Brevet FR2383145A1 — publié le 19781006

La présente invention concerne une couche de liaison, en particulier un agent d'adhérence, comportant au moins une matière plastique finement divisée et éventuellement des charges, ayant de préférence une grosseur de particules allant jusqu'à 4 ms,et/ou des liants hydrauliques, et leur procédé de préparation. Pour des réparations de faible épaisseur qui sont soumises à des contraintes mécaniques particulières, comme c'est le cas par exemple dans la circulation routière, on sait utiliser des systèmes d'adhérence tels que des bouillies de ciment, éventuellement avec addition d'une dispersion de matière plastique ou de résines de réaction liquides, essentiellement à base d'époxydes. Tous ces"ponts" d'adhérence possèdent une fragilité relativement élevée, de sorte que le béton dit "de réparation" est éliminé par des contraintes de choc. La demanderesse a découvert selon l'invention que l'on peut éviter ces inconvénients si l'on utilise, selon l'invention, une couche de liaison, en particulier un agent d'adhérence, qui est essentiellement à base de bitume finement dispersé, d'au moins une matière plastique finement divisée, et éventuellement de charges, ayant avantageusement une dimension de particules allant jusqu'à 4 mm, ladite couche de liaison ou ledit agent d'adhérence étant caractérisés en ce que, en particulier pour la liaison d'un sous-sol lié par du ciment et/ou par un bitume et un béton de ciment à appliquer, de préférence du béton frais ou du béton avec du ciment de Portland modifié à base de (CaO)ll.(Al203)7.CaF2 (ou C11A7CaF2), ils contiennent éventuellement un liant hydraulique outre les charges éventuellement présentes en plus du bitume finement pulvérisé, et en ce que, pour atteindre une force d'adhérence élevée, au moins une partie des matières plastiques finement divisées est collante à basse température et possède une valeur de Tmax > déterminée selon la norme allemande DIN 53 445, au plus égale à -80C. La couche de liaison selon l'invention présente une excellente adhérence sur le sous-sol et une résistance chimique élevée vis- -vis des eaux, des solutions et des substances gazeuses agressives, Les combinaisons selon l'invention de bitume et de matière plastique présentent une adhérence marquée et d'excellentes propriétés d'amortissement des chocs. Lors de contraintes mécaniques de la couche de liaison par des tensions thermiques ou le gel, ou bien lorsque l'humidité pénètre et gèle dans le nouveau béton et lors de l'éclatement ou lreffritement par augmentation de volume qui s'ensuivent, les forces d'adhérence sont totalement conservées, de sorte qu'il suffit d'un pressage,par exemple par le rouleau compresseur, après le dégel pour former à nouveau la liaison avec le sous-sol. La couche de liaison selon l'invention possède en outre 'énorme avantage qu'elle peut être appliquée a froid. Il est toutefois possible de 11appliquer aussi à chaud. L'invention a donc en particulier le but suivant : il ne s'agit pas selon l'invention d'obtenir des couches de couverture ou couches protectrices, mais pas non plus de couches d'adhérence pour revetements exclusivement à base de bitume, mais plutôt de résoudre en particulier le problème consistant à former à nouveau par revetement avec du béton une dalle de vieux béton ou de vieil asphalte fortement dégradée par des clous etXou de très fortes charges et/oj le gel ou le dégel et détachée, donc à la réparer avec du béton et non pas avec du bitume.On doit à cet effet tenir compte d'au moins quatre faits importants: 1) Le béton frais et le vieux béton ou le vieux bitume ont une très mauvaise adhérence l'un avec l'autre : les couches ne "mordent" donc pratiquement pas entre elles, ce qui est cependant indispensable pour un pavage avec ses charges o contraintes. 2) Le béton à appliquer doit Entre un béton à prise le plus rapide possible et atteignant le plus rapidement possible des résistances élevées, pour que les travaux de réparation n'entraînent que des perturbations de la circulation les plus courtes possibles. 3) Dans le cas de l'utilisation d'une couche de colle, bien que le béton frais appliqué soit humide, la liaison intime désirée de ce béton avec la couche doit être atteinte, de sorte que l'on ne rencontre pas les problèmes mentionnés sous 1) du manque d'adhérence. 