CH712326B1 - Process of reinforcing walls, slabs, floors and other concrete elements. - Google Patents
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Abstract
L'objet de l'invention est réalisé par un procédé de renforcement d'éléments en béton, notamment de murs, dalles ou sols en béton, caractérisé par les étapes suivantes : a) couper des fentes (4) dans la couche de surface de l'élément en béton (1) à renforcer, b) nettoyer et remplir les fentes (4) avec une résine adhésive (5) ou avec du mortier, c) insérer et immerger une ou plusieurs lamelles en plastique renforcé de fibre de carbone (PRFC) (3) ou barres en fibre de carbone dans chaque fente (4) remplie de résine adhésive (5) ou de mortier, d) protéger l'élément en béton renforcé (1) de l'humidité pendant au moins 8 heures, e) appliquer un revêtement sur la couche de surface de l'élément en béton renforcé (1). Cet objet est également réalisé par un élément en béton (1), tels un mur, une dalle ou un sol en béton, caractérisé par le fait qu'il comprend, dans sa couche de surface, au moins une fente (4) remplie d'une résine adhésive (5) ou de mortier et au moins une lamelle en PRFC (3) ou d'une barre en fibre de carbone complètement entourée par la résine adhésive (5) ou le mortier.The object of the invention is achieved by a method of reinforcing concrete elements, in particular concrete walls, slabs or floors, characterized by the following steps: a) cutting slits (4) in the surface layer of the concrete element (1) to be reinforced, b) clean and fill the slots (4) with an adhesive resin (5) or with mortar, c) insert and immerse one or more carbon fiber reinforced plastic strips ( CFRP) (3) or carbon fiber bars in each slot (4) filled with adhesive resin (5) or mortar, d) protect the reinforced concrete element (1) from moisture for at least 8 hours, e) applying a coating to the surface layer of the reinforced concrete element (1). This object is also produced by a concrete element (1), such as a concrete wall, slab or floor, 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 CFRP lamella (3) or a carbon fiber bar completely surrounded by the adhesive resin (5) or mortar.
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 sol en divers matériaux. The present invention relates to a reinforcement method for floors, slabs, platforms and concrete walls equipped with special reinforcements in order to prepare them to receive various coatings such as, for example, floor finishing layers in 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. [0002] In the construction industry, concrete is very widely used, in particular for the manufacture of slabs (floor plates), slabs, platforms, supports of all kinds, and of course walls and ceilings. These concrete slabs are then covered with different types of materials, for example mortar, polyurethane, etc. to ultimately provide a backing for flooring or floor finishes. The top layer of the concrete slab or wall consists of several inches of concrete which is applied on top of the rebar. This concrete layer does not take up tensile forces and is therefore weakened. Whenever a heavy load is put 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 when it should absorb stress.
[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. [0003] The objective of this invention is to provide a method and a system for the reinforcement of rafts, slabs, platforms, walls and other concrete elements, in particular slabs and floors for receiving 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 un procédé de renforcement d'éléments en béton, notamment de murs, dalles ou sols en béton, dont les caractéristiques sont énumérées dans les revendications indépendantes 1 et 5. [0004] The object of the invention is achieved by means of a process for reinforcing concrete elements, in particular concrete walls, slabs or floors, the characteristics of which are listed in independent claims 1 and 5.
[0005] L'objet est en outre réalisé par un élément en béton, notamment un mur, une dalle ou un sol en béton, caractérisé par le fait qu'il comprend, dans sa couche de surface, au moins une fente remplie d'une résine adhésive ou d'un mortier et au moins une bande de renfort sous la forme d'une lamelle en plastique renforcé de fibre de carbone (PRFC) - ou CFK („Carbon Faserverstärkte Kunststoff“) en terminologie germanique - ou d'une barre en fibre de carbone complètement entourée par la résine ou le mortier. [0005] The object is also produced by a concrete element, in particular a wall, a slab or a concrete floor, characterized in that it comprises, in its surface layer, at least one slot filled with an adhesive resin or a mortar and at least one backing tape in the form of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) - or CFK („Carbon Faserverstärkte Kunststoff“) in German terminology - or a carbon fiber bar completely surrounded by 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. <tb><SEP>Figure 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 renfort insérées; <tb><SEP>Figure 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.[0006] The invention will be described and explained with the aid of the attached diagrams and the method of applying the reinforcing tapes will be explained in detail. <tb> <SEP> Figure 1 Shows a concrete block in perspective representing the section of a concrete slab, floor or wall with slots and reinforcement strips inserted; <tb> <SEP> Figure 2 Shows a concrete block in perspective representing the section of a slab, floor or wall with slots and carbon fiber bars inserted.
