Annexe B (informative) Méthodes de contrôle des supports neufs et anciens

B.1 Mesure de l'humidité résiduelle du support au moyen de la « Bombe au Carbure »

B.1.1 Principe

L'eau contenue dans un échantillon réagit avec le carbure de calcium pour former un gaz (acétylène). Si cette réaction a lieu dans un récipient de volume constant, la pression à l'intérieur de celui-ci augmente d'autant plus qu'il y a d'eau dans l'échantillon.

B.1.2 Matériel

Figure B.1 Bombe au Carbure

B.1.3 Méthodologie

B.1.3.1 Prélèvement

sur chape anhydrite, prélever le liant sur toute l'épaisseur de l'ouvrage, en veillant à ne pas endommager le film de désolidarisation ;
sur chape désolidarisée à liant ciment, prélever l'échantillon dans la demi-épaisseur inférieure de l'ouvrage en veillant à ne pas endommager le film de désolidarisation lorsque celui-ci existe ;
sur chape adhérente, dalle béton, prélever le liant à une profondeur minimale de 4 cm par rapport à la surface circulable de l'ouvrage.

Le prélèvement se fait au burin et à la massette ou au marteau perforateur. L'usage d'une perceuse est formellement proscrit (risques de sous-estimation de la teneur en eau compte tenu de l'évaporation induite par l'échauffement de l'échantillon).

B.1.3.2 Broyage et pesée

Les morceaux de liant prélevés sont concassés dans l'écuelle en acier à l'aide du marteau jusqu'à obtenir la quantité de poudre nécessaire à la mesure. Cette quantité est fonction du type d'appareil utilisé.

Les granulats et agrégats non broyés ainsi que les éléments solides ajoutés au liant lors de son gâchage (fibres, par exemple) sont systématiquement évacués. Il ne doit subsister qu'une fine poudre de liant. Pour faciliter le travail, l'opérateur imprime à l'écuelle un léger mouvement concentrique qui rassemble les granulats et les agrégats et facilite leur évacuation.

Pour un liant anhydrite, la quantité de poudre prélevée dans l'écuelle sera de 50 ou 100 grammes. Pour un liant ciment, 20 grammes suffisent.

Eviter de travailler au soleil ou dans un courant d'air (risques de sous-estimation de la teneur en eau).

B.1.3.3 Mesure

verser la poudre (préalablement pesée) dans le récipient à pression à l'aide d'une cuillère (ou d'un entonnoir). Eviter toute perte ;
introduire les billes d'acier, puis, en tenant le récipient incliné (à environ 45 °), le carbure de calcium. Ne pas casser l'ampoule de verre avant de refermer le récipient ;
fermer le récipient ;
secouer fortement la bombe afin que les billes d'acier provoquent la casse de l'ampoule ;
en secouant, réaliser un mouvement circulaire de 30 cm d'amplitude environ pendant 5 minutes ;
attendre encore 5 minutes, puis relever le résultat indiqué sur le manomètre ;
vérifier après 5 minutes qu'il n'y a plus d'évolution de pression. Dans le cas contraire, attendre encore 5 minutes et relever le résultat.

NOTE

Une chute de pression dans le temps ou une odeur d'ail (caractéristique du gaz acétylène) indique qu'il y a une fuite : changer le joint d'étanchéité et recommencer la mesure (risque de sous-évaluation de la teneur en eau).

B.1.4 Précaution d'emploi

ne pas fumer ni entretenir de source de chaleur à proximité de l'appareil pendant la mesure ;
nettoyer soigneusement le récipient et les autres outils à la fin de la mesure.
se rapporter aux recommandations du fabricant de la Bombe au Carbure.

B.2 Test de la goutte d'eau

Principe : Une goutte d'eau est déposée à l'aide d'une pipette sur la surface du béton préparé, on mesure en secondes, le temps que met le support pour absorber la goutte d'eau (béton mat en surface).

Figure B.2 Schéma de principe

Mesure : Pour effectuer une mesure, on dépose cinq gouttes sur une surface d'environ 15 cm × 15 cm, on relève les cinq temps d'absorption, le temps d'absorption am (temps moyen) est la moyenne arithmétique des cinq en éliminant les valeurs aberrantes. On précise les écarts ou la variation de 20 ou 30 % par exemple.

