Qu'est-ce que l'armature revêtue d'époxy ?

Foire aux questions

Qu'est-ce que l'armature revêtue d'époxy et comment fonctionne-t-elle ?

L'armature revêtue d'époxy (ECR) est une barre d'armature en acier revêtue d'une poudre d'époxy thermofusionnée qui forme une barrière protectrice. Le revêtement empêche les ions chlorure, l'humidité et l'oxygène d'atteindre la surface de l'acier, empêchant ainsi la réaction électrochimique de corrosion. Elle est appliquée en usine par pulvérisation électrostatique sur des barres chauffées à environ 232 °C (450 °F), où la poudre fond, s'écoule et durcit en un revêtement continu d'une épaisseur typique de 175 à 300 micromètres (7 à 12 mils).

Quelles sont les normes ASTM pour l'armature revêtue d'époxy ?

Deux normes ASTM principales régissent l'ECR : l'ASTM A775/A775M couvre les barres d'armature en acier revêtues d'époxy thermofusionné en longueurs droites, appliquées avant la fabrication. L'ASTM A934/A934M couvre les barres d'armature préfabriquées revêtues d'époxy qui ont été coupées et pliées avant le revêtement. Les deux spécifient des exigences d'épaisseur de revêtement, de continuité, de flexibilité, d'adhérence et de réparation. Les barres conformes à l'A775 ont généralement la couleur verte familière, tandis que les barres A934 sont souvent produites en violet.

Quelles sont les principales causes des dommages au revêtement époxy ?

Les dommages au revêtement époxy surviennent principalement lors de la manutention, du transport et de la mise en place. Les causes courantes incluent : le traînage des barres sur des surfaces rugueuses, la chute de paquets, les chocs d'outils, l'abrasion du fil de ligature, le cintrage ou la coupe après revêtement, l'exposition aux UV lors d'un stockage prolongé non couvert (plus de 30 jours), et les cycles thermiques en service. L'ASTM D3963 fournit des pratiques standard pour la manutention et le stockage de l'ECR.

Comment répare-t-on un revêtement époxy endommagé ?

Tous les dommages visibles au revêtement doivent être réparés avant la mise en place du béton conformément à l'ASTM D3963. La réparation utilise un composé de réparation époxy liquide bicomposant répondant aux exigences de performance de l'ASTM A775. Les zones endommagées sont nettoyées jusqu'au métal nu, le matériau de réparation est appliqué en plusieurs couches minces pour atteindre l'épaisseur de film sec spécifiée (généralement 175-300 µm), et on le laisse durcir. La couverture des réparations ne peut excéder 2 % de la surface de la barre par pied linéaire, sauf approbation contraire de l'ingénieur.

Comment l'armature revêtue d'époxy se compare-t-elle à l'armature en acier inoxydable ou galvanisée ?

L'armature en acier inoxydable offre la plus haute résistance à la corrosion mais coûte 5 à 10 fois plus cher que l'ECR. L'armature galvanisée (ASTM A767) offre une protection sacrificielle au zinc qui tolère mieux les dommages de manutention mais offre une résistance aux chlorures à long terme moindre. L'ECR offre le meilleur équilibre entre coût et résistance à la corrosion pour la plupart des applications. Les recherches de la FHWA montrent que l'ECR dans les deux nappes (supérieure et inférieure) performe presque aussi bien que l'acier inoxydable, réduisant le courant de macrocellule à moins de 2 % des niveaux de barres noires.

Quand l'armature revêtue d'époxy doit-elle être inspectée ?

L'ECR doit être inspectée à trois étapes critiques : (1) à l'usine de fabrication après l'application du revêtement conformément à l'ASTM A775, (2) à la livraison sur le chantier pour vérifier l'absence de dommages de transport, et (3) immédiatement avant la mise en place du béton pour identifier et réparer tout dommage lié à l'installation. L'inspection avant la mise en place du béton est l'étape d'assurance qualité la plus critique.

L'armature revêtue d'époxy peut-elle être utilisée avec une protection cathodique ?

Oui, mais avec prudence. La protection cathodique (PC) peut être utilisée pour réhabiliter les structures avec ECR lorsque les dommages au revêtement ont entraîné une corrosion. Cependant, les recherches du Virginia Transportation Research Council montrent que la polarisation cathodique des revêtements époxy peut entraîner un décollement (perte d'adhérence) à la périphérie des défauts de revêtement. Les demandes de courant PC peuvent augmenter avec le temps à mesure que le décollement progresse. Des niveaux de PC protecteurs qui minimisent le délaminage du film doivent être utilisés.

Qu'est-ce que le décollement du revêtement dans l'armature revêtue d'époxy ?

Le décollement désigne la perte d'adhérence entre le revêtement époxy et le substrat en acier. Il peut survenir suite à la corrosion aux sites de défauts du revêtement, aux courants de protection cathodique, aux cycles thermiques ou à une exposition prolongée à l'humidité. Les recherches de la FHWA ont montré que la perte d'adhérence n'est pas nécessairement corrélée à la performance face à la corrosion, les barres présentant un décollement important peuvent encore offrir une protection contre la corrosion si le revêtement reste physiquement intact et adhère aux points critiques.

Pourquoi les tabliers avec armatures entièrement époxy devraient-ils mieux performer que les tabliers à armatures mixtes ?