4) La couche d'adhérence doit résister ensuite le plus longtemps possible avec le beton frais à appliquer à des charges très élevées, et présenter aussi une très forte résistance et tenue aux changements de température, en particulier une résistance élevée au sel antigel, ou aux variations de dégel, même aux températures très basses rencontrées dans le salage des routes. La couche de liaison selon l'invention à base de bitumes, de charges et de nouvelles matières plastiques ayant des propriétés bien déterminées, à savoir une valeur T inférieure à -80C, a permis pour la max première fois de résoudre de façon satisfaisante le problème d'une liaison correcte du vieux béton ou du vieil asphalte avec du béton frais, éventuellement aussi à prise rapide. Ni le problème ni sa solution n'étaient connus selon l'état de la technique. La couche de liaison selon l'invention présente de préférence une épaisseur à sec de 0,1 à 4 mm, selon le comportement nécessaire d'amortissement des chocs. L'invention concerne en outre un procéd8 pour la préparation de la couche de liaison mentionnée, dans lequel on utilise les bitumes sous forme d'émulsions, de préférence aqueuses, et la matière plastique sous forme de dispersions,de préférence aqueuses. l'émulsion de bitume utilisée peut être anionique, cationique etlou non ionique ; on utilise de préférence une émulsion de bitume anionique. En ce qui concerne la quantité totale d'émulsion de bitume et de dispersion de matière plastique, la quantité des émulsions de bitume est avantageusement de 1 à 99 % et la quantité des dispersions de matière plastique de 1 à 99 %, chaque fois par rapport à la quantité de solides du total des bitumes et des matières plastiques. Le rapport de la somme des solides des émulsions de bitumes et des dispersions de matière plastique à la somme des solides, des charges et des liants hydrauliques est avantageusement de 10:90 à 90:10. Lorsquton utilise des émulsions de bitume cationiques, le rapport des solides des dispersions de matière plastique aux solides des émulsions de bitume est avantageusement de 0,5:1 à 4:1. Les matières plastiques peuvent être des resines acryliques etXou des résines acryliques pures, telles que des polymères acryliques et/ou méthacryliques synthétiques et/ou des copolymères de résines acryliques et/ou de styrène-butadiène et/ou des acétates et/ou propionates de polyvinyle. les charges sont en général utilisées sous forme de granules ronds ou de copeaux. La couche de liaison entre le sous-sol lié par du ciment et/ou par du bitume et le béton à appliquer peut être appliquée à froid ou à l'état liquide à la température extérieure habituelle, en particulier par pulvérisation ou projection. Elle peut aussi être appliquée sous forme de pates, par exemple avec des machines à appliquer et/ou à étaler. On utilise avantageusement au moins en partie des charges ayant des propriétés thixotropiques telles que, par exemple SiO2 collovdal montmorillonite oa bentonite-, et/ou des fibres, de préférence des fibres d'asbeste. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Dans tous les exemples, on a appliqué d'abord sur le support lié par du bitume ou par du ciment la couche de liaison ayant de préférence, selon l'action désirée d'amortissement des chocs, une épaisseur de couche de 0,2 à 8 mm, qui est ensuite, après séchage, de 0,1 à 4 mm. Ensuite, en une durée allant essentiellement jusqu'a 1 h, on applique, on tasse et on étale le béton frais ou les plaques de béton préfabriquées. Les dispersions ou émulsions sont dans tous les exemples aqueuses. EXEMPLE 1 Sur une daUe de chaussée en béton consistant-en béton rugueux lié par du ciment, vieux de 1Q ans, de qualité B 400, on prépare une couche de liaison selon l'invention en appliquant, par projection, un mélange de 1 partie en poids d'une émulsion anionique de bitume à 50 Z, base B 200, et 1 partie en poids d'une dispersion de résine acrylique à 50 7. ayant une valeur Tmax, Tmax, selon selon DIN 53 445, d'environ 46C C, à une épaisseur de couche de 1 mm, correspondant à une épaisseur de film sec d'environ 0,5 mm. On applique le béton frais sur cette couche de liaison après 30 min. Ce béton frais consiste en ciment de Portland modifié à- durcissement rapide-, avec 450 kg par rapport à 1 m3 de béton fini. Les additifs du béton frais consistent en 40 % de carbonate et 60 % de quartzite, la valeur W/Z est de 0,48. L'épaisseur de couche du béton frais appliqué sur la couche de liaison est de 4 cm. Après. une durée de durcissement de 12 h, on découpe une éprouvette carrée de 50 cm de côté et on la stocke pendant 3 h-sous l'eau à température ambiante. Après 3 h, on fait geler cette plaque à -400C pendant 4 h. Ensuite, on dégèle dans l'eau à 500C pendant 2 h. Ces contraintes extrêmes de gel-dégel sont répétées 20 fois, sans que le béton de réparation se sépare du sous-sol. On soumet en outre une plaque échantillon a une contrainte de choc au moyen d'un marteau de Schmidt pour l'essai du béton dans l'ensemble des périodes de gel et dégel. Des plaques témoins dont les couches de liaison consistent seulement en dispersions de matière plastique ou mélange de celles-ci avec des liants hydrauliques, dans le rapport 1:1, et des résines synthétiques de réaction, avec et sans charge, à base de résines époxyde, conduisent à des éclatements sous la même contrainte de choc dès le deuxième cycle de gel-dégel. Dans les exemples suivants, on procède comme à l'exemple 1, mais avec cette