8 Reconstituer Le Béton (2017) [PDF]

Zitiervorschau

FORMATION Entretenir et réparer les bétons – Module 1

TOURNEUR Christian Freyssinet international

Techniques pour les réparations et traitements des bétons endommagés

Stage 2018

Tourneur Christian Module 1

1ère partie : Objectifs, documents, pathologies et produits • la norme NF EN 1504 le marquage CE (rappel) • une orientation fonctionnelle de choix de produits • la nouvelle norme NF P 95 103 • la nouvelle norme NF P 95 101 • reconnaitre les défauts utiliser le bon langage • choix des produits en fonction de la pathologie

Tourneur Christian Module 1

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Classification fonctionnelle des produits norme NF EN 1504

Principes (1 Protection contre les risques de pénétration ) Méthodes (1.2 revêtement de surface avec ou sans capacité de pontage) Niveaux de performances fonctionnelles + Essais qualifiants

Le marquage CE est un enregistrement Européen de produits par type d’utilisation obligatoire depuis 2010. Ce n’est pas une reconnaissance de qualité Degré d’exigence pour OA en France: Tourneur Christian Fascicule 65 + GA P 18 + norme NF P 95 103 Module902 1

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Norme d’application : Traitement des fissures et protection du béton

Norme NF P 95 103

Directive ouvrages d’art Elle fixe les niveaux de performances des produits à la norme EN 1504 et indique des recommandations et techniques de mise en œuvre pour les ouvrages d’art nationaux.

Tourneur Christian Module 1

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Norme d’application : Réparation de surface du béton

Norme NF P 95 101

Directive ouvrages d’art Elle fixe les niveaux de performances des produits à la norme EN 1504 et indique des recommandations et techniques de mise en œuvre pour les ouvrages d’art nationaux.

Tourneur Christian Module 1

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Un ouvrage ancien qui reste un bon guide pour le technicien

Tourneur Christian Module 1

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TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Inventaire des défauts visibles en surface

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

• Inspection des surfaces Les fissures • Les fissures indiquent un dysfonctionnement mécanique de structure. • Le tracé révèle souvent l’origine des désordres. • Isoler les causes et soigner les causes avant de traiter les effets. • Attention: certaines fissures sont des pathologies d ’ordre endogène.

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Fissures de faïençage Fissures superficielles généralement dues au retrait

Traitement: • revêtement pelliculaire de surface après préparation du support • Produits : LHM, revêtement EP ou PUR, ou revêtement EPC sur couche d’accrochage EP

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Fissure sans arrivée d’eau

Traitement : • éliminer la cause •injection de résine Produit : résine époxyde fluide

Fissure avec ruissellement

Traitement : •éliminer la cause (si possible) •forages •injection de blocage •injection de résine fluide compatible •Injection de résine aquaréactive, hydrophile, ou hydrophobe Produit: PU , gel acrylique

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

• Inspection des surfaces Les défauts sans armatures apparentes • • • • • • • • •

Cryptogames et végétation Efflorescences Bullage de surface Nids de cailloux Épaufrures Usure et abrasion superficielles Dégradation due à l’environnement Porosité générale du support Écaillage de surface

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Cryptogames et végétation

Traitement : • décapage par jet haute pression • fermeture des porosités de surface Produits : peinture EP ou PUR

Efflorescences de calcite Traitement : • grattage • rechercher l’origine et éliminer les venues d’eau de percolation •créer une étanchéité.

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Bullage de surface

Traitement : •décapage par jet haute pression •surfaçage Produits : enduit LHM ou enduit EP

Nids de cailloux

Traitement : •décapage par jet haute pression •surfaçage Produits : mortier LHM mono ou bi-couche, mortier EP

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Épaufrures sans armature apparente L e re p q i uage du bé o t n d o it ê tre a f itp e rp e n d c iu a l irem e n t a u se n s d e s e fo f r ts .

Traitement : •repiquage du béton •sur couche d’accrochage Produits: mortier hydraulique ou LHM ou EP sur couche d’accrochage EP

Usure superficielle par érosion

Traitement : •lavage •enduit pelliculaire Produits: LHM ou enduit EP avec granulats spéciaux résistant à l’usure

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Dégradation due à l’environnement

Prudence : analyses chimiques indispensables

Traitement : • repiquage du béton • reconstitution de la surface Produits: mortier LHM sur couche d’accrochage EP, mortier EPC ou petites surfaces mortier EP. Porosité excessive du béton

Traitement : •sablage •enduit pelliculaire Produits : LHM ou peinture acrylique, caoutchouc chloré, EP-PUR, ou imprégnation hydrofuge

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Écaillage de surface •

• • •

Attention : ce type de défaut peut être révélateur d’une agression chimique (l’action de l’eau acidifiée ou pure qui dissout peu à peu le liant) Faire une analyse chimique du béton Le potentiel des armatures renseigne sur les risques de corrosion Définir le ciment et la classe compatible

