Brevet FR2002150A1 — publié le 19691017

La présente invention concerne un procédé pour sceller un joint de construction en utilisant un élément de scellement appliqué à froid et muni d'un élément de support. On a déjà utilisé dans a fabrication des joints de construction diverses matières comme support pour les éléments de scellement des joints. C'est ainsi qu'on a utilisé du jute ou de la mousse de polyéthylène, mais avec des résultats peu satisfaisants. En effet le jute à l'état visqueux présente une incompati bilité avec les éléments de scellement au silicone et il est difficile de le façonner à la forme convenable Par contre les mousses de polyoléfines telles que le polyéthylène sont de bonne qualité et d'un prix de revient faible.Elles ne présentent pas d 'in- compatibilité avec les éléments de scellement appliqués à froid tels que les polysulfures, les pol=3uréthanes ou les silicones et elles n'adhèrent pas facilement sur ceut-ciO Ces mousses de polyoléfines peuvent en outre astre façonnées suivant des sections transversales idéales, elles sont souples et se compriment facilement, elles présentent une bonne résistance aussi bien aux faibles températures qu'aux tempéitures élevées et une bonne résistance aux huiles, à l'essence et aux solvants et elles sont légères, ne ramassent pas les impuretés et sont faciles à poser Ces mousses de polyoléfine ont cependant été désavantagées dans leur utilisation comme supports d'éléents de scellement du fait qu'elles entraînent des soufflures dans l'élément de scellement non durci. Ces soufflures peuvent entratner une faiblesse dans le joint et également produire un effet peu esthétiqueet donc peu souhaitable. On a constaté que, selon l'invention, on peut supprimer ces soufflures de l'élément de scellement en comprimant dans le joint de construction un élément de support pour l'élément de scellement constitué par une bande, par exemple présentant une section transversale sensiblement cireulaire, réalisée dans une de mousse/polymère d' -oléfine,telle que du polyéthylène ou du polypropylène, qui présente des cellules ouvertes mises en communication avec l'air ou une configuration tubulaire, le volume de compression appliquée ne dépassant pas le volume des cellules ouvertes et de l'intérieur de la configuration tubulaire, puis en appliquant un élément de scellement par-dessus cet élément de support pour réaliser un joint scellé.On évite très facilement une compression excessive de ltélément de support lorsque les cellules ouvertes et l'intérieur de la configuration tubulaire constituant au moins 40% du volume de cet élément de support. Les polymères d'oléfine aliphatique à utiliser pour ré-- liser les produits cellulaires qu'on emploie dans l'invention peu vent être constitués par des polymères normalement solides obte- nus en polymérisant des monooléfines aliphatiques telles que l'éthylène, le propylène, le butène-l, le pentène-l, le 3-méth'i butène-l, le 4-méthylpentène-1, le 4-méthylhexène-l ou le 5-méthv7- hexène-l, pris soit séparément, soit en combinaison entre eux avec d'autres composés polymérisables, mais on utilise de préfé- rence les polymères d'éhylène ou de propylène étant donne qu'ils donnent des produits inertes du point de vue chimique, à cellules fines, et élastiques et résistants.Comme exemples des composés organiques polymérisables convenables qu'on peut polymériser vvec l'éthylène ou le propylène, on peut citer l'acide acrylique, l'acétate de vinyle, le méthacrylate de méthyle, le tétrafluoroéthylène ou l'acrylonitrile. On peut utiliser des copolymères contenant sous forme chimiquement combinée une quantité prédominante, par exemple 90 en poids ou plus, d'éthylène ou de propylène avec pas plus de 10% d'un ou de plusieurs de ces autres posés polymérisables. La description qui va suivre, à titre d'exemples nc" mitatits et en regard des dessins annexés, a pour but de fair comprendre comment l'invention peut autre mise en pratique. La figure 1 représente une vue en coupe transversald'un joint de dilatation de maçonnerie conforme à l'invention. La figure 2 illustre un autre mode d'application de l'invention à un vitrage de fenêtre. Ta figure 3 représente, à très grande échelle, la section transversale d'une tige de mousse de polyoléfine utilisée corme élément de support d'un élément de scellement, cette tig 'étant pas comprimée. La figure 4 représente cette tige de la figure 3 à l'état comprimé. Le joint scellé conforme à l'invention dont l'installa- tion est illustrée par la figure 1 comprend des blocs de maçornle- rie 10, un élément de scellement appliqué à froid 11 