WO1995016089A1 - Procede de liaison entre une couche bitumineuse et un isolant thermique - Google Patents

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WO1995016089A1 PCT/FR1994/001419 FR9401419W WO9516089A1 WO 1995016089 A1 WO1995016089 A1 WO 1995016089A1 FR 9401419 W FR9401419 W FR 9401419W WO 9516089 A1 WO9516089 A1 WO 9516089A1
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Rockwool Isolation SA
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    • E04D13/1606—Insulation of the roof covering characterised by its integration in the roof structure
    • E04D13/1662—Inverted roofs or exteriorly insulated roofs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04D11/02—Build-up roofs, i.e. consisting of two or more layers bonded together in situ, at least one of the layers being of watertight composition

Definitions

  • the present invention relates to a method of bonding between a sealing layer and a thermal insulation layer and between several sealing or thermal insulation layers.
  • the coating usually includes the following layers:
  • a vapor barrier based on oxidized bitumen in particular a bituminous felt of the type known under the reference 36 S, or else based on polymer bitumen, in particular elastomeric and plastomeric coatings (SBS or APP type);
  • thermally insulating material in particular of polyurethane foam, expanded polystyrene, perlite or mineral wool;
  • a modified bitumen waterproofing layer which can be protected in particular by a metal sheet and / or held in place by an aggregate deposit or by a metallic sheet.
  • layer does not designate each of the homogeneous elementary layers making up the finished coating, but the various laminar components used on the site for the realization thereof, which can themselves be composed of several layers. elementary.
  • bitumen melting and hot spreading operations are painful and present risks of burns and ignition because fusion requires the presence of a melter on site.
  • the object of the invention is to eliminate these drawbacks of the known method.
  • the invention relates to a process for linking several layers, characterized in that the binder used is a hydraulic binder comprising at least:
  • this hydraulic binder being mixed with water in a proportion by weight of 150 to 450 parts per 600 parts of binder.
  • hydraulic binder used in particular in building and public works, none of those known until now has been found suitable for bonding a layer based on bitumen and a thermally insulating layer.
  • the hydraulic binder used in the process according to the invention makes it possible to adhere the insulating layers not only to the bitumen, but also to various other materials capable of constituting the face of the sealing layer facing the insulating layer.
  • a colloid can also be added to these components.
  • Amino derivatives can also be added to improve the adhesiveness with certain bitumens.
  • the cement is either a pure cement of the CPA type (Portland Artificial Cement) or a cement comprising a secondary constituent, that is to say:
  • the filler content of the binder which is the subject of the invention is adjusted to take account of the contribution of secondary components due to the cement.
  • Cement and filler are the usual hydraulic constituents which allow insulation-bitumen adhesion, but used alone they would not give a satisfactory result.
  • This superplasticizer can be:
  • This superplasticizer is added in the proportion of 0.1 to 1% of the cement (content expressed as dry extract).
  • This water-retaining adjuvant is, according to the invention, a colloid which can be chosen from the following products:
  • This colloid is added to the portion of 0.1 to 1% of the cement (content expressed as dry extract).
  • amino derivative is chosen from the following products:
  • This amino derivative is used in a proportion of 0.01 to 0.1% by weight (content expressed as dry extract).
  • this composition with three elements: cement + filler + superplasticizer, or else with four elements if a colloid is added, or else with five elements if an amino derivative is added can be adapted according to the temperature conditions on site by incorporating a setting retarder in hot weather (ambient outside temperature of the order of 40 ° C and substrate temperature up to 80 ° C) or incorporating '' a setting accelerator in cold weather (temperature of the order of 0 ° C and even lower).
  • the setting accelerators are the following additives:
  • the setting retarders are the following adjuvants:
  • the manufacture of the paste from the binder is carried out directly on the site by kneading said binder with water, the amount of water can be between 150 and 450 parts per 600 parts of binder (by weight). This fork allows in particular the installation of the insulation on a vapor barrier already wet (by rain for example).
  • this product does not release toxic vapor in the event of fire and is non-combustible.
  • the invention is not limited to the example described above concerning the installation of an insulating layer of rock wool on a bituminous vapor barrier.
  • the first and second layers are respectively an insulating layer and an outer sealing layer.
  • the first and second layers are respectively a vapor barrier and an insulating layer on which is fixed by the same binder an outer sealing layer.
  • the first and second layers are both insulating layers.
  • the waterproofing layer is based on bitumen.
  • the sealing layer has an aluminum sheet on its face to stick to the insulating layer.
  • the insulating layer is based on a material chosen from plastic foams, in particular polystyrene or polyurethane, perlite and mineral wools, in particular rock wool.
  • the figure shows a roof masonry 1 on which a waterproofing and thermal insulation coating is being produced.
  • This coating includes a vapor barrier 2 consisting of a bituminous felt of type 36 S applied to the masonry 1, and on which must be glued insulating panels 3, for example of rock wool.
  • a binder is prepared. The pasty state by mixing with water in the proportions indicated.
  • the binder is spread uniformly on the screen 2, by means of a squeegee or the like, at a rate of approximately 4 kg per square meter to obtain a film 4 with a thickness of 2 mm.
  • the panels 3 can be placed immediately on this binder film.
  • Another similar binder film can then be formed on the upper surface of the panels 3 for bonding an external sealing layer, not shown, for example based on modified bitumen.

