Scellements de béton : une série en 9 parties

Partie 1 : Les différents choix

Les scellants, et les problèmes qui leur sont associés, continuent d’être la plus grande source de frustration pour les applicateurs de béton décoratif du pays. Il est facile de comprendre pourquoi : Il existe un grand nombre de produits de scellement sur le marché du béton décoratif, mais de nombreux entrepreneurs n’ont pas une compréhension de base de la façon de choisir et d’appliquer correctement les produits. Cette série d’articles de blogue traitera des problèmes de scellant les plus courants rencontrés sur le terrain, des raisons pour lesquelles ils se produisent et de la façon de les éviter et de les réparer.

Avant de commencer à traiter les problèmes, il est nécessaire de vous donner quelques informations sur les produits utilisés. Je suis continuellement étonné par le nombre d’applicateurs avec lesquels je parle et qui connaissent très peu le produit qu’ils utilisent depuis des années (à part la couleur de la boîte). Bien que la plupart des scellants directement sortis du contenant aient un aspect, une odeur et un écoulement similaires, il existe des différences majeures. Voici un bref aperçu des quatre types de produits de scellement utilisés pour le béton décoratif. Tous ont une fonction, un objectif et une méthode d’application recommandée différents.

Les produits de cure sont conçus pour ralentir l’hydratation initiale du béton afin de créer un produit plus résistant et de minimiser les fissures de retrait. Toutefois, elles ne sont pas destinées à assurer une durabilité et une protection à long terme. Ils sont appliqués dès que l’on peut marcher sur le béton fraîchement posé et ils peuvent être teintés pour s’harmoniser avec le béton coloré.

Les scellants offrent une protection à long terme et rehaussent la couleur. Mais ils ne doivent pas être appliqués avant que le béton n’ait durci. Le temps de séchage minimum recommandé est de 28 jours, mais la plupart des entrepreneurs n’attendent généralement que 7 à 14 jours. Consultez ce tableau comparatif des scellants pour béton.

Les produits de cure et de scellement, comme vous pouvez vous y attendre, combinent certains des avantages des produits de cure et de scellement. Comme les produits de cure, ils ralentissent l’hydratation initiale du béton pour créer un produit plus résistant et minimiser les fissures de retrait. Ils offrent également une protection à moyen terme de 6 à 12 mois. Ces produits sont appliqués dès que l’on peut marcher sur le béton.

Les revêtements offrent une protection à long terme, la meilleure résistance chimique et un rehaussement de la couleur. Comme les scellants, ils doivent être appliqués après le durcissement complet du béton (28 jours). Ils peuvent également nécessiter une préparation spéciale de la surface pour une bonne adhérence.

Notez que les produits de cure, les produits de cure et de scellement et les scellants purs ont tous une épaisseur de film sec d’environ 1 mil et sont perméables à l’air. Les revêtements sont plus épais (2 à 3 mils) et généralement non respirants. Même avec autant d’options et de produits chimiques, les problèmes que je vois avec ces produits, comme l’impact environnemental et les problèmes d’application, sont similaires quel que soit le produit utilisé.

Les COV comprennent une variété de produits chimiques, dont certains peuvent avoir des effets néfastes sur la santé à court et à long terme.

Les réglementations concernant la fabrication et l’utilisation des produits d’étanchéité et des revêtements pour béton ont été la source de nombreuses discussions et de confusion. Afin d’essayer de simplifier la question, voici un bref résumé de l’impact de la règle de 1999 de l’Agence américaine de protection de l’environnement sur les composés organiques volatils des revêtements architecturaux sur la fabrication et l’utilisation des scellants et des revêtements dans l’industrie du béton en 2014.

L’Agence de protection de l’environnement a publié la règle sur les revêtements architecturaux le 11 septembre 1998 (63 FR 48848) en vertu de la section 183(e) de la loi sur la qualité de l’air. Cette règle est entrée en vigueur en 1999 et limite la quantité de composés organiques volatils (COV) que les fabricants et importateurs de revêtements architecturaux peuvent introduire dans leurs produits. Les COV sont des composés à base de carbone libérés par certains solvants, plastiques ou caoutchoucs qui se combinent avec d’autres gaz dans l’atmosphère pour former de l’ozone qui peut avoir un impact négatif sur l’environnement et l’atmosphère. La règle prévoit également des exigences en matière d’étiquetage des conteneurs pour les revêtements architecturaux. Il existe différentes options pour se conformer aux limites de COV, y compris des exemptions pour les produits difficiles à reformuler ou pour la fabrication et le conditionnement de petites quantités, mais l’essentiel est que la plupart des scellants, des revêtements, des durcisseurs, des imperméabilisants et des durcisseurs et des scellants pour béton relèvent de ces directives. La question reste donc de savoir quelle directive et quelles sont les limites pour le produit que j’utilise ?

