Parfois, les fissures doivent être réparées, mais il existe de nombreuses options. Comment concevoir et choisir la meilleure option de réparation ? Ce n'est pas aussi difficile que vous le pensez.
Après avoir étudié les fissures et déterminé les objectifs de réparation, il est assez simple de concevoir ou de sélectionner les meilleurs matériaux et procédures de réparation. Ce résumé des options de réparation des fissures implique les procédures suivantes : nettoyage et remplissage, coulage et scellement/remplissage, injection d'époxy et de polyuréthane, auto-cicatrisation et « aucune réparation ».
Comme décrit dans la « Partie 1 : Comment évaluer et résoudre les fissures dans le béton », enquêter sur les fissures et déterminer la cause profonde des fissures est la clé pour choisir le meilleur plan de réparation des fissures. En bref, les éléments clés nécessaires pour concevoir une réparation appropriée des fissures sont la largeur moyenne des fissures (y compris la largeur minimale et maximale) et la détermination si la fissure est active ou dormante. Bien entendu, l’objectif de la réparation des fissures est aussi important que de mesurer la largeur des fissures et de déterminer la possibilité de mouvements de fissures dans le futur.
Les fissures actives se déplacent et s'agrandissent. Les exemples incluent les fissures causées par un affaissement continu du sol ou les fissures qui sont des joints de retrait/dilatation d'éléments ou de structures en béton. Les fissures dormantes sont stables et ne devraient pas changer à l’avenir. Normalement, la fissuration causée par le retrait du béton sera très active au début, mais à mesure que la teneur en humidité du béton se stabilisera, elle finira par se stabiliser et entrera dans un état dormant. De plus, si suffisamment de barres d’acier (barres d’armature, 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 des considérations de conception spéciales pour permettre un mouvement futur. L'utilisation de matériaux de réparation rigides pour les fissures actives entraîne généralement des fissures dans le matériau de réparation et/ou dans le 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 entendu, il est important de déterminer la cause de la fissuration et de déterminer si la fissuration est structurellement importante. Les fissures qui indiquent d'éventuelles erreurs de conception, de détail ou de construction peuvent amener les gens à s'inquiéter de la capacité portante et de la sécurité de la structure. Ces types de fissures peuvent avoir une importance structurelle. La fissuration peut être causée par la charge, ou elle peut être liée aux changements de volume inhérents au béton, tels que le retrait à sec, la dilatation thermique et le retrait, et peut être importante ou non. Avant de choisir une option de réparation, déterminez la cause et considérez l’importance de la fissuration.
La réparation des fissures causées par des erreurs de conception, de conception détaillée et de construction dépasse la portée d’un simple article. Cette situation nécessite généralement une analyse structurelle complète et peut nécessiter des réparations spéciales de renforcement.
Restaurer la stabilité structurelle ou l'intégrité des composants en béton, prévenir les fuites ou sceller l'eau et d'autres éléments nocifs (tels que les produits chimiques de dégivrage), fournir un support aux bords des fissures et améliorer l'apparence des fissures sont des objectifs de réparation courants. Compte tenu de ces objectifs, la maintenance peut être grossièrement divisée en trois 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 de l’apparence. Avant de choisir une technologie de réparation, nous devons clarifier l’objectif de la réparation des fissures.
Avant de concevoir une réparation de fissure ou de choisir une procédure de réparation, il faut répondre à quatre questions clés. Une fois que vous aurez répondu à ces questions, vous pourrez plus facilement sélectionner l’option de réparation.
Photo 2. À l'aide de ruban adhésif, de trous de perçage et d'un tube de mélange à tête en caoutchouc connecté à un pistolet portatif 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, en particulier pour les réparations de type bâtiment, car des matériaux de réparation à très faible viscosité sont désormais disponibles. Étant donné que ces matériaux de réparation peuvent facilement s'écouler dans des fissures très étroites par gravité, aucun câblage n'est nécessaire (c'est-à-dire installer un réservoir de mastic carré ou en forme de V). Étant donné qu'aucun câblage n'est requis, la largeur finale de la réparation est la même que la largeur des fissures, ce qui est moins évident que les fissures de câblage. 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 avec un matériau de réparation à faible viscosité. Le fabricant a développé une buse mélangeuse de très petit diamètre qui est reliée à un pistolet pulvérisateur portatif à double canon pour installer les matériaux de réparation (photo 1). Si la pointe de la buse est plus grande que la largeur de la fissure, un certain routage des fissures peut être nécessaire pour créer un entonnoir de surface adapté à la taille de la pointe de la buse. Vérifiez la viscosité dans la documentation du fabricant ; certains fabricants spécifient une largeur minimale de fissure pour le matériau. Mesurée en centipoises, à mesure que la valeur de viscosité diminue, le matériau devient plus fin ou s'écoule plus facilement dans des fissures étroites. Un simple processus d'injection à basse pression peut également être utilisé pour installer le matériau de réparation (voir Figure 2).
