Une bonne adhérence des revêtements et des doublures sur les surfaces en béton exige un nettoyage rigoureux et nécessite fréquemment de rendre le béton rugueux afin d'augmenter la surface spécifique. La rugosité, également appelée profil de surface, peut être conférée au béton par décapage par jet abrasif, par mordançage à l'acide ou à l'aide de divers outils mécaniques à impact ou scarificateurs. La profondeur du profil de surface obtenue peut influencer l'adhérence et les performances du revêtement ou de la doublure. Les fabricants de revêtements/doublures et/ou les propriétaires d'installations spécifient fréquemment le nettoyage et la mise en rugosité de la surface en béton avant l'application du produit.
Traditionnellement, le profil de surface (rugosité) du béton préparé est évalué visuellement à l'aide de plaquettes de profil de surface du béton (CSP) telles que celles décrites dans la recommandation n° 310.2R, Selecting and Specifying Concrete Surface Preparation for Sealers, Coatings, Polymer Overlays, and Concrete Repair publiée par l'International Concrete Repair Institute (ICRI). Ce guide résume les capacités et les limites des diverses méthodes utilisées pour préparer les surfaces en béton en vue de l'application de revêtements et de réparations. Ces plaquettes constituent sans doute la méthode la plus reconnue et la plus fréquemment spécifiée pour évaluer la rugosité du béton ; cependant, cette méthode est qualitative et nécessite un certain jugement de la part de l'inspecteur.
Plus récemment, des options numériques telles que le PosiTector SPG TS ont permis aux inspecteurs de mesurer le profil de surface du béton selon une méthode numérique et quantitative, conformément à la norme ASTM D8271. Bien que cette méthode présente des avantages considérables, son adoption a été initialement limitée par la difficulté d'établir une correspondance entre la méthode des plaquettes CSP (où le numéro de plaquette qui ressemble le plus à l'état de surface du béton est rapporté) et la méthode du micromètre de profondeur numérique (où le profil est exprimé en mils).
Cependant, dans un article récent de Beamish et Corbett (2022)1, une étude a été menée pour établir un tableau de correspondance croisée permettant d'utiliser ces deux méthodes de manière interchangeable. Les détails concernant la procédure utilisée pour créer ce tableau sont présentés à l'annexe A de cet article.
Les plaquettes ICRI sont disponibles sous forme d'un jeu de 10 présentant divers degrés de rugosité de surface, caractéristiques des différentes méthodes de préparation du béton telles que le décapage à l'acide, le ponçage, le grenaillage, le sablage et la scarification. Ces plaquettes sont conçues pour servir de comparateur visuel et tactile afin d'identifier le degré de rugosité de la surface. L'utilisateur compare le béton préparé aux plaquettes CSP et relève le numéro de la plaquette qui correspond le plus étroitement à la surface. De nombreux cahiers des charges précisent le type de préparation de surface requis.
Les plaquettes CSP de l'ICRI ont une surface d'environ 16 pouces carrés (3,5 po x 4,5 po) et sont conçues pour reproduire 10 profils de surface, comme indiqué dans le tableau 1.
La norme ASTM D8271, Standard Test Method for the Direct Measurement of Surface Profile of Prepared Concrete décrit une autre procédure permettant d'obtenir des mesures directement sur le béton préparé à l'aide d'un micromètre de profondeur électronique tel que le PosiTector SPG TS. Ces instruments sont dotés d'une base plate et d'une touche sur ressort qui pénètre dans les creux du profil de surface.
La base plate de la jauge PosiTector SPG TS repose sur les crêtes les plus hautes, et chaque mesure correspond à la distance entre ces crêtes locales et le creux particulier dans lequel la touche est engagée. Ce type d'instrument est idéal pour mesurer directement sur la surface une hauteur de profil allant jusqu'à 6 mm, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser du mastic de réplique ni de s'en remettre à l'incertitude des comparateurs visuels. Ils sont parfaits pour mesurer le profil de surface du béton préparé par grenaillage, scarification, ponçage, décapage à l'acide et autres méthodes préparatoires.
Contrairement aux comparateurs visuels qualitatifs, la norme ASTM D8271 est quantitative, mais elle n'est pas encore largement spécifiée. Une étude a été menée en utilisant des répliques rigides en époxy de sept des dix plaquettes CSP de l'ICRI (CSP 1-7) ainsi que la méthode ASTM D8271 à l'aide du micromètre de profondeur numérique PosiTector SPG TS.
Le tableau de correspondance présenté ci-dessous permet à un prescripteur de convertir facilement une évaluation qualitative (p. ex., ICRI CSP 1-7) en plage quantitative de profil de surface sur le béton. Les plages ne sont indiquées que pour les indices CSP 1-7, car seuls ceux-ci ont fait l'objet de cette étude et les valeurs sont arrondies. Les tolérances ont été établies sur la base des données d'écart-type.
Contrairement aux évaluations visuelles subjectives, la jauge numérique PosiTector SPG TS pour profil de surface du béton fournit une véritable analyse quantitative sur le terrain en matière de mesure de rugosité. Facile à utiliser, le PosiTector SPG offre une vitesse de mesure rapide de plus de 50 lectures par minute ainsi qu'une mémoire interne pour l'enregistrement, la consultation et le partage des données avec d'autres utilisateurs pour une analyse approfondie.
