage et sont réalisables avec pratiquement à peu\ près les mêmes angles de inclinaison. En particulier, la position angu- laire de la face latérale quittant chaque fois en dernier la paire de cylindres , dans chaque nervure, ne s'écarte pratiquement pas de celle de la face latérale qui est con- formée la première dans le passage par la paire de cylin- dres. Le déplacement de matière défavorable qui se révèle dans la conformation de la section dans le processus de laminage peut alors être vaincu de deux manières, ces- deux manières pouvant être combinées.
La fabrication de tels aciersà nervure, pour béton avec une conformation de section des nervures trans- versales ou obliques dans la forme symétrique désirée peut se faire en ce qu'au lieu du calibrage,usuel jusqu'à pré- sent. des cylindres de laminoirs en forme trapézoïdale symétrique, on conforme de manière dissymétrique les flancs
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de l'évidement calibré . Celui des flancs qui se place de la manière la plus raide dans le laminage est.fait plus plat dans le calibrâge de l'évidement, tandis que le, flanc qui se place plus à plat dans le laminage est fait dans l'évidement calibré, plus raid en proportion. En général le flanc de nervure qui quitte en dernier lieu la paire de cylindres.est plus raide que celui de l'évidement calibré.
C'est pourquoi, dans l'évidement calibré, on fera ce flanc plus plat, en proportion . Le degré de l'an- gle d'ihclinaison variable dépend ici de la vitesse de la- minage et du diamètre de la barre à laminer. Plus la vi- tesse de laminage est grande, plus on fera plat le flanc dans l'évidement de l'outil de laminage et inversement.
Des rapports analogues se.présentent en ce qui concerne le diamètre de la barre. L'outil de laminage présente donc dans les évidements des cylindres supérieur et inférieur qui produisent les nervures un profil trapézoïdal dissymé- trique. En utilisant de tels outils de laminage on obtient à l'état final des aciers à nervures transversales avec un profil symétrique des nervures transversales ou obli- ques, dont les flancs sont inclinés uniformément et qui présentent un bon arrondi au passage à la surface, de la barre.
De cette manière on peut limiter à un minimum la sensibilité à l'entaillage des aciers nervurés laminés pour béton à leurs nervures transversales ou obliques=
Une autre possibilité pour empêcher l'apparition d'aciers de nervures avec des nervures à conformation de flancs dissymétrique résulte de la constatation que le déplacement de matière à observer en général dans le pro- cessus de laminage peut exercer dans la fente ou inter- valle de laminage une influence sur la forme définitive du profil des nervures .
Dans le laminage, au début et à la -fin de la
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fente de laminage ainsi que dans les régions voisines il se produit un glissement relatif par rapport à la surface des cylindres tournants et en fait une fois dans le sens, du laminage et une fais en sens opposé . Comme les cylin- dres ont la tendance de tirer plus de matière à laminer dans l'entrée du laminoir qu'il ne peut en sortir à la sortie du laminoir, il se produit un ressaut du côté de l'entrée. Il apparatt alors, à la surface de la matière laminée, des tensions de compression, et des tensions de traction dans le noyau.
Dans la région entre la ligne de démarcation de l'écoulement et la sortie du laminoir il se produit au contraire,par - la couche qui se pousse en avant, des tensions de compression dans le noyau et, dans les cou- ches extérieures par suite de.l'effet de refoulement des cylindres, des tensions de traction. La ligne de partage pour l'écoulement de matière à sens différents est la li- gne de démarcation de l'écoulement . A la ligne de démar- cation de l'écoulement, la matière a la même vitesse que la surface périphérique du cylindre. Devant la ligne de démarcation de l'écoulement, jusqu'à l'entrée dans le la- minoir, la matière laminée a une vitesse plus petite, et derrière la ligne de démarcation de l'écoulement, une vitesse plus grande que la surface périphérique du cylindre.
Devant la ligne de démarcation de l'écoulement les cylindres entraînent ainsi la matière à laminer, au contraire, der- rière la ligne de démarcation de l'écoulement, la barre laminée entratne les cylindres. Alors, dans la région de ltentrée du laminoir à la ligne de démarcation de l'écoule- ment, en raison de la rugosité des cylindres, la couche extérieure particulièrement est déformée dans le sens du laminage. Derrière la ligne de démarcation de l'écoulement, jusqu'à la sortie du laminoir, la couche extérieure portant les nervures est freinée par la surface périphérique des cylindres, qui reste en arrière sur- la vitesse de la barre.
