Critères d’injectabilité de coulis de ciments ultrafins

Résumé

L’étude concerne l’injection spécifique de massifs rocheux microfissurés (fissures d’ouverture inférieure à 100 μm). Une double condition doit être satisfaite:

• injecter sans provoquer l’ouverture des fissures par l’utilisation d’une pression peu élevée (<0,1 MPa); la contrainte dimensionnelle entre taille des éléments solides des coulis d’injection et dimension des fissures s’en trouve augmentée;

• réaliser un étanchement pérenne sur le long terme; le coulis durci doit être stable dans un environnement potentiellement agressif.

Une solution est l’injection de coulis de ciments ultrafins appropriés à l’environnement du site.

L’objet de la présente publication est de proposer des critères susceptibles de caractériser la pénétrabilité de tels coulis dans un milieu peu perméable. L’expérimentation a été conduite à travers l’essai normalisé à la colonne de sable.

La meilleure fluidification des coulis a été recherchée (treize superplastifiants ont été testés et leur dosage optimal déterminé).

L’étude montre que le seul critère de fluidité ne suffit pas à caractériser la pénétrabilité des coulis. L’évaluation de leur stabilité, notamment à travers un essai de filtration au filtre presse basse pression, fournit un élément complémentaire de caractérisation de leur pénétrabilité. L’effet néfaste de l’entraînement d’air sur cette dernière a également été observé.

Deux superplastifiants, l’un de la famille des polycondensés de formaldéhyde et de naphtalène sulfonate, l’autre de la famille des polycondensés de formaldéhyde et de mélamine sulfonate, ont été les plus performants.

Abstract

This study deals with the specific injection of grouts into granite blocks which present cracks having an opening of less than 100 μm. Two conditions must be met:

• injection must not cause the cracks to open due to the use of low pressure (<0.1 MPa), in which case the dimensional stress between the size of the solid elements of the grout and the size of the cracks is increased;

• long-lasting impermeability must be attained; the hardened grout must be stable in a potentially aggressive environment.

A possible solution would be to inject grouts of very fine cement appropriate to the setting.

The purpose of this paper is to present some criteria to characterise the penetrability of such grouts in a fairly impermeable milieu. The standardised “sand column” test was used for the experiments.

The optimal grout fluidity was sought (thirteen super-plastifiers were tested and their optimal dosage determined).

The study shows that the criterium of fluidity alone is not sufficient to characterise the penetrability of grouts. The evaluation of their stability, particularly by a filtration test with a low pressure filter press, provides complementary data for the characterisation of their penetrability. The negative effect of the entrained air on penetrability was also noted.

Two superplasticisers, one from the condensed sulfonated naphthalene formaldehyde group and the other from the condensed sulfonated melamine formaldehyde group, proved to be the most effective.