EP0352172A2 - Procédé pour rendre étanches des rideaux de palplanches - Google Patents

Procédé pour rendre étanches des rideaux de palplanches Download PDF

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EP0352172A2
EP0352172A2 EP89402003A EP89402003A EP0352172A2 EP 0352172 A2 EP0352172 A2 EP 0352172A2 EP 89402003 A EP89402003 A EP 89402003A EP 89402003 A EP89402003 A EP 89402003A EP 0352172 A2 EP0352172 A2 EP 0352172A2
Authority
EP
European Patent Office
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water
aqueous
fluid
gel
fluid system
Prior art date
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Application number
EP89402003A
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German (de)
English (en)
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EP0352172A3 (fr
EP0352172B1 (fr
Inventor
Robert Maurer
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Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhone Poulenc Chimie SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Rhone Poulenc Chimie SA filed Critical Rhone Poulenc Chimie SA
Priority to AT89402003T priority Critical patent/ATE83520T1/de
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Publication of EP0352172A3 publication Critical patent/EP0352172A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0352172B1 publication Critical patent/EP0352172B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/02—Sheet piles or sheet pile bulkheads
    • E02D5/14—Sealing joints between adjacent sheet piles

Definitions

  • the present invention relates to a method for making sheet pile curtains tight to liquids or pollutants contained in solids.
  • This type of structure is particularly used to separate a liquid medium from a solid medium, for example for the defense of the banks of canals and rivers, as a screen for the protection of flood zones ..., or to separate two solid media , for example to separate a healthy soil from a soil contaminated by metals or various chemicals (metal salts, solvents, hydrocarbons ).
  • the empty space existing between the two locked complementary loops is more or less closed; Also, the sealing of such a structure is not always sufficient, in particular in the event of accidental pollution of the water table, in particular when the latter is located at a shallow depth.
  • the Applicant has found a particularly simple method for sealing the sheet pile locking systems.
  • Said method consists in introducing into the empty space a fluid system capable of forming, at the temperature prevailing inside the empty space, a gel or a solid resin occupying the volume of the empty space by swelling in contact with the medium. present in the area to be sealed, the setting time of said system is generally less than 1 hour.
  • the gels or resins used or formed "in situ" can be of more or less elastic consistency; so gels or relatively hard-looking resins can be used if they are liable to swell on contact with the medium present in the area to be sealed.
  • the fluid system implemented in a preferable manner comprises at least the following essential elements: - a fluid substance capable of "hardening” at the temperature prevailing inside the locked loops of the sheet pile wall, - an agent for "hardening" said fluid substance, - And a swelling agent in contact with the medium present in the area to be sealed if said substance does not swell or does not swell enough on its own in contact with said medium.
  • setting time is meant the time interval between the moment when the various constituents of the fluid system are mixed and the moment when the product obtained no longer flows. This setting time is easily adjustable depending on the temperature by varying the various system parameters.
  • Fluid system means a system whose viscosity is generally less than 15 Pa.s, preferably less than 1 Pa.s.
  • a viscosity close to that of water is sought when the area to be sealed contains terrain elements of fineness less than or equal to that of sand or when the speed of circulation of the medium in the area to be sealed is low.
  • the circulation of the medium in the zone to be sealed is important, it is preferable to use a more viscous system in order to avoid its too strong dilution by the medium.
  • harden means to pass from the fluid state to a more or less elastic cohesive solid state.
  • the fluid substance and the "hardening agent" are preferably not brought into contact with each other until they are introduced into the empty space. However, they can be mixed in advance when the setting time of the grout obtained is high or when the rate of introduction of this grout is very fast.
  • the process of the invention is particularly interesting to make the sheet piling waterproof to liquids, whether the latter are aqueous (fresh water, salt water, brackish water, variously polluted water %), hydrocarbon (petroleum products, petroleum derivatives ).
  • a particularly important application consists in sealing the sheet pile walls vis-à-vis aqueous media.
  • the process therefore consists in introducing into the empty space a fluid system capable of forming, at the temperature prevailing inside the empty space, a gel or a solid resin, said system possibly being added with a swelling agent in an aqueous medium. , the setting time of said system being generally less than 1 hour.
  • the fluid system used can be aqueous or non-aqueous.
  • an aqueous fluid system mention may be made of those consisting of: - an ethylenically unsaturated substance, diluted in water, capable of forming, by polymerization and / or crosslinking, a solid resin or gel, - a polymerization and / or crosslinking initiator, -
  • a swelling agent in an aqueous medium when the gel or the resin formed does not swell or does not swell enough of itself or of itself in contact with the aqueous medium present in the area to be sealed.
  • - monoethylenically unsaturated monomers soluble or dispersible in water such as for example water-soluble acrylic monomers of the acrylic acid, acrylamide, N-alkylacrylamides type, the alkyl radical of which is C1-C4, methylolacrylamide, methylolmethacrylamide, acrylates C1-C4 alkyl, mineral acrylates, etc., mixed with at least one di- or poly-ethylenically unsaturated crosslinking monomer soluble or dispersible in water of the methylene-triacrylamide, methylene bis-methacrylamide, dihydroxy-1 type, 2 ethylene bis-acrylamide, 1,2-dihydroxy ethylene bis-methacrylamide, n-methylol-1,2-dihydroxy ethylene bis-acrylamide, bis (acrylamidomethyl) -1,3 imidazolidone-1,2, bis (methacrylamidomethyl) -1,3 imidazo
  • Low molecular weight oligomers homopolymers or copolymers derived from water-soluble or dispersible monoethylenically unsaturated monomers such as those mentioned above, mixed with at least one di- or poly-ethylenically unsaturated crosslinking monomer soluble or dispersible in water such as those cited above.
