Poches de cisaillement des joints de dilatation

CONTEXTE

Les joints de dilatation sont des séparations au milieu de la structure conçues pour absorber les mouvements des composants du bâtiment causés principalement par la dilatation et la contraction thermiques. D'autres mouvements structurels peuvent être induits par le balancement du vent, les charges dynamiques et statiques et les événements sismiques.

Étant donné que les ouvertures des joints de dilatation structurels constituent un véritable espace vide à travers toute la structure, elles doivent être comblées et scellées de manière à restaurer la fonctionnalité des éléments de construction adjacents. Par exemple, un mur conçu pour empêcher l'eau de pénétrer et isoler le bâtiment et à travers lequel un joint de dilatation structurel est placé, nécessite un enduit de joint de dilatation mural qui sera étanche à l'eau et isoler, et éventuellement être résistant au feu, tout en gérant les mouvements prévus au niveau du joint par les concepteurs.

Dans une dalle, par exemple dans un parking à étages, le joint de dilatation du parking à étages doit être étanche, supporter le trafic des véhicules et des piétons tout en supportant les mouvements attendus.

En règle générale, les joints de dilatation sont placés sur la structure de telle sorte que les mouvements qui se produisent au niveau de l'ouverture soient perpendiculaires à la trajectoire du joint.

De même, les joints de dilatation en caoutchouc extrudé adaptés à l'étanchéité des joints de pont dans des structures telles que les parkings et les places de stationnement, sont principalement capables de gérer les mouvements en compression et en extension, c'est-à-dire perpendiculairement à leur extrusion dans le sens de la longueur.

MOUVEMENT DE CISAILLEMENT

Parfois, en raison de décisions de conception et parfois d'oublis de conception ou de construction, le tracé des joints de dilatation tourne ou contourne d'autres éléments du bâtiment. Par exemple, un concepteur, à la demande du propriétaire ou dans le but d'économiser, peut choisir d'utiliser une conception à colonne unique et à appui coulissant pour soutenir deux dalles adjacentes à une seule colonne plutôt que d'utiliser une conception à double colonne divisée. En conséquence, l'ouverture du joint de dilatation structurel entre les dalles contournera les chapeaux de colonne sur le toit et les bases de colonne à tous les autres niveaux.

Le béton définissant le « trou » du joint dans l’option à colonne unique est libre de bouger si nous ignorons la nécessité de le sceller.

Cependant, lorsqu'il s'agit d'installer un joint de dilatation, le système de joint doit désormais être capable de gérer les mouvements de cisaillement prévus à chaque mouvement du joint.

En revanche, même si la conception à double colonne coûterait plus cher, elle assurerait un support complet pour chaque dalle adjacente tout en permettant à l'ouverture du joint de dilatation entre les dalles de s'étendre de bout en bout, sans changer de direction.

Des à-coups dans les joints peuvent également survenir à la suite d'erreurs de construction ou de choix délibérés visant à placer d'autres éléments de construction sur le chemin d'une ouverture de joint de dilatation.

Que ce soit par conception, par erreur ou par oubli, lorsqu'une ouverture de joint se déplace perpendiculairement à la course principale du joint, des mouvements de cisaillement en résultent.

Ce mouvement se produit dans la direction opposée aux capacités normales de pliage et de dépliage des joints de dilatation installés pour sceller et combler ces joints.

Au contraire, le élasticité du caoutchouc utilisé dans l'extrusion, combiné avec le force des articulations nécessaire pour effectuer les changements de direction, il faut pouvoir compter sur lui pour gérer les contraintes subies pendant le mouvement de cisaillement.

COLLAGE vs. SOUDAGE

Avant l’avènement du caoutchouc thermoplastique, les systèmes de joints de dilatation en caoutchouc extrudé utilisaient du caoutchouc « thermodurci », la marque la plus connue étant « Néoprène ».

Les systèmes d'expansion thermodurcissables n'ont pas toujours été efficaces pour gérer les changements de direction soumis à des mouvements de cisaillement. En effet, le caoutchouc thermodurcissable ne peut être assemblé que par collage. Les colles qui adhèrent bien au caoutchouc thermodurcissable ont tendance à être cassantes et le deviennent de plus en plus avec le temps. Sous la contrainte du mouvement de cisaillement, ces assemblages collés échouent généralement.

Avec l'introduction du caoutchouc thermoplastique Santoprene dans les années 1980, la possibilité de souder des joints dans des extrusions a été introduite.