présentant de préférence une section transversale en -forme -de sablier et ^ élément de. support en mousse de polyoléfine 12 se présentant sous la forme d'une tige comportant un dispositif d'aération central à cellules ouvertes et de grande dimension 13 et des cellules fermées 14.Pour réaliser cet élément de support de l'élément de scellement en polyoléfine, on extrude de la mousse de polyoléfine en utilisant un mandrin à la dimension qui permet d'obtenir la tige sous forme d'un tube dont on peut soigneusement ajuster la partie creuse 13 de façon à obtenir un volume total voulu de cellules ouvertes. Par cellules ouvertes, on entend plusieurs cellules à parois rompues ou, comme dans le présent mode de réalisation, une partie creuse de la tige qui, dans le cadre de l'invention, joue le rôle d'une seule cellule ouverte de grande taille. Dans le vitrage de fenêtre illustré par la figure 2, le joint est réalisé conformément à l'invention sur l'une et l'autre faces d'une vitre 17 et à l'intérieur d-'un châssis 15. Des tiges de mousse de polyoléfine 19 sont comprimées entre le châssis 15, un bloc de mise en place 16 et la vitre 17. On applique alors un élément de scellement 18 en lui donnant une forme bien étudiée pour répartir de façon uniforme les contraintes, au lieu de les concentrer sur la ligne de liaison. Dans ce mode de réalisation, on met en communication la mousse de polyoléfine avec l'air en y enfonçant des aiguilles suivant deux directions normales l'une par rapport à l'autre, le perçage ayant lieu de part en part à travers la section transversale dans tous les cas.On réalise de façon avantageuse is p3G ges20 en faisant passer la tige entre deux jeux de cylindres disposés suivant des plans perpendiculaires l'un à l'autre, chaque jeu de cylindres en comportant un muni en saillie de rangées d'aiguilles parallèles de façon à réaliser le perçage de la tige d'abord suivant une direction, puis suivant autre. On obtient dans les tiges le pourcentage voulu pour le volume de cellules ouvertes en utilisant des cylindres à aiguilles présentant un plus ou moins grand nombre de rangées d'aiguilles suivant le cas. Les figures 3 et 4 montrent ce qu'il advient d'une tige de support en polyoléfine lorsquton la comprime conformément à l'invention. La figure 3 montre un mode de réalisation d'une tige 21 présentant un volume de cellules ouvertes 23 de 40%, ces cellules ouvertes ayant été obtenues en extrudant la tige sous forme d'un tube à l'aide d'un mandrin de dimensions voulues pour donner un volume de cellules ouvertes de 40fui. A l'état non comprimé illustré par la figure 3, les pressions à l'intérieur des cellules fermées 22 et la pression à irintérieur de la partie à cellu les ouvertes ne sont pas sous contrainte. La figure 4 représente la même tige 21 comprimée dans un joint de construction et sur laquelle est appliqué un élément de scellement, le volume de com pression ne dépassant pas 40%.On constate que, n'ayant pas la ré sistance mécanique structurelle que présentent les cellules fermées, la partie à cellules ouvertes 23 de la tige se trouve comprimée de raçon à présenter une configuration analogue à une fente, tandis que les cellules fermées 22 demeurent non comprimées. C'est ce phénomène que constitue l'effet de la compression sur les cellules ouvertes de la mousse de polyoléfine en regard de l'effet de compression sur les cellules fermées, que l'invention utilise pour résoudre le problème des soufflures de l'élé- ment de scellement. On peut par suite effectuer certains calculs en utilisant des données empiriques pour déterminer le taux du décroissement de la pression d'air dans la compression de la mousse de polyéthylène. A cet effet, on suppose qu'on utilise une mousse de polyéthylène se présentant sous la forme d'une tige de 2,5 cm de diamètre, de o,o48 g/cm5 de densité et à 20 de volume de cellules ouvertes. On suppose en outre qu'on comprime de façon linéaire cette tige depuis son diamètre de 2,5 cm jusqu a un diamètre de 1,52 cm. Ceci donne un volume de compression de 1:0,7 (30X). La compression réelle dans la partie à cellules fermées de la tige est par conséquent égale à 30% moins 20%, soit 10%. Ceci entraîne une élévation de pression, après compression de la mousse, dans la partie à cellules fermées du6,8 divisé par 0,7, soit 1,14 atmosphère. On sait que la perméabilité de l'air à travers un film de polyéthylène à 210C est de 83 c/jour/m2/atmosphère/mm. A 380 C, la perméabilité est de 152 cm3/jour/m2/atmosphère/mm. Ainsi, lorsque la tige est comprimée, on peut la représenter en section transversale comme un sac réalisé dans