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La pr3sente invention concerne des perfectionnements apportés
à la constitution des cartouches contenant ]es matériaux utilisés
pour sceller au moyen d'un~e composition résineuse les boulons d'an-
crage dans les galeries de mines et analogues.
On sait, notamment par le brevet fran~ais n l 479 065 que
les boulons utilisés pour l'ancrage des galeries de mines et analo-
gues peuvent être scellés en placè grâce à des compositions résineu-
ses du type polyester, ces compositions étant introduites dans les
trous destinés à recevoir les boulons sous forme de cartouches con-
tenant, en contact dans des récipients allongés de diverses formes,
d'une part le polyester non polymérisé additionné de charges iner-
tes et de son accélérateur de durcissement et d'autre part le cata-
lyseur de durcissement additionné de sa charge iner-te. ~ ~
La constitution de ces cartouches en fonction des dimensions
des trous et des conditions d'introduction des cartouches et des ~
boulons doit répondre à un ensemble de conditions contradictoires.
En effet, une fois la cartouche introduite dans le trou et
le boulon enfoncé dans la matière constituant la cartouche, de ma-
nière à en homogénéiser les constituants, il-est important que l'en-
~
semble de la composition durcisse rapidement de manière à assurer ;
l'immobilisation du boulon dans le plus court délai~possible.
A cet effet, il est utile de prévoir la proportion la plus
élevée possible de catalyseur compte tenu de la proportion d'ac-~
célérateur ajoutée à la résine.
A l'inverse, cette proportion élevée de catalyseur, qui assu~
re la rapidité de la prise de la~résine, risque de nuire aux quali~-~
tés de conservation des cartouches, le durcissement de la résine~ ~'
risquant d'intervenir spontanément dans un délai inférieur à~trois ;~
mois, délai considéré comme minimum pour la distribution et la mise
en oeuvre de ces produits.
~ Les cartouches actuellement en usage ont par ailleurs la
constitution générale suivante :
la résine est contenue dans un récipient cylindrique allongé,
de l'ordre de l m de long sur environ 20 mm de diamètre, et le ca-
talyseur contenan~ les charges est présent dans la cartouche sousforme d'un bâtonnet allongé s'étendant dans l'axe de la cartouche
sur pratiquement toute sa longueur et sur un diamètre d'environ
5 à 6 mm.
Cette répartition, Si l'on considère que la proportion de ca-
talyseur par rapport à la résine atteint la valeur maximum possible,
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a pour conséquence d'une part que la surface du contac-t du cataly-
seur avec la résine est relativement élevée, cle sorte que la conser-
vation des cartouches de cette taille risque de ne pas être très
longue et d'autre part que l'introduction du bâtonnet dans une car-
touche d'une telle longueur risque de ne pas se faire dans les meil-
leures conditions possibles.
La présente invention vise à remédier à la fois à ces deuxinconvénients des cartouches d'ancrage à savoir d'une part la fai-
ble durée de conservation et d'autre part la difficulté de mise en
place du catalyseur.dans la cartouche.
- A cet effet, l'invention vise de nouvelles cartouches, de plus
~ faible longueur que les cartouches anciennes et dans lesquelles le
; catalyseur au lieu d'être disposé suivant une baguet-te mince suivant
l'axe de la cartouche, est concentré suivant un volume dont le dia-
mètre atteint presque celui de la cartouche elle-même et sur une
faible longueur dans la partie antérieure de la cartouche, c'est-
à-dire la partie qui affleurera l'orifice du trou de miné ou qui
sera dans la direction de l'orifice slil ne s'agit pas de la pre-
mière cartouche. En d'autres termes, une cartouche selon l'inven-
tion au lieu de se composer de deux zones concentriques, la zoneinterieure constituée sur toute la longueur par la composition de
catalyseur et de charge et la zone extérieure constituée par la
résine non polymérisée et son accélérateur sera constituée par une
longueur principale constituée uniquement par la résine, son accé~
lérateur et sa charge inerte et une zone d'environ 10 % de longueur
mais occupant pratiquement toute la section de la cartouche et cons-
tituee exclusivement par le catalyseur lui-même et sa charge iner-
te.
A titre d'exemple, si l'on considère des trous pour boulons
d'ancrage ayant une longueur d'environ 2 m, les cartouches actuel-
lement en service ont une longueur d'environ 1 m et un diamètre
d'environ 20 mm tandis qu'elles contiennent axialement et sur
toute leur longueur une baguette d'environ 5 à 6 mm de diamètre
et formée du catalyseur de durcissement de la résine avec sa char-
ge inerte. Au contraire, selon l'invention, on utilisera trois car-
touches, chacune d'une longueur d'environ 330 mm, et contenant
chacune vers sa partie anterieure une zone occupée en presque tota-
lité en section et sur envi~on 1/10 de leur longueur, constituée
par le catalyseur et sa charge inerte, tout le reste de la cartou-
che étant constitué par la résinl, son accélérateur et sa charge
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_~in~rte.