  • vinyl polymers which are not very sensitive to water when mixed with water-soluble or dispersible monoethylenically unsaturated monomers such as those mentioned above, and optionally at least one di- or poly-ethylenically unsaturated crosslinking monomer which is soluble or dispersible in water such as those mentioned above.
  • the level of crosslinking monomer can represent up to 5% of the weight of the monoethylenically unsaturated monomer soluble or dispersible in water.
  • the polymerization and / or crosslinking initiator entering the fluid system is generally a free radical generating compound soluble in water or miscible with it such as potassium or ammonium persulfate, hydrogen peroxide , acetyl peroxide, propionyl, phenylacetyl, benzoyl, t-butyl, benzyl, cumyl peroxide ...
  • a free radical generating compound such as potassium or ammonium persulfate, hydrogen peroxide , acetyl peroxide, propionyl, phenylacetyl, benzoyl, t-butyl, benzyl, cumyl peroxide ...
  • the amount of initiator generally represents 0.1 to 5% of the weight of the monoethylenically unsaturated monomer (s) soluble (s) or dispersible (s) in water.
  • a reducing accelerator in a similar amount, such as sodium pyrosulfite, sodium metabisulfite, tertiary amines such as dimethylaminopropionitrile, dimethylaminoacetonitrile, triethanolamine, dimethylethanolamine, tetramethylethylenediamine.
  • a reducing accelerator such as sodium pyrosulfite, sodium metabisulfite, tertiary amines such as dimethylaminopropionitrile, dimethylaminoacetonitrile, triethanolamine, dimethylethanolamine, tetramethylethylenediamine.
  • the rate of accelerator allows to play on the setting time.
  • aqueous fluid systems based on monoethylenically unsaturated monomers soluble or dispersible in water.
  • these are for example: - alkaline silicates added at the time of use of a gelling reagent; these are sodium or potassium silicates or polysilicates with a SiO2 / M2O molar ratio of the order of 2 to 5, the gelling of which is carried out by separate addition of a gelling agent of the triacetin, sodium bicarbonate, ester type alkyl of carboxylic acids (mono-, di- or tri-methyl and / or ethyl esters), glyoxal, sodium aluminate.
  • - thickeners based on water-soluble polymers such as polyacrylamides, hydrolysed polyacrylamides, polyacrylic acids, polyacrylic acid salts, polysaccharides (xanthan gum ).
  • an aqueous fluid system which can be used, mention may be made of those consisting of: - a water-soluble or dispersible polymer capable of forming a resin or an elastic gel by crosslinking, a crosslinking agent for said polymer, - and possibly a swelling agent with water.
  • polymers soluble or dispersible in water By way of example of polymers soluble or dispersible in water, mention may be made of natural or synthetic products such as polyacrylamide, partially hydrolyzed polyacrylamides, polyacrylonitrile, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrolidone, polyvinyl alcohol, polysaccharides, l polyacrylic acid and its derivatives, polyethylene glycol, polyethylene oxides and / or propylene, alginates, carragenates, gums (agar, arabic %), pectins, starch, alkyls and hydroxyalkyl celluloses .
  • natural or synthetic products such as polyacrylamide, partially hydrolyzed polyacrylamides, polyacrylonitrile, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrolidone, polyvinyl alcohol, polysaccharides, l polyacrylic acid and its derivatives, polyethylene glycol, polyethylene oxides and / or propylene, alginates, carragenates, gums (agar, arabic
  • the crosslinking agents are generally: - Fe2+, Fe3+, Al3+, Ti4+, Zn2+, Sn4+, Ca2+, Mg2+, Cr3+ ... cations complexed by an acetate, nitrolotriacetate, tartrate, citrate, tripolyphosphate, metaphosphate, gluconate, phosphate ... - or aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, glutaric aldehyde ... for polymers capable of reacting with aldehydes.
  • a fluid aqueous system is constituted by: - aminoplast resins such as urea-formaldehyde, melamine-urea-formaldehyde, urea-formaldehyde-acetone resins, optionally modified with acrylamide, furfuramide, furfurol, polyvinyl alcohol, etc .; - an acid-type hardening agent such as oxalic acid, phosphoric acid, etc.; - and optionally, a blowing agent with water.
  • aminoplast resins such as urea-formaldehyde, melamine-urea-formaldehyde, urea-formaldehyde-acetone resins, optionally modified with acrylamide, furfuramide, furfurol, polyvinyl alcohol, etc .
  • an acid-type hardening agent such as oxalic acid, phosphoric acid, etc.
  • - and optionally, a blowing agent with water optionally, a blowing agent
  • the amount of curing agent used is chosen according to the desired setting time of said system.
  • Water blowing agents can be used if the gel or the elastic resin formed by crosslinking or hardening of the ethylenically unsaturated substance or aminoplast does not swell or insufficiently in contact with water.
  • These agents are of the polyacrylamide, carboxymethylcellulose, polysaccharide, natural gum (guar %) type.