un film, présentant deux côtés et un fond, les côtés ayant après compression une épaisseur de paroi de o,o46 mm et le fond une épaisseur de 0,155 mm. Ceci est basé suthne taille moyenne de cellule de 1 mm et une épaisseur de paroi élémentaire de cellule de 0,0075 mm. En utili sant le taux de perméabilité de l'air à travers le film de polyéthylène qui est connu et mentionné ci-dessus, ainsi que l'hypo- thèse d'épaisseur de paroi également mentionnée ci-dessus, on trouve que le taux de fuite de l'air pour chaque centimètre de section de la mousse comprimée est de 0,925 cm3 par jour à 210C et de 1,69 c S par jour à 38qu, la pression de commande étant de 1 atmosphère dans l'un et l'autre cas. On a choisi 210C et 380C pour ces calculs parce qu'ils représentent très bien les conditions rencontrées sur le lieu de travail qui entratneraient les soufflures les plus prononcées. L'équation de base qu'on applique ici est - dP = K (p-l), dt dans laquelle P est une pression supérieure à 1 atmosphère et K est la constante de perméabilité obtenue à partir du taux de fuite de l'air calculé et donné ci-dessus. K a pour valeur 0,48 à 21"C et 0,88 à 38'C, L'équation donne l'abaissement de pression avec le temps. De tous les éléments de scellement appliqués à froid utilisés pour les joints de construction, les éléments au silicone sont parmi les plus visqueux avant la prise. Ils constituent par conséquent l'un des cas les plus critiques et ils sont les plus susceptibles de donner lieu à des soufflures dans le cas où se pose le problème de la compressibilité des cellules fermées. La résistance des éléments de scellement au silicone à la formation de bulles est de 1,01 atmosphère. Ceci signifie que peut provoquer des soufflures toute pression qu est exercée sur l'élé- ment de scellement par l'air qui s'échappe de l'élément comprimé qui dépasse 1,01 atmosphère pendant le temps où l'élément de scellement est frais et n1a pas encore fait prise. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, les soufflures donnent à l'élément de scellement une section transversale très mince et en réduisent ainsi les performances à long terme et elles présentent également une apparence esthétique peu souhaitable. En appliquant l'équation de base, on trouve que la pression dans les cellules fermées après compression de la tige est égale à 1,14 atmosphère à 210C et 1,17 atmosphère à 380C. En appliquant l'équation de base pour déterminer l'abaissement de pression avec le temps, on établit que la pression, dans le cas des 1,14 atmosphère à 210C demande 5,3 jours pour descendre à moins de 1,01 atmosphère et dans le cas des 1,17 atmosphère de pression dans la tige à 58ex, 3,2 jourpour descendre également à 1,01 atmosphère. Ainsi qu'il a été déjà indiqué, 1ss01 atmosphère est la pression au-dessous de laquelle n'apparaissent pas de soufflures. En considérant un autre aspect du problème, on -établit de façon empirique la vitesse de formation des soufflures. On suppose encore que dans la tige comprimée la taille moyenne des cellules est de 1 mm. Ceci donne pour une cellule une surface diffusante de 2,88 mm2 avec une épaisseur de cellule de 0,0075 mm. On suppose qu'une cellule de la tige est percée à la surface de cette tige. A laide des données ci-dessus, on établit que la vitesse de diffusion dans la cellule percée est de 0,000133 cm3/h, ce qui correspond à un accroissement de pression de 0,05 atmosphare en une heure dans une bulle d'un diamètre supposé de 1,6 mm. Etant donné que l'élément de scellement au silicone à l'état non durci ne peut accepter plus de 1,01 atmosphère de pression sans former des soufflures, on constate que ces soufflures commencent à apparattre en environ 10 à 15 mn. De ces calculs, on conclut alors que le pourcentage de compression en volume dans la tige ne peut excéder le pourcentage en cellules ouvertes de cette tige. Tant que le pourcentage de compression en volume est égal ou inférieur au pourcentage de cellules ouvertes, aucune soufflure ne peut apparattre, que la surface de la tige soit percée, par inadvertance ou autrement, ou non. Conformément aux calculs indiqués ci-dessus et aux observations également effectuées, on réalise une série d'essais à titre d'exemples en utilisant des tiges de mousse de polyéthylène et de polypropylène comme éléments de support pour les éléments de scellement dans les joints de construction. On utilise dans tous les cas un élément de scellement au silicone appliqué à froid. On utilise divers pourcentages de compression en volume ainsi qu'il a été indiqué et l'on fait varier le pourcentage de cellules ouvertes