Sikacrete Mortier de protection contre le feu pour la construction de tunnels

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1 Sikacrete Mortier de protection contre le feu pour la construction de tunnels

2 Derrière le transport des nombreuses marchandises qui sont acheminées par le rail ou par la route et qui empruntent les infrastructures routières et ferroviaires se cachent de nombreux risques. Un des plus grands dangers est un incendie qui se déclare dans un tunnel. Ce danger est d autant plus élevé que le flux du trafic routier et ferroviaire est en constante augmentation. Un incendie qui éclate dans un tunnel dégage une situation d urgence pour les automobilistes, les équipes de sauveteurs, la structure du tunnel et le matériel roulant. Dans un tunnel, les températures augmentent très fortement et très rapidement car la chaleur ne peut que difficilement s échapper des galeries. Le feu se répand immédiatement aux alentours et embrase les véhicules. Suivant les véhicules en flammes et leur chargement, la température dans le tunnel s élève à plus de 1000 C et peut perdurer plusieurs heures. Le développement extrême de la chaleur et de la fumée emprisonne les personnes et empêche les pompiers de parvenir jusqu au lieu de l incendie. Une construction en béton ou en béton armé non protégée d une galerie de tunnel exposée à des températures supérieures à 400 C durant un certain laps de temps sera complètement détruite. Ceci peut conduire à l écroulement de la voûte du tunnel ou même à l affaissement total de la galerie si le terrain est instable. Des dégâts importants peuvent fortement entraver le flux du trafic car les travaux d assainissement prendront plusieurs mois. Le feu et ses conséquences Le béton Sa destruction sous l effet de températures très élevées L acier Perte de stabilité des constructions en béton armé sous l effet de la chaleur > 250 C < 250 C L eau capillaire (nappe libre) et l eau physiquement liée (eau gélifiée et interstitielle) se transforment en vapeur à partir de 100 C. Ainsi, parallèlement à l augmentation de la température, la pression de la vapeur augmente également dans le béton. Au début, la vapeur peut s échapper de tous les côtés à travers les fissures et les pores capillaires. La vapeur s échappe librement sur le côté en feu. Les espaces d expansion à l intérieur du béton sont rapidement saturés. Il se forme alors une zone de saturation dans laquelle la vapeur ne peut plus pénétrer. Avec l augmentation de la température, la pression de la vapeur dans la zone de saturation est de plus en plus grande. Dès que la pression de la vapeur d eau est plus grande que la résistance interne du béton, il y a éclatement du béton. Derrière le béton qui vient de s écailler, une nouvelle zone de saturation se forme. Durant un incendie, le béton qui se trouve ainsi sans cesse solicité sera complètement détruit. En ajoutant des fibres de polypropylène, le nouveau béton est protégé contre les conséquences d un incendie. Malgré tout, durant un incendie, l acier est exposé à la transmission de chaleur élevée du béton et perd son effet statique face à une température trop élevée. Les fers d armature dans un béton résistant au feu ne doivent jamais être exposés à des températures supérieures à 250 C car ils ne présentent plus alors qu environ 80 % de leur résistance. 2 3

3 Un incendie qui se déclare dans une construction en béton p.ex. un tunnel ou un garage souterrain peut générer des températures de 1000 C après 5 minutes déjà. C est pourquoi les systèmes de protection sont soumis à des conditions extrêmes afin de tester leur action. Ces exigences sont testées par des laboratoires internationaux accrédités. Les sollicitations auxquelles sont soumis les systèmes de protection ignifuges dépendent en grande partie du genre de trafic (part en trafic lourd). Sikacrete -213F protège le béton et l acier également en cas d exposition à des températures extrêmes. Les constructions à protéger ne nécessitent qu un recouvrement minimal avec Sikacrete -213F pour résister sans dommage à des incendies d une grande violence. Sikacrete -213F est un système hydraulique lié, chargé de vermiculite expansée. La vermiculite est un minerai de la famille des micas qui s exfolie par hautes températures. Exposées à des températures de 700 C à 1000 C, les petites plaquettes minces de vermiculite brute ont une capacité d expansion allant jusqu à 20 fois leur volume lorsque l eau qu elle contient naturellement s évapore. Ce matériau possède des propriétés d isolation thermique exceptionnelles. Tests de protection incendie Exigences Les systèmes de protection incendie passifs doivent remplir les exigences suivantes: Températures du béton durant l incendie < 380 C Températures des fers d armature durant la sollicitation aux températures élevées < 250 C Pas d éclatements durant l incendie Pas de décollement de la couche ignifuge après la sollicitation au feu Courbes des mesures Dans l espace européen, on utilise principalement les 4 courbes de mesures mentionnées ci-après: ISO 834 Courbe de mesures des Pays-Bas RWS (Rijkswaterstaat) Courbe des hydrocarbures modifiés HC inc Prescriptions allemandes Tunnel ZTV Sikacrete -213F est un mortier de protection incendie présentant d excellentes propriétés, attesté par des d essais de protection incendie nationaux et internationaux. Des épaisseurs de couche très minces de Sikacrete -213F protègent déjà efficacement le béton et l acier contre l effet de la chaleur sous des sollicitations extrêmes: Pas d éclatement ou de décollements durant et après les essais Le béton et l acier n ont à aucun moment été exposés à des températures dommageables Abb.1 Courbes de mesures Limites: Abb.2 Limites Résultats: < 250 C < 250 C < 380 C Température (ºC) 111 C < 380 C 162 C 1350 C Temps (Min.) Epaisseur de couche = 35 mm Ces courbes de mesures simulent le déroulement des températures lors d un incendie dans un tunnel. L exemple de la courbe RWS montre les sollicitations auxquelles il faut s attendre dans le pire des cas: l incendie d un camion-citerne remplit d hydrocarbures (essence) à 90 % ayant une capacité de chargement de 50 m 3. La comparaison avec les normes internationales le prouve: Sikacrete -213F possède un excellent comportement de protection incendie. RWS: Test de 2 heures (Fig. 1) ISO 834: Test de 4 heures (Fig. 2) 4 5

