Brevet FR2568870A1 — publié le 19860214

La présente invention se rapporte à un agent d'étan- chéité et durcisseur conçu pour protéger les ciments contre le séchage initial, la rétraction et les formations de fissures. Avec les matières du type liant hydraulique telles que les mortiers et les ciments, il est inévitable qu'au cours du stade initial du durcissement hydraulique, il y ait libération d'eau, conduisant éventuellement à un séchage, une rétraction et éventuel- lement des formations de fissures. Par suite, pour protéger ces matières contre un séchage rapide au cours du stade initial du dur- cissement hydraulique, on a pratiqué le durcissement sous l'eau, c'est-àdire un traitement qui consiste à immerger le ciment dans l'eau immédiatement après sortie des moules. Toutefois, cette pratique a des limites dues à des facteurs tels que le poids et le volume. En particulier les constructions extérieures de grandes dimen- sions ne peuvent être soumises au durcissement sous l'eau bien que ce traitement serait d'autant plus important et nécessaire pour ces constructions parmi toutes les autres. On a alors remplacé le dur- cissement sous l'eau, impossible, par un traitement primitif consis- tant à arroser d'eau à fréquents intervalles et à recouvrir la construction par des feuilles entre les traitements d'arrosage. Le durcissement à la vapeur, un traitement qui entraîne des frais énormes de construction temporaire et de combus- tible, est adopté dans certains cas lorsque l'importance des suites du traitement pour les constructions justifient les frais financiers. Bien que le durcissement à la vapeur exige d'être poursuivi pendant des durées assez longues pour donner son plein effet, il n'est pas rare que ce traitement soit arrêté avant terme en raison de ressources limitées en combustible ou en temps. Bien que le durcissement sous l'eau évite à la fois le séchage et les rétractions, il provoque la dissolution presque complète de la chaux libre, une substance indispensable au dévelop- pement de la résistance mécanique au cours du séjour sous l'eau. Cette perte de chaux libre constitue un inconvénient sérieux pour les constructions dont on exige une forte résistance mécanique. A cet égard, le durcissement sous l'eau ne peut être considéré comme un traitement idéal. La demanderesse a procédé à une étude approfondie en vue de trouver un moyen de durcissement parfait à tous égards et appli- cable en particulier à des constructions extérieures de grandes dimensions nécessitant un durcissement par un moyen quelconque. A la suite de ces recherches, elle a trouvé un procédé entièrement nouveau de durcissement et un durcisseur idéal. L'invention comprend le procédé de durcissement et le durcisseur. Plus précisément, et conformément à l'invention, on applique en revêtement à la surface d'une structure de ciment, immé- diatement après sa construction, une solution de résine possédant des propriétés particulières et qui forme à la surface de la cons- truction une couche imperméable à l'eau et résistant à la pression, empêchant totalement la libération d'eau à partir de la construction et supprimant par conséquent le séchage et la rétraction et les formations éventuelles de fissures. D'une manière générale, un durcissement parfait et donnant ses pleins effets exige que les conditions préalables sui- vantes soient satisfaites. 1. Du fait que l'eau contenue dans la construction est vaporisée et expulsée de la construction en raison d'une différence de température entre l'air ambiant et la construction, la vapori- sation s'accompagne d'une apparition de pression considérable. Ainsi donc, la construction doit être capable de résister à cette pression. Contrairement au cas de l'hydrofugation ordinaire, il faut que la construction offre une forte résistance plutôt à l'égard de la pression arrière (pression interne) qu'à l'égard de la pression frontale (pression extérieure). 2. Du fait que le durcissement réalisé après séchage complet de la construction n'a ni importance ni effet, il doit pouvoir être réalisé alors que la construction est toujours dans l'état initial humide. 