Brevet FR2642064A1 — publié le 19900727

PROCEDE POUR ARRETER LES REACTIONS D'AGREGATS ALCALINS DANS LE BETON, ET MOYENS POUR METTRE EN OEUVRE CE PROCEDE Cette invention a pour but, un procédé pour arrêter les réactions d'agrégats alcalins dans le béton et similaires et des moyens ou un dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. Dans certaines parties du globe, les dégâts aux constructions en béton dus à ce que l'on appelle "les réactions d'agrégats alcalins" est un problème majeur. Cette réaction se présente lorsque les agrégats contenus dans le béton comportent de la silice amorphe, telle que le flint, l'opale, les minéraux d'origine volcanique vitrifiés et d'autres minéraux analogues. La silice entre en réaction avec les alcalis contenus dans le ciment, pour former des silicates alcalins riches en eau. Ces réactions conduisent à une augmentation de volume par rapport aùx matériaux de départ.De cette augmentation résulte une pression de gonflement extrêmement importante qui peut faire éclater le béton, ce qui entraîne une perte de capacité à supporter des charges de plus peut entraîner la formation de substances corrosives qui à leur tour pourraient corroder les fers à béton. Ces problèmes relatifs aux réaction d'agrégats alcalins sont connus dans de nombreux pays. Il est fréquent au Danemark, en Islande et au Groenland. De nos jours, il n'existe aucun procédé pratique de réparation des dommages causés par ces réactions et l'on se contente de remplacer le béton attaqué par du béton neuf. Des expériences de laboratoire ont montré que, si l'on sèche le béton de sorte que le taux d'humidité contenu dans les pores du béton, soit réduite à un niveau inférieur à 80%, les réactions d'agrégats alcalins s'arrêtent. Cependant, il faut beaucoup de temps et de travail pour arriver à ce résultat, lorsque l'on utilise les moyens de séchage habituels basés sur le chauffage et la ventilation. Le but principal de la présente invention, est de proposer des procédés plus rapides et meilleur marché pour éviter de telles réactions disruptives. L'invention est basée sur certains aspects de l'électroosmose. Dans différents milieux poreux, où les pores sont partiellement ou complètement remplis d'eau ou de solutions aqueuses, l'eau en contact avec les parois des pores et les parois des pores elles-mêmes présentent des charges électriques opposées. Si le milieu poreux est soumis à un champ électrique extérieur, l'eau contenue dans les pores va migrer en direction de l'électrode dont la charge est opposée à la sienne. Ce phénomène s'appelle l'électro-osmose. L'électro-osmose a été employée dans l'industrie de la construction, pour renforcer des fondations, par réduction de la teneur en eau du sol ou par création d'un réseau d'écoulement favorable pour ltélimination de l'eau du sous-sol. Cette technique a été également utilisée pour abaisser l'humidité des murs de sous-sol, dans le but d'éliminer l'humidité dans les caves. Il apparaît que l'on peut arriver à des résultats favorables, en utilisant des procédés tels que décrits dans la partie caractérisante de la revendication 1. D'autres caractères avantageux de l'invention sont décrits dans les autres revendications. Au-déssus du sol, la réaction est arrêtée de la façon suivante: sur une face de la partie de bâtiment à traiter, on place une électrode dans un milieu électrolytique adéquat. L'électrode peut comprendre des filaments, des barres, des plaques, des feuilles ou des films métalliques en matériaux plastiques conducteurs ou en autres matériaux électriquement conducteurs. L'électrolyte peut être de la gunite à fort retard, ou des solutions électrolytiques, soit sous forme liquide, soit sous forme d'un fluide'aspiré dans la masse d'un milieu poreux tel que la laine minérale, la pulpe cellulosique, la sciure de bois, l'argile, etc. ou un gel contenant un sel. La face opposé de la partie du bâtiment, est peinte ou recouverte à l'aide d'un matériau électroconducteur exempt d'eau qui, par exemple, peut être constitué par des feuilles métalliques ou de la peinture, ou de la pâte contenant des particules métalliques finement dispersées, ou du graphite comme matériaux de charge, ou des pigments en quantité suffisante pour former un film continu électriquement conducteur. Ce film fera office de seconde électrode dans la cellule d'électro-osmose. Une nappe de fers à béton peut, par exemple, servir d'électrode si le bâtiment comporte une telle-nappe. Il est également possible d'utiliser des électrodes conductrices qui sont forées à l'intérieur du mur dans ce but. Les électrodes immergées dans le milieu électrolytique, y compris l'électrode comportant un film conducteur ou une nappe de fers à béton, sont chacune reliées à chacun des pôles d'une source de courant continu. Pour des structures en béton armé placées au-dessous du niveau du sol, on crée un courant entre l'armature ou l'électrode que l'on a éventuellement forée à l'intérieur du mur et un corps métallique que l'on a enfoui ou foncé dans le sol tel qu'un rail ou une barre métallique. Le sol à l'entour du bâtiment et le corps métallique constituent l'électrolyte. En créant un courant, l'eau se déplace en direction de l'une des électrodes et, il s'ensuit que l'eau est extraite du béton et vient s'accumuler dans ltélectrolyte correspondant, dont ia teneur en eau augmente de ce fait. Il faut déterminer la polarité correcte dans chaque cas. L'eau contenue dans le béton, se déplace normalement en direction du pale négatif. Le taux de séchage et le niveau auquel on arrive dépendent de la tension du courant continu utilisé qùi dépend de la conductivité du béton et de 1 'électrolyte utilisée, de la porosité du béton, de la densité de l'électrode et de la distance entre les électrodes. Pour les bâtiments ordinaires, la tension appliquée est comprise entre 10 et 100 volts en fonction du degré de séchage que l'on veut atteindre et de la durée du séchage qui peut aller de auelques jours à quelques semaines. Lorsque l'on