Adhésifs

Les adhésifs jouent un rôle important dans la construction. On les utilise pour les raisons suivantes :

  • La fabrication des produits de lamellé-collé.
  • L’augmentation de la rigidité structurale pour les combinaisons revêtements de panneaux/poutrelles et pour la pose de produits de panneaux non structuraux.
  • L’aboutage du bois de dimension
  • Les réparations

Les adhésifs utilisés pour les produits du lamellé-collé

Les matériaux composites structuraux tels que le contreplaqué, le panneau structural de lamelles orientées (OSB), le panneau de grandes particules, les poutrelles de bois en I préfabriquées, le bois à copeaux parallèles (PSL), le bois de placages stratifiés (LVL) et le lamellé-collé dépendent tous des adhésifs pour le transfert des tensions entre les fibres adjacentes du bois.

Les produits de bois d’intérieur comme les panneaux de particules, utilisés pour l’ameublement et pour certaines applications structurales telles que les sous-couches de planchers, et comme le contreplaqué de feuillus, utilisé pour l’ameublement et le lambrissage décoratif, dépendent tous d’adhésifs pour la lamellation du matériau du bois.

Les conditions de la sélection, de la dose d’application et du séchage des adhésifs pour ces produits sont contrôlées à l’usine même. Voici une courte discussion sur les principaux adhésifs employés dans ces produits afin d’aborder les questions qui surviennent parfois sur la permanence du collage, la fiabilité, la résistance aux conditions environnementales et sur l’émission des produits chimiques volatiles dans les édifices.

Il existe deux principaux types d’adhésifs utilisés dans la fabrication de produits du bois canadien. L’urée-formaldéhyde (UF) est adéquate pour l’usage intérieur des produits seulement et le phénol formaldéhyde (PF) est employé dans les applications extérieures.

 

Les produits du bois pour usage intérieur

La colle d’urée formaldéhyde est un adhésif qui ressemble à du sirop de consistance très dense et crémeuse. Il durcit et devient incolore au séchage.

Les adhésifs UF sont très économiques et sèchent rapidement, mais ils ne conviennent pas aux conditions humides. Par conséquent, les colles UF sont utilisées pour les panneaux aux fins non structurales comme les panneaux de particules et le contreplaqué de feuillus.

Les adhésifs UF ne tachent pas. Ils offrent ainsi un autre avantage de ne pas entacher les placages extérieurs plus coûteux et de qualité supérieure des panneaux de bois massif pour les applications de finition intérieure.

Les adhésifs UF se composent de matériaux bruts, qui sont des dérivés du gaz naturel par l’intermédiaire de l’ammoniac pour l’urée et par l’intermédiaire du méthanol pour le formaldéhyde.

Les produits du bois pour usage extérieur

Les adhésifs de phénol-formaldéhyde (PF) sont d’une coloration mauve-brune foncée et ils sont identifiables par les lignes foncées de la colle associées aux produits comme le contreplaqué et l’OSB.

Plus connues sous le nom de résines phénoliques, elles dérivent des produits de gaz naturel, et elles sont les principales résines autorisées par le fabricant de produits du bois pour l’usage d’applications extérieures.

On se sert d’adhésifs de PF pour la fabrication de lamellé-collé, de PSL, de VLS, du contreplaqué, d’OSB ou de panneau de grandes particules et du bois de joints à entures multiples qui est classé par moyen mécanique.

Les adhésifs PF sont un peu plus coûteux que les adhésifs UF et émettent de plus petites quantités de formaldéhyde.

L’utilisation de différents types de charges, telles que la farine de coquille de noix, la poudre d’écorce de sapin Douglas, la poudre d’écorce d’aulne et la poudre de bois, sert à la réduction du coût des adhésifs PF. Elle sert aussi à contrôler la pénétration dans la fibre du bois et à modérer les propriétés de résistance afin de convenir aux matériaux à coller.

L’adhésif de la résorcine-formol (RF) est une substance phénolique qui réagit plus que les adhésifs PF. C’est-à-dire qu’il sèche plus vite, à la température ambiante ou à une température plus basse. Sinon, ces adhésifs possèdent les mêmes propriétés de base que les adhésifs PF. Par contre, le coût élevé des résorcines signifie qu’en pratique, ils se mélangent souvent avec les adhésifs PF pour en réduire le coût.

