CH712326A1 - Method of reinforcing walls, slabs, floors and other concrete elements. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de renforcement de murs, de dalles, de sols et d’autres éléments en béton (1) en a) coupant des fentes (4) dans la couche de surface d’un mur, d’un sol ou d’un élément en béton (1) à renforcer, b) nettoyant et remplissant (4) avec une résine adhésive (5) ou avec du mortier. En cas d’utilisation de résine, celle-ci devra déborder et se répandre sur la surface de l’élément en béton (1) pour l’amélioration de l’application ultérieure d’un revêtement, c) insérant et immergeant une ou plusieurs lamelles CFK pour la reprise des efforts de traction (3) ou une ou plusieurs barres en fibre de carbone (7) dans la résine (5) ou le mortier dans chaque fente (4). En cas d’utilisation de résine (5), couvrir les fentes et l’élément en béton avec du sable de quartz, d) protégeant le mur, sol en béton ou objet en béton renforcé (1) de l’humidité pendant au moins 8 heures, e) appliquant un revêtement à la surface de la couche de béton renforcé. L’invention concerne également un mur, une dalle, un sol en béton ou un élément en béton (1), caractérisé par le fait qu’il ou elle comprend, dans sa couche de surface, au moins une fente (4) remplie d’une résine adhésive (5) ou mortier et au moins une bande de renforcement (3) sous la forme d’une lamelle CFK (3) ou d’une barre en fibre de carbone complètement entourée par la résine ou le mortier.The invention relates to a method for reinforcing walls, slabs, floors and other concrete elements (1) by cutting slits (4) in the surface layer of a wall, floor or a concrete element (1) to be reinforced, b) cleaning and filling (4) with an adhesive resin (5) or with mortar. If resin is used, it must overflow and spread over the surface of the concrete element (1) to improve the subsequent application of a coating, c) inserting and immersing one or more CFK lamellae for taking up traction forces (3) or one or more carbon fiber bars (7) in the resin (5) or the mortar in each slot (4). When using resin (5), cover the slots and the concrete element with quartz sand, d) protecting the wall, concrete floor or reinforced concrete object (1) from moisture for at least 8 hours, e) applying a coating to the surface of the reinforced concrete layer. The invention also relates to a wall, a slab, a concrete floor or a concrete element (1), characterized in that it comprises, in its surface layer, at least one slot (4) filled with an adhesive resin (5) or mortar and at least one reinforcing strip (3) in the form of a CFK lamella (3) or a carbon fiber bar completely surrounded by the resin or mortar.
Description
Description [0001] La présente invention concerne un procédé de renforcement pour les sols, dalles, plateformes et murs en béton équipés de renforts particuliers dans le but de les préparer à recevoir divers revêtements tels que, par exemple, des couches de finition de soi en divers matériaux.Description: [0001] The present invention relates to a reinforcement method for floors, slabs, platforms and concrete walls equipped with special reinforcements in order to prepare them for receiving various coatings such as, for example, self-finishing layers in accordance with the present invention. various materials.
[0002] Dans l’industrie de la construction, le béton est très largement utilisé, en particulier pour la fabrication de radiers (plaques de sol), dalles, plates-formes, supports de toutes sortes, et bien sûr des murs et plafonds. Ces radiers en béton sont ensuite recouverts par différents types de matériaux, par exemple un mortier, un polyuréthane, etc. pour finalement fournir un support pour les revêtements de sol ou finitions du sol. La couche supérieure de la dalle ou mur en béton comprend plusieurs centimètres de béton qui est appliqué au-dessus des barres d’armature. Cette couche de béton ne reprend pas d’efforts de tension et est donc affaiblie. Chaque fois qu’une lourde charge est mise sur le radier, par exemple matériel ou objets lourds, cette zone est mise sous contrainte et des forces horizontales sont engendrées depuis cette charge et ceci peut causer des dommages à long terme. De même, la couche de surface des murs de béton ou d’autres éléments en béton reste faible alors qu’elle devrait absorber les tensions.In the construction industry, concrete is very widely used, especially for the manufacture of rafts (floor plates), slabs, platforms, supports of all kinds, and of course walls and ceilings. These concrete rafts are then covered by different types of materials, for example a mortar, a polyurethane, etc. to finally provide support for floor coverings or floor finishes. The upper layer of the slab or concrete wall includes several centimeters of concrete that is applied over the rebar. This layer of concrete does not take up tension forces and is therefore weakened. Whenever a heavy load is laid on the raft, for example heavy equipment or objects, this area is stressed and horizontal forces are generated from this load and this can cause long-term damage. Likewise, the surface layer of concrete walls or other concrete elements remains weak while it should absorb tensions.