Pour répondre à cette question, vous devez savoir de quelle catégorie relève le produit que vous fabriquez ou utilisez et quelles sont les limites de COV pour ce produit particulier dans la zone où vous travaillez. En tant qu’installateur, la majeure partie de ce travail est prise en charge par le fabricant ou le distributeur, mais il vous incombe néanmoins de comprendre les directives et de les respecter.

En ce qui concerne les produits d’étanchéité et les revêtements pour béton, il existe des normes fédérales, des réglementations des États et des groupes d’États, et dans certains cas, des comtés ou des districts de gestion de la qualité de l’air qui ont établi leurs propres réglementations. Pour compliquer encore les choses, il existe quelque 61 sous-catégories de produits d’étanchéité et de revêtements, chacune ayant sa propre limite de COV qui peut varier considérablement selon l’État ou le comté dans lequel vous fabriquez ou utilisez le produit. Cette série de réglementations différentes peut compliquer les choses lorsqu’il s’agit de déterminer si un scellant ou un revêtement pour béton répond aux réglementations sur les COV pour cette région. . Quelle réglementation devez-vous donc suivre ? Les réglementations des États l’emportent sur les réglementations fédérales, et les réglementations des districts l’emportent sur les réglementations des États et fédérales. Le tableau ci-dessous clarifie les limites de COV pour les principales catégories de revêtements pour béton par zone en 2014.

Il est important de noter que les réglementations sur les COV ne sont pas statiques et que des changements sont toujours proposés et mis en œuvre. Juillet de 2014, plusieurs États du Nord-Est dans la Commission de transport de l’ozone (OTC) et les districts de l’air locaux de Californie ont récemment proposé des modifications. Notamment la phase II de l’OTC a été approuvée en 2014, et a été adoptée par le Maryland, prenant effet le 1er janvier 2107. Sept comtés de l’Utah ont également adopté les directives d’OTC Phase II le 1er janvier 2015. 

Vous pouvez connaître la teneur en COV et la catégorie du scellant ou du revêtement que vous utilisez en consultant la fiche signalétique ou la fiche de spécifications de ce produit. Pour plus d’informations sur les solvants, les réglementations sur les COV et la règle sur les revêtements architecturaux pour les composés organiques volatils (63 FR 48848).

Partie 3 : Prévenir les problèmes d’humidité

L’humidité est une des principales causes de problèmes avec les scellants pour béton décoratif. Dans certaines conditions, l’humidité peut être piégée dans ou sous le scellant, ce qui entraîne un blanchiment ou un trouble de la membrane de scellement. Mais pourquoi cela se produit-il, comment l’éviter et comment le réparer ?

Il y a deux facteurs clés qui contribuent aux problèmes d’humidité. 

