Brevet FR2286257A1 — publié le 19760423

La présente invention a pour objet des procédés pour injecter un coulis de cirent pour remplir des gaines enveloppant des câbles précontraints ou pour réinjecter un coulis de ciment pour remplir des cavités dues a des lacunes du remplissage initial, @@ 55 g Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des ouvrages de génie-civil en béton précontraint. Les ouvrages en béton précontraint dits a post-contrainte comportent des câbles logés à l'intérieur d'une gaine noyée dans le béton. Une fois le béton coulé, ces câbles sont tendus et maintenus en tension par des clavettes prenant appui sur les extrémités de l'ouvrage. Afin d'éviter l'oxydation ultérieure des câbles et pour réer une liaison mécanique entre le cable et le béton, on injecte ensuite dans la gaine un coulis de ciment, c'est-a-dire un mor tier de ciment suffisamment .-Iuide ou tout autre produit liquide équivalent qui se solidifie, pr exemple, des résine. polymérisables. Il est très important que ce coulis remplisse entièrement la gaine, sans aucune lacune sinon les armatures précontraintes risquent d'etre oxydées et la solidité de ouvrage est menacée. Etant donné la longueur des gaines enveloppant les câbles et l'encombrement de l'espace intérieur à la gaine dû aux câbles, il est très difficile d'obtenir ur ton remplissage de la gaine sur toute sa longueur, scit que des bouchons se forment @@it qu'il subsiste des bulles d'air dans des points hauts. Cependant, étant donné la gravité des accidents que l'oxydation des armatures risquerait d'entraîner, il est tres important de déceler la présence de lacunes dans le remplissage des gaines par. le coulis et d'y remédier. Divers moyens sont utilisés pour déceler systématiquement les lacunes du remplissage notamment la gammagraphie. Une fois la présence d'une lacune décelée, pour y remédier, selon les procédés actuellement connus, il faut d'abord localiser les extrémités et les points heurs .: la cavité pour implanter 'en-ces points des évents absolu- ment indispensables pour obtenir un bon remplissage de la cavité a partir d'un ajutage de réinjection débouchant dans celle-ci. Actuellement, il est possible de reconnaître l'étendue d'une lacune au moyen de l'image de celle-ci observée sur les films de gammagraphie. Ces procédés sont tres onéreux parce qu'il faut percer des évents a- travers l'épaisseur d'un ouvrage, souvent dans des conditions d'accés dif ficiles nécessitant la construction d'échaffaudages importants ou de nacelles suspendues, par exemple dans le cas des poutres soutenant le tablier d'un pont, et également parce que les films de gammagraphie sont coûteux pour une surface utile réduite. Un objectif de la présente invention est,une fois la présence d'une lacune décelée, de faciliter la réinjection de coulis pour remplir celle-ci, sans avoir à implanter des évents aux extrémités et aux po-ints hauts de ladite lacune donc sans avoir à localiser ceux-ci, et en utilisant. donc un seul ajutage par lacune. Un autre objectif de l'invention est de procurer un nouveau procédé qui facilite non seulement la réinjection de coulis dans les lacunes décelées dans un remplissage mais qui peut également être utilisé pour injecter du coulis dans une gaine de précontrainte, lors du remplissage initial de celleci, en évitant d'avoir à placer des évents aux points hauts de la gaine et en assurant un meilleur remplissage de celle-ci. Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un procédé suivant lequel,avant d'injecter le coulis de ciment dans une gaine de précontrainte, on aspire une grande partie de 1 air contenu dans celle-ci. De préférence, or. aspire l'air jusqu a ce que la pression dans la gaine soit au mois inférieure à 0,1 bar. Pour injecter le coulis dans la gaine,après avoir aspiré l'air et réduit la pression dans celle-cl, on met la gaine en communication. avec un récipient contenant du coulis de ciment sous une pression supérieure à la pression dans la gaine de sorte que le coulis de ciment est .aspiré dans la gaine. Pour compléter le remplissage, on met ensuite la gaine en communica- tion avec un recipient contenant du coulis de ciment sous une pression au moins égale à 3 bars. Un, procéde selon l'invention pour réinjecter du coulis de ciment dans une cavite due à une lacune du remplissage