Brevet FR2485586A1 — publié le 19811231

Procédé Dour rendre étanches b l'eau des joints entre éléments de construction. La présente invention concerne un procédé de scellement étanche à l'eau de joints entre éléments de construction, et plus particulièrement d'éléments de béton armé préfabriqués, procédé au cours duquel on forme une structure de scellement, dans une canalisation constituée par des évidements usinés dans la surface des éléments de construction disposés face a face, en utilisant un tuyau élastique. La solution selon l'invention peut être avantageusement utilisée pour tout type de construction étanche a l'eau, telle que des piscines, des châteaux d'eau ou des constructions contenant de l'eau comme des réservoirs ou toutes autres structures servant au stockage de liquides telles que des cuves d vin, etc. En mettant en oeuvre le procédé de l'invention, on peut ériger des constructions dont le but est d'éviter la pénétration de l'eau d l'intérieur desdites constructions (par exemple des tunnels pour utilités publiques pratiqués sous un plan d'eau). En général, ces structures ont été réalisées au moyen de bétons monolithiques, mais > si l'on tient compte de la maind'oeuvre importante exigée par la mise en oeuvre de cette technologie,dedurée prolongée de la construction et des difficultés du travail en période hivernale, on a été amené à préférer de plus en plus des systèmes de construction basés sur l'emploi d'éléments de béton armé préfabriqués. Cependant, jusqu'à maintenant, il n'a pas été possible de réaliser de façon satisfaisante le scellement étanche à lgeau-des joints entre surfaces voisines des éléments de béton armé préfabriqués.Actuellement, on utilise dans ce but et sur le site des agents de collage synthétique ou un bétonnage, ou bien encore des bandes de scellement élastiques, des cordes flexibles (réalisées en caoutchouc) et des tuyaux flexibles qui sont fixés entre les éléments. Toutefois, comme cela a pu -être démontré s ur p 1 n s i e u r s exemples pratiques, le bétonnage sur le site ne permet pas d'obtenir le scellement étanche a l'eau que l'on désire. Bien que certaines constructions collées et de caractère expérimental aient été récemment réalisées, on ne dispose d'aucune expérience pratique pour ce qui concerne 1 e vieillissement du matériau.L'inconvénient des bandes élastiques, des cordes et des tuyaux de caoutchouc tient b ce qu'il n'est pas possible d'obtenir un support uniforme, ces moyens se dépla çant facilement sous l'influence du déplacement des éléments dans lesquels ils sont noyés, et ceci sous l'influence de la pression de l'eau ou du déplacement des éléments dans lesquels ils sont noyés, et ils sont donc incapables de remplir leur fonction de scellement avec une grande sécurité de fonctionnement. Selon la solution décrite dans le brevet allemand 2 412 087, les joints entre éléments de construction adjacents sont scellés au moyen d'un tuyau élastique fermé sur tous ses cotés. Le tuyau - qui est fixé dans des évidements constitués sur la surface des deux éléments de construction voisins - est rempli de particules élastiques ou d'un liant contenant un lubrifiant. Ce dernier permet aux particules situées dans le tuyau de s'y mieux stabiliser. Les matières ajoutées peuvent être un agent de réticulation qui stabilise la position des particules élastiques.Le tuyau peut être encastré de manière relativement avantageuse, mais quand il est encastré il se comporte de la meme manière que les cordes ou bandes en caoutchouc plein, et il devient instable et se déplace ; son aptitude d être employé dans des constructions étanches a l'eau est donc douteuse car desd4X3ce- ments peuvent survenir sous l'influence de la pression de l'eau; son efficacité en tant qu'élément de scellement doit donc être mise en cause. Le but de l'invention est de développer un procédé de scellement étanche à l'eau de joints entre éléments de construction, et en particulier d'éléments de béton armé préfabriqués, permettant d'éliminer les inconvénients des solutions connues destinées à remplir les mêmes buts et d'obtenir,avec un niveau de sécurité opérationnelle élevé,un joint étanche a l'eau et ne se déplaçant pas, et ceci en utilisant une technologie relativement simple. L'invention est basée sur le fait reconnu que le déplacement