3. Le durcissement doit pouvoir être pratiqué facilement afin que le traitement nécessaire soit rapidement appliqué & la construction, même lorsque celle-ci a des contours compliqués ou même lorsqu'elle a de grandes dimensions; d'autre part, le trai- tement doit être suffisamment simple pour éviter tous les risques d'erreurs. 4. Le durcissement doit pouvoir donner un effet durant pendant au moins 3 mois environ (90 jours ou 13 semaines), c'est-à- dire jusqu'à stabilisation matérielle et chimique acceptable de la construction. Sinon, on ne peut pas attendre que le traitement pro- voque un durcissement parfait de la construction. 5. Lorsqu'on applique un revêtement à la surface de la construction, les travaux de construction sont suspendus et l'éli- mination du revêtement lorsqu'il a rempli sa fonction exige des travaux de nettoyage de la surface. Naturellement, les frais de construction sont augmentés de la main-d'oeuvre nécessaire pour ce travail supplémentaire et le programme de construction est retardé par la suspension du travail. Il faut que le revêtement appliqué sur la construction n'exige pas de travaux de nettoyage. 6. Le traitement de durcissement doit pouvoir donner un effet de durcissement parfait et une imperméabilisation de la cons- truction, protégeant la construction contre la neutralisation. Ainsi, le durcissement devra être réellement idéal pour les construc- tions exigeant une durabilité permanente. Après de nombreuses années d'études approfondies visant à satisfaire toutes ces exigences, on a maintenant trouvé que toutes ces exigences étaient satisfaites dans un nouvel agent durcisseur qui sera décrit en détail ci-après. I1 s'agit donc 1l d'une invention littéralement historique capable de résoudre tous les problèmes posés. Plus précisément, l'invention concerne un agent d'étanchéité et durcisseur prévu pour protéger le ciment contre le séchage initial, les rétractions et les apparitions conséquentes de fissures, cet agent se caractérisant en ce qu'il a été obtenu en diluant par 60 à 70 % d'un solvant un soluté formé lui-même en mélan- geant de la lanoline et un naphténate métallique tel que le napihtnate de zinc dans un rapport de 2: 1 et en ajoutant en outre 2 à 5 %, par rapport au total de tous les composants, d'une résine synthétique et à 20 %, ici encore par rapport au total, de xylène ou d'une autre substance analogue, toutes ces proportions s'entendant en poids, et en polymérisant le mélange obtenu sous application de chaleur. On décrira maintenant en détail un mode de réalisation typique de l'invention. Composant Proportions en poids (1) lanoline 12 à 18 % (2) naphténate de zinc 6 à 9 % (3) xylène 10 à 20 % (4) résine de styrène 2 à 5 % (5) kérosène 60 à 70 %. On forme un soluté en mélangeant les composants (1), (2), (3) et (4) ci-dessus et en polymérisant le mélange sous appli- cation de chaleur après quoi on dilue le soluté polymérisé par le solvant (5) ci-dessus; on obtient ainsi l'agent de l'invention. Facultativement, au moment de la polymérisation, on peut ajouter au mélange afin d'accélérer cette polymérisation 10 % environ d'acétone, de méthyléthylcétone ou de polypropylèneglycol. Toutefois, en raison de l'effet défavorable d'un tel additif sur l'atmosphère au cours de l'application de l'agent d'étanchéité et durcisseur sur la construction à traiter, il s'est revélé plus avan- tageux de conduire la polymérisation dans les conditions optimales en réglant la température de réaction et la vitesse de réaction plutôt qu'en introduisant un tel additif. La lanoline, composant (1) de la composition ci-dessus, satisfait A l'exigence que ce composant doit contenir deux groupes fonctionnels, à savoir un groupe hydrophile et un groupe oléophile, comme le montre sa formule moléculaire C12H24 00H. On peut utiliser à la place de la lanoline par exemple le cétanol (C6C150H) et la cétaîne (C15H31COOCllH33). Toutefois, ces produits sont rares dans l'industrie et par conséquent conteux. C'est la raison pour laquelle on a adopté la lanoline. Quoique l'on puisse utiliser comme composant (2) de la composition des sels métalliques