4 Sikacrete -213F Le mortier haute performance Eigenschaften und Vorteile Très bonne isolation thermique revêtement de protection mince charge supplémentaire minimale Système de couche varié et multiple selon les exigences de l ouvrage Mise en œuvre très simple (projection par voie humide) Système monocomposant: Sikacrete -213F + eau un accélérateur n est pas nécessaire Système de protection sans join Solutions simples Peut être combiné avec l armature existante ou supplémentaire Peut être revêtu d un revêtement de protection supplémentaire (p.ex. Sikagard ) Protège le béton et l acier d une façon sûre et éprouvée contre les incendies violents Pas de décollements, même des jours après l incendie (pas de gêne lors des travaux de nettoyage et de réparation) Assainissement rapide et simple après un incendie Sikacrete peut être appliqué au moyen des installations de projection de béton et mortier courantes. La granulométrie spéciale et les additifs utilisés permettent une application sans problème par voie humide avec: des systèmes de pompes à vis avec pulvérisation à l air comprimé des systèmes à rotor pour la projection par voie humide des systèmes de pompes à double piston avec pulvérisation à l air comprimé Consommation de matière Machines d application Grâce à la vermiculite et au procédé d application par voie humide, le besoin en matériau de Sikacrete -213F se situe bien en dessous de la consommation de mortiers de protection incendie projetés par voie sèche. La quantité d application moyenne se situe vers 6 kg/m 2 par épaisseur de couche de 10 mm. Machines pour mortier (pompes à vis) pour les travaux de petites envergures où la surface fraîchement appliquée sera encore travaillée (p.ex. lissée) Aliva -263, Machine de projection de béton à rotor ayant un volume de 10 litres pour les travaux de projection de petites à moyennes grandeurs Sika -PM500, Système de projection de béton avec pompe à double piston pour l application sur de grandes surfaces 6 7

