Brevet FR2050382A1 — publié le 19710402

La présente invention concerne des compositions bitumineuses pour collage à froid des matériaux de construction entre eux, ou des feuilles de natures diverses (élastomères, feutres bitumineux, etc.) sur les matériaux de construction. Il est bien connu que des compositions bitumineuses peuvent entre utilisées à chaud pour le collage de rev8tement de surfaces ho rizontales ou peu inclinées, mais l'emploi de produits chauds pré- sente de nombreuses sujétions. Il existe d'autre part des compositions bitumineuses adhésives à froid, mais il est difficile d'obtenir une bonne compatibilité avec les ciments. Par comparaison avec les produits existant actuellement, les compositions selon l'invention présentent de nombreux avantages, entre autre une adhérence supérieure, une amélioration de la résistance au fluage, et la possibilité d'être appliquées sur les maté riaux les plus divers, en particulier sur les supports sensibles à la température, tel que le polystyrène expansé. Les compositions selon l'invention sont caractérisées par le fait qu'elles sont constituées par un mélange de ciment et d'é- mulsion de bitume du type huile dans liteau. Comme bitumes, on peut employer tous les produits d'usage courant, c'est-à-dire les bitumes purs, les mélanges de bitume et de pétrole appelé bitumes fluxés ou "cut-backs", les bitumes oxydés, etc. L'émulsion peut être préparée avec un émulsifiant anionique ou cationique. L'émulsifiant anionique peut être un sel d'un métal alcalin et d'un acide gras ou d'un mélange d'acides gras, ou un composé sulfaté ou sulfoné couramment employé tels que les sels alcalins des paraffines sulfonées, des sulfates acides d'alcool gras, des huiles dites sulfonées, les esters sulfonés, les alkylbenzènesul fonates, etc. L'émulsifiant cationique peut être un sel ou mélange de sels d'un acide minéral ou organique et d'une phosphine ou d'une base azotée organique telle qu'une amine ou polyamine aliphatique, une base d'ammonium quaternaire, une polyamine sur laquelle on a fixé de l'oxyde d'éthylène, une amido-amine, un amido-acide, etc. On utilisera, de préférence, des émulsions ayant, en poids, moins de 75 % de bitume. Dans l'application dc l'invention, on peut avoir recours à tous les genres de ciment, mais de préférence les ciments alumineux. Pour obtenir la composition selon l'invention, on commence par préparer une émulsion de bitume par les procédés habituels,puis on réalise un mélange d'émulsion et de ciment de sorte que la quantité d'eau introduite par l'émulsion corresponde à celle qui est nécessaire à la prise du ciment. On obtient.ainsi une pâte onctueuse facile à répandre, mais à utiliser dans un délai d'une ou deux heures. La prise du ciment donne un collage très résistant. Cette composition peut être utilisée pour coller entre eux des matériaux de construction très divers, tels que : fibrociment sur fibrociment, nétal sur fibrociment, bois sur bois, panneaux de fibres minérales agglomérées avec du bitume, etc, On peut également-l'utiliser pour fixer des feuilles d'élas tomères de toutes natures sur des matériaux de corstruction. L'exemple suivant donné à titre illustratif et nullement limitatif fera mieux saisir la portée et 1'intérêt de l'invention. EXEMPLE 1.- On a préparé les trois émulsions de bitume suivantes - émulsion A cationique : sur la base d'un mélange constitué par 35 % en poids d'eau et 65 % en poids de bitume routier neutre d pénétration 180/220, les autres composants représentent on sus : -0.5% en poids pour la polyamine, qui était un mélange des composés ayant pour formule R-(ND-CH2-CH2-CH2)n-NH2, R représentant des chaînes grasses comportant 16 à 18 ato mes de carbone et n les nombres entiers de là 5 inclu sivement. -4 % en poids pour le CaCl2, et -0,41 % en volume pour l'HCl 200 Bé. - Emulsion B cationique : qui est le résultat du mélange sui vant 96 parties en poids de B1 + 4 parties en poids de B2,avec compositions de l'émulsion St:sur la base d'un mélange constitué par : -35 % en poids d'H2O et -65 % en poids de liant bitumineux neutre de pénétration 80/100. les autres composants représentent en sus -0,5 % en poids pour l'octadécylamine 3 propylamine, et -1,5 % en volume pour l'HCl 200 Bé, Composition du savon acide B2 7,7% en poids d'une triamine ayant pour formule R - (NH-CH2-CH2-CH2)3-NH2, dans laquelle R représente des chaînes grasses comportant 16 à 18 at@mes de carbone. 34 % en poids d'HCl 20 Bé, 58,3 % en poids de H20, par rapport à 22. émulsion C anionique : qui est le résultat du mélange sui vant 92 parties en poids de C1 + 8 parties en poids de C2 avec Composition de l'émulsion C1 Au mélange 60 % en poids de bitume routier acide (indice 'acide = 2,0 mg KOH/g) de pénétration 180/220, et 40 % an poids d'H20, on ajoute une quantité de soude représentant G,11 % du mé lange précédent. Composition du savon de Vinsol C2 25 % en poids de résine Vinsol, 3,8 % en poids de NaOH, 71,2 % en poids de H20, par rapport à C2. 