Brevet FR2365661A1 — publié le 19780421

L'invention a pour objet un revêtement d'étanchéité perfec tidnne pour tabliers d'ouvrages d'art en béton de ciment ou en dalles orthotropes métalliques, et son procédé de préparation. Elle concerne les domaines du complexe tétanchéité-revêtement d'usure sur les tabliers d'ouvrages d'art en béton de ciment, arm ou précontraint, et du complexe "protection-étanchéité-revêtement d'usure" sur les tabliers d'ouvrages d'art en dalles orthotropes métalliques. Lorsque l'étanchéité (ler cas) ou la protection-étanchéité (2oe cas) sont réalisées sous forme ultra-mince par réticulation in-situ de matériaux thermodurcissables, deux méthodes sont traditionnellement utilisées: a) la méthode dite de la "monocouche gravillonnée": Une pellicule de matériau thermodurcissable est répandue sur le tablier, puis gravillonnée avant réticulation. Le gravillonnage devrait apporter une rugosité suffisante pour empêcher le glissement sous trafic lourd du revêtement d'usure qui est réalisé après réticulation de l'étanchéité. L'expérience montre qu'il n'y parvient pas toujours. D'autre part, cette méthode est critiquée parce que les gravillons risquent de percer l'étanchéité et de la rendre ainsi inefficace. b) la méthode dite de la tbicouche-gravillonnéet : Une pellicule de matériau thermodurcissable est répandue sur le tablier. Après sa réticulation, une seconde pellicule du même matériau est répandue sur la première, puis gravillonnée avant réticulation. Dans ce cas, les gravillons ne transpercent pas ltétanchéité, mais, d'une part, comme dans la première méthode, le gravillonnage ntempêche pas toujours le glissement du revêtement-d'usure; et d'autre part, il peut se produire après un certain temps de trafic lourd un décollement (reuilletage) entre les deux pellicules de matériau thermodurcissable: le glissement du rev8tement d'usure est alors inévitable dans les zones où le teuilletage a eu lieu. Dans ces deux méthodes traditionnelles, le glissement du reve- tement d'usure sur le revêtement d'étanchéité provient de l'incom- patibilité chimique et/ou physique entre le revêtement d'usure et le-matériau thermodurcissable d'étanchéité, c'est-à-dire d'un manque d'adhérence que la rugosité mécanique créée par le gravillon nage ne parvint pas à compenser. L'invention a pour but de fournir un revêtement d'étanchéité ou de protection-étanchéité de type adhérent au support et adhérent au revêtement d'usure, qui ne présente pas les inconvénients des revêtements antérieurs. Le revêtement suivant l'invention est caractérisé en ce qu' il comprend a) une couche de 0,5 à 3 kg/m2 environ d'un matériau thermodurcissable placée sur la surface à protéger de l'ouvrage part; b) une membrane en matériau non tissé d'une épaisseur de 1 à 6 mm environ appliquée sur la couche de matériau thermodurclssa- ble et imprégnée par celui-ci sur une partie de son épaisseur; et c) une couche d'un liant hydrocarboné placée sur la membrane et imprégnant cette dernière sur une partie de son épaisseur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, des granulats durs sont appliqués sur la couche de liant hydrocarboné lourd que des engins, notamment ceux pour la mise en oeuvre ultérieure du revêtement d'usure, doivent circuler sur le liant hydrocarboné. L'invention a encore pour objet un procédé de préparation du revêtement ci-dessus, caractérisé en ce que : a) on étale sur la surface à protéger de l'ouvrage d'art la couche de matériau thermodurcissable, b) avant le durcissement du matériau thermodurcis- sable, on applique sur celui-ci la membrane en matériau non tissé de manière que ledit matériau thermodurcissable imprègne sur une partie de son épaisseur, c) on laisse durcir le matériau thermodurcissable et d) on étale sur la membrane la couche de liant hydrocarboné de manière que celui-ci imprègne la partie supérieure de la membrane. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Le revêtement d'étanchéité de l'invention comprend d'abord une couche de matériau thermodurcissable directement appliquée sur le support propre en béton ou en métal, le matériau thermodurcissable étant répandu à raison de 0,5 à 3 kg/m2 environ, et de préférence de 1 à 2 kg/m. Ce matériau est habituellement répandu à la tempépature ambiante ou légèrement au-dessus de celle-ci. A titre de matériauxthermodurcissables utilisables, on citera notamment les mélanges de brai ou de bitume avec une résine époxg et un durcisseur approprié à la résine, et les mélanges de brai ou de bitume avec les constituants d'une résine polyuréthanne. flien entendu, d'autres matériaux thermodurcissables appropriés à cette technique peuvent également être utilisés. Après épandage de la couche de matériau