BE860154A - Traverse de chemin de fer en beton renforce d'armature en fibres minces d'acier discontinue - Google Patents

Description

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renforcé d'armature en fibres minces d'acier discontinue  <EMI ID=2.1> 

  
Il a été reconnu depuis longue date que le béton armé résiste mal aux chocs produits par une mise en charge soudaine et rapide comme cela est notamment le cas lors

  
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En effet lorsqu'il s'agit d'une charge brusque, l'onde de choc se propage bien plus rapidement dans l'armature d'acier continue que dans le béton y adhérent. Il en résulte d'abord une différence entre les fréquences de vibration de l'armature et du béton, puis la fissuration du béton.

  
Ce phénomène se produit chaque fois qu'il s'agit de béton armé à armature continue de fort diamètre à adhérence renforcée ou non, et même avec post- ou précontrainte. 

  
En particulier, dans le cas de traverses de chemin de fer, les sources de choc sont nombreuses et inévitables puisque la sollicitation du rail qui forme une poutre continue sur traverses est essentiellement de caractère discontinu et dynamique. La jonction de deux rails, le desserrage des attaches de rail à la traverse, la dislocation du ballast, et le passage sur des ouvrages d'art sont des sources de choc.

  
Evidemment on ne peut songer à utiliser une pièce fléchie en béton non armé car sa résistance en flexiontraction est plutôt aléatoire; l'expérience montre qu'on ne peut y compter. 

  
La présente invention a pour but d'améliorer cet état de choses sur plusieurs points et notamment en supprimant l'armature continue épaisse, source même des vibrations différentielles de la matrice en béton et de l'acier d'armature. 

  
Pour solutionner ce problème particulier de traverses de chemin de fer en béton sollicitées en flexion par chocs répétés, la présente invention propose l'incorporation d'une armature principale discontinue en fibres fines d'acier orientées ou non, éventuellement complétée par une plaque d'acier scellée en surface de la pièce. Ce type d'armature remplit le rôle de renforcement nécessaire, indispensable pour conférer au béton la résistance à la traction. Quoique discontinue, cette armature principale, et l'expérience le montre, à condition d'être dispersée convenablement et utilisée en quantité suffisante, confère au béton la résistance à la fissuration sous sollicitation

  
de flexion et de chocs répétés. Cette armature principale en fibres minces d'acier, suivant l'invention, constitue avantageusement au moins 70% de la totalité de l'armature en acier de la pièce en béton armé. Les fibres peuvent avoir une section droite quelconque et leur distribution dans la pièce peut être uniforme ou non dans la masse de la pièce. Les fibres auront avantageusement une dimension transversale inférieure à deux millimètres.

  
Les études de corrosion du renforcement en acier

  
ont permis de conclure que les fils minces se couvrent en surface , en présence d'eau contenue dans le béton, d'une couche d'oxyde* L'oxydation ne progresse pas aussi longtemps que le pH du béton reste élevé de l'ordre de 12 à  <EMI ID=4.1> 

  
le temps par suite de la carbonatation des silicates,

  
processus très long dont la cinétique diminue avec le

  
temps. Il en résulte que les fils d'acier minces se

  
corrodent au même titre que l'armature traditionnelle,

  
mais son effet sur la fissuration du béton est fortement

  
réduit. En effet, dans le cas d'un fil mince, le volume

  
global de l'oxyde et de l'hydrate, dont le volume est

  
plus grand que le volume initial du métal, est plus

  
faible que dans le cas d'une barre de fort diamètre; la

  
pression des oxydes et hydrates sur le béton environnant 

  
est donc plus basse et le risque de fissuration s'en  trouve réduit. 

  
Les pièces de structure industrielle en général,  subissent ce type de sollicitation par flexion et chocs  répétés mais en particulier, les traverses de chemin de

  
fer et les éléments de ponts routiers et des voies ferrées. 

  
L'armature principale filiforme peut être introduite

  
sous des formes différentes: les fibres peuvent être mono-

  
et/ou poly-axiales et être orientées dans une seule direction

  
ou suivant des directions quelconques. Les fibres à adhérence  renforcée sont préférées et notamment les fibres DRAMIX. Les 

  
fibres sont introduites dans le béton lors de son malaxage

  
ou lors de malaxage de ses composants. Après dispersion des

  
fibres et l'homogénéisation du béton, ce dernier est introduit dans des moules de forme appropriée et compacté par  vibration interne ou externe de fréquence et d'amplitude 

  
définies. En particulier, pour la production de traverses de chemin de fer, l'armature principale sera constituée de préférence de fibres fines à section circulaire ou rectangulaire, de longueur de l'ordre de quelques centimètres. La quantité de ce renforcement principal sera de l'ordre de 100 à 150 kg par mètre cube de béton dont la résistance standard est de l'ordre de 45 à 55 Newtons par mm<2>; la pierraille concassée ou le gravier roulé peuvent être utilisé indistinctement pour la confection du béton. Une plaque d'acier de composition, de forme et de dimensions adéquates peut être scellée lors de compactage en surface de la pièce afin de compléter le renforcement principal de la traverse à la fissuration dans une zone particulière. Les dimensions de ce renforcement secondaire sont choisies en fonction de la desti-

  
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densité du trafic, passage sur les ouvrages d'art.

  
Outre sa résistance en flexion-traction, un aspect particulièrement avantageux de la structure en béton armé conformément à l'invention est qu'elle peut être démoulée et manipulée immédiatement après le compactage et qu'elle n'exige pas une maturation artificielle du béton.

Claims (1)

1. REVENLICATIONS

   1. Traverse de chemin de fer en béton armé caractérisée en ce que l'armature principale est constituée de fibres fines d'acier de section droite quelconque, ayant une dimension transversale inférieure à deux' millimètres.

   2, Traverse de chemin de fer suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite armature principale constitue au moins 70% de la totalité de l'armature en acier de la traverse.

   3. Traverse de chemin de fer suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la distribution de ladite armature principale est non uniforme dans la

   masse de la traverse. <EMI ID=6.1>

   cation 1, caractérisée en ce que la distribution de ladite armature principale est uniforme dans la masse de la traverse.

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   cation 1, caractérisée en ce que les fibres fines d'acier sont orientées dans une seule direction.

   6. Traverse de chemin de fer suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les fibres fines d'acier sont orientées suivant des directions quelconques.

   7. Traverse de chemin de fer suivant l'une quelconque

   <EMI ID=8.1> <EMI ID=9.1>

   comprend une armature secondaire constituée d'une plaque en acier de dimensions appropriées, cette plaque étant scellée à la surface de la traverse, en un endroit déterminé de la longueur de cette traverse.