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Abstract

Dans un revêtement de toiture, on assure la liaison d'une couche bitumineuse (2) et d'une couche thermiquement isolante (3) au moyen d'un liant hydraulique.

Description

Procédé de liaison entre une couche bitumineuse et un isolant thermique
La présente invention concerne un procédé de liaison entre une couche d'étanchéité et une couche d'isolation thermique et entre plusieurs couches d'étanchéité ou d'isolation thermique.
Il est connu dans le bâtiment de mettre en place une couche bitumineuse sur laquelle on dispose ensuite un isolant thermique.
Un tel système est couramment utilisé notamment pour la réalisation de l'étanchéité des toitures maçonnées. Le revêtement comprend habituellement les couches suivantes :
- un écran pare-vapeur à base de bitume oxydé, notamment un feutre bitumé du type connu sous la référence 36 S, ou encore à base de bitume polymère, notamment les revêtements élasto- mères et plastomères (type SBS ou APP);
- une couche de matériau thermiquement isolant, notamment de mousse de polyuréthanne, polystyrène expansé, perlite ou laine minérale;
- une couche d'étanchéité en bitume modifié qui peut être protégée notamment par une feuille métallique et/ou maintenue en place par un dépôt de granulat ou par une feuille métalli¬ que.
Dans ce qui suit, le terme "couche" ne désigne pas chacune des couches élémentaires homogènes composant le revêtement terminé, mais les différents composants laminaires utilisés sur le chantier pour la réalisation de celui-ci, qui peuvent être composés eux-mêmes de plusieurs couches élémentaires.
Traditionnellement, les couches ci-dessus sont jointes entre elles par du bitume enduit à chaud. Les opérations de fusion et d'étalement à chaud du bitume sont pénibles et présentent des risques de brûlures et d'inflammation car la fusion nécessite la présence sur le chantier d'un fondoir.
Il existe également des colles à froid à base de polyuré¬ thanne ou de bitume pour cette application, mais ces colles contiennent des solvants qui les rendent contraignantes du point de vue de l'hygiène et de la sécurité, voire de la qualité du collage.
Le but de l'invention est d'éliminer ces inconvénients du procédé connu.
Dans ce but, l'invention concerne un procédé de liaison de plusieurs couches, caractérisé par le fait que le liant employé est un liant hydraulique comportant au moins :
- un ciment 100 à 400 parties (en poids) - un filler 200 à 500 parties (en poids)
- un superplastifiant
ce liant hydraulique étant gâché avec de 1'eau dans une proportion en poids de 150 à 450 parties pour 600 parties de liant.
Bien qu'il existe une grande diversité de liants hydrauli¬ ques, utilisés notamment dans le bâtiment et les travaux publics, aucun de ceux connus jusqu'à présent ne s'était révélé approprié pour le collage d'une couche à base de bitume et d'une couche thermiquement isolante. De façon surprenante, le liant hydraulique utilisé dans le procédé selon 1 ' invention permet de faire adhérer les couches isolantes non seulement au bitume, mais également à divers autres matériaux susceptibles de constituer la face de la couche d'étanchéité tournée vers la couche isolante.
On peut également ajouter à ces composants un colloïde. On peut également ajouter, pour améliorer l'adhésivité avec certains bitumes, des dérivés aminés.
Selon l'invention, le ciment est soit un ciment pur de type CPA (ciment Portland Artificiel) soit un ciment comprenant un constituant secondaire, c'est-à-dire :
- de type CPJ (ciment Portland à Ajouts),
- ou de type CHF (ciment de Hauts-Fourneaux), - ou de type CLK (ciment de Laitier au Clin er),