également ainsi qu'il a été indiqué. On obtient dans certains cas une variation de ce pourcentage en cellules ouvertes en ajoutant de faibles quantités de polystyrène et d'autres m2tibres dans la composition de polyéthylène de façon à contaminer les parois des cellules et à en provoquer une rupture contrôlée, obtenant ainsi le pourcentage en cellules ouvertes voulu. Dans d'autres cas, on obtient ce pourcentage de volume de cellules ouvertes par la méthode de piqûre. Au sujet de cette méthode, il faut remarquer que dans certains cas on n' effectue le perçage que dans une seule direction et que dans d'autres cas on l'effectue dans deux directions normales l'une par rapport à l'autre de façon à permettre à l'air de sortir lors de la compression. On réalise des tailles de cellules telles que celles indi quées,à l'aide de méthodes visuelles.On effectue facilement le contrôle de compressibilité en reliant le diamètre de l'échantillon à la largeur du joint. On effectue la mesure des cellules ouvertes à l'aide d'un pycnomètre à air. Pour déterminer le pourcentage des cellules ouvertes, on détermine d'abord le volume d'un échantillon par des mesures physiques. On détermine alors le volume de ce même échantillon à l'aide du pycnomètre à air. La différence des volumes constitue le volume de cellules ouvertes et l'on calcule cette mesure des cellules ouvertes en pour cent du volume obtenu par mesure physique. On étudie les performances à l'égard des soufflures en simulant des conditions d'utilisation réelles et en examinant à l'oeil nu les éléments de scellement pour en chercher les soufflures.On constate que, dans les cas où il s'en forme, les soufflures apparaissent dans les quelques premières heures qui suivent l'application de l'élément de scellement. En aucun cas les soufflures n'apparaissent une fois que cet élément de scellement a pris. La température de durcissement de cet élément est de 24 C + 2,80C à moins que ce ne soit autrement indiqué. On a effectivement réalisé des joints correspondant à tous les cas présentés dans le tableau ci-dessous. Dans tous les cas, sauf dans le dernier (1-6), on applique l'élément de scellement par-dessus la mousse immédiatement après l'insertion de celle-ci dans le joint. Dans le dernier cas, on met la mousse en place 18 heures avant d t appliquer l'élément de scellement. (Voir tableau page 8). TABLEAU Pourcentage Obtention Souff du volume des Compression de l'épi de cellules cellules en volume ment Ex. Echantillon ouvertes ouvertes en % scelle@@@@ 1 PEX (tige 90 Addition de 30 néant de 12,5 mm) polystyrène comme impureté 2 PE (tige de 80 Addition de 30 néant 12,5 mm) polystyrène comme impureté 3 PE (tige de 41,5 Addition de 40 néant 25 mm) polystyrène comme impureté 4 PP (cale 35 Perçage-deux 19 néant de bordage de directions 37,5 x 25 sm) 5 pP(l)(tige 30 Perçage-une 19 néant de 25 mm) direction 6 PE (tige de 30 Perçage-deux 30 néant 12,5 mm) directions Essais à titre de comparaison A PE (tige de 13 Addition de 30 Oui 12,5 mm) 1,5 partie pour cent de Lucite (nom commer cial) B PE (tige de 13 Addition de 30 Oui 12,5 mm) 7 parties pour cent de Chlorowax (nom commer cial) C PE (tige de 3,1 Cale extrudée 40 Oui 12,5 mm) classique pas de récipient x Polyéthylène xx Polypropylène (1) Dans ce cas, la direction des perçages parallèles obten* avec des aiguilles est telle que les trous s'ouvrent d'un côté vers 1 élément de scellement et de l'autre sur la surface libre arrière du joint. - REVENDICATIONS 1.- Procédé pour sceller un joint de construction caractérisé par le fait que 1 on comprime dans le joint de construction un élément de support pour L'élément de scellement constitué par une bande réalisée dans une mousse de polymère d't -oléfine qui présente des cellules ouvertes mises en communication avec l'air ou une configuration tubulaire, le volume de compression appliqué ne dépassant pas le volume des cellules ouvertes et de l'intérieur de la configuration tubulaire, puis que l'on applique un élément de scellement par-dessus cet élément de support pour réaliser un joint scellé. 2.- Procédé suivant la revendication 1, selon lequel l'élément de support de l'élément de scellement, en mousse d'o 3.- Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, selon lequel les cellules ouvertes et lXintérieur de la configuration tubulaire constituent au moins 40% du volume de l'élément de support. 4.-Procédé suivant la revendication 1 selon lequel l'élément de support présente une section transversale sensible- ment circulaire. 5.- Joints de construction scellés par un procédé selon l'une des revendications 1 à 4.