[0007] Tout d'abord, pour renforcer la couche de surface 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 : <tb>La force de traction du support en béton:<SEP>> 1.0 N/mm<2> <tb>Température du support en béton:<SEP>au-dessus du point de rosée de 3°C <tb>Humidité du support en béton:<SEP>< 4% <tb>Plage de la température d'application:<SEP>+10°C jusqu'à +35°C <tb>Température de stockage de la résine:<SEP>+8°C à +35°C[0007] First of all, to strengthen the surface layer of a concrete block which can be a concrete floor, a concrete wall or some other concrete element, we need to determine how many bands should be applied. and how they will be arranged geometrically. To this end, there are a number of prerequisites to be met, such as these: <tb> The tensile force of the concrete support: <SEP>> 1.0 N / mm <2> <tb> Temperature of the concrete support: <SEP> above the dew point of 3 ° C <tb> Humidity of the concrete support: <SEP> <4% <tb> Application temperature range: <SEP> + 10 ° C up to + 35 ° C <tb> Resin storage temperature: <SEP> + 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 laFigure 1doit 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 renfort 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 de surface du béton 1 sont de 3-8 mm pour des lamelles d'épaisseur (t) de 1-4 mm et les profondeurs des fentes 4 varient de 10 mm à 45 mm selon la largeur (w) des bandes, c'est-à-dire de leur profondeur une fois insérées, et selon qu'elles soient disposées en configuration croisée ou non. First, the slab, the floor, the concrete wall or the concrete element 1 as shown in laFigure 1 must be clean and dry. One must know and take into account the thickness of the layer on top of the reinforcing steel 2 in the concrete 1 so that it is not damaged when cutting the slots 4. Then the lines along which reinforcements 3 should be applied are measured and marked on the concrete surface. A minimum distance between these lines should be maintained in order to obtain a minimum distance between the reinforcement strips 3 laid later. This minimum distance is at least 32 mm. After marking, 4 slots are made along the marked lines using a wet or dry concrete saw. The widths of the 4 slots cut in the surface layer of the concrete 1 are 3-8 mm for slats of thickness (t) of 1-4 mm, and the depths of the 4 slots vary from 10 mm to 45 mm depending on the width (w) of the bands, that is to say of their depth once inserted, and according to whether they are arranged in a crossed configuration 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 renfort 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. [0009] After the slits 4 have been cut, they must be completely and carefully cleaned. This is crucial for the adhesion of the resin which will have to ensure the transmission of the tensile forces of the interior faces of the slots 4 to the reinforcement bands 3 placed inside. To ensure thorough cleaning, cleaning with high pressure water, preferably, is performed. This is followed by a drying of the slots 4. This procedure ensures the removal of any traces of oil which may be present in the slots 4. After the slots 4 have dried, the dampness of the concrete surfaces of the slots 4 should be below 4%. As an alternative method, the strips can also be cut with a circular saw equipped with a dust extractor.
[0010] Ensuite, les bandes de renfort 3 doivent être coupées aux longueurs adéquates et préparées pour être mises dans les fentes 4. À cette fin, les bandes 3 sous forme de lamelles en PRFC sont nettoyées avec une serviette imprégnée d'un solvant comme de l'acétone. Toute la surface des lamelles en PRFC 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 reinforcing strips 3 must be cut to the appropriate lengths and prepared to be placed in the slots 4. To this end, the strips 3 in the form of CFRP strips are cleaned with a towel impregnated with a solvent such as acetone. The entire surface of the CFRP 3 lamellae must be cleaned with this solvent in order to ensure optimum transmission of the tensile forces thanks to the adhesive resin which will be applied to these surfaces.
