Brevet FR2786177A1 — publié le 20000526

L'invention se rapporte à une composition pour le traitement d'un matériau à base de béton, ciment, mortier ou similaire, ou à base d'autres matériaux utilisés en construction tels que la pierre ou le stuc qui peuvent dans certains cas, tre armés ou assemblés avec des éléments métalliques. Elle se rapporte également à un procédé de diffusion profonde de produits actifs à l'intérieur d'un matériau à base de béton, ciment, mortier, pierre, stuc ou similaire. Elle se rapporte enfin à un vecteur pour la diffusion de produits actifs dans un matériau à base de béton, ciment, mortier ou similaire, ou de matériaux à base de pierre ou stuc. II est de pratique courante d'ajouter à un matériau tel qu'un béton, un ou plusieurs produits actifs, en vue d'une action particulière sur le béton, le mortier ou la pierre en vue par exemple de protéger les armatures incluses. Ce ou ces produits actifs peuvent tre incorporés dans le béton, en tant qu'additifs, lors de l'opération de coulage ou pendant le temps de prise du béton. II peut tre également nécessaire de faire diffuser des produits actifs de diverses natures dans un matériau à base de béton, ciment, mortier ou similaire, plusieurs années après sa prise. II peut s'agir par exemple de vernis, de produits de nettoyage, de composés permettant de réaliser un traitement spécifique du matériau, par exemple en vue de le renforcer, de l'enrichir en certains éléments ou de combattre certains défauts ou l'effet d'agents chimiques ayant éventuellement diffusé dans le béton au fur et à mesure de son vieillissement. De tels produits de traitement sont par exemple utilisés pour les bétons, pour limiter la corrosion apparaissant sur les armatures. Les bétons ont en effet longtemps été considérés comme un matériau durable, dont les armatures étaient protégées de la corrosion par le pH élevé du milieu. On constate cependant aujourd'hui que la plus grande partie des dommages constatés sur les ouvrages en béton provient de la corrosion des armatures, dont la protection peut tre détruite soit par la baisse du pH, soit par l'arrivée d'éléments chimiques agressifs tels que les ions chlorures par exemple, soit par un effet combiné de ces deux facteurs. La baisse du pH est notamment due à la carbonatation du béton. Cette baisse déstabilise la couche protectrice de l'acier présente dans les bétons sains. Par ailleurs, des ions tels que les chlorures peuvent corroder l'acier utilisé dans des constructions utilisant la pierre ou le stuc ou dans un matériau type béton, mortier, ciment ou similaire, mme si le pH reste élevé. Ces ions chlorures peuvent tre introduits dans le matériau lors de l'application de sels de déverglaçage par exemple. Pour redonner aux ouvrages en béton ou en pierre ainsi attaqués une meilleure durabilité, il est connu d'imprégner le matériau avec une composition de traitement comprenant des inhibiteurs, encore appelés inhibiteurs de corrosion. Ces inhibiteurs agissent en modifiant la composition de la surface de l'acier, de façon à rendre les armatures plus résistantes à la corrosion. Les inhibiteurs de corrosion sont généralement appliqués, sous la forme d'une solution aqueuse, à la surface du matériau, par exemple du béton, à traiter. Les méthodes utilisées pour faire pénétrer des produits de traitement, tels que des inhibiteurs de corrosion, à l'intérieur d'un matériau à base de béton ou similaire présentent cependant des inconvénients. II est en effet nécessaire que les inhibiteurs de corrosion pénètrent suffisamment profondément dans le matériau, pour recouvrir les armatures situées en milieu corrosif. Pour ce faire, la composition de traitement est généralement appliquée en plusieurs fois, habituellement de cinq à dix, pour obtenir la quantité d'inhibiteurs nécessaire dans le béton. En outre, la profondeur de pénétration obtenue dépend notamment des conditions de température et d'humidité lors de l'application, ainsi que de la porosité du support. II est ainsi généralement nécessaire de sécher le support entre chaque application de la composition de traitement. II a également été proposé d'associer à des inhibiteurs de corrosion un agent chimique sous forme