There will be many joints after the splicing of prefabricated exterior wall panels or exterior wall components, so the waterproof sealing for joints is a very important problem that can’t be ignored. As it stipulated in the : “ The joints of prefabricated exterior panels, openings of windows and doors and other waterproof weak parts should adopt a combination of material waterproof and structural waterproof methods.” In some areas’ standards, there is the way of “material waterproof plus structural waterproof” for vertical joints. But no matter what kind of design methods, sealant is the first waterproof precaution, so you have to pay attention to the election of sealants.
Pour les mastics utilisés sur les bâtiments préfabriqués, il existe principalement 6 difficultés techniques :
(1)Adhérence du béton
Concrete is alkaline material, it’s hard to bond with it for ordinary sealants. Also, the surface of concrete is loose and porous, which reduces the effective adhesive area. So, it is required that the sealants have excellent adhesion to concrete.
En outre, un phénomène anti-alcalin du béton peut également se produire, en particulier dans les zones pluvieuses du sud, ce qui peut causer de graves dommages à l’interface adhésive du mastic. Ainsi, l’adhérence du béton est le premier facteur lorsqu’il s’agit de choisir des produits d’étanchéité pour les bâtiments préfabriqués.
Parmi les scellants pour béton sur le marché de nos jours, le scellant au silane modifié à un composant et le scellant au polyuréthane ont une bonne adhérence au béton, le scellant au silane modifié à deux composants doit être équipé d’un apprêt pour former une adhérence. Cependant, l’adhérence au béton du mastic silicone traditionnel est mauvaise.

- Illustration 1. Défaut de cohésion et défaut d’adhérence du mastic
(2)Résistance aux intempéries
Les joints des panneaux extérieurs préfabriqués sont généralement utilisés comme joints de séparation de la surface décorative, les joints d’étanchéité sont traités comme des joints d’ouverture. En outre, le scellant de joint de panneau préfabriqué doit résister à la lumière du soleil à long terme et à l’érosion par la pluie, de sorte qu’une excellente résistance aux intempéries du scellant est requise. La résistance aux intempéries des mastics dépend de sa structure moléculaire, plus l’énergie de liaison de la chaîne principale est importante, meilleure est la résistance aux intempéries. Cependant, la résistance aux intempéries du mastic silicone est la meilleure, puis le mastic MS et le mastic polyuréthane sont les pires, ce qui est facile à fissurer et à craindre à l’extérieur.
The main chain structure, bond energy and Énergie UV comparison of all kinds of sealant for precast concrete panelsare as follow:
Types de scellant |
Silicone |
Polyuréthane |
Silane modifié |
|
Structure de la chaîne principale |
Si-O |
C-O |
C-N |
C-O |
C-C |
Si-O |
Énergie UV |
Énergie de liaison
(KJ/mol) |
444 |
339 |
284 |
339 |
348 |
444 |
399 |
- Image 2. Dommages du mastic polyuréthane après les rayons UV
(3)Aptitude à la peinture
Lorsque le joint des panneaux préfabriqués est grand en raison d’une erreur d’installation du levage et que le mastic doit être peint avec des revêtements, la compatibilité du scellant et du revêtement est vitale. En raison de la surface hydrophobe et oléophobe du mastic silicone, le revêtement est difficile à mouiller sur sa surface, et il ne peut pas former de film de peinture ou provoquer la fissuration et l’écaillage du revêtement après séchage.
Mais le mastic au silane modifié et le mastic polyuréthane ont une excellente compatibilité avec les revêtements, la surface de celui-ci pourrait être peinte avec des revêtements.
- Graphique 3. Le mastic silicone provoque la fissuration et le pelage des revêtements
(4)Résistance aux taches
Concrete is porous materials, which is easy to be polluted, so stain resistance should be concerned while choosing sealants. Because ordinary silicone penetrates into the material pores due to the migration of plasticizers, it will cause permanent penetration pollution (can’t be cleaned); meanwhile, the surface of silicone sealant has electric charge, which is easy to absorb dust in the air, it will cause vertical pollution below the sealant joint after rain’s brush. The pollution (can be cleaned) not only influence the appearance of buildings, but it is also difficult to be cleaned. At the same time, it will increase the maintain cost. But MS sealants don’t contain silicon oil and small molecule plasticizer and exhibit excellent stain resistance.
- Illustration 4. Pollution causée par le mastic silicone
Causes et méthodes de prévention de la pollution par le silicone sur les murs-rideaux d’immeuble
(5)Capacité anti-mouvement
Because of the existence of interlayer movement caused by strong wind and earthquake, expansion movement caused by hot expansion and cold contraction, dry movement caused by dry shrinkage and sedimentation movement caused by foundation sedimentation on prefabricated buildings, the force requirement of sealant is very high. Therefore, sealant must have outstanding movement capacity and elasticity. Nowadays, the joint width of prefabricated buildings is usually designed as 20 mm, and the deformation of joint are mainly caused by thermal expansion and contraction of components, so we could calculate according to joint width and choose the right concrete slab joint sealant with proper movement capacity.
