Brevet FR2217478A1 — publié le 19740906

L'invention concerne le domaine des revtements de sols et chaussées à base de bitumes ou de goudrons. pour la construction des chaussées ou des sols, on utilise des revtements hydrocarbonés épais, à base de bitume ou de goudron, qui sont connus sous le nom de bétons bitumineux ou gou dronneux. De tels revetements conviennent bien pour des utilisations courantes, notamment les chaussées ordinaires, ou les sols industriels peu sollicités. Par contre, lorsque le niveau de service demandé est très élevé (trafic intense, contraintes dynamiques ou statiques élé- vées), ces revebtements présentent des caractéristiques mécani- ques insuffisantes, de sorte qutils se détériorent et peuvent même être détruits. La présente invention a pour objet un revetement hydrocarboné possédant -des caractéristiques mécaniques très élevées, auxquelles s'ajoutent un caractère antikérosène total. Sous son aspect le plus général, l'invention concerne un mélange pour revêtement de sols et chaussées, notamment industriels, comprenant un squelette minéral analogue à celui utilisé dans les bétons hydrocarbonés courants et un liant à base de goudron et caractérisé en ce que le liant est un liant composite comportant, en association avec le gouron, au moins une résine époxyde avec son durcisseur. L'invention tire profit de l'excellente compatibilité du goudron et de la résine époxyde au sein du liant. Des liants à base de bitume, au contraire, ne conviennent pas aux besoins de l'invention. A titre de liant goudronneux, on peut utiliser n'importe lequel des goudrons usuels pour les revêtements de chaussées, à condition qu'ils soient bien compatibles avec les résines époxydes, ce qui est très généralement le cas. Un goudron préféré est le goudron type NS3 -(dit goudron de nouvelles spécifications ou goudron VRS) de viscosité comprise entre 15 et 40 secondes à 300C au viscosimètre STV de 10 mm d'ouverture. On peut également utiliser le goudron type NS 1 bis de la même série de spécifications, et de viscosité comprise entre 40 et 120 secondes à 300C au viscosimètre soev de 4 mm d'ouverture, te dernier type de goudron pourra être mis en oeuvre lorsque l'on se limite à un niveau de résistance mécanique un peu moins élevé, et lorsque l'on se trouve dans des conditions de fabrication et de mise en oeuvre par temps frais. A titre de résine époxyde, on peut utiliser n importe quelle résine comportant avant durcissement un éther-oxyde interne, en particulier des résines du type bisphénol-épichlorhydrine. Le durcissement de telles résines est obtenu de façon connue par chauffage en présence d'un durcisseur, tel que l'anhydride phta lique, l'anhydride maléique, l'acide ortho-phosphorique, des amines, des polyamides etc... h titre d'exemple, on met avantageusement en oeuvre une résine époxyde répondant aux caractéristiques suivantes - aspect liquide - densité à 20 C ................. 1,167 - point de fusion .0 8 -120 C. - coloration Gardner .............. max. 7 - viscosité en poises à 250 C 100-150 - poids équivalent d'époxy (valeur moyenne en grammes) 190 - indice dtépoxy ................. 0,48-0,57 - groupements époxy-/mol.(moyenne) 2 - indice d'hydroxyle .............. 0,08 - groupements OR/mol. (moyenne) 0,3 - Poids équivalent d'estérification 85 - indice d'estérification ......... 1,26 - poids moléculaire ............... 380 La résine mise sur le marché sous la dénomination "EPIEOXE 828" par la Société SHELL répond en particulier à ces spécifications. Comme durcisseur, on utilise par exemple un produit présentant les caractéristiques suivantes - aspect ....................... liquide - densité à 20 C ................. environ 1 - coloration Garder ........ maximum, 12 - viscosité en poises 2000 .. 10-15 -à/25 C 5-10 - indice d'amine ................ 520-550 - équivalent en amine ............. environ 80 - équivalent en grammes pour 100 g de résine époxy ayant un poids é- quivalent d'époxy de 190 . 40-50 - réactivité milli-équivalente hydrogène en grammes ............ env. 12,5 Le durcisseur mis sur le marché sous la dénomination "MER- GINAMIDE LA 550" de la Société PURGER FETTCHEMIE GMBH d'ALLE- PAGNE FEDERALE répond en particulier à ces spécifications. On soulignera cependant que, selon l'invention il est également possible de mettre en oeuvre des mélanges quelconques compatibles comprenant un ou plusieurs goudrons, une ou plusieurs résines époxydes avec les durcisseurs correspondants de ces dernières. Les proportions relatives du goudron et de la résine épo oxyde avec son durcisseur peuvent varier dans de larges limites au sein du liant selon l'invention. En général, le liant comprend en poids, de 55 à 75 * environ de goudron et de 45 à 25 * du mélange résine-époxyde plus durcisseur. Dans le mélange résine-durcisseur, les proportions relatives des deux constituants varient selon leur nature ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l'art. Par exemple avec le durcisseur "Merginamide" précité, les proportions peuvent entre comprises dans les limites pondérales suivantes - résine époxyde : 50 à 60 % - "MerginamideX : 50 à 40 * Avec un durcisseur aminé, tel que la di éthylène triamine les proportions sont différentes et, à titre illustratif, peuvent etre-les suivantes (en poids) - résine époxyde : 88 à 90 * - diéthylène triamine : 12 à 10 * Le revêtement selon l'invention contient un squelette. minéral classique, mais il est préférable que la dimension maximale des plus gros éléments soit faible, par exemple 4 mm dans de nombreux cas ; on pourra exceptionnellement aller jusqu'à 12 mm, cette dernière dimension constituant un maximum ; des dimensions plus grandes ne conviennent pas aux besoins de l'invention. Avec un tel matériau minéral, le dosage du liant selon l'invention est compris entre 7 et 8 % environ en poids par rapport aux granulats secs. Ainsi qu'il est connu, les. granulats comportent souvent un "filler" c' est-à-dtre un produit minéral de charge de granulométrie très fine, par exemple un produit constitué d'éléments minéraux de granulométrie inférieure à 80 microns. Selon l'inven- tion, il est préférable de ne pas utiliser un filler calcaire bien que ce produit soit usuel dans les bétons hydrocarbonés courants et de mettre en oeuvre un filler siliceux qui conduit à de meilleures caractéristiques mécaniques du rev8tement final. Les procédés de fabrication et d'application des mélanges selon l'invention sont dans l'ensemble analogues à ceux utilisés pour les bétons hydrocarbonés courants. I1 faut cependant considérer que, compte tenu de la formulation et de la nature thermodurcissable du liant, le temps disponible pour la mise e oeuvre, à une température de 200 est de l'ordre de 4 à 6 heures. On notera à cet égard qu'en raison du caractère thermodurcissable des résines époxydes, il est nécessaire que l'opéra- tion de fabrication du mélange se fasse entièrement à froid, pour éviter une polymérisation prématurée du mélange avant son application. Dans la pratique, il est avantageux de ne pas appliquer le produit de rev8tement au-dessous de + 100C car à des températures inférieures à 1000 environ, la réticulation ou durcissement de la résine ne s'effectue que très lentement. En revanche, il est préférable de ne pas appliquer le revêtement au-dessus de + 350C car, dans ce cas, le durcissement peut être trop rapide de sorte que l'application et le compactage ne peuvent être réalisés de façon correcte. Les épaisseurs usuelles des revêtements suivant ltinven- tion sont comprises entre 1 et 3 cm. L'application peut se faire sur des supports-divers - Dalle de béton, neuve ou ancienne, même fissurée. - Rev8tements hydrocarbonés courants. - Chapes aux résines vinyliques, etc... Les revêtements ainsi obtenus, -après un temps de durcissement de 48 heures au moins pour des températures ambiantes supérieures à + 100 C, présentent une résistance mécanique très élevée, alliée à un caractère parfaitement antikérosène, dA aussi bien à la résine époxyde qu'au goudron. L'invention est illustrée, sans être aucunement limitée par les exemples ci-après. Toutes les parties sont chiffrées en poidssauf indication contraire. Exemple 1 A titre de liant composite, on a utilisé la composition suivante comprenant les constituants précédemment définis - Goudron NS3 : 60 c% - "Epikote 828" : 22 % - "Merginamide LA 550" : 18 % La formulation de granulat minéral, qui avait une granulométrie inférieure à 4 mm, était la suivante - Gravillon porphyre 2/4 mm 45 % - Sable de SEINE 50 % - Fille siliceux 5. % Total granulats 100 % Le revêtement a été obtenu en mélangeant et appliouant,à la température -ambiante (200 C - environ) le liant goudron-résine époxyde plus durcisseur à raison de 7,5 * en poids par rapport aux granulats secs. On a ainsi obtenu, après 48 heures, un revêtement de 2 cm d'épaisseur possédant des caractéristiques mécaniques très élevées et une résistance parfaite au kérosène et produits analogues Exemple 2 À titre de liant composite, on a utilisé le même mélange que dans l'exemple 1. La formulation du granulat était la suivante : - gravillon 2/4 gneiss de CLAIRAVAUX (CREUSE) 45 O,o - sable roulé 0/2 de DORDOGNE (ARGENTAT-CORREZE) 50 X0 - filler siliceux S2 5 % GO % Le revêtement a été obtenu en mélangeant et en appliquant e. lala température ambiante (200 C dans un local fermé) le liant compo- site à raison de 8 % en poids par rapport aux granulats secs.L'é- paisseur moyenne de ce revêtement a été de 1,75 cm. Exemple 3 A titre de liant composite, on a utilisé le mélange suivant: - goudron NS3........... 