Photo 3. Le câblage et le scellement consistent d'abord à couper le récipient de mastic avec une lame carrée ou en forme de V, puis à le remplir avec un mastic ou un mastic approprié. Comme le montre la figure, la fissure de fraisage est remplie de polyuréthane et, après durcissement, elle est grattée et affleurante à la surface. Kim Basham
Il s’agit du procédé le plus courant pour réparer des fissures isolées, fines et de grande taille (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 mastics appropriés. Selon la taille et la forme du réservoir de mastic et le type de mastic ou de mastic utilisé, le câblage et le scellement peuvent réparer les fissures actives et les fissures dormantes. Cette méthode est très adaptée aux surfaces horizontales, mais peut également être utilisée pour les surfaces verticales avec des matériaux de réparation qui ne s'affaissent pas.
Les matériaux de réparation appropriés comprennent le mortier époxy, polyuréthane, silicone, polyurée et polymère. Pour la dalle de plancher, le concepteur doit choisir un matériau présentant des caractéristiques de flexibilité et de dureté ou de rigidité appropriées pour s'adapter à la circulation prévue au sol et au mouvement futur des fissures. À mesure que la flexibilité du mastic augmente, la tolérance à la propagation et au mouvement des fissures augmente, mais la capacité portante du matériau et le support des bords des fissures diminuent. À mesure que la dureté augmente, la capacité portante et le support des bords de fissure augmentent, mais la tolérance au mouvement des fissures diminue.
Figure 1. À mesure que la valeur de dureté Shore d'un matériau augmente, la dureté ou la rigidité du matériau augmente et la flexibilité diminue. Afin d'éviter que les bords des fissures exposées au trafic routier ne se décollent, une dureté Shore d'au moins environ 80 est requise. Kim Basham préfère les matériaux de réparation plus durs (remplissages) pour les fissures dormantes dans les sols à roues dures, car les bords des fissures sont meilleurs, comme le montre la figure 1. Pour les fissures actives, les mastics flexibles sont préférés, mais la capacité portante du mastic et le support des bords de fissure est faible. La valeur de dureté Shore est liée à la dureté (ou flexibilité) du matériau de réparation. À mesure que la valeur de dureté Shore augmente, la dureté (rigidité) du matériau de réparation augmente et la flexibilité diminue.
Pour les fractures actives, les facteurs de taille et de forme du réservoir de mastic sont aussi importants que le choix d'un mastic approprié, capable de s'adapter au mouvement de fracture attendu dans le futur. Le facteur de forme est le rapport hauteur/largeur du réservoir de mastic. De manière générale, pour les mastics flexibles, les facteurs de forme recommandés sont 1:2 (0,5) et 1:1 (1,0) (voir Figure 2). La réduction du facteur de forme (en augmentant la largeur par rapport à la profondeur) réduira la contrainte du mastic causée par l'augmentation de la largeur des fissures. Si la contrainte maximale du mastic diminue, la quantité de fissures à laquelle le mastic peut résister augmente. L’utilisation du facteur de forme recommandé par le fabricant garantira l’allongement maximal du mastic sans rupture. Si nécessaire, installez des tiges de support en mousse pour limiter la profondeur du scellant et aider à former la forme allongée du « sablier ».
L'allongement admissible du mastic diminue avec l'augmentation du facteur de forme. Pour 6 pouces. Plaque épaisse d'une profondeur totale de 0,020 pouces. Le facteur de forme d'un réservoir fracturé sans produit d'étanchéité est de 300 (6,0 pouces/0,020 pouces = 300). Cela explique pourquoi les fissures actives colmatées avec un mastic flexible sans réservoir de mastic échouent souvent. En l’absence de réservoir, en cas de propagation de fissures, la déformation dépassera rapidement la capacité de traction du mastic. Pour les fissures actives, utilisez toujours un réservoir de mastic ayant le facteur de forme recommandé par le fabricant du mastic.