• Le premier est le contact du scellant avec l’humidité du béton pendant l’application. Les produits de cure, les produits de cure et d’étanchéité et les produits d’étanchéité pour béton décoratif (voir la partie 1 pour les différences entre ces catégories de produits) sont tous conçus pour gérer différents niveaux de contact avec l’humidité. Les produits de cure et les produits de cure et d’étanchéité peuvent supporter des niveaux plus élevés de contact avec l’humidité, ce qui leur permet d’être appliqués sur du béton vert (à forte teneur en humidité) sans devenir blancs ou se troubler. Les scellants pour béton décoratif, par contre, ne supportent pas un grand contact avec l’humidité. C’est pourquoi ils doivent être appliqués après que le béton a durci pendant 28 jours. Si un scellant décoratif est appliqué sur un béton vert, ou humide, vous pouvez pratiquement garantir le développement d’une vilaine brume blanche. Cela est dû au type de résine (ou de plastique) dont est fait le revêtement et à la façon dont cette résine réagit au contact de l’humidité.
• Le deuxième facteur clé contribuant aux problèmes d’humidité est la perméabilité de l’enduit, c’est-à-dire la facilité avec laquelle l’eau peut traverser la membrane d’étanchéité. La perméabilité est directement liée au type et à la teneur en solides et à l’épaisseur du scellant. Tous les produits de cure, de cure et de scellement et les scellants acryliques extérieurs sont conçus pour permettre un certain niveau de perméabilité lorsqu’ils sont appliqués à raison de 300 à 500 pieds carrés par gallon. Plus la teneur en solides est faible et/ou plus l’épaisseur de la membrane est mince, plus l’humidité peut passer à travers le scellant sans être emprisonnée et devenir blanche. C’est pourquoi il est si important d’appliquer le scellant à la bonne épaisseur, surtout lorsqu’il s’agit de produits à haute teneur en solides (plus de 25 %). Plus la teneur en solides est élevée, plus la marge d’erreur est faible. La plupart des problèmes liés à l’humidité que je vois sur le terrain sont causés par une application excessive de produits de cure et de scellement à haute teneur en solides ou de scellants.

Pour éviter les problèmes liés à l’humidité, c’est vraiment très simple. Utilisez un scellant dont la teneur en solides est inférieure à 25 % et appliquez-le en couche mince par pulvérisation. Si des problèmes surviennent, l’application de solvants sur la surface, tels que l’acétone, le xylène ou le MEK (méthyléthylcétone), suivie d’un roulement à l’envers, étalera le film de scellant et éliminera l’excès de matériau. Après l’évaporation des solvants, le scellant durcira à nouveau. Dans le pire des cas, il peut être nécessaire de décaper le scellant, puis de nettoyer la surface et de réappliquer le scellant.

Partie 4 : Les effets des sels de décapage sur la performance des scellants 

Tout d’abord, la bonne nouvelle : Les sels de déglaçage n’ont aucun effet direct sur les scellants. En fait, il a été prouvé que les scellants pour béton de tout type augmentent de trois à cinq fois la durée de vie du béton traité au sel ! Maintenant, la réalité : Les scellants pour béton décoratif échouent souvent dans les zones où des sels de déglaçage sont appliqués ou qui reçoivent des gouttes de voitures garées. Ce n’est pas le sel, cependant, mais plutôt ce que le sel fait qui cause la défaillance du scellant.

Le sel réduit chimiquement la température à laquelle l’eau gèle. Lorsque le sel est appliqué sur une surface de béton décoratif scellée et recouverte de neige et de glace, il provoque une fonte et transforme l’eau gelée en un liquide qui peut maintenant migrer dans le béton. Cette eau riche en sel (saumure) subit de nombreux cycles de gel et de dégel au fur et à mesure que les conditions environnementales changent (c’est-à-dire qu’il tombe plus de neige, que le soleil apparaît, que l’on applique plus de sel, que la température change, etc.) Ainsi, au lieu d’un cycle de gel-dégel par jour (ou par saison, plus vous vivez au nord), il est possible d’en avoir des centaines par jour lorsqu’on utilise du sel. Au cours de chaque cycle, l’eau se dilate lorsqu’elle gèle et dégèle lorsqu’elle se contracte. Le problème est que si les produits d’étanchéité aident à retarder le mouvement de l’humidité, ils ne l’arrêtent pas complètement. Ainsi, à mesure que l’eau salée passe à travers, sous et autour de l’enduit, l’eau se dilate et se contracte, et l’enduit finit par céder.

Pensez à ce qui se passe lorsque vous pliez un fil d’acier. La première fois, pas grand-chose. Mais si vous le pliez 50 fois, il risque de se rompre. Un produit d’étanchéité ne peut supporter qu’une certaine pression due à l’expansion et à la contraction de l’eau avant de se briser et de se détacher de la surface. C’est le même processus qui provoque le décollement de la couche supérieure du béton (communément appelé écaillage ou délamination de la surface) dans les zones à forte utilisation de sel.