de gel, pour permettre aux inhibiteurs de se maintenir en place à l'intérieur d'une fissure ou d'un trou présent dans un ouvrage. L'invention a pour but de répondre à ces inconvénients, en proposant une composition permettant la diffusion, en profondeur, de produits actifs à l'intérieur d'un matériau en béton, ciment, mortier, pierre, stuc ou similaire, en un nombre réduit d'applications et sans traitement particulier du matériau. Le but principal de l'invention n'est pas de maintenir en place une composition dans, par exemple, une cavité, ou d'en faciliter l'application, mais d'en améliorer la performance grâce notamment à une meilleure pénétration et diffusion dans le matériau, permettant de réduire le nombre d'applications nécessaires pour obtenir le résultat visé ou d'obtenir un résultat supérieur. A cet effet, la composition selon l'invention, pour le traitement d'un matériau à base de béton, ciment, mortier, pierre, stuc ou similaire, comprend un ou plusieurs produits actifs destinés à pénétrer profondément dans le matériau. Selon l'invention, les produits actifs sont incorporés dans une masse viscoélastique, de manière à former un gel. Selon d'autres caractéristiques, la masse visco-élastique comprend un ou plusieurs composés aptes à augmenter la viscosité de la composition. De tels composés permettant d'accroître la viscosité d'une solution sont connus et utilisés classiquement. Par exemple, il peut s'agir de gommes, notamment la gomme agar, la gomme arabique, la gomme adragante, la gomme de guar, ainsi que les dérivés et/ou mélanges de ces produits. D'autres composés utilisables comprennent la cellulose, ses dérivés, par exemple la carboxyméthylcellulose, I'éthylcellulose, eVou les mélanges de ces produits. D'autres composés utilisables comprennent l'amidon, ses dérivés et/ou mélanges. II est également envisageable d'utiliser, à titre de composés aptes à augmenter la viscosité, les dextranes, ainsi que leurs dérivés et/ou mélanges. On citera également comme composé utilisable l'agarose, ses dérivés et/ou mélanges. Selon une forme d'exécution, la composition de l'invention comprend un seul composé apte à augmenter la viscosité. En variante, la composition selon l'invention comprend un mélange de plusieurs composés aptes à augmenter la viscosité. Les composés mentionnés ci-dessus sont couramment utilisés dans diverses industries chimiques et leur préparation ne sera donc pas décrite plus en détail ici. Le choix de la nature et de la quantité du ou des composés augmentant la viscosité dépend notamment de la viscosité souhaitée pour le gel et de la nature des produits actifs incorporés dans celui-ci. Ainsi, il est aisément concevable qu'un composé particulier permettra d'obtenir un gel de la viscosité souhaitée avec une quantité moindre qu'un autre composé. D'une façon générale cependant, la composition selon l'invention comprend d'environ 0,1 % à environ 20 % en poids de composé apte à augmenter la viscosité, exprimé par rapport au poids total de la composition. Selon une forme de réalisation, la composition selon l'invention comprend d'environ 0,5 % à environ 5 % en poids de composé apte à augmenter la viscosité, exprimé par rapport au poids total de la composition. De mme, la viscosité de la composition selon l'invention peut varier dans une large mesure, en fonction notamment de la nature des produits actifs, des caractéristiques du matériau dans lequel ils doivent pénétrer. Une gamme de viscosité utilisable pour la composition selon l'invention varie d'environ 2 000 à environ 50 000 milliPascal-secondes. Selon une forme d'exécution, la viscosité de la composition selon l'invention varie d'environ 10 000 à environ 30 000 milliPascal-secondes. La composition selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs produits actifs destinés à pénétrer profondément dans le matériau. Ces produits actifs peuvent tre de différentes natures. II peut s'agir par exemple de vernis. II peut s'agir également de produits destinés à réaliser un traitement spécifique du matériau. Un tel traitement peut consister par exemple en l'ajout de produits, par exemple du carbonate de sodium, augmentant la teneur du matériau en certains éléments