Brevet FR2537988A1 — publié le 19840622

? 968 La présente invention concerne un agent de fixation d'éléments d'ancrage, comme des tiges d'ancrage et analogues, dans des matériaux récep- teurs durs, se composant d'un ciment de résine composite durcissable contenan une charge, et d'un corps de cheville en forme de douille comportant des orifices de traversée et servant à recevoir la résine composite et l'élément d'ancrage En pratique de tels agents d'ancrage correspondent au mode d'an- crage qui est appelé "système à injection". On sait depuis longtemps utiliser des ciments de nature organique o minérale pour la fixation d'éléments d'ancrage dans des trous forés dans un matériau récepteur Pour garantir que dans de telles conditions le ciment pénètre également dans les parties les plus profondes du trou foré, il faut supposer obligatoirement une certaine capacité minimale de fluage C'est à ce sujet qu'on rencontre des difficultés Lorsque le matériau récepteur qui est aéré ou comporte des cavités, comme cela est par exemple le cas pour de la pierre naturelle ou également pour une maçonnerie avec cavités, il existe le risque que le ciment pénètre dans les intervalles, fissures ou cavités et qu'on ne dispose plus de la masse de ciment nécessaire pour assurer la fixa- tion proprement dite des éléments d'ancrage Une autre difficulté consiste en ce que du ciment possédant la capacité nécessaire de fluage s'échappe de trou forés horizontalement notamment pour les travaux de montage effectués au- dessus de la tête de l'opérateur Pour remédier à ces difficultés, on a déjà essayé d'utiliser en même temps que le ciment une douille perforée ou à mailles analogue à une cheville et dans laquelle, après mise en place dans le trou, le ciment est introduit De cette manière, on voulait s'opposer à un échappement du ciment Cependant il s'est avéré que les ancrages ainsi réali- sés présentaient une résistance non satisfaisante, de sorte que ce moyen a ét considéré comme inapplicable. D'une manière surprenante, pour la fixation d'éléments d'ancrage, comme des tiges d'ancrage, comme des tiges d'ancrage et analogues, dans des matériaux récepteurs durs, notamment une maçonnerie à cavités, on a constaté qu'avec un agent comportant un ciment composite durcissable contenant une charge et un corps analogue à une douille en forme de cheville comportant des orifices de passage et servant à recevoir la résine composite, on pouvait éliminer les inconvénients considérés comme inévitables jusqu'à maintenant, c résultat étant obtenu lorsque les matières de charge du ciment de résine composite ont un diamètre moyen de particules allant de 0,01 à 0,5 mm et lorsque le rapport du diamètre des orifices de passage du corps en forme de douille au diamètre des matières de charge du ciment de résine composite vari d'environ 1,5 à 12,0, et notamment de 1,8 à 5,6 De préférence, les matières de charge ont un diamètre moyen de particules allant de 0,05 à 0,3 mm. -2 25379 b 8 On a constaté de façon surprenante qu'en observant ces paramètres, d'abord un écoulement non contrôlé du ciment de résine de réaction est contre- balancé d'une façon totalement satisfaisante En outre, il ne se produit plus l'effet perturbateur de filtration ayant pour résultat que le ciment de résine de réaction possède à l'extérieur du corps en forme de douille une composition différente de celle existant à l'intérieur de ce corps On est assuré d'une composition homogène du ciment à l'intérieur et à l'extérieur du corps en forme de douille Cela est également très important pour la rêsis- tance de l'ancrage En outre, conformément à l'invention, il sort par les orifices de passage du corps en forme de douille, d'une manière contrôlée, une quantité suffisante de ciment de résine composite de composition homogène pour conférer la résistance désirée à l'ancrage. Avantageusement, le diamètre des orifices de passage est 0,1-5 mm, de préférence 0,3-3 mm, et notamment 0,5-0,8 mm. En particulier, dans le corps en forme de douille, notamment lorsqu'il est agencé sous forme