65 % - Epikote 828 ............ 19,3 % - Merginamide LA 550 ..... 15,7 % La formulation du granulat minéral était la suivante - gravillon 2/4 porphyre de PONT-de-COLONNE 45 % - sable roulé 0/5 du DOUES .............. 50 % - filler siliceux S2 5 % 100 % Le revêtement a été obtenu en mélangeant et-en appliquant à la température ambiante (150C environ dans une cour d'usine) le liant composite à raison de 8 % en poids par rapport aux granulats secs. L'épaisseur moyenne du rev8tement a été de 1,5 cm. Pour évaluer les résistances mécaniques des revêtements des exemples 1 à 3, on a opéré, à titre d'exemple, sur des éprouvettes de diamètre 8 cm et hauteur 10 cm, On a obtenu par exemple, à 180 C, les valeurs de résistance suivantes, à l'age de 7 jours: - Ecrasement sans contrainte latérale à 1 mm/sec : supé rieur à 300 bars. - Traction directe, à 1 mm/sec : supérieure à 80 bars. Sur plaquettes carrées de 10 x 10 cm, également ées de 7 3ours, des essais sous charges statiques de 5 cm2 et 100 bars, appliquées pendant 8 heures à 200 C, conduisent à une empreinte mesurable au comparateur, mais invisible à l'oeil. - REV1NI?ICÀTlON8 1. Liant à base de goudron, pour le revêtement des sols et chaussées, notamment industriels, caractérisé en ce qu'il est constitué. par un liant composite comportant, en association avec le goudron, au moins une résine époxyde avec son durcisseur, 2. Liant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un goudron type NS3 de viscosité comprise entre 15 et 40 secondes à 300 C au viscosimètre STV de 10 mm d'ouverture, ou un goudron type NS 1 bis de viscosité comprise entre 40 et 120 secondes à 300 s au viscosimètre STV de 4 mm d'ouverture. 3. Liant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une résine époxyde liquide, de densité voisine de 1,17, et un poids équivalent dXépoxy de 190 grammes en moyenne. 4. Liant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le durcisseur est un polyamide ou une amine, telle que la dié- thylène triamine, ou un produit liquide ayant une densité voisine de 1, un indice d'amine de 520-550 et un équivalent en amine d'environ 80. 5. Liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le goudron représente en poids, de 55 à 75 % en poids du poids total du liant et que le mélange résine époxyde-durcisseur représente le domaine complémentaire de 25 à 45 %. 6. Application du liant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 à l'obtention d'un revêtement à très haute résistance de sols et chaussées, par mélange avec un matériau minéral analogue à celui utilisé pour des bétons hydrocarbonés courants. 7. Revêtement de sols et chaussées selon la revendication 6, caractérise en ce que la granulométrie du matériau minéral est en général inférieure.à 4 mm et peut exceptionnellement aller jusqu'à 12 mm. 8. Revêtement de sols et chaussées selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend un filler siliceux de granulomètrie inférieure à 80 microns. 9. Revêtement de sols et chaussées selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend 7 à 8 * en poids du liant selon l'une des revendications 1 à 5, par rapport au produit minéral (granulats secs). 100 Revêtement de sols et chaussées selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il présente une épaisseur moyenne de 1 à 3 cm environ. 11. Revêtement de sols et chaussées selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé entre qu'il est appliqué sur le sol à revêtir à des températures comprises entre 10 et 350 C environ, le temps disponible pour sa mise en oeuvre, à une température de 200 C en particulier, étant de 4 à 6 heures, comp- te tenu de la nature thermodurcissable du liant. 12. Revêteent de sols et chaussées selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que son temps de durcisse: > ent après application sur le sol est de 48 heures au moins pour des températures ambiantes supérieures à + 100 C. 13. Revetement de sols et chaussées, notamment industriels, à base de goudron et d'un squelette minéral usuel, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une résine époxyde durcie.