Brevet FR2345500A1 — publié le 19771021

Le scellement d'éléments métalliques ou autres dans des ouvrages, des terrains ou tout autre élément et ceci à l'aide de résines synthétiques conditionnées dans des enveloppes multiples contenant les différents produits qui seront mélangés in situ en vue de déclencher la réaction de polymérisation donnant naissance au ciment de liaison terrain-ciment et ciment-tige est connu. Il est plus particulièrement utilisé pour le renforcement des toits et parements de galeries de mines ou T.P. La cartouche ainsi réalisée et contenant les différentes enveloppes où sont logés les produits à mélanger est introduite dans le trou préalablement foré et détruite à l'aide de la tige enfnncée et animée d'un mouvement de rotation, lequel assure le mélange intime des constituants, mélange lindispensable au déclenchement de la réaction de polymérisation. Pour influencer la vitesse de durcissement, il est également connu que le préchauffage de la tige est un moyen efficace. La fabrication de cartouches selon le schéma général ci-dessus décrit aboutit à des produits complexes et de prix de revient freinant l'expansion des procédés modernes de soutènement. En outre, la mécanisation du soutènement suspendu d'une part, et, d'autre part, la nécessité d'obtenir des vitesses de réaction de l'ordre d'un quart deminute au maximum posent des problèmes très difficiles à résoudre quant à la forme de la charge, à sa durée de conservation , au règlagle de son temps de prise et ksa stabilité. Dans la gamme des temps de prise demandée (10 à 15"à, des éléments tels que le temps écoulé entre la fabrication et l'utilisation de la cartouche, le lieu et la température de stockage,la variation, en fonction de l'usure du taillant, de l'espace annulaire entre tige et trou foré, la vitesse de rotation de la tige et la durée d'enfoncement de celle-ci, sont des paramètres déterminants. Le moindre écart a une profonde action sur le temps de prise, action inconnue à l'avance et échappant à toute possibilité de correction. La présente invention permet de surmonter ces difficultés grâce à un procédé à la fois très simplifié dans son principe et de mise en oeuvre largement facilitée. Selon l'invention, la cartouche utilisée contient à l'avance l'intégralité des constituants de la résine, à savoir la résine thermodurcissable elle meme, les charges minérales classiques et le catalyseur qui est choisi en nature et en dose de manière à ce que la composition se polymérise et durcisse à une température choisie à l'avance, et l'élément métallique est porté à ladite température au moment de son ntroduction de préférence par passage au travers d'un générateur haute fréquence et introduit sans rotation dans son logement. Selon une première réalisation , la cartouche se présente sous la forme d'un cylindre de diamètre et de volume déterminés en fonction du diamètre du trou foré, de celui de la tige et de l'espace annulaire à remplir de ciment. L'enveloppe peut être en verre, papier, matière plastique et tout matériau d'une façon générale assurant la bonne conservation des produits inclus et se brisant facilement sous l'action de la tige à sceller. Selon une seconde réalisation, par exemple, dans le cas de mécanisation poussée du procédé de scellement, le contenu de la: cartouche peut être présenté dans un conteneur et injecté directement dans le trou sans passer par l'intermédiaire du conditionnement en gaine. Dans les deux modes de réalisation, il suffit qu'une certaine épaisseur périphérique de la tige métallique soit portée à la température voulue, au moins égale à celle nécessaire pour déclencher l'action du catalyseur. Bien entendu, l'emploi de température plus élevées conduit à des vitesses de polymérisation plus rapides. L'invention s' applique en premier lieu au renforcement des galeries de mines ou de travaux publics,grâce au procédé dit "de boulonnage" ,dont la mécanisation actuelle est coûteuse, notamment du fait que les tiges doivent etre mises en rotation au moment de leur mise en place. Au contraire, l'invention offre l'avantage de ne pas obliger à exercer une rotation mécanique dela tige ce qui permet de poser à la main l'objet à sceller qui n'est plus obligatoirement une tige cylindrique mais peut avoir toutes les formes géométriques possibles. A cet égard, l'invention vise également tout autre domaine d'application du procédé ; notamment , - et à faible prix, par exemple sans utilisation de la H.F., il peut être appliqué partout jusqu'à la fixation de tiges d'acier de petit diamètre comme la nécessité s'en fait sentir dans le bâtiment. A titre d'exemple, on donne ci-après deux compositions pouvant etre utilisées dans le cadre de l'invention différant entre elles par la proportion d'inhibiteur qu'elles contiennent, en faisant apparaître pour chacune, la durée de polymérisation pour diverses températures données. 10) Résine Norsodyne .............. 100 parties Catalyseur (Perbenzoate de tertiobutyX 1 Inhibiteur (2-6-Di-Tertio-butyl-paractésol) 0,1 Température Temps de gel 500C 20 jours 800C 12 h 30 mn 1000C 26 mn - 1200C 2 mn 30 s 136 C 18 s t40 C 1 s 2 ) Résine Norsodyne ........................ 100 parties Catalyseur (Perbenzoate.de tertiobutyle)... 1 Inhibiteur (2-6-Di-Tertio-butyl-paracrésol) 0,05 Température Temps de gel 500C 14 jours 1/2 89 C 2h 45 mn 1000C 15 mn 30 s 1200C îmn 30 s 1300C 18s 1350C 1 s Les exemples ci-après illustrent la mise en pratique del'invention dans le cas où le chauffage de la tige est réilPsée par induction. Dans le cas d'une tige d'acier, ce chauffage peut être fait au moyen de générateurs à moyenne fréquence, ce qui permet d'utilise des-.outillages très robustes et des fréquences de l'ordre de 10 KHz. On peut également employer la haute fréquence ce qui parait plus délicat pour une utilisation au fond de la mine mais qui, néanmoins, doit être citée. 1et exemple : Chauffage de la tige au "défilé" Pour une tige acier diam. 18 mm, long. 1,80 m : vitesse de défilement : 1,80 m en 15 secondes. La tige est alors portée à une température de 200 sur environ 5 mm d'épaisseur superficielle. Le générateur doit avoir une impuissance de l'ordre de 50 kw. 2ème exemple : Chauffage de la tige placée en position d'attente Pour atteindre la même température sur la même longueur, le générateur devra fonctionner pendant 1 mn et la puissance nécessaire sera de l'ordre de 8 kw. 3ème exemple : Dans le casd'utilisation de tiges en fibres de verre, l'échauffement de la tige peut être également obtenu au moyen de générateurs ultra-haute fréquence. Oneobtient alors l'élévation de température par le phénomène de pertes diélectriques. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le scellement d'éléments métalliques au moyen de cartouches de compositions à base de résines thermodurcissa- bles, caractérisé en ce que la cartouche utilisée contient à l'avance l'int6gralite des constituants de la résine, à savoir la résine thermodurcissable elle-même, les charges minérales classiques et le catalyseur qui est choisi en nature et en dose, de manière à ce que la composition se polymérise et durcisse à une température choisie à l'avance, et l'élément métallique est porté à la dite température au moment de son introduction, de préférence par-passage au travers d'un générateur haute fréquence, et introduit sans rotation dans son logement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ceque la composition est enfermée dans une cartouche en matériau se brisant sous l'action de la tige à sceller. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition est injectée directement dans le trou.