Emseal, n'étant pas spécialisé dans le néoprène, a été l'un des premiers à adopter la technologie du caoutchouc thermoplastique pour les joints de dilatation. Continuité du joint, a toujours été un principe déterminant d'Emseal. Le caoutchouc thermoplastique Santoprene a permis d'assurer la continuité de l'étanchéité dans les systèmes de joints en caoutchouc extrudé.

En général, une soudure en Santoprene peut être réalisée pour atteindre plus de 80 % de la résistance de l'extrusion si elle est correctement exécutée.

Lorsqu'il est renforcé par l'ajout de bandes de renfort soudées localement en feuille de Santoprene, il est possible d'obtenir plus de 100 % de la résistance à l'extrusion. Ce processus de renforcement des soudures est un différenciateur clé et une pratique standard d'Emseal lors de la fabrication en usine transitions dans le plan et la direction.

En conséquence, Emseal a prouvé, dans des milliers de projets comprenant plus d'un million de pieds de produit en caoutchouc extrudé, sa capacité à gérer la plupart des mouvements de cisaillement en utilisant des transitions standard soudées en usine et en s'appuyant sur la résistance de ces soudures et l'élasticité du caoutchouc thermoplastique Santoprene pour rester étanche.

POCHES DE CISAILLEMENT

Il arrive cependant qu'un concepteur présente à Emseal une situation dans laquelle il estime que des mouvements de cisaillement extrêmes se produiront et/ou pour laquelle il souhaite une assurance supplémentaire. Dans ces conditions, le concepteur exprime son souhait et est prêt à justifier la dépense supplémentaire auprès du propriétaire, pour un système qui repose moins sur l'élasticité du composé d'extrusion et davantage sur un moyen mécanique de gestion des mouvements de cisaillement.

Comme pour tous les calculs de mouvement et les conditions de terrain, Emseal s'appuie sur le concepteur et l'ingénieur de référence, en tant que parties les plus familiarisées avec le comportement attendu des structures qu'ils conçoivent, pour définir les attentes en matière de mouvement et déterminer la méthode d'étanchéité.

Dans ces cas, le concepteur peut envisager de spécifier une « poche de cisaillement ». La poche de cisaillement est une boucle de Santoprene ajoutée.

Lorsque le joint se déplace en cisaillement, les côtés de la poche de cisaillement glissent l'un par rapport à l'autre. Pendant ce temps, le fond flexible de la « poche » se tord ou se déforme relativement sans contrainte par rapport à l'allongement d'une soudure de poche sans cisaillement standard.

L'utilisation de poches de cisaillement est limitée à environ 3 % des changements de direction soudés en usine fournis par Emseal. Elles sont généralement spécifiées à la demande du concepteur pour des conditions dans lesquelles des mouvements excessifs clairement définis sont attendus ou constituent une préoccupation.

FABRICATION SUR LE TERRAIN

Il n’est ni pratique ni faisable de fabriquer sur le terrain des changements de direction de poches de cisaillement.

En outre, bien qu'Emseal fournisse des formations et du matériel de soudage prêté aux fins d'exécution sur le terrain soudures bout à bout Emseal ne cautionne pas les changements de direction fabriqués sur le terrain ou les modifications sur le terrain des transitions fabriquées en usine, même sans poches de cisaillement, dans les longueurs droites de ses joints en caoutchouc extrudé. La complexité de la coupe d'angles droits et nets, du soudage correct sur la face en onglet d'un joint, du lissage des surcharges de soudage et du renforcement sur le terrain des soudures en onglet avec des feuilles Santoprene est aggravée par les conditions de terrain, notamment les contraintes d'espace des colonnes, des murs et d'autres éléments de construction.

EN RÉSUMÉ

Les poches de cisaillement constituent une méthode unique d'amélioration de la capacité de mouvement de cisaillement dans les composants de joints de dilatation extrudés en caoutchouc thermoplastique grâce à l'ajout d'une boucle soudée de matériau en feuille flexible pour remplacer l'élément de jonction central ou les cellules d'une extrusion particulière. En conséquence, la facilité d'entretien des joints extrudés peut être améliorée, au-delà de l'élasticité et de la géométrie inhérentes à la pièce en caoutchouc elle-même, pour gérer des conditions de cisaillement extraordinaires créées par conception ou involontairement.

La décision d'utiliser des poches de cisaillement est prise par le concepteur après examen des conditions de terrain ainsi que des calculs basés sur sa connaissance du comportement probable de la structure en question. La capacité à concevoir et à fabriquer des systèmes capables de gérer ces conditions dépend des informations fournies par le concepteur et l'installateur, ainsi que de la communication précise des mesures et des conditions de terrain à Emseal.

Pour en savoir plus sur les poches de cisaillement et leur adéquation à une condition spécifique, Contactez Emseal.