Parfois, les fissures doivent être réparées, mais les options sont nombreuses. Comment concevoir et choisir la meilleure solution ? Ce n'est pas aussi difficile qu'on le pense.
Après avoir examiné les fissures et déterminé les objectifs de réparation, concevoir ou sélectionner les meilleurs matériaux et procédures de réparation est relativement simple. Ce résumé des options de réparation des fissures comprend les procédures suivantes : nettoyage et remplissage, coulage et scellement/remplissage, injection d'époxy et de polyuréthane, auto-réparation et « sans réparation ».
Comme décrit dans la « Partie 1 : Comment évaluer et réparer les fissures du béton », l'examen des fissures et la détermination de leur cause profonde sont essentiels pour choisir le meilleur plan de réparation. En résumé, les éléments clés pour concevoir une réparation de fissures efficace sont la largeur moyenne de la fissure (y compris les largeurs minimale et maximale) et la détermination du caractère actif ou inactif de la fissure. Bien entendu, l'objectif de la réparation d'une fissure est aussi important que la mesure de sa largeur et la détermination de son potentiel de mouvement.
Les fissures actives se déplacent et s'agrandissent. On peut citer par exemple les fissures causées par un affaissement continu du sol ou les fissures des joints de retrait/dilatation des éléments ou structures en béton. Les fissures dormantes sont stables et ne devraient pas évoluer. Normalement, la fissuration causée par le retrait du béton est très active au début, mais à mesure que l'humidité du béton se stabilise, elle finit par se stabiliser et entrer dans un état dormant. De plus, si suffisamment de barres d'acier (armatures, fibres d'acier ou fibres synthétiques macroscopiques) traversent les fissures, les mouvements futurs seront contrôlés et les fissures pourront être considérées comme dormantes.
Pour les fissures dormantes, utilisez des matériaux de réparation rigides ou flexibles. Les fissures actives nécessitent des matériaux de réparation flexibles et une conception spécifique pour permettre les mouvements ultérieurs. L'utilisation de matériaux de réparation rigides pour les fissures actives entraîne généralement la fissuration du matériau de réparation et/ou du béton adjacent.
Photo 1. À l'aide de mélangeurs à pointe d'aiguille (n° 14, 15 et 18), des matériaux de réparation à faible viscosité peuvent être facilement injectés dans les fissures capillaires sans câblage Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Bien sûr, il est important de déterminer la cause de la fissuration et son importance structurelle. Les fissures révélatrices d'éventuelles erreurs de conception, de détail ou de construction peuvent susciter des inquiétudes quant à la capacité portante et à la sécurité de la structure. Ces types de fissures peuvent être structurellement importants. Elles peuvent être causées par la charge ou liées aux variations de volume inhérentes au béton, telles que le retrait à sec, la dilatation thermique et le retrait, et peuvent être importantes ou non. Avant de choisir une solution de réparation, il est important d'en déterminer la cause et de considérer l'importance de la fissuration.
La réparation des fissures causées par des erreurs de conception, de conception détaillée et de construction dépasse le cadre d'un simple article. Cette situation nécessite généralement une analyse structurelle complète et peut nécessiter des réparations par renforcement spécifiques.
Restaurer la stabilité ou l'intégrité structurelle des éléments en béton, prévenir les fuites ou sceller l'eau et autres éléments nocifs (tels que les produits de déglaçage), assurer le soutien des bords de fissures et améliorer l'apparence des fissures sont des objectifs de réparation courants. Compte tenu de ces objectifs, l'entretien peut être divisé en trois grandes catégories :
Avec la popularité du béton apparent et du béton de construction, la demande de réparation esthétique des fissures augmente. Parfois, la réparation de l'intégrité et le colmatage/remplissage des fissures nécessitent également une réparation esthétique. Avant de choisir une technique de réparation, il est essentiel de clarifier l'objectif de la réparation.
Avant de concevoir une réparation de fissure ou de choisir une procédure, il est essentiel de répondre à quatre questions clés. Une fois ces questions résolues, vous pourrez plus facilement choisir l'option de réparation.
Photo 2. À l'aide de ruban adhésif, de perçages et d'un tube mélangeur à tête en caoutchouc relié à un pistolet manuel à double canon, le matériau de réparation peut être injecté dans les fissures fines sous basse pression. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Cette technique simple est devenue populaire, notamment pour les réparations de bâtiments, grâce à la disponibilité de matériaux de réparation à très faible viscosité. Ces matériaux s'infiltrant facilement dans les fissures très étroites par gravité, il n'est pas nécessaire de poser un câble (c'est-à-dire d'installer un réservoir de mastic carré ou en V). L'absence de câble permet une réparation de la même largeur que la fissure, ce qui est moins visible que pour les fissures posées sur un câble. De plus, l'utilisation de brosses métalliques et d'aspirateurs est plus rapide et plus économique que le câblage.
