Le ciment à solvant CPVC (appelé à tort colle CPVC) nécessite peu de temps pour prendre, mais les temps de durcissement varient de simples minutes à des jours selon le climat et la taille du tuyau
Les tuyaux fabriqués en CPVC, ou chlorure de polyvinyle chloré, sont devenus un choix populaire dans les systèmes d’extincteurs automatiques résidentiels ainsi que dans d’autres environnements à risque léger. Les faibles coûts, la résistance à la corrosion et une conception résistante à la chaleur ont permis au CPVC de passer d’un choix privilégié pour la plomberie d’eau chaude à un pilier de la protection contre l’incendie pour les maisons, les appartements et autres espaces de vie. Mais pour les installateurs, le CPVC pose un grand défi : tous les tuyaux en CPVC ne sont pas constitués des mêmes composés chimiques. Par conséquent, les entrepreneurs doivent choisir leur méthode d’assemblage – colle à solvant CPVC – conformément aux directives des fabricants.
Dans cet article, nous expliquons la composition chimique du CPVC et fournissons quelques directives importantes aux installateurs qui choisissent des colles CPVC. Nous fournissons ensuite une liste des temps de séchage – temps de prise et de durcissement – pour les soi-disant » colles » utilisées avec les principales marques de CPVC comme BlazeMaster®, FlameGuard® et ThermaFit Industries.
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La colle à solvant pour CPVC, ou « colle CPVC », forme un lien chimique entre les tuyaux et les raccords
Ce que les entrepreneurs et les détaillants appellent souvent « colle » CPVC n’est pas du tout de la colle. La colle colle les matériaux ensemble de manière intacte. Les tuyaux ou les raccords joints de cette façon ne se connectent qu’au matériau adhésif – et non les uns aux autres directement. En général, ces substances sont constituées de produits chimiques qui ne ressemblent pas du tout aux pièces qu’elles maintiennent ensemble. Ces différences de composition chimique signifient que les joints collés peuvent échouer lorsqu’ils sont confrontés à des contraintes que les tuyaux eux-mêmes peuvent supporter.
Contrairement à la colle, la colle à solvant CPVC fonctionne comme une soudure chimique. Les molécules des tuyaux et des raccords joints avec ces composés s’unissent pour créer une seule pièce en plastique. Au départ, les solvants de cette colle décomposent la membrane extérieure des tuyaux et des raccords, les préparant à se combiner chimiquement. Au fur et à mesure que le processus se poursuit, le CPVC contenu dans l’adhésif – ou résine CPVC – remplit les espaces vides. Les stabilisateurs et les charges augmentent la résistance, la durabilité et l’apparence de la soudure. Le résultat : une seule pièce de thermoplastique avec les dimensions et la forme exactes nécessaires.
Ce avant-après d’une soudure au solvant – appliquée au plastique automobile – montre comment le processus forme une seule pièce à partir de pièces séparées. Source : Hemmings Daily
Les listes et la documentation sur les produits précisent les choix acceptables pour le ciment CPVC
Il n’y a pas de ciment solvant CPVC universel. La « colle » qui maintient les raccords ensemble est constituée de liaisons chimiques entre les molécules de CPVC. Mais les pièces en CPVC de différentes marques varient au niveau moléculaire, ce qui a un impact sur les performances et la résistance chimique. À ce titre, il appartient aux fabricants de déterminer quelles colles fonctionnent avec leurs produits en CPVC – en particulier lorsque ces produits font partie d’un système d’extincteurs automatiques à eau.
Plusieurs États et villes des États-Unis ont des règles concernant le CPVC. États et villes américains ont des règles pour les tuyaux en CPVC basées sur les codes de la National Fire Protection Association (NFPA), notamment :
- NFPA 13 : Norme pour l’installation de systèmes de gicleurs
- NFPA 13D : Norme pour l’installation de systèmes de gicleurs dans les habitations d’une ou deux familles et les maisons préfabriquées
- NFPA 13R : Standard for the Installation of Sprinkler Systems in Low-Rise Residential Occupancies
Ces trois normes autorisent l’utilisation de tuyaux en CPVC dans un système de gicleurs d’incendie uniquement en conformité avec les listes du produit (une forme d’évaluation, de test et de certification du produit) et les instructions du fabricant.
Dans l’édition 2016 de la norme NFPA 13R
5.2 Tuyauterie et équipement hors sol.
5.2.3.1.1 Les tuyaux non métalliques répertoriés doivent être installés conformément aux limites de leur liste, y compris les instructions d’installation.
Une disposition presque identique se trouve dans l’édition 2019 de la NFPA 13 (section 7.4.3) et dans l’édition 2016 de la NFPA 13D (5.2.3.1). Ces listes et instructions d’installation spécifient le choix du ciment CPVC, limitant les choix des entrepreneurs à l’une d’une poignée d’options. Prenez, par exemple, ces directives de ThermaFit Industries (TFI), un fabricant californien de tuyaux et de raccords en CPVC :
Les raccords ThermaFit en CPVC sont destinés à être assemblés à l’aide d’une colle à solvant en une étape fabriquée par IPS Corporation identifiée sous les noms de Victaulic FireLock 899, IPEX BM-5, TYCO TFP-500, Central CSC-500, Spears FS-5 et Nibco FP-1000.