d'une douille perforée, le rapport du diamè- tre des orifices de passage à la plus petite largeur entre deux orifices de passage est de préférence environ 1,4-6,25, notamment environ 1,6 Cet agencement procure l'avantage particulier que les courants individuels de ciment de résine composite sortant par les orifices de passage sont ensuite réunis à nouveau sous forme d'une pâte. La résine composite contient de préférence comme matières de charge des éléments creux, notamment des billes creuses, en particulier de nature minérale Ces éléments creux ont de préférence une densité d'environ 0,3 à 0,8 g/cm Pour la fabrication de tels corps creux ou billes creuses, on peut notamment employer du verre, du corindon ou un matériau de céramique, et on peut facilement utiliser aussi des billes creuses en matière plastique comme charges Les charges ont un diamètre moyen de particules de 0,01-0,5 mm environ, notamment 0,05-0,3 mm environ A cet égard, au moins 60 %, de préfé- rence 80 % et notamment 90 % de toutes les particules ont un diamètre rentrant dans les plages précitées L'utilisation de charges d'un poids spécifique relativement faible procure l'avantage qu'elles assurent la répartition radiale des pâtes de résine réactive sortant par les orifices de passage du corps en forme de douille de façon sensiblement indépendante des forces de gravité Une telle sortie de la résine de réaction hors du corps en forme de douille avec des quantités sensiblement égales dans toutes les directions est de grande importance pour l'obtention d'une grande résistance. On obtient des résultats particulièrement bons lorsque le rapport de densité des particules de charge à la densité de la fraction-résine de la résine composite est d'environ 0,25-0,9, notamment 0,6-0,8. 25379 b 8 Avantageusement, la viscosité du ciment de résine composite conte- nant la charge est de 50-300, notamment 80-300 Pa s Le spécialiste connait les différentes possibilités d'agir sur la viscosité, notamment pour les ciments de résine composite Ainsi on peut agir sur la viscosité par exemple par la teneur en charge Dans le cadre de l'invention, il est recommandé notamment d'utiliser des ciments de résine composite ayant une teneur en charge de 25 à 45 % en volume, ces valeurs étant rapportées au volume total d ciment de résine composite Cette quantité correspond à peu près à 5 à 35 % e poids Une autre possibilité d'agir sur la viscosité, qui s'est avérée particulièrement efficace dans le cadre de la présente invention, consiste à ajouter des agents de thixotropie Pour la mise en pratique de ce moyen qui est particulièrement applicable dans le cadre de la présente invention, on peut utiliser des matières connues, notamment de la silice pyrogène, mais également du kaolin, de l'amiante, de la montmorillonite et des composés semblables Il s'est avéré particulièrement avantageux d'utiliser des agents de thixotropie, notamment de la silice pyrogène, en quantités de 1-8 % en poids, notamment 4-6 % en poids, ces valeurs étant rapportées à la masse totale du ciment de résine composite. La limite de fluage du ciment de résine composite varie dans la plupart des cas de 500 à 1200, notamment de 800 à 1000 Pa. Dans un domaine particulier, il-s'est avéré approprié d'utiliser des ciments de résine composites dont la densité est inférieure à 1,5 g/cm 3 3 notamment inférieure à 1,4 g/cm et de préférence inférieure à 1,0 g/cm De" densités plus faibles du ciment de résine composite sont particulièrement souhaitables pour les raisons définies ci-dessus, notamment pour obtenir une sortie radiale aussi uniforme que possible à partir du corps en forme de douille. Des ciments de résine composites' particulièrement appropriés ont été décrits dans la demande de brevet allemand P 32 26 602 2 Il s'est avéré particulièrement avantageux également d'utiliser des ciments ayant la compo- sition suivante Résine de polyester insaturée 24-58 % en poids Diluant réactif 14-38 % en poids Billes creuses de charge 17-34 % en poids Durcisseur peroxyde 1-4 % en poids Plastifiant 1-7 % en