Fréquence : Une mesure par type de béton (couleur différente ou par phase de coulage). Spécification : 60 < am < 240 secondes.

si am < 60, le support est très absorbant
si am > 240, le support est fermé ou gras

B.3 Test de cohésion du support ou d'adhérence d'un revêtement

L'essai de traction perpendiculaire n'est représentatif que sur un support âgé d'au minimum 28 jours.

B.3.1 Équipement nécessaire à l'essai

Appareil d'essai et de mesure de la cohésion par traction directe (dynamomètre) :

d'une capacité minimale de 16 kN ;
d'une précision de +/- 2 % ;
soit à traction manuelle à circuit de charge hydraulique, soit à traction pilotée en contrainte avec montée continue et régulière en charge selon une vitesse de (0,05 +/- 0,01) MPa/s.

NOTE 1

les appareils à charge mécanique (notamment à cabestan) sont à proscrire.

NOTE 2

un dynamomètre doit être régulièrement étalonné. La date de validité de l'étalonnage doit figurer sur l'appareil.

Pastilles conformes à la NF EN 13892-8 comme suit :

pastilles métalliques circulaires de (50 +/- 0,5) mm de diamètre et d'au moins 20 mm d'épaisseur ;

ou
pastilles métalliques carrées, de côté (50 +/- 0,5) mm et d'au moins 20 mm d'épaisseur. La sous-face de la pastille destinée au collage doit présenter une planéité satisfaisante avec un écart maximal de 0,1 mm pour 50 mm. Les pastilles doivent être équipées d'un dispositif de fixation à l'appareil de traction permettant l'application de la charge perpendiculairement à la surface testée, sans déformation.

Adhésif réactif :

Bi-composant à durcissement rapide (époxy ou méthacrylate par exemple) à résistance mécanique garantie supérieure à 15 MPa et d'allongement inférieur à 0,5 % et à délai de durcissement adapté. La viscosité de la résine doit être telle qu'elle ne pénètre pas le liant hydraulique au moment de l'application de la pastille.

NOTE 3

Une résine trop liquide pénétrant le liant hydraulique doperait la partie superficielle du support à tester, faussant la mesure.

Dispositif de découpe de support :

trépan de carottage diamanté (dans le cas de pastilles circulaires) permettant une découpe circulaire de (50 +/- 0,5) mm de la surface du support et sur 10 +/- 5 mm de profondeur ;
ou disqueuse (dans le cas de pastilles carrées) à lame diamantée permettant la découpe du support sur une profondeur de (10 +/- 5) mm.

Aspirateur :

Papier abrasif de grain 180.

NOTE

Le grammage est celui de la nomenclature de la Fédération of European Producers of Abrasives (FEPA).

Produit de dégraissage (solvants cétoniques : acétone etc.).

B.3.2 Préparation de l'essai

B.3.2.1 Carottage (pastille circulaire) ou tronçonnage (pastille carrée)

forer le support verticalement par rapport à la surface de la zone d'essai et sur une profondeur de (10 +/- 5) mm. Le carottage à l'eau doit être évité ;

ou
tronçonner le support à la disqueuse de façon à délimiter des zones d'essai de 50 mm × 50 mm en s'assurant que la découpe a bien été réalisée sur (10 +/- 5) mm de profondeur dans le support. Les quatre traits de scie dépasseront en outre les angles du plan de découpe d'au moins 5 cm.

NOTE

Si la découpe est réalisée selon un plan carré, l'opérateur doit veiller à garantir :

la verticalité de la lame ;
la rectitude du trait de scie ;
la régularité de la profondeur de découpe ;
le parallélisme de deux traits de coupe, l'un par rapport à l'autre ;
l'orthogonalité des deux couples de traits de coupe, l'un par rapport à l'autre.

L'usage d'une rainureuse (à voie large et deux lames diamantées parallèles) garantit notamment la prise en compte de ces paramètres. En l'absence d'un tel outil, le tronçonnage après collage des pastilles est admis pourvu que la profondeur de coupe soit partout respectée, y compris dans les angles et que la verticalité des lames soit systématiquement assurée.

