PROCEDE DE FABRICATION D'UNE ARMATURE POUR LE RENFORCEMENT DES STRUCTURES EN BETON ET ARMATURE OBTENUE SELON CE PROCEDE

Description

[0001] La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une armature pour le renforcement des structures en béton et notamment de dalle ou voile en béton.

[0002] La présente invention a également pour objet une armature obtenue selon ce procédé.

[0003] On connait dans le FR A-2 579 651, un élément de renforcement utilisable pour tout ouvrage continu de grande longueur et notamment pour les routes ou chaussées en béton, qui tout en permettant une pose en continu rapide et aisée assure par ailleurs, une résistance accrue à la fissuration transversale pour un taux de ferraillage réduit.

[0004] Cet élément de renforcement se présente sous la forme d'un ruban relativememt étroit et de faible épaisseure dont les faces principales sont gaufrées ou crantées.

[0005] Le gaufrage se présente sous la forme de relief alternativement en saillie, délimitant des bossages et, en creux délimitant des alvéoles. Ces bossages et alvéoles peuvent être en forme de cônes ou pyramides éventuellement tronqués ou de tout autre forme appropriée telle que cylindrique ou parallélépipèdique. La hauteur des bossages ou alvéoles par rapport à la surface adjacente est de préférence de 5 à 80% environ de l'épaisseur du feuillard.

[0006] Le feuillard est réalisé en acier à haute limite élastique, par exemple, ayant une résistance à la traction supérieure à 800 MPa et, a de préférence, une épaisseur de 0,8 à 2,5mm et une largueur de 10 à 60 mm.

[0007] Par ailleurs, le gaufrage peut être obtenu par emboutissage ou crantage éventuellement à chaud.

[0008] Le FR-A-2 579 651 décrit également un procédé de fabrication d'un feuillard gaufré ou cranté tel que défini précédemment, procédé qui consiste à faire passer un feuillard sous forme d'une bande plane entre au moins une paire de galets dont les faces de travail comportent respectivement des empreintes en creux et en saillie correspondant à celles que l'on désire faire apparaître sur le feuillard.

[0009] Afin de conférer audit feuillard les propriétés mécaniques désirées, on lui fait subir avant gaufrage ou crantage un traitement de patentage et, après gaufrage ou crantage, un traitement accroissant la résistance à la corrosion, tel qu'un décapage suivi d'une phophatation.

[0010] Un tel élément de renforcement et le procédé pour son élaboration comportent différents inconvénients.

[0011] En effet, le feuillard est réalisé en acier à haute limite élastique et, par conséquent, il n'est pas galvanisable, ce qui oblige pour sa protection contre la corrosion à lui faire subir un traitement de phosphatation.

[0012] De plus, cet acier n'est pas soudable et ne permet donc pas, par exemple, la fabrication de treillis.

[0013] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients tout en conservant les avantages d'un élément plat de renforcement de structure en béton.

[0014] L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une armature pour le renforcement des structures en béton et notamment de dalle ou voile en béton, caractérisé en ce qu'on utilise pour matériau de base une tôle laminée à chaud d'épaisseur comprise entre 2,5 et 6 mm, en acier possédant une teneur en carbone inférieure à 0,9% et une limite élastique d'environ 500 MPa, que l'on soumet à un laminage à froid sous un taux d'écrouissage supérieur à 40% pour obtenir une tôle ayant d'une part une épaisseur comprise entre 0,8 et 2,5mm, et d'autre part une limite élastique supérieure à 700 MPa, la tôle étant refendue pour obtenir un feuillard qui est ensuite gaufré ou cranté en continu.

[0015] Un acier en faible teneur en carbone inférieur à 0,9% et possédant une limite élastique comprise dans l'intervalle 250-500 MPa ne peut être utilisé dans le renforcement d'un béton qu'en augmentant de façon excessive la densité de ferraillage. C'est pourquoi, selon l'invention, l'acier de faible teneur en carbone et de limite élastique de l'ordre de 500 MPa est soumis à un laminage à froid sous un taux d'écrouissage supérieur à 40% pour obtenir les caractéristiques mécaniques nécessaires à son utilisation, en densité acceptable, dans le renforcement des structures en béton.

[0016] Selon l'invention, l'utilisation d'un acier de faible teneur en carbone permet d'obtenir une armature soudable pour la réalisation de structures complexes.

