Brevet FR2586413A3 — publié le 19870227

FR 2586413 A3 19870227 FR 8609974 A 19860709 NOUVELLE COMPOSITION DE MORTIER, PROCÉDÉ POUR LA MISE EN OEUVRE DE CELLE-CI ET DISPOSITIF À CET EFFET La présente invention est relative à une nouvelle composition de mortier contenant un liant organique et des charges inertes; elle se rapporte également à un procédé de mise en oeuvre dudit mortier de type nouveau, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre d'une telle composition. On connaît divers bétons résineux mis au point pour des éléments de décoration ou de construction affectant notamment des aspects de surface particuliers et permettant des teintes les plus variées. Ces compositions ne conviennent néanmoins pas pour une utilisation dans la construction ou la réfection de constructions par un procédé dit de gunitage, dans lequel ledit mortier est projeté sous pression sur le support à couvrir sur une épaisseur de couche voulue. Cette technique est déjà bien connue et permet un gain de temps considérable pour la mise en oeuvre du mortier car elle n'exige plus de coffrage ou autres moyens de support. Le but de la présente invention vise à fournir une nouvelle composition de mortier présentant des propriétés intéressantes, destinée à la construction ou à la réfection de dalles de béton, de revêtements en béton et autres, par un procédé de gunitage. Un autre but de la présente invention est de fournir une nouvelle composition de mortier à prise rapide qui permet une mise en oeuvre accélérée et qui n'exige pratiquement plus de coffrage. L'invention vise également à fournir un procédé pour la mise en oeuvre de la composition susmentionnée. Finalement, l'invention vise à fournir un dipositif de projection faisant partie de l'appareil de -gunitage qui permet la mise en oeuvre par gunitage du mortier selon l'invention et qui permet, par ailleurs, l'obtention d'un état de surface particulièrement regu- lier et lisse. Selon un premier aspect de l'invention, la compo sition de mortier comporte au moins des charges inertes, une résine liquide diépoxydique du type oligomère et un durcisseur réticulant du type polyamine modifiée. Avantageusement, les charges inertes consistent en du quartz à teneur élevée en SiO2, d'au moins 98%, préalablement concassées et calibrées, lavées à l'acide et ensuite calcinées. On peut également utiliser des schistes et calcaires. I1 est bien évident que la charge inerte doit être compatible avec les caractéristiques finales imposées au produit fini. La granulométrie est de type à double enrobage, parfois qualifiée de fillérisation du liant. Le liant est une résine diépoxydique liquide reticulée par un durcisseur de type polyamine modifiée, réagissant à température normale, c'est-a-dire entre 5 et 250C. La réaction des deux partenaires forme une matrice continue d'enrobage. Lors du mélange liant-charge, les partenaires réactifs enrobent les grains et les emprisonnent dans un système durcissant et un matériau dur plus performant que le béton. La résine liquide diépoxydique est du type oligomère et présente avantageusement une viscosité de l'ordre de 1000 mPa.s. à 250C; elle est de préférence à caractère non cristallisant. Le durcisseur consiste avantageusement en une amine modifiée du type cycloaliphatique à viscosité très~basse et est ajouté à la résine à raison de 40% en poids environ. Avantageusement, le rapport liant quartz peut varier entre 1 à 5 et 1 à 20, selon les applications particulières et les buts recherchés. La composition selon l'invention présente des propriétés très avantageuses et évite de nombreux incon vénients par rapport aux compositions de mortier classiques utilisées jusqu'à présent. Â titre d'exemple, on peut citer une adhérence au béton classique supérieure à la cohésion de celui-ci, une adhérence élevée à l'acier, un durcissement rapide et sans retrait notable, une résistance élevée en compression et même en traction. Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci fournit un procédé pour la préparation de la nouvelle composition de mortier, dans lequel on pulse les charges inertes au moyen d'un fluide sous pression, on mouille les charges pulsées, par pulvérisation de la résine liquide diépoxydique jouant le rôle de liant en combinaison avec le durcisseur à la sortie d'une tête de projection et on projette le mélange ainsi obtenu à très grande vitesse sur le support à couvrir, en au moins une couche. De préférence, les charges inertes sont soumises à des mouvements de turbulence par injection latérale de fluide sous pression dans la trajectoire desdites charges minérales transportées sous pression, avant l'injection