Lixiviation Traitement : • purger le béton en profondeur • reconstituer la forme avec un mortier projeté • appliquer une fermeture

Produits : mortier de ciment, fermeture EP

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Alcali-réaction

• •

Attention : ne pas confondre le faciès des fissures avec le faïençage Faire une analyse chimique Vieillissement accéléré Norme ASTM

Traitement : • Revêtements souples pouvant suivre l’ouverture des fissures (empêcher la pénétration d ’eau). Produits : PU , acryliques

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Inspection des surfaces Les défauts avec armatures apparentes • • • • • •

Trou dans le béton Armature faiblement corrodée Armature rompue Coulure d’oxyde de fer Fracture suivant le tracé des armatures Rupture de béton sous charge

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Trous dans le béton ( défaut de bétonnage).

Traitement : • repiquage du béton jusqu'aux armatures • reconstitution du monolithisme. Produits : mortier LHM sur gobetis.

Armature faiblement corrodée

Traitement : • repiquage au delà des armatures • sablage • reconstitution de forme • fermeture Produits : mortier LHM ou mortier EP, et peinture de protection.

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Armature exposée rompue par corrosion. Traitement : • repiquage du béton jusqu’aux armatures • reconstituer la section d’armature, respecter la règle des recouvrements. Produits :Mortier LHM ( petites surfaces), Béton projeté ( grandes surfaces )

Coulures d’oxyde de fer

Traitement : •Attention : indique la présence de chlorures •Analyse du béton Produits : Déchloruration et réalcalinisation ou protection cathodique.

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Fractures du béton suivant le tracé des armatures du BA.

La poussée des oxydes de fer éclate le béton. Attention : la carbonatation et les chlores sont souvent les causes. • Faire une analyse du béton et une recherche de carbonatation Traitement: 1) • Purges • ragréages • décontamination du béton et réalcalinisation en fin de traitement => peinture LHM. 2) • Protection cathodique

TRAITEMENT DES DEFAUTS EN SURFACE DU BETON

Rupture de béton sous charge Une étude de structure et du ferraillage doit être demandée. • •

• • TR AN S FER T D E S CH ARG E S

TR AN S FER T A PR E S R E P A R A T O IN

Faire un transfert de charge Démolir l’existant, réorganiser le transite des efforts en adéquation avec un nouveau ferraillage pouvant reprendre les effets de la poussée au vide. Bétonner le nouvel élément Transférer la charge sur les nouveaux appuis.

2ème partie : Choix de solution • la nouvelle norme NF P 95 103 Protection en surface et injection • la nouvelle norme NF P 95 101 Reconstitution du béton endommagé • technologie d’injection de fissures • traiter les constitutions de béton ponctuellement.

Tourneur Christian Module 1

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Les défauts visibles en surface: Comment traiter leur réparation. Pour faire simple, on peut classer les techniques de réparation en 3 catégories (quelque fois complémentaires) La complémentarité fonctionnelle permet de définir des systèmes pérennes adaptés aux besoins. Compatibilité des produits entre eux et actions irréversibles

1 - Traitements de surface. - imprégnation - Imprégnation hydrophobes - revêtements

2

3

- Traitements de masse.

- Remplacement du matériau

- injections de fissures

- restauration des formes

- traitements électrochimiques

- reconstitution ponctuelle (ragréage)

- protections galvaniques

- remplacement de l’enrobage

- protections cathodiques

- pontage de fissure Tourneur Christian Module 1

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1 Traitements en surface des défauts Norme NF P 95 103 Fissures : Traitements superficiels et pontages des fissures

Tourneur Christian Module 1

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1 Traitements en surface des défauts Norme NF P 95 103 La protection généralisée : Principe 1 : protection contre les risques de pénétrations ; Principe 2 : contrôle du taux d’humidité du béton ; Principe 5 : résistance aux actions physiques – amélioration de la surface ; Principe 6 : résistance aux produits chimiques ; Principe 8 : augmentation de la résistivité par limitation de la teneur en eau.

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1 Traitements en surface des défauts tension superficielle

Norme NF P 95 103 La protection généralisée :

Produits appliqués en surface qui pénètrent de quelques mm dans le béton et qui modifient la tension superficielle pour repousser l’eau ruisselante. Ils ne bouchent que partiellement les porosités du matériau. Solution : - empêche la pénétration d’eau mais pas les échanges gazeux.

- n’est pas une solution d’étanchéité Tourneur Christian Module 1

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1 Traitements en surface des défauts Norme NF P 95 103 La protection généralisée :

Produits synthétiques fluides qui appliqués en surface (tel un vernis) obstruent les microporosités du béton.