[0017] En effet, dans l'utilisation d'armature en nappe, il est ainsi possible de souder bout à bout les armatures déroulées en parallèle.

[0018] Selon une caractéristique particulière de l'invention, la tôle laminée à froid est galvanisée, ce qui assure une bonne protection contre la corrosion, en particulier lorsque la tôle est soumise à piqûres ou rayures. Cette protection est supérieure à un traitement de phosphatation.

[0019] Selon une autre caractéristiques particulière de l'invention, la tôle galvanisée est soumise à un recuit de restauration à une température comprise entre 440°C et 520°C.

[0020] Selon encore une autre caractéristique particulière de l'invention, le recuit de restauration est effectué sous atmosphère contrôlée d'azote et d'hydrogène.

[0021] La présente invention a pour objet une armature de renforcement de structures en béton caractérisé en ce qu'elle est obtenue par le procédé mentionné ci-dessus et en ce qu'elle présente à ses extrémités une découpe permettant l'insertion d'une pièce de liaison.

[0022] La découpe permet une liaison mécanique avec une extrémité d'une autre armature placée en bout, la pièce de liaison s'ajustant dans les découpes placées en superposition.

[0023] Selon une caractéristique particulière de l'invention, la découpe forme au moins un trou cylindrique placé dans l'axe longitudinal de l'armature, la pièce de liaison étant alors un rivet ou une agrafe.

[0024] Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, la découpe forme au moins un cran, réalisé sur le champ de l'armature, et dans lequel peut s'insérer un moyen de liaison formé par exemple d'une bande d'acier pliée en U.

[0025] L'invention a également pour objet une dalle ou un voile de béton, caractérisé en ce que les éléments de renforcement sont constitués par des armatures selon l'invention.

[0026] L'invention a aussi pour objet une sous-couche de chaussée en béton maigre ou grave stabilisée par un liant hydraulique dans laquelle sont insérées, pour renforcement, des armatures selon l'invention.

[0027] L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels :

• la Fig. 1 représente une vue en plan d'une partie d'une armature selon l'invention,
• la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1,
• la Fig. 3 représente un exemple particulier de liaison entre deux extrémités d'armature,
• la Fig. 4 représente un autre mode de liaison entre deux armatures,
• la Fig. 5 représente en perspective une dalle renforcée par des armatures selon l'invention.

[0028] Le procédé de fabrication d'une armature 1 tel que représenté aux Figs 1 et 2 pour le renforcement des structures en béton consiste en l'utilisation d'un matériau de base constitué d'une tôle laminée à chaud de 1,5 à 6 mm d'épaisseur en acier de bardage et couverture dont la limite élastique est inférieure à 500 MPa. Afin d'obtenir un matériau ayant une limite élastique supérieure à 700 MPa, la tôle est laminée à froid sous un taux d'écrouissage supérieur à 40%. Après laminage à froid, la tôle est réduite à une épaisseur comprise entre 0,4 et 2, 5mm.

[0029] Une telle tôle, par les propriétés du matériau de base, est une tôle soudable, de plus le traitement de laminage à froid lui donne des propriétés mécaniques comparables à celle d'un acier dit dur dont la limite élastique est comprise entre 600 et 800MPa.

[0030] Afin d'assurer une protection contre la corrosion, la tôle laminée à froid est galvanisée.

[0031] Sur la ligne de galvanisation est effectué un recuit pour obtenir une restauration de l'acier laminé, sans provoquer une recristallisation et en conservant un niveau de résistance et de dureté peu modifié par rapport à l'acier laminé avant recuit.

[0032] Les températures du recuit de restauration sont comprises entre 480 et 520°C. La durée du retraitement sous atmosphère controlée d'N₂ et H₂ est d'environ 30 secondes.

[0033] La protection à la corrosion d'un acier galvanisé est supérieure à une protection à la corrosion d'un acier phosphaté, particulièrement dans l'utilisation d'acier entrant dans la construction de travaux publics comme par exemple les routes, de telles constructions subissant entre autre les effets des produits alcalins, répandus en hiver pour le dégel.

[0034] La tôle laminée à froid, puis galvanisée, est refendue en bande de façon à obtenir des feuillards d'une largueur comprise entre 10 et 60mm environ.

[0035] L'armature 1 selon l'invention est réalisée par un gaufrage par emboutissage ou par un crantage du feuillard de façon à former des bossages en saillie sur une face, correspondant à des alvéoles sur une autre face. Cette mise en forme peut être réalisée à froid.