mutuel des éléments sous l'influence d'une pression externe exercée par de l'eau, ou de toute autre contrainte, peut être évitez ou du moins réduit au minimum, en partie en soumettant à une postcontrainte l'élément de béton armé préfabriqué tel qu'un mur et en partie en formant entre les éléments voisins réalisés en béton armé un joint qui résiste a des liquides sous pression de manière que le maintien de la déformation élastique des éléments élastiques ne soit pas réalisé au moyen des éléments de construction, mais que l'état élastiquement déformé soit stabilisé au moyen d'une structure indépendante de ces facteurs et mise en place dans les joints avant que les éléments de construction soient placés les uns contre les autres. Partant de cette constatation, le problème posé est résolu selon l'invention au moyen d'un procédé au cours duquel on dispose dans la canalisation constituée par les évidements usinés dans la surface des éléments de construction disposés PBun contre l'autre une structure de scellement élastique telle qu'un tuyau, et qui est caractérisé en ce qu r aprds avoir soumis les éléments de construction a une contrainte, le tuyau est rempli drun matériau a durcissement différé sous une pression dépassant la pression atmosphérique et correspondant au moins a 3 atmosphères et de préférence i 6 a 8 atmosphères; en ce que le tuyau qui est élastiquement déformé et dilaté est pressé contre les surfaces des éléments de construction adjacents et disposés face a face, alors que le matériau a durcissement différé peut alors se durcir sous l'effet de la pression requise, le tuyau étant alors stabilisé dans son état élastiquement déformé et pressé contre les surfaces des éléments de construction qui l'entourent. On peut obtenir avec ce procédé une structure de scellement comprenant un noyau interne massif et une enveloppe qui l'entoure et déformée élastiquement dans les joints situés entre éléments adjacents. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise un tuyau a paroi épaisse, dont l'épaisseur est de préférence de 10 mm, constitué en caoutchouc ou en tout autre matériau synthétique élastique, tandis qu'on introduit dans ce tuyau un mortier de ciment à durcissement différé. Selon une autre caractéristique de l'invention, on forme dans la surface des éléments de construction se faisant face des évidements arqués et de préférence semi-circulaires et on introduit dans les canalisations formées par les évidements un tuyau de section transversale circulaire et dont le diamètre externe est de préférence compris entre 30 et 40 mm. Le tuyau est soit tiré dans la canalisation formée par les évidements, soit fixé dans l'évidement de l'un des éléments, et ceci par exemple par collage, alors que l'autre élément est fixé a l'élément contenant le tuyau de manière que ce tuyau vienne se loger dans l'évidement de l'autre élément.Lorsque cette opération qui vient d'etre décrite est terminée, les éléments de construction sont pressés l'un contre l'autre en leur appliquant une contrainte; on injecte ensuite le mortier de ciment dans le tuyau. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, on insère dans les joints des éléments de construction voisins,et au voisinage des dispositifs appliquant la force de contrainte tels que des tirants, avant de soumettre les éléments a la contrainte, des feuilles d'un matériau élastique dur dont l'épaisseur remplit pratiquement la largeur des joints. Avantageusement, on utilise des feuilles de caoutchouc d'une dureté Shore de 90 et d'une épaisseur d'environ 10 mm; on pratique une ouverture dans la zone centrale de ces feuilles pour permettre le passage du tirant, ouverture dont le diamètre correspond de préférence au diamètre du tirant.Avant de fixer les éléments, on fixe les feuilles - de préférence par-collage - sur la surface de l'un des éléments de construction, et ceci de manière que les trous des feuilles soient en alignement avec les ouvertures servant au passage de l'organe appliquant la force de contrainte. Les effets avantageux obtenus au moyen de la solution de l'invention sont les suivants: Le matériau qui est injecté à l'intérieur du tuyau élastique de la structure de scellement réalisée selon le procédé de l'invention est pressé avec une force considérable contre la surface de l'élément de