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Les Dossiers du CSTC – N° 3/2010 – Cahier n° 13 – page 1 CT PEINTURE, REVÊTEMEN

Les Dossiers du CSTC – N° 3/2010 – Cahier n° 13 – page 1 CT PEINTURE, REVÊTEMENTS SOUPLES POUR MUR ET SOL Teneur en humidité des chapes et réduction du temps de séchage Les calendriers de construction de plus en plus serrés conduisent souvent à limiter les délais de pose des finitions et, donc, le temps de séchage des chapes (et des bétons en général). Or, une teneur excessive en eau résiduelle dans ces dernières constitue, dans bien des cas, une source de dégâts pour des finitions telles que les revêtements de sol souples, parquets, revêtements résineux, … ✍ ✍E. Cailleux, dr., chef de projet, E. Cop pens, ir., chercheur, E. Noirfalisse, ir., chef de projet, et V. Pollet, ir., chef adjoint du département, département ‘Matériaux, technologie et enveloppe’, CSTC Dans le cadre d’une recherche prénormative, plusieurs techniques de mesure d’humidité ont été étudiées et comparées. Bien que l’ef ficacité et la fiabilité de certaines d’entre elles doivent encore être corroborées, nous livrons ci-après un état des connaissances acquises durant la première phase de recherche. Les chercheurs se sont également penchés sur la manière de réduire le temps de séchage d’une chape en adaptant sa composition et/ ou ses conditions de séchage. Pour ce faire, la teneur en humidité de diverses chapes dans un climat intérieur contrôlé a été mesurée à intervalles fixes. Les résultats obtenus nous ont finalement permis de formuler quelques recommandations pour le séchage des chapes. Fig. 2 Corrélation entre les résultats des étuves à des températures de 45 et 105 °C. Fig. 1 Influence de la méthode et de la température de séchage sur le résultat. Teneur en humidité [m%] 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 Date des mesures fin 2008, début 2009 [jour/mois] 21/10 31/10 10/11 20/11 30/11 10/12 20/12 30/12 09/01 19/01 Micro-ondes Etuve 105 °C Etuve 70 °C Etuve 45 °C 1 DÉTERMINATION DE LA TENEUR EN HUMIDITÉ De nombreux appareils de mesure sont dispo nibles sur le marché. Les techniques de me sure étudiées peuvent être classées par caté gories sur la base des deux critères suivants : • leur caractère destructif ou non : il existe des méthodes destructives, peu destructives et non destructives • le résultat final. On distingue les méthodes qualitative et quantitative. Il est possible par ailleurs de différencier pour cette dernière les méthodes donnant une valeur pour le taux d’émission de vapeur d’eau de la chape, pour la teneur en humidité de l’échantillon ou pour l’humidité relative de l’air en équi libre hygrothermique avec la chape. Effectuer une mesure gravimétrique avant et après le séchage constitue une méthode très fiable pour déterminer la teneur en humidité, à condition d’utiliser un échantillon représenta tif. Elle a dès lors été utilisée comme méthode de référence au cours de la recherche (§ 1.1). Au point § 1.2, nous livrerons un aperçu de quelques autres méthodes normalisées et quantitatives applicables sur chantier. Les ré sultats de ces méthodes seront également com parés avec ceux de la méthode gravimétrique de séchage en étuve. 1.1 Méthode de référence La méthode gravimétrique consiste à prélever 6 5 4 3 2 1 0 Etuve 105 °C [m%] 0 1 2 3 4 5 Etuve 45 °C [m%] y = 0,9787x + 1,0126 R² = 0,8936 6 5 4 3 2 1 0 Etuve 105 °C [m%] 0 1 2 3 4 5 6 Etuve 70 °C [m%] y = 0,939x + 0,5305 R² = 0,9099 Fig. 3 Corrélation entre les résultats des étuves à des températures de 70 et 105 °C. 6 5 4 3 2 1 0 Etuve 70 °C [m%] 0 1 2 3 4 5 Etuve 45 °C [m%] y = 0,9739x + 0,5956 R² = 0,9025 Fig. 4 Corrélation entre les résultats des étuves à des températures de 45 et 70 °C. Les Dossiers du CSTC – N° 3/2010 – Cahier n° 13 – page 2 CT PEINTURE, REVÊTEMENTS SOUPLES POUR MUR ET SOL un échantillon de matériau, à le peser à l’état humide, puis à le faire sécher dans une étuve ventilée et à température contrôlée jusqu’à ce qu’il atteigne une masse constante. La teneur en eau du matériau est égale à la différence entre les masses humide et sèche, divisée par la masse sèche. Le séchage en étuve peut être effectué à des températures diverses pouvant à chaque fois fournir des résultats différents. Les valeurs généralement utilisées sont les sui vantes : 45, 70 et 105° C. Les résultats d’une série de mesures gravimé triques nous ont permis de constater que la teneur en eau est fonction de la température de séchage : plus celle-ci est élevée, plus le taux d’humidité l’est également. Les figures 1 à 4 de la page précédente illustrent ces corré lations à diverses températures. Etant donné qu’il n’est pas toujours possible de disposer d’une étuve (sur chantier, p. ex.), un four à micro-ondes peut être utilisé pour sécher l’échantillon. Bien que cette solution n’ait pas encore été étudiée en détails, les pre miers essais effectués de la sorte ont déjà pu fournir des résultats prometteurs. 