[0036] Comme représenté sur les Figs 1 et 2, l'épaisseur de la tôle de base avant laminage à froid est représentée par les traits fins 2, et après emboutissage du feuillard 3 obtenu par refendage en bande de ladite tôle, l'armature 1 présente des saillies 4 et des creux 5 correspondant d'environ 3mm de diamètre répartis uniformément sur toute sa surface.

[0037] Les saillies 4 ont l'avantage de bloquer par emboitement le phénomène de déroulement par élasticité des armatures bobinées. L'armature 1 comporte à ses extrémités une découpe permettant l'insertion d'une pièce de liaison.

[0038] Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig.3, la découpe forme au moins un trou cylindrique 6 placé dans l'axe longitudinal de l'armature 1, et la pièce de liaision est formée par un rivet 7.

[0039] Le rivet 7 est placé entre deux extrémités d'armature 1 de façon à assurer une continuité du ferraillage par exemple dans une dalle en béton armé et, à cet effet, le trou 6 est réalisé dans les deux armatures jointes pour le passage du corps du rivet 7.

[0040] Selon un autre exemple de liaison entre deux armatures 1 représenté à la Fig. 4, des crans 9 sont découpés sur le champ desdites armatures 1. Ces crans peuvent être rectangulaires ou trapézoïdaux et leur profondeur est sensiblement égale à l'épaisseur d'un moyen de liaison 8.

[0041] Les crans 9 sont superposés de façon à insérer le moyen de liaison 8 qui, dans cet exemple de réalisation, est formé par une bande d'acier pliée en forme de U. La liaison est assurée par écrasement des deux lèvres du U.

[0042] L'armature 1 ainsi réalisée peut être utilisée notamment pour la construction de chaussées en béton comme représenté à la Fig. 5.

[0043] L'armature 1 est alors noyée dans le béton 10 parallèlement à l'axe longitudinal de la chaussée en une ou plusieurs nappes paralléles à la surface de cette dernière.

[0044] Le taux de ferraillage en pourcentage de section droite de la route est de préférence de 0,15 à 0,5%, ce taux devant être compris comme le rapport entre la section d'acier et la section de béton, dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la route.

[0045] Les armatures 1 peuvent également être soudées par point. Ainsi il est possible de réaliser des treillis soudés couvrant de grandes surfaces.

[0046] L'armature 1 peut être également utilisée pour renforcer un béton maigre ou une grave stabilisée par un liant hydraulique pour une sous-couche de chaussée, ce qui permet la suppression de la macro-fissuration et des amorces de dégradation.

[0047] L'utilisation d'armatures selon l'invention pouvant être déroulées en grandes longueurs sans déformation permanente nuisible et liées ou soudées entre elles permet d'une part d'obtenir un avancement du chantier en continu, par conséquent avec une qualité améliorée, et d'autre part de réduire fortement la longueur de route occupée par le chantier, donc de réduire de la même manière la gêne apportée au traffic dans le cas d'un renforcement ou d'un renouvelement d'une route ou chaussée existant, tout en assurant une protection contre la corrosion, efficace tout particulièrement contre les produits alcalins répandus sur les chaussées en hiver.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'une armature pour le renforcement des structures en béton et notamment de dalle ou voile en béton, se présentant sous la forme d'un feuillard dont les faces sont crantées ou gaufrées, caractérisé en ce qu'on utilise pour matériau de base une tôle laminée à chaud d'épaisseur comprise entre 1,5 et 6mm, en acier possédant une teneur en carbone inférieure à 0,9%, et une limite élastique d'environ 500 MPa, que l'on soumet à un laminage à froid sous un taux d'écrouissage supérieur à 40% pour obtenir une tôle ayant d'une part une épaisseur comprise entre 0,8 et 2,5 mm, et d'autre part une limite élastique supérieure à 700 MPa, la tôle étant refendue pour obtenir un feuillard (3) qui est ensuite cranté ou gaufré en continu.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle laminée à froid est galvanisée.

3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tôle galvanisée est soumise à un recuit de restauration à une température comprise entre 480°C et 520°C.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le recuit de restauration est effectué sous atmosphère contrôlée d'azote et d'hydrogène.

5. Armature caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon les revendications 1 à 4 et en ce qu'elle présente, à ses extrémités une découpe (6, 9) permettant l'insertion d'une pièce de liaison (7, 8).

