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" Procédé pour imperméabiliser et étancher des terrains, des masses terreuses et pierreuses et des maçonneries, et pour en remplir les vides, cavités et fissures ".
La présente invention concerne un procédé pour impermé- abiliser , étanoher et remplir les vides, oavités, fissures et autres interruptions de la masse dans des sous-sols poreux et perméables, tels que des sols sableux, masses terreuses, couches de gravier, masses pierreuses naturelles ou artifi- cielles, oonstruotiops en maçonnerie ou en béton ou analogues, y compris les vides qui sont situés au-dessous du niveau de l'eau ou qui sont traversés par des courants d'eau.
Il a déjà été proposé, pour remplir les oavités dans le sol et autres masses, d'y injecter du bitume fondu chaud à l'aide de tuyaux pourvus d'une canalisation intérieure pour la circulation d'eau chaude. Il est également connu d'y in- jecter à l'aide de tuyaux une suspension aqueuse de ciment Portland ou autre ciment, qui durait dans la masse terreuse -1-
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ou pierreuse traitée. Ces prooédés oonnus ne sont applioables qu'au remplissage de oavités relativement larges, mais ils sont impropres à l'imperméabilisation où à la fixation de sous-sols ou autres masses à grains fins ou poreux, tels que des sels sableux ou des masses analogues, où le bitume fondu ou la suspension de ciment ne peut pas pénétrer aisément dans
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0) les pores ou les interstices étôits.
Il a également été décrit dans le brevet n 391. 487 d'imperméabiliser ou fixer des couches souterraines perméa- bles ou meubles, etc., en faisant pénétrer une dispersion aqueuse de matière bitumineuse dans le sol ou la masse à traiter et en faisant coaguler cette dispersion à l'endroit voulu ou à une profondeur déterminée. En appliquait une dis- persion dans laquelle la grosseur des particules de bitume est réglée sur la grandeur des pores ou interstioes du sol ou autre masse à traiter, cette dispersion, étant introduite dans le sol ou autre masse, p. ex. au moyen de tuyaux, pourra aisé- ment pénétrer dans la couche souterraine à traiter en s'y répandant horizontalement et verticalement, pour se coaguler ensuite après un certain temps.
Il est aussi possible de ré- gler le procès de la coagulation par un contrôle approprié de la stabilité de la dispersion et des influences coagulantes auxquelles elle est soumise.
Ce dernier procédé se prête particulièrement bien au remplissage des pores ou interstices relativement étroits dans les terrains sableux et analogues et dans les maçonneries, avec le bitume coagulé, but dans lequel le aiment et matières analogues peuvent être trop grossiers,mais il peut être moins avantageux pour l'étanohement de oavités relativement larges et vides analogues, où on peut avoir l'inconvénient que le bitume séparé de la dispersion soit expulsé des espaoes rem- plis par suite de la pression de l'eau, ou déformé par l'ac- tion de la gravité, de sorte que la masse redevient perméable.
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Il a également été proposé de combiner le prooédé sus- mentionné aux dispersions de bitume avec des prooédés déjà . connus, spécialement avec l'application de suspensions de oi- ment et analogues, en injectant simultanément et séparément dans la cavité à remplir, notamment par des tuyaux séparés qui peuvent être concentriques, une dispersion de biturue,rési- ne ou matière analogue, d'une part, et un liant tel que le oiment, la ohaux, le plâtre, l'argile ou autre, d'autre part, de telle sorte que la dispersion soit coagulée par le liant et enrobée par celui-ci au fur et à mesure qu'elle sort du tube d'injeotion. Ainsi, ce procédé prévoit une ooagulation immédiate d'une dispersion relativement instable au contact avec la suspension de oiment et analogue.
L'injection sirnulta- née d'un mélange de dispersion de bitume et de suspension de oiment a été juée impraticable jusqu'à présent en vue de ltimpossibilité apparente d'amener le mélange de aiment et de dispersion de bitume à l'endroit reçuis dans un état non-coagu- lé, tout en en assurant une coagulation appropriée à la place désirée.
Il a été trouvé maintenant qu'un prooédé très efficace pour l'imperméabilisation, l'étanchément et le remplissage des vides, oavités, fissures et autres interruptions de la masse , comprenant les espaces larges aussi bien que les espa- ces étroits, consiste à appliquer à ces espaces un mélange préparé d'avance d'une dispersion de bitume aveo des matières de remplissage finement divisées, telles que le ciment Portland la chaux, la poudre calcaire, le gypse , l'argile, les silica- tes, hydroxydes ou autres composés de métaux polyvalents,la silice, le sable fin, le mioro-asbeste, la terre d'infusoires, le trass, la poudre de sohiste, le poussier de oharbon, l'humus ou les substances oontenant de l'aoide humique, p. ex. la terre de Cassel, les oolles, les polysaccharides et analogues.