liaison, et simultanément par l'état déformé élastiquement et stabilisé du tuyau, le noyau qui est durci a l'intérieur scellant le joint d'une manière absolument fiable.Du fait que les éléments sont pressés mutuellement les uns contre les autres, il ne peut y avoir de déplacement relatif a la suite d'un déplacement ou de dégats causés au scellement, et la pression de l'eau ne peut pas déloger le tuyau élastique de son logement en partie du fait de la contrainte interne et de la fixationau moyen du noyau rigide, et en partie du fait qu'il s'applique contre l'évidement et qu'il est a l'état encastré. En conséquence, quand on met en oeuvre le procédé de l'invention, on peut réaliser des constructions étanches à l'eau respectant complètement les prescriptions concernant l'étanchéité d l'eau en utilisant des éléments de béton armé préfabriqués et en mettant en oeuvre une technologie de construction industrialisée qui est indépendante du temps et qui économise de la maind'oeuvre. L'invention sera maintenant décrite en détail avec référence au dessin ci-annexé qui représente une section d'une structure de mur d'un réservoir de stockage d'eau réalisé en éléments de béton armé préfabriqués et scellés selon l'invention, dessin dans lequel: la Fig. 1 est une coupe horizontale de l'un des coins du réservoir de stockage, dans l'axe du tirant, un élément de coin et deux éléments de paroi latérale étant reliés les uns aux autres, et la Fig. 2 représente la partie A de la Fig. 1 a plus grande échelle. Comme on le verra sur la Fig. 1, le mur qui circonscrit l'espace du réservoir 1 comprend les éléments de coin en T 2 et les éléments de parois latérales 3. Les éléments 2 et 3 sont des éléments de béton armé préfabriqués dans lesquels sont pratiqués des ouvertures traversantes horizontales 4 qui sont alignées dans les deux éléments et qui forment les canalisations pratiquées sur la totalité de la longueur du mur. Les canalisations reçoivent les tirants 5. Entre les éléments de ciment renforcés et préfabriqués disposés les uns contre les autres existent des interstices verticaux 6 qui doivent être scellés de façon étanche a l'eau de manière à les rendre étanches à l'eau contenue dans le réservoir 1. L'ensemble du joint d'étanchéité est indiqué en 7. La Fig. 2 représente le procédé permettant de réaliser ce joint. Les éléments 2, 3 de béton armé préfabriqués sont disposés sur la plaque inférieure du réservoir préalablement préparée en béton armé monolithique (non représenté). Sur les surfaces verticales frontales 2a, 3a des deux éléments situés face à face existent des évidements semi-circulaires 8 formant une canalisation sensiblement verticale et de section transversale circulaire. Le tuyau à paroi épaisse réalisé en un matériau élastique est placé dans cette canalisation, le diamètre externe du tuyau étant plus faible que celui de la canalisation formée par les évidements 8. (On ne peut voir sur la Fig. 2-l'interstice situé entre l'évidement et le tuyau du fait que la figure représente le joint à l'état terminé).Les tirants sont passés dans les canalisations longitudinales constituées par les ouvertures 4, et on peut prévoir dans les parois latérales plusieurs canalisations situées les unes au-dessus des autres, par exemple au nombre de quatre; ces tirants permettent d'aligner provisoirement les éléments qui ont été élevés au moyen d'une grue et disposés dans une position longitudinale précise. Comme on le voit sur la Fig. 2, les feuilles dures 9 réalisées en un matériau élastique quelconque et qui sont introduites dans les interstices entre les éléments préfabriqués adjacents sont reliées au tirant 5. On peut utiliser avec avantage des feuilles de caoutchouc connues sous l'appellation de "Styro" et dont la dureté est de 90 Shore (épaisseur 10 mm; dimensions 300 x 100 mm).Les feuilles 9 sont collées sur les faces terminales 2a, 3a des éléments de construction 2, 3, et ceci de préférence au point où se rencontrent l'ouverture 4 et la surface 2a, 3a, de manière que l'ouverture centrale de la feuille 9 coïncide avec l'ouverture 4.Le rôle de cette feuille ajourée est le suivant: d'une part elle maintient la distance entre éléments voisins 2, 3, ce qui est important du point de vue de la postcontrainte qui doit être appliquée, et d'autre part elle évite au cours