B.3.2.2 Collage des pastilles

Le collage des pastilles s'effectue de la manière suivante :

la surface du support recevant la pastille est préalablement préparée mécaniquement avec aspiration à la source de manière à évacuer la poussière du chantier et la laitance résiduelle éventuelle ;
la sous-face de la pastille est légèrement poncée à l'aide du papier abrasif puis dégraissée au solvant et séchée ;
une couche d'adhésif en forme de dôme est appliquée sur l'envers de la pastille ;
la pastille est immédiatement placée à la surface du support, dans la zone d'essai ; la mise en oeuvre de l'adhésif s'effectue sur support sec en surface ;

NOTE
Compte tenu de la hausse de température accompagnant la polymérisation de certaines résines, la siccité résiduelle du support n'est pas sans incidence sur la faisabilité de l'essai ; en particulier, un support fortement humide peut provoquer - par démoulage - une rupture adhésive à l'interface résine/liant hydraulique. L'opérateur veillera donc à utiliser une résine de collage dont la température de polymérisation est adaptée aux supports humides.
la pastille est pressée doucement pour expulser l'air et afin que l'adhésif forme une couche régulière et d'épaisseur uniforme entre l'éprouvette et le support ;
si la découpe superficielle du support a déjà été réalisée, l'opérateur veille à ce que la résine de fixation ne coule pas dans les lèvres des traits de scie ;
laisser durcir l'adhésif selon la préconisation du fabricant (voir la fiche système du concepteur).

B.3.2.3 Mise en place de l'appareil de traction

L'appareil doit être utilisé conformément aux instructions de son fabricant.

Il est nécessaire de :

positionner l'appareil verticalement par rapport à la surface de la zone d'essai et le centrer sur l'axe de la pastille, celle-ci ayant été préalablement équipée d'une vis à tête sphérique ;
introduire la tête sphérique dans la rotule de l'appareil ;
tourner le volant ou la manivelle jusqu'à mettre en contact, sans forcer, la rotule et la tête de vis ;
stabiliser le dynamomètre de sorte que sa position ne varie pas au cours de l'essai ;
remettre à zéro le manomètre à lecture numérique ou analogique.

Figure B.3 Schéma de principe

B.3.3 Réalisation de l'essai

B.3.3.1 Montée en charge

Tourner la manivelle régulièrement pour augmenter progressivement la force de traction exercée sur la pastille jusqu'à la rupture.

B.3.3.2 Résultats

Les résultats sont collectés comme suit :

relever la charge de rupture ;
calculer :
- dans le cas de pastilles rondes, le diamètre moyen, est mesuré au pied à coulisse, au dixième de millimètre, de l'éprouvette au niveau du plan de rupture ;
  
  ou
- dans le cas de pastilles carrées, la longueur du côté de l'éprouvette est mesurée, au pied à coulisse, au dixième de millimètre, au niveau du plan de rupture ;
relever visuellement le mode de rupture :
- rupture cohésive dans le support ;
- rupture cohésive dans la colle ;
- rupture adhésive entre le support et la colle ;
- rupture adhésive entre la colle et la pastille ;
NOTE
Toute rupture adhésive à l'interface colle/pastille ou cohésive dans la colle doit être considérée comme anormale et sauf à ce que le résultat soit supérieur à la valeur-cible, la mesure correspondante n'est alors pas prise en compte. S'il y a combinaison entre différents modes de rupture, estimer de façon visuelle, pour chacun des modes, la part de la surface qui lui correspond ; par exemple : 50 % cohésive dans le support, 50 % adhésive entre le support et la colle.
calculer la contrainte à la rupture, arrondie à 0,1 MPa, selon la formule suivante :

avec B : contrainte à la rupture en mégapascal (MPa) ; Fr : charge à la rupture, en newtons (N) ; A : surface d'essai, en millimètres carré (mm²).

Rappel :

dans le cas des pastilles circulaires, la surface A est égale à

A = π·r²

r étant le rayon en mm de la pastille (soit 25 mm), π étant égal à 3,14.
dans le cas des pastilles carrées, la surface A est égale à

A = L²

avec L = longueur du côté de l'éprouvette, en millimètres.

B.4 Contrôle des fissures

Principe : La largeur d'une fissure est mesurée au moyen une réglette graduée transparente adaptée à cet usage.

Figure B.4 Réglette graduée

Mesure : On place la réglette sur la fissure et on la fait glisser jusqu'à superposition exacte de la marque graduée avec l'épaisseur de la fissure à mesurer.

Faire au moins trois mesures par longueur de fissure : une au milieu de la fissure et les deux autres mesures à chacune des extrémités de la fissure.

L'ouverture de la fissure moyenne 0 est la moyenne des n mesures réalisées : i étant la mesure individuelle.