  • water reactive fluid polyurethanes constituted by: - a main product with free NC0 resulting from the reaction of a hydroxylated and polyethoxylated and / or propoxylated compound on a polyisocyanate such as methane diphenylisocyanate, tolyldiphenyldiisocyanate ... - And if necessary, the solvent for the said product to lower its viscosity, such as benzene, xylene, acetone, etc. or a plasticizer of the adipate, maleate, phthalate type, etc.
  • a polyisocyanate such as methane diphenylisocyanate, tolyldiphenyldiisocyanate ...
  • the solvent for the said product to lower its viscosity, such as benzene, xylene, acetone, etc. or a plasticizer of the adipate, maleate, phthalate type, etc.
  • the "hardening" agent consists of the water itself contained in the area to be sealed.
  • non-aqueous fluid system of crosslinkable liquid silicones, of crosslinkable liquid polybutadienes, optionally hydroxylated, or of crosslinkable liquid polysulphides added with a water-swelling agent, if necessary.
  • Auxiliary products can also be present in the fluid system whatever the nature of the latter, such as for example: - reinforcing or diluting fillers (talc, titanium oxide, kaolin, fly ash, chalk, silica smoke, bentonite, cement, plaster, red mud ). - anti-corrosion agents - anti-freeze - gravity agents (barium sulfate, bromide or potassium chloride ). - dispersing agents ...
  • the swelling capacity of the fluid system after gelation or hardening is adjustable in various ways: concentration of active material, rate of crosslinker, rate of swelling agent, rate of fillers, etc.
  • - ROCAGIL BT or BT-2 based on aqueous methylolacrylamide solution having a setting time which can range from a few seconds to more than an hour at room temperature depending on the level of catalyst and setting retarder used - SIPROGEL 110-25 based on aqueous solutions of acrylic monomer and sodium silicate, having a setting time of the order of 2 to 47 minutes at 20 ° C depending on the concentration of accelerator used.
  • -ROCAGIL AL6 aqueous slurry based on acrylic monomer, having a setting time of the order of 30 to 40 minutes at 20 ° C, depending on the amount of initiator used.
  • ROCAGIL F22U based on aminoplast aqueous resin with acid hardening, exhibiting a setting time of the order of 22 to 40 minutes at 30 ° C. depending on the concentration of catalyst.
  • a particularly suitable mode of introduction of the fluid system into the empty space existing between the locked complementary loops is the injection under pressure, after mixing, of the various constituents of the fluid system by means of an injection probe.
  • the process which is the subject of the invention can be used for sealing any type of sheet pile curtain, whether these are formed from a core with a particular profile in ⁇ , in U, in S, in z or other.
  • Fluid systems capable of forming an inflatable resin or gel are suitable for all locking systems.
  • the grout obtained having a setting time of the order of 15 minutes at 20 ° C can be introduced by injection using a single-circuit system into the volume to be sealed; he is particu lly suitable for injection into a volume to be sealed containing an aqueous medium containing fine sand.
  • the two solutions are introduced by injection using a double circuit system into the volume to be sealed; the setting time of the final grout is around 15 minutes at 20 ° C.
  • This injection mode makes it possible to operate for a longer time, the mixing only taking place at the outlet of the injection pump.
  • the mixture of the two sets forms a grout whose setting time is 5 minutes at 20 ° C and which swells with water.
  • This very fluid grout can be set up by injection using a dual circuit system; it is particularly suitable for injection into a volume to be sealed containing an aqueous medium containing fine sand.
  • this grout can be done by injection using a double circuit material. It is particularly suitable for injecting the volume to be sealed when it contains rapidly changing water.
  • the grout obtained has a setting time of around 37 minutes at 20 ° C and swells with water; it is particularly suitable for injection into a volume containing water with low circulation and containing small quantities of sand.
  • the grout obtained has a setting time of the order of 12 minutes at 20 ° C and swells with water; its application is similar to that of the grout of Example 5.
  • the mixture of sets D and E constitutes a viscous grout which swells with water, a grout whose setting time at 20 ° C is 7 minutes.
  • this grout does not dilute in circulation water.
  • a grout is obtained whose setting time is between 11 and 15 minutes at 20 ° C and which, after a few days of storage forms a hard material capable of swelling in water; this material has a monoaxial compressive strength of 15 mega Pa.
  • Such a grout is particularly well suited for injection into a volume containing water or in a vacuum.
  • the mixture of the two sets forms a grout whose setting time is 8 minutes at 10 ° C; it is particularly suitable for injection into a volume containing water and coarse alluvium.
  • the mixture of the two sets forms a viscous and dense grout, the setting time of which is 15 minutes at 10 ° C; it is particularly suitable for injection into a volume containing water with high circulation.
  • the mixture of the two sets forms a grout whose setting time at 20 ° C is 6 minutes; the material obtained is capable of swelling in water and has good mechanical properties under compression; the grout is particularly suitable for injection into a volume containing water with high circulation.
  • the mixture of the two sets forms a grout capable of swelling with water, the setting time of which is 25 minutes at 20 ° C; it is particularly suitable for injection into a volume containing water and coarse alluvium.

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Abstract

Selon le procédé on introduit dans l'espace vide existant entre les boucles complémentaires verrouillées un système fluide susceptible de former "in situ" à la température régnant dans l'espace vide un gel ou une résine occupant tout le volume de l'espace vide par gonflement au contact du milieu à étancher.