Les colles à solvant – comme cette pinte de ThermaFit Industries – sont explicitement listées comme compatibles dans les instructions d’installation des fabricants de CPVC.
Le temps que met la colle CPVC à prendre ou à durcir dépend du climat, de la taille du tuyau et d’autres facteurs
Un joint formé avec de la colle CPVC sèche de deux façons : il prend (à ce moment-là, le joint peut être manipulé ou placé sous une contrainte limitée) et il durcit (il colle suffisamment pour être utilisé). Les trois plus grands facteurs de ces temps de séchage pour le ciment CPVC sont :
- La taille du tuyau, du té, du coude, du raccord, ou autres pièces assemblées
- Température ambiante
- Humidité
- Pressions d’essai
Les temps de durcissement et de séchage de la « colle CPVC » augmentent avec la taille du tuyau
Les petits tuyaux et raccords peuvent fusionner plus rapidement et à des températures plus basses que leurs homologues plus grands. À la pression d’essai la plus basse décrite dans la documentation de ThermaFit – 100 livres par pouce carré (PSI) – un tuyau de 3/4 de pouce durcit en aussi peu que 15 minutes, tandis qu’un tuyau de 2 1/2 pouces peut prendre 32 fois plus de temps (8 heures).
Des températures particulièrement élevées ou basses peuvent rendre le collage impraticable ou impossible
Les joints en CPVC prennent et durcissent rapidement à des températures comprises entre 60 et 120 degrés Fahrenheit. Un tuyau de 1 pouce peut prendre en aussi peu que 15 minutes à 60 degrés, mais prendra 30 minutes à des températures plus basses. À des températures inférieures à 40 degrés, un tuyau de 3/4 po peut prendre jusqu’à deux jours pour durcir complètement. En bref, lorsque les températures baissent, les temps de durcissement augmentent (et de façon spectaculaire pour les tuyaux de plus de 1 pouce). En fait, les directives de ThermaFit indiquent que les tailles de 2″, 2 1/2″ et 3″ ne peuvent jamais être séchées à des températures inférieures à 40 degrés.
Les raccords plus grands, comme cet adaptateur 2 1/2″ CPVC slip x grooved, ne peuvent jamais sécher à des températures inférieures à 40 degrés Fahrenheit.
Cependant, les températures élevées – même celles entre 60 et 120 degrés – peuvent être une source de problèmes pour les installateurs. Lorsque les températures dépassent 90 degrés en plein soleil, le ciment solvant peut devenir trop fin pour être travaillé ou sécher trop rapidement. Au mieux, l’excès de ciment sera gaspillé en tombant de l’applicateur et, au pire, il peut s’écouler des tuyaux et des raccords, laissant trop peu sur le tuyau.
L’humidité augmente considérablement les temps de durcissement
Bien que ce soit rarement spécifié, les environnements très humides peuvent empêcher le solvant du ciment CPVC de s’évaporer – ce qui empêche la soudure chimique de se former. Dans les environnements humides, les temps de durcissement peuvent croître de 50 %.
Les pressions d’essai prévues peuvent faire la différence entre des heures et des jours de séchage
Les entrepreneurs effectuent des tests d’acceptation lorsque les systèmes de gicleurs d’incendie sont installés pour la première fois. Au cours de ces tests, des pompes forcent l’eau sous pression dans le système de tuyauterie pour s’assurer que les tuyaux sont suffisamment étanches. La pression appliquée varie en fonction de la pression de service du système, définie comme la pression maximale prévue pour le système dans des circonstances normales (NFPA 13, section 3.3.216).
A mesure que les pressions d’essai requises augmentent, les temps de séchage augmentent. À 100 PSI et à des températures inférieures à 40 degrés Fahrenheit, un tuyau en CPVC de 1 1/4 po peut sécher en 2 heures. À 200 PSI, ce chiffre devient 120 heures, et à 225 PSI, le durcissement prend 10 jours.
Les tuyaux et raccords en CPVC fabriqués par FlameGuard, BlazeMaster et ThermaFit Industries ont des temps de durcissement et des choix de ciment CPVC presque identiques
Il existe des différences entre les produits CPVC de marque – en termes de résistance à long terme, de durabilité à haute température et de composition – mais, pour la plupart, le durcissement n’en fait pas partie. Les documents de Viking Plastics, Spears Manufacturing et ThermaFit Industries (TFI) fournissent des listes similaires de ciments compatibles et de temps de durcissement avant test. Ces temps sont compilés dans le tableau ci-dessous, ainsi que les temps de séchage ou de » prise » recommandés par les fabricants et les ciments répertoriés.