métalliques, notamment certains cations. D'autres produits actifs comprennent par exemple les produits hydrophobes, par exemple les siloxanes, destinés à limiter la pénétration de l'eau dans le matériau. II peut s'agir également de produits destinés à renforcer le matériau, tels que les silicates de lithium ou de sodium. Les produits actifs peuvent également comprendre des agents inhibiteurs de corrosion. De tels produits comprennent notamment les fluorophosphates, par exemple le monofluorophosphate de sodium, les nitrites, notamment de calcium ou de sodium, certains acides, par exemple l'acide polytartrique, les chélates de zinc, les phosphanates, les molybdates et les aminoalcools tels que la diméthyléthanolamine, les diéthanolamines ou les triéthanolamines, ainsi que les mélanges comprenant au moins l'un des produits mentionnés ci-dessus. Selon une forme d'exécution, la composition de l'invention comprend un seul produit actif. Selon une autre forme d'exécution, la composition de l'invention peut comprendre un mélange de plusieurs produits actifs dont l'action sur le matériau peut tre identique ou différente. On peut ainsi prévoir de mélanger dans une composition selon l'invention un produit de renforcement du matériau et un inhibiteur de corrosion. L'invention vise également à protéger un procédé de diffusion d'un ou plusieurs produits actifs à l'intérieur d'un matériau à base de béton, ciment, mortier, pierre, stuc ou similaire. Le procédé selon l'invention, de diffusion profonde d'un ou plusieurs produits actifs à l'intérieur d'un matériau à base de béton, ciment, mortier, pierre, stuc ou similaire, comprend les étapes consistant à : -former un gel d'un ou plusieurs produits actifs dans une masse visco élastique, le dit gel étant tel que décrit précédemment ; -appliquer le gel à la surface du matériau. Selon le procédé de l'invention, le ou les produits actifs peuvent tre appliqués sur le matériau à t'état sec ou humide. II n'est donc pas nécessaire que le matériau subisse, préalablement à l'application du gel, une étape de séchage. Le gel peut tre appliqué à la surface du matériau par différentes méthodes. On citera par exemple une application au pinceau, au rouleau, une application par pulvérisation ou toute autre méthode d'application d'un gel sur une surface. Le gel est généralement appliqué sur le matériau à une concentration variant entre environ 50 g/m2 et environ 5 000 g/m2. Selon une forme d'exécution, le gel est appliqué sur le matériau à une concentration variant entre environ 500 glu2 et environ 1 500 g/m2. II va de soi cependant que cette concentration peut varier dans une large mesure, en fonction de la nature et des caractéristiques du matériau et également du ou des produits actifs que l'on désire faire diffuser dans le matériau. Selon une forme d'exécution du procédé, I'application du gel est réalisée en une seule étape. II est cependant envisageable, pour certains produits actifs ou certains matériaux, de prévoir plusieurs applications successives du gel. L'invention vise enfin l'utilisation d'un gel en tant que vecteur pour la diffusion profonde d'un ou plusieurs produits actifs dans un matériau à base de béton, mortier, ciment, pierre, stuc ou similaire. Selon l'invention, le gel comprend un ou plusieurs composés aptes à augmenter la viscosité, par exemple de la cellulose, de l'aragose, de l'amidon, un dextrane, une gomme, ainsi que les dérivés et/ou mélanges de ces produits. Les produits actifs comprennent par exemple les vernis, additifs, produits de renforcement, inhibiteurs de corrosion, produits hydrophobes. L'invention sera mieux comprise dans la description qui suit, faite en référence à la figure annexée. La figure 1 est une courbe représentant la concentration en produit actif diffusé dans un béton en fonction de la profondeur, en utilisant le gel de l'exemple 1. Sur la figure 1, la courbe n 1 met en évidence les résultats obtenus avec une composition de traitement conventionnelle. La courbe n 2 met en évidence les résultats obtenus avec une composition de l'invention, et la courbe n 3 met en évidence la valeur minimale admissible en produit actif dans le béton. Exemple 1 Une solution aqueuse à 20 % de monofluorophosphate est gélifiée en ajoutant sous agitation et à température ambiante 2,5 % en poids de carboxyméthylcellulose en poudre (CMC) d'une viscosité de 20 000 milliPascal- secondes. Ce gel est appliqué au pinceau, au rouleau, pulvérisé ou appliqué par toute autre méthode d'application d'un gel sur une surface, à raison de 1 500 g/m2, sur un mur de culée d'un viaduc fortement contaminé par des chlorures. Le gel pénètre entièrement en environ six heures, laissant un léger résidu de CMC facilement lavable à l'eau. Sur une surface avoisinante, une application par pulvérisation de la mme solution aqueuse de monofluorophosphate-sans CMC-est réalisée, de façon à obtenir une quantité appliquée équivalente à celle du gel. Pour ce faire, le monofluorophosphate est pulvérisé à 15 reprises durant une période totale de 8 heures. Deux jours après les traitements, des carottes de béton sont prélevées et analysées pour définir le profil de concentration en monofluorophosphate en fonction de la profondeur. Les résultats sont montrés sur la figure 1. La figure 1 montre que non seulement l'utilisation du gel permet d'accroître la pénétration du monofluorophosphate, mais que les résultats sont fortement améliorés. La teneur en monofluorophosphate est toujours suffisante à 60 mm dans le cas du gel, alors que l'application classique par une solution n'a pas permis de dépasser une profondeur utile de 20 mm. Exemple 2 Dans un litre d'eau, 60 grammes de colle amidon et 1 gramme de poly électrolyte Praestol sont dispersés sous forte agitation jusqu'à obtention d'une masse homogène. En maintenant l'agitation, 200 grammes de monofluorophosphate sont ensuite introduits ainsi que 0, 1 gramme de Triton X100 pour augmenter la mouillabilité du gel. Le gel obtenu est appliqué sur la voûte d'un tunnel, à raison de 1 500 grammes par m2. Au bout de 3 jours environ, la surface du béton ne montre qu'un résidu sec d'amidon. La mesure de la pénétration du monofluorophosphate dans le béton est réalisée sur une carotte de 50 mm de diamètre et montre une pénétration de 60 mm environ. Une application classique par pulvérisation répétée d'une solution aqueuse de monofluorophosphate ne montre, à concentration équivalente, qu'une pénétration de 30 mm environ. Exemple 3 Un gel est préparé en mélangeant sous forte agitation 30 g par litre d'eau de carboxyméthylcellulose, d'une viscosité de 80 000 milliPascal-secondes. 200 g par litre d'eau de nitrite sont ensuite introduits sous agitation, jusqu'à obtention d'un gel homogène. Le gel obtenu est correctement dispersé et est appliqué sur des surfaces de béton verticales et surplombantes pour vérifier la tenue. Plus de 1 500 g par m2 de ce gel ont pu tre appliqués sans coulures. Le séchage et la pénétration du gel dans le béton se déroulent de la mme façon qu'avec un gel au monofluorophosphate. Exemple 4 Un gel est préparé de la mme façon que dans l'exemple 3 ci-dessus, mais en remplaçant le nitrite par une quantité identique de 2-Diméthylaminoéthanol. Un gel homogène et bien dispersé est obtenu et peut tre appliqué sur des parois de béton de la mme façon que les gels décrits aux exemples précédents. REVENDICATIONS 1. Composition pour le traitement d'un matériau à base de béton, ciment, mortier, pierre, stuc ou similaire, comprenant un ou plusieurs produits actifs destinés à pénétrer profondément dans le matériau, les dits produits actifs étant incorporés dans une masse visco-élastique, de manière à former un gel. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse visco élastique comprend un ou plusieurs composés aptes à augmenter la viscosité de la composition. 3. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce que les composés aptes à augmenter la viscosité comprennent les gommes, par exemple la gomme agar, la gomme arabique, la gomme adragante, la gomme de guar, ainsi que les dérivés et/ou mélanges de ces produits. 4. Composition selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les composés aptes à augmenter la viscosité comprennent la cellulose, ses dérivés, par exemple la carboxyméthylcellulose, l'éthylcellulose, et/ou les mélanges de ces produits. 