5 Des solutions ciblées selon les domaines d application et les sollicitations de résistance au feu requis. Grâce aux multiples possibilités de combinaison avec l armature et la protection de surface, Sikacrete peut être adapté exactement à chaque situation locale. Structures de surface possibles Brut Lissée Lissé et protégé avec Sikagard -Wallcoat T Sikagard -Wallcoat T est appliqué comme couche de protection sur Sikacrete. Le mortier de protection contre le feu est ainsi protégé des diverses influences dommageables. En appliquant un revêtement sur le Sikacrete avec Sikagard - Wallcoat T, on obtient les effets suivants: Résistance aux sels de déverglaçage La surface peut être nettoyée à la machine avec des agents chimiques En plus de la fonction de protection, le Sikagard -Wallcoat T permet de réaliser des amènagements décoratifs à l intérieur des tunnels. Application à l aide d une installation de pulvérisation Solutions par systèmes spécifiques à un projet Revêtement de protection Différentes utilisations Sikagard -Wallcoat T augmente la résistance du système de protection incendie. Sikagard -Wallcoat T offre la protection idéale pour Sikacrete. Utilisation 1 (cas normal) Si aucune sollicitation supplémentaire n est attendue, un revêtement unique de Sikacrete sans armature additionelle et sans revêtement de surface suffit en général. Poids du système par m 2 : env. 18 kg/m 2 par épaisseur de couche de 30 mm Utilisation 2 Au cas où une voûte doit être protégée, une armature en treillis est recommandée. Poids du système par m 2 : env. 19 kg/m 2 par épaisseur de couche de 30 mm Utilisation 3 En cas de sollicitations supplémentaires telles que: vibrations (p.ex. trafic routier) effets de pression/aspiration (p.ex. tunnel ferroviaire) gel et/ou sels de déverglaçage il peut être nécessaire d utiliser une armature en treillis et une protection de surface Sikagard -Wallcoat T est un revêtement bicomposant à base d une dispersion de résine époxy, coloré, exempt de solvants, possédant d excellentes propriétés: Mise en œuvre simple (applicable au pistolet) Résistance mécanique et chimique élevée Bonne adhérence Bon pouvoir couvrant Perméable à la vapeur d eau Résistance élevée à la carbonatation Nettoyage simple Après l application Sikagard - Wallcoat T est perméable à la vapeur d eau ce qui permet à la vapeur d eau encore présente à l intérieur du mortier de protection incendie de pouvoir s échapper librement (résistance à la diffusion de la vapeur d eau < 4 m) La température de transition vitreuse de Sikagard -Wallcoat T se situe à env. 50 C. Ce qui signifie qu au-dessus de cette température, le matériau deviendra encore plus mou et plus perméable à la vapeur d eau. Ainsi l action de Sikacrete ne sera pas entravée. Etat de la surface après un incendie Le revêtement de Sikagard -Wallcoat T a été détruit et la vapeur d eau a pu s échapper sans pression et sans provoquer des dégâts au système de protection incendie. 8 9

6 Projet La gare centrale de Vienne est un des nœuds de communication les plus fréquentés par les transports publics à Vienne. Dans cette gare se croisent les lignes de métro U3 et U4 ainsi que les trains et les bus régionaux. La gare en elle-même n est pas une belle construction. Pour augmenter son attractivité et assurer la qualité des transports publics, la gare sera transformée et agrandie. Ces travaux vont faire naître un nouveau bâtiment qui présentera une superficie brute de m². Le réseau ferroviaire situé au-dessous de l ancienne et de la nouvelle construction demeure. L ancien bâtiment a été presque entièrement protégé contre le feu avec de l amiante. Exigences du projet L ancienne protection incendie en amiante doit être enlevée sans présenter de danger et le nouveau revêtement de protection incendie doit protéger le béton contre les dégâts qui pourraient survenir en cas d incendie. D autre part, une protection anticorrosion doit être appliquée afin de stopper la corrosion des armatures. Les travaux d assainissement ne doivent pas entraver le bon fonctionnement et la circulation des lignes de métro et des trains régionaux. Solution du projet La mise en service a pu être maintenue grâce à des plateformes de travail et des cloisonnements dépressurisés. La zone de dépressurisation a été séparée à l aide d écluse ce qui a permis d effectuer en même temps, la démolition, la protection anticorrosion et la protection ignifuge. Après l enlèvement de la protection incendie en amiante, la surface en béton a été décapée par projection d abrasifs, les armatures présentant des dégâts ont été protégées avec Sika MonoTop -610 et la surface en béton a ensuite été reprofilée avec SikaTop m 2 ont put être protégés contre le feu avec Sikacrete -213F. L épaisseur de couche a été fixée à 25 mm. Ce revêtement mince suffit pour satisfaire aux exigences, ce qui a été prouvé lors d un essai d incendie. L équipe d application se composait de 3 à 5 travailleurs plus un homme à la pompe de refoulement. La surface de giclage a été laissée brute soit égalisation à la règle à 23 mm puis projection sur toute la surface en épaisseur de 2 mm

7 Sika le partenaire fiable La valeur ajoutée: des fondations jusqu au toit Solutions de systèmes pour la construction de tunnels Technologie du béton Étanchéités Revêtements de sols industriels et décoratifs Matériaux de poseurs de carrelages Technologie de colles pour parquets Collage et étanchement de l enveloppe du bâtiment Protection contre le feu du béton et de l acier Protection anticorrosion de l acier Réfection et protection d ouvrages, renforcement de structures Renforcement de structures porteuses Etanchéité des toits plats Sika Schweiz AG Tüffenwies 16 CH-8048 Zurich Tél Fax Avant toute utilisation et mise en œuvre, veuillez toujours consulter la fiche de données techniques actuelles des produits utilisés. Nos conditions générales de vente actuelles sont applicables. BRO044f0808 Sika Schweiz AG