poids Agent de thixotropie 1-8 % en poids 25379 & 8 et notamment la composition suivante Polyester insaturé 35-37 % en poids Monostyrène 25-28 % en poids Billes creuses de verre ( 0,06-0,2 mm) 24-27 % en poids Peroxyde de dibenzoyle 2-3 % en poids Plastifiant à base de phtalate 3-7 % en poids Silice pyrogène 4-6 % en poids Les agents d'ancrage conformes à l'invention sont applicables d'une façon particulièrement avantageuse à des maçonneries à cavités Pour leur utilisation, on opère d'une manière classique Dans le trou foré, on met en place la douille en forme de cheville puis, en opérant notamment avec des. appareils d'injection simples et actionnés manuellement, on introduit par l'intermédiaire d'un mélange statique le ciment de résine composite dans le corps en forme de douille Ensuite on met en place l'élément d'ancrage, par exemple une tige d'ancrage, notamment en le faisant tourner La tige d'an- crage peut être agencée, dans la partie servant à l'ancrage, sous la forme d'une tige filetée, d'un quatre-pans, d'un trois-pans, le cas échéant éga- lement sous la forme d'un cône, par exemple avec un angle de c 8 ne de 2 à 3 . L'exemple non limitatif donné ci-après illustre l'invention EXEMPLE Pour des ancrages dans une maçonnerie à cavités, on a utilisé un agent d'ancrage à base de polyester insaturé ayant la composition suivante Polyester insaturé 36,5 % en poids Monostyrène 26,0 % en poids Billes creuses de verre ( 0,1 mm) 27,0 % en poids Peroxyde de dibenzoyle 2,2 % en poids Phtalate de dioctyle 4,2 % en poids Silice pyrogène 4,1 % en poids ,0 % en poids Temps de gélification tgel 5-7 minutes Viscosité 260 + 30 Pa s Limite de fluage 950 + 50 Pa Densité 0,85 g/cm 3 -5 25379 & 8 Le conditionnement est réalisé au moyen d'une cartouche à deux compartiments, la composition indiquée ci-dessus étant divisée en deux constituants La répartition en volume correspond à 9,3 parties du consti- tuant-résine et à 1 partie du constituant durcisseur Les constituants individuels intervenant dans le remplissage de cartouche ont les compositions suivantes Constituants-résine Polyester insaturé 40,3 % en poids Monostyrène 28,7 % en poids Billes creuses de verre 26,9 % en poids Silice pyrogène 4,1 % en poids (Aerosil 200) Composants-durcisseurs Peroxyde de dibenzoyle 23,2 % en poids Phtalate de dioctyle 44,2 Z en poids Billes creuses de verre 28,4 % en poids Silice pyrogène 4,2 % en poids (Aerosil 200). La fixation d'un élément dans une maçonnerie à cavités est réalisée de la façon suivante: Dans une brique d'une maçonnerie à cavités, on perce un trou (diamètre 16 mm) de 100 mm de profondeur Dans le trou, on introduit une douille en forme de cheville, formée à partir de treillis métallique (diamè- tre 15 mm, longueur 90 mm), comportant des orifices de passage de 0,4 mm et une largeur minimum entre deux orifices de 0,25 mn. Au moyen d'un appareil d'injection classique servant à recevoir et à comprimer la cartouche à deux constituants, le ciment est injecté dans le corps en forme de douille Les deux constituants sont introduits par des arrivées séparées dans une gaine appropriée pour le remplissage de la douille de cheville et ils sont mélangés de façon homogène dans le mélangeur statique disposé dans la gaine Le dosage et l'injection du ciment sont effectués course par course, par le fait que la gaine de remplissage est introduite sur une profondeur de 80 mm dans la douille de cheville et que 8 à 10 cm de ciment sont injectés dans une première étape Ensuite la gaine est tirée en arrière d'environ 15 mm et fait l'objet d'une injection comme décrit ci- -6 25379 b 8 dessus Au total on effectue six courses pendant toute l'opération de remplis- sage. Pendant le processus de remplissage, une partie de la masse de ciment injectée pénètre par l'intermédiaire des orifices ménagés dans la douille en forme de cheville dans les cavités de la brique creuse, et il se produit une répartition radialement uniforme en raison du rapport entre le diamètre de charge et l'ouverture de mailles de la douille, grâce à quoi le ciment