Brevet FR2209026A1 — publié le 19740628

L'invention est relative à un élément de construction pour assurer l'isolation contre le feu de bâtiments comportant des parties de parois à peu près verticales en métal et/ou en béton armé et des dalles intermédiaires, pour l'essentiel horizontales, en béton armé disposées pour constituer les étages et écartées des parties de parois verticales pour ménager des joints de dilatation permettant des mouvements horizontaux relatifs, lequel élément d'isolation est constitue' par des pièces insérées dans ces joints de dilatation. Dans les bâtiments dont les dalles intermédiaires à peu près horizontales sont réalisées en béton armé et dont les parties de paroi pour ltessentiel verticales sont réalisées en métal et/ou en béton armé, il est indispensable de prévoir des joints de dilatation entre les faces frontales étroites des dalles et les parties de parois verticales. De tels joints de dilatation doivent permettre les variations, résultant des fluctuations de température, des positions relatives des divers éléments de construction. On prévoit pour cette raison des intervalles d'une largeur de 5 à 10 cm qui s'étendent le long des faces frontales étroites des dalles intermédiaires entre cellesci et les parties de parois verticales. Les prescriptions de sécurité pour l'édificati & de tels bâtiments prévoient en outre que les joints de dilatation doivent être étanches au feu. Un feu prenant naissance dans un étage, par exemple > ne doit pas se propager dans les étages voisins. Les mesures, dont on disposant jusqu'à présent pour cela > n'offrent qu'unie protection contre le feu de durée limitée. On sait qu'en raison de ce défaut, un nombre considérable d'incendies se sont très rapidement propagés sur plusieurs étages > bien que des dispositions soi-disant anti-incendie aient été prises. L'invention a donc pour but de réaliser un élément de construction assurant. l'isolation contre le feu > qui soit de constitution simple et qui, tout en fournissant un mode de construction peu coûteux et en permettant une technique de mise en place simple > empêche la propagation du feu d'un étage à l'autre par les joints de dilatation entre les parties de parois verticales et les dalles horizontales. Ce problème est résolu > conformément à l'invention, par le fait que les pièces insérées assurant l'isolation contre le feu sont constituées par des bandes métalliques en forme de gouttière, s'appliquant contre les faces frontales des dalles intermédiaires horizontales et contre les parties de parois verticals, la gouttière étant ouverte vers le haut et remplie -au moins partiellement par de la résine urée-formaldéhyde expansée. D'une manière préférée, les gouttières métalliques s'étendent suivant la direction longitudinale des joints de dilatation. Un dispositif d'isolation contre le feu d'une telle configuration, qui est constitué en principe par un élément à deux composants, à savoir une gouttière de métal et un corps de résine urée-formaldéhyde logé dans cette gouttière, s'est révélé extr & mement résistant et durable. Cet élément de construction est très léger et par conséquent ne charge l'ensemble de la construction que d'une manière inappréciable. La partie de base,porteuse, constituée par une bande de métal. présente uniquement la résistance suffisante pour pouvoir supporter son propre poids et celui du corps expansé qui appuie sur elle. La bande de métal peut donc être mise en forme facilement.Dans ces conditions on obtient, en particulier > l'avantage que la gouttière de métal peut être adaptée directement sur le chantier > en forme et en grandeur, au joint de dilatation considéré. I1 n'est pas netces- saire pour cela d'autres moyens que d'une cisaille à tôle manuel le. La bande de métal est coupée à la dimension voulue et est introduite dans le joint auquel elle s'adapte, les éléments de la construction servant de moule de pliage. Le corps expansé à insérer dans la gouttière de métal est constitué par une résine urée-formaldéhyde qui est obtenue à l'aide de pré-condensat d'urée-formaldéhyde, d'air comprimé, d'un agent de traitement superficiel, d'eau et d'acide phosphorique servant de catalyseur. Un tel corps expansé présente le gros avantage d'être résistant aux influences atmosphériques ainsi qu'aux parasites. Sur le chantier, le corps expansé, encore sous la forme d'une mousse