La meilleure attaque contre la défaillance du scellant due à l’utilisation de sels de déglaçage est une bonne défense. Dans les régions où les hivers sont rigoureux, certains entrepreneurs utilisent une combinaison de scellants pour combattre les effets des sels de déglaçage. Ils commencent par un scellant pénétrant (silane, siloxane ou silicone) qui remplit les pores du béton de bas en haut. Ils appliquent ensuite un scellant acrylique pour béton décoratif qui crée une membrane du haut vers le bas.

Cette approche systémique coûte un peu plus cher, mais lorsqu’il s’agit de décaper et de refaire l’étanchéité, le jeu en vaut la chandelle.

Partie 5 : Les effets de la température sur la réactivité des scellants 

La deuxième cause de problèmes lors de l’application de scellants sur du béton décoratif (après l’humidité) est la température. La température de l’air et de la surface jouent toutes deux un rôle, mais la température de la surface est généralement plus critique. Après l’application, les scellants subissent une réaction chimique qui les fait durcir et former un film. 

La température joue un rôle essentiel dans la rapidité ou même l’absence de cette réaction. La meilleure plage de température pour l’application des produits d’étanchéité se situe entre 50 et 90 degrés F. Cette fenêtre de 40 degrés n’est pas vraiment très grande, surtout lorsque vous travaillez à l’extérieur. C’est pourquoi la surveillance des conditions météorologiques et l’examen d’un thermomètre devraient être obligatoires avant chaque application de scellant. 

Voici ce qui peut se produire si les températures sont trop basses ou trop élevées.

Température basse

Chaque produit de scellement a une température minimale de formation de film (TMF), c’est-à-dire la température minimale nécessaire pour que le produit forme correctement son film, durcisse et devienne dur. Pour la plupart des produits de scellement, cette température se situe entre 40 et 45°F ou plus. Par mesure de sécurité, la plupart des fabricants de produits de scellement spécifient une température de 50°F pour assurer une zone tampon. Si la température est égale ou légèrement inférieure à la TMF, la chimie du scellant est affectée, la réaction est ralentie et le développement du film est partiel ou nul. En résumé : Le scellant est faible et ne tiendra pas très longtemps. Si la température est vraiment froide, le développement du film s’arrête complètement et il ne reste qu’une poudre blanche sur la surface après l’évaporation du support (solvant ou eau).

Température élevée

La température est un catalyseur. Plus la température augmente, plus la réactivité de l’agent de scellement augmente. L’augmentation de la réactivité diminue le temps de travail, ou la durée de vie en pot, du scellant. Plus la réactivité est rapide, moins le scellant a le temps de mouiller la surface, de dégazer et de former son film. Il est donc essentiel que le scellant soit appliqué sur le béton rapidement et efficacement. À mesure que la température augmente, il devient plus difficile d’étaler les scellants. Je recommande toujours de pulvériser des scellants à base de solvant, surtout par temps chaud (voir les principes de base des scellants en été). Une indication courante que la température est trop élevée est la formation de fines ” toiles d’araignée ” ou de fils de ” barbe à papa ” se détachant du rouleau ou de la buse de pulvérisation. Cela se produit lorsque des températures plus élevées provoquent l’évaporation du solvant avant que la résine (plastique) du produit d’étanchéité ne puisse former son film. La pression exercée par le pulvérisateur ou le frottement du rouleau entraîne le plastique souple en longs et fins fils.

Un autre problème courant causé par les températures élevées est la formation de bulles ou de cloques dans le produit d’étanchéité. Elles se produisent lorsque le solvant s’évapore trop rapidement, emprisonnant du gaz et de l’air dans le scellant. Avec les exigences de plus en plus strictes en matière de COV (voir La teneur en COV du produit de scellement que vous utilisez est-elle conforme aux règlements fédéraux et locaux en vigueur ? Lorsque l’on s’attend à ce que les températures extérieures dépassent la plage d’application recommandée, appliquez le produit de scellement pendant les périodes plus fraîches de la journée, généralement le matin et le soir.

Partie 6 : Quand “Température + humidité = condensation”

Nous avons vu comment l’humidité (partie 3) et la température (partie 4) peuvent chacune affecter les performances du mastic. Mais que se passe-t-il lorsque les deux entrent en jeu ? 

Voici une petite leçon de météorologie pour expliquer les problèmes qui peuvent survenir lorsque les deux conspirent.L’air qui nous entoure contient toujours de la vapeur d’eau, mais la quantité d’eau peut varier. L’humidité est la mesure de la quantité d’eau présente dans l’air à un moment donné. 