[0011] Une fois les fentes 4 réalisées dans le béton 1 et les lamelles en PRFC 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°C. Ce premier type de résine à basse viscosité est une résine époxydique à 2 composants sans solvant, transparente avec un durcisseur amine 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/mm<2>tandis que le module d'élasticité dynamique est de 2'989 N/mm<2>à -20°C et 2'515 N/mm<2>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'une perceuse à faible vitesse équipée d'une palette de mélange, à une gamme de température de 15°C jusqu'à 20°C. De cette façon, la résine 5 est mélangée avec ce mélangeur rotatif 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 the CFRP strips 3 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 ° C. This first type of low viscosity resin is a 2-component, solvent-free, transparent epoxy resin 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 / mm2. 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 / mm <2> at -20 ° C and 2'515 N / mm <2> at + 20 ° C. Such a resin comes 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 mixing of the two components is preferably done by means of a low speed drill equipped with a mixing paddle, at a temperature range of 15 ° C up to 20 ° C. In this way, the resin 5 is mixed with this rotary mixer at a maximum of 400 rpm for at least 3 minutes in order to obtain a homogeneous resin 5 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/cm<3>. 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/mm<2>. Le module d'élasticité est > 7'100 N/mm2 et la résistance au cisaillement est > 26 N/mm<2>. La résistance à la traction de l'adhésif sur les lamelles en PRFC est > 3 N/mm<2>comme sur le béton à 20°C. [0012] A second type of similar adhesive resin with higher viscosity can also be used, in particular 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 / cm <3>. 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 / mm <2>. The modulus of elasticity is> 7,100 N / mm2 and the shear strength is> 26 N / mm <2>. The tensile strength of the adhesive on CFRP lamellas is> 3 N / mm <2> as on 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 en PRFC, 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, 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, il faut s'assurer que les fentes ouvertes 4 et les lamelles en PRFC 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. [0013] Depending on 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 filled completely until overflowing on the surface of slab or floor. Then, the reinforcing bands 3, the CFRP 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 of 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 entire surface of the slab or plate to be reinforced. This will improve the application of a subsequent coat for the floor covering and strengthen the mechanical adhesion. Finally, it must be ensured that the open slots 4 and the inserted CFRP lamellae 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 power on 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 leurs surfaces rugueuses, 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. [0014] As an alternative, instead of using a resin, the surfaces of the lamellae can be roughened by specific measures. For example, they can be treated with sand to make their surfaces rough, either at the factory or directly on site. After filling the slots, by pumping concrete or mortar, the rough lamellas are inserted into the slots so that they are finally completely embedded in the concrete.
[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 : <tb>10 mm de largeur,<SEP>approx. 80 g/m<SEP>approx. 120 g/m <tb>1.4 mm d'épaisseur<SEP><SEP> <tb>10 mm de largeur,<SEP>approx. 80 g/m<SEP>approx. 120 g/m <tb>2.8 mm d'épaisseur<SEP><SEP> <tb>15 mm de largeur,<SEP>approx. 110 g/m<SEP>approx. 160 g/m <tb>2.5 mm d'épaisseur<SEP><SEP> <tb>20 mm de largeur,<SEP>approx. 130 g/m<SEP>approx. 200 g/m <tb>1.4 mm d'épaisseur<SEP><SEP>In the following table, various types of lamellae 3 and resins are given for practical cases and applicable for most cases. It indicates the quantity and type of resin 5 which should be used per meter of slot 4 depending on the type of lamella that will be inserted: <tb> 10 mm wide, <SEP> approx. 80 g / m <SEP> approx. 120 g / m <tb> 1.4 mm thick <SEP> <SEP> <tb> 10 mm wide, <SEP> approx. 80 g / m <SEP> approx. 120 g / m <tb> 2.8 mm thick <SEP> <SEP> <tb> 15 mm wide, <SEP> approx. 110 g / m <SEP> approx. 160 g / m <tb> 2.5 mm thick <SEP> <SEP> <tb> 20 mm wide, <SEP> approx. 130 g / m <SEP> approx. 200 g / m <tb> 1.4 mm thick <SEP> <SEP>
[0016] Dans laFigure 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 Figure 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 remplissent le même objectif que les lamelles. In laFigure 2, an alternative to the use of inserted lamellae is shown. In this example, carbon fiber bars 7 are inserted. They are here substantially of the same diameter d as the steel reinforcing bars. For these carbon fiber bars 7, slots 4, about three times the width of the slots for the slats shown in Figure 1, are cut from the concrete slab 1. These slots 4 are then filled with a resin 5. or a mortar and, finally, carbon fiber bars 7 are immersed in the filling material so that they are completely surrounded by the resin 5 or the mortar as shown. Typically, the diameter of the carbon fiber bars 7 is about 2/3 the width of the slots 4. The carbon fiber bars 7 serve the same purpose as the slats.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PK | Correction |
Free format text: RECTIFICATION INVENTEUR |