molle est versé directement dans la gouttière de métal à-l'aide d'un générateur de mousse. La mousse fraîche s'adapte à la forme de la gouttière et remplit complètement l'espace existant. Cette mousse durcit rapidement et atteint en peu de jours sa rigidité mécanique définitive. Un feu qui vient à se déclarer ne trouve dans un tel élément d'isolation contre le feu qu'une quantité inappréciable de matière combustible. La mousse d'urée-formaldéhyde se carbonise bien peu à peu > sans cependant émettre de vapeurs nocives ou inflammables lorsqu'elle est portée au-dessus de sa température de décomposition. A température élevée maintenue longtemps, la mousse se transforme en un bloc de carbone cellulaire dont les cellules contiennent encore suffisamment d'air pour assurer une isolation thermique des étages séparés par une dalle intermédiaire. La bande de métal, malgré sa faible épaisseur. est réalisée de telle manière qu'elle est capable de supporter son propre poids ainsi que icelui du corps expansé, même si celui-ci vient à être échauffé presque jusqu'à sa températu-re de ramollissement. Les joints de dilatation entre les parties de parois verticales et les faces frontales des dalles horizontales demeurent ainsi étanches au feu > nonobstant un déplacement relatif éventuel, d'origine thermique > entre les parties de'parois verticales et les dalles intermédiaires. Le feu est dans l'impossibilité de se propager d'un étage à l'autre par les joints de dilatation entre les parties de parois verticales et les dalles horizontales. La résistance mécanique de la résine urée-formaldéhyde expansée est relativement faible. Mais > du fait que le corps expan sé, tel qu'il est utilisé dans l'élément de construction conforme à l'invention, n'est presque pas sollicité mécaniquement. les faibles contraintes qui se produisent sont absorbées d'une manière stre par la bande de métal. Aussi bien la bande de métal qui constitue la gouttière que le corps expansé sont suffisamment élastiques pour se prêter constamment aux variations, résultant des fluctuations de température des éléments de construction, de la largeur du joint de dilatation entre les parties de parois verticales et les dalles intermédiaires horizontales. Selon un perfectionnement particulièrement avantageux de l'invention, les gouttières de métal présentent une section repliée de forme générale en U dont les branches, disposées verti calmement, s'appliquent sur les faces frontales des dalles intermédiaires et sur les parties de parois verticales. Selon les dimensions du joint de dilatation considéré > on coupe donc sur le chantier une bande de métal à la longueur désirée et on l'introduit par pression dans le joint de dilatation. L'épaisseur et l'élasticité de la bande de métal assurent alors, sans autre moyen auxiliaire, la formation à l'intérieur du joint de dilatation d'une gouttière de métal à section en U > dont les branches dirigées vers le haut relient les parties de parois verticales et les faces frontales des dalles intermédiaires. En principe aucune fixation particulière des éléments de construction conformes à l'invention n'est indispensable. I1 peut cependant être avantageux, conformément à l'invention, que les gouttières de métal soient fixées, au moins par une branche > aux dalles intermédiaires ou aux parties de parois verticales, cette fixation des gouttières de métal aux dalles horizontales ou aux parties de parois verticales étant limitée dans le temps La fixation passagère des gouttières de métal peut être assurée par le fait que des gouttes de ciment époxy à prise rapide ou des bandes adhésives sont introduites ou disposées entre les bandes de métal et les faces frontales des dalles intermédiaires horizontales ou des parties de parois verticales.L'opération de pliage assurant la mise en forme de la gouttière de métal > pour laquelle les éléments de construction du batiment eux-mêmes sont utilisés comme moules de formage > se trouve ainsi facilitée dans le cas où le logement de la gouttière présente des particularités. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention. l'une des branches des gouttières de métal présente un prolongement en forme de lèvre qui s'applique sur les dalles intermédiaires horizontales ou sur les parties de parois verticales. De préférence, ce prolongement en forme de lèvre est prévu sur la branche des gouttière de métal, située du côté des faces frontales des dalles intermédiaires horizontales et il repose sur la face supérieure des dalles. Dune manière avantageuse la largeur du prolongement en forme de lèvre correspond à peu près à la distance entre les branches dirigées vers le haut dès gouttières de métal. Les gouttières de métal sont ainsi disposées dans les joints de dilatation de telle manière qu'elles peuvent tourner autour des arêtes longitudinales supérieures des faces frontales des dalles intermédiaires.Mais elles ne peuvent tourner ni dans le sens des aiguilles d'une montre, ni en sens contraire > du fait que > d'une part > lfune des branches des gouttières de métal s'applique exactement contre la face intérieure des parties de parois verticales, et que, d'autre part, les prolongements en forme de lèvres s'appliquent sur les faces supérieures des dalles intermédiaires. Lors de la fixation d'une des branches des gouttières de métal sur les faces intérieures des parties de parois verticales, il est avantageux de laisser les prolon gements en forme de lèvres glisser librement sur les faces supérieures des dalles intermédiaires.Dans ces conditions, on est assuré que les joints de dilatation entre les parties de parois verticales et les dalles intermédiaires horizontales peuvent augmenter et diminuer de largeur sous l'action des fluctuations de température, sans que ces variations de largeur des joints de dilatation puissent se représenter sur l'isolation contre le feu procurée par les éléments de construction conformes à l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, le point de fusion du métal constituant les gouttières est nettement supérieur à celui de l'aluminium. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les gouttières de métal sont réalisées en tôle d'acier d'une épaisseur comprise entre 0 > 05 mm et 0,25 mm environ. Les tôles d'acier de cette épaisseur assurent une résistance mécanique suffisante des gouttières de métal en tant que pièces de base pour les corps expansés. De plus de telles tôles d'acier sont faciles à travail ler > leur formage directement sur le chantier devant retenir tout spécialement l'attention. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les tôles d'acier sont munies d'un revêtement superficiel. I1 est avantageux qu'elles soient galvanisées. Le traitement superficiel des tôles d'acier assure une protection suffisante contre la rouille et augmente ainsi considérablement la longévité de service des éléments d'isolation contre le feu. Selon l'inven- tion il est alors possible que les tôles d'acier soient soumises à des traitements superficiels consistant à réaliser un revêtement par transformation chimique > par exemple par phosphatation. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'inven tion > les corps expansés > en s'appliquant sur les parties de parois verticales et/ou sur des dalles intermédiaires horizontales ou sur les prolongements en forme de lèvres s'étendent en dehors de la section des gouttières et assurent ainsi éventuellement l'étanchéité des joints en forme d'interstices entre les gouttières de métal et les dalles intermédiaires horizontales ou les parties de parois verticales. Le corps expansé, en phase visqueuse, déborde de la section des gouttières. Il s'écoule ainsi au delà des bords des gouttières et,par suite obture d'éventuels interstices, entre les gouttières de métal et les dalles intermédiaires ou les parties de parois verticales, qui pourraient provenir des imprécisions de fabrication. Il est possible de remplacer éventuellement la tôle d'acier par d'autres métaux. Dans ce cas, il faut veiller à ce qu'un tel métal présente un point de fusion supérieur à celui de l'aluminium, car les points de fusion de l'aluminium et de ses alliages sont trop bas pour assurer avec la garantie désirable l'isolation contre le feu > dans le cas des températures élevées qui se présentent en certains points. Un avantage essentiel de l'invention résidedans l'utilisation de la resine urée-formaldéhyde expansée. Une de ses propriétés avantageuse est son faible prix qui abaisse considérablement le coût de l'isolation contre le feu conforme à l'invention. Contrairement par exemple au polyuréthanne expansé > la mousse d'urée-formaldéhyde n'est pas combustible et ne fournit.aucun gaz nocif ou toxique, comme c'est le cas par exemple de la résine de phénol-formaldéhyde expansée. Un autre avantage essentiel de l'invention consiste encore en ce que l'élément d-'isolation contre le feu peut être réalisé directement sur le chantier par une main-d'oeuvre non spécialement entraînée > qui en outre n'a besoin d'aucun outillage spé cial pour ce travail. La forme de la section des gouttières de métal peut être adaptée en fonction des exigences des joints de dilatation auxquels on a affaire. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif > en se référant au dessin annexé dont la figure unique représente > en coupe verticale, un joint de-dilatation équipé d'un élément d'isolation contre le feu réalisé conformément à l'invention. On a désigné par 1 une partie de paroi, disposée essentiellement verticalement > d'un bâtiment qui n'a pas été représenté plus en détail. Cette partie de paroi verticale 1 peut être èn acier ou en béton armé. On a désigné par 2 l'extrémité d'un faux-plancher ou d'une dalle intermédiaire horizontale qui sépare l'un de l'autre deux étages 3 et 4. La dalle 2 est réalisée de préférence en béton armé. Comme on peut le voir encore sur la figure, la partie de paroi verticale 1 et la dalle 2 sont disposées à angle droit et sont séparées l'une de l'autre par un joint de dilatation 5 qui est indispensable pour permettre aux deux éléments I et 2 de se déplacer l'un par rapport à l'autre lors des fluctuations de température et des variations de position > qui en résultent, de ces deux éléments. En pratique la largeur x du joint de dilatation est de 5 à 10 cm environ. A l'intérieur du joint de dilatation 5 est disposée une gouttière repliée. à section en U > 6 > dont la dimension correspond à celle du joint de dilatation. La gouttière 6 prés-ente deux branches 7 et 8, ditigées vers le haut dont là branche 7 s'applique sur la face intérieure 9 de la partie de paroi verticale 1 et la branche 8 sur la face frontale 10 de la dalle intermédiaire 2. La branche 8 de la-gouttière 6 présente. un prolongement en forme de levre 11 qui est parallèle à la face supérieure 13 de la dalle 2 et repose sur cette face. La largeur y de ce prolongement en forme de lèvre il correspond alors à peu près à la distance qui sépare les deux branches 7 et 8. La gouttière 6 est constituée par une bande de métal. Cette bande de métal est, de préférence, en tôle d'acier mince qui peut avoir une épaisseur de 0,05 mm à 0,25 mm environ. La tôle d'acier est en principe galvanisée pour offrir une résistance suffisante à la rouille. Mais la tôle d'acier, afin de recevoir une protection durable, peut être soumise à un autre genre de traitement superficiel consistant à réaliser un revêtement par transformation chimique, par exemple par phosphatation. Au lieu d'une tôle d'acier, on peut tout aussi bien utiliser un autre métal, mais il faut > dans ce cas, veiller à ce que le point de fusion de ce métal soit supérieur à celui de l'aluminium ou de ses alliages. Cette condition est nécessaire du fait que les points de fusion de l'aluminium et de ses alliages sont trop bas pour pouvoir servir encore de pièce de base portante à des températures élevées. La fabrication de la gouttière 6 s'effectue directement sur le chantier. On commence alors par découper une bande de métal à la dimension voulue correspondant à celle du joint de dilatation 5 auquel on a affaire, puis on l'introduit sous pression à l'intérieur du joint de dilatation 5. Le prolongement en forme de lèvre il est ensuite obtenu par pliage, autour de l'arête longitudinale 12 > de la bande de métal jusqu'à ce qu'il vienne s'appliquer contre la face supérieure 13 de la dalle intermédiaire 2. Dans cette opération, la partie de paroi verticale 1 et la dalle 2 constituent en quelque sorte un moule de formage tout préparé.La fabrication de la gouttière métallique 6 peut être réalisée sur le chantier par une main-d'oeuvre non spécialisée qui > pour cela, n'a besoin que d'une cisaille à tôle qui peut être actionnée à la main. L'épaisseur de la bande de métal utilisée est suffisamment faible pour que son travail à la main ne pose pas de difficultés, comme ce serait le cas s'il fallait mettre en oeuvre des forces importantes. Pour soutenir, au cours de l'opération de pliage. la gouttière de métal 6 provenant d'une bande de métal plane, il peut être nécessaire dans certains cas d'immobiliser passagèrement > au moyen d'un ciment