différence que l'on fait varier la structure du sous-sol, le mélange pour la couche de liaison et son épaisseur à sec. Dans ces exemples, les produits selon l'invention ont également très bien supporté les fortes contraintes de cycles de gel-dégel sous la même contrainte de choc. EXEMPLE 2 Sous-sol : dalle de chaussée en béton Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec : 0,5 mn Mode d'application de la couche de liaison : par projection Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 1 partie en poids d'une émulsion anionique de bitume à 50 %, base B 65, et 0,2 partie en poids d'une dispersion de styrène-butadiène à 50 Z, Tmax = -8 C. EXEMPLE 3 Sous-sol : dalle de chaussée en béton Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec : 0,1 mn Mode d'application de la couche de liaison : par projection Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 1 partie en poids d'une émulsion non ionogène de bitume à 50 Z, base B 10, et 0,2 partie en poids d'une dispersion d'acétate de polyvinyle à 50 Z, T = -180C. max EXEMPLE 4 Sous-sol : couche porteuse en bitume, grosseur de grains 32 mm Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec : 4 mm Mode d'application de la couche de liaison : à la spatule Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 1 partie en poids d'une émulsion anionique de bitume à 50 % à base de bitumes fluxés B 500, 0,5 partie en poids d'une dispersion.de copolymère acrylique à 50 % Z, T = -80C, 1 partie en poids de charge quartzitique de max 0-4 mn et 0,5 partie en poids de ciment. EXEMPLE 5 Sous-sol . couche porteuse en bitume, grosseur de grains 32 mm Epaisseur de la couche de liaison à I'état sec : 1 ma Mode d'application de la couche de liaison : par projection Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 0,5 partie en poids d'une émulsion cationique de bitume a 50 %, base B 120, 1 partie en poids d'une dispersion de résine acrylique à 50 %, T a = -46 C, max 0,5 partie en poids de charges calcaires et 0,5 parties en poids de liant hydraulique. EXEMPLE 6 Sous-sol : dalle de chaussée de béton Epaisseur de la couche de liaison a I'état sec : 2 mm Mode d'application de la couche de liaison : par projection Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 1 partie en poids d'une émulsion non ionogène de bitume à 5Q Z, base B 85, 0,2 partie en poids d'une dispersion de résine acrylique à 50%, Tmax = -8 C et 0,4 partie en poids de sable de 0-1 mm. EXEMPLE 7 Sous-sol : dalle de chaussée de béton Epaisseur de la couche de liaison à l'-état sec : 3 mn Mode d'application de la couche de liaison : à la spatule Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 0,9 partie en poids d'un mélange à parties égales dlune émulsion anionique de bitume a 50 Z, base B 65 et base B 120, 0,01 partie en poids d'une dispersion de propionate de polyvinyle à 50 X, T max = -100C et 2 parties max en poids de charges de 0-1 mn de particules. EXEMPLE 8 Sous-sol : couche porteuse en bitume, grosseur de grains 32 mm Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec r 0,5mm Mode d'application de la couche de liaison : par projection Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 0,01 partie en poids d'une émulsion anionique de bitumes a 50 Z, à base de bitume fluxé B 500, 1 partie en poids d'une dispersion de résine acrylique à 50 Z, T max -460C et 0,5 partie en poids de ciment et, en outre, O,l partie en poids d'eau pour atteindre 1a consistance désirée. EXEMPLE 9 Sous-sol : dalle de chaussée de béton Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec : 0,6 mn Mode d'application de la couche de liaison à å la spatule Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 1 partie en poids d'une émulsion cationique de bitume, base B 200 1 partie en poids d'un mélange de 30 Zde dispersion d'acétate de polyvinyle, T = -80C et 70 % d'une dispersion de propionate de polyvinyle, T max = -10oC, max max 1 partie en poids de charges de 0-0,25 mm et 0,1 partie en poids de ciment. La dispersion de bitumes et la dispersion de matière plastique sont à 50 %. EXEMPLE 10 Sous-sol : dalle de chaussée de béton Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec : 4 mm Mode d'application de la couche de liaison à å la spatule Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 0,1 partie en poids d'une émulsion non ionogène de bitume à 50%, base B 65, 0,1 partie en poids d'une dispersion de résine acrlyque à 50%, Tmax = -46 C et max 0,9 partie en poids de charges de 0-3 mn. EXEMPLE 11 Sous-sol : dalle bitumineuse de béton fin à l'asphalte Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec : 0,125 mm Mode d'application de la couche de liaison : à la spatule Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 0,5 partie en poids d'une émulsion anionique de bitume à 50 %, base bitumes fluxés B 500, 0,5 partie en poids d'une dispersion de résine acrylique à 50%, Tmax = -46 C et 0,2 partie en