Solution : - réduit seulement les porosités

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1 Traitements en surface des défauts Norme NF P 95 103 La protection généralisée :

Produits synthétiques ou à base de ciments modifiés qui couvrent toutes les micro ou macroporosités du support. Ces revêtements peuvent être souples ou rigides étanches ou microporeux. Solution : - empêche la pénétration d’eau et permet des échanges gazeux.

- ou être une solution « étanche » imperméable. Tourneur Christian Module 1

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2 Traitements dans la masse des défauts

Ce qui est visible

Norme NF P 95 103 Injection de fissures :

Fissure principale

Injections à base de produits synthétiques fluides, ou à base de ciments spéciaux broyés fin (12, 9 et 6 µm).

Armature

Réseau de fissures secondaires

Solution : - l’injection remplit le vide et rétablit le monolithisme structurel.

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Brossage vigoureux et nettoyage de la surface à cacheter (adhérence): Brosses à fils métalliques Aspirateur Dégraisser le support si nécessaire

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Les flexibles d’injection et ses raccords: Flexible en plastique souple, diamètre intérieur 6mm, diamètre extérieur 8 mm, translucides, ce qui permet de voir la progression du produit Raccord spéciaux…. Tourneur Christian Module 1

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

L’injecteur plat à grande surface de diffusion Rallonge: dia extérieur 6mm, longueur Aluminium Permet d’alimenter la fissure sur une longueur Tourneur Christian Module 1

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Collage des injecteurs plats: Veiller à ne pas obturer l’orifice de l’injecteur

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Obturer toute la longueur de la fissure Cordon épais pour éviter tout décollement; doit résister à la pression de la résine d’injection Consommation Tourneur Christian Module 1

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Laisser polymériser 24 heures minimum avant de réaliser l’injection. Connexion des tubes souples d’injection sur les injecteurs Former des familles (injection d’une ou plusieurs fissures en simultané) Hauteur de la rallonge à chaque injecteur: Tourneur Christian Module 1

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Combien mettre et comment répartir les injecteurs ?

Une régle empirique, mais utile à connaitre : Pour une ouverture de fissure 0.1 mm ≤ e ≤ 1.5 mm

soit (e) l’ouverture de la fissure en mm ==> l’espacement (L) entre les évents : L = (e x 500) = mm Si l’ouverture de fissure > 1.5 mm  L = 1 m

e

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Matériel spécifique de mise en œuvre ( cas standard) M a n om é tre a ir c om p rmi é

S oupape

hau teu r 1 .50m

S o r t ie ré s in e

PO T A R E S N IE Résines à DPU très lente.

NO U R R C IE

2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures : Objectif : remplir le plus vite possible la fissure principale avec le moins de pression possible

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2 Traitements dans la masse des défauts Injection de fissures :

Mise en charge finale Objectif : alimenter la fissure le temps que les capillaires se remplissent

En fin d’injection laisser en charge la fissure principale: Fermer les flexibles Gavage: Une fois que la résine ne pénètre plus dans la fissure, mise en place d’une nourrice de gavage sur la grappe d’évents avec une hauteur de colonne de résine ≥ 1,50m Veiller à ce que le réservoir ne soit jamais vide Tourneur Christian Module 1

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2 Traitements dans la masse des défauts Contrôle sur carotte prélevée Microscopie 10X

Fissure 1/10mm

Microscopie 100X

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2 Traitements dans la masse des défauts Cas particuliers : Les venues d’eau Les produits sont trés réactifs Généralement sous forme de gels (temps de réaction = seconde)

Les matériels de mise en œuvre Pompes spéciales haute pression « Blocage des venues d ’eau » Techniques spéciales. Hors normes

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2 Traitements dans la masse des défauts -Traitement en faisant varier la rhéologie du produit d ’injection - Dosage de catalyseur en fonction du besoin  Personnels spécialisés Cane d’injection avec obturateur

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3 Remplacement du matériau Norme NF P 95 101

Produits disponibles

Produits à base de ciments

Produits à base de résines

•Produits microporeux à pH élevé

•Produits étanches et isolants

•Adhérence de forme

•Adhérence chimique

- Bétons coulés ou projetés

- Micro- bétons

- Mortiers structurels classe R3, R4

- Mortiers

- Mortier non structurel R2

- Pâtes de surfaçage

- Mortier de surfaçage - Mortiers PCC (LHM)

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3 Remplacement du matériau Norme NF P 95 101 Restaurations des formes et reconstitutions touchant les aciers: (ragréages) Cas 1

Cas 2

Cas 3

Epaufrures de béton sans armature ou n’atteignant pas les armatures

Epaufrures de béton touchant les armatures

Epaufrures de béton provoquées par la corrosion des armatures

1)

Ouvrage jeune

•

1)

Ouvrage jeune

2)

Ouvrage ancien

2)