Une condition essentielle dans ce prooédé est que la dihper- sion de bitume ait une stabilité telle qu'il n'y ait pas de
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séparation prématurée du bitume par suite de l'addition des matières de remplissage, tandis que les conditions doivent être favorables à l'obtention d'une coagulation appropriée de la dispersion aux endroits.voulus.
Les dites matières de remplissage finement divisées ont la propriété qu'après l'action des facteurs produisait la coagulation de la dispersion de bitume dans le sol ou la mas- se traitée,elles sont dans une forme assurant un contact in- time avec les particules de bitume; par leur présence dans l'interface eau-bitume de la dispersion , des agglomérés plus grands de bitume et des substances ajoutées sont formés, qui sont capables de produite une obstruction des passages exis- tant dans la masse poreuse traitée plus efficace encore que dans le cas de l'emploi exclusif de bitume.
Les dites substances finement divisées peuvent de préfé- rence être d'abord suspendues dans l'eau et oette suspension aqueuse peut ensuite être mélangée'avec la dispersion de bitu- me. On peut aussi ajouter à la dispersion de bitume des substan- ces telles que le silicate de soude, qui sont oonvertibles dans des substances finement divisées.
Un tel mélange de dispersion de bitume et de matières de remplissage a une consistance plus grande et est moins mo- bile qu'une dispersion de bitume ordinaire, de sorte que le mélange ne peut avancer que lentement dans l'objet à remplir et a l'occasion de se coaguler complétaient. Comme les matiè- res de remplissage produisent dans le mélange une certaine structure de squelette, il n'y a plus de danger que la disper- sion appli quée soit repoussée par la pression de l'eau ou qu'elle soit filtrée à travers la masse à remplir. Il devient ainsi possible avec ces mélanges d'étancher des espaces rela- tivement larges, ces espaoes étant remplis aveo une composition homogène de bitume et de matière de remplissage.
Dans la préparation du mélange de dispersion de bitune et de matières de remplissage,qui dans la plupart des cas peut se faire à pied d'oeuvre, on peut faire usage d'une dispersion
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de bitume qui a été spécialement stabilisée ou non, suivant
Inaction coagulante exercée par les substances ajoutées. Les concentrations de la dispersion de bitume et les quantités des substances ajoutées peuvent être variées endéans des limi- tes très larges, selon la nature des objets à étanoher. Si les espaoes à remplir sont relativement étroits, tels que dans le
Bas de l'imperméabilisation d'un terrain sableux, on peut fai- re usage d'un mélange plus fluide et plus finement divisé que s'il s'agit de remplir des espaces plus larges.
Un effet teoh&que important de l'invention consiste en ce que moyennant des quantités égales de bitume dispersé, l'addi- tion de substances finement divisées produit une imperméabili- sation plus complète de la couche souterraine ou autre masse que sans cette addition, de sorte que dans bien des cas un résultat satisfaisant peut être obtenu avec des dispersions moins concentrées, et en général il suffira de moins de bitume.
Ainsi, par exemple, si dans un cas spécial un étanohement sa- tisfaisant d'une couche souterraine sableuse peut être produit aveo une quantité déterminée de dispersion de bitume diluée à 30% de bitume, un effet équivalent a été produit avec une quan- tité égale de dispersion de bitume diluée à 8 % de bitume, en y ajoutant 2% d'une argile bien colloïdale, calculé sur le poids ) de la dispersion finale.
On peut également préparer un mélange de dispersion de bi- tume et de matières de remplissage , dans lequel le bitune au moment de l'application se trouve déjà dans une phase ini- tiale de coagulation ou dans lequel il s'est produit un certain épaississement ou une floculation, de sorte qu'une coagulation rapide est assurée aux endroits voulus.
Pour la coagulation de la dispersion on peut se servir de n'importe quelle méthode appropriée connue, telles que les mé- thodes qui ont été mentionnées dans le brevet n* 391.487 .
D'après l'invention on peut aussi faire usage d'une série de dispersions de bitume différentes qui sont employées en suc-
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cession. Ainsi, par exemple, pour l'étanohement d'un objet qui contient non seulement des cavités, crevasses ou fissures lar- ges, mais aussi des interstices plus étroits, il peut être avantageux de remplir d'abord les cavités larges par l'applica- tion d'un mélange relativement consistant de dispersion de bitu- me et de matières de remplissage, pour étanoher ensuite les interstices étroits au moyen d'une dispersion de bitume plus fluide, diluée ou non, sans matières de remplissage.
Dans une forme d'exécution préférée(de l'invention la dis- persion de bitume contenant les substances ajoutées peut être conduite à la couche souterraine à traiter, laquelle couche peut être située à une profondeur considérable en dessous de la surface du sol, en forant dans le sol une quantité de tuyaux à des distances mutuelles convenables et à une profondeur telle que leurs extrémités inférieures ouvertes ou perforées atteignent la oouohe poreuse dans laquelle il s'agit de former l'écran imperméable. Une quantité convenable de dispersion est versée dans chacun des tuyaux, ou elle est @ pompée sous une pression convenable , et cette dispersion ooule par les extrémités inférieures et se répand dans le sol environnant en remplissant les vides.