Doté d'un mode statistiques puissant affichant la moyenne, l'écart-type et la profondeur de profil minimale/maximale, le PosiTector SPG de fabrication américaine est idéal pour analyser rapidement et avec précision de grandes surfaces. L'alarme HiLo émet un signal sonore et visuel lorsque les mesures dépassent les seuils définis par l'utilisateur. Muni d'une surface d'usure durable en alumine et d'une pointe de palpeur en carbure de tungsten, le PosiTector SPG a été conçu pour offrir une longue durée de vie et une précision constante.
Pour déterminer la conformité aux spécifications de profil de surface du béton, la norme AMPP Standard Practice SP21513, Procedure for Determining Conformance to Concrete Surface Profile Requirements indique où et combien de mesures effectuer, et fournit des directives pour identifier les zones non conformes. Cette norme décrit une procédure adaptée à une utilisation en laboratoire et sur le terrain afin de déterminer la conformité au profil de surface spécifié sur les subjectiles en béton, en utilisant la Méthode 1 : Jauge de profondeur telle que décrite dans la norme ASTM D8271 et la Méthode 2 : Échantillons de profil de surface du béton (CSP) (CSP 1-10) tels que décrits dans la recommandation ICRI n° 310.2R.
La conception de l'étude reposait initialement sur des méthodologies spécifiquement choisies pour permettre aux prescripteurs de convertir des techniques d'évaluation qualitative du profil de surface en plages quantitatives.
Les échantillons CSP de l'ICRI sont fabriqués dans un matériau en caoutchouc souple gris, acceptable pour la plupart des applications mais problématique pour cette recherche. Le palpeur de la jauge de profondeur numérique destinée à mesurer le profil de surface de ces échantillons CSP est doté d'une pointe conique à 60° montée sur ressort en acier inoxydable, qui pénètrerait dans le caoutchouc souple et générerait des valeurs élevées erronées. Par conséquent, des moulages en silicone des échantillons CSP 1-7 ont été réalisés et une résine époxy noire a été coulée dans chaque moule, créant ainsi des répliques exactes des échantillons CSP 1-7 en époxy durci qui ne seraient pas affectées par la pointe de la jauge et la pression.
Une fois la résine époxy complètement durcie, trois sous-lots de 15 mesures chacun ont été réalisés sur les répliques CSP 1-7 par 6 techniciens (de manière indépendante) à l'aide d'une jauge de profondeur numérique PosiTector SPG TS (jauge ; figure 6) dotée d'une plage allant jusqu'à 250 mils, puis enregistrés dans la mémoire de la jauge pour une analyse ultérieure.
Dans tous les cas, les répliques en mastic époxy (méthode de mesure indirecte) ont produit une hauteur de profil de surface supérieure à celle de la méthode de mesure directe (c'est-à-dire les mesures effectuées directement sur les échantillons CSP), et l'écart-type des données était plus élevé.
Le tableau 2 présente les résultats ; le graphique 2 illustre les données.
Une bonne adhérence des revêtements et des doublures sur les surfaces en béton exige un nettoyage rigoureux et nécessite fréquemment de rendre le béton rugueux afin d'augmenter la surface spécifique. La rugosité, également appelée profil de surface, peut être conférée au béton par décapage par jet abrasif, par mordançage à l'acide ou à l'aide de divers outils mécaniques à impact ou scarificateurs. La profondeur du profil de surface obtenue peut influencer l'adhérence et les performances du revêtement ou de la doublure. Les fabricants de revêtements/doublures et/ou les propriétaires d'installations spécifient fréquemment le nettoyage et la mise en rugosité de la surface en béton avant l'application du produit.
Les échantillons CSP produits par l'ICRI constituent sans doute la méthode la plus largement reconnue et la plus fréquemment spécifiée pour évaluer la rugosité du béton ; cependant, cette méthode est qualitative et requiert un certain jugement. Les procédures décrites dans la norme ASTM D8271 sont quantitatives mais ne sont pas encore largement spécifiées au moment de la rédaction de ce document.
Cette étude a révélé qu'il existe des différences entre la réalisation de mesures directes sur des surfaces connues (c'est-à-dire les panneaux CSP de l'ICRI) et l'obtention de mesures indirectes à partir d'un moulage en mastic époxy de ces mêmes surfaces connues. Il est donc important que le prescripteur indique quelle méthode doit être employée lorsque des méthodes quantitatives sont exigées dans les documents contractuels (ASTM D8271).
La table de correspondance permet au prescripteur de convertir facilement une méthode qualitative en une plage quantitative de profil de surface sur le béton. Les plages sont indiquées uniquement pour les échantillons CSP 1-7, car seuls ces derniers ont fait l'objet de cette recherche. Les valeurs sont arrondies. En outre, étant donné qu'une mesure directe sur le béton est réalisable, l'utilisation de mastic époxy pour fabriquer des répliques de la surface du béton (et les mesurer ensuite à l'aide d'une jauge) présente peu d'intérêt, à moins de rechercher un enregistrement permanent de la rugosité du béton.
1 Beamish M. & Corbett, W, Correlating Qualitative Surface Profile Assessment Methods to Quantitative Methodology on Prepared Concrete. AMPP Conference 2022, San Antonio, Texas.
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