- ou de type CLC (ciment au Laitier et aux Cendres).
Le filler peut être au choix :
- du filler calcaire broyé,
- du filler siliceux,
- des cendres volantes,
- du laitier moulu,
- de la pouzzolane moulue - de la fumée de silice.
Lorsque le ciment utilisé contient un constituant secondaire, la teneur en filler du liant objet de l'invention est ajustée pour tenir compte de 1'apport en constituants secondaires dû au ciment.
Le ciment et le filler sont les constituants hydrauliques usuels qui permettent l'adhérence isolant-bitume, mais employés seuls ils ne donneraient pas un résultat satisfai- sant.
Il faut en effet empêcher que la quantité d'eau employée ne diminue les performances thermiques de 1'isolant ou ne provoque tout désordre dans le système.
Mais il faut en même temps à la fois obtenir une consistance permettant un étalement facile sans que les manipulations d'étalement (à la truelle ou à la raclette) ne provoquent une séparation de l'eau et du liant hydraulique. C'est pour obtenir ce résultat que l'on utilise un adjuvant superplastifiant.
Ce superplastifiant peut être :
- une mélamine sulfonée formaldéhyde,
- un naphtalène sulfoné formaldéhyde,
- un copolymère acrylique,
- un copolymère vinylester, - des saccharates ou carbohydrates de sodium,
- des acides polyhydroxycarboxyliques,
- des lignosulfonates.
Ce superplastifiant est ajouté dans la proportion de 0,1 à 1% du ciment (teneur exprimée en extrait sec).
On améliore encore ce résultat en ajoutant un adjuvant rétenteur d'eau qui va accroître la stabilité, la thixotropie et l'insensibilité du matériau vis-à-vis des variations possibles du dosage en eau.
Cet adjuvant rétenteur d'eau est, selon l'invention, un colloïde qui peut être choisi parmi les produits suivants :
- argile colloïdale,
- méthylcellulose ou hydroxyméthylcellulose,
- stéarates,
- alginateε,
- caséine, - acétate de polyvinyle,
- gommes welan,
- gommes xanthane.
Ce colloïde est ajouté dans la porportion de 0,1 à 1% du ciment (teneur exprimée en extrait sec).
Il s'avère de surcroît que la combinaison d'un superplasti¬ fiant et d'un colloïde est avantageuse parce que le pouvoir défloculant du superplastifiant permet d'accroître la dispersion du colloïde, de dernier inhibant le phénomène du ressuage.
Le dérivé aminé est, selon l'invention, choisi parmi les produits suivants :
- polyamines et dérivés,
- suif dipropylène triamine et dérivés,
- alkyl-amido imidazo polyamines et dérivés, - aminés grasses et dérivés, y compris sels d'ammonium quaternaire.
Ce dérivé aminé est utilisé dans une proportion de 0,01 à 0,1% en poids (teneur exprimée en extrait sec).
Selon l'invention, cette composition à trois éléments : ciment + filler + superplastifiant, ou bien à quatre éléments si l'on ajoute un colloïde, ou bien à cinq éléments si on ajoute de plus un dérivé aminé, peut être adaptée en fonction des conditions de température sur le chantier au moyen de l'incorporation d'un retardateur de prise par temps chaud (température extérieure ambiante de l'ordre de 40°C et température du support jusqu'à 80°C) ou de l'incorporation d'un accélérateur de prise par temps froid (température de l'ordre de 0°C et même inférieure).
Les accélérateurs de prise sont les adjuvants suivants :
- chlorure de calcium ou de sodium, - bases alcalines,
- nitrate, borates et thiosulfate de sodium.
Les retardateurs de prise sont les adjuvants suivants :
- acides hydroxycarboxyliques,
- acides oxalique, gluconique,
- phosphates et gluconates de sodium et de calcium,
- saccharose, glucose,