[0003] L’objectif de cette invention est de fournir une méthode et un système pour le renforcement de radiers, dalles, plates-formes, murs et d’autres éléments en béton, en particulier les dalles et les sols pour recevoir des revêtement et finitions de sol et améliorer sa stabilité et résistance contre les forces de traction qui peuvent apparaître.The object of this invention is to provide a method and a system for reinforcing riffles, slabs, platforms, walls and other concrete elements, especially slabs and floors to receive coating and floor finishes and improve its stability and resistance against tensile forces that may appear.
[0004] L’objet de l’invention est atteint grâce à une méthode de renforcement de murs, dalles, radiers et autres éléments de béton en a) coupant des fentes (4) dans la couche superficielle du mur, du sol ou de l’élément en béton (1) qui doit être renforcé, b) nettoyant et remplissant les fentes (4) avec une résine adhésive (5) ou avec du mortier. En cas d’utilisation de résine, celle-ci débordera et se répandra sur la surface de l’objet en béton (1) pour l’amélioration de l’application ul térieure d’un revêtement, c) insérant et immergeant une ou plusieurs lamelles CFK pré-conditonnées (3) ou barres en fibre de carbone (7) dans de la résine (5) ou du mortier, dans chaque fente (4). En cas d’utilisation de résine (5), la recouvrir du sable de quartz, d) protégeant le mur, sol ou objet en béton (1) renforcé de l’humidité pendant au moins 8 heures, e) appliquant un revêtement sur la couche de surface en béton renforcé.The object of the invention is achieved by a method of reinforcing walls, slabs, rafts and other concrete elements by a) cutting slots (4) in the surface layer of the wall, floor or wall. concrete element (1) to be reinforced, b) cleaning and filling the slots (4) with an adhesive resin (5) or with mortar. If resin is used, it will overflow and spread over the surface of the concrete object (1) to improve the subsequent application of a coating, c) inserting and immersing one or more preconditioned CFK slats (3) or carbon fiber bars (7) in resin (5) or mortar, in each slot (4). When using resin (5), cover it with quartz sand, d) protecting the wall, floor or concrete object (1) with moisture for at least 8 hours, e) applying a coating on the Reinforced concrete surface layer.
[0005] L’objet est en outre réalisé pour un mur, un sol en béton ou un élément en béton caractérisé par le fait qu’il comprend, dans sa couche de surface, au moins une fente remplie d’un adhésif sous forme de résine ou de mortier et au moins une bande de renforcement sous la forme d’une lamelle CFK ou d’une barre en fibre de carbone complètement entourée par la résine ou le mortier.The object is further provided for a wall, a concrete floor or a concrete element characterized in that it comprises, in its surface layer, at least one slot filled with an adhesive in the form of resin or mortar and at least one reinforcing strip in the form of a CFK lamella or a carbon fiber bar completely surrounded by the resin or mortar.
[0006] L’invention sera décrite et expliquée avec l’aide des schémas ci-joint et la méthode d’application des bandes de renforcement sera expliquée en détail.The invention will be described and explained with the aid of the diagrams attached and the method of application of the reinforcement strips will be explained in detail.
Fig. 1 Montre un bloc de béton en perspective représentant la section d’une dalle en béton, sol ou mur avec des fentes et des bandes de renforcement insérées;Fig. 1 shows a concrete block in perspective showing the section of a concrete slab, floor or wall with slots and reinforcement strips inserted;
Fig. 2 Montre un bloc de béton en perspective représentant la section d’une dalle, sol ou mur avec des fentes et barres en fibre de carbone insérées.Fig. 2 Shows a perspective concrete block representing the section of a slab, floor or wall with slots and carbon fiber bars inserted.
