Brevet FR2517363A1 — publié le 19830603

Cartouche pour scellement d'ancrage, a charge alternée sous gaine filet. La présente invention concerne les charges de scellement de boulons ou tiges d'ancrage dans les galeries de mines, ouvrages d'art et analogues. Le brevet français nO 69.03015 du 10 fevrier 1969 a décrit une gaine pour de telle cartouches, constituée par un "tube filet". On pourra se reporter a ce brevet pour ce qui concerne la constitution et le rôle de ce tube filet. On savait également par le Certificat d'Utilité français nO 75/01228 du 16 janvier 1975 qulil était possible de concentrer, dans une charge de type polyester, le catalyseur en têtue' de la cartouche (c'est-à-dire vers l'orifice du trou de forage, lorsque la cartouche est en place dans le trou), et que l'on obtenait néanmoins un mélange homogène. La Demanderesse a maintenant découvert qu'en fractionnant la charge de scellement en plusieurs "berlingots" séparés, excluant tout contact entre leurs contenus respectifs, selon le cherra : . catalyseur chargé/résine chargée/catalyseur chargé... on obtenait naturellement une durée de vie excellente au stockage, mais aussi, de manière surprenante, qu'il n'était plus nécessaire d'enfoncer le boulon d'ancrage en rotation, et qu'il était au contraire possible, malgré le caractere hétérogène de la cartouche, de s'zEfran- chir de cette rotation tout en obtenant un mélange suffisamment homogène de la résine et du catalyseur apres mise en place de la tige d'ancrage. Ce résultat surprenant est dû semble-t-il d'une part à l'alternance précitée des réactifs, et d'autre part au fait que, avant sa désagrégation, le tube filet favorise un bon mélangeage grâce au passage fore des réactifs dans les orifices du filet, lorsque la tige s'enfonce et déchire les enveloppes des berlingots. De plus, la cartouche selon l'invention autorise des espaces annulaires inhabituels, très grands. (jusqu'a environ 20 mm). I1 peut etre avantageux d'utiliser un tube filet élastique 'coupé", c'est-h-dire présentant une fente longitudinale sur toute sa longueur. En effet, le rappel élastique maintient en place les berlingots. On peut également n'utiliser qu'une seule étoile terminale, éventuellement en combinaison avec un tube filet "coupé". D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris grace à la description que va suivre, et au dessin annexé. La Figure 1 représente en coupe longitudinale un mode de réalisation préféré de la cartouche selon l'invention. La Figure 2 représente le tubé filet. La Figure 3 représente ltétoile terminale. La Figure 4 représente la section d'une cartouche à tube filet "coupé". Les références du dessin ont les significations suivantes 1. paroi déchirable du "berlingot" 2. "mastic" (résine + charges) 3. catalyseur chargé 4. tube "filet" 5. orifices du tube filet 6. étoile terminale L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée. EXEMPLE : On a réalisé une charge selon l'invention, qui se compose des éléments suivants: - gaine polyamide de largeur à plat = 33 mm soit diamètre - 21 mm - tube filet en polystyrène . diamètre intérieur = 22 mm . diamètre extérieur -- 25,3 mm longueur = 805 ;nm - 2 étoi'es(e.ilorfes)en polyéthylene - la charge de scellement se compose de : . 4 berlingots de "catalysen- pâteux" dans la gaine polyamide de diamètre 21 mm - longueur 40 mm, . 3 berlingots de "mastic" à base d'une résine polyester insature dans la gaine polyamide de diamètre 21- mm, longueur = 200 mm. Formulation du mastic NORSODYNE 693 = 165 parties en poids D M P T = q.s.p la réactivité AEROSJL 200 = 1,5 % /résine Craie GY 100 = 400 parties en poids Masse volumique = 1,85 à 1,90 g/cc Formulation du catalysùràteux LUCIDOL BL 50 = 7,67 % en poids DIBUTYLPHTALATE = 15,64 % en poids CERECLOR 56 L = 3,07 Z en poids Craie GY 100 = 73,62 % en poids Masse volumique = 1,90 à 1,95 g/cc Nature et provenance des produits utilisés NORSODYNE 693 = ::Résine polyesters insaturés de CDF CHIMIE AEROSIL 200 = silice colloïdale de surface spécifique 200 m2/g1fournie par DEGUSSA LUCIDOL BL 50 = Peroxyde de benzoyle à 50 % dans le Dibutylphtalate,fourni par AKZO