reste en adhérence sur la douille et on évite un échappement incon- trôlé. Dans la douille remplie de ciment, on introduit une tige filetée M 12 Le ciment se trouvant dans la douille est alors refoulé et il est encore réparti radialement par les orifices de douilles et on obtient un ancrage par conjugaison de formes. Généralement, le degré de résistance pouvant être atteint est limité par la résistance du support Pour des briques creuses de la qualité HLZ 12 (résistance minimale à la compression de 12 N/wm 2), la valeur de rupture dans le cas d'une traction centrée est de 7 à 9 k N (la cause de la rupture est imputable au support). -7 25379 & 8 REVENDICATIONS - 1 Agent pour la fixation d'éléments d'ancrage, comme des tiges d'ancrage et analogues, dans des matériaux récepteurs durs, comportant un ciment de résine composite durcissable et contenant des matériaux de charge ainsi qu'un corps de cheville en forme de douille comportant des-orifices de passage et servant à recevoir la résine composite et l'agent d'ancrage, caractérisé en ce que les matériaux de charge du ciment de résine composite ont un diamètre moyen de particules allant de 0,01 à 0,5 mm et en ce que le rapport du diamètre des orifices de passage du corps de cheville au diamètre moyen des particules de charge est d'environ 1,5-12,0, notamment 1,8-5,6. 2 Agent selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamè- tre de l'orifice de passage est de 0,1-5 mm, de préférence 0,3-3 mm et notamment 0,5-0,8 mm. 3 Agent selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le corps de cheville, le rapport entre le diamètre des orifices de passage et la plus petite largeur subsistant entre deux orifices de passage est d'environ 1,4 à 6,25,-de préférence environ 1,6. 4 Agent selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la résine contient une charge de billes creuses, notamment de nature minérale, ayant une densité d'environ 0,3 à 0,8 g/cm, de préférence 0,6 à 0,8 g/cm 3. Agent selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport de la densité des particules de charge à la densité de la fraction-résine de la résine composite est d'environ 0,25-0,9, notamment 0,E 0,8. 6 Agent selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la viscosité du ciment de résine composite contenant la charge est de 5 M 300, notamment 80-300 Pa s. 7 Agent selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la teneur en charge est d'environ 25-45 % en volume, ces valeurs étant rapportées au volume total de ciment de résine composite - 8 Agent selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que dans le ciment de résine composite sont contenus des agents de thixotrol en quantité allant de 1 à 8 %, notamment environ 4-6 % en poids, ces valeurs étant rapportées à la quantité totale de ciment de résine composite. 9 Agent selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la limite de fluage du ciment de résine composite est de 500-1200, notamment 800-1000 Pa. 25379 & 8 Agent selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la densité du ciment de résine composite est inférieure à 1,5 g/cm 3, notamment inférieure à 1,4 g/cm 3 et de préférence inférieure à 1,0 g/cm 3 11 Agent selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il contient un ciment de résine composite ayant la composition suivante Résine de polyester insaturé 24-58 % en poids Diluant réactif 14- 38 % en poids Billes creuses de charge 17-34 % en poids Durcisseur peroxyde 1-4 % en poids Plastifiant 1-7 % en poids Agent de thixotropie 1- 8 % en poids 12 Agent selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il contient un ciment de résine composite ayant la composition suivante Polyester insaturé 35-37 % en poids Monostyrène 25-28 % en poids Billes creuses de verre ( 0,06-0,2 mm) 24-27 % en poids Peroxyde de dibenzoyle 2-3 % en poids Plastifiant à base de phtalate 3-7 % en poids Silice pyrogène 4-6 % en poids 13 Utilisation de l'agent selon l'une des revendications 1 à 12 pour la fixation d'éléments d'ancrage dans une maçonnerie à cavités.