thermodurcissable, on applique sur celui-ci, avant son durcissement, une membrane faite en'un matériau non tissé d'une épaisseur de 1 à 6 mm environ (de préférence de 3 à 4 nain), Le matériau non tissé peut être de nature quelconque, naturel ou synthétique, et la membrane sera, par exemple, un feutre non tissé de polyester ou un feutre non tissé de polyoléfine. On fait en sorte que la membrane ne soit essentiellement im prégne par le matériau thermodurcissable que sur une partie de son épaisseur afin de faciliter la liaison avec les couches supérieures du revêtement final (liant hydrocarboné et revêtement d1 usure superposé). Après réticulation (durcissement) du matériau thermodurcissable, on répand sur la membrane non tissée une couche d'un liant hydrocarboné pouvant se présenter soit sous forme anhydre et, dans ce cas, il est répandu à raison de 0,5 à 2,6 kg/m2 environ (de préférence de 1 à 1,5 kg/m2), soit sous forme d'émulsion (no tammcnt aqueuse) et, dans ce cas, il est répandu à raison de o,8 à 4 kg/m2 environ de(préférence 1,5 à 2 kg/m2). Le liant hydrocarbond est choisi notamment parmi les bitumes, bitumes fluidifiés ou fluxés, bitumes-polymères, goudrons, goudrons-polymères, etc. Tous ces liants sont bien connus des spécialistes. Le liant particulier à utiliser sera choisi en fonction de la nature du revêtement d'usure qui sera ultérieurement placé sur le revêtement d'-6tanchéité de l'invention. Si des engins doivent circuler sur le revAtement d'étanchéité avant application du rev & ement d'usure, il est avantageux de gravillonner la surface de la couche de liant hydrocarboné. Pour cela, on étale sur cette couche aussit8t après son épandage des granulats durs concassés, avantageusement à raison de 3 à 6 litres par m2; les granulats proviendront par exemple de roches dures de carriè rès et auront de préférence une dimension de 2 à 6 mm environ. Sur le revAtement d'étanchéité ainsi obtenu, on pourra alors appliquer un revêtement d'usure classique tel qu'en béton bitumi neux ou en béton hydrocarboné par exemple. Les rôles respectifs des différents constituants du revêtement d'étanchéité de l'invention sont les suivants 1") Le matériau thermodurcissable: a) assure l'étanchéité du béton de ciment; b) protège le métal contre la corrosion et assure l'étanchéi- té du tablier, dans le cas de dalles orthotropes; c) colle la partie inférieure de la membrane au tablier. 2 ) La membrane en matériau non tissé: a) En ne s'imprégnant de matériau thermodurcissable que dans sa partie inférieure, elle permet au liant hydrocarboné ultérieur d'imprégner sa partie supérieure, et assure ainsi une liaison énergique entre le matériau thermodurcissable et le liant hydrocarboné, malgré les incompatibilités chimiques et/ou physiques pouvant exister entre eux. b) Elle absorbe les efforts tangentiels exercés par le revêtement d'usure sous trafic, grâce à sa grande résistance au cisaillement. c) Par sa partie inférieure, elle améliore la résistance à la déchirure de la pellicule de matériau thermodurcissable et lui permet de ponter les fissures plus larges dans le tablier. d) Dans les cas où le gravillonnage ultérieur est néeessaire, elle protège le matériau thermodurcissable contre les efforts de poinçonnement pouvant être exercés par les gravillons. 3 ) Le liant hydrocarboné: a) Colle le revetement d'usure à la partie supérieure de la membrane, la compatibilité chimique avec le revêtement d'usure étant obtenue par le choix judicieux du liant hydrocarboné. b) Empêche la pénétration dans la membrane d'éventuelles eaux pluviales ou de ruissellement, pendant la période plus ou moins courte séparant la réalisation de l'étanchéité de celle du revêtement. 4 ) S'ils sont présents, les gravillons servent, en cas de circulation d'engins, à empêcheur le collage du liant hydrocarboné aux pneus des engins. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. Exemple 1 Sur la surface du tablièr:d'un pont correctement préparé, soit par sablage, soit par grenaillage, soit par grattage avec des machines adaptées à ce genre de travaux, on répand une pellicule de brai-époxy au dosage de 1 kg par m2. Le brai-époxy a la formule suivante en poids: - Résine époxy ("Epikote 828" de SHELL CHEMICALS) 32 % - Durcisseur à base de polyamido-amines ................ 18 % - Brai fluxé ......................................... 