[0007] Tout d’abord, pour renforcer la couche superficielle d’un bloc de béton qui peut être un sol en béton, un mur en béton ou un autre élément en béton, nous avons besoin de déterminer combien de bandes doivent être appliquées et comment elles seront disposées géométriquement. À cette fin, il y a un certain nombre de conditions préalables à respecter, comme celles-ci:First of all, to reinforce the surface layer of a concrete block which may be a concrete floor, a concrete wall or another concrete element, we need to determine how many strips must be applied and how they will be arranged geometrically. To this end, there are a number of prerequisites, such as:
La force de traction du support en béton: > 1.0 N/mm2The tensile force of the concrete support:> 1.0 N / mm2
Température du support en béton: au-dessus du point de rosée de 3 °CConcrete substrate temperature: above the dew point of 3 ° C
Humidité du support en béton: 4%Moisture of the concrete support: 4%
Plage de la température d’application: +10 °C jusqu’à +35 °CApplication temperature range: +10 ° C to +35 ° C
Température de stockage de la résine: +8 °C à +35 °CStorage temperature of the resin: +8 ° C to +35 ° C
[0008] Tout d’abord, la dalle, le sol, le mur en béton ou l’élément en béton 1 comme représenté sur la fig. 1 doit être propre et sec. On doit connaître et tenir compte de l’épaisseur de la couche au-dessus de l’acier d’armature 2 dans le béton 1 afin qu’il ne soit pas endommagé lors de la coupe des fentes 4. Ensuite, les lignes le long desquelles les renforcements 3 devraient être appliqués sont mesurées et marquées sur la surface du béton. Une distance minimale entre ces lignes devrait être maintenue pour obtenir une distance minimale entre les bandes de renforcement 3 posées plus tard. Cette distance minimale est d’au moins 32 mm. Après le marquage, les fentes 4 sont faites le long des lignes marquées en utilisant une scie à béton par voie sèche ou humide. Les largeurs des fentes 4 coupées dans la couche superficielle du béton 1 sont de 3-8 mm pour des lamelles d’épaisseur 1-4 mm et la profondeur des fentes 4 varient de 10 mm à 45 mm selon la largeur des bandes à insérer et selon la disposition prévue: croisées ou non.First, the slab, the floor, the concrete wall or the concrete element 1 as shown in FIG. 1 must be clean and dry. The thickness of the layer above the reinforcing steel 2 in the concrete 1 must be known and taken into account so that it is not damaged during the cutting of the slots 4. Then, the lines along which reinforcements 3 should be applied are measured and marked on the surface of the concrete. A minimum distance between these lines should be maintained to obtain a minimum distance between reinforcement strips 3 laid later. This minimum distance is at least 32 mm. After marking, the slots 4 are made along the marked lines using a dry or wet concrete saw. The widths of the slits 4 cut in the surface layer of the concrete 1 are 3-8 mm for lamellae 1-4 mm thick and the depth of the slits 4 vary from 10 mm to 45 mm depending on the width of the strips to be inserted and according to the provision provided: crossed or not.
[0009] Après la coupe des fentes 4, celles-ci doivent être complètement et soigneusement nettoyées. Ceci est crucial pour l’adhérence de la résine qui devra assurer la transmission des forces de tension des faces intérieures des fentes 4 aux bandes de renforcement 3 posées à l’intérieur. Pour assurer un nettoyage minutieux, un nettoyage avec une eau à haute pression, de préférence, est exécuté. Ceci est suivi par un séchage des fentes 4. Cette procédure assure l’enlèvement de n’importe quelle trace d’huile qui pourrait être présente dans les fentes 4. Après le séchage des fentes 4, l’humidité des surfaces en béton des fentes 4 devrait être au-dessous de 4%. Comme méthode alternative, on peut aussi couper les bandes avec une scie circulaire équipée d’un extracteur de poussière.After cutting the slots 4, they must be completely and thoroughly cleaned. This is crucial for the adhesion of the resin which will ensure the transmission of the tension forces of the inner faces of the slots 4 reinforcement strips 3 placed inside. To ensure thorough cleaning, cleaning with high pressure water is preferably performed. This is followed by a drying of the slots 4. This procedure ensures the removal of any trace of oil that may be present in the slots 4. After the drying of the slots 4, the moisture of the concrete surfaces of the slots 4 should be below 4%. As an alternative method, you can also cut the strips with a circular saw equipped with a dust extractor.
