CHAPITRE 3 : LE BETON FRAIS
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1. 2 et meilleure option ajouter un adjuvant Le rapport E C ne change pas l ouvrabilit montera d une classe de S2 S3 par l ajout d un plastifiant de 2 classes de S2 S4 par l ajout d un superplastifiant 3_le_b ton_ frais l gendes p 47 La s gr gation peut tre entra n e par une mauvaise composition du b ton par ex trop d eau de g chage un transport inad quat par ex transporter un b ton plastique en camion benne sur une longue distance ou encore une mise en uvre inad quate par ex pompage d un b ton non pr vu cet effet La s gr gation n affecte pas seulement la structure du mat riau retrait fissures mais galement son aspect p 48 La courbe granulom trique ne doit pas pr senter de discontinuit s lacunes entre les diff rentes fractions Plus le Dmax diminue plus le besoin en fines cro t pour un Dmax descendant de 30 10 mm la teneur minimum en fines grimpe de 350 500 kg m NB fines ciment cendres volantes fillers Les entra neurs d air et les r tenteurs d eau sont des exemples d adjuvants utilis s pour am liorer la stabilit du m lange frais p 49 Le b ton est un mat riau qui m rit au fil du temps et en fonction de la temp rature Il a t convenu de prendre comme valeur rep re la r sistance la compression 28 jours mesur e sur des chantillons conserv s 20 C et au moins 90 d humidit relative H R La2. g chage du m lange frais ce qui compromettrait l hydratation du ciment dans la zone de contact p 32 Une paroi en b ton ordinaire n est pas b tonn e partir d un seul point fixe mais en couches successives Le b ton peut galement tre d vers des intervalles de distance r duits de 1 1 5 m p 33 Un b ton fra chement coul n est jamais compact et doit tre serr Exception le b ton auto pla ant p 34 Mat riel de compactage utilis dans la construction des routes et pour les sols industriels Les poutres vibrantes les plaques vibrantes et les h licopt res sont des vibrateurs de surface Leur efficacit en profondeur est limit e Ils sont utilis s pour compacter des couches de 10 15 cm d paisseur Les m langes secs par exemple pour des fondations sont serr s par cylindrage et vibration Un slipform paver ou machine coffrages glissants combine plusieurs techniques de compactage aiguilles vibrantes poutre vibrante p 35 Aiguille vibrante principe du fonctionnement et mode d emploi L aiguille est enfonc e rapidement jusqu la profondeur exacte puis retir e lentement Les zones vibr es doivent se recouvrir tant horizontalement que verticalement p 36 Aiguille vibrante comment ne pas l utiliser 3_le_b ton_frais l gendes p 37 Techniques de serrage dans le secteur du b ton pr fabriqu colonnes poutres vibrateurs hautes fr que
3. b ton sont toutefois tr s strictes P 7 Exemples de coffrages glissants progressant horizontalement Derri re la machine coffrages glissants le slipform paver se trouve le super smoother Il s agit d une poutre lisseuse qui se d place transversalement suivant un mouvement r gulier de va et vient p 8 Exemples de coffrages utilis s dans la pr fabrication Le b ton pour pav s blocs de ma onnerie carreaux etc est d une consistance tr s s che D s lors ces produits peuvent tre d moul s imm diatement Par contre les dalles panneaux poutres colonnes sont d coffr s au moment o le b ton a suffisamment durci Les moules qui doivent tre r utilis s plusieurs reprises sont fabriqu s en acier Les coffrages pour l ments en b ton architectonique sont r alis s en bois avec la m me pr cision que pour la fabrication de meubles P 9 Ces erreurs fr quentes peuvent tre vit es ais ment p 10 Ces d fauts peuvent aussi tre vit s facilement p 11 La rigidit du coffrage et l tanch it des angles et des joints sont des crit res d autant plus importants que le b ton est fluide pression lat rale plus forte dans la partie inf rieure du coffrage p 12 Les trous de tirants dans le b ton durci permettent de serrer le coffrage de la couche suivante et d viter ainsi des fuites figure du haut Les joints de reprise se d tacheront probablement s