Lorsque seule la nappe supérieure utilise de l'ECR et que la nappe inférieure utilise des barres noires (non revêtues), une cellule de corrosion par macrocellule peut se former. Les chlorures atteignent la nappe supérieure par les fissures, et même si les barres supérieures sont revêtues, des microcellules de corrosion se forment aux sites de défauts du revêtement. La grande nappe inférieure non revêtue sert de cathode efficace, entraînant une corrosion anodique aux sites de défauts de la nappe supérieure. Lorsque les deux nappes sont revêtues d'époxy, les zones anodiques et cathodiques sont limitées, réduisant le courant de macrocellule à moins de 2 % du cas des barres noires.

Existe-t-il des États ou agences qui ont abandonné l'armature revêtue d'époxy ?

Plusieurs agences se sont éloignées de l'ECR dans des applications spécifiques, citant les difficultés à garantir une installation sans défaut. La Province de Québec, le Virginia DOT et le Florida DOT ont été parmi les premiers à restreindre ou abandonner l'utilisation de l'ECR dans certains éléments de substructures marines. New York et le New Jersey spécifient désormais des barres galvanisées dans les projets de ponts. Cependant, pour les tabliers de ponts (par opposition aux substructures marines), l'ECR continue de bien performer et reste la norme pour de nombreux DOT, en particulier lorsqu'elle est utilisée dans les deux nappes (supérieure et inférieure).

Quelle est la protection UV appropriée pour l'armature revêtue d'époxy ?

Conformément à l'ASTM D3963, l'armature revêtue d'époxy stockée à l'extérieur doit être recouverte de bâches opaques (bloquant la lumière) pour protéger le revêtement des rayonnements ultraviolets. L'exposition directe aux UV peut dégrader l'époxy, le faire blanchir et devenir cassant avec le temps. Si le stockage dépasse 30 jours, les barres doivent être surélevées du sol, couvertes et stockées dans des conditions bien ventilées pour minimiser la condensation et l'accumulation d'humidité.

Quelle épaisseur de revêtement est requise pour l'armature revêtue d'époxy ?

Les normes ASTM A775/A775M et ASTM A934/A934M exigent une épaisseur moyenne minimale de revêtement de 175 micromètres (7 mils) pour les barres n°3 à n°6, et de 200 micromètres (8 mils) pour les barres n°7 et plus grandes. L'épaisseur minimale ponctuelle est de 130 micromètres (5 mils). L'épaisseur maximale est généralement de 300 micromètres (12 mils), car les revêtements plus épais peuvent devenir cassants et plus susceptibles aux dommages de manutention.

Le revêtement époxy affecte-t-il la force d'adhérence entre l'armature et le béton ?

Oui. Le revêtement époxy réduit le coefficient de frottement entre la barre et le béton par rapport à l'acier non revêtu. L'ACI 318 exige que les longueurs de développement et de recouvrement des barres revêtues d'époxy soient augmentées d'un facteur de 1,2 à 1,5 selon l'épaisseur du revêtement et l'enrobage. Pour les barres avec un enrobage inférieur à 3 diamètres de barre ou un espacement libre inférieur à 6 diamètres de barre, le facteur est de 1,5. Pour tous les autres cas, le facteur est de 1,2. Il s'agit d'une considération de conception critique lors de la spécification de l'ECR.

Quelle est la surface de réparation maximale autorisée sur l'armature revêtue d'époxy ?

L'ASTM A775 permet la réparation des zones endommagées jusqu'à un total cumulé de 2 % de la surface de la barre par pied linéaire. Si les dommages dépassent ce seuil, la barre doit être rejetée à moins que l'ingénieur n'approuve spécifiquement des réparations supplémentaires. Toutes les réparations doivent utiliser des matériaux de réparation époxy liquides approuvés et être appliquées pour atteindre la même épaisseur nominale de revêtement que l'application d'usine d'origine.

Comment la continuité du revêtement est-elle testée sur l'armature revêtue d'époxy ?

La continuité du revêtement est vérifiée à l'aide d'un détecteur de porosités à basse tension (67,5 volts) à éponge humide conformément à l'ASTM G62. Le test identifie les piqûres, les vides et les zones minces dans le revêtement où le substrat en acier est exposé. Toute porosité détectée doit être marquée et réparée. Le test est effectué sur chaque barre pendant le processus de qualification du revêtement et est également utilisé pour l'inspection sur le terrain des cages fabriquées si spécifié.

Quelle est la différence entre l'armature revêtue d'époxy verte et violette ?

Le revêtement vert (généralement vert ou vert clair) est associé aux barres ASTM A775 revêtues avant fabrication en longueurs droites. La couleur violette (parfois aussi vert foncé) est associée aux barres ASTM A934 revêtues après fabrication (coupées et pliées). La différence de couleur provient de différentes formulations de poudre optimisées pour chaque procédé. La formulation violette (A934) offre une flexibilité supplémentaire pour s'adapter aux pliures préexistantes sans fissuration. Les caractéristiques de performance sont similaires, et les couleurs servent d'identifiant visuel du procédé de fabrication.

Depuis combien de temps l'armature revêtue d'époxy est-elle utilisée ?

L'armature revêtue d'époxy thermofusionné a été utilisée pour la première fois en 1973 sur un projet de tablier de pont en Pennsylvanie. Au cours des décennies suivantes, elle est devenue l'armature standard résistante à la corrosion pour les structures routières à travers les États-Unis. Plus de 30 années de données de performance sur le terrain sont désormais disponibles grâce aux études de la FHWA, aux recherches de MnDOT et aux évaluations d'autres DOT d'État. Bien que la production précoce ait connu des problèmes de contrôle qualité, les installations modernes certifiées CRSI produisent une ECR de haute qualité et constante.