Brevet FR2011796A1 — publié le 19700306

La présente invention concerne un procédé de cônsolidation de roche fissurée, c'est-à-dire de roche présentant des fissures et des cavités. Il est connu de combler des fissures et cavités de roche avec du ciment, du mortier au silicate de sodium ou des résines synthétiques, et de consolider la roche de cette façon. Mais si ces fissures et cavités sont très grandes, ce qui n!est pas toujours prévisible, la masse de remplissage disparatt totalement dans le terrain rocheux et des quantités non négligeaDles sont nécessaires pour combler les fissures et les cavités; ceci signifie que pour des raisons techniques et éventuellement pour des raisons économiques, on n'est pas à même de consolider le terrain rocheux, et, par conséquent,dériger les installations. -En contraste avec ce qui précède, la Demanderesse vient de découvrir qu'on peut consolider toute roche ou tout-terrain rocheux indépendamment du volume des fissures et des cavités, par coulée de masses connues de remplissage, si l'on commence par colmater les fissures et cavités à la profondeur désirée au moyen d'une matière plastique alvéolaire, afin que les masses de remplissage soient arrêtées par cette mousse.Le colmatage des fissures et des cavités s'effectue par développement de la mousse de matière plastique sur place, comme cela est courant d'une façon générale dans la technique, lorsqu'il s'agit de comDler des espaces par formation d'une mousse.On peut donc couler dans les fissures et cavités les solutions qui doivent former une mousse et règler leur vitesse de réaction de manière qu'après une période déterminée de temps, c'est-à-dire pour une profondeur déterminée de pénétration, les solutions soient transformées en mousse dans les fissures et les cavités en les colmatant ainsi à la partie inférieure pour contenir les masses de remplissage devant être utilisées. Mais on peut également introduire les solutions dans les fissures et les cavités au moyen de sondes qui sont éventuellement munies de buses mélangeuses et règle leur vitesse de réaction de manière qu'elles/se transforment en mousse à chaque endroit désiré. Chaque situation particulière dicte le procédé à appliquer.La roche à consolider se trouve très souvent en haute montagne , en sorte qu'on doit utiliser des solutions de résine synthétique qui moussent encore correctement à des températures inférieures à 000, par exemple jusqu'à -10 C au moins. floutefois, les solutions connues de résines synthétiques nécessitent des températures bien plus hautes. Conformément à l'invention, la Demanderesse a en-outre découvert qu'un mélange des composants suivants forme encore une mousse correcte à des températures de -lO0C. 1 - Acétone 2 - Formaldéhyde, notamment sous la forme d'une suspension aqueuse de paraformaldéhyde de condensation 3 - Produit aqueux d'acétone et de formaldéhyde, qui se compose principalement de mono di- et tri-méthylol acétone 4 - Lessive aqueuse de soude et 5 - Lessive aqueuse de potasse. On peut faire varier dans de larges lignites les proportions des composants 1 - 1 partie en poids d'acétone 2 - 0,5 à 3,0 parties en poids de formaldéhyde (anhydre) ou paraformaldéhyde 3 - 0,8 à 4,0 parties en poids de précondensat à 50% (méthy lolacétonei 4 - 0,1 à 1,2 partie en poids d'hydroxyde de sodium (anhydre) 5 - 0,0 à 1,0 partie en poids d'hydroxyde de potassium (anhydre) Si l'on utilise le formaldéhyde sous la forme d'une solution aqueuse, on choisit de préférence une solution à 35-40 h. Pour de basses températures, des suspensions aqueuses de para- formaldéhyde sont nécessaires. On utilise l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium de préférence sous la forme de solu tiOtlS à environ 50%. Le précondensat est outeflu par condensation allant d'alcaline à faiblement acide d'acétone avec le formaldéhyde, en tant que solution aqueuse à environ 50% de mono-,di- et tri-méthylolacétone. Il est connu de produire une mousse d'-acétone. Toutefois, on utilise pour cela des solutions alcooliques qui ne se transforment en mousse qu'à des températures élevées. En outre, on utilise le plus souvent de la lessive de soude en tant que catalyseur. Normalement, on doit admettre qu-'à de Dasses températu- res, il convient mieux d'utiliser des solutions alcooliques en vue du moussage.Mais étant donné que les solutions aqueuses réagissent~Deaucoup plus vite et qu'on peut abaisser le point de solidification par uil mélange d'hydroxyde de sodium et d'hydrow xyde de potassL'am,il est possible à l'aide des solutions conformes à 1 'invention,d'obtenir encore une mousse correcte à -10 C. La réaction est accélérée par augmentation de la quan- tité d'hydroxyde de sodium, de formaldéhyde et/ou