Brevet FR2689921A1 — publié le 19931015

MATERIAUX POUR LA REPARATION DES BETONS ARMES ENDOMMAGES A LA SUITE DE LA CORROSION DU FER, BETONS ARMES UTILISANT CES MATERIAUX ET PROCEDE DE FABRICATION DE CES BETONS ARMES Par béton, on désigne un mélange de sable, de ciment et de gravier destiné à être additionné à de l'eau, utilisé comme matériau de construction, le béton armé étant lui constitué de béton coulé autour d'une armature en fer. Il est connu que le béton armé présente une bonne résistance à la compression, à la flexion et à la traction tout en étant quasiment inaltérable. Or, après le coulage du béton, celui-ci durcit, sèche et devient poreux. Sur une certaine épaisseur, qui est de l'ordre de 3 cm, de l'eau peut alors s'infiltrer et, si, comme dans le cas du béton armé, une armature en fer se trouve dans cette zone infiltrée, ladite armature se corrode. La couche d'oxyde ainsi formée exerce une pression sur le béton et, à terme, le fissure et le fait éclater. Il en résulte un affaiblissement de la structure concernée et également un effet très inesthétique. Dans le cadre des réparations à envisager, la difficulté réside dans la restauration durable des propriétés mécaniques de la structure d'origine. En effet, une structure en béton armé présente des zones plus propices que d'autres aux risques de dégradation due à la corrosion, et il est, par conséquent, particulièrement important de procéder aux réparations de ces zones d'une façon aussi définitive que possible. Actuellement, la méthode habituelle consiste, après nettoyage des parties délabrées par burinage ou sablage, à appliquer une résine organique mélée de fibres diverses (verre, amiante) et additionnée, préalablement à l'emploi, d'un durcisseur approprié. Cependant une telle méthode présente des inconvénients majeurs. En effet, elle ne permet pas à la zone réparée de retrouver sa résistance d'origine, cette zone restant par conséquent définitivement fragilisée. Par ailleurs, malgré la restauration de l'effet esthétique de l'ensemble, cette méthode ne garantit pas la longévité de la réparation. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant - des matériaux pour la réparation, solide et durable, des bétons armés endommagés à la suite de la corrosion du fer, - des bétons armés utilisant ces matériaux, donc des bétons armés dans lesquels la corrosion du fer est empêchée, - un procédé de fabrication de ces bétons armés. A cet effet le matériau à base de ciment conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un métal d'apport pulvérulent présentant la double propriété, d'une part d'être plus électropositif que le fer constituant l'armature, et ce afin de former un couple galvanique conférant au fer de l'armature des propriétés cathodiques exemptes de toute agression anodique et, d'autre part d'être inactif vis-à-vis du mélange alcalin constitué par le ciment et les adjonctions de sable et d'eau, et ce afin de ne pas dégager d'hydrogène au contact de ce mélange. En cas d'humidification d'une zone dans laquelle se trouve une armature en fer, le faible courant galvanique créé alors, permet la transformation du métal d'apport en son hydroxyde, lequel présente un volume supérieur à celui du métal d'origine. De ce fait, le matériau conforme à l'invention va gagner en compacité, ce qui donnera lieu à une diminution de sa porosité et par conséquent à sa propension à subir une infiltration par l'eau. Par ailleurs, il est indispensable que le métal d'apport entrant dans la composition du matériau conforme à l'invention ne dégage pas d'hydrogène par réaction avec le mélange sable-ciment-eau car ceci provoquerait en effet le gonflement de ce dernier. Le métal d'apport pulvérulent entrant dans la composition du matériau conforme à l'invention peut donc être choisi dans le groupe comprenant : le zinc, le silicium, le titane, le chrome et le cadmium, le métal préféré étant le zinc. Le matériau conforme à l'invention est fabriqué de façon tout à fait classique ne nécessitant ni condition ou précaution d'emploi, ni outillage particuliers. Le matériau conforme à l'invention peut comprendre de 2 à 10% en volume d'au moins un métal d'apport pulvérulent, de préférence de l'ordre de 5 %. En outre, le métal d'apport pulvérulent entrant dans la composition du matériau conforme à l'invention présente une granulométrie comprise entre 0,1 et 1500 pm. Dans le cadre de l'invention, il a été constaté que l'ajout du métal d'apport pulvérulent, quelle que soit sa granulométrie, conférait au matériau des propriétés anticorrosives, mais que l'effet d'étanchéification, résultant de la transformation du métal en son hydroxyde, était plutôt dû aux particules de métal plus fines. Par conséquent, dans le but d'obtenir à la fois un effet anti-corrosion et un effet d'étanchéification, il est particulièrement avantageux que 30 à 100% en volume du métal d'apport pulvérulent présente une granulométrie comprise entre 0,1 et 1 Ilm. Les exemples qui suivent permettront de mieux comprendre l'invention mais ne sont donnés qu'à titre purement illustratif. EXEMPLE 1 Dans un mélangeur à poudres sèches, on introduit - 10 dm3 de ciment hydraulique type "Portland", - 2,5 dm3 de poudre de zinc ultra-fine (granulo métrie - 34 dm3 de sable tamisé. Après environ une heure de malaxage on obtient un mortier anticorrosif prêt à l'emploi. Il suffit, juste avant d'effectuer la réparation, d'y incorporer la quantité d'eau suffisante pour obtenir la plasticité désirée. EXEMPLE 2 Dans un mélangeur à poudres sèches, on introduit - 50 dm3 de ciment hydraulique type "Portland" et - 12 dm3 de poudre de zinc ultra-fine (granulo métrie Après une heure de malaxage, on obtient un ciment prêt à constituer un mortier anticorrosif par addition à un volume de ce ciment de trois volumes de sable tamisé fin. Le mélange est effectué à sec par les moyens classiques (pelle ou bétonnière) et il suffit d'y ajouter la quantité d'eau nécessaire à l'obtention de la plasticité désirée pour obtenir un mortier anticorrosif. EXEMPLE 3 Cet exemple est identique à l'exemple 2, mais la poudre de zinc est constituée par 6 dm3 de poudre ultra-fine (granulométrie EXEMPLE 4 Cet exemple est identique à l'exemple 2, mais la totalité de la poudre de zinc est de type grossier (granulométrie REVENDICATIONS 1. Matériau à base de ciment pour la réparation des bétons armés, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un métal d'apport pulvérulent présentant la double propriété, d'une part d'être plus électropositif que le fer constituant l'armature, et ce afin de former un couple galvanique conférant au fer de 1' armature des propriétés cathodiques exemptes de toute agression anodique et, d'autre part d'être inactif vis-à-vis du mélange alcalin constitué par le ciment et les adjonctions de sable et d'eau, et ce afin de ne pas dégager d'hydrogène au contact de ce mélange. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le métal d'apport pulvérulent est choisi dans le groupe comprenant : le zinc, le silicium, le titane, le chrome et le cadmium. 3. Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le métal d'apport pulvérulent est le zinc. 4. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend de 2 à 10% en volume d'au moins un métal d'apport pulvérulent, et de préférence de l'ordre de 5 %. 5. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le métal d'apport pulvérulent présente une granulométrie comprise entre 0,1 et 1500 pm. 6. Matériau selon la revendication 5, caractérisé par le fait que 30 à 100% en volume du métal d'apport pulvérulent présente une granulométrie comprise entre 0,1 et 1 pm. 7. Utilisation d'un matériau selon l'une des revendications 1 à 6 additionné de gravier pour la fabrication des bétons armés. 8. Procédé de fabrication des bétons armés selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le métal d'apport pulvérulent est ajouté au mélange sable-cimentgravier-eau.