Commencez par nettoyer les fissures pour éliminer la saleté et les débris, puis remplissez-les d'un matériau de réparation à faible viscosité. Le fabricant a développé une buse mélangeuse de très petit diamètre, connectée à un pistolet pulvérisateur manuel à double corps, pour l'application des matériaux de réparation (photo 1). Si la pointe de la buse est plus large que la largeur de la fissure, un fraisage de la fissure peut être nécessaire pour créer un entonnoir adapté à la taille de la pointe de la buse. Vérifiez la viscosité dans la documentation du fabricant ; certains fabricants spécifient une largeur de fissure minimale pour le matériau. Mesurée en centipoises, plus la viscosité diminue, plus le matériau devient fluide et s'écoule plus facilement dans les fissures étroites. Un simple procédé d'injection à basse pression peut également être utilisé pour l'application du matériau de réparation (voir figure 2).
Photo 3. Le câblage et l'étanchéité consistent d'abord à découper le contenant du mastic à l'aide d'une lame carrée ou en V, puis à le remplir avec un mastic ou un enduit approprié. Comme illustré, la fissure de routage est comblée avec du polyuréthane, puis, après durcissement, grattée jusqu'à ce qu'elle affleure la surface. Kim Basham
Il s'agit de la procédure la plus courante pour réparer les fissures isolées, fines et larges (photo 3). Il s'agit d'une réparation non structurelle qui consiste à élargir les fissures (câblage) et à les combler avec des mastics ou des enduits appropriés. Selon la taille et la forme du réservoir de mastic et le type de mastic ou d'enduit utilisé, le câblage et l'enduit peuvent réparer les fissures actives et dormantes. Cette méthode est particulièrement adaptée aux surfaces horizontales, mais peut également être utilisée sur les surfaces verticales avec des matériaux de réparation non affaissés.
Les matériaux de réparation appropriés comprennent l'époxy, le polyuréthane, le silicone, la polyurée et le mortier polymère. Pour la dalle de plancher, le concepteur doit choisir un matériau présentant une flexibilité et une dureté ou une rigidité adaptées à la circulation prévue et aux futurs mouvements des fissures. Plus le mastic est flexible, plus sa tolérance à la propagation et au mouvement des fissures augmente, mais sa capacité portante et son soutien aux bords des fissures diminuent. Plus la dureté augmente, plus sa capacité portante et son soutien aux bords des fissures augmentent, mais sa tolérance au mouvement des fissures diminue.
Figure 1. Plus la dureté Shore d'un matériau augmente, plus sa dureté ou sa rigidité augmente et sa flexibilité diminue. Afin d'éviter le décollement des bords des fissures exposées au trafic routier, une dureté Shore d'au moins 80 environ est requise. Kim Basham privilégie les matériaux de réparation plus durs (remplissages) pour les fissures dormantes des sols à circulation routière, car les bords des fissures sont plus résistants, comme illustré à la figure 1. Pour les fissures actives, les mastics flexibles sont privilégiés, mais la capacité portante du mastic et du support des bords de fissure est faible. La dureté Shore est liée à la dureté (ou flexibilité) du matériau de réparation. Plus la dureté Shore augmente, plus la dureté (rigidité) du matériau de réparation augmente et sa flexibilité diminue.
Pour les fractures actives, la taille et la forme du réservoir de scellant sont aussi importantes que le choix d'un scellant adapté, capable de s'adapter aux futurs mouvements de fracture. Le facteur de forme correspond au rapport d'aspect du réservoir de scellant. En général, pour les scellants flexibles, les facteurs de forme recommandés sont de 1:2 (0,5) et 1:1 (1,0) (voir figure 2). Réduire le facteur de forme (en augmentant la largeur par rapport à la profondeur) permet de réduire la déformation du scellant due à la croissance de la fissure. Si la déformation maximale du scellant diminue, la capacité du scellant à résister à la croissance de la fissure augmente. L'utilisation du facteur de forme recommandé par le fabricant garantit un allongement maximal du scellant sans rupture. Si nécessaire, installez des tiges de support en mousse pour limiter la profondeur du scellant et favoriser la forme allongée en « sablier ».