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Ce freinage a pour conséquence que les diverses sections de nervures sont déformées par l'effet de refoulement de en /la surface'des cylindres. Au lieu de la section]trapèze régulier par exemple, on obtient des nervures à section asymétrique. La raison de la déformation des sections des nervures est ainsi à chercher dans le mouvement d'a- vance relative qui se produit dans le laminage, c'est-à- dire la différence entre la vitesse de la matière laminée à la sortie des cylindres et la vitesse de la surface des cylindres.
La grandeur de l'avance relative dépend plus ou moins de la température,de la déformabilité de la matière à laminer, de la rugosité des cylindres, de la diminution de hauteur dans le laminage et de la position de la ligne de démarcation de l'écoulement dans la fente ou intervalle entre les cylindres .
Suivant une autre particularité de l'invention, les nervures transversales ou obliques des aciers à ner- vures pour béton doivent être laminées de telle sorte que la section des nervures définitives devienne à peu près symétrique en influençant directement le déplacement de matière qui se produit dans le laminage. Ceci peut être obtenu en diminuant le mouvement d'avance relative par des mesures appropriées dans la dernière paire de cylin- dres ou dans la 'dernière passe . Comme la grandeur de l'avance relative - comme déjà dit - dépend entre autres choses de la position de la ligne de démarcation de l'é- coulement dans la fente de laminage, il est avantageux de déplacer la ligne de démarcation de l'écoulement le plus près possible de la sortie du laminoir .
Ceci peut se fai- re en exerçant dans le laminage une traction vers ltarriè.. re ou une poussée vers l'arrière pour déplacer la ligne de démarcation de l'écoulement vers la sortie du laminoir.
Ainsi on peut aussi régler dans certaines limites la gran-
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daur de l'avance relative indéciroble, pour les raisons données plus haut, dans la fabrication des.aciers à nervures pour béton. Normalement on souhaite justement dans le train de laminoir, continu un déplacement de la ligne de démarcation de l'écoulement lors l'arrière, donc vers l'entrée dans le laminoir, pour permettre de grandes réductions de hauteur, dans l'intérêt d'une capacité d'absorption aussi grande que possible de la cage de la- minoir considérée.
Suivant la pensée inventive on doit cependant, dans la fabrication d'acier à nervures pour béton, renoncer à l'avantage précité dans la dernière cage ou dans la dernière passe ,et tendre seulement à un abaissement de la hauteur d'une grandeur telle qu'elle est juste encore nécessaire pour la conformation des nervures longitudinales, obliques et transversales. En outre, dans la dernière cage il faut travailler soit avec une trac- tion vers l'arrière, soit avec une poussée vers l'arrière, afin que la couche extérieure portant les nervures trans- versales ou dbliques soit aussi peu déformée que possible.
Par un échauffement supplémentaire de la matière à laminer, avant l'entrée dans la dernière paire de cylin- dres, le mouvement d'avance relative peut également être fortement diminué. Eventuellement on peut aussi combiner les deux mesures précitées .
L'objet de l'invention sera exposé ci-après à l'aide des dessins annexés, - La figure 1 montre l'aspect d'un acier à nervures.
- Les figures 2 et 3 sont des coupes transversa- les dans les n.:rvures transversales ou obliques , et en fait la figure 2 les montre comme elles devraient l'être -et la figure 3 comme elles se présentent pratiquement après le laminage .
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- La figure 4 représente une section transversale dans les évidements de l'outil de laminage,engendrant les nervures transversales ou obliques, suivant l'invention .
- Les figures 5 et 6 montrent la paire de cylin- dres pour fabriquer un acier à nervures pour béton, vue par devant et de front, suivant une autre particularité de l'invention.