de l'injection dans les ouvertures 4 que l'excès de matériau injecté passe dans l'interstice 6; par ailleurs, un impact élastique au niveau de l'interstice 6 devient possible et on évite simultanément des dégâts au tuyau élastique. Un autre avantage est que,dans le cas où le tuyau 8 est endommagé, on peut éliminer la perméabilité a l'eau en introduisant un mortier synthétique dans l'interstice 6. Le mortier de résine synthétique est étanche a l'eau en soi, et par ailleurs la feuille 9 ne permet pas l'arrivée de l'eau dans la canalisation contenant le tirant. Une rois que les éléments 2, 3 ont été positionnés avec précision en direction verticale, on applique la posecontraina te finale (voir Fig. 1) en utilisant l'écrou 15 et le disque d'acier de centrage il contenant le passage 12 pour le mortier de ciment. L'applicatlon de la postcontrainte est suivie par le remplissaqe de la canalisation formée par les ouvertures 4 et contenant le tirant 5 avec du mortier de ciment. Le remplissage s'effectue par injection. Lorsque les étapes qui viennent d'entre laentionnees sont terminées, on doit retirer la plaque de protection 14 réalisée en béton monolithique.Les opérations d'application de la contrainte sont bien connues et cette contrainte est de préférence appliquée par les deux cotés. LSapplication de la contrainte est suivie par le remplissage du tuyau 10 qui est en position verticale avec du mortier de ciment. Le tuyau 10 peut etre un tube en caoutchouc à paroi épaisse, tel qu'un tuyau de caoutchouc de 30/40 mm gcJestdmdire dont lépaisseur de paroi est de 10 mm), connu sous l'appellation de "U TROP 65" et disponible dans le commerce. Avantageusement, l'injection s'effectue sous une surpression de 7 a 8 atmosphères.Du fait de l'injection, le matériau du tuyau se distend, c'est- d-dire qu'il est soumis a une déformation élastique, le tuyau étant serré fermement dans les évidements semi-circu- laires illustrés sur la Fig. 2 et pressé contre les surfaces frontales 2a, 3a des éléments de béton armé disposés l'un contre l'autre. La dEformation élastique du tuyau est stabilisée par le mortier de ciment durci 16, et il en résulte que l'arrivée de l'eau contenue dans le réservoir 1 a partirde la direction indiquée par la flèche a est totalement arrêtée par le joint étanche à l'eau 7 (Fig. 2).L'interstice est avantageusement rempli d'un lait de ciment 17 sur les deux côtés du tuyau 10, alors que dans les zones de surface, l'interstice 6 doit être rempli sur les deux côtés.avec un lait de-ciment plus épais 18. il va sans dire que l'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit ci-dessus et que plusieurs versions sont possibles dans le cadre des revendications. Le scellement étanche a l'eau de l'invention peut être également réalisé avec succès dans des joints horizontaux, le scellement étanche a l'eau pouvant être obtenu en d'autres termes entre des éléments disposés horizontalement. Les tuyaux 10 peuvent etre disposés de manière qu'ils soient tirés dans la canalisation formée par les évidements semicirculaires seulement après avoir appliqué la contrainte aux éléments, mais les tuyaux 10 peuvent également être fixés dans l'évidement semi-circulaire de l'un des éléments de construction avant le positionnement des éléments, par exemple par collage, alors que l'autre élément est appliqué contre le tuyau collé au niveau de son évidement. Cependant, la mise en place des éléments doit avoir lieu avant l'injection du mortier de ciment.La liaison de la structure de mur - constitué par les éléments soumis a contrainte et rendus étanches a l'eau au moyen du procédé de l'invention à la plaque de base s'effectue de toute manièreconflue; à l'endroit de la liaison, l'étanchéité à l'eau peut être obtenue par des procédés connus en soi. L'application de-la contrainte peut s'effectuer en utilisant des câbles à la place de tirants. Un scellement efficace peut être réalisé avec le procédé de l'invention non seulement pour des joints entre éléments de béton armé préfabriqués, mais également pour des joints situés entre des structures d'acier. A la place du mortier de ciment, on peut également utiliser un mortier de résine synthétique, c'est-à-dire un mortier dont la résine synthétique constitue le liant. Le remplissage des joints peut être effectué sur un côté ou