- lignosulfonates. La fabrication de la pâte à partir du liant se réalise directement sur le chantier par malaxage dudit liant avec de l'eau, la quantité d'eau pouvant être comprise entre 150 et 450 parties pour 600 parties de liant (en poids). Cette fourchette permet en particulier la mise en place de 1'iso¬ lant sur un pare-vapeur déjà mouillé (par la pluie par exemple) .
Ce liant hydraulique présente de multiples avantages sur tous les liants ou colles connus :
- fabrication sur place par simple malaxage,
- fabrication à froid ne nécessitant pas de brûleurs,
- fabrication réalisable dans une large gamme de températures extérieures (0 à 40°C),
- étalement du produit à la raclette en caoutchouc aisé du fait de son onctuosité et de sa thixotropie,
- maintien constant de cet état onctueux (ou de la rhéologie) pendant une heure, - mode de mise en place permettant de travailler à l'avance¬ ment,
- travail peu pénible sans aucun problème de toxicité et de sécurité (pas de vapeur, pas de chauffage, pas de vapeurs toxiques) , - mise en oeuvre possible du liant sur un support bitumineux légèrement mouillé,
- absence de ressuage lorsque le liant est gâché avec la proportion d'eau indiquée,
- adhérence quasi-instantanée du panneau isolant sur le pare-vapeur bitumineux avec néanmoins possibilité de déplacer légèrement le panneau pendant trente minutes environ, ce qui permet de corriger les défauts de mise en place,
- possibilité de circuler sur les panneaux isolants dès leur mise en place, - résistance à l'arrachement supérieure à celle des isolants.
Et à tous ces avantages concernant la facilité de mise en place, il faut ajouter que ce produit ne dégage pas de vapeur toxique en cas de feu et est incombustible. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit ci-dessus concernant la pose d'une couche isolante en laine de roche sur un pare-vapeur bituminé.
Elle prévoit en particulier les possibilités suivantes :
- Les première et seconde couches sont respectivement une couche isolante et une couche d'étanchéité extérieure.
- La première et la seconde couches sont respectivement un écran pare-vapeur et une couche isolante sur laquelle on fixe par le même liant une couche d'étanchéité extérieure.
- La première et la seconde couches sont toutes deux des couches isolantes.
- La couche d'étanchéité est à base de bitume.
- La couche d'étanchéité comporte une feuille d'aluminium sur sa face à coller à la couche isolante.
- La couche isolante est à base d'un matériau choisi parmi les mousses plastiques, notamment de polystyrène ou de polyuréthanne, la perlite et les laines minérales, notamment la laine de roche.
Les caractéristiques et avantages de 1'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant au dessin annexé, dont la figure unique est une vue partielle en perspective d'un revêtement d'étanchéité en cours de réalisation, utilisant le procédé selon l'invention.
On voit sur la figure une maçonnerie de toiture 1 sur laquelle un revêtement d'étanchéité et d'isolation thermique est en cours de réalisation. Ce revêtement comporte un écran pare-vapeur 2 constitué par un feutre bitumé de type 36 S appliqué sur la maçonnerie 1, et sur lequel doivent être collés des panneaux isolants 3, par exemple en laine de roche. Pour effectuer ce collage, on prépare un liant à 1'état pâteux par malaxage avec de 1'eau dans les proportions indiquées.
On étale le liant uniformément sur l'écran 2, au moyen d'une raclette ou analogue, à raison d'environ 4 kg par mètre carré pour obtenir un film 4 d'une épaisseur de 2mm. Les panneaux 3 peuvent être posés immédiatement sur ce film de liant.
Un autre film de liant semblable peut être ensuite formé sur la surface supérieure des panneaux 3 pour le collage d'une couche d'étanchéité extérieure non représentée, par exemple à base de bitume modifié.