poids de fibres d'asbeste comme charges. EXEMPLE 12 Sous-sol : dalle de chaussée de béton Epaisseur de la couche de liaison à l'état sec : 1 mm Mode d'application de la couche de liaison : à la spatule Composition du mélange pour la préparation de la couche de liaison 0,2 partie en poids d'une émulsion cationique de bitume à 50 %, base B 500, 0,8 partie en poids d'une dispersion de copolymère. de résine acrylique à 50%, Tmax = -8 C et 1,2 partie en poids de charges de 0-0,25 mm. Ltinvention est importante non seulement pour la réparation des chaussées, mais elle peut aussi servir sur les ponts et les dalles, par exemple dans les ateliers, et en général pour la liaison du béton frais avec un sous-sol lié au ciment ou au bitume. On entend dans la présente description par "T " la max température à laquelle le-décrément logarithmique de l'amortissement des oscillations de torsion d'une matière- plastique donnée-passe par un maximum dans l'essai selon la norme DIN 53 445. Cette détermination de la valeur de T max est décrite par exemple dans la publication "Acrylharzdispersionen", Rtshm, Pkt. 5, pages 9-10. I1 est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus a titre d'illustration et que comme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Couche de liaison, en particulier agent d'adhérence, essentiellement à base de-bitume finement divisé, d'au moins une matière plastique finement divisée et éventuellement des charges, ayant de préférence une grosseur de particules allant jusqu'à 4 mm, ladite-couche de liaison ou ledit agent d'adhérence étant caractérisés en ce que, en particulier pour la liaison d'un sous-sol lié par du ciment et/ou par un bitume et un béton de ciment à appliquer, de préférence du béton frais ou du béton avec du ciment de Portland modifié à base de(CaO)11.(A1203 )7.CaF2 (ou C11A7CaF2), ils contiennent éventuellement un liant hydraulique outre les charges éventuellement présentes en plus du bitume finement pulvérisé, et en ce que, pour atteindre une force d'adhérence élevée, au moins une partie des matières plastiques finement divisées est collante à basse température et possède une valeur de T max' déterminée selon la norme allemande DIN 53 445, au plus égale à -80C. 2. Couche selon la revendication 1, caractérisée en ce que, selon le comportement désiré d'amortissement des chocs, elle présente une épaisseur de 0,1 à 4 mm. 3. Procédé pour la préparation d'une couche de liaison ou d'un agent d'adhérence selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise les bitumes sous forme d'émulsions, de préférence laqueuses, et là matière plastique sous forme de dispersions, de préférence aqueuses. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on utilise 1-99 Z d'émulsions de bitume et 1-99 Z de dispersions totales de matière plastique, par rapport aux matières solides de la quantité totale bitumes plus matière plastique. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'on utilise un rapport de la somme des solides, de bitume plus dispersions de matière plastique à la somme des solides, des charges plus liants hydrauliques de 10:90 à 90:10. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lton utilise les bitumes sous forme d'émulsions anioniques de bitumes. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que, lorsqu'on utilise des émulsions cationiques de bitumes, on ajuste le rapport des matières solides des dispersions de matière plastique aux matières solides des émulsions de bitume à des valeurs de 0,5:1 à 4:1 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 S 7, caractérisé en ce que l > on utilise comme matières platiques des résines acryliques et/ou -des résines acryliques pures,-telles que des polymères acryliques et/ou méthacryliques synthétiques et/ou des copolymères de résines acryliques et/ou de styrène-butadiène et/ou des acétates et/ou propionates de polyvinyle. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la couche deeliaison entre le sous-sol Iié par -le ciment et/ou par le bitume et le béton à appliquer est appliquée à froid ou à ltétat liquide à la température extérieure habituelle, en particulier par pulvérisation ou projection. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications- 3 à 9, caractérisé en ce que la couche de liaison entre le sous-sol lié par le ciment et/ou par le bitume et le béton a appliquer est appliquée sous forme de pates, par exemple au moyen de machines à appliquer et/ou à étaler. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que l'on utilise les charges sous forme de granules sphériques et/ou de copeaux. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 a 11, caractérisé en ce que l'on utilise au moins comme charges des charges ayant des propriétés thixotropiques telles que, par exemple, l'acide silicique collotdale, les montmorillonites ou les bentonites > et/ou des fibres, en particulier des fibres d'asbeste.