Brevet FR2398032A1 — publié le 19790216

La presente invention vise un procédé de traitement de bétons, ce traitement ayant notamment pour objet d'ameliorer une imprégnation de ces bétons au moyen de résines ou autres produits analogues. Il est déjà connu d'imprégner plus ou moins profondément les bétons au moyen de resines, en particulier pour améliorer leurs propriétés mécaniques et leur résistance à divers agents agressifs, tels l'eau, ou encore pour leur donner en surface un aspect plus esthétique. On a déjà proposé de traiter superficiellement un béton, avant son revêtement par une composition résineuse thermodurcissable, au moyen d'une préparation comprenant une matiere susceptible de former un film et un acide réagissant avec les constituants alcalins du ciment pour former des composes insolubles ; le béton ainsi traité se trouve revêtu d'une couche présentant un caractere acide le rendant apte à recevoir un revêtement d'une composition résineuse durcissable, la polymérisation de cette composition resineuse dépend d'un catalyseur acide qui enl'absence de cette couche préalable pourrait être inhibe par les constituants alcalins du ciment. Or cette couche, si elle facilite le revêtement du beton, ne permet pas l'imprégnation de celui-ci par une résine, et ne répond donc qu'imparfaitement au but poursuivi, indépendamment d'une mise en oeuvre relativement conteuse. La présente invention prevoit également un traitement prealable du béton en vue de son revêtement ultérieur, mais ce traitement de mise en oeuvre simple permet en outre une imprégnation du béton sur une certaine profondeur eu moyen de résines et une amélioration des propriétes mécaniques de ce beton, tout en favorisant l'accrochage de films de peinture. L'invention vise plus particulièrement un procédé de traitement des bétons après la prise, dans lequel on imprègne le béton au moyen d'une résine hydrosoluble, en particulier une résine phénoplaste ou aminoplaste, le procéde étant caractérisé en ce que, préalablement à l'imprégnation par cette résine, on effectue une première imprégnation du béton par une solution aqueuse d'un composé contenant au moins un atome d'hydrogène acide mobile et susceptible de déplacer le calcium de la chaux libre contenue dans le béton, sans décomposition des granulats de carbonate de calcium essentiellement utilisés dans la confection de ce béton Selon une forme de mise en oeuvre de l'invention, le composé utilisé pour cette première impregnation est un phénol. Selon une autre forme de mise en oeuvre, le composé utilisé pour la premiere imprégnation est la diméthylol uree (DMU) et on effectue cette impré gnation au moyen d'une solution aqueuse d'une résine urée-formaldéhyde preparée en milieu légèrement basique Une solution particulièrement appropriée à cette première imprégnation est obtenue par le mélange d'une mole d'uree et de deux moles de formaldehyde en solution aqueuse à 30%, à la température ordinaire et à pH 8 (obtenue par addition de soude NaOH à 10%). On constate: - qu'un béton ainsi imprégne -cette imprégnation préalable étant réalisée par tout moyen approprié (immersion, badigeonnage, lessivage,...)- offre une plus grande aptitude à la pénétration d'une résine dans les capillaires du béton; - que les résistances mécaniques en flexion de ce béton sont améliorées; - et que sa perméabilité à l'eau liquide diminue de manière notable. Divers résultats d'essais ayant conduit à ces conclusions sont donnes ci-apres, ainsi que des details sur la mise en oeuvre du traitement selon l'invention. On notera que pour ces essais, on a utilisé comme résine destinée à l'imprégnation une résine phénol-formaldéhyde préparée de la façon suivante: - le phénol est fondu à 40"C; le formaldéhyde est en solution aqueuse à 30%; - on mélange le formaldéhyde et le phénol dans les proportions molaires formaldéhyde /phénol = 1,8. - le pH du mélange est fixé à 8 à l'aide d'une solution de soude à 10 ou 20%; - on chauffe une heure à 70-800C, puis on refroidit rapidement le mélange; - une fois la synthèse terminée, la viscosité de la résine formo phénolique est ajustée en évaporant plus ou moins lleau. Les éprouvettes de béton utilises pour les essais ont été réalisées avec des proportions pondérales de une partie de ciment CPA 400 pour trois parties de granulat. Les éprouvettes -sont poncées pour enlever la couche de laitance superficielle constituée essentiellement par de la chaux. EXEMPLE 1 Sur des éprouvettes. d'essais telles que définies ci-dessus, on réalise la premiere imprégnation ou prétraitement d'imprégnation selon l'invention au moyen d'une solution aqueuse à 10% de phénol en immergeant les éprouvettes dans cette solution pendant un temps compris entre quelques minutes et quelques heures. Après avoir sorti ces éprouvettes de la solution et les avoir laissé sécher, on les immerge dans la résine formophénolique décrite précédemment, en meme-temps que des éprouvettes n'ayant pas subi de prêtraitement. On a soumis les éprouvettes imprégnées par la résine formophénolique à des essais de traction-flexion. Par rapport à une éprouvette non imprégnée, on constate une amélioration de 10% dans