initial c'une gaine enveloppant les armatures d'un ouvrage en béton precontraint comporte les opérations suivantes - on perce à travers l'ouvrage, un seul canal aboutissant à l'intérieur de ladite cavité. - on engage dans ledit canal, un tube d'injection de coulis muni d'un obturateur et deux tubes souples de faible diamètre que l'on dirige respectivement vers et jusqu'à proximité de chacune des extrémités de la cavité. - on obture ledit canal de façon étanche à l'air autour desdits tubes. - on aspire la plus grande partie de l'air -contenu dans la cavité au moyen d'un appareil d'aspiration connecté auxdits tubes souples, tout en maintenant fermé 11 obturateur placé sur le tube d'injection. - lorsque la pression dans la cavité est devenue suffisamment faible, par exemple au moins inférieure à 0,1 bar, on, y injecte du coulis de ciment en ouvrant ledit obturateur après avoir connecté le tube d'injection à un récipient d'injection contenant du coulis qui est sous une pression au moins égale à la pression atmosphérique. De préférence, ledit récipient d'injection contient d'abord du coulis à la pression atmosphérique, puis du coulis sous une pression au moins égale à 3 bars. Selon une caractéristique des procédés de réinjection selon l'invention, on continue, de préférence, à aspirer dans les deux tubes souples pendant l'injection jusqu a ce que du coulis, aspiré à l'extrémité de l'un des tubes souples, apparaisse dans un séparateur placé en amont de l'appareil d'aspiration. Cette solution présente l'avantage de réduire la quantité d'air restant emprisonnée aux extrémités de la cavité. Selon une autre caracteristique de l'invention, après avoir obturé le-canal de façon étanche autour des tubes, on connecte au tube d'injection un récipient de capacité déterminée Vo remplie d'un gaz comprimé sous une pression déterminée fo et, après que les pressions dans le récipient et la cavité se sont égalisées, on ne sure la pression résultante P dans le récipient et l'on en déduit le volume V de la cavité. Les procédes selon l'invention oat pour résultat de permettre de réinjecter du coulis de cIment dans des cavités dues à une lacune du remplissage initial d'une gaine de précontrainte sans avoir à utiliser des évents ce qui a pour avantage de sup?-rimer la localisation difficiLe et coûteuse des points hauts et des extrémités de la cavité et de permettre de- n'avoir à percer qu'un seul canal d'injection à travers l'ouvrage. Ces procédés permettent une économie importante et des essais ont montré qu'ils étaient très sûrs quant au bon remplissage des lacunes sans nécessiter un appareillage complexe. Il est en effet aisé de réduire ta pression dans une lacune à moins de un dizième de la pression atmosphérique avec une poupe à vide courante. En aspirant l'air 2 travers des tubes flexibles qui sont engagés vers les extrémités respectives de la lacune et en continuant à aspirer, pendant que le coulis de ciment est injecté, l'air emprisonné et comprimé aux extrémités de la lacune, on réduit encore la masse d'air prisonnière. En complétant l'injection au moyen de coulis sous pression,par exemple sous une pression de l'ordre de 3 à 6 bars, on diminue encore le volume des cavités dans lesquelles de l'air peutsrester emprisonné aux extrémités de la lacune ou aux points hauts de telle sorte que le volume de ces cavités est réduit à quelques centimetres cubes. Au contraire, dans les procédés actuels, si les évents ne sont pas implantés avec précision à l'extrémité des cavités, on court le risque qu'il subsiste des lacunes au delà des évents dans lesquelles les armatures ne sont pas enrobées. Le fait que le coulis de ciment soit d'abord aspire dans la gaine sous l'effet de la dépression créée dans celle-ci, facilite l'écoulement régulier du coulis a travers les armatures et réduit les riscues de formation d'un bouchon obstruant la gaine. Les procédés selon l'invention peuvent être utilisés également pour exécuter le remplissage initial de la gaine. Dans ce cas, on bouche une extrémité de la gaine pour la rendre étanche et on aspire par l'autre extrémité pour réduire la pression dans la gaine avant d'injecter le coulis. De préférence, on injecte le coulis par l'extrémité opposée à l'aspiration et on continue d'aspirer pendant l'injection du coulis jusqu'à ce que du coulis commence a être