CH712326A1

CH712326A1 - Procédé de renforcement de murs, de dalles, de sols et d'autres éléments en béton.

Info

Publication number: CH712326A1
Application number: CH00593/16A
Authority: CH
Inventors: Pellissier Etienne; Tixier Michaël
Original assignee: S&P Clever Reinforcement Company Ag
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-11-15
Also published as: FR3051009A1; CH712326B1; FR3051009B1

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.

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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

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. 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.

[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:

La force de traction du support en béton: > 1.0 N/mm2

Température du support en béton: au-dessus du point de rosée de 3 °C

Humidité du support en béton: 4%

Plage de la température d’application: +10 °C jusqu’à +35 °C

Température de stockage de la résine: +8 °C à +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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

Claims

[0015] Dans le tableau suivant, divers types de lamelles 3 et résines sont donnés pour des cas pratiques et applicables pour la plupart des cas. Il indique la quantité et le type de résine 5 qui devrait être utilisé par mètre de fente 4 selon le type de lamelle qui sera inséré: Type de lamelle CFK Type de résine avec viscosité basse Type de résine avec haute viscosité 10 mm largeur 1.4 mm épaisseur approx. 80 g/m approx. 120 g/m 10 mm largeur 2.8 mm épaisseur approx. 80 g/m approx. 120 g/m 15 mm largeur 2.5 mm épaisseur approx. 110 g/m approx. 160 g/m 20 mm largeur 1.4 mm épaisseur approx. 130 g/m approx. 200 g/m [0016] Dans la fig. 2, une alternative à l'utilisation de lamelles insérées est représentée. Dans cet exemple, des barres en fibre de carbone 7 sont insérées. Elles sont ici sensiblement du même diamètre d que les barres d’armature en acier. Pour ces barres en fibre de carbone 7, des fentes 4, d’environ trois fois la largeur des fentes pour les lamelles représentées sur la fig. 1, sont coupées dans la dalle de béton 1. Ces fentes 4 sont ensuite remplies avec une résine 5 ou un mortier et, finalement, des barres en fibre de carbone 7 sont immergées dans le matériel de remplissage de sorte qu’elles sont complètement entourées par la résine 5 ou le mortier comme indiqué. Typiquement, le diamètre des barres en fibre de carbone 7 mesure environ 2/3 de la largeur des fentes 4. Les barres en fibre de carbone 7, sont utilisées pour les mêmes raisons que les lamelles. Revendications