BlazeMaster (Viking Plastics) CPVC
Les ciments solvantés pour CPVC compatibles avec BlazeMaster de Viking comprennent :
- Spears FS-5 One-Step Low VOC Solvent Cement
- NIBCO FP-1000 One-Step Cement
- IPEX BM5 One-Step Cement
- Hershey HVC-500 Cement
- Victaulic Style #899 FireLock One-Step Solvent Cement
- Tyco TFP-500 One-Step Solvent Cement
Combien de temps la « colle » CPVC met à prendre : 1-5 minutes
FlameGuard (Spears Manufacturing) CPVC
Les colles à solvant CPVC compatibles avec Spears comprennent :
- Spears FS-5 One-Step Low VOC Solvent Cement
- IPEX BM5 One-Step Cement
- Central Sprinkler CSC-500 Cement
- Tyco TFP-500 One-Step Solvent Cement
Temps de séchage initial (temps de prise) pour la « colle » CPVC : Au moins 5 minutes
ThermaFit Industries (TFI) CPVC
Les colles à solvant CPVC compatibles avechermaFit comprennent :
- Ciment en une étape pour gicleurs d’incendie de TFI
- Ciment à solvant en une étape à faible teneur en COV de Spears FS-5
- Ciment en une étape de NIBCO FP-1000
- Ciment en une étape d’IPEX BM5
- Ciment en une étape pour gicleurs centraux CSC-.500
- Victaulic Style #899 FireLock One-Step Solvent Cement
- NIBCO FP-1000 One-Step Cement
Temps requis pour que la « colle » CPVC prenne/sèche : Au moins 5 minutes
Temps de durcissement pour certains produits ThermaFit Industries, FlameGuard, et BlazeMaster |
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| Pression d’essai (max) | Dimension nominale du tuyau (métrique) | Température ambiante | |||||||||||||
| 60F à 120F (16C à 49C) | 40F à moins de 60F (4.4C à <16C) | 0F à moins de 40F (-17.8C à <4.4C) | |||||||||||||
| 225 PSI / 15.5 BAR | 3/4″ (DN20) | 1 heure | 4 heures | 2 jours | |||||||||||
| 1″ (DN25) | 1 1/2 heures | 4 heures | 2 jours | ||||||||||||
| 1 1/4″ & 1 1/2″ (DN32 & DN40) | 3 heures | 1 1/3 jours (32 heures) | 10 jours | ||||||||||||
| 2″ (DN50) | 8 heures | 2 jours | Augmentation de la température pour durcir | ||||||||||||
| 2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | 1 jour | 4 jours | Augmentation de la température pour durcir | ||||||||||||
| 200 PSI / 13.8 BAR | 3/4″ (DN20) | 45 minutes | 1 1/2 heure | 1 jour | |||||||||||
| 1″ (DN25) | 45 minutes | 1 heure | 4 jours | 4 jours | . minutes | 1 heure 1/2 | 1 jour | ||||||||
| 1 1/4″ & 1 1/2″ (DN32 & DN40) | 1 heure 1/2 | 16 heures | 5 jours | ||||||||||||
| 2″ (DN50) | 6 heures | 1 1/2 jours | Augmentation de la température pour durcir | ||||||||||||
| 2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | 8 heures | 3 jours | Augmentation de la température de polymérisation | ||||||||||||
| 100 PSI / 6.9 BAR | 3/4″ (DN20) | 15 minutes | 15 minutes | 30 minutes | |||||||||||
| 1″ (DN25) | 15 minutes | 30 minutes | 30 minutes | ||||||||||||
| 1 1/4″ (DN32) | 15 minutes | 30 minutes | 2 heures | ||||||||||||
| *1 1/2″ (DN40) | *1 1/2 heures | *16 heures | *120 heures | ||||||||||||
| *2″ (DN50) | *6 heures | *1 1/2 jours | *Augmentation de la température pour durcir | ||||||||||||
| *2 1/2″ &. 3″ (DN65 & DN80) | *8 heures | *3 jours | *Augmentation de la température pour le durcissement | ||||||||||||
| Produits en CPVC BlazeMaster de Viking et en CPVC FlameGuard de Spears à 1 1/2″, 2″, 2 1/2″ et 3″ ne peuvent pas être testés à 100 PSI. Au lieu de cela, il faut tester à 200 PSI ou 225 PSI. | |||||||||||||||
Bien qu’il ne sèche pas toujours rapidement, le ciment à solvant CPVC rend la formation des joints simple
Depuis les années 1980, la présence du CPVC dans les systèmes à base d’eau a rapidement augmenté, déplaçant les tuyaux métalliques dans la plomberie et les systèmes de protection incendie résidentiels de la même manière. La facilité d’installation est l’une des forces motrices de cette croissance – et le ciment CPVC joue un rôle important pour rendre ce processus facile. Bien que le processus de durcissement puisse être lent dans certaines situations, l’assemblage de deux tuyaux de cette manière crée un lien durable avec peu d’outils et peu de temps d’installation.
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BlazeMaster® et FlameGuard® sont des marques de commerce de la Lubrizol Advanced Materials, Inc. et Spears Manufacturing Co. respectivement.