2.- On a effectué des mélanges de ces émulsions avec des ciments fondus Lafarge (ciment alumineux) par addition de 30 E 60 parties de ciment à 100 parties d'émulsion en poids. Le temps de vie de ces mélanges est de l'ordre ce 1 heure. 3.- On a procédé à des essais de cisaillement et d'ar@achement ; les mesures ont été effectuées au dynamomètre Zwick. -Dans les essais de- cisaillement, deux éprouvettes de 5 x 10 cm sont collées sur une surface de 5 x = cm : la force d'arrachement s'exerce parallèlement aux éprouvettes pour obtenir un glissement. Dans les essais d'arrachement, deux éprouvettes sont collées en croix sur une surface de 5 x 5 cm~et l'effort s'exerce suivant une perpendiculaire au plan de collage, la vitesse de traction. étant de 1 mm/mn. On a obtenu les résultats suivants a) Avec l'émulsion A Adhérence Emulsion bitume Avec 30 % ciment 2 Avec 60 % ciment Supports ~ 9 Cissaillement Arrachement Cisaillement Arrachement Fibro-Fibro 30,5kg/5 cm 1 kg/cm2 34,5kg/5 cm 1,1 kg/cm2 Fesco-Fesco(+) 4,6 0,1 3,4 0,03 rupture du rupture du rupture du rupture du panneau panneau u panneau panneau Métal-Fesco 3,9 0,1 3,1 0,07 rupture du rupture du rupture du rupture du panneau panneau panneau panneau Métal-Fibro 30 0,6 25,5 1,4 Bois-Bois 31,5 0,6 24,5 0,9 (+) panneaux de fibres minérales agglomerées avec un bitume. b) Avec l'émulsion B et 30 % de ciment Supports Adhérence des émulsions-ciment collés Cis@illement A@@@@@ement entre-eux @ibro-Fibro 51kg/5 cm 1,2 kg/cm2 @esco-Fesco 2,75kg/5cm 0,1 kg/cm2 rupture du panneau rupture du panneau Métal-Fesco 3,35kg/5cm 0,1 kg/cm2 rupture du panneau rupture du panneau Métal-fibro 36,5kg/5 cm 1,3 kg/cm2 @ois-Bois 33kg/ 5 cm 0,9 kg/cm2 c) Avec l'émulsion C Supports 30 % ciment 60 % ciment collés entre eux Cisaillement Arrachement Cisaillement Arrachement Fibro-Fibro 35, Skg/Scm 1,2kg/cm2 46,5kg/5cm 2kg/cm2 Fesco-Fesco 2,55kg/5cm 0,15kg/cm2 4,1kg/5cm 0,15kg/cm2 rupture du rupture du rupture du rupture du panneau panneau panneau panneau 2 Métal-Fesco 2,35kg/5cm 1,9kg/cm2 2,5kg/5cm 0,11kg/cm rupture du rupture du | rupture du panneau panneau panneau Métal-Fibro 30, Skg/Scm 1,5kg/cm2 30, 5kg/5cm 1,2kg/cm2 Bois-Bois 30,5kg/5cm 1,3kg/cm2 39, Okg/5cm 0,7kg/cm2 4.- Avec un élastomère connu sous le nom de caoutchouc butyle,copo- lymère d'isobutène et d'isoprène, en feuilles épaisses de 1 mm et avec des plaques de fibrociment, on a procédé à un essai de cisaillement analogue à ceux qui ont éte décrits précédemment et å un essai de pelage ; dans celui-ci, une bande de caoutchouc butyle de 5x 10 cm est collée sur le support, sur une surface de 5 x 5 cm ; la traction de la feuille est exercée perpendiculairement au plan de collage à une vitesse de 60mm/mn ; les mesures sont effectuées au dynamomètre Zwick. On a -préparé par inversion une émulsion cationique présentant la composition suivante par rapport au mélange constitué par 63 % en poids de bitume routier neutre 180/220, et 37 % en poids d'eau, les autres constituants représentent, en sus 0,5 % en poids pour le DINORAM S (octadécylamino-3-propylamine) 0,23% en volume pour l'HCl 220 Bée Pour celà, dans le bitume fondu à 950C, on a introduit l'amine; On a ajouté HCl dilué dans l'eau ; on a introduit progressivement l'eau de façon à réaliser le phénomène d'étirement rupture des globules d'eau. Avec 30 % de ciment, les épreuves de pelage et de cisaillement d'une feuille de caoutchouc butyle sur une plaque de fibrociment ont donné respectivement 0,7kg/5cm et 6kg/5cm. REVENDICATIONS I. Compositions pour collage à froid de matériaux de construc tion entre eux ou de feuilles de natures diverses sur matériaux de construction, compositions constituées par un mélange de ciment et d'émulsion de bitume du type huile dans lteau. 2. Compositions selon la revendication 1, dans lesquelles le bitume est un bitume pur, un bitume fluxé ou un bitume oxydé. 3. Compositions selon les revendications 1 ou 2, dans lesquelles l'émulsion est préparée à l'aide d'un émulsifiant anionique. 4. Compositions selon les revendications 1 ou 2, dans lesquel les l'émulsion est préparée à l'aide d'un émulsifiant cationique. 5. Compositions selon l'une quelconque des revendications l à 4, dans lesquelles le ciment est un ciment alumineux. 6. Procédé de préparation des compositions répondant à l1une des revendications 1 à 5, selon lequel on commence à préparer une émulsion de bitume, puis on- réalise un mélange d'émulsions et de ciment de sorte que la quantité d'eau introduite par ltémulsion corresponde à celle qui est nécessaire à la prise du ciment.