CERECLOR 56 L = Paraffine chlorée - teneur en chlore 56 fournie par ICI Craie GY 100 = Charge minérale fournie par OMYA Dans les cartouches selon l'invention, le mastic représente de 70 à 90 X, de préférence environ SO Z, du volume de la charge, et le catalyseur pateux de 30 à 10 %, de préférence environ 20 t. Pour obtenir une bonne qualité de scellement, la longueur d'un berlingot de mastic sera de 150 à 250, de préférence 200 mm, et la longueur d'un berlingot de catalyseur pâteux sera de 30 à 50 mm, de préférence 40 mm. On pourra choisir une disposition non symétrique des berlingots (berlingot de catalyseur à une extrémité, de mastic à l'autre), ou bien une disposition symétrique, mais, de manière tout à fait préférée, on placera un berlingot de catalyseur pâteux en "tete"de la cartouche. Dans un exemple de réalisation, qui est le mode préféré qui correspond à la Figure 1 annexé, on a la disposition catalyseur/mastic/catalyseur/masticicatalyseur/mastic/catalyseur. Avantages des cartouches selon l'invention . Le mastic et le catalyseur pâteux sont totalement séparés ceci permet une bonne durée de vie des produits. . Ce type de charge permet l'ancrage de boulons dans des conditions d'espace annulaire impossibles pour des charges de scellement classiques (c'est-à-dire avec espace annulaire très grand). . Ce type de charge permet l'utilisation de très faibles vitesses de rotation (par exemple : 100 à 150 T/mn), voire nulles. Dans la même charge de scellement, on peut avoir une séquence de réactivité différente ; soit par des berlingots de mastic de réactivité différente, soit par des berlingots de catalyseur pâteux de réactivité aussi différente (à la place du LUCIDOL BL 50 on pourra prendre le LUCIDOL GB 50 w péroxyde de benzoyle + péroxyde 2.4 dichlorobenzoyle). Exemple d'ancrage On a utilisé la cartouche telle que décrite dans l'exemple ci-dessus et représentée a la figure 1. - tige : diametre 20 mm, longueur 2,20 m - vitesse de rotation : 1000 t/min. - qualité du scellement (examen visuel en tube) scellement homogène. - temps de prise manuelle : 60 - 90 sec. - diamètre de gratin : 28 mm. On constate que les charges selon l'invention permettent de s'affranchir de la limite supérieure habituelle de 4 mm environ en ce qui concerne l'espace annulaire. Deux variantes de cette mise en oeuvre à 100 et O tours/minute ont donné des résultats qualitatifs et quantitatifs sensiblement identiques. REVENDICATIONS 1. Cartouche pour scellement de tiges ou boulons d'ancrage, caractérisée en ce que la charge de scellement est fractionnée en berlingots séparés contenant, les uns la résine et des charges, les autres le catalyseur et des charges, et disposés en alternance dans une gaine tubulaire rigide ou semi-rigide dont la structure à mailles forme un "filet", fermée à chacune de ses deux extrémités par un élément présentant des protubérances en étoile qui viennent se bloquer dans les mailles du tube filet. 2. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tube filet est en polystyrène 3. Cartouche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments en toile sont en polyéthylène. 4. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la résine est du type polyester insaturé et le catalyseur est du péroxyde de benzoyle. 5. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle ne comporte qu'une seule étoile. 6. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le tube filet est élastique avec une force de rappel centripète et "coupé" sur toute sa longueur. 7. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des berlingots dont le contenu présente des réactivités différentes, au niveau de la résine et/ou du catalyseur. 8. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la sequence est la suivante (ta te) catalyseur/mastic/catalyseur/castic/catalyseur/mastic/catalyseur. 9. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la séquence est la suivante (tête)mas t ic lcatalyseurlmas ticlatalyseurlmasticlcatalyseur . 10. Utilisation d'une cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans des forages dont l'espace annulaire peut atteindre environ 20 mm.