de la résine et du durcisseur. I1 est bien évident que le liant (résine plus durcisseur) peut être pulvéri- sé en proportion dosée sur les particules de charge en mouvement. Avantageusement, le fluide sous pression est de l'air comprimé. L'utilisation de la composition selon l'invention permet l'obtention d'un revêtement très résistant et présentant un aspect de surface acceptable. On peut encore augmenter celui-ci en utilisant une tête de projection selon l'invention qui assure un mélange performant et une répartition la plus uniforme possible de la matière projetée, sur la surface à recouvrir.Selon l'invention, la tête de projection consiste en une buse divergente dont le petit côté présente une ouverture essentiellement circulaire adaptée au conduit d'adduction des matières de charge inertes et dont le grand côté présente une ouverture essentiellement rectangulaire relativement longue mais dont la hauteur est inférieure au diamètre de l'ouverture du petit côté, les côtés latéraux de ladite buse divergente étant constitués par deux arcs de cercles consécutifs se joignant à mi-longueur de ladite buse en formant un point d'inflexion, l'arc de cercle adjacent à l'ouverture d'admission étant concave et l'arc de cercle adjacent à l'ouverture de sortie essentiellement rectangulaire étant convexe, les faces supérieure et inférieure de ladite buse divergente étant également constituées par deux arcs de cercles consécutifs se joignant à mi-longueur de ladite buse en formant un point d'inflexion, l'arc de cercle adjacent à l'ouverture d'admission étant convexe et l'arc de cercle adjacent à l'ouverture de sortie étant concave, ladite buse étant munie d'au moins un pulvérisateur disposé sur une des faces de la buse. Avantageusement, la buse présente deux pulvérisateurs situés sur les faces latérales opposées de celleci et destinés à injecter la résine ou le liant à l'intérieur de la tête de projection. Selon une autre forme d'exécution, la buse présente au moins un, mais de préférence deux pulvérisateurs extérieurs disposés sur les faces supérieure et/ou inférieure, à proximité de l'ouverture de sortie destinés à injecter la résine ou le liant dans le jet de charges inertes, à l'extérieur de la buse. De préférence, lesdits pulvérisateurs sont réglables en direction de manière à pouvoir régler le jet de liant ou de résine en fonction du jet de particules de matière de charge. En vue d'encore améliorer la répartition uniforme de la composition projetée, l'ouverture de sortie essentiellement rectangulaire présente un léger rétrécissement en son milieu. Ladite tête de projection peut être réalisée en matériau composite ou en acier ou en fonte à résistance élevée notamment à l'abrasion et peut etre fabriquée par moulage ou façonnage et soudage. Grace à l'utilisation de la tête de projection selon la présente invention, on obtient une vitesse uniforme du jet de matière et, de ce fait, une meilleure répartition de la matière sur toute la section de sortie. Par ailleurs, on a constaté que la forme particulière de la tête de projection empêche une ségrégation des matières de charge dans le jet, qui résulterait des vitesses différentielles, et on obtient par conséquent une composition homogène à la sortie de ladite tête de projection. L'invention est décrite plus en détail ci-après, à l'appui des figures annexées dans lesquelles - la figure 1 est une vue en plan de la tête de projection selon l'invention; - la figure 2 est une vue latérale de la tête de projection selon l'invention; et - la figure 3 est une vue de face de celle-ci. En référence aux figures, la tête de projection 1 raccordée à un canon de projection (non représenté) affecte la forme d'une buse divergente qui part d'une section circulaire 3 pour arriver à une section de sortie essentiellement rectangulaire ou oblongue 5. Les matières de charge inerte sont soumises à une turbulence en amont du canon, qui entraîne les particules transportées à vitesse élevée par de l'air sous pression en rotation. Cette turbulence peut avantageusement être créée par une injection latérale d'air dans des cannelures hélicoïdales. Les faces supérieures 9 et inférieures 11 de ladite buse sont constituées par deux arcs de cercles consécutifs (figure 2) qui se joignent en un point d'inflexion 7 disposé à mi-longueur de ladite buse. L'arc de cercle adjacent à l'ouverture d'admission circulaire 3 est convexe et le deuxième arc de cercle adjacent à l'ouverture de sortie 5 est concave. Les côtés latéraux 13, 15 sont également constitués par deux arcs de cercle consécutifs qui se joignent en un point d'inflexion disposé à milongueur de la buse. L'arc