Figure 2. L'augmentation du rapport largeur/profondeur augmentera la capacité du scellant à résister aux futurs moments de fissuration. Utilisez un facteur de forme de 1:2 (0,5) à 1:1 (1,0) ou tel que recommandé par le fabricant du mastic pour les fissures actives afin de garantir que le matériau peut s'étirer correctement à mesure que la largeur des fissures augmente à l'avenir. Kim Basham
L’injection de résine époxy colle ou soude des fissures aussi étroites que 0,002 pouces ensemble et restaure l’intégrité du béton, y compris sa résistance et sa rigidité. Cette méthode consiste à appliquer un revêtement de surface en résine époxy anti-affaissement pour limiter les fissures, à installer des ports d'injection dans le trou de forage à intervalles rapprochés le long des fissures horizontales, verticales ou aériennes, et à injecter sous pression de la résine époxy (photo 4).
La résistance à la traction de la résine époxy dépasse 5 000 psi. Pour cette raison, l’injection de résine époxy est considérée comme une réparation structurelle. Cependant, l’injection de résine époxy ne restaurera pas la résistance de conception et ne renforcera pas non plus le béton qui s’est brisé en raison d’erreurs de conception ou de construction. La résine époxy est rarement utilisée pour injecter des fissures afin de résoudre des problèmes liés à la capacité portante et à des problèmes de sécurité structurelle.
Photo 4. Avant d'injecter de la résine époxy, la surface de la fissure doit être recouverte de résine époxy non coulante pour limiter la résine époxy sous pression. Après injection, le capuchon époxy est retiré par meulage. Habituellement, le retrait du couvercle laissera des marques d’abrasion sur le béton. Kim Basham
L’injection de résine époxy est une réparation rigide sur toute la profondeur, et les fissures injectées sont plus résistantes que le béton adjacent. Si des fissures actives ou des fissures agissant comme des joints de retrait ou de dilatation sont injectées, d'autres fissures devraient se former à côté ou à distance des fissures réparées. N'injecter que des fissures dormantes ou des fissures avec un nombre suffisant de barres d'acier passant à travers les fissures afin de limiter les mouvements futurs. Le tableau suivant résume les caractéristiques de sélection importantes de cette option de réparation et d'autres options de réparation.
La résine polyuréthane peut être utilisée pour sceller des fissures humides et fuyantes aussi étroites que 0,002 pouces. Cette option de réparation est principalement utilisée pour éviter les fuites d'eau, notamment en injectant dans la fissure une résine réactive qui se combine à l'eau pour former un gel gonflant, colmatant la fuite et colmatant la fissure (photo 5). Ces résines chasseront l’eau et pénétreront dans les microfissures et les pores étroits du béton pour former une liaison solide avec le béton humide. De plus, le polyuréthane durci est flexible et peut résister à de futurs mouvements de fissures. Cette option de réparation est une réparation permanente, adaptée aux fissures actives ou dormantes.
Photo 5. L'injection de polyuréthane comprend le perçage, l'installation des ports d'injection et l'injection sous pression de résine. La résine réagit avec l'humidité du béton pour former une mousse stable et flexible, scellant les fissures et même les fuites. Kim Basham
Pour les fissures d’une largeur maximale comprise entre 0,004 pouce et 0,008 pouce, il s’agit du processus naturel de réparation des fissures en présence d’humidité. Le processus de guérison est dû au fait que les particules de ciment non hydratées sont exposées à l'humidité et forment de l'hydroxyde de calcium insoluble qui s'échappe 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 pouces. Après quelques jours, la large fissure peut guérir, 0,008 pouces. Les fissures peuvent guérir en quelques semaines. Si la fissure est affectée par un écoulement rapide de l’eau et un mouvement, la guérison ne se produira pas.
Parfois, « pas de réparation » est la meilleure option de réparation. Toutes les fissures n’ont pas besoin d’être réparées et la surveillance des fissures peut être la meilleure option. Si nécessaire, les fissures peuvent être réparées ultérieurement.
Heure de publication : 03 septembre 2021