le cas d'imprégnation par cette résine d'une éprouvette non soumise au prétraitement, et une amélioration de 40% dans le cas d'imprégnation par cette même resine d'une éprouvette prétraitée par la solution de phénol. On peut donc noter une amélioration, par rapport a l'art antérieur de l'ordre de-30%. On a également effectué des essais de perméabilité à l'eau liquide en immergeant les éprouvettes pendant quelques heures dans l'eau. L'augmentation de poids des éprouvettes est de: - 5% pour éprouvette témoin n'ayant subi aucun traitement; - 1% pour une éprouvette imprégnée de résine formophénolique; - 0,4% pour une éprouvette préalablement traitée par la solution dé phénol, puis imprégnée par la résine formophénolique. On diminue donc notablement la prise en eau du béton grâce au pretraitement selon l'invention. On peut noter que, dans certaines conditions d'environnement, on pourrait craindre, dans le cas d'une préimpégnation du béton par le phenol et/ou d'une imprégnation par une résine formophénolique, une pollution par le phénol libre et il peut être avantageux d'utiliser, comme le prévoit l'invention, des solutions aqueuses d'aminoplastes, en particulier une solution aqueuse de résines aminoplastes, en particulier une solution aqueuse d'une résine uree formal déhyde. EXEMPLE 2 La solution de prétraitement est celle mentionnée precedemment, obtenue par le mélange d'urée et de formaldéhyde, dans la proportion d'une mole d'urée pour deux moles de formaldéhyde en solution aqueuse à 30%, à la température ordinaire et à pH 8, qui conduit à la diméthyol urée IDMU). On utilise des solutions de DMU à 240 g/l dont les viscosiés sont très voisines de celles de l'eau. On constate que la loi de pénétration de cette solution dans le béton des éprouvettes est analogue à celle de l'eau. La pénétration est proportionnelle à la racine carrée du. temps jusqu'à un taux ct'imprégnation de 70%, et le maximum d'imprégnation est obtenu au bout d'une heure environ. (Dans le cas d'une solution de DMU à 480 g/i (16 cps) l'imprégnation est moins efficace). La profondeur de pénétration est d'environ 10 un pour de petites éprouvettes d'essai de béton (40 x 40 x 30 mm) présentant une porosité moyenne de 10 en volume, le volume correspondant de solution de résine uree formaldéhyde ayant pénétré dans les pores étant d'environ 8,5%. Les-essais effectués sur des éprouvettes ayant subi ou non le prétraitement indiqué précedemment et soumises ensuite à une imprégnation par la resine phénol-formol, conduisent-à des résultats en tous points analogues à ceux de l'exemple 1. Il semble que la solution de résine urée formaldehyde réagisse essentiellement avec la chaux contenue dans le béton. En effets l'analyse par diffraction X de mélanges chaux-DMU préparés en solution aqueuse montre l'existen- ce d'une-phase cristalline ayant un pic principal de diffraction à 4,22 A. D'autre part, les diffractions X effectuées sur des coupes d'éprouvettes de betons imprégnes jusqu'à une-profondeur de 10 mn mettant en évidence dans la zone traitez, la disparition des raies caractéristiques de la chaux et l'apparition du spectre du composé chaux-résine (4,22 ); les autres constituants hydratés du ciment du béton n'ont pas été affectes par cette impregna- tion à l'urée formaldéhyde. Dans tous les cas, l'imprégnation du béton par les solutions de résine urée formaldéhyde détruit les sites Ca (OH)2 mais les propriétés mécaniques du béton ainsi modifié ne sont pas perturbeés. Ce dernier point semble résulter du remplacement des cristaux de chaux par le composé cristallin chaux-résine. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de realisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagees et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des bétons apres prise, en vue de leur imprégnation au moyen de résines ou de leur revêtement par un film de peinture, caractérisé en ce qu'avant cette imprégnation ou ce revêtement, on effectue une premiere imprégnation du béton,par une solution aqueuse d'un composé contenant au moins un atome d'hydrogène acide mobile et susceptible de deplacer le calcium de la chaux libre contenue dans le béton sans décomposition des granulats du carbonate de calcium essentiellement utilisé dans la confection de ce béton. 2. Procéde selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette premi ère imprégnation est effectuée à température ordinaire. 3. Procedé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le composé utilisé pour cette première imprégnation est un phénol. 4. Procedé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composé utilisé pour cette première imprégnation est le diméthylol uree. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérise en ce que cette dimêthylol uree est le produit de-condensation d'un mélange d'urée et de for maldéhyde en solution aqueuse basique. 6. Procede selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans le mélange d'urée et de formaldéhyde la proportion est d'un mole d'urée pour deux moles de formaldehyde, dans une solution aqueuse à 30% et à pH 8. 7. Articles de béton traités selon le procedé des revendications I à 6.