5. Composition selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les composés aptes à augmenter la viscosité comprennent l'amidon, ses dérivés et/ou mélanges. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que les composés aptes à augmenter la viscosité comprennent les dextranes, leurs dérivés et/ou mélanges. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que les composés aptes à augmenter la viscosité comprennent l'agarose, ses dérivés et/ou mélanges. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de plusieurs composés aptes à augmenter la viscosité. 9. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend d'environ 0,1 % à environ 20 % en poids de composé apte à augmenter la viscosité, exprimé par rapport au poids total de la composition, par exemple d'environ 0,5 % à environ 5 %. 10. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle possède une viscosité variant entre environ 2 000 milliPascal- secondes et environ 50 000 milliPascal-secondes, par exemple entre environ 10 000 et environ 30 000 milliPascal-secondes 11. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les produits actifs comprennent les vernis, les produits hydrophobes, par exemple les siloxanes, destinés à limiter la pénétration de l'eau. 12. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les produits actifs comprennent les produits de renforcement du matériau, par exemple les silicates de lithium ou de sodium. 13. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les produits actifs comprennent les produits, par exemple le carbonate de sodium, destinés à augmenter la teneur du matériau en certains éléments métalliques. 14. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les produits actifs comprennent les inhibiteurs de corrosion. 15. Composition selon la revendication 14, caractérisée en ce que les inhibiteurs de corrosion comprennent les fluorophosphates, par exemple le monofluorophosphate de sodium, les nitrites, notamment de calcium ou de sodium, certains acides, par exemple d'acide polytartrique, les chélates de zinc, les phosphanates, les molybdates et les aminoalcools tels que la diméthyléthanolamine, les diéthanolamines ou les triéthanolamines, ainsi que les mélanges comprenant au moins l'un des produits ci-dessus. 16. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de plusieurs produits actifs. 17. Procédé de diffusion profonde d'un ou plusieurs produits actifs à l'intérieur d'un matériau à base de béton, ciment, mortier, pierre, stuc ou similaire, comprenant les étapes consistant à : -former un gel d'un ou plusieurs produits actifs dans une masse visco élastique, le dit gel étant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 16 ; -appliquer le gel à la surface du matériau. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'application du ou des produits actifs est réalisée sur te matériau à l'état sec ou humide. 19. Procédé selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que l'application est réalisée au pinceau, au rouleau, par pulvérisation ou toute autre méthode d'application d'un gel sur une surface. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le gel est appliqué sur le matériau à une concentration variant entre environ 50 g/m2 et environ 5 000 g/m2, par exemple entre environ 500 g/m2 et environ 1 500 g/m2. 21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que l'application du gel est réalisée en une seule ou plusieurs étapes. 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 21, caractérisé en ce que le matériau n'est pas séché préalablement à l'application du gel. 23. Utilisation d'un gel en tant que vecteur, pour la diffusion profonde d'un ou plusieurs produits actifs dans un matériau à base de béton, mortier, ciment, pierre, stuc ou similaire. 24. Utilisation selon la revendication 23, caractérisé en ce que le gel comprend un ou plusieurs composés aptes à augmenter la viscosité, par exemple de la cellulose, de l'agarose, de l'amidon, un dextrane, une gomme, ainsi que les dérivés et/ou mélanges de ces produits. 25. Utilisation selon la revendication 23 ou 24, caractérisée en ce que les produits actifs comprennent les vernis, les additifs, les produits de renforcement, les inhibiteurs de corrosion, les produits hydrophobes.