de cercle adjacent à l'ouver- ture d'admission 3 est concave et celui qui est adjacent à l'ouverture de sortie est convexe. La tête de projection selon l'invention comporte un ou plusieurs pulvérisateurs réglables dans leur direction. A la figure 1, on a représenté une tête de projection comportant deux pulvérisateurs (6,8) disposés sur les faces, latérales opposées et destins à injec ter la résine ou ou le liant à l'intérieur de la tête de projection, à travers des ouvertures pratiquées dans les faces latérales. A la figure 2, on a représenté, par contre, une tête de projection comportant deux pulvérisateurs extérieurs (6,8) montés sur les faces supérieures et inférieures opposées, à proximité de l'ouverture de sortie 5 et destinés à injecter la résine ou le liant dans le jet de charges inertes, à l'extérieur de la buse. La disposition avantageuse des pulvérisateurs empêche un durcissement de la composition dans le canon ou dans la tête de projection et, par conséquent, un bouchage de ceux-ci. En vue d'encore améliorer la répartition uniforme de la matière sur toute la section de sortie 5 et d'en favoriser l'homogénéité, ladite section de sortie 5 est légèrement retrécie en son milieu. Les matières de charge inerte consistent avantageusement en des particules broyées de quartz ayant une teneur en SiO2 supérieure à 98%, lavées a l'acide et calcinées. On peut également selon les exigences posées au produit fini, utiliser des schistes et calcaires. Le liant pulvérisé en proportions dosées sur les particules de charge inerte, à la sortie de la tête de projection, consiste en une résine liquide diépoxydique oligomère ayant une viscosité d'environ 1000 mPa.s. à 25 C, additionnée d'un durcisseur réticulant du type amine cycloaliphatique modifiée à viscosité très basse. Sur un support préparé ou non, on projette, au moyen du dispositif selon l'invention, une première couche fluide ayant une thixotropie nulle et ensuite une couche visqueuse ayant une thixotropie approximative de 10. On peut ensuite projeter une ou plusieurs couches de la composition selon l'invention en respectant une proportion liant-quartz allant de 1/5 à 1/10. La composition selon l'invention se compose de deux éléments, à savoir la base ou mélange A et le durcisseur ou mélange B. Chaque élément présente une compo sition qui lui est propre de constituants réagissant par polyaddition et qui procure les avantages spécifiques tels que - basse viscosité comprise entre 50 et 500 m.Pas - une réactivité modulable de 20 minutes à 20 heures - non cristallisante. Le mélange A contient essentiellement - un oligomère DGEBA - un oligomère DGEBF - un aquaréactif de type polaire - un diluant réactif dérivé de glycidyle éther à raison de 12,5 à 47,58 - additifs mouillants spécifiques selon le granulat. Le mélange B contient essentiellement - une polyamine cycloaliphatique IPD - un alcool benzylique - une polyamine aromatique modifiée - un additif de complexation. Une formulation particulièrement avantageuse est la suivante - mélange A : 100 parties en poids - mélange B : 40 parties en poids - sable fin : 245 parties -en poids - sable rioyen : ou - sable gros : 735 parties en poids - aquaréactif : 3 parties en poids Quelques propriétés avantageuses de la composition selon l'invention sont résumées ci-dessous - adhérence au béton classique supérieure à la cohésion du béton classique, - adhérence élevée à l'acier (* 3,5 N/mm2); - durcissement rapide (4 à 24 heures selon les cas) d'où résulte un gain de temps et une meilleure rentabilité lors de la mise en oeuvre; - durcissement sans retrait (donc sans tension dans le plan d'adhésion et, de ce fait, meilleure stabilité); - résistance mécanique (réelle) élevée en compression;; - cohésion interne élevée due a une haute résistance en traction allant de 5 à 20 N/mm2; - grande stabilité chimique; - étanchéité à l'eau et au gaz; - rapidité d'exécution; - épaisseur de couche de protection plus mince (en raison des caractéristiques) supérieures; - une protection par couverture continue (par opposition aux réparations locales); - augmentation de la durabilité du support (grâce à l'arrêt de la propagation du phénomène de carbonatation); - apport d'une isolation thermique; - possibilité de rétablir un potentiel stable et favorable pour la protection d'armatures; - possibilité d'application sur des supports humides et inclusion des techniques particulières de traitement des fuites ou venues d'eau. I1 est bien évident que le dispositif de projection décrit peut également convenir pour d'autres mortiers ou bétons tels que les mortiers hydrauliques en plus du béton résineux susmentionné. Revendications 1. Composition de mortier caractériséeen ce qu'elle comporte au moins des charges inertes, une résine liquide diépoxyde du type oligomère et un durcisseur réticulant du type polyamine modifiée. 