1. Méthode pour le renforcement de murs, dalles, sols en béton ou autres éléments en béton en a) coupant des fentes (4) dans la couche superficielle du mur, du sol ou de l’objet en béton (1) devant être renforcé, b) nettoyant et remplissant (4) avec une résine adhésive (5) ou avec un mortier. En cas d’utilisation d’une résine, celle-ci débordera et se répandra sur la surface de l’objet en béton (1) pour l’amélioration de l’application ultérieure d’un revêtement, c) insérant et immergeant une ou plusieurs lamelles CFK pré-conditionnées (3) ou barres en fibre de carbone (7) dans la résine (5) ou le mortier, dans chaque fente (4). En cas d’utilisation de résine (5), la couvrir avec du sable de quartz, d) protégeant le mur, sol ou élément en béton renforcé(1) de l’humidité pendant au moins 8 heures, e) appliquant un revêtement sur la couche de surface en béton renforcé.
2. Méthode pour le renforcement de murs, dalles, sols en béton ou d’autres éléments en béton (1 ) selon la revendication 1, caractérisée par les étapes suivantes: a1) définir et marquer l’emplacement et la direction des lamelles CFK (3) ou des barres en fibre de carbone (7) à appliquer dans la couche de surface d’un sol en béton (1) en mesurant sa surface et son épaisseur et en déterminant le calpinage d’application des lamelles CFK (3) ou des barres en fibre de carbone (7) de renforcement, a2) couper des fentes (4) dans la couche superficielle du sol en béton (1) le long des marques, dans des largeurs de 3 mm à 8 mm et des profondeurs de 10 mm à 45 mm selon le type et le nombre de lamelles CFK (3) ou de barres en fibre de carbone ( 7) avec une largeur de 10 mm à 20 mm, b1) nettoyer minutieusement les fentes (4) en les vidant, puis mesurer la température et l’humidité du béton (1), le point de rosée et la température de l’air, b2) mélanger une résine adhésive (5), avec un durcisseur pour obtenir une masse pâteuse de couleur homogène, b3) remplir les fentes (4) avec ledit mélange de résine adhésive (5) et le durcisseur de façon à ce qu’il déborde des fentes et couvre aussi la surface, c1) préparation des lamelles renforcées CFK (3) en les nettoyant et les dégraissant par l’application d’un nettoyant de type Acétone sur leurs deux côtés, ou préparation des barres en fibre de carbone (7), c2) insérer les lamelles CFK (3) ou les barres en fibre de carbone (7) dans les fentes remplies (4) de telle façon qu’elles soient complètement immergées et entourées par la résine adhésive, c3) recouvrir les fentes et toute la surface où la résine a débordé, voire même toute la surface de la dalle ou plaque à renforcer avec du sable de quartz d’une granulométrie de 0,9 à 1,4 mm pour améliorer l’application ultérieure d’un revêtement, conformément aux étapes d) et e).
3. Méthode pour le renforcement de murs, dalles, sols en béton ou autres éléments en béton (1) selon la revendication 1, caractérisée par les étapes suivantes: a) couper des fentes (4) dans la couche de surface du mur, sol ou élément en béton (1) à renforcer, b) nettoyer et remplir les fentes (4) avec un mortier, c) insérer et immerger une ou plusieurs lamelles CFK (3) ou barres en fibre de carbone rendues rugueuses dans (7) dans le mortier dans chaque fente (4), d) appliquer un revêtement sur la surface de béton renforcé.
4. Méthode pour le renforcement de murs, dalles, sols en béton ou d’autres éléments en béton (1) selon la revendication 1, caractérisée par les étapes suivantes: a) couper des fentes se croisant (4) dans la couche de surface du sol de béton ou du mur de béton (1), celles dans la première direction avec une première profondeur, celles dans la deuxième direction avec une profondeur plus importante. Les fentes (4) doivent avoir un espace libre supplémentaire d’au moins 1 mm des deux côtés des bandes (3) ou des barres en fibre de carbone (7) pour que celles-ci puissent être insérées b) mélanger une résine adhésive (5) avec un durcisseur avec un mixeur mécanique à pâlies allant jusqu’à 400 tours par minute pendant au moins 3 minutes, à une température entre 15 °C et 25 °C, pour obtenir une pâte homogène et colorée. Remplir les fentes (4), avec ladite résine adhésive (5) avec un pistolet à cartouches.
5. Méthode pour le renforcement de murs, dalles, sols en béton ou d’autres éléments en béton (1) selon l’une des revendications 1,2 ou 4, caractérisées par c) deux ou davantage de lamelles CFK (3) ou barres en fibre de carbone (7) sont insérées dans chaque fentes remplies (4) de façon à ce qu’elles soient complètement immergées et entourées par la résine adhésive (5).
6. Méthode pour le renforcement de murs, dalles, sols en béton ou d’autres éléments en béton (1) selon la revendication 1, caractérisée par les étapes suivantes sous a), b) et c): a1) définir et marquer sur la couche de surface du sol en béton (1) l’emplacement et la direction des lamelles CFK (3) ou barres en fibre de carbone (7) à appliquer en mesurant sa surface et son épaisseur et en déterminant le calpinage pour appliquer les lamelles CFK (3) ou barres en fibre de carbone de renforcement (7), a2) couper des fentes (4) dans la couche de surface du sol de béton (1 ) le long du marquage, sur une largeur de 3 mm à 8 mm et une profondeur de 10 mm à 45 mm en fonction du type et du nombre de lamelles CFK de 10 à 20 mm de large (3) ou des barres en fibre de carbone (7), b1) nettoyer minutieusement les fentes (4) en les vidant, puis mesurer la température et l’humidité du béton (1), le point de rosée et la température de l’air environnant, b2) mélanger une résine adhésive (5) avec un durcisseur pour obtenir une masse homogène et colorée, b3) remplir les fentes (4) avec ledit mélange de résine adhésive (5) et de durcisseur de façon à ce qu’il déborde des fentes (4), c1) préparer les lamelles CFK de renforcement (3) en les nettoyant, en les dégraissant et en appliquant un nettoyant de type Acétone sur leurs deux côtés, ou en préparant les barres en fibre de carbone (7), c2) insérer les lamelles CFK (3) ou barres en fibre de carbone (7) dans les fentes remplies (4) de façon à ce qu’elles soient complètement immergées et entourées par la résine adhésive, c3) recouvrir les fentes et toute la surface où la résine a débordé, voire toute la surface de la dalle ou plaque à renforcer avec du sable de quartz d’une granulométrie de 0,9 à 1,4 mm pour améliorer l’application ultérieure d’un revêtement, conformément aux étapes d) et e).
7. Mur, dalle, sol en béton ou élément en béton (1 ), caractérisé par le fait qu’il comprend dans leur couche de surface au moins une fente (4) remplie d’une résine adhésive (5) ou d’un mortier et au moins d’une bande de renforcement (3) sous forme de lamelle CFK ou barre en fibre de carbone (7).
8. Mur, dalle, sol en béton ou élément en béton (1 ), conformément à la revendication 7, avec dans sa couche de surface plusieurs fentes (4) de 3 mm à 8 mm de largeur et d’une profondeur de 10 mm à 45 mm et dans ces fentes (4) une ou plusieurs lamelles CFK (3) de 10m à 20 mm de largeur et 1 mm à 4 mm d’épaisseur ou une ou plusieurs barres en fibre de carbone (7) avec des fentes adaptées à leur largeur (4).
9. Mur, dalle, sol en béton ou élément en béton (1), conformément à la revendication 7ou 8, caractérisée par le fait qu’il comprend, dans sa couche de surface, plusieurs fentes (4) de 3 mm à 8 mm de largeur et d’une profondeur de 10 mm à 45mm et dans ces fentes (4) une ou plusieurs lamelles CFK (3) de 10 mm à 20 mm de largeur et 1 mm à 4 mm d’épaisseur ou une ou plusieurs barres en fibre de carbone (7) avec une largeur de fente adaptée (4).
10. Mur, dalle, sol en béton ou élément en béton (1), conformément aux revendications précédentes 7 à 9, caractérisées par: dans sa couche de surface, plusieurs fentes croisées (4) de 3 mm à 8 mm de largeur, et dans une première direction d’une profondeur de 10 mm et dans une direction croisée à la première direction avec une profondeur plus grande jusqu’à 45 mm et dans ces fentes (4) une ou deux lamelles CFK (3) de 10 mm à 20 mm de la largeur et 1 mm à 4 mm d’épaisseur ou une ou plusieurs barres en fibre de carbone (7) avec une largeur de fente adaptée (4).