Les conséquences et avantages de cette consti-tution sont les
suivants, à l'inverse des cartouches classiques.
En premier lieu , on assure a la par-tie antérieure de la car-
touche la concentration maximum en catalyseur par rapport à la ré-
sine ; en outre le malaxage par la tige de cet élément de catalyseur
de viscosité très élevée entrâine localement un échauffement impor-
tant, ce qui a pour conséquence qu'au moment de l'introduction du
boulon, cette zone de la cartouche durcira plus rapidement, ce qui
assurera le maintien du boulon en place, meme si le reste de lon-
gueur de la cartouche se durcit moins rapidement, la concentration
en catalyseur dans les.zones posterieures de la cartouche etant
evidemment plus faible puisqu'elle ne resulte que de la migration
du catalyseur provoquee par l'enfoncement du houlon en l'axe de la
cartouche.
Il s'agit là d'un avantage serieux du fait que, comme on le
sait, il est sans importance que le fond du trou, ou tout au moins
la partie superieure de la cartouche!durcisse plus lentement, dès
lors que l'on est assure du maintien en place du boulon par le dur-
cissement le plus rapide possible de la partie anterieure.
Par ailleurs, la surface de contact d'une zone de l'ordredu 1/10 de l.a longueur seulement de la cartouche pour une section
pratiquement egale à celle de la cartouche de catalyseur, est sen-
siblement plus faible que la surface de contact entre une baquette
s'etendant sur toute la longueur de la cartouche ou une sec-tion
plus faible, et a pour consequence que les risques de durcissement
spontane de la resine au contact de son catalyseur seront beaucoup
moins élevés et que la conservation des cartouches se fera donc
mieux.
A -titre d'exemple, si l'on considère les cartouches selon
l'invention ayant 330 mm de long et contenant sur 33 mm de leur
hauteur à leur zone postérieure une charge de catalyseur ayant un
diamètre total de 19 mm de la cartouche, par comparaison avec une
cartouche classique portant sur toute la longueur de 330 mm une
baguette de 5 a 6 mrn de diamètre de catalyseur, le volume total de
catalyseur étant le même dans les deux cas, la surface de contact
entre la baguette et l'ancienne cartouche es,t de l'ordre de 660
mm2 tandis que la surface de contac-t d`e la charge de la nouvelle
cartouche par rapport a la résine est de l'ordre de 200 mm2 seule-
ment soit un rapport d'environ 3,3, en faveur de la cartouche selon
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l'lnvention.
~ n d'autres termes, la cartouche selon l'invention, caracté-
risée par la concentration du catalyseur dans une zone de l'ordre
du dixième de la longueur totale de la cartouche, a pour premier
avantage sur surface de contact entre le catalyseur et la résine
de l'ordre de 3 a 3,5 plus faible, ce qui favorise d'autant la du-
rée de conservation des cartouches.
De même, les cartouches selon l'invention, dans lesquelles
le catalyseur est concentré sur le dixieme antérieur de leur lon-
gueur, assureront une prise tres rapide de la resine sur cette lon-
gueur catalysée et une prise moins rapide sur le reste de la lon-
gueur tandis que dans les cartouches classiques, la prise est moyen-
ne sur la totalité de la longueur, ce qui assure une commodité plus
élevée de mise en place du boulon dans les cartouches selon l'in-
vention. ~ ~
Bien entendu les rapports numériques cités ici ne sont donnésqu'à titre d'exemple et d'autres rapports pourront être utilisés,
des lors que l'on respectera le principe de l'invention qui consis-
te a transférer le catalyseur, actuellement disposé en baguette
` 20 mince dans l'axe de la cartouche sur toute sa lonqueur, jusque
dans une zone concentrée dans une fraction faible de la longueur
totale de la cartouche et sur pratiquement toute la section de
celle-ci dans la zone antérieure de celle-ci.
Une telle constitution selon l'invention des cartouches de
scellement des boulons d'ancrage dans les mines permet de subdivi-
ser les cartouches antérieures, qui pouvaient atteindre plus d'un
metre le long, ce qui rendait ~ifficile leur constitution et no-
tamment la mise en place de la baguette du catalyseur, en les rem-
plaçant par des cartouches de 3 ou 4 fois moins de longueur, et
dont l'intervention et la conservation présentent les avantages
précités.
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