Les rideaux de palplanches sont particulièrement utiles pour séparer un milieu liquide d'un milieu solide ou deux milieux solides.

Description

  • La présente invention a pour objet un procédé pour rendre des rideaux de palplanches étanches à des liquides ou à des agents polluants contenus dans des solides.
  • Il est convenu d'utiliser dans l'industrie des travaux publics des palplanches métalliques comprenant une âme à profil particulier non plan, pourvue sur chacun de ses bords longitudinaux d'une boucle qui s'étend continûment d'une extrémité à l'autre de la palplanche, chacune des deux boucles étant complémentaire l'une de l'autre. L'enclenchement longitudinal de chacune des deux boucles de chaque palplanche dans la boucle complémentaire de chaque palplanche adjacente forme un ouvrage verrouillé appelé rideau.
  • Ce type d'ouvrage est particulièrement utilisé pour séparer un milieu liquide d'un milieu solide, par exemple pour la défense des berges de canaux et de rivières, comme écran pour la protection de zones inondables..., ou pour séparer deux milieux solides, par exemple pour séparer un sol sain d'un sol contaminé par des métaux ou des produits chimiques divers (sels métalliques, solvants, hydrocarbures...).
  • Toutefois, l'espace vide existant entre les deux boucles complémentaires verrouillées est plus ou moins clos ; aussi l'étanchéité d'un tel ouvrage n'est-elle pas toujours suffisante, notamment en cas de pollution accidentelle de la nappe phréatique, en particulier lorsque cette dernière se situe à faible profondeur.
  • La demanderesse a trouvé un procédé particulièrement simple pour rendre étanches les systèmes de verrouillage des palplanches.
  • Ledit procédé consiste à introduire dans l'espace vide un système fluide susceptible de former à la température régnant à l'intérieur de l'espace vide, un gel ou une résine solide occupant le volume de l'espace vide par gonflement au contact du milieu présent dans la zone à étancher, le temps de prise dudit système étant généralement inférieur à 1 heure.
  • Les gels ou résines mis en oeuvre ou formés "in situ" peuvent être de consistance plus ou moins élastique ; ainsi des gels ou résines d'aspect relativement dur peuvent être mis en oeuvre s'ils sont susceptibles de gonfler au contact du milieu présent dans la zone à étancher.
  • Le système fluide mis en oeuvre d'une manière préférable comprend au moins les éléments essentiels suivants :
    - un substance fluide susceptible de "durcir" à la température régnant à l'intérieur des boucles verrouillées du rideau de palplanches,
    - un agent de "durcissement" de ladite substance fluide,
    - et un agent gonflant au contact du milieu présent dans la zone à étancher si ladite substance ne gonfle pas ou pas suffisamment d'elle-même au contact dudit milieu.
  • On entend par temps de prise l'intervalle de temps compris entre le moment où on mélange les différents constituants du système fluide et le moment où le produit obtenu ne coule plus. Ce temps de prise est facilement réglable selon la température en jouant sur les différents paramètres du système.
  • On entend par "système fluide" un système dont la viscosité est généralement inférieure à 15 Pa.s, de préférence inférieure à 1 Pa.s.
  • Une viscosité voisine de celle de l'eau est recherchée lorsque la zone à étancher contient des éléments de terrain de finesse inférieure ou égale à celle du sable ou lorsque la vitesse de circulation du milieu dans la zone à étancher est faible. Par contre lorsque la circulation du milieu dans la zone à étancher est important, il est préférable d'utiliser un système plus visqueux afin d'éviter sa trop forte dilution par le milieu.
  • Selon l'invention le terme "durcir" signifie passer de l'état fluide à un état solide plus ou moins élastique cohésif.
  • La substance fluide et l'agent de "durcissement" ne sont de préférence mis en présence l'un de l'autre qu'au moment de leur introduction dans l'espace vide. Ils peuvent toutefois être mélangés à l'avance lorsque le temps de prise du coulis obtenu est élevé ou lorsque le débit d'introduction de ce coulis est très rapide.
  • Le procédé de l'invention est particulièrement intéressant pour rendre les rideaux de palplanches étanches aux liquides, que ces derniers soient aqueux (eau douce, eau salée, eau saumâtre, eaux diversement polluées...), hydrocarbonés (produits pétroliers, dérivés pétroliers...).
  • Une application particulièrement importante consiste dans l'étanchéité des rideaux de palplanches vis-à-vis des milieux aqueux.
  • Le procédé consiste donc à introduire dans l'espace vide un système fluide susceptible de former à la température régnant à l'intérieur de l'espace vide un gel ou une résine solide, ledit système étant éventuellement additionné d'un agent gonflant en milieu aqueux, le temps de prise dudit système étant généralement inférieur à 1 heure.
  • Le système fluide mis en oeuvre peut être aqueux ou non-aqueux.
  • Comme premier exemple de système fluide aqueux on peut citer ceux constitués par :
    - une substance éthylèniquement insaturée, diluée dans l'eau, susceptible de former par polymérisation et/ou réticulation une résine ou un gel solide,
    - un amorceur de polymérisation et/ou de réticulation,
    - éventuellement un agent gonflant en milieu aqueux lorsque le gel ou la résine formé(e) ne gonfle pas ou pas suffisamment de lui-même ou d'elle-même au contact du milieu aqueux présent dans la zone à étancher.