Une imprégnation uniforme du sol aveo le liquide peut être favorisée en introduisant d'abord dans les tuyaux une quantité de matière grossière, telle que du gravier, des oailloux, de la pierraille fine ou analogues, levant ensuite les tuyaux sur une certaine distance en laissant sur place un noyau de matière grossière, et ensuite injeotant la dispersion par les tuyaux, de sorte qu'elle passe d'abord par le dit noyau et de là imprègne la oouohe de terre environ- nante sur toute la hauteur du noyau qui n'est plus couverte par le tuyau .
La quantité de dispersion introduite dans le sol en rapport aveo les distanoes mutuelles des tuyaux peut être réglée de telle façon que les masses terreuses individuelles imprégnées avec la dispersion sortant de chaque tuyau se toucha et se combinent de sorte qu'elles forment une masse ou couche
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terreuse imprégnée pratiquement unitaire, la dispersion se aoa- gule ensuite dans des conditions qui peuvent être ajustées au caractère et au degré de stabilité de l'espèoe de dispersion employée. Le bitume coagulé remplit les vides du sol poreux et agglomère les particules terreuses, en produisant un étan- ohement de la masse poreuse et en oonvertant celle-ci en une masse imperméable, solidifiée ou plus ou moins pétrifiée.
EXEMPLE 1.
Un bitume provenant de la distillation de. pétrole de péné- tration = 300 à 25 C. est dispersé après chauffage à 120 C. @ dans une quantité à peu près égale d'une solution d'hydroxyde de sodium à 0,5 ohauffée à 40 C, à laquelle on a ajouté 1,5% de goudron de bois. On se sert d'un'appareil mélangeur intensif p. ex. un moulin colloïdal, en vue de produire une dispersion très fine, à laquelle on peut ajouter p. ex. 1 - 2 % de oaséi- ne, calculé sur le poids du bitume, pour la stabilisation, La dispersion ainsi préparée, qui a une teneur en bitume d'environ 50 %, est mélangée avec la demi-tquantité d'une suspension d'ar- gile colloïdale, p. ex. de bentonite, contenant 10 kg de ben- tonite par 100 litres d'eau.
Immédiatement avant l'emploi,ce mélange est dilué de nouveau avec environ la double quantité d'eau, et 2 % de formiate de méthyle, calculé sur le bitume, est ajouté. Le dit formiate de méthyle, qui est un ester faci- lement hydrolysable, est hydrolisé lentement avec produotion d'aoide formique, qui agit comme coagulant.
S'il s'agit d'imperméabiliser une couche de sable sou- teraine à l'aide de cette dispersion, une série de tuyaux perforés peut être forée dans le sol à des distances mutuelles d'environ 3 m. et le mélange dilué est versé dans ces tuyaux et amené à pénétrer dans la souche sableuse de façon à pro- duire une couche continue de masse terreuse imprégnée du li- quide. Le bitume se coagule après un oertain temps et, en combinaison avec l'argile, rend la couche sableuse aux en- droits traités complètement ou substantiellement imperméable à l' eau.
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EXEMPLE II.
Une dispersion contenant 60 % de bitume est préparée en dispersant à chaud un asphalte de distillation de pétrole de pénétration = 200 à 25 C. dans une solution de savon à 0,5 %, avec addition de 1 % de caséine, calculé sur bitume, pour la stabilisation . Cette dispersion est mélangée inmédia- tenent avant son emploi avec 70 % en poids d'une pâte de ciment à 50 % et 2 % de bentonite, calculé sur le poids de ciment. Le mélange ainsi obtenu est suffisamment liquide pour être introduit dans le sol à l'aide de tuyaux et à la propriété de se solidifier lentement. De cette façon on peut, par exemple, imperméabiliser une couche de gravier traversée par un courant d'eau, parce que le mélange se ooagule oomplè- tement après sa prise.
EXEMPLE III.
Une dispersion de bitume, préparée comme dans l'exemple II, est mélangée avec une quantité égale d'une suspension à 50 % de poudre de pierre calcaire. Le mélange fraîchement préparé peut également être introduit à l'aide de tuyaux dans les objets à traiter et s'y coagule complètement après un certain temps.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour imperméabiliser et étancher des terrains, des masses terreuses et pierreuses et des maçonneries,et pour en remplir les vides, cavités et fissures, oonsistant à faire pénétrer un mélange préparé d'avance d'une disper- sion aqueuse de substance bitumineuse aveo des matières de remplissage finement divisées dans le sol ou la masse à traiter, et à faire coaguler ce mélange aux endroits voulus.