Nous n’aurions pas à nous soucier de cette vapeur d’eau si elle restait simplement piégée dans l’air sous forme de gaz. Mais ce n’est pas le cas, car les fluctuations de température transforment cette vapeur d’eau en liquide. Si les températures augmentent et qu’il y a suffisamment d’eau dans l’air, une instabilité se crée et la pluie peut tomber. 

Lorsque les températures baissent, la condensation peut se produire sous forme de rosée. Par exemple, lors des nuits fraîches d’été, vous verrez souvent des voitures, de l’herbe et d’autres surfaces couvertes de rosée lorsque le matin arrivera. Le point de rosée est la température à laquelle l’eau sort de l’air et devient liquide.

Quel est le rapport entre tout cela et les produits d’étanchéité et le béton décoratif ? 

Beaucoup, s’ils ne sont pas pris en compte avant l’application du produit. Lorsque l’humidité augmente et que la température diminue, l’eau se condense sur les surfaces froides. Le béton étant une éponge, il absorbe la condensation. Le problème est que la surface de la dalle n’a pas l’air d’être humide, mais juste en dessous, il peut y avoir beaucoup d’eau accumulée. Si l’on applique ensuite un produit d’étanchéité sur la surface, l’eau emprisonnée peut faire blanchir le produit ou l’empêcher d’adhérer correctement. À l’extérieur, ce problème est plus fréquent pendant les saisons de transition (printemps et automne), car les nuits deviennent plus froides mais l’humidité reste élevée pendant les journées chaudes. À l’intérieur, ce problème est plus fréquent en hiver, près des murs et des portes où la température du sol est plus froide.

Partie 7 : Préparation des surfaces pour l’application du scellant 

Une étape simple mais souvent négligée dans toute application de scellant est le profil de la surface. Lorsque j’utilise le terme ” profil de la surface ” en matière de scellement, j’englobe tous les aspects de la surface au moment de l’application du scellant. Mais les deux aspects les plus importants sont la propreté et la porosité. Si l’un ou l’autre est négligé, même les meilleurs produits de scellement peuvent échouer.

Propreté signifie simplement cela : propre ! Une surface à sceller doit être exempte de toute saleté, poussière ou autre contamination qui pourrait s’interposer entre le scellant et la surface. Le simple fait de passer un peu plus de temps à nettoyer peut faire toute la différence dans l’adhérence de l’enduit. Dans certains cas, il suffit d’un bon balai ou d’un souffleur pour enlever la saleté détachée. Les contaminants plus tenaces peuvent nécessiter un brossage à l’eau et au savon suivi d’un rinçage à l’eau claire ou une attaque à l’acide suivie d’une neutralisation. Je considère également les résidus de teinture et de colorants, l’excès de poudre de démoulage et l’efflorescence comme une contamination de surface. Ces types de contamination sèche sont le plus souvent les coupables de l’échec des scellants en raison d’une surface sale ou contaminée. L’efflorescence et les résidus de teinture sont particulièrement désagréables parce que leurs niveaux de pH extrêmes peuvent affecter la chimie du scellant. Un scellant qui présente des ” caillots ” blancs dans le film ou des taches molles est souvent défaillant en raison d’un déséquilibre du pH de la surface.

La porosité est la capacité de la surface du béton à absorber le produit d’étanchéité. Si le scellant ne peut pas se mouiller, l’adhérence et la durabilité seront faibles ou nulles. Une surface de béton lissée à la main est généralement assez poreuse pour accepter un scellant monocomposant dont la teneur en solides est inférieure à 30 %. Une surface de béton lissée à la machine nécessitera généralement une préparation supplémentaire pour l’ouvrir suffisamment afin d’accepter le même scellant. Les méthodes typiques pour ouvrir une surface très serrée ou dense comprennent un ponçage léger ou une attaque à l’acide. Lorsqu’il s’agit de scellants à forte teneur en solides (généralement des polyuréthanes et des époxydes à deux parties dont la teneur en solides dépasse 45 %), il est fortement recommandé d’ouvrir la surface ou de diluer la première couche de scellant. Un simple test à l’eau (pour voir si l’eau mouille bien la surface) est un excellent moyen de déterminer si la surface est prête à recevoir le scellant.

