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Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 247 3.3 L

Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 247 3.3 LES PRINCIPAUX MATÉRIAUX DE RÉPARATION DES SURFACES 3.3.1 Mortier de ciment portland • Les mortiers de ciments Portland ne doivent être utilisés que pour réparer des défauts de surface mineurs (pas de conséquences critiques sur la performance de la structure) pas plus de 24 h après le décoffrage. • Ils ne devraient jamais être utilisés pour réparer des surfaces de vieux béton (fissuration due au retrait empêché) • Attention au mûrissement de la surface (au moins 7 jours). 3.3.2 Mortiers époxydiques • Les mortiers époxydiques sont constitués d'un mélange de sable et de liant époxydique. Ces mortiers sont généralement appliqués sur une mince couche de liant d'accrochage à base de résine époxy. ° Trois composants: résine, durcisseur, sable ° Pour le liant d'accrochage, on doit utiliser la même résine que celle utilisée pour le mortier. ° Le périmètre de la surface doit préférablement être délimité par un trait de scie. ° La surface doit être propre et sèche (on doit généralement chauffer la surface pour retirer toute l'humidité). ° Le durcissement est amorcé par l'ajout d'un catalyseur. ° La vitesse de durcissement de la résine est très sensible à la température ambiante. ° On doit éviter de préparer des quantités trop importantes de mortier. Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 248 • Ces produits ($$$) peuvent être utilisés lorsque la profondeur de la réparation est d'environ 40 mm ou moins (ou lorsque la surface à réparer est relativement petite < 1000 cm2). ° Développement très rapide des propriétés mécaniques (en 5 à 24 heures). ° Grande résistance aux agressions chimiques. ° Très grande adhérence. ° Grande durabilité à long terme. • On peut utiliser la résine époxidique seule pour remplir des défauts de surface de très faibles épaisseurs (< 5 mm). • On ne doit pas utiliser ces produits si: ° L'humidité interne du béton ou de la structure peut s'accumuler sous la surface réparée et ainsi provoquer des problèmes lors du gel. ° La surface réparée est soumise à des températures extrêmes (exposition directe au soleil ou à de hautes températures). • Attention à la ventilation et aux vapeurs nocives. • Éviter le contact direct avec la peau • On doit assurer une température initiale de mise en place d'au moins 15°C jusqu'au premier durcissement. Par la suite le mortier doit être chauffé [32-43°C] pendant au moins 24 h. 3.3.3 Mortiers/coulis expansifs n Expansion par formation de bulles de gaz. • Ces produits contiennent des ingrédients qui génèrent des bulles de gaz peut de temps après le contact avec l'eau de gâchage. ° Des poudres d'aluminium ou de carbone sont généralement utilisées pour produire les bulles de gaz. • Les bulles de gaz permettent de compenser toute forme de retrait pouvant se produire durant la phase plastique du matériau. Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 249 ° Il est nécessaire de fournir u n confinement latéral et vertical pour permettre au produit de développer toutes ses caractéristiques physiques. • Ces produits sont parfois très sensibles à la température ° L'expansion peut survenir très rapidement (avant la mise en place) lorsqu'il fait très chaud. n Expansion par le sulfoaluminate. • Contrairement au cas précédent (bulles de gaz), l'expansion des produits contenant des sulfoaluminates survient après la prise et pendant la phase de durcissement. ° L'expansion peut être obtenue en utilisant un ciment à retrait compensé (type K) ou en ajoutant un agent d'expansion à base de sulfoaluminate (dosage de 6% à 10% en masse de ciment). ° L'expansion survient lorsque le sulfoaluminate de calcium anhydre (CSA) se transforme en ettringite. • L'expansion est sensible aux conditions d'humidité. ° Pour entretenir les réactions d'expansion, il faut assurer un apport suffisant d'humidité (mûrissement humide) pendant 3 à 7 jours. 3.3.4 Bétons conventionnels • Les réparations profondes en béton conventionnel sont généralement utilisées lorsque la surface à réparer est plus grande que 1000 cm2 et que la profondeur dépasse 150 mm ou lorsque la profondeur de la réparation dépasse de 25 mm le niveau inférieur des aciers d'armature. • Il s'agit d'un matériau de réparation très économique! • Il est préférable d'amener la surface du vieux béton à l'état SSS avant d'appliquer le nouveau béton (présaturation de plusieurs heures). Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 250 • Un bon mûrissement est essentiel pour assurer une bonne durabilité et pour minimiser la fissuration due au retrait de séchage. • Le périmètre de la zone à réparer doit être scié sur une profondeur d'au moins 25 mm. • Les bétons conventionnels peuvent être utilisés avec plusieurs types de techniques de mise en place. ° Utilisation de coffrages conventionnels ° Projection par voie humide ° Projection par voie sèche ° Pompage • Il est important d'utiliser un béton de réparation durable dont les propriétés physico-chimiques (module élastique, coefficient de dilatation thermique) sont similaires à celles du béton existant. 3.3.5 Bétons et mortiers au latex • Le Latex est une émulsion aqueuse de caoutchouc synthétique obtenue par polymérisation. Il remplace l'eau dans les bétons ou mortiers modifiés au latex employés comme matériau de réparation dans les projets de réhabilitation ou comme chape. • En raison de son prix élevé, le latex n'est pas utilisé dans les bétons pour dalles. • La surface du béton frais se déchire facilement, ce qui complique les opérations de finissage et de cure. Il faut porter une attention très particulière aux opérations de finissage et de cure pour prévenir la fissuration excessive du matériau. Il faut éviter les expositions directes au soleil ou au vent. ° On peut tenter d'éliminer la fissuration de surface en resaturant la surface du matériau avec une émulsion diluée de latex. • Un latex synthétique est ajouté à un mortier ou un béton de ciment portland conventionnel. ° Plus grande cohésion, meilleure maniabilité, facilité d'application. Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 251 ° Développement plus rapide des propriétés mécaniques. ° Meilleure adhérence au vieux béton ° Meilleure résistance à la traction. ° Meilleure flexibilité. ° Perméabilité très faible. • Ces produits sont fréquemment utilisés pour réparer des défauts de surface sur des murs, des trottoirs, des dalles, etc. Un béton au latex a été utilisé pour la réfection des joints de dilatation de l'autoroute métropolitaine. Les bétons et mortiers au latex sont reconnus pour leur très grande durabilité. ° Les mortiers au latex peuvent être mis en place en couches de 12 à 50 mm d'épaisseur (horizontalement ou verticalement). • Plusieurs types de latex peuvent être utilisés: ° Styrène butadiène ° Acétate de polyvinyle ° Acryliques • Les latex sont généralement utilisés à des dosages inférieurs à 20% (solides p/r à la masse de ciment portland). ° Pour fabriquer un béton modifié au latex, il suffit essentiellement de combiner un latex polymère à un mélange de béton classique - Rapport eau/ciment = 0,35 à 0,40 (le latex agit aussi comme plastifiant). - On utilise généralement une quantité de latex correspondant à une teneur en solides de polymères de 12% à 15% en masse de ciment. - Affaissement = 100 mm à 150 mm. - Teneur en air = 6,5% • Les surfaces à réparer doivent être maintenues dans un état saturé pendant au moins 12 h avant l'application du mortier ou du béton au latex. Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 252 • Juste avant l'application du produit, on doit amener la surface dans un état SSS (pas de flaques d'eau) puis appliquer un coulis de ciment portland fabriqué avec un mélange d'eau et de latex (50% eau et 50% latex). ° On peut aussi utiliser un latex re-émulsifiable lors de contact avec béton frais. • La réparation doit être protégée des rayons directs du soleil. Il est important d'assurer un bon mûrissement humide pendant au moins 24 h (72 h pour les mortiers). Après la cure humide, laisser sécher le béton à l'air pendant 72 h si la température est supérieure à 13°C. Il peut être nécessaire de prolonger le séchage si la température est inférieure à 13°C. 3.3.6 Bétons polymères • Les bétons polymères peuvent être fabriqués à partir de deux types de monomères: ° Methacrilate (MMA ou HMWM) - Les HMWM sont plus faciles d'utilisation que les MMA * moins forte odeur * moins volatiles (pot life plus long) ° Résine ester • Lors du mûrissement les monomères s'unissent entre eux pour former de longues chaînes de polymères à base d'acrylique. ° Un système comprend généralement: - Un monomère contenant un inhibiteur pour prévenir la polymérisation spontanée. - Un catalyseur (ajouté durant le malaxage) pour initier la polymérisation. - Un accélérateur (ajouté durant le malaxage) pour accélérer le processus. - Un sac de granulats prémélangés. Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 253 • Ce type de béton peut être utilisé pour les réparations de surface, les resurfaçages minces, les planchers industriels, uploads/Ingenierie_Lourd/ chap3-3-pdf.pdf