[0010] Ensuite, les bandes de renforcement 3 doivent être coupées aux longueurs adéquates pour être mises dans les fentes 4. À cette fin, les bandes 4 sous forme de lamelles CFK sont nettoyées avec une serviette imprégnée d’un solvant comme de l’Acétone. Toute la surface des lamelles CFK 3 doit être nettoyée avec ce solvant de façon à assurer une transmission optimale des forces de tension grâce à la résine adhésive qui sera appliquée sur ces surfaces.Then, the reinforcement strips 3 must be cut to the appropriate lengths to be placed in the slots 4. For this purpose, the strips 4 in the form of CFK lamellae are cleaned with a towel impregnated with a solvent such as Acetone. The entire surface of the CFK 3 slats should be cleaned with this solvent to ensure optimum transmission of tensile forces by the adhesive resin that will be applied to these surfaces.
[0011] Une fois les fentes 4 réalisées dans le béton 1 et les lamelles CFK 3 préparées, les fentes découpées et nettoyées 4 sont remplies d’un adhésif 5. Une résine adhésive appropriée est versée dans les fentes à une température entre 10 °C jusqu’à 35 °C tandis que le béton 1 doit avoir une température d’au moins 8 °C jusqu’à 35°. Ce premier type de résine à basse viscosité est une résine époxydique à 2 composants sans solvant, transparente avec un durcisseur aminé formulé. La résine a une densité de 1.11 kg/l et le ratio résine-durcisseur est 2: 1. À 10 °C, par exemple, elle peut être appliquée durant une période de 3 heures et le temps de durcissement est de 7 jours. Après 14 jours, la résistance à la traction est de 35.8 N/mm2. L’allongement à la rupture est de 2.3 % et le module d’élasticité statique est de 2’515 N/mm2 tandis que le module d’élasticité dynamique est de 2’989 N/mm2 à -20 °C et 2'515 N/mm2 à +20 °C. Une telle résine est livrée avec des ratios de mélange prescrits. Le durcisseur (Composant B) est versé dans la résine (Composant A). Une fois ouvert, il est important que le durcisseur soit utilisé complètement. Le mélange des deux composants est de préférence fait au moyen d’un mixeur, à faible vitesse, équipé de pâlies à une température de 15 °C jusqu’à 20°. De cette façon, la résine 5 est mélangée avec ce mixeur de rotation à un maximum de 400 tours/minute pendant au moins 3 minutes afin d’obtenir une résine homogène 5 avec une couleur uniforme, sans aucune trace. A une température plus haute, le temps d’application sera substantiellement réduit.Once the slots 4 made in the concrete 1 and CFK 3 slats prepared, the cut and cleaned slots 4 are filled with an adhesive 5. A suitable adhesive resin is poured into the slots at a temperature between 10 ° C up to 35 ° C while concrete 1 must have a temperature of at least 8 ° C up to 35 °. This first type of low viscosity resin is a solvent-free 2-component epoxy resin, transparent with a formulated amine hardener. The resin has a density of 1.11 kg / l and the resin-hardener ratio is 2: 1. At 10 ° C, for example, it can be applied for a period of 3 hours and the curing time is 7 days. After 14 days, the tensile strength is 35.8 N / mm 2. The elongation at break is 2.3% and the static modulus of elasticity is 2'515 N / mm 2 while the dynamic modulus of elasticity is 2'989 N / mm2 at -20 ° C and 2'515 N / mm2. N / mm2 at + 20 ° C. Such a resin is delivered with prescribed mixing ratios. The hardener (Component B) is poured into the resin (Component A). Once opened, it is important that the hardener is used completely. The mixture of the two components is preferably made by means of a mixer, at low speed, equipped with pastes at a temperature of 15 ° C up to 20 °. In this way, the resin 5 is mixed with this rotation mixer at a maximum of 400 rpm for at least 3 minutes to obtain a homogeneous resin with a uniform color, without any trace. At a higher temperature, the application time will be substantially reduced.