époxy à prise rapide du d'une bande adhésive la bande de métal sur la face intérieure 9 de la partie de paroi verticale 1 et/ou sur la face supérieure 13 de la dalle intermédiaire 2. En principe, la gouttière de métal 6 est disposée librement à l'intérieur du joint de dilatation 5. L'épaisseur et l'élasticité de la bande de métal utilisée sont alors choisies de telle manière que les branches 7 et 8 aient toujours tendance à se tendre entre la face intérieure 9 de la partie de paroi verticale le 1 et la face frontale 10 de la dalle 2. Le prolongement en forme de lèvre 11 de la gouttière 6 repose alors sur la face supérieure 13 de la dalle 2. Le prolongement il peut alors glisser librement, dans la mesure où le joint de dilatation 5t sous l'action des fluctuations de température de la partie de paroi verticale 1 et/ou de la dalle intermédiaire horizontale 2, s'élargit ou se rétrécit. La section libre de la gouttière de métal 6 est remplié d'un corps expansé 14. Ce corps expansé est constitué, d'une.ma- nière avantageuse. par une résine urée-formaldéhyde. Cette résine urée-formaldéhyde est préparée à l'aide d'un pré-condensat d'urée-formaldéhyde, d'air comprimé > d'un agent de traitement superficiel, d'veau et d'acide phosphorique servant de catalyseur. La mousse est réalisée dans un générateur de mousse connu. Ce générateur de mousse comporte une buse qui est dirigée vers l'intérieur- de la section libre de la gouttière 6. Lorsque la mousse sort de la buse, elle est molle. La mousse qui vient d'être préparée s'adapte à la forme de la gouttière de métal et remplit complètement la place qui lui est offerte. Il est avan tageux que la mousse déborde de la section proprement dite de la gouttière, de manière à s'écouler au delà des branches 7 et 8. Gråce à cette disposition, les interstices qui peuvent exister entre la gouttière 6 et la partie de paroi verticale 1 ou la dalle 2 se trouvent remplis. Ces interstices se forment par suite des irrégularités qui se produisent lors de la fabrication des parties de parois verticales 1, des dalles intermédiaires 2 et de la gouttière de métal 6. Si, par exemple, un feu se déclare dans l'étage 3 > celui-ci a tendance à se propager par les joints de dilatation 5 existant entre les parties de parois verticales 1 et la dalle intermédiaire horizontale 2, en direction de l'étage suivant 4. Mais le feu rencontre alors dans ce joint de dilatation une résistance. La gouttière en tôle d'acier qui y est insérée est suffisamment résistante pour supporter son propre poids ainsi que celui du 3 corps expansé > qui est d'environ 0,009 g/cm . La tôle d'acier est alors suffisamment porteuse même lorsque le corps expansé est échauffé presque jusqu'à sa température de ramollissement. La mousse d'urée-formaldéhyde se carbonise peu à peu, sous l'action d'un feu prolongé, sans dégager, lorsqu'elle est portée à une température supérieure à sa température de décomposi tion > de vapeurs nocives ou inflammables. En cas de température élevée persistante > la mousse se transforme en un corps de carbone cellulaire dont les cellules contiennent encore suffisamment d'air pour assurer une isolation thermique entre les deux étages 3 et 4 séparés par la dalle intermédiaire 2. Le joint de dilatation 5 entre la face intérieure 9 de la partie de paroi verticale 1 et la face frontale 10 de la dalle 2 demeure ainsi étanche nonobstant un déplacement relatif éventuel, dû à des dilatations thermiques, entre ces deux parois. Le feu ne peut donc pas se propager d'un étaqe à l'autre, le long de la face intérieure 9 de la partie de paroi verticale 1. La mousse d'urée-formaldéhyde utilisée pour le corps. expansé 14 n'est pas combustible > comme par exemple ma mousse de polyuréthanne et ne dégage pas de gaz nocifs ou toxiques > comme ctest le cas par exemple de la résine phénol-formaldéhyde expansée. La mousse d'urée-formaldéhyde est bon marché de sorte que le prix de l'élément d'isolation contre le feu conforme à l'invention est très bas, tant du fait de la matière utilisée que des travaux nécessaires pour sa mise en place. Un autre avantage est que la résine d'urée-formaldéhyde expansée résiste aux influences atmosphériques ainsi qu'aux parasites. Elle constitue donc un agent d'étanchéité efficace d'une grande longévité. L'élément de construction à deux composants en matière différente, la gouttière et le corps expansé, est suffisamment élastique pour suivre constamment les variations de largeur du joint de dilatation 5, qui se produisent sous l'action des fluctuations de température. entre les parties de parois verticales 1 et les dalles intermédiaires 2. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède. l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Elément de construction pour assurer l'isolation contre le feu de bâtiments comportant des parties de parois à peu près vertica les > en métal et/ou en béton armé et des dalles intermédiaires, pour l'essentiel horizontales, en béton armé disposées pour constituer les étages et écartées des parties de parois verticales pour ménager des joints de dilatation permettant des mouvements horizontaux relatifs. lequel élément d'isolation est constitué par des pièces insérées dans ces joints de dilatation et est caractérisé en ce que les pièces insérées assurant l'isolation contre le feu sont constituées par des bandes métalliques en forme de gouttière (6), s'appliquant contre les faces frontales (10) des dalles intermédiaires horizontales (2) et contre les parties de parois verticales (1), la gouttière (6) étant ouverte vers le haut, et remplie au moins partiellement par de la résine uréeformaldéhyde expansée (14). 2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gouttières de métal (6) s'étendent suivant la direction longitudinale des joints de dilatation (5). 3. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les gouttières de métal (6) présentent une section repliée de forme générale en U dont les branches (7, 8) disposées verticalement > s'appliquent sur les faces frontales (10) des dalles intermédiaires(2) et sur les narties de parois verticales(1). 4. Elément de construction selon la revendication 3, caractérisé en ce que les gouttières de métal (6) sont fixées, au moins par une branche (7 ou 8), aux dalles intermédiaires (2) ou aux parties de parois verticales (1). 5. Elément de construction selon la revendication 4 > caractérisé en ce que la fixation des gouttières de métal (6) sur les dalles intermédiaires horizontales (2) et/ou sur les parties de parois verticales (1) est limitée dans le temps. 6. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 > caractérisé en ce que l'une des branches (7 ou 8) des gouttières de métal (6) présente un prolongement en forme de lèvres (11) qui s'applique sur les dalles intermédiaires hori- > zontales (2) ou sur les parties de parois verticales (1). 7. Elément de construction selon la revendication 6, caractérisé en ce que le prolongement en forme de lèvre (11) est prévu sur la branche (8), des gouttières de métal (6) > s-ituée du côté des faces frontales (10) des dalles intermédiaires horizontales (2) et en ce qu'il repose sur la face supérieure (13) des dalles (2). 8. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 6 et 7. caractérisé'en ce que la largeur (y) du prolongement en forme de lèvre (11) correspond à peu près à la distance entre les branches (7, 8) dirigées vers le haut des gouttières de métal (6). 9. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que le point de fusion du métal constituant les gouttières (6) est nettement supérieur à celui de l'aluminium. 10. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gouttières de métal (6) sont réalisées en tôle d'acier d'une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 0,25 mm environ. 11. Elément de construction selon la revendication 10, caracté- risé en ce que les tôles d'acier sont munies d'un revêtement superficiel. 12. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 10 et 11. caractérisé-en ce que les tôles d'acier sont galvanisées. 13. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les tôles d'acier sont soumises à des traitements superficiels consistant à réaliser un revêtement par transformation chimique, par exemple par phosphatation. 14. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps expansés (14), en s'appliquant sur les parties de parois verticales (1) et/ou sur les dalles intermédiaires horizontales (2) ou sur les prolongements en forme de lèvres (11) s'étendent en dehors de la section des gouttières et assurent ainsi eventuellenent l'étant chéité des joints en forme d'interstices entre les gouttières de métal (6) et les dalles intermédiaires horizontales (2) ou les parties de parois verticales tel).