 

Les émissions des adhésifs des produits du bois

Le formaldéhyde est un produit chimique que l’on utilise pour la fabrication de bien des produits modernes incluant la tapisserie, les vêtements infroissables, et les tapis. Il est aussi un composant des adhésifs employés dans la fabrication de la plupart des panneaux de bois et des produits composites. Pour certaines personnes, le formaldéhyde est un produit irritant qui cause des allergies lorsqu’elles y sont exposées pendant une longue période de temps ou à un niveau élevé. Les effets s’aggravent dans un édifice, lorsque la qualité de l’échange d’air est sous les normes requises.

L’émission du formaldéhyde provenant de tout produit dépend du temps. Plus le produit vieillit, plus la quantité émise du produit baisse de façon soutenue.

Aux États-Unis, le Housing and Urban Development (HUD) a imposé des limites d’émission du formaldéhyde provenant des matériaux de construction et de leur contenu. Ces limites sont reconnues au Canada et aux États-Unis.

Les émissions du formaldéhyde des produits du bois faits à partir d’adhésifs PF sont considérablement moins élevées que les limites imposées par le HUD. Les émissions normales des produits faits à partir des adhésifs UF sont également plus basses que les limites établies.

Les produits du bois faits à partir des adhésifs PF émettent un bas niveau de formaldéhyde, car ce dernier est fixé chimiquement par les résines de phénol.

L’urée, dans les adhésifs UF, ne fixe pas complètement de façon chimique les composants du formaldéhyde. Il y ainsi une certaine quantité qui se disperse. Les fabricants d’adhésifs ont répondu aux normes HUD en réduisant la teneur en formaldéhyde de sorte que la quantité d’adhésif et le temps de séchage augmentent.

Les produits du bois contenant du formaldéhyde répondent ou dépassent les normes actuelles de l’HUD, qui devraient être de plus en plus strictes. Par conséquent, les chimistes auront le défi de préparer des adhésifs à prix modiques pour le bois et les autres produits présents dans les habitations et l’ameublement modernes et des espaces de bureaux.

 

Applications de revêtements et des panneaux

 

Il existe bien des adhésifs pour l’amélioration de la performance structurale des éléments de construction ou pour l’application de panneaux non structuraux de manière à ce que la surface du panneau ne soit pas endommagée, comme  par le clouage du bois.

Il existe différents types d’adhésifs en cartouche posés en chantier qui conviennent à l’usage intérieur et extérieur. La température d’application recommandée varie entre -10 à 40 °C (15 à 105 F). Ces adhésifs au séchage rapide servent pour coller le bois et les panneaux au métal, le mur de gypse et le coupe-feu en béton, et l’isolation thermique à la mousse.

En fixant les revêtements de planchers sur les poutrelles avec de l’adhésif aux propriétés élastomères en plus des clous et des vis, la résistance aux vibrations et à la flexion augmente. Dans ce cas, les poutrelles et les revêtements agissent comme une seule section composite et peuvent augmenter par intervalle de 5 à10 % lorsqu’on les compare aux planchers cloués et vissés.

 

Réparation des éléments de bois

 

Comme les matériaux de construction, le bois peut être endommagé s’il est exposé aux conditions défavorables, pour une longue période de temps, s’il y a des failles dans le concept original ou s’il y a une surtension causée par la charge qui dépasse les normes de spécifications.

L’évaluation des dommages exige une analyse provenant d’un ingénieur de structures. Dans certains cas, une réparation sur le chantier est possible, plutôt qu’un remplacement de pièce.

Lorsqu’un ingénieur de structures, qualifié dans la conception et la supervision des réparations, recommande une réparation, celle-ci peut exiger le truellage d’un époxy possédant des propriétés de mastic pour contenir le matériau de réparation à base d’époxy sur les fissures et les trous. La pâte sert aussi à intégrer des tubes d’injection et d’évents pour recevoir la pression de l’équipement d’injection.

L’époxy à deux composants et à faible viscosité est ensuite pompé dans la chambre d’injection jusqu’à ce que toutes les aires des fissures ou des défectuosités soient remplies. Ce qui est démontré par le surplus d’époxy qui s’échappe des évents.