1.2 Autres méthodes de mesure 1.2.1 Sonde hygrométrique Cette méthode consiste à introduire une sonde d’humidité dans une cavité préalablement fo rée dans la chape (cf. figures 5 à 7). Ensuite, une fois que le système est stabilisé, l’humi dité relative est mesurée à l’intérieur de cette cavité. Cette méthode de mesure est notamment pres crite par les normes française NF DTU 53.2, partie 1-1 [5], et américaine ASTM F 2170- 09 [2]. Une variante consiste à déterminer le taux d’humidité relative d’un volume d’air confiné situé au-dessus de la surface de la chape. Cette méthode est décrite notamment dans la norme britannique BS 8203 [3]. Lorsque l’humidité relative est stabilisée, on peut supposer que la fin de la période de sé chage a été atteinte (cf. figure 8). A noter que l’humidité relative finale dépend des condi tions atmosphériques. 1.2.2 Bombe à carbure Cette méthode de mesure destructive fréquem ment utilisée consiste à prélever un échantillon de la chape, à le casser en petits morceaux, à en déterminer la masse et à le placer dans un réci pient fermé (la bombe à carbure illustrée à la fi gure 9, p. 3) contenant des ampoules de carbure de calcium. La teneur en humidité de la chape peut ensuite être déterminée en mesurant, dans le récipient, la pression produite par un gaz (l’acétylène, C2H2) issu de la réaction entre le carbure de calcium (CaC2) et l’eau (H2O). Cette réaction peut être exprimée comme suit : CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑ Diverses mesures ont été effectuées sur des échantillons de forme cubique prélevés au- dessus, en-dessous et au milieu de la chape. Tout comme pour l’étuve et la sonde hygro thermique, les résultats révèlent qu’un gra dient d’humidité prononcé peut être constaté (la chape est plus sèche à la surface qu’en son centre). Après la mesure au carbure de calcium, les échantillons prélevés au burin à la partie inférieure de la chape ont fourni des Fig. 5 Exemple de sonde hygrother mique. Bouchon (mastic) Sonde hygrothermique Tuyau en PVC Chape Surface de chape exposée Fig. 7 Représentation schématique d’une sonde hygrothermique placée vertica lement dans la chape. Fig. 6 Sonde hygrothermique placée horizontalement dans la chape. Fig. 8 Courbe de séchage d’une chape mesurée à l’aide d’une sonde hygrothermique à deux profon deurs différentes (conservée à 20 °C et 60 % HR). 5,0 cm 1,5 cm Humidité relative [%] 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Date des mesures [mois/année] 09/08 10/08 11/08 12/08 01/09 02/09 03/09 04/09 05/09 06/09 résultats comparables à ceux des échantillons cubiques provenant du milieu de la chape. Les résultats de cette méthode de mesure étaient systématiquement inférieurs à ceux obtenus par séchage dans une étuve à 45 °C. Une corrélation entre les résultats des deux méthodes a néanmoins pu être établie (cf. fi gure 10, p. 3). 1.2.3 Mesure du taux d’émission de vapeur d’eau avec du chlorure de calcium (CaCl2) Cette méthode de mesure non destructive Les Dossiers du CSTC – N° 3/2010 – Cahier n° 13 – page 3 CT PEINTURE, REVÊTEMENTS SOUPLES POUR MUR ET SOL Bombe à carbure [CM%] Fig. 9 Exemple de bombe à carbure. 7 6 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 Etuve 45 °C [m%] y = 0,1224x² + 0,3719x + 0,2645 R² = 0,8487 Fig. 10 Corrélation entre les résultats d’une mesure au carbure de calcium et d’une mesure dans une étuve à 45 °C. prescrite par la norme américaine ASTM F 1869 [1] permet de déterminer la quantité de vapeur d’eau émise par la chape. Cet es sai (pouvant également être réalisé in situ) consiste à placer des cristaux de chlorure de calcium (CaCl2) sous une cloche parfaitement scellée à la chape et à mesurer la variation de poids des cristaux fortement hygroscopiques (cf. figure 11). Les mesures du taux d’émission de vapeur d’eau se déroulent comme les mesures ef fectuées avec uploads/s3/cstc-artonline-2010-3-no13.pdf