Brevet FR2002757A1 — publié le 19691031

La présente invention se rapporte à des bandes profilées qui présentent des saillies sur une face ou sur les deux faces et qui sont constituées d'un mélange de bitume et d'un copolymè-re d'éthylène. 5 Pour assurer 1 ' étancliéité des constructions contre une in filtration d'eau et de vapeur d'eau, on utilise dans le bâtiment principalement des bandes en matières tliermoplastiques qui sont lisses des deux côtés. Pour quelques applications spéciales, on requiert cependant aussi des feuilles d'étancliéité à -|Q surface non lisse pouvant être montées, par exemple, comme éléments d'étancliéité dans des remblais, entre autres, en position inclinée, en empêchant ainsi tout glissement. Pour ces usages, on soumet les bandes à un grainage, c'est-à-dire qu'on les pourvoit d'une multitude de bossages concaves ou convexes. Il 15 est également connu de pourvoir les bandes de matières thermo-plastiques de minces profilés en T. Lors du bétonnage de murs, ces feuilles viennent s'ancrer avec ces derniers. Les profilés de ce type étant obtenus par le procédé d'extrusion, ils sont obligatoirement disposés dans le sens longitudinal et parral-20 lèlement les uns aux autres. La présente invention a pour objet des bandes de matières tliermoplastiques pour l'industrie du bâtiment, présentant, sur une face ou sur les deux faces, des saillies compactes occupant 5 à 90 % de la surface totale et constituées essentielle-25 ment d'un mélange de 30 à 95 % en poids de bitume et 5 à 70 % en poids d'un copolymère à base de 30 à 97 % en poids d'éthy-lène et de 70 à 3 % en poids d'un ester vinylique et/ou d'un ester d'acide acrylique et/ou métliacrylique, ce mélange présentant un coefficient de Poisson compris entre 0,30 et 0,5 et 50 une dureté Shore A comprise entre 90 et 12. Les bandes auront de préférence une épaisseur comprise en-• tre 0,5 et 50 mm, avantageusement entre 1 et 20 mm. Elles présentent, sur une face ou sur les deux faces, des saillies pouvant atteindre une hauteur de 1 à 30 mm.Ces saillies doivent 55 occuper 5 à 90% de la surface de la feuille,de préférence 10 à 60%. Elles peuvent, par exemple,s'étendre sur toute la largeur de la feuille.Considérées dans le sens transversal de la feuille, les saillies de ce genre ont une section rectangulaire ou cubique.Ce sont cependant les bandes pourvues d'un côté ou des 40 deux,de saillies individuelles dans un ordre déterminé, qui 69 04745 -2- 2002757 10 15 offrent un intérêt spécial. Les saillies individuelles peuvent • avoir une surface de fond circulaire, rectangulaire, ou carrée. Considérées dans le sens transversal de la feuille, elles peuvent présenter une section rectangulaire ou cubique. Les bandes pourvues des deux côtés d'une pluralité de saillies individuelles se distinguent parfois par des caractéristiques particulièrement avantageuses, les saillies d'une face étant disposées dans ce cas, de manière à se trouver dans les intervalles séparant les saillies de l'autre face. Les bandes doivent être constituées essentiellement d'un mélange de bitume et d'un copolymère d'éthylène, ce qui veut dire que la proportion de ce mélange doit représenter 100 à 30 %. Outre le mélange précité, il peut être incorporé dans les feuilles des charges, lubrifiants, produits protégeant contre le vieillissement ou agents de renforcement, tels que la laine de verre ou la laine de roches. Le mélange doit se composer de 30 à 95 % en poids de bitume, de préférence de 80 à 40 % en poids, et de 5 à 70 % en poids d'un copolymère d'éthylène, avantageusement de 20 à 60 % 2q en poids. Le bitume doit présenter une pénétration comprise entre 1 et 210, mesurée suivant la norme allemande DIN 1995-Le deuxième composant est un copolymère à base de 30 à 97 % en poids d'éthylène et de 70 à 3 % en poids d'un ester vinylique et/ou d'un ester