Une fois la réparation en époxy séchée, le surplus d’époxy est écaillé et sablé pour restaurer l’apparence de l’élément.

 

Qualité de l’air intérieur

 

Avec la tendance à vouloir augmenter l’efficacité thermique, les résidences sont de plus en plus hermétiquement fermées. Ce qui signifie que les odeurs et les émissions générées par les produits comme les matériaux de construction et les solutions de nettoyage peuvent s’accumuler et affecter la santé des résidents.

Les composés organiques volatils (COV) sont une grande famille de produits chimiques qui devraient être généralement minimisés dans l’environnement. En termes simples, les COV sont des produits chimiques qui s’évaporent des matériaux. Les parfums et les assainisseurs d’air émettent des COV qui sont acceptables pour certains, mais qui peuvent aussi nuire à la santé d’autres personnes.

De façon générale, l’odeur du « neuf » des voitures et des maisons qui rappelle le sentiment d’un nouveau départ est l’odeur des COV. Dans une maison neuve, les émissions de COV proviennent de centaines de produits, et le modèle des émissions est compliqué par le fait que certains matériaux comme les murs de gypse peuvent absorber les COV et les émettre plus tard au fur et à mesure que le niveau général des COV dans la maison décroît.

Même si les émissions des COV sont un enjeu de plus en plus important depuis ces quinze dernières années, elles ne sont mesurées qu’en partie par million et ce n’est que récemment que l’on a instauré des procédures d’essai complet de sorte que le contrôle des COV soit basé sur la science et non sur l’intuition.

L’élaboration d’essais et les essais effectués sur les produits par le Conseil national de recherches du Canada montrent que les émissions provenant de matières humides comme de la peinture et des matériaux d’étanchéité sont dix fois plus élevées que les matières sèches comme les produits du bois et les carreaux de plafond. Par contre, les matières humides ont tendance à en émettre que pour une courte période de temps. Les autres produits connus pour leur émission de COV incluent les produits du bois, le béton coffré, les tapis et d’autres revêtements de planchers et le rembourrage. Au fur et à mesure que la gamme de produits testés s’agrandit, on prévoit que bien d’autres produits se révéleront être des sources de COV. Par exemple, les huiles de lubrification employées dans le façonnage des goujons en tôle peuvent faire en sorte que les matériaux de charpente soient des sources de COV.

Quelques essais ont été effectués sur le contreplaqué, l’OSB, les panneaux de particules et les produits du bois massif. La résine naturelle provenant des produits du bois est nul doute des sources de COV. Par contre, les taux d’émissions étaient relativement bas par rapport aux autres produits domestiques et d’aménagements. Plus d’essais sont nécessaires pour rendre les résultats statistiquement valides, pour faire la corrélation entre la teneur en humidité et les émissions et pour déterminer l’efficacité des barrières d’humidité en séparant les produits du bois structuraux de l’environnement intérieur occupé.

Les recherches ont mis à l’essai les matériaux de façon individuelle. Mais des recherches plus poussées sont nécessaires pour déterminer le comportement des matériaux en assemblage et l’efficacité avec laquelle les barrières de vapeur éloignent les COV provenant des matériaux de structure des aires de vie.

Tandis que des personnes hypersensibles n’ont pas besoin de prendre aucune précaution, le public en général n’a besoin de tenir compte que de certaines règles de base.

 

  • Pendant la construction, mettre en pratique un bon entretien ménager. Utiliser des toiles de protection pour empêcher le revêtement de plancher d’absorber la peinture, le matériau d’étanchéité et le déversement de vernis solide.
  • Une fois la construction terminée, faire ventiler la maison, deux semaines, si possible, avant d’emménager pour laisser assez de temps pour que le niveau de COV baisse.
  • Pendant la première année d’occupation, faire ventiler à un taux plus élevé qu’à l’habitude, même si cela entraîne des coûts plus élevés de chauffage ou de climatisation. Cela fera aérer les COV emmagasinés
  • Pendant les rénovations, comme la remise à neuf du plancher de bois franc, planifier quitter les lieux pendant les travaux et prévoir trois jours de bonne ventilation après les travaux avant le retour.
  • Pour la décoration intérieure, sélectionner des peintures et des vernis à faible émission et augmenter la ventilation pendant le temps de séchage.