aspiré. Le procédé suivant lequel on mesure le volume de la cavité d'une lacune avant d'y injecter du coulis, en ramplissant la lacune d'un gaz comprimé prélevé sur un récipient de capacité déterminée, permet de connaître avec une précision suffisante et de façon très simple le volute de la cavité et donc de préparer une quantité de @oulis correspondant approximativement à ce volume puiz de vérifier que le volume de coulis injecte correspond bien au volume de la cavité. Cette derniere vérification, qui Permet d'avoir l'assurance que le remplissage de la cavité a bien été réalisé, est très importante en pratique. La description suivante se réfère au dessin annexé qui représente schématiquement, sans caractère limitatif, un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour réinjecter du coulis de ciment dans une cavité due à une lacun? du remplissage ini@ial. La figure unique représente une coupe longitudinale d'une partie de poutre 1 en bêton pré@ontrai@t. Les armatures précontraintes sont constituées par des câbles tendus 2 logés à l'intérieur d'une gaine 3 noyée dans le héron. Cette gaine a été remplie initialement d'un coulis de ciment 4 dans lequel cn a décelé une cavité 5 due à une lacune du remplissage initial. Le problème à résoudre est de injecter du coulis de ciment dans la cavité 5 pour supprimer cette lacune. A cet effet, on perce à travers le poutre 1, par exemple au moyen d'une perceuse ou d'un marteau perforateur, un canal unique 6 qui débouche dans la cavité 5, par exemple un canal ayant un diemètre de 40 à 80 mm. On introduit dans le canal 6 deux tubes souples 7 et 8, par exemple deux tubes en matière plastique ayant un faible diamètre de l'ordre de 0,5 cm. Chacun de ces tubes est dirigé autant que possible vers l:une des -extrémités de la cavité 5, par exemple le tube 7 vers l'extrémité gauche 5a et le tube 8 vers l'extrémité droite 5b, jusqu'à ce que les extrémités des tubes soient aussi près que possible des extrémités de la cavité. Cette opération peut être facilitée en engageant dans les tubes flexibles une aiguille élastique en acier. On engage également dans le canal 6 un tube dtinec- tion 9 muni d'un obturateur 10. On obture ensuite le canal 6 de fanon étanche à l'air autour des tubes 7, 8 et 9, par exemple au moyen d'un bouchon de mastic 1. On branche les tubes 7 et 8 sur un appareil d'aspiration I, par exemple une pompe air. On interpose, en amont de la pompe, un séparateur 12 destiné à piéger les impuretés solides ou liquides qui seraient aspirées et qui risqueraient de détériorer la pompe 11 et deux obturateurs 19 et 20. Un manomètre de précision 33 indique la pression résiduelle. L'obturateur 10 étant fermé et les obturateurs 19 et 20 ouverts, on met en route la pompe i qui aspire l'air contenu dans la cavité 5. On poursuit le pompage jusqu'à ce que la pression résiduelle soit devenue suffi- sarment faible, par exemple au moins inférieure à 0,1 bar. Le tube 9 est connecté, en amont de l'obturateur 10, a un réci pient 14 contenant du coulis de ciment 15 à la pression atmosphérique, Lorsque la pression résiduelle lue sur le manomètre 13 est suffisamment faible, on ouvre l'obturateur 10 et du coulis 15 est aspire dans la gaine sous l'effet de la dépression dans celle-ci. Ce coulis progresse lentement vers. les, extrémités 5a et 5b de la cavité en comprimant l'air résiduel restant dans la cavité 5.On continue à aspirer cet air par les tubes 7 et 8 dent les extrémités sont placées à proximité des extrémités 5a et 5b de telle serre que la pression de l'air dans la cavité 5 ne monte pas et que le coulis continue à remplir celle-ci. Lorsque le coulis de ciment arrive à une extrémité de l'un des tubes 7 ou 8, il est aspiré. On ferme l'un puis l'autre des obturateurs 19 et 20 dès que le coulis apparaît dans les tubes 7 et 8. Afin de compléter le remplissage de la cavité 5, on met ensuite le coulis 15 en pression, par exemple, en ouvrant l'obturateur 16 placé sur une tuyauterie d'air comprimé 17 connectée à la partie supérieure du récipient 14. L'air admis dans le récipient 14 est comprimé sous une pression comprise par exemple entre 3 et 6 bars En variante, un procédé selon l'invention comporte une opération préliminaire permettant de connaître avec précision le volume de la cavité S sans nécessiter aucun dispositif supplémentaire. Avant