d'acide acrylique et/ou méthacrylique. Sont 2^ appropriés les copolymères d'éthylène et d'acétate ou de pro-pionate de vinyle ou d'esters d'acide acrylique bu méthacrylique et d'alcools en C^ à C^q. Les mélanges doivent présenter un coefficient de Poisson compris entre 0,30 et 0,5 et une dureté Shore A comprise entre 12 et 90 (mesurée suivant ASTM D 170$). Ce qui est des plus avantageux,c'est que les mélanges de bitume et de copolymères d'éthylène présentent, à température élevée, une viscosité particulièrement faible. Il est ainsi possible de faire fondre les mélanges et de couler la masse fondue dans des moules en vue d'obtenir les bandes profilées conformes à la présente invention. Ce mode opératoire offre surtout de l'intérêt lorsqu'il s'agit de fabriquer les bandes sur le chantier même. C'est ainsi, par exemple, qu'il est possible de couler le mélange de bitume et de copolymères sur des ^ plaques de béton présentant des évidements et de laisser se BAD ORIGINAL 30 35 69 04745 - 3 - 2002757 solidifier le mélange. Pour obtenir des saillies, on peut ensuite encore couler de la masse fondue sur la surface de la bande. Par rapport aux bandes de caoutchouc, les bandes selon la présente invention offrent l'avantage d'être très stables 5 au vieillissement et de résister aux influences atmosphériques. Les bandes sont particulièrement bien extensibles, elles présentent une bonne résistance à la rupture et un très faible fluage à froid. Il s'est en outre avéré que les bandes ont une faible élasticité de volume, mais une très bonne élasticité di-iO mensionnelie, c'est-à-dire qu'elles ne se laissent que peu comprimer une fois entourées de tous les côtés. La fabrication des bandes à partir des mélanges renfermant le bitume et les copolymères d'éthylène peut s'effectuer par les procédés usuels de mise en forme des matières thermoplasti-15 ques, à des températures comprises entre 130 et 150°G. Il est cependant aussi possible de chauffer les mélanges au-delà de 220°0. A cette température, on coule la masse fondue dans des moules et on la laisse se ' solidifier.. Les bandes conformes à la présente invention peuvent être 20 utilisées pour les usages les plus divers dans l'industrie du bâtiment. C'est ainsi qu'on peut les employer comme éléments d'étanchéité, éléments d'écartement, éléments compensateurs de la pression, supports pour fondations et pour pompes ou éléments d'étanchéité dans les constructions en béton. On peut, par exem-25 pie» utiliser, comme éléments d'étanchéité pour des toits praticables, des bandes de 2 mm d'épaisseur qui présentent, sur une face, des saillies de même épaisseur, occupant, par exemple, une surface égale à 30 % de la surface totale. La face lisse de la feuille est tournée vers le haut et forme la "peau" du toit. 30 L'interstice compris entre cette peau et le béton joue le rôle de couche compensatrice à vapeur. Les saillies, ou noeuds, étant en matériau compact, elles sont capables de résister même à des charges assez élevées. Les bandes de ce type peuvent aussi être posées au-dessous de la chape flottante. Les bandes pourvues, sur une face, de saillies cylindriques occupant, par exemple, la moitié de la surface totale, peuvent aussi être utilisées comme éléments compensateurs de la pression, par exemple pour des conduites d'eau encastrées dans du béton. Dans ce cas, les bandes sont placées de manière que les 40 saillies viennent s'appliquer sur le tube d'acier, alors que 1 "/ BADORfâtNAL 04745 2002757 la surface lisse de la "bande fait face à la fondation en "béton. Comme l'on sait, les tubes d'acier se dilatent lors des coups de bélier et les saillies se déforment élastiquement de sorte que l'effet dynamique peut être absorbé par la bande et n'est pas transmis à la fondation en béton. Les feuilles de 10 mm d'épaisseur présentant, sur une face, des