  • Parmi les substances éthylèniquement insaturées on peut citer :
    - les monomères monoéthylèniquement insaturés solubles ou dispersables dans l'eau, comme par exemple les monomères acryliques hydrosolubles du type acide acrylique, acrylamide, N-alkylacrylamides dont le radical alkyle est en C₁-C₄, le methylolacrylamide, le methylolmethacrylamide, les acrylates d'alkyle en C₁-C₄, les acrylates minéraux..., en mélange avec au moins un monomère réticulant di- ou poly-éthylèniquement insaturé soluble ou dispersable dans l'eau du type méthylène-triacrylamide, méthylène bis-methacrylamide, dihydroxy-1,2 éthylène bis- acrylamide, dihydroxy-1,2 éthylène bis-methacrylamide, n-methylol- dihydroxy-1,2 éthylène bis-acrylamide, bis(acrylamidomethyl)-1,3 imidazolidone-1,2, bis(methacrylamidomethyl)-1,3 imidazolidone-2.
    - les oligomères, homopolymères ou copolymères de faible masse moléculaire dérivés de monomères monoéthylèniquement insaturés solubles ou dispersables dans l'eau tels que ceux cités ci-dessus, en mélange avec au moins un monomère réticulant di- ou poly-éthylèniquement insaturé soluble ou dispersable dans l'eau tels que ceux cités ci-dessus.
    - les polymères vinyliques peu sensibles à l'eau en mélange avec des monomères monoéthylèniquement insaturés solubles ou dispersables dans l'eau tels que ceux cités ci-dessus, et éventuellement au moins un monomère réticulant di- ou poly-ethylèniquement insaturé soluble ou dispersable dans l'eau tel que ceux cités ci-dessus. Parmi les polymères vinyliques peu sensibles à l'eau on peut mentionner les copolymères du styrène et de monomères du type acrylate ou méthacrylate de méthyle, éthyle, isopropyle, n-butyle, isobutyle, cyclohexyle...
  • Dans ces types de substances éthylèniquement insaturés, le taux de monomère réticulant peut représenter jusqu'à 5 % du poids du monomère monoéthylèniquement insaturé soluble ou dispersable dans l'eau.
  • L'amorceur de polymérisation et/ou de réticulation entrant dans le système fluide est en général un composé générateur de radicaux libres soluble dans l'eau ou miscible avec celle-ci tel que le persulfate de potassium ou d'ammonium, l'eau oxygénée, le peroxyde d'acétyle, propionyle, phénylacétyle, benzoyle, le peroxyde de t-butyle, de benzyle, de cumyle...
  • La quantité d'amorceur représente d'une manière générale 0,1 à 5 % du poids du ou des monomère(s) monoéthylèniquement insaturé(s) soluble(s) ou dispersable(s) dans l'eau.
  • Il est de préférence associé à un accélérateur réducteur, en quantité voisine, comme le pyrosulfite de sodium, le métabisulfite de sodium, les amines tertiaires telles que le diméthylamino­propionitrile, le dimethylaminoacétonitrile, la triethanolamine, la dimethylethanolamine, la tetramethylethylènediamine.
  • Le taux d'accelérateur permet de jouer sur le temps de prise.
  • D'autres constituants peuvent en outre entrer dans les systèmes fluides aqueux à base de monomères monoéthylèniquement insaturés solubles ou dispersables dans l'eau. Ce sont par exemple :
    - les silicates alcalins additionnés au moment de l'emploi d'un réactif gélifiant ; il s'agit de silicates ou polysilicates de sodium ou de potassium avec un rapport molaire SiO₂/M₂O de l'ordre de 2 à 5, dont la gélification est réalisée par addition séparée d'un gélifiant du type triacétine, bicarbonate de sodium, esters alkyliques d'acides carboxyliques (mono-, di- ou tri-esters méthyliques et/ou éthyliques), glyoxal, aluminate de sodium.
    - des épaississants à base de polymères hydrosolubles tels que polyacrylamides, polyacrylamides hydrolysés, acides poly­acryliques, sels d'acides polyacryliques, polysaccharides (gomme xanthane...).
  • Des systèmes fluides aqueux du type de ceux cités ci-dessus sont décrits dans les brevets français publiés sous les n° 1.458.945 et 2.375.288.
  • Comme deuxième exemple de système fluide aqueux pouvant être mis en oeuvre, on peut mentionner ceux constitués par :
    - un polymère soluble ou dispersable dans l'eau susceptible de former par réticulation une résine ou un gel élastique,
    - un agent de réticulation dudit polymère,
    - et éventuellement un agent gonflant à l'eau.
  • A titre d'exemple de polymères solubles ou dispersables dans l'eau on peut citer des produits naturels ou synthétiques tels que le polyacrylamide, les polyacrylamides partiellement hydrolysés, le polyacrylonitrile, la carboxyméthylcellulose, la polyvinyl­pyrolidone, l'alcool polyvinylique, les polysaccharides, l'acide polyacrylique et ses dérivés, le polyéthylèneglycol, les polyoxydes d'éthylène et/ou de propylène, les alginates, les carragenates, les gommes (agar, arabique...), les pectines, l'amidon, les alkyles et hydroxyalkyl celluloses.
  • Les agents de réticulation sont généralement :
    - des cations Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Ti⁴⁺, Zn²⁺, Sn⁴⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cr³⁺... complexés par un anion du type acétate, nitrolotria­cétate, tartrate, citrate, tripolyphosphate, métaphosphate, gluconate, phosphate...
