Brevet FR2034130A1 — publié le 19701211

Depuis de nombreuses années, on utilise pour consolider les parois rocheuses tant dans les mines que dans les travaux publics, des boulons de soutènement scellés au ciment ou à la résine synthétique. Dans ce dernier cas, la résine additionnée des produits nécessaires à la polymérisation (accélérateur, charge, durcisseur) peut être injectée dans le fond d'un trou percé dans le rocher ou dans la paroi à consolider. Elle peut également être introduite dans le trou, logée,dans un conditionnement approprié, à un ou plusieurs compartiments qui sont détruits au moment de l'introduction du boulon, les composants, résine, charge, et accélérateur d'une part, durcisseur d'autre part, étant mélangés par la rotation du boulon lui-même. Les différents modes de conditionnement utilisés jusqu'à ce jour présentent des défauts graves qui ont parfois causé des accidents. On a en effet proposé comme conditionnement des matières très diverses et en particulier du papier traité ou non, du carton, du verre, de la gaine plastique souple, de la bakélite, des matières plastiques, etc... Tous ces conditionnements présentent des défauts importants. Ceux qui sont rigides se brisent mal lors de l'introduction du boulon et souvent leurs morceaux forment des plaques qui s'interposent entre le boulon et la résine, ou entre la résine et la paroi du trou, diminuant ainsi considérablement la tenue du bou lonO Ceux qui sont souples se déchiquètent souvent mal r se forment en lanières, qui s'enroulent autour du boulon, empêchant l'adhérence de la résine ou provoquant l'apparition de zones de moindre résistance, qui constituent des amorces de rupture dans Le scellement. De plus, lorsque la résine et son durcisseur sont contenus dans les capsules en matière rigide et cassante, il est très difficile de les employer pratiquement dans les mines et les travaux publics, car ce mode de conditionnement (verre en particulier) se brise fréquemment, soit au cours du transport, soit lors des manipulations sur les chantiers; le mastic fluide ou semi-fluide se répand alors et rend inutilisable non seulement la charge elle--même, mailles autres charges voisines. Lorsque le conditionnement est souple, l'inconvénient ci-dessus est évité,. mais si les capsules sont un peu longues par rapport à leur diamètre, elles prennent dès qu--'-on les manipule une forme en "banane" qui rend .leur introduction dans les trous difficile et interdit l'emploi des machines automatiques.à boulonner. Le but de la présente invention est de remédier à ces diffé- rents-inconvénients et de mettre à la disposition de l'industrie un élément efficace et pratique permettant à l'aide de machines, même automatiques, de réaliser des scellements rapides et sûrs. A cet effet,- llinvention consiste'essentiellement à utiliser -pour contenir les composants du "ciment", un élément tubulaire, à section de pré.férence ronde, de longu-eur appropriée, et constitué. par un tube ajouré formant "filet" ou "grillage" en un matériau fri able tel que, au moment de l'introduction du. boulon, les composants du ciment sont mélangés entre eux, et ce "filet" est réduit en fragments de petites dimensions venant également se mélanger de façon homogène au ciment en cours de durcissement, en-contribuant à son adhérence sur les parois du forage récepteur. Il convient de rappeler ici que l'on avait déjà proposé au même effet des tubes brisables, mais non ajourés, et qui n'assuraient donc pas cette répartition homogène des fragments au sein du ciment, ainsi que des tubes perforés, mais qui n'étaient pas destinés à se briser, les orifices qu'ils comportaient n'ayant pour objet que de laisser s'échapper le ciment à l'extérieur au moment de l'introduction du boulon. Selon une réalisation particulière de l'invention, ce tube est utilisé en combinaison avec une charge sous gaine plastique, telle que -décrite précédemment. Dans ce cas, une telle gaine, au moment de sa rupture, ne risque pas de donner naissance à des barrières venant s'interposer et affecter l'adhérence du ciment sur la paroi du trou. On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante, correspondant au dessin annexé sur lequel - La Fig. l représente en perspective le tube ajouré selon l'invention. - La Fig. 2 représente en coupe axiale le même tube contenant une charge sans gaine plastique. - La Fig. 3 représente charge en place dans le trou de mise en place du boulon. - et - Les. Fig. 4 et 5 représentent schématiquement le comportement d'un tube ajouré classique et.de celui selon l'invention au moment de la mise en place du boulon. Sur. la Fig. li on voit que le tube selon l'invention est de forme-cylindrique, et formé par l'enroulement d'un filet ou gril lage,- dont les cotés l sont tres minces, et délimitent des mailles -2, qui peuvent être de toute forme, par exemple, carrées, en losange, rondes ou analogues. Une collerette déformable 3 est insérée à travers ces mailles et ses pattes peuvent prendre la position 3' (Fig.. ) pour retenir le tube une fois inséré dans son trou 4 (Fig, 3). Comme ongle voit sur la Fig. 2, à l'intérieur de ce tube est logé l'élément de scellement proprement dito Il est constitué par une au plusieurs capsules (5) formées d'une. enveloppe étanche contenant le mastic -de résine synthétique et par son- durcisseur (6), soit contigus, mélangés ou non, soit séparés. L'enveloppe étanche peut être en tous matériaux convenables, tels que gaines ou feuilles de matière plastique, papiers traités ou non, verre, bakélite, boyaux synthétiques, cellulose, etc... Le mastic de résine (5) et le durcisseur (6) peuvent être logés dans des conditionnements différents faits avec des matières différentes. On peut également utiliser du ciment, des résines, ther -modurcissables, ou des colles, l'invention ne dépendant pas de la qualité de I.'adhésif.:.utilis.