nervures rectangulaires de mêmes hauteur et largeur peuvent être utilisées, par exemple, comme supports pour les fondations de pompes. Il est aussi possible d'intercaler de telles bandes entre deux éléments de construction pour servir d'élément de répartition des poussées. A titre indicatif, mais nullement limitatif, on a représenté au dessin annexé une bande conforme à l'invention, présentant des saillies des deux côtés. Ces saillies ont une surface de base carrée et une section rectangulaire. Les saillies d'une face sont disposées de manière à se placer entre les intervalles séparant les saillies de l'autre face. Les bandes à double profil ainsi conçues peuvent être utilisées comme éléments d'amortissement des vibrations. Par le choix de l'épaisseur des bandes et des saillies, on peut faire varier entre certaines limites les caractéristiques mécaniques desdites bandes. Les parties et les pourcentages indiqués dans les exemples suivants s'entendent en poids. Exemple 1 : Pour fabriquer une feuille de matière thermoplastique pourvue de saillies cylindriques, ou "boutons", on extrude d'abord, de façon connue, une feuille lisse de 3,15 mu d'épaisseur. On fait passer cette feuille, à l'état encoré plastique, à travers un cylindre de graissage présentant des creux cylindriques de 8 mm de diamètre et de 2,5 mm de profondeur. Sous l'effet d'un rouleau compresseur lisse, une partie du matériau plastique est refoulée dans les creux du cylindre graineur. Il se forme une feuille de 2 mm d'épaisseur qui est recouverte de saillies dont les dimensions correspondent à celles des creux. L'intervalle séparant les saillies est de 20 mm. Les saillies occupent 12 % de la surface de la feuille. Comme matière thermoplastique, on a utilisé une matière à mouler composée de 50 % en poids de bitume d'une pénétration de 80 (suivant norme allemande BIN 1995) et de 50 % en poids d'un copolymère d'éthylène. Le copolymère contient, en liaison BAD ORIGINAL 69 04745 -5- 2002757 polymère, 80 parties d'éthylène et 20 parties d'acrylate de n-butyle et présente un indice de fusion de 2. La matière thermo-plastique a une dureté Shore de 70 et un coefficient de Poisson p de 0,47» Son module d'élasticité est de 100 kg/cm . La résistan- 5 ce à la traction (suivant norme allemande DIN 53 4-55) est de 2 32 kg/cm , l'allongement de rupture atteint 700 %. Les saillies conservent leur pleine élasticité jusqu'à une pression de 2 12 kg/cm . Pour une compression, ou écrasement, de 30 %, la résistance à la déformation s'élève à 32 kg/cm^. 10 Cette feuille de matière thermoplastique convient notam ment pour recouvrir les toits praticables. Dans ce cas, le côté "saillie" est collé, à chaud ou à froid, contre le toit, par exemple en béton, à l'aide de matières adhésives usuelles. L'épaisseur de la couche de colle ne doit pas dépasser 1 mm. Le côté lisse de la feuille forme la couche extérieure de la "peau" L'interstice formé par les saillies entre le béton et la feuille sert à équilibrer la tension de la vapeur d'eau diffusant à travers le plafond en béton. La liaison des feuilles peut s'effectuer par les procédés de soudure en usage pour les matières 20 thermoplastiques. En préparant les feuilles à partir de polychlorure de vi-nyle ou de polyéthylène, on se heurte à de notables difficultés, étant donné que la ténacité de ces thermoplastes est plus élevée/dans le rapport d'au moins une puissance de dix. Leur 25 plage de ramollissement se situant entre des limites bien plus étroites, la fabrication exige des soins particuliers afin que des refroidissements locaux de la matière ne provoquent pas l'apparition dans la feuille de tensions nuisibles pouvant donner lieu à une corrosion fissurante sous tension. Ce danger 30 est nettement plus grand pour les feuilles de polyoléfines que pour les matières à mouler utilisées selon