L'allongement admissible du mastic diminue avec l'augmentation du facteur de forme. Pour une plaque épaisse de 6 pouces, d'une profondeur totale de 0,020 pouce. Le facteur de forme d'un réservoir fracturé sans mastic est de 300 (6 pouces/0,020 pouce = 300). Ceci explique pourquoi les fissures actives colmatées avec un mastic flexible sans réservoir de mastic cèdent souvent. En l'absence de réservoir, toute propagation de fissure entraînera une déformation dépassant rapidement la capacité de traction du mastic. Pour les fissures actives, utilisez toujours un réservoir de mastic présentant le facteur de forme recommandé par le fabricant du mastic.
Figure 2. Augmenter le rapport largeur/profondeur augmentera la capacité du mastic à résister aux futurs moments de fissuration. Pour les fissures actives, utiliser un facteur de forme compris entre 1:2 (0,5) et 1:1 (1,0), ou selon les recommandations du fabricant du mastic, afin de garantir une bonne élasticité du matériau face à l'élargissement de la fissure. Kim Basham
L'injection de résine époxy permet de souder des fissures aussi fines que 0,002 pouce et de restaurer l'intégrité du béton, notamment sa résistance et sa rigidité. Cette méthode consiste à appliquer une couche de protection en résine époxy non affaissante pour limiter les fissures, à installer des orifices d'injection dans le forage à intervalles rapprochés le long des fissures horizontales, verticales ou en hauteur, et à injecter la résine époxy sous pression (photo 4).
La résistance à la traction de la résine époxy dépasse 5 000 psi. C'est pourquoi l'injection de résine époxy est considérée comme une réparation structurelle. Cependant, elle ne restaure pas la résistance de conception et ne renforce pas le béton brisé par des erreurs de conception ou de construction. La résine époxy est rarement utilisée pour injecter des fissures afin de résoudre des problèmes de portance et de sécurité structurelle.
Photo 4. Avant l'injection de résine époxy, la surface de la fissure doit être recouverte d'une résine époxy non coulante afin de limiter la pression. Après l'injection, le capuchon époxy est retiré par meulage. Généralement, le retrait du capuchon laisse des traces d'abrasion sur le béton. Kim Basham
L'injection de résine époxy est une réparation rigide et complète, et les fissures injectées sont plus résistantes que le béton adjacent. Si des fissures actives ou des fissures servant de joints de retrait ou de dilatation sont injectées, d'autres fissures sont susceptibles de se former à côté ou à distance des fissures réparées. N'injectez que les fissures dormantes ou les fissures traversées par un nombre suffisant de barres d'acier afin de limiter les mouvements futurs. Le tableau suivant résume les critères de sélection importants pour cette option de réparation et d'autres options.
La résine polyuréthane peut être utilisée pour colmater les fissures humides et les fuites d'une épaisseur allant jusqu'à 0,002 pouce. Cette solution de réparation est principalement utilisée pour prévenir les fuites d'eau. Elle consiste notamment à injecter une résine réactive dans la fissure, qui se combine à l'eau pour former un gel gonflant, colmatant ainsi la fuite et la scellant (photo 5). Ces résines chassent l'eau et pénètrent dans les microfissures et les pores du béton pour former une liaison solide avec le béton humide. De plus, le polyuréthane durci est flexible et résiste aux futurs mouvements des fissures. Cette solution de réparation est permanente, adaptée aux fissures actives ou dormantes.
Photo 5. L'injection de polyuréthane comprend le perçage, l'installation des orifices d'injection et l'injection sous pression de la résine. La résine réagit avec l'humidité du béton pour former une mousse stable et flexible, scellant les fissures, y compris les fuites. Kim Basham
Pour les fissures d'une largeur maximale comprise entre 0,004 et 0,008 pouce, il s'agit du processus naturel de réparation des fissures en présence d'humidité. La cicatrisation est due à l'exposition des particules de ciment non hydratées à l'humidité, qui forment de l'hydroxyde de calcium insoluble qui s'infiltre du coulis de ciment vers la surface et réagit avec le dioxyde de carbone de l'air ambiant pour produire du carbonate de calcium à la surface de la fissure. 0,004 pouce. Après quelques jours, la fissure large peut cicatriser. 0,008 pouce. Les fissures peuvent cicatriser en quelques semaines. Si la fissure est affectée par un écoulement rapide de l'eau et des mouvements, la cicatrisation ne se produira pas.
Parfois, « ne pas réparer » est la meilleure option. Toutes les fissures n'ont pas besoin d'être réparées, et la surveillance des fissures peut être la meilleure solution. Si nécessaire, les fissures peuvent être réparées ultérieurement.
Date de publication : 03/09/2021