6. Armature selon la revendication 5, caractérisée en ce que la découpe forme au moins un trou cylindrique (6) placé dans l'axe longitudinal de l'armature (1).

7. Armature selon la revendication 5, caractérisée en ce que la découpe forme au moins un cran (9), réalisé sur le champ de l'armature.

8. Dalle ou voile en béton, caractérisé en ce qu'il contient pour son renforcement des armatures (1) telles que définies dans les revendications 5 à 7.

9. Sous couche de chaussée en béton maigre ou grave stabilisée par un liant hydraulique, caractérisée en ce qu'elle contient pour son renforcement des armatures (1) telles que définies dans les revendications 5 à 7.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Armierung zur Verstärkung von Betonstrukturen, insbesondere von Platten- oder Schalenkonstruktionen aus Beton, welche in Form eines Stahlbandes mit gerippten oder geprägten Oberflächen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein heißgewalztes Blech mit einer Dicke zwischen 1,5 und 6 mm als Grundmaterial verwendet wird, wobei der für das Blech verwendete Stahl einen Kohlenstoffgehalt von unter 0,9 % und eine elastische Grenze von ungefähr 500 MPa aufweist, daß man es einer bei einer Kaltwalzung einem Härtungsgrad von über 40 % aussetzt, um ein Blech zu erhalten, das einerseits eine Dicke zwischen 0,8 und 2,5 mm und andererseits eine elastische Grenze oberhalb von 700 MPa aufweist, wobei zur Erhaltung eines Bandes (3), welches dann kontinuierlich gerippt oder geprägt ist, das Blech gespalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kaltgewalzte Blech galvanisiert wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das galvanisierte Blech einem Erholungsglühen bei einer Temperatur zwischen 480°C und 520°C ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erholungsglühen in einer kontrollierten Stickstoffund Wasserstoffatmosphäre durchgeführt wird.

5. Armierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 hergestellt ist und daß sie an ihren Enden eine Ausnehmung (6, 9) aufweist, die die Einführung eines Verbindungsstücks (7, 8) ermöglicht.

6. Armierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung mindestens ein zylindrisches Loch (6) bildet, welches in der Längsachse der Armierung (1) angeordnet ist.

7. Armierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung mindestens eine Einkerbung (9) bildet, welche auf der Schmalseite der Armierung ausgebildet ist.

8. Platte oder Schale aus Beton, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu ihrer Verstärkung Armierungen (1) aufweist, wie sie in den Ansprüchen 5 bis 7 angegeben sind.

9. Straßenunterlage aus magerem oder grobem Beton, der durch ein hydraulisches Bindemittel stabilisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Verstärkung Armierungen (1) aufweist, wie sie in den Ansprüchen 5 bis 7 angegeben sind.

Claims

1. Process for manufacturing a reinforcement for the fortification of concrete structure and in particular concrete slabs or webs taking the form of a steel strip the faces of which are notched or corrugated, characterised in that the base material used is a hot rolled sheet having a thickness of between 1.5 and 6 mm, made of steel with a carbon content of less than 0.9% and an elastic limit of approximately 500 MPa which is subjected to cold rolling at a cold working rate greater than 40% in order to obtain a sheet having on one hand a thickness of between 0.8 and 2.5 mm and on the other hand an elastic limit in excess of 700 MPa, the sheet being split to obtain a steel strip (3) which is then continuously notched or corrugated.

2. Process according to claim 1, characterized in that the cold rolled is galvanized.

3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that the galvanized sheet is subjected to recovery annealing at a temperature of between 480°C and 520°C.

4. Process according to claim 3, characterized in that the recovery annealing is performed in a controlled nitrogen and hydrogen atmosphere.

5. Reinforcement characterized in that it is obtained by means of the process according to claims 1 to 4 and in that it has at its ends a cutout (6, 9) allowing the insertion of a joining piece (7, 8).

6. Reinforcement according to claim 5, characterized in that the cutout forms at least one cylindrical hole (6) located in the longitudinal axis of the reinforcement (1).

7. Reinforcement according to claim 5, characterized in that the cutout forms at least one notch (9), made in the side of the reinforcement.

8. Concrete slab of web, characterized in that it contains, by way of fortification, reinforcements (1) as defined in claims 5 to 7.

9. Roadway underlayer of lean concrete or gravel, stabilized by means of a hydraulic binder, characterized in that it contains, by way of fortification, reinforcements (1) as defined in claims 5 to 7.

Dessins