Ouvrage ancien

Ouvrage ancien

Cas 4

Epaufrures superficielles •

Ouvrage jeune ou ancien Tourneur Christian Module 1

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3 Remplacement du matériau Restaurations des formes et reconstitutions touchant les aciers: (ragréages) Réparation Cas 1

Epaufrures de béton sans armature ou n’atteignant pas les armatures 1)

Ouvrage jeune

2)

Ouvrage ancien

Repiquage béton sans atteindre les armatures + Produit à base de ciment ou de résine synthétique

Réparation Cas 2

Epaufrures de béton touchant les armatures 1)

Ouvrage jeune

2)

Ouvrage ancien

Repiquage béton jusqu’à dégager entièrement les armatures + Produit à base de ciment Si enrobage insuffisant ajout d’une imprégnation hydrophobe ou d’un revêtement

Tourneur Christian Module 1

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3 Remplacement du matériau Restaurations des formes et reconstitutions touchant les aciers: (ragréages) La notion de systèmes dans la préconisation. Réparation Cas 3.1 Béton carbonaté

Réparation Cas 3.2 Béton chloruré

Epaufrures de béton provoquées par la corrosion des armatures

Epaufrures de béton provoquées par la corrosion des armatures

• Ouvrage ancien Repiquage béton jusqu’à dégager entièrement les armatures + Produit à base de ciment .

• Ouvrage ancien Repiquage béton jusqu’à dégager entièrement les armatures + Produit à base de ciment .

En compléments: a) Protection contre la pénétration b) réalcalinisation et / ou revêtement c) protection électrochimique et / ou revêtement

En compléments: a) Déchloruration b) protection électrochimique c) Protection contre la pénétration

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3 Remplacement du matériau Restaurations des formes et reconstitutions touchant les aciers: (ragréages)

Réparation Cas 4.1 Résine synthétique

Réparation Cas 4.2 Base ciment

Epaufrures superficielles

Epaufrures superficielles

•

•

Ouvrage jeune ou ancien

Préparation de surface avant application.

Ouvrage jeune ou ancien

Engravures nécessaires.

L’adhérence compense le manque d’engravure.

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3 Remplacement du matériau Endommagements dus à la corrosion des armatures Préparation : enlèvement du béton

Enlèvement : • mécanique et à percussions + lavage haute pression 15 MPa • Hydraulique à très haute pression 90 à110 MPa

Annexe EN 1504-10 page 43

Tourneur Christian Module 1

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3 Remplacement du matériau Choix des produits : norme NF P 95 101 Compatibilité avec l’ouvrage Expositions : - XO aucun risque - XC Carbonatation - XD Chlorures autres que marine - XS Chlorures au de mer - XF Gel /dégel - XA Attaque chimique

Tourneur Christian Module 1

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3 Remplacement du matériau Restaurations des formes et reconstitutions touchant les aciers: (ragréages) Risques et pièges pour l’ensemble de la structure Formation d’anodes induites

Déplacement du problème dans la zone adjacente Tourneur Christian Module 1

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3 Remplacement du matériau Restaurations des formes et reconstitutions touchant les aciers: (ragréages) Traitement des manques d’enrobage Dans le cas où l’épaisseur d’enrobage des armatures est faible, on peut adopter les deux dispositions suivantes : a) application d’une couche de passivation sur l’armature b) application d’une couche de fermeture au dessus de la zone ragréée.

Ragréage pH élevé

Ragréage Couche de peinture de passivation.

Revêtement LHM souple et étanche

Béton conservé

Béton conservé

pH élevé

Risque de petites anodes. Béton conservé

Figure: a

Béton conservé

Figure: b Tourneur Christian Module 1

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3 Remplacement du matériau c) application d’une protection galvanique « mais il faut respecter les règles de l’art »

Tourneur Christian Module 1

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3 Remplacement du matériau Les moyens pour réduire les risques d’anodes induites Principes

Méthodes

1. Protection contre toute pénétration

1.1 imprégnation hydrophobe 1.3 Revêtement

2. Contrôle du taux d’humidité

2.1 imprégnation hydrophobe 2.2 imprégnation 2.3 revêtement

7. Préservation ou restauration de la passivité

7.1 Augmentation de l’enrobage avec du mortier 7.3 réalcalinisation électrochimique 7.4 réalcalinisation par diffusion 7.5 extraction électrochimique des chlorures

8. Augmentation de la résistivité

8.1 imprégnation hydrophobe 8.2 imprégnation 8.3 revêtement

10. Protection cathodique (et galvanique)

10.1 Application d’un potentiel électrique

11. Contrôle des zones anodiques

11.3 Application d’inhibiteurs de corrosion sur ou dans le béton

Extraits de la norme EN 1504-9

Il n’y a pas de recette standard  Discussions

Merci pour

votre attention Tourneur Christian Module 1

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