tels que le sulfate de baryum et de nombreux autres, on a adopté le naphténate de zinc tenu compte de sa supériorité en matière de tension superficielle et de pro- priétés de pénétration. Le composant (5) de la composition ci-dessus, c'est-à- dire le solvant, le kérosène, pourrait être remplacé par le xylène. Toutefois, le xylène a une odeur très agressive et piquante, et risque de polluer l'atmosphère au cours de l'application de l'agent d'étanchéité et durcisseur sur la construction à traiter. Par suite, il s'est révêlé avantageux d'utiliser le kérosène dont les pro- priétés sont peu agressives. Quoiqu'il y ait des différences de pou- voirs solvants et de volatilité entre le kérosène et le xylène, leurs effets réels sur la fonction de l'agent d'étanchéité et durcisseur sont pratiquement identiques. Dans de nombreux essais, le kérosène s'est toutefois révêlé supérieur au xylène à certains égards sinon à tous égards. C'est la raison pour laquelle on a adopté le kérosène. La résine de styrène a été choisie en tant que compo- sant (4) de la composition. Cette résine qui sert de matière de charge dans la composition peut avoir une résistance physique quel- conque. La seule exigence posée à cette résine est d'être insoluble dans l'eau. Ainsi, on peut utiliser à la place de la résine de styrène une résine acrylique, une résine de mélamine, une résine alkyde ou une résine d'uréthane. Comme on l'a décrit ci-dessus, on prépare l'agent d'étanchéité et durcisseur selon l'invention servant à protéger une construction de ciment contre le séchage initial et la rétraction avec apparition conséquente de fissures en diluant par 60 à 70 % d'un solvant un soluté qu'on prépare lui-même en mélangeant de la lanoline et un sel métallique tel que le naphténate de zinc dans un rapport de 2: 1 et en ajoutant 2 à 5 %, par rapport au total de tous les composants utilisés, d'une résine synthétique et 10 à 20 % ici encore par rapport au total, de xylène ou d'une autre substance analogue, toutes les proportions indiquées s'entendant en poids, puis en polymérisant le mélange obtenu sous application de chaleur. En d'autres termes, l'invention ne consiste pas seulement à appliquer la solution en revêtement à la surface d'une construction. La solu- tion selon l'invention contient en soluté un polymère formé d'une résine synthétique macromoléculaire, de lanoline et d'un sel métal- lique. Cette solution, appliquée à la surface d'une construction dans laquelle l'eau libre et en dispersion a formé un réseau de fins canaux, pénètre profondément dans la construction en raison de sa tension superficielle de 30 dynes, qui est à peu près la moitié de celle de l'eau (72 dynes). Lors de l'évaporation subséquente du solvant, le soluté de la solution reste dans ces canaux et les remplit. Le soluté remplissant ces canaux peut alors manifester une haute résistance (3 kg/cm2 = 30 m de colonne d'eau, comme déterminé dans un essai officiel) non seulement à la pression extérieure mais également à la pression intérieure (pression arrière). L'agent selon l'invention est de type huileux avec un solvant d'origine pétrolière. La construction de ciment, quoique sèche en surface, contient environ 60 % d'eau à l'intérieur à l'état durci. Par conséquent, le traitement de durcissement doit pouvoir donner des résultats satisfaisants que la construction de ciment soit sèche ou qu'elle soit à l'état humide. Tenu compte de cette exigence particulière, la solution selon l'invention contient un groupe hydrophile et un groupe oléophile. Par suite, l'agent selon l'invention peut être appliqué directement à la surface humide d'une construction de ciment fraîchement démoulée. Si la construction de ciment est à l'état sec, l'agent selon l'invention peut être appliqué à la surface de la construction après pulvérisation de celle-ci par de l'eau fraîche qui la remet à l'état humide. En raison du groupe hydrophile qu'elle contient, la solution huileuse peut être appliquée correctement à la construction et n'est pas repoussée par l'eau adhérant en surface. En outre, du fait que l'agent selon l'invention est un liquide