Comme pour tout produit de scellement, il faut toujours consulter les directives d’installation du fabricant pour connaître les détails de la préparation de la surface et les techniques d’application appropriées.

Partie 8 : Choisir le meilleur applicateur

La façon dont un produit de scellement est appliqué peut affecter le résultat final et la performance autant que tous les facteurs environnementaux abordés dans cette série réunis. Il est essentiel d’utiliser les bons outils pour obtenir le meilleur taux de couverture et la meilleure épaisseur de produit pour une performance optimale. Pour plus de détails sur cette réponse, voir Choisir le meilleur applicateur.

Partie 9 : Conseils d’application du scellant

Chaque type de scellant a un applicateur et un taux de couverture recommandés, comme indiqué dans la partie 8 : Choisir le meilleur applicateur. Mais le simple fait d’utiliser le bon outil d’application ne garantit pas de bons résultats. Vous devez également mettre en pratique les bonnes techniques d’application pour éviter les bulles, les cloques, les lignes de recouvrement et autres désagréments.

Le problème d’application le plus courant est l’application d’une trop grande quantité de produit de scellement à la fois (rappelez-vous l’expression ” thin to win “). Les scellants sont conçus pour donner le meilleur rendement à une épaisseur spécifique, selon le type de résine. Cette épaisseur est déterminée par le taux de couverture de ce scellant particulier. Une bonne analogie consiste à comparer les produits d’étanchéité à un jeu de cartes. La première et la deuxième cartes distribuées sont proches de la surface, difficiles à ramasser et très stables. Plus vous mettez de cartes sur le tas, plus le tas devient instable. Il en va de même pour les produits d’étanchéité. La première et la deuxième couche fine sont très stables, ont une bonne adhérence et offrent une bonne durabilité. Plus vous en appliquez, en une ou plusieurs fois, plus le système devient instable. Avec les systèmes à base de solvant, les signes de surapplication sont généralement des bulles, des cloques et un voile blanc. Avec les systèmes à base d’eau, vous verrez souvent des cloques, de la mousse et un trouble blanc laiteux.

Une autre erreur d’application courante est la présence de lignes de chevauchement, ou une application inégale. Lorsque vous appliquez un produit de scellement, reculez toujours d’environ 5 cm par rapport à la passe précédente à mesure que vous vous déplacez sur la surface. Ce chevauchement doit se produire lorsque le scellant est encore humide, afin que les deux passes se mélangent et ne fassent qu’une. Si la première passe sèche, la seconde crée une ligne de chevauchement et peut être vue après que le plancher entier soit sec. Pour résoudre le problème, il faut généralement appliquer une autre couche complète de scellant.

Lorsque vous appliquez le scellant au moyen d’un pulvérisateur (qu’il s’agisse d’un pulvérisateur LPHV, sans air ou à pompe), assurez-vous de maintenir une pression constante et d’utiliser le bon embout. Un jet en forme de cône est préférable à un jet en éventail, et plus le scellant est atomisé, mieux c’est.

Lorsque vous appliquez le scellant au rouleau, assurez-vous d’acheter un rouleau adapté au type de scellant (à base d’eau ou de solvant) et une épaisseur de poil appropriée à la surface. Lorsque vous passez le rouleau sur des scellants à base d’eau, veillez à ne pas trop rouler, ce qui peut provoquer la formation de mousse et de cloques. Vous devrez peut-être aussi tremper le rouleau plus souvent. Certains scellants récents à base d’acétone et à séchage rapide ne peuvent pas être appliqués au rouleau car ils s’évaporent trop rapidement.

Le processus d’application est le même avec un applicateur en laine d’agneau, un applicateur en microfibres, une serpillière synthétique ou une barre en T. Il s’agit de verser le produit de scellement sur la surface, puis de l’appliquer sur le rouleau. Versez le scellant sur la surface, et poussez et tirez le produit tout en maintenant un bord humide jusqu’à ce que vous obteniez l’épaisseur désirée. Ces méthodes d’application sont très efficaces pour les scellants à base d’eau car elles ne moussent pas et vous pouvez voir le scellant blanc devenir transparent lorsque vous le poussez et le tirez autour du plancher. Cependant, elles ne fonctionnent que sur les sols lisses.