Claims

Revendications
1. Procédé de liaison mutuelle d'une couche bitumineuse (2) et d'une couche thermiquement isolante (3) pour la réalisa- tion d'un revêtement d'étanchéité et d'isolation dans le domaine du bâtiment et des travaux publics, dans lequel, après avoir mis en place une première (2) desdites couches sur chantier, on y applique un liant (4) à l'état pâteux qu'on recouvre à son tour par la seconde couche (3), caracté- risé en ce que ledit liant est à base d'un liant hydraulique constitué essentiellement des produits suivants :
- ciment 100 a 400 parties (en poids)
- filler 200 à 500 parties (en poids) - superplastifiant 0,1% à 1% par rapport au ciment.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on ajoute au liant un colloïde dans la proportion de 0,1% à 1% du ciment.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le colloïde est choisi parmi les produits suivants :
- argile colloïdale, - méthylcellulose ou hydroxyméthylcellulose,
- stéarates,
- alginates,
- caséine,
- acétate de polyvinyle, - gommes welan,
- gommes xanthane.
4. Procédé selon l'une des revendications précédendes, dans lequel on ajoute un dérivé aminé dans la proportion de 0,01% à 0,1% du ciment.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le dérivé aminé est choisi parmi les produits suivants : - polyamines et dérivés,
- suif dipropylène triamine et dérivés,
- alkyl-amido imidazo polyamines et dérivés,
- aminés grasses et dérivés, y compris sels d'ammonium quaternaire.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on ajoute un retardateur de prise lorsque la tempéra¬ ture extérieure est élevée.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le retardateur de prise est choisi parmi les produits suivants :
- acides hydroxycarboxyliques, - acides oxalique, gluconique,
- phosphates et gluconates de sodium et de calcium,
- saccharose, glucose,
- lignosulfonates.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on ajoute un accélérateur de prise lorsque la tempéra¬ ture extérieure est basse.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'accélé- rateur de prise est choisi parmi les produits suivants :
- chlorure de calcium ou de sodium,
- bases alcalines,
- nitrate, borates ou thiosulfate de sodium.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ciment est choisi parmi les ciments suivants :
- type CPJ, - type CPA,
- type CHF,
- type CLK,
- type CLC.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le filler est choisi parmi les produits suivants :
- filler calcaire broyé, - filler siliceux,
- cendres volantes,
- laitier moulu,
- pouzzolane moulue
- fumée de silice.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le superplastifiant est choisi parmi les produits suivants :
- mélanine sulfonée formaldéhyde,
- naphtalène sulfoné formaldéhyde,
- copolymère acrylique,
- copolymère vinylester,
- saccharates ou carbohydrates de sodium, - acides polyhydroxycarboxyliques,
- lignosulfonates.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel on procède sur le chantier au gâchage du liant afin d'obtenir une pâte, la quantité d'eau pouvant être comprise entre 150 et 450 parties pour 600 parties de liant (en poids).
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les première et seconde couches sont respectivement un écran pare-vapeur (2) et une couche isolante (3) .
15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caracté- risé en ce que les première et seconde couches sont chacune une couche isolante.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les première et seconde couches sont respectivement un écran pare-vapeur recouvert supérieu¬ rement d'une face d'aluminium et une couche isolante.
17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'étanchéité comporte une feuille d'aluminium sur sa face à coller à la couche isolan¬ te.
18. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante (3) est à base d'un matériau choisi parmi les mousses plastiques, notamment de polystyrène ou de polyuréthanne, la perlite et les laines minérales, notamment la laine de roche.
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