fluide ayant une tension superficielle de 30 dynes, il peut être appliqué correctement à l'aide d'une brosse, d'un pistolet ou d'un rouleau par exemple. Ainsi, il peut se disperser et pénétrer uniformément dans la construction pour aussi compliqués que puissent être les contours de cette construction. Le traitement est suffisam- ment simple pour empêcher toute erreur. Les opérateurs chargés de l'application de l'agent selon l'invention aux constructions de ciment ne demandent aucune qualification particulière. Ainsi donc, l'agent selon l'invention est d'une application très pratique, il économise du travail et apporte de fortes économies. La matière de charge contenue dans l'agent selon l'invention, après avoir été introduite dans les canaux du ciment, offre une forte résistance aux rayons calorifiques, aux rayons ultraviolets, à l'anhydride carbonique et à l'oxyde de carbone de l'air ambiant, de sorte que la construction de ciment présente une haute résistance et une haute stabilité aux influences climatiques. Lorsque la construction de ciment atteint le stade de stabilité forte, sinon parfaite, au bout de 3 mois (90 jours = 13 semaines) après le traitement, l'effet de durcissement du traitement subsistera à l'intérieur de la construction pendant des durées prolongées. Si ultérieurement, on doit appliquer un revêtement à la surface de la construction de ciment, du fait que le support a subi un traitement soigné provoquant la répulsion de l'humidité, de l'eau et autres impuretés, il n'est pas nécessaire d'appliquer une couche d'apprêt. En outre, du fait que l'agent selon l'invention donne sur la construction de ciment un revêtement plus parfait qu'un produit ordinaire pour couche d'apprêt, il protège le revêtement appliqué en superposition tel qu'un mortier, une peinture décorative, des carreaux de résine ou des piîces murales de textile recouvrant la construction. Ainsi, l'agent selon l'invention permet de doubler la durée de service du revêtement extérieur. Du fait que l'agent selon l'invention n'est pas prévu pour former un revêtement à la surface de la construction de ciment mais est conçu pour pénétrer profondément dans la-construction de ciment et remplir les canaux répartis à l'intérieur de celle-ci, il présente un autre avantage: la construction de ciment traitée par l'agent selon l'invention peut recevoir un autre revêtement sans qu'il soit nécessaire de procéder à un nettoyage préalable de la surface. En outre, du fait que l'agent selon l'invention forme une couche imperméable à l'eau au-dessous de la surface de la construction de ciment et repousse l'eau à une pression allant jusqu'à 3 kg/cm2, il empêche parfaitement toute pénétration d'eau dans la construction de ciment> et par conséquent le contact de cette eau avec la chaux contenue dans la construction, conduisant à la formation d'hydroxyde de calcium. Cela signifie que l'agent accroît d'autant plus la durée de service de la construction de ciment en empêchant parfaitement le phénomène de neutralisation chimique décrit ci-dessus qui provoque une destruction silencieuse de la construction. L'invention apporte donc un agent d'étanchéité et durcisseur pour revêtement de surface qui assure une protection prolongée contre le séchage rapide susceptible de se produire dans les moments suivant immédiatement la construction et assure une protection parfaite contre les formations de fissures dues au séchage et à la rétraction. REVENDICATION Agent d'étanchéité et durcisseur pour la protection du ciment contre le séchage initial, la rétraction et les formations conséquentes de fissures, caractérisé en ce qu'il a été obtenu en diluant par 60 à 70 % d'un solvant un soluté formé en mélangeant de la lanoline et un naphténate métallique tel que le naphténate de zinc dans un rapport de 2: 1 et en ajoutant en outre de 2 à 5 %, par rapport au total des composants, d'une résine synthétique et 10 à 20 %, également par rapport au total des composants, de xylène ou d'une autre substance analogue, toutes ces proportions s'entendant en poids, et en polymérisant le mélange obtenu sous application de chaleur.