[0012] Un deuxième type de résine adhésive semblable avec une viscosité plus haute peut également être utilisé, en particulier pour des applications aux murs et aux plafonds. C’est une résine d’époxyde sans solvant, thixotropique. Cette résine adhésive époxydique à deux composants a été développée pour le collage de lamelles en fibre de carbone. Elle a une densité de 1.70 à 1.80 g/cm3. Le ratio de mélange de la résine et du durcisseur est 4: 1 (les deux par poids ou par volume). La résistance à la compression de cette résine une fois appliquée est > 70 N/mm2. Le module d’élasticité est > 7Ί00 N/mm2 et la résistance au cisaillement est > 26 N/mm2. La force d’adhérence à la traction sur les lamelles CFK est > 3 N/mm2 comme sur le béton à 20 °C.A second type of similar adhesive resin with a higher viscosity can also be used, especially for wall and ceiling applications. It is a solvent-free, thixotropic epoxy resin. This two-component epoxy adhesive resin was developed for bonding carbon fiber slats. It has a density of 1.70 to 1.80 g / cm3. The mixing ratio of resin and hardener is 4: 1 (both by weight or by volume). The compressive strength of this resin when applied is> 70 N / mm2. The modulus of elasticity is> 7Ί00 N / mm2 and the shear strength is> 26 N / mm2. The traction force on the CFK lamellae is> 3 N / mm2 as on the concrete at 20 ° C.
[0013] Selon la viscosité, le remplissage des fentes avec la résine peut être effectué par gravité ou avec un pistolet à cartouche si c’est une résine avec une viscosité élevée afin que ces fentes soient remplies complètement jusqu’à déborder sur la surface de la dalle ou du sol. Ensuite, les bandes de renfort 3, les lamelles CFK, peuvent être posées dans les fentes 4 en les immergeant dans la résine adhésive 5 de façon à ce qu’elles soient complètement prises dans la résine 5. Par la suite, les fentes remplies de résine avec, à l’intérieur, les lamelles entourées de résine sont recouvertes de sable de quartz. Le sable doit couvrir entièrement la surface où la colle a débordé ou voire la surface totale de la dalle ou plaque à renforcer. Cela permettra d’améliorer l’application d’une couche ultérieure pour le revêtement du sol et de renforcer l’adhérence mécanique. Finalement, ii faut s’assurer que les fentes ouvertes 4 et les lamelles CFK insérées 3 soient protégées de l’humidité pendant au moins 8 heures. Si la température environnante est de 23 °C et que l’humidité dans le bâtiment ou le lieu de travail est autour de 50%, le durcissement de la résine adhésive 5, et donc le système de renforcement, sera complètement effectif et pourra être mis sous tension dans les 72 heures.According to the viscosity, the filling of the slots with the resin can be carried out by gravity or with a cartridge gun if it is a resin with a high viscosity so that these slots are completely filled up to overflow on the surface of the slab or soil. Then, the reinforcing strips 3, the CFK lamellae, can be placed in the slots 4 by immersing them in the adhesive resin 5 so that they are completely taken in the resin 5. Subsequently, the slots filled with resin with, inside, the lamellae surrounded by resin are covered with quartz sand. The sand must completely cover the surface where the glue has overflowed or even the total surface of the slab or plate to be reinforced. This will improve the application of a subsequent layer for the flooring and enhance mechanical adhesion. Finally, it must be ensured that the open slots 4 and the inserted CFK strips 3 are protected from humidity for at least 8 hours. If the surrounding temperature is 23 ° C and the humidity in the building or the workplace is around 50%, the hardening of the adhesive resin 5, and therefore the reinforcement system, will be completely effective and can be put energized within 72 hours.
[0014] Comme alternative, au lieu d’utiliser une résine, les surfaces des lamelles peuvent être rendues rugueuses par des mesures spécifiques. Par exemple: elles peuvent être traitées avec du sable pour rendre leur surface rugueuse, que ce soit en usine ou directement sur place. Après le remplissage des fentes, en pompant du béton ou du mortier, les lamelles rugueuses sont insérées dans les fentes de telle sorte que celles-ci soient finalement complètement noyées dans le béton.As an alternative, instead of using a resin, the surfaces of the slats can be roughened by specific measures. For example: they can be treated with sand to make their surface rough, whether in the factory or directly on site. After filling the slots, by pumping concrete or mortar, the rough lamellae are inserted into the slots so that they are finally completely embedded in the concrete.
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- 2016-05-04 CH CH00593/16A patent/CH712326B1/en unknown
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2017
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