sur les deux côtés du tuyau de caoutchouc soit avec un mortier de ciment soit avec un mortier synthétique dont la résine synthétique constitue le liant. REVENDICATIONS 1. Procédé pour rendre étanches à l'eau des joints entre éléments de construction, et plus particulièrement des éléments de béton armé préfabriqués, au cours duquel un joint est constitué au moyen d'un tuyau élastique disposé dans une canalisation formée par des évidements pratiqués dans la surface des éléments de construction disposés face à face, caractérisé en ce qu'après avoir pressé les éléments de construction (2, 3) l'un contre l'autre par application d'une contrainte, le tuyau (10) est rempli d'un matériau a durcissement différé à une pression dépassant la pression atmosphérique, et s'élevant à au moins 3 atmosphères et de préférence a 6 a 8 atmosphères, alors que le tuyau dilaté et déformé élastiquement est pressé contre les surfaces (2a, 3a) des éléments de construction (2, 3) disposés face a face; le matériau a durcissement différé et pressurisé se durcissant et le tuyau (10) étant utilisé dans son état élastiquement déformé et presse contre les surfaces (2a, 3a) des éléments de construction voisins (2, 3), ces mesures permettant d'obtenir une structure de scellement comprenant un noyau interne massif et une enveloppe qui l'entoure et déformée élastiquement dans les joints entre les éléments de construction (2, 3). 2. Procédé selon la revendication 1, aractérisé en ce qu'on utilise un tuyau a paroi épaisse (10) dont l'épaisseur de paroi est de préférence d'environ 10 mm, réalisé en caoutchouc ou en matériau synthétique élastique. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on injecte dans le tuyau (10) un mortier de ciment (16) à durcissement différé. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que sont constitués dans les surfaces opposées (2a, 3a) des éléments de construction (2, 3) des évidements (8) arqués et de préférence semi-circulaires, et en ce qu'un tuyau dont le diamètre externe est d'approximativement 30 à 40 mm est inséré dans la canalisation constituée par ces évidements. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que le tuyau est tiré dans la canalisation formée par les évidements (8) avant ou après l'application de la contrainte aux éléments de construction (2, 3) en alignement. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'avant le positionnement des éléments (2, 3), le tuyau est fixé de préférence par collage dans l'évidement (8) de l'un des éléments, alors que l'autre élément est placé contre le premier de manière que l'évidement (8) vienne s'appliquer contre le tuyau (10) disposé dans le premier élément. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des feuilles dures (9) sont insérées dans l'interstice (6) entre éléments de construction (2, 3) au voisinage des dispositifs appliquant la contrainte, et tels que les tirants (5), l'épaisseur desdites feuilles correspondant sensiblement à la largeur de l'interstice (6) et ces feuilles étant déformées élastiquement lors de l'application de la contrainte aux éléments de construction (2, 3). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise des feuilles de caoutchouc dures de dureté Shore 90 et d'une épaisseur d'environ 10 mm et en ce qu'une ouverture est constituée dans leur partie centrale pour laisser passer les moyens appliquant la contrainte, par exemple les tirants (5), alors que le diamètre de l'ouver- ture correspond avantageusement au diamètre desdits moyens, et en ce qu'en outre - après avoir aligné les ouvertures pratiquées dans la surface de l'un des éléments de construction avec les ouvertures servant au passage de l'organe appliquant la contrainte - on fixe la feuille de caoutchouc, de préférence par collage, à la surface (2a, 3a) des éléments de construction (2, 3) avant de fixer ces éléments l'uR à l'autre. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce quetlorsque la structure de scellement (7) est terminée, on remplit l'intérieur de l'interstice (6) avec un lait préparé avec du ciment ou avec une résine synthétique constituant un liant, et en ce que simultanément on revêt la zone de la sortie de l'interstice (6) avec du mortier dont la base est constituée essentiellement par le même matériau que le mortier coulé dans l'interstice.