traite des bâtiments situés au-dessus du niveau du sol, la procédure suivante est appliquée: lorsque la teneur en eau dans le béton est suffisamment réduite pour que les mesures de l'humidité relative faites dans des trous forés montrent que l'humidité est inférieure à 80%, l'électrolyte est éliminée par raclage, brossage, soufflage, damage, aspiration, ou par tous autres procédés adéquats avant l'interruption du courant. Lorsque le courant a été coupé, les matériaux d'électrode et l'électrolyte éventuellement restant, sont éliminés. Finalement, les surfaces de la partie de structure qui a été asséchée et qui éventuellement pourraient être exposées à l'humidité, sont étanchées pour résister à une nouvelle pénétration de l'humidité en appliquant un revêtement qui est imperméable à l'eau et à la vapeur d'eau. Ce revêtement, en plus de son caractère d'imperméabilité, doit également être suffisamment élastique pour résister à la rupture qui pourrait se produire suite à des faibles déplacement de la structure, due à la charge ou aux conditions thermiques. De tels revêtements peuvent être réalisés en polyuréthane, en caoutchouc, en un matériau acrylique ou similaire. Lorsque l'on opère en-dessous du niveau du sol, l'alimentation électrique doit être maintenue de façon permanente, afin que lthumidité reste continuellement à un niveau bas. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaitront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé ou - les figures 1 et 2 représentent une coupe verticale fragmentaire à travers deux structures de murs qui s'étendent au-dessus du niveau du sol et qui sont équipés, selon divers modes de réalisation, de moyens pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, et - les figures 3 à 5 représentent selon-des coupes verti cales fragmentaires correspondantes des structures de murs qui sont enterrés. Sur les figures, on a représenté un mur 11 fait en béton d'agrégats tels que définis ci-dessus. La figure 1 représente un mur 11 comportant un treillis de renforcement 12. Sur chaque face du mur 11 qui est la plus éloignée du treillis 12 est appliquée une couche 13 de laine minérale qui est imprégnée par un milieu électrolytique. Dans cette couche 13, l'électrode 14 est sous forme de filet ou treillis métallique. Le filet métallique 14 est relié au pale négatif d'une source de courant continu 15, dont le pale positif est relié au treillis d'armature 12. La figure 2 représente un mur 1l qui ne comporte pas de treillis d'armature mais un film électroconducteur 16 qui fait office de contrer l'électrode sèche. A part ceci, l'agencement est tel que représenté à la figure 1. La figure 3 représente un mur enterré 11 dont les électrodes respectives sont constituées par un treillis d'armature 12 et une barre métallique 17. La figure 4 représente un mur enterré 11 dont les électrodes sont constituées respectivement par une tige métallique 17 et une ou plusieurs barres métalliques 18 qui sont noyées ou foncées dans le béton. La figure 5 représente un mur enterré Il dont "l'électrode sèche" est constituée par une tige métallique 17 et "l'électrode humide" est constituée par un treillis métallique 14 inclus dans une couche de laine minérale 13. L'utilisation des électrodes et des différents matériaux cités dans les exemples peut faire l'objet de variantes telles qu'on l'a montré ci-dessus et telles que définies dans les revendications du brevet. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour arrêter les réactions d'agrégats alcalins dans le béton, caractérisé en ce que on place dans un milieu électrolytique une électrode dite "électrode humide", qui est inserrée dans ou juxtaposée à la structure en béton à traiter, et en ce que l'on place dans une autre zone du béton à traiter un moyen conducteur électrique ou une couche sèche pour constituer une électrode additionnelle ou "électrode sèche" et en ce que l'on fait passer un courant continu entre l'électrode humide et la couche sèche électriquement conductrice, de manière à extraire l'eau par électro-osmose. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen conducteur électrique comporte un film exempt d'eau, par exemple un film appliqué comme peinture et contenant des particules conductrices de l'électricité. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen conducteur électrique comporte un treillis d'armature. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le milieu électrolytique est de la gunite à fort retard. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le milieu électrolytique est utilisé comme solution électrolytique, que l'on utilise sous forme liquide ou imprégnée dans un milieu poreux, tel que de la laine minérale , de la pulpe cellulosique, de la sciure de bois ou de l'argile. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise comme milieu électrolytique, un gel contenant un sel. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'électrode avec le milieu électrolytique est placée en contact superficiel avec la face de la structure en béton à traiter. 8.- Procédé selon 1une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le milieu électriquement conducteur sec est placé comme revêtement sur une surface de la structure en béton qui est opposée par rapport G l'électrode dans le milieu électrolytique. 9.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode (14) placée dans un milieu électrolytique juxtaposé à une structure de paroi (11) à traiter et une seconde électrode (12) qui est disposée dans ou à proximité immédiate de la structure de paroi de façon telle qu'elle se trouve dans un milieu relativement sec. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qulil comporte des électrodes (14) dans un milieu électrolytique tel qu'une solution électrolytique imprégnée dans de la laine minérale (13) et du coté opposé de la structure en béton un revêtement de surface électroconducteur, par exemple sous la forme d'une peinture contenant des particules électriquement conductrices.