L'acier à n rvures pour béton consiste comme il est connu, en une barre proprement dite 1, habituellement de section ronde. Au pourtour de la barre se trouvent des nervures 2 de cours longitudinal qui sont par exemple amenées à former une ligne hélicoidale par déformation à froid. Entre les nervures longitudinales à cours hélicol- dal se trouvent à intervalles répétés les nervures trans- versales 3 qui vont de nervure longitudinale à nervure longitudinale, ou qui s'étendent déjà avant . Au lieu de nervufes transversales, qui se trouvent perpendiculaires à l'axe longitudinal de la barre 1, il peut y avoir aussi des nervures dites obliques, qui s'étendent suivant un angle avec l'axe longitudinal de la barre.
L'acier à nervures pour béton, nervuré trans- versalement, doit théoriquement présenter une section trans- versale des nervures représentant un trapèze symétrique dans lequel donc les flancs 4 et 5 doivent être inclinés du même angle mais de manière spéculaire par rapport à l'axe. Par suite, on prévoyait jusqu'à présent l'outil de laminage avec un évidement pour produire les nervures transe versales, qui présentait une forme trapézoïdale symétrique.
Le produit fabriqué.avec de tels outils de laminage, c'est-à-dire l'acier à nervures, obtient cependant des sections de nervures transversales 3a dont les flancs s'é- tendent suivant des angles différents. Le flanc 5a qui, dans le sens de laminage suivant la flèche 6, quitte la paire de cylindres en dernier présente une inclinaison
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d'allure plus raide que la flanc 4a. Le flanc plus raide 5a forme un angle plus grand avec la surface périphérique de la barre 1. De la nervure à la périphérie de la barre il y a un passage brusque de sorte que dans les coins 7 se présente des points d'entoilage qui se prêtent à des ruptures par fragilité.
Suivant l'invention, on peut fabriquer un acier à nervures laminé,à conformation symétrique de la section des nervures transversales ou obliques en ce que l'outil de laminage 8 pour la formation des nervures transversales. ou obliques contient des évidements 9 de conformation non symétrique par rapport à la forme trapézoïdale symétrique du genre désiré. L'évidement doit être prévu tel que le flanc 10 de l'évidement de calibrage.qui serait autrement le flanc de nervure plus raide présente une allure moins= inclinée que l'inclinaison désirée du flanc 5.En même temps le flanc 11 qui serait autrement le flanc de nervure plus plat, peut avoir une allure .un peu plus raide que l'inclinaison désirée pour le flanc 4.
Dans le fonc- tionnement du laminoir on obtient alors , en utilisant la forme de section transversale de l'outil de laminage suivant la figure 7, ùne section de nervure de la barre à béton 1, qui tombe symétriquement. Le degré de change- ment de l'inclinaison des flancs 10 et 11 se règle d'après la vitesse de laminage et d'après la grandeur de l'évide- ment ou de la nervure et peut être fixé pour chaque 'cas.
Dans l'exemple de forme de réalisation des fi- gures 5 et 6, on voit les cylindres qui forment la paire de cylindres 12 et 13, entre lesquels l'acier 14 est conduit dans le sens de la flèche 6. La ligne de démarcation de l'écoulement se trouve à peu près à l'endroit désigné par I. Entre la ligne de démarcation de l'écoulement et le pbint d'entrée de l'acier en II il se produit uh ressaut de la matière. Devant la ligne de démarcation de l'écou-
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lement, le produit à laminer a, par suite du ressaut, une vitesse inférieure à la vitesse de la surface des cylindres, 'tandis que derrière la ligne de démarcation de l'écoulement, jusqu'à la sortie III des cylindres la matière à laminer prend une plus grande vitesse.
Pour s'opposer à cette avance relative, on doit appliquer à la matière à laminer, depuis la sortie, une pression vers l'arrière,, ou depuis le côté d'entrée, une traction vers l'arrière, suivant l'invention .
La dernière pratique peut être combinée à celle qui consiste à changer l'évidement de calibrage, grâce à quoi le déplacement de matière par le laminoir est con- duit de telle sorte que l'on obtient un acier à nervures avec des flancs des nervures dressés suivant une grandeur angulaire égale.
REVEN DICATIONS. - ----------------
1.- Acier à nervures pour béton, avec des ner- vures transversales ou obliques, dans lequel les flancs des nervures sont inclinés dans la section, caractérisé en ce que l'acier à nervures présente des sections de ner- vures laminées dans lesquelles le flanc de chaque nervure qui quitte la paire de cylindres en dernier présente au moins l'angle d'inclinaison égal à celui de l'autre flanc.