de faire le vide dans la cavité 5, le récipient 14, dont la capacité Vo est bien déterminée, est rempli d'air comprimé,sous une pression Po bien déterminée. Avantageusement cet air comprimé est le même que celui qùi sert à injecter le coulis. La pression initiale Po est lue sur un manomètre 18. On ferme alors ltobturateur 16 et on met le récipient 14 en communication avec la cavité 5 en ouvrant l'obturateur 10. On lit la pression sur le manomètre 15 et lorsque l'équilibre des pressions stest établi entre la cavité et le récipient 15, on relève la pression absolue résultante P. En appliquant la loi de MARIOTTE à la masse d'air constante contenue dans le récipient 14 et la cavité 5, on en déduit le volume V de la cavité remplie initialement d'air sous une atmosphère Po Vo + V = P(to+V) d'ou V = Vo. Une fois le volume V connu, on peut préparer une quantité de coulis 15 correspondant à ce volume e; on peut surtout vérifier que le volume de coulis qui a été effectivement injecté dans la cavité 5 correspond sensiblement au volume V ce qui permet d'obtenir la certitude que le remplissage de la lacune a bien été réalisé entièrement et que l'on ne risque plus une oxydation des armatures. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les différentes étapes du procédé qui vient d'être décrit à titre d'exemple, pourront être remplacées par des opérations équivalentes bien connues de l'homme de l'art. REVENDICATION S 1 - Procédé pour injecter du coulis de ciment dans une gaine contenant des armatures précontraintes, caractérisé en ce que, avant d'injecter le cou lis de ciment dans la gaine, on aspire une grande partie de l'air contenu dans celle-ci. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que lton aspire l'air jusqu'à ce que la pression dans la gaine soit au moins inférieure à 0,1 bar. 3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que, après avoir aspiré une grande partie de l'air contenu dans la gaine, on met celle-ci en communication avec un récipient d'injection con tenant du coulis de ciment sous une pression supérieure à la pression dans la gaine de sorte que du coulis est aspiré dans la gaine. 4 - Procédé selon la revendication 3 > caractérisé en ce que l'on met ensuite la gaine en communication avec un récipient d'injection contenant du cou lis sous une pression au moins égale à 3 bars. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, pour réinjecter du coulis de ciment dans une cavité due à une lacune du remplissage ni- tial d'une gaine envelopp@nt les armatures d'un ouvrage en béton pre contraint, caractérisé en ce que l'on perce à travers ledit ouvrage un seul canal aboutissant à l'intérieur de ladite cavité, on engage dans ledit canal un tuDe d'injection de coulis muni d'un obturateur et deux tubes souples de faible diametre que l'on dirige respectivement vers et jusqu'à proximité de chacune des extrémités de ladite cavité, on obture ledit canal de façon étanche à l'air autour desdits tubes, on aspire la plus grande partie de l'air contenu dans ladite cavité au moyen d'un appareil d'aspiration connecté auxdits tubes souples tout en maintenant fermé l'obturateur placé sur le tube d'injection et lorsque la pressien dans la cavité est devenue suffisamment faible, on y in3ecte du coulis de ciment en ouvrant ledit obturateur, apres avoir connecté le tube d'injection à un récipient d'injection contenant du coulis qui est sous une pression au moins égale a la pression atmosphérique. 6 - Procédé selon la revendication 55 caractérisé en ce que ledit récipient d'injection contient d'abord du coulis à la pression atmosphérique puis sous une pression au moins égale à 3 bars. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'on continue à aspirer dans les deux tubes souples pendant l'in jection jusqu'à ce que du coulis, aspiré à l'extrémité de l'un des tubes souples, apparaisse à l'extérieur de la poutre. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que, après avoir obturé de façon étanche ledit canal autour desdits tubes, on connecte audit tube d'injection un récipient de capacité déterminée Vo rempli d'un gaz comprimé sous une pression déterminée Pc et, après que les pressions dans le récipient et la cavité se sont égale lisées, on mesure la pression résultante P dans le récipient et l'on en déduit le volume V de la cavité.