é.-.. Ainsi la-rigidité et la. protection de la charge sont assurées par le tube filet extérieur, et l'étanchéité par la capsule proprement dite. Si par extraordinaire, le tube filet se casse en un point, le mastic, même fluide, reste contenu dans l'enveloppe inférieure, et ne se répand point. Enfin, là ou les capsules peuvent être maintenues en place dans le tube filet par les opercules en forme d'étoile (3) qui assurent également la retenue de la charge de scellement dans le trou, lors de ltemploi. Le mode d'utilisation de ces charges est expliqué en se référant aux Fig. 3-4-5 : Lorsque l'on veut procéder à un scellement, on introduit la cartouche selon l'invention dans le fond d'un trou (4) percé dans le rocher à consolider ou dans la matière où l'on veut fixer un boulon (7), le trou étant évidemment d'un diamètre supérieur à celui de la cartouche, le.dispositif en étoile (3) permet le coincement de la cartouche au fond du trou si celui-ci est remontant. On introduit ensuite le boulon (7) à sceller, L'extrémité du boulon vient appuyer contre le fond de la capsule de scellement et si la capsule intérieure est, comme il est le plus fréquent, 'en matière souple, la résine est comprimée et l'enveloppe latérale de la capsule forme des protubérances dans chaque trou (2) du tube. Lorsque le boulon continue à progresser vers le fond du trou, il fait piston, et même lorsque la capsule (5) est crevée ou brisée, la preE sion de la résine fait éclater les.protubérances qui se sont formées dans chaque trou, empêchant ainsi que la ou les enveloppes souples ne se déchirent en lanières, qui viendraient gêner l'adhérence bou bn-mastic-paroi, ou créer'des points de moindre résistance du scellement. Lors de son passage à travers les trous du tube filet, le mastic est mélangé avec son durcisseur et il zest pas indispensable de faire tourner le boulon pour avoir un mélange correct et un bon scellement. Les Fig. 4 et 5 permettent d'apprécier la'différence de comportement entre le tube perforé classique et le tube friable selon l'invention. Sur les deux Fig. on a représenté le boulon 7 en position définitive, ayant été enfoncé dans l'axe du tube contenant la charge de scellement. Dans le cas du tube métallique perforé classique (Fig. 4), la résine a été refoulée à travers les perforations 8 du tube 9 pour venir remplir l'espace subsistant entre le tube et la paroi du trou. Ce remplissage est plus ou moins aléatoire, et son homogénéité n'est pas assurée. En outre, les fragments en forme de lanières de la capsule sont également refoulés par les perforations 8, et peuvent venir au contact de la paroi du trou, empechant en ce point l'adhé- rence du scellement. Au contraire, selon l'invention, l'enfoncement du boulon 7 dans la charge fait. éclater non seulement la capsule Plastique 5 mais encore le tube friable, dont les petits fragments constituent une charge pour le mastic, de sorte que le boulon~est noyé dans une masse homogène qui assure son maintien et son- accrochage dans le trou 4. Bien entendu, des variantes à la réalisation qui vient d'être décrite sont aisées à concevoir : ainsi le tube peut être aussi long que le trou percé pour la mise en place du boulon et même si l'on veut procéder à un long scellement réparti, on peut mettre une charge unique. De même, la capsule n'est pas obligatoirement de la longueur du tube filet et à l'intérieur d'un même tube filet on peut mettre plusieurs capsules de dimensions appropriées, séparées ou non par des vides. La ou les.capsules peuvent être simples ou multiples et contenir le mastic et le durcisseur soit dans une même enveloppe, melan- gés ou contigus, soit dans des compartiments distincts d'une même enveloppe. te mastic et le durcisseur peuvent encore être placés dans des capsules séparées de grande ou de petite dimension (berlingots, bil Le's, perles, etc...) mises alternativement- ou en mélange dans le tube filet. Bien entendu, tout ce qui est dit pour un mastic et son dur casseur, est aussi valable pour-un- ciment, une colle ou tout autre matière adhésive convenable@ et toutes les combinaisons sont pos sibles entre les divers procédés ci-dessus décrits. REVENDICATIONS 10 - Dispositif pour la mise en place du ciment d'ancrage des boulons de soutènement, caractérisé en ce qu'il se compose don élément allongé creux obtenu par enroulement d'un "filet" ou "grillage" en matière friable. 2" - Dispositif selon 10, dans lequel la matière friable est une résine synthétique-telle que le polystyrène ou le chlorure de po lyvinyle. 30 - Charge de scellement pour boulons de soutènement, caractérisée en ce qu'elle se compose d'une résine, et de son durcisseur logés ensemble dans un tube selon 1 et 2. 40 - Charge selon 3, contenue directement dans ledit tube 50 - Charge selon 3, contenue dans une capsule plastique souple Iogée à son tour dans ledit tube.