Formule simplifiée pour le calcul de la largeur extérieure du joint PC ordinaire :
W>δ/ε×100%+|We|
W = largeur de joint conçue (la largeur standard domestique est généralement de 20 mm) ;
δ=temperature difference deformation of component/mm=L·α·△T;
L=longueur du composant (direction de déformation)
α= concrete linear expansion coefficient, usually taken as(10×10-6)m/ ℃
△T = différence de température limite de l’interface béton, généralement prise à 80°C ;
ε=sealant movement %;
|Nous|=erreur de construction du joint (généralement considérée comme 5mm)
Exemple de calcul :
When the length of concrete component board is L=3000mm, sealant movement ε>L·α·△T/ (W -|We|)·100%=3000× 10×10-6 ×80/(20-5)×100%=16%
Comme la stipulation de JC/T 881 , le niveau de mouvement des scellants peut être divisé en 7,5, 12,5, 20 et 25, de sorte que la capacité de mouvement du scellant utilisé dans le joint des bâtiments préfabriqués doit être d’au moins 20 ou même plus.
Besides, sub-level of sealant should be noticed that it is divided into low modulus and high modulus. Because the surface of sealant is relatively loose and has low strength, if sealants have high modulus and cohesion strength, it’s easy to cause bond failure for sealant on the interface of concrete. But sealant with low modulus is relatively soft, the cohesion strength is lower than interface adhesion strength, it can adapt the deformation better and not easy to be destroyed, so the movement capacity of sealants used on prefabricated buildings should be 20LM and 25LM.
Lorsque les joints du bâtiment ont une déformation permanente due à un tremblement de terre ou à un séchage et un retrait du matériau, ce qui produira une contrainte continue sur le scellant. Et le mastic MS présente une excellente élasticité et une capacité de relaxation des contraintes, il peut libérer la précontrainte au maximum lorsqu’il est soumis à une déformation permanente et garantir que le scellant ne soit pas endommagé.
(6)Performance de construction
Sealant can be divided into one component and two components, let's take modified silane sealant as example, the construction performance comparison of one-component and two-component sealant as follow:
Performance de construction
(Mastic MS) |
Avantage |
Désavantage |
Mastic monocomposant
(Durcissement à l’humidité) |
- Facile pour l’opération de construction
- Moins de pertes
- Virage en usine, pas de différence
|
- Vitesse de durcissement relativement lente
|
Mastic bicomposant
(Durcissement par réaction) |
- Vitesse de durcissement rapide
|
- Un équipement de mélange spécial et un pistolet d’étanchéité sont nécessaires, les exigences de construction sont élevées
- Un solvant organique (inflammable) est nécessaire pour nettoyer les outils
- L’adhérence dépend sérieusement de l’apprêt
- La tonification est sur place, une différence se produirait
|
À l’heure actuelle, il y a encore un manque de travailleurs professionnels dans l’aspect construction pour le scellant utilisé sur les bâtiments préfabriqués. De plus, l’environnement de construction sur le site est complexe. Ainsi, la façon de faire en sorte que l’ouvrier ordinaire saisisse rapidement le fonctionnement du scellant et d’assurer la qualité de la construction mérite également d’être prise en compte. En fait, le scellant monocomposant est plus approprié pour la construction sur site.

Illustration 5. Mélangeur spécial et pistolet d’étanchéité pour mastic bicomposant
In addition, primer should be paid more attention to. Because there may be mold discharge agent on the surface of components, and it’s hard to avoid that dust can’t be cleaned up during construction. But it is vital for primer to enhance adhesion, seal dust and promote waterproof property. So, brushing primer should be a necessary step when it comes to construct on site.
Pour l’exigence de sélection du scellant utilisé sur les bâtiments préfabriqués, la comparaison détaillée des performances de tous les types de scellants sur le marché est la suivante :
|
Silane modifié |
Polyuréthane |
Silicone |
Adhérence du béton |
Excellentee |
Bon |
Mauvais |
Aptitude à la peinture |
Excellentee |
Excellentee |
Mauvais |
Résistance aux taches |
Excellentee |
Excellentee |
Mauvais |
Résistance à la chaleur |
Bon |
Mauvais |
Excellentee |
Résistance aux intempéries |
Bon |
Mauvais |
Excellentee |
Stabilité de stockage |
Bon |
Mauvais |
Excellentee |
Substrat d’application |
Béton, métal |
Béton, métal |
Verre, métal |
En conclusion, le scellant au silane modifié doit être choisi pour l’étanchéité du joint du mur extérieur préfabriqué, tandis que pour le scellant au joint du mur intérieur, le scellant au silane modifié ou le scellant en polyuréthane peut être choisi.
Les propriétés techniques du scellant utilisé pour l’assemblage des bâtiments préfabriqués doivent être conformes aux stipulations de la norme actuelle de l’industrie JC/T 881 < Building sealants for joint of concrete construction> . The depth of sealant should be between the half of the width sealant and the width of sealant, that is ½Width w ≤Depth d ≤Width w, and the depth should be not less than 8mm. And the sealant construction requirements should conform to Article 12.3.12 des JGJ 1-2014< Technical specification for precast concrete structures>: “ Waterproof construction of exterior wall panel joint should be up to the stipulation as follow:
1. La cavité commune des panneaux doit être nettoyée avant la construction étanche
2. Le matériau du dos doit être rempli comme exigence de conception
3. Sealing material should be full, non-porous, homogenous, straight and have smooth surface, and the depth should meet the design requirements.”
L’opération de construction spécifique doit être en accord avec l’approche de construction proposée par les fabricants.
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