2. Composition selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle contient * un mélange A contenant essentiellement - un oligomère DGEBA - un oligomère DGEBF - un aquaréactif - un diluant réactif dérivé de glycidyle éther à raison de 12,5 à 47,5 % additifs mouillants spécifiques selon le granulat. * un mélange B contenant essentiellement - une polyamine cycloaliphatique IPD - un alcool benzylique - une polyamine aromatique modifiée - un additif de complexation. * et des charges inertes et éventuellement une faible proportion d'un aquaréactif. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que les charges inertes sont des particules de quartz à teneur élevée en SiO2, à savoir supérieure à 98%, concassées et calibrées, lavées à l'acide et ensuite calcinées, ou bien du schiste ou du calcaire dans le rapport liant-charge inerte compris entre 1/5 et l/lo. 4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la teneur en durcisseur (mélange B) dans la résine (mélange A) est de l'ordre de 40% en poids. 5. Procédé pour la préparation de la composition de mortier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on pulse les charges inertes au moyen d'un fluide sous pression, on mouille les charges pulsées, par pulvérisation de la résine liquide diépoxyde ou mélange A jouant le rôle de liant en combinaison avec le durcisseur ou mélange B à la sortie d'une tête de projection et on projette le mélange ainsi obtenu à très grande vitesse sur le support à couvrir, en au moins une couche. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'on soumet les particules de charge inertes à des mouvements de turbulence par injection latérale de fluide sous pression dans la trajectoire desdites charges inertes transportées sous pression, avant l'injection de la résine et du durcisseur. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que le fluide sous pression est de l'air comprime. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'on projette une première couche de composition relativement fluide ayant une thixotropie nulle et ensuite une couche visqueuse ayant une thixotropie d'environ 10 et ensuite éventuellement une ou plusieurs couches de la composition dans laquelle le rapport liant-quartz est compris entre 1/5 et l/lO. 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce qu'il consiste en une buse divergente (1) dont le petit côté présente une ouverture essentiellement circulaire (3) adaptée au conduit d'adduction des matières de charge et dont le grand côté présente une ouverture essentiellement rectangulaire ou oblongue (5) relativement longue mais dont la hauteur est inférieure au diamètre de l'ouverture du petit côté (3), les côtés latéraux (13,15) de ladite buse divergente (1) étant constitués par deux arcs de cercles consécutifs se joignant à mi-longueur de ladite buse en formant un point d'inflexion (7), l'arc de cercle adjacent à l'ouverture d'admission (3) étant concave et l'arc de cercle adjacent à l'ouverture de sortie essentiellement rectangulaire ou oblongue (5) étant convexe, les faces supérieures (9) et inférieure (11) de ladite buse divergente é- tant également constituées par deux arcs de cercles consécutifs se joignant à mi-longueur de ladite buse en formant un point d'inflexion (7), l'arc de cercle adjacent à l'ouverture d'admission (3) étant convexe et l'arc de cercle adjacent à l'ouverture de sortie (5) étant concave, ladite buse étant munie, d'au moins un pulvérisateur disposé sur une des faces de la buse. 10. Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé en ce que la buse (1) comporte deux pulvérisateurs (6,8) situés sur les faces latérales opposées (13,15), destinés à injecter la résine ou le liant a l'intérieure de ladite buse à travers des ouvertures pratiquées dans les faces latérales de celle-ci. 11. Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé en ce que la buse (1) comporte au moins un pulvérisateur (6',8') disposé sur les faces supérieure et/ou inférieure opposées (9,11) à proximité de l'ouverture de sortie (5) et destiné à injecter la résine ou le liant dans le jet de charges inertes, à l'extérieur de la buse. 12. Dispositif selon les revendications 9 à 11 caractérisé en ce que les pulvérisateurs sont réglables en direction. 13 Dispositif selon les revendications 9 à 12 caractérisé en ce que l'ouverture de sortie essentiellement rectangulaire ou oblongue (5) présente un léger rétrécissement en son milieu.