    - ou des aldéhydes tels que formaldéhyde, acétaldéhyde, aldéhyde glutarique... pour les polymères susceptibles de réagir avec les aldéhydes.
  • Un autre type d'exemple de système aqueux fluide est constitué par :
    - les résines aminoplastes telles que les résines urée-­formaldéhyde, mélamine-urée-formaldéhyde, urée-formaldéhyde-­acétone, éventuel- lement modifiées par de l'acrylamide, du furfuramide, du furfurol, de l'alcool polyvinylique...;
    - un agent de durcissement de type acide tel que acide oxalique, acide phosphorique...;
    - et éventuellement, un agent gonflant à l'eau.
  • La quantité d'agent de durcissement mise en oeuvre est choisie en fonction du temps de prise désiré dudit système.
  • Des agents gonflants à l'eau peuvent être mis en oeuvre si le gel ou la résine élastique formé(e) par réticulation ou durcissement de la substance éthylèniquement insaturée ou amino­plaste ne gonfle pas ou insuffisamment au contact de l'eau. Ces agents sont du type polyacrylamide, carboxyméthylcellulose, polysac­charide, gommes naturelles (guar...).
  • Comme exemple de système fluide non aqueux on peut citer les polyuréthanes fluides aquaréactifs constitués par :
    - un produit principal à NC0 libres résultant de la réaction d'un composé hydroxylé et polyéthoxylé et/ou propoxylé sur un polyiso­cyanate tel que le méthane diphénylisocyanate, le tolyldiphényl­diisocyanate...
    - et si nécessaire au solvant dudit produit pour abaisser sa viscosité, tel que benzène, xylène, acétone... ou un plastifiant du type adipate, maléate, phtalate...
  • Au contact de l'eau les groupes NCO réagissent ; la résine durcit. Dans ce cas là l'agent de "durcissement" est constitué par l'eau elle-même contenue dans la zone à étancher.
  • On peut également citer comme système fluide non aqueux les silicones liquides reticulables, les polybutadiènes liquides reticulables éventuellement hydroxylés ou les polysulfures liquides réticulables additionnés d'un agent gonflant à l'eau, si nécessaire.
  • Des produits auxiliaires peuvent en outre être présents dans le système fluide quelle que soit la nature de ce dernier, comme par exemple :
    - des charges renforçantes ou diluantes (talc, oxyde de titane, kaolin, cendres volantes, craie, fumée de silice, bentonite, ciment, plâtre, boues rouges...).
    - des agents anti-corrosion
    - des anti-gel
    - des agents de gravité (sulfate de baryum, bromure ou chlorure de potassium...).
    - des agents dispersants...
  • La capacité de gonflement du système fluide après gélifi­cation ou durcissement est réglable de façons diverses : concen­tration en matière active, taux de réticulant, taux d'agent gon­flant, taux de charges...
  • On peut citer à titre d'exemple de produits commerciaux convenant particulièrement comme système fluide aqueux permettant de réaliser l'invention :
    - le ROCAGIL BT ou BT-2 à base de solution aqueuse de methy­lolacrylamide présentant un temps de prise pouvant aller de quelques secondes à plus d'une heure à la température ambiante en fonction du taux de catalyseur et de retardateur de prise mis en oeuvre
    - le SIPROGEL 110-25 à base de solutions aqueuses de monomère acrylique et de silicate de sodium, présentant un temps de prise de l'ordre de 2 à 47 minutes à 20°C selon la concentration d'accelérateur mise en oeuvre.
    -le ROCAGIL AL6, coulis aqueux à base de monomère acrylique, présentant un temps de prise de l'ordre de 30 à 40 minutes à 20°C, selon la quantité d'initiateur mise en oeuvre.
    - le système non-aqueux le ROCAGIL PU, mousse rigide ou souple.
    - le ROCAGIL F22U à base de résine aqueuse aminoplaste à durcissement acide, présentant un temps de prise de l'ordre de 22 à 40 minutes à 30°C suivant la concentration en catalyseur.
  • Tous ces produits sont commercialisés par Rhône-Poulenc.
  • Un mode d'introduction particulièrement approprié du système fluide dans l'espace vide existant entre les boucles complémen­taires verrouillées est l'injection sous pression, après leur mélange, des différents constituants du système fluide par l'inter­médiaire d'une sonde d'injection.
  • Dans les cas particulièrement simples (absence d'eau, de terre ou d'alluvions dans les boucles, avec un nombre réduit de palplanches) on peut envisager un remplissage de la zone à étancher par simple gravité.
  • Le procédé faisant l'objet de l'invention peut être utilisé pour étancher tout type de rideau de palplanches, que celles-ci soient formées d'une âme à profil particulier enΩ, en U, en S, en z ou autre.
  • De telles palplanches sont décrites dans la demande de brevet français n° 87. 05283 du 14 avril 1987 de PROFILES ET TUBES DE L'EST.
  • Les systèmes fluides susceptibles de former une résine ou un gel gonflable sont adaptés à tous les systèmes de verrouillage.
  • Les exemples suivants sont donnés à titre indicatif et ne peuvent être considérés comme une limite du domaine et de l'esprit de l'invention.