la présenté invention, la résistance du polyéthylène à la corrosion fissurante sous tension ne s'élevant qu'à environ 0,3 à 180 heures alors que la résistance à la corrosion des matières à mouler à base 35 de bitume et de copolymères d'éthylène dépasse 7 000 heures. Exemple 2 : Dans les conduites forcées non enterrées, d'installations hydro-électriques, il peut se" produire un coup de bélier quand la masse d'eau en circulation est refoulée à la suite d'une brusque fermeture d'un organe d'arrêt. Avec les 40 conduites ou les extrémités de conduites qui sont entourées bai? ORIGINE 69 04745 -6- 2002757 d'une fondation en béton, l'élargissement des tubes donne lieu à des contraintes de traction annulaire dans le béton, pouvant endommager ou même détruire la fondation. On est donc obligé, ou bien d'augmenter l'épaisseur de paroi des conduites d'acier de 5 manière à éviter un élargissement nuisible, ou bien de renforcer en conséquence l'armature d'acier des fondations en béton. Les deux mesures sont fort onéreuses. On entoure une conduite d'acier de 2 000 mm de diamètre de deux bandes profilées de manière que le côté lisse des bandes 10 vienne s'appliquer sur le côté béton ou acier alors que les saillies constituées, par exemple, de nervures rectangulaires, sont disposées en croix sur le côté opposé. Lors d'une contrainte de compression, les saillies profilées se déforment élastiquement en changeant de forme. L'épaisseur des bandes est de 22 mm, les 15 nervures coulées dessus ont une section de 10 x 6 mm. La surface des nervures représente un tiers de la surface totale. Les bandes sont faites d'une matière à mouler à base de 60 % en poids de bitume d'une pénétration de 25 (suivant norme allemande DIN 1995) et de 40 % en poids d'un copolymère d'éthylène contenant 25 % en 20 poids d'acétate de vinyle et 75 % eh poids d'éthylène et présentant un indice de fusion de 25- La matière thermoplastique a un coefficient de Poisson de 0,43 environ, une dureté Shore A de 65 et un module d'élasticité de 90. Grâce à la mesure décrite ci-dessus, l'effet du coup de bé-25 lier sur la fondation en béton se trouve réduite au moins au tiers. Exemple 3 î Un mélange composé de 50 parties de bitume d'une pénétration de 80 (suivant norme allemande DIF 1995) et de 50 parties d'un copolymère d'éthylène à base de 84 parties d'éthylè-30 ne et de 16 parties d'acrylate de n-butyle, présentant un indice de fusion de 2,2, est coulé en plaques de 100 x 100 mm de surface de base, pourvues- de quatre profilés rectangulaires de 5 x 100 mm de section. On place quatre plaques de ce type entre la plaque de fondation d'une pompe et le socle en béton. L'effort de compression auquel sont soumis les profilés est de 6 kg/cm^, 5s et se situe entre les limites élastiques du matériau. La dureté Shore A de la matière thermoplastique s'élève à 70,1e coefficient de Poisson à 0,47. Comparés aux éléments traditionnels d'amortissement des vibrations, en caoutchouc,^les amortisseurs de vibrations à base du mélange bitume-copolymère offrent l'avantage d'être d'une meilleure résistance aux acides,^aux alcalis et au vieillissement . Ils sont en outre faciles à fabriquer. 40 69 04745 -7- 2002757 REVENDICATION Bandes en matières tliermoplastiques pour l'industrie du bâtiment présentant, sur une face ou sur les deux faces, des saillies compactes occupant une proportion de surfaces égale 5 à 5 à 90 % de la surface totale des bandes, caractérisées en ce qu'elles sont constituées essentiellement d'un mélange de 30 à 95 % en poids de bitume et de 5 à 70 % en poids d'un copolymère renfermant 30 à 97 % en poids d'éthylène et 70 à 3 % en poids d'un ester vinylique et/ou d'un ester d'acide acrylique 10 et/ou méthacrylique, mélange qui présente un coefficient de Poisson compris entre 0,30 et 0,5 et une dureté Sbore A comprise entre 12 et 90. —