4. CHAPITRE 3 LE BETON FRAIS P 3 Les surfaces lisses sont le plus souvent r alis es au moyen de panneaux de coffrage en multiplex bak lis ou recouvert d une couche en mati re synth tique ou de coffrages en acier Le dessin des nervures des planches de bois brut constitue une texture classique Tout relief dessin ou motif peut cependant tre reproduit en caoutchouc silicone Cette doublure flexible sert de peau dans le coffrage P 4 Les coffrages traditionnels en voliges sont de plus en plus souvent remplac s par des syst mes de coffrages Ceux ci sont r glables et moins d formables ils demandent moins de main d uvre et d tan onnage ils entra nent moins de d chets et peuvent tre r utilis s P 5 Les coffrages perdus restent incorpor s dans la construction apr s le durcissement du b ton Les l ments en b ton pr fabriqu sont les coffrages perdus les plus utilis s Les formes en mati re synth tique servent d isolation thermique et ou rendent la construction plus l g re P 6 Principe d un coffrage glissant vertical Pendant le coulage du b ton les parois du coffrage montent lentement dans un mouvement continu Il n y a donc pas de joints de reprise contrairement au coffrage grimpant o le b ton est mis en uvre en tapes Dans le cas d un coffrage glissant la vitesse de b tonnage peut atteindre 6 m par 24 h Les exigences en termes de rythme d approvisionnement et d ouvrabilit du
5. cm d paisseur une temp rature du b ton de 10 C un talement slump de 75 mm c d une classe de consistance S2 et une vitesse d ascension de 1 5 m par heure La pression dont il faudra tenir compte est la plus petite des 3 valeurs suivantes voir figure 65 kN m en partant du couple temp rature talement 10 C 75 mm 50 kN m sur base de l paisseur du mur 30 cm la pression hydrostatique maximale c d h x 24 KN m 2 p 19 Le principe de base du b ton arm le b ton est capable de reprendre des contraintes de compression lev es mais il a besoin d une armature pour r sister des contraintes de traction Les barres sont ligatur es ou soud es pour former un ensemble rigide treillis cage Ainsi l armature peut tre positionn e correctement dans le coffrage p 20 Lors du transport et du montage les l ments de plancher pr contraints doivent tre soulev s correctement pour viter qu ils ne se cassent p 21 Les fibres d acier sont soit d vers es de fa on r guli re sur la bande transporteuse soit projet es dans le malaxeur ou dans le camion mixer au moyen d un vibro jecteur Elles augmentent la ductilit du b ton l tat durci et r duisent ainsi l ouverture des fissures Sur des sols industriels l application d une couche de finition topping peut tre envisag e pour viter des taches de rouille p 22 Les fibres en mati re synth tique limiten
6. n d abord le sable le ciment et l eau et ensuite les gros granulats Le temps de malaxage varie chaque fois la vitesse de rotation des pales et ou de la cuve doit tre r gl e P 27 La norme impose les exigences suivantes pour le transport du b ton par la route dur e entre l ajout d eau et le d versement du b ton max 100 minutes temp rature du b ton max 30 C Camion mixer au moment de l arriv e sur chantier il est possible d injecter des fibres et ou un superplastifiant dans la cuve NB La vitesse de rotation sera augment e pendant cette op ration Camion benne uniquement pour des m langes relativement secs Par temps sec ou en cas de risque de pluie la benne sera couverte d une b che P 28 Une granulom trie continue et une teneur suffisante en mati res fines ciment particules fines sable 0 08 0 25 emp chent la s gr gation et diminuent le frottement graissage P 29 Les gros granulats et le mortier n ont pas la m me inertie et se comporteront donc diff remment au moment de l impact contre les parois du coffrage ou du d versement sur un plan inclin par exemple p 30 Limitation de la hauteur de chute libre lors du d versement p 31 Afin d assurer l adh rence du b ton la couche d j durcie la surface sera d abord rendue rugueuse ensuite nettoy e et enfin humidifi e L humidification emp che que la couche durcie n absorbe une partie de l eau de
7. nces faible amplitude grands panneaux tables vibrantes basses fr quences amplitude d environ 1 mm blocs carreaux compression et vibration simultan es uniquement pour des m langes tr s secs p 38 Techniques de serrage dans le secteur du b ton pr fabriqu tuyaux laminage axe horizontal ou vertical poteaux pyl nes centrifugation l ments de plancher alv ol s extrusion p 39 L eau peut quitter le b ton fra chement coul ou au d but du durcissement par succion du coffrage poreux mais surtout par vaporation jusqu 2 litres par m et par heure en cas de vent sec et d ensoleillement direct Le retrait plastique du b ton est comparable celui d une argile se dess chant p 40 Ces mesures de pr caution doivent emp cher le coffrage ou le sous sol d absorber l eau de g chage p 41 Figure en haut gauche il est en outre conseill de couvrir le coffrage Un curing compound forme un film plus ou moins tanche la vapeur d eau La teinte claire pigmentation blanche du produit refl te les rayons solaires et permet de visualiser quelles zones n ont pas encore t trait es p 42 En pratique une protection de 2 jours m me dans des conditions favorables devient monnaie courante Le moyen de protection utilis importe peu p 43 B ton frais en fonction de l intensit du gel l eau de g chage g lera jusqu une certaine profondeur L hyd