    • EXEMPLE 1
  • On mélange sous agitation :
    - 100 g d'une solution aqueuse contenant 10 g de methylolacrylamide, 0,5 g de persulfate de potassium et 0,4 g de triethanolamine
    - à 80 g d'une solution aqueuse de silicate de sodium à 30,5 % en poids d'extrait sec, de rapport molaire SiO₂/Na₂O égal à 3,9, ladite solution étant diluée dans 100 g d'eau. On incorpore ensuite 13 g de triacétine
  • Le coulis obtenu présentant un temps de prise de l'ordre de 15 minutes à 20° C peut être introduit par injection à l'aide d'un système à simple circuit dans le volume à étancher ; il est particu­ lièrement adapté à l'injection dans un volume à étancher renfermant un milieu aqueux contenant du sable fin.
    • EXEMPLE 2
  • On prépare :
    - d'une part, 100 g d'une solution aqueuse contenant 10 g de methylo­lacrylamide, 0,4 g de triethanolamine et 13 g de triacetine
    - et d'autre part, 80 g de solution aqueuse de silicate de sodium à 30,5 % en poids d'extrait sec, de rapport molaire SiO₂/Na₂O égal à 3,9, solution à laquelle on ajoute 100 g d'eau et 0,4 g de per­sulfate de potassium.
  • Les deux solutions sont introduites par injection à l'aide d'un système à double circuit dans le volume à étancher ; le temps de prise du coulis final est de l'ordre de 15 minutes à 20°C. Ce mode d'injection permet d'opérer pendant un temps plus long, le mélange ne s'effectuant qu'à la sortie de la pompe d'injection.
    • EXEMPLE 3
  • D'une part on ajoute 0,15 kg de triethanolamine en solution dans 0,15 kg de glycol dans 50 litres d'une solution commerciale de ROCAGIL BT (solution à base de methylolacrylamide) commercialisée par Rhône-Poulenc ; on obtient un ensemble A.
  • D'autre part on ajoute 0,3 kg de persulfate de sodium à 50 litres d'eau ; on obtient un ensemble B.
  • Le mélange des deux ensembles forme un coulis dont le temps de prise est de 5 minutes à 20°C et qui gonfle à l'eau.
  • Ce coulis très fluide peut être mis en place par injection à l'aide d'un système à double circuit ; il est particulièrement adapté à l'injection dans un volume à étancher renfermant un milieu aqueux contenant du sable fin.
    • EXEMPLE 4
  • On dissout 0,3 kg de persulfate de sodium dans 50 litres d'eau contenant 0,2 % de son poids de RHODOPOL 23 (gomme xanthane commer­cialisée par Rhône-Poulenc) ; on obtient un ensemble C.
  • On mélange un ensemble équivalent à l'ensemble A de l'exemple 3 à l'ensemble C ; ce mélange forme un coulis dont le temps de prise est de 5 minutes à 20°C.
  • La mise en place de ce coulis peut se faire par injection à l'aide d'un matériel à double circuit. Il est particulièrement adapté à l'injection du volume à étancher lorsque celui-ci contient une eau se renouvelant rapidement.
    • EXEMPLE 5
  • On mélange à 92 litres de solution commerciale de ROCAGIL AL6 commercialisée par Rhône-Poulenc (à base d'un monomère acrylique hydrosoluble et d'une dispersion d'un copolymère styrène-acrylique), 0,5 kg de persulfate de sodium dissout dans 8 litres d'eau.
  • Le coulis obtenu présente un temps de prise de l'ordre de 37 minutes à 20°C et gonfle à l'eau ; il est particulièrement adapté à l'injection dans un volume contenant une eau à faible circulation et contenant de faibles quantités de sable.
    • EXEMPLE 6
  • On mélange à 92 litres de solution commerciale de ROCAGIL AL6, 1 kg de persulfate de sodium dissout dans 8 litres d'eau.
  • Le coulis obtenu présente un temps de prise de l'ordre de 12 minutes à 20°C et gonfle à l'eau ; son application est semblable à celle du coulis de l'exemple 5.
    • EXEMPLE 7
  • D'une part on ajoute à 92 litres de solution commerciale de ROCAGIL AL6, 0,5 kg de RHODOPOL 50 MD (gomme xanthane commercialisée par Rhône-Poulenc) et 500 g de triethanolamine dans 500 g d'ethy­lèneglycol ; on obtient un ensemble D.
  • D'autre part on dissout 1 kg de persulfate de sodium dans 8 litres d'eau ; on obtient un ensemble E.
  • Le mélange des ensembles D et E constitue un coulis visqueux qui gonfle à l'eau, coulis dont le temps de prise à 20°C est de 7 minutes.
  • De par sa viscosité, ce coulis ne se dilue pas dans l'eau de circulation.
    • EXEMPLE 8
  • On homogénéise un mélange de 50 litres de ROCAGIL AL6 et de 1,5 kg de persulfate de sodium dissout dans 5 litres d'eau. On introduit sous agitation dans ce mélange 100 kg de ciment normalisé CPA 55.
  • On obtient un coulis dont le temps de prise se situe entre 11 et 15 minutes à 20°C et qui, après quelques jours de stockage forme un matériau dur susceptible de gonfler dans l'eau ; ce matériau présente une résistance monoaxiale à la compression de 15 méga Pa.
  • Un tel coulis est particulièrement bien adapté à l'injection dans un volume contenant de l'eau ou dans du vide.