50 % Le mélange de brai-époxy est préparé au moment de l'emploi et répandu à la température ambiante. AussitEt après répandage de cette couche, on déroule en surface une membrane de polyester non tissé de 3 mm d'épaisseur, qui se trouve ainsi collée dans le brai-époxy sous-Jacent, sa partie inférieure seule étant imprégnée par ce dernier. On attend que le brai-époxy soit réticulé pour répandre sur la membrane une émulsion classique de bitume au dosage de 2 kg par m2: ce liant a été choisi à base de bitume parce que le revêtement d'usure prévu est un béton bitumineux. La mise en oeuvre de ce béton bitumineux devant être faite avec un finisseur à pneus alimenté par des camions, on procède immédiatement au gravillonnage de l'émulsion avec des granulats durs concassés de 2 à 6 mm à raison de 4 litres par m2. Le revêtement d'étanchéité est alors terminé. Lorsque l'émul- sion de bitume sera rompue, on pourra appliquer le revAtement d'usure en béton bitumineux. Exemple 2 Comme indiqué à l'exemple 1, sur le tablier traité d'un ouvrage d'art, on répand une pellicule de brai-polyuréthanne au dosage de 1,5 kg par m2. Le brai-polyuréthanne a la formule suivante en poids - Polyol ............................ 22 % - Prépolymère d'isocyanate ........................ 28 % - Brai plastifié .................................. 48 % - Tamis moléculaire ............................... 2 % Le mélange brai-polyuréthanne est préparé au moment de l'em- ploi et légèrement chauffé pour obtenir une bonne fluidité, donc un bon mouillage de la surface du tablier. On procède ensuite comme à 11 exemple 1, en attendant que le brai-polyuréthanne soit réticulé pour répandre à chaud sur la membrane un goudron "pur" de qualité 13 (viscosité: 200 à 300 secondes S.T.V. -10 mm - 250C) au dosage de 1 kg par m2: ce liant a été choisi parce que le revetement d'usure prévu est un béton hydrocarboné à base de brai-vinyle. La mise en oeuvre de ce béton hydrocarboné devant astre faite comme à l'exemple 1, on procède immédiatement au gravillonnage du goudron avec des granulats durs concassés de 2 à 6 mm à raison de 5 litres par m2. Le revêtement d'étanchéité est alors terminé. Le revtement d'usure en béton de brai-vinyle peut être appliqué immédiatement. Le polyol et le prépolymère d'isocyanate utilisés dans cet exemple sont respectivement les produits commercialisés par la Société NAPHTACHIMIE sous les dénominations "NAPTER P 200" et "NAPTER P 6". REVENDICATIONS 1 - Revêtement d'étanchéité pour ouvrages d'art, caractérisé en ce qu'il comprend: a) une couche de 0,5 à 3 kg/m2 environ d'un matériau thermodurcissable placée sur la surface à protéger de l'ouvrage part; b) une membrane en matériau non tissé d'une épaisseur de 1 à 6 mm environ appliquée sur la couche de matériau thermodurcissable et imprégnée par celui-ci sur une partie de son épaisseur; et c) une couche d'un liant hydrocarboné placée sur la membrane et imprégnant cette dernière sur une partie de son épaisseur. 2 - Revêtement suivant la revendication 1, caracterisé en ce que la couche de matériau thermodurcissable représente de 1 à 2 kg/m2. 3 - Revêtement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau thermodurcissable est choisi parmi les mélanges de brai ou de bitume avec une résine époxy et un durcisseur approprié à la résine époxy et les mélanges de brai ou de bitume avec les constituants d'une résine polyuréthanne. 4 - Revêtement suivant ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane non-tissée a une épaisseur de 3 à 4 mm. 5 - RevAtement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane est un feutre de polyester ou un feutre de polyoléfine. 6 - RevAtement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liant hydrocarboné est choisi parmi les bitumes, bitumes fluidifiés ou fluxés, bitumes-polymères, goudrons et goudrons-poly- mères, 7 - RevAtement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche de granulats durs est disposée sur la couche de liant hydrocarboné. 8 - Procédé de préparation d'un revêtement suivant l'une quel conaue des revendications précédentes, caractérisé en ce que a) on étale sur la surface à protéger de,l'ouvrage d'art la cou che de matériau thermodurcissable, b) avant le durcissement du matériau thermodurcissable, on applique sur celui-ci la membrane en matériau non tissé de manière que ledit matériau thermodurcissable l'imprègne sur une partie de son épaisseur, c) on laisse durcir le matériau thermodurcissable et d) on étale sur la membrane la couche de liant hydrocarboné de manière que celui-ci imprègne la partie supérieure de la membrane. 9 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on répand le liant hydrocarboné sous forme anhydre d raison de 0,5 à 2,6 kg/m2. IO - Procédé suivant la -revendication 1, caractérisé en ce qu'on répand le liant hydrocarboné sous forme d'émulsion à raison à raison de 0,8 à 4 kg/m2. ll - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'on répand sur la couche de liant hydrocarboné avant la prise de celui-ci des granulats durs, ayant de préférence une dimension de 2 à 6 mm, à raison notamment de 3 à 2 6 litres par m