8. norme NBN B15 002 indique une m thode pour estimer par type de ciment la r sistance la compression un autre ge coefficient Bec et une autre temp rature du b ton facteur de correction Dans l exemple l ge adapt a t calcul pour un ciment CEM I 42 5 R et apr s 3 p riodes de temp ratures moyennes diff rentes 16 jours de 8 C suivis de 7 jours de 20 C et enfin 5 jours de 25 C L ge r el est de 28 jours l ge adapt seulement de 22 jours p 50 En acc l rant la prise du ciment la r sistance la d formation et des sollicitations mena antes du b ton est d j mieux d velopp e un stade initial L hydratation du ciment d gage de la chaleur Celle ci active son tour le processus d hydratation Pour acc l rer la prise du ciment le b ton sera donc chauff de mani re contr l e ou prot g contre le refroidissement p 51 B tons durables la protection au jeune ge est essentielle 3_le_b ton_frais l gendes
9. ratation du ciment est interrompue Le b ton sera perdu B ton jeune la r sistance d velopp e est trop faible pour que le b ton puisse reprendre les contraintes de traction provoqu es par la diff rence de temp rature entre la surface et l int rieur La surface s caillera ph nom ne de scaling p 44 Durant les 3 jours suivant le b tonnage la temp rature de la surface expos e ne doit pas descendre en dessous de 5 C L hydratation du ciment d gage de la chaleur Mais celle ci ne suffit pas toujours Exceptionnellement outre les mesures reprises dans la figure ci dessus il peut s av rer n cessaire de pr chauffer l eau de g chage et ventuellement les granulats p 45 L ouvrabilit est un ph nom ne volutif dans le temps qui prend fin au moment de la prise du ciment ligne noire Cette volution est fonction de la temp rature du m lange et du type de ciment les deux tant interactifs L utilisation d adjuvants permet de modifier sensiblement le processus acc l rateurs retardateurs plastifiants et superplastifiants p 46 Soit une teneur en ciment de 300 kg m et une classe de consistance S2 Comment augmenter l ouvrabilit 1 option ajouter 30 litres d eau L ouvrabilit passe de S2 S3 Le rapport E C augmente toutefois de 0 1 d o une chute de r sistance de 10 N mm Pour maintenir le rapport E C il faut ajouter 50 kg de ciment et en m me temps r duire la teneur en sable
10. t la formation de fissures dues au retrait plastique et ont donc indirectement un effet favorable sur la durabilit du b ton durci P 23 La norme NBN B15 002 indique l enrobage minimum en fonction de la classe d exposition Ecarteur enrobage minimum tol rance Les tol rances sont plus faibles dans le cas d un b ton pr fabriqu entre 0 et 5 mm NB Il existe galement des r glettes pour assurer un enrobage continu p 24 Enrobage insuffisant souvent le point n vralgique P 25 Dans un malaxeur agitateur fig en haut gauche les pales se trouvent sur un axe vertical Certains types disposent d une cuve rotative Les malaxeurs auge en haut droite ont une cuve double fixe et deux axes horizontaux pourvus de pales La capacit des malaxeurs agitateurs ou auge est limit e mais le malaxage m me de m langes relativement secs est tr s intense Remplissage et vidange se font par des trappes Dans un malaxeur tambour les pales sont fix es la cuve Le malaxage se fait par gravit le vidange par basculement du tambour et ou inversion du sens de la rotation La capacit de ce type de malaxeur est grande Il est surtout utilis pour des b tons consistance plastique ou fluide 3_le_b ton_frais l gendes p 26 En fonction du type de malaxeur et du type de b ton diff rents ordres d introduction sont possibles Par exemple d abord les mat riaux secs ensuite l eau Ou bie
11. ur la surface apr s le d coffrage du b ton Le concepteur peut viter ce d sordre en subdivisant la surface suivant un certain module Les joints de reprise peuvent tre dissimul s au moyen de faux joints figure du bas De telle fa on les ventuelles l g res diff rences de teintes entre coul es successives seront galement per ues comme moins d rangeantes p 13 Les produits de d coffrage emp chent que le b ton n adh re au coffrage Les barres d armature doivent rester exemptes de tout produit de d coffrage Les coffrages seront donc trait s avant la mise en place des armatures 3_le_b ton_ frais l gendes p 14 L humidification des voliges emp che que le coffrage n absorbe l eau de g chage de m me elle fait gonfler le bois avant le coulage ce qui r duit le risque de fuite de laitance et de d formation des voliges pendant le coulage p 15 Les coffrages traditionnels requi rent un tan onnage dense p 16 Depuis l apparition de b tons tr s fluides b tons auto pla ants ou self compacting concrete SCC ceci n est plus un cas th orique P 17