de précondensat, tandis qu'avec l'hydroxyde de potassium, la réaction prend plus de temps, en sorte que par variation de la composition des solu- tions, on est à même de régler rapidement chaque durée de réactions Le procédé de l'invention est illustré clairement par les exemples suivants EXEMPLE 1 On met en suspension (I) 500 parties- en poids de paraformaldéhyde en poudre dans un mélange de 500 parties en poids d'acétone et 1000 parties en poids d'une solution-aqueuse à 50% d'un précondensat.Ce dernier est/préparé de la façon suivante On chauffe sous agitation à 60 C 1500 litres d'-acétone et 3000 litres de formaline, puis en refroidissant, on ajoute en 30 minutes 37 litres de lessive de soude ( à 33%) et 207 litres d'eau de condensation, la température montant à 80 C (rel'lux).Ensuite, on condense à la même température jusqu'à-un pH de 6,5 à 6,7 et on concentre le produit sous vide à une teneur en matière solide de 50%0 On mélange (II) dans un second récipient 720 parties en poids d'une solution aqueuse à 50% d'hydroxyde de sodium et 80 parties en poids d1ne solution aqueuse à 50% d'hydroxyde de potassium.On refroidit la suspensloxl I et la solution Il à -100C et on les fait arriver séparément à une buse mélangeuse à une temps rature extérieure de -100C- 23 secondes après le mélange de I et Il, c'est-à-dire 23 secondes après la sortie de la buse mélangeuse, le mélange se transforme en mousse tout en-se solidifiant. EXEMPLE 2 On procède exactement comme dans ltexzmple 1, mais la solution II se compose de 800 parties en poids d'une solution aqueu- se à 50% d'hydroxyde de sodium et ne contient pas d'hydroxyde de potassium. Le temps compté de la sortie de la buse niélangeuse à la formation d'une mousseS avec solidification simultanée, est de 15 secondes à 0 C. EXEMPLE 3 On met en suspension 20 parties en poids de paraformaldéhyde en poudre dans un mélange de 15 parties en poids d'acétone et 30 parties en poids d'une solution aqueuse à 50 % d'un précon densat , comme défini dans l'exemple 1. Cette suspension, d'une part, et 20 parties en poids d'une solution aqueuse à 50% d'hydroxyde de sodium, d'autre part, sont amenées séparément,à la température ambiante, à une buse mélangeuse. Dix secondes après la sortie de la buse mélangeuse, le mélange forme une mousse tout en se solidifiant EXEMPLE 4 On opère-exactement comme dans l'exemple 3 à la différence que dans ce cas, on met en suspension 30 parties en poids de paraformaldéhyde en poudre. Le temps compté de la sortie de la buse mélangeuse à la formation de mousse, avec solidification simultanée, est de 6 secondes REVzNvICATIONS 1 - Procédé dé consolidation d'une roche présentant des fissures et des cavités, caractérisé par le fait que les fissures et les cavités sont tout d'abord colmatées à la base par moussage-de solutions de résines synthétiques, puis on y coule d'une façon connue en soi du ciment, du mortier au silicate de sodium ou des résines synthétiques , qui ont pour effet de les consolider. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise en tant que so-lutions'de résines synthétiques pour le moussage des mélanges d'acétone-, de formaldéhyde et/ou de paraformaldéhyde, un précondensat aqueux d'acétone et de formaldéhyde qui consiste principalement en mono-, di- et tri-méthylolacétone, ainsi qu'une solution aqueuse d'hydroxyde alcalin. 3 - Procédé suivant la revendication 2-, caractérisé par le fait que les composants des solutions sont mélangés dans les proportions suivantes, en poids 1 partie en poids d'acétone, 0,5 à 3 parties en poids de formaldéhyde anhydre et/ou paraformaldéhyde 0,8 à 4 parties en poids de précondensat aqueux ( à 5go,) 0,1 à 1,2 partie en poids d'hydroxyde de sodium (anhydre), 0,0 à 1,0 partie en poids d'hydroxyde de potassium (anhydre) 4 - Procédé suivant l'une des revendications 2. et 3 , caractérisé par le fait qu'on opère à des températures inférieures à OOC, en présence de paraformaldéhyde. 5 - Procédé suivant l'une des revendications 2 à 4 , caractérisé par le fait qu'on opère à des températures inférieures à OOC avec une solution aqueuse d'hydroxyde alcalin, qu'on prépare en mélangeant des solutions d'hydroxydes te sodium et de potassium. 6 - Procédé suivant l'une des revendications I à 5 , caractérisé par le fait que les composants organiques des solutions devant être transformées mousse sont tout d'abord mélangés avec la-solution d'hydroxyde alcalin après introduction dans la roche au moyen de sondes à l'endroit où ils doivent être transformés en mousse. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5 , caractérisé par le fait que les composants- de la solution à transformer en mousse sont mélangés ensemble avant l'introduction dans la roche.