    • EXEMPLE 9
  • D'une part on ajoute à 92 litres de solution commerciale de ROCAGIL AL6, 500 g de triethanolamine dans 500 g d'ethyleneglycol ; on obtient un ensemble F.
  • D'autre part on dissout 1 kg de persulfate de sodium dans 8 litres d'eau ; on obtient un ensemble G.
  • Le mélange des deux ensembles forme un coulis dont le temps de prise est de 8 minutes à 10°C ; il est particulièrement adapté à l'injection dans un volume contenant de l'eau et des alluvions grossières.
    • EXEMPLE 10
  • D'une part on ajoute à 92 litres de solution commerciale de ROCAGIL AL6, 500 g de triethanolamine dans 500 g d'ethylèneglycol puis 100 kg de sulfate de baryum ; on obtient un ensemble H.
  • D'autre part on dissout 1 kg de persulfate de sodium dans 8 litres d'eau ; on obtient un ensemble I.
  • Le mélange des deux ensembles forme un coulis visqueux et dense, dont le temps de prise est de 15 minutes à 10°C ; il est particulièrement adapté à l'injection dans un volume contenant une eau à forte circulation.
    • EXEMPLE 11
  • D'une part on ajoute à 20 litres de solution commerciale de ROCAGIL BT (solution à base de methylolacrylamide commercialisée par Rhône-Poulenc), 0,1 kg de triethanolamine dans 0,1 kg d'ethylène­glycol ; on obtient un ensemble J.
  • D'autre part on dissout 0,2 kg de persulfate de sodium dans 20 litres d'eau puis on introduit 60 kg de plâtre ; on obtient un ensemble K.
  • Le mélange des deux ensembles forme un coulis dont le temps de prise à 20°C est de 6 minutes ; le matériau obtenu est susceptible de gonfler dans l'eau et présente de bonnes propriétés mécaniques à la compression ; le coulis es particulièrement adapté à l'injection dans un volume contenant une eau à forte circulation.
    • EXEMPLE 12
  • D'une part on ajoute à 92 litres de ROCAGIL AL6, 100 litres d'une solution aqueuse de fumée de silice à 50 % de matières sèches ; on obtient un ensemble L.
  • D'autre part on dissout 0,5 kg de persulfate de sodium dans 8 litres d'eau ; on obtient un ensemble M.
  • Le mélange des deux ensembles forme un coulis susceptible de gonfler à l'eau, dont le temps de prise est de 25 minutes à 20°C ; il est particulièrment adapté à l'injection dans un volume contenant de l'eau et des alluvions grossières.

Claims (8)

1. Procédé pour rendre étanches des rideaux de palplanches carac­térisé en ce qu'on introduit dans l'espace vide existant entre les boucles complémentaires verrouillées desdits rideaux un système fluide susceptible de former à la température régnant à l'intérieur dudit espace un gel ou une résine solide occupant le volume dudit espace, par gonflement au contact du milieu présent dans la zone à étancher, le temps de prise dudit système étant inférieur à 1 heure environ.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système fluide comprend au moins les éléments essentiels suivants :
- une substance fluide susceptible de "durcir" à la température régnant à l'intérieur des boucles verrouillées du rideau de palplanches,
- un agent de "durcissement" de ladite substance fluide,
- et un agent gonflant au contact du milieu présent dans la zone à étancher si ladite substance "durcie" ne gonfle pas ou pas suffisamment d'elle-même au contact dudit milieu.
3. Procédé pour rendre étanches des rideaux de palplanches vis-à-vis des milieux aqueux caractérisé en ce qu'on introduit dans l'espace vide existant entre les boucles complémentaires verrouillées desdits rideaux un système fluide susceptible de former à la température régnant à l'intérieur dudit espace un gel ou une résine solide, ledit système étant additionné d'un agent gonflant en milieu aqueux si le gel ou la résine formé(e) ne gonfle pas ou pas suffisamment de lui-même ou d'elle-même au contact dudit milieu, le temps de prise dudit système étant inférieur à 1 heure environ.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système fluide est un système aqueux constitué par :
- une substance éthylèniquement insaturée diluée dans l'eau, susceptible de former par polymérisation et/ou réticulation une résine ou un gel solide
- un amorceur de polymérisation et/ou de réticulation
- et un agent gonflant en milieu aqueux lorsque le gel ou la résine formé(e) ne gonfle pas ou pas suffisamment de lui-même ou d'elle-même au contact du milieu aqueux présent dans la zone à étancher.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système fluide est un système aqueux constitué par :
- un polymère soluble ou dispersable dans l'eau susceptible de former par réticulation une résine ou un gel élastique
- un agent de réticulation dudit polymère
- et si nécessaire un agent gonflant à l'eau
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système fluide est un système aqueux constitué par :
- une résine aminoplaste
- un agent de durcissement de type acide
- et si nécessaire un agent gonflant à l'eau.
7 Procédé selon la revendication 3, caractérisés en ce que le système fluide est un système non aqueux constitué par : - un produit principal à NCO libres résultant de la réaction d'un composé hydroxylé et polyéthoxylé et/ou propoxylé sur un polyisocyanate
- et éventuellement un solvant ou un plastifiant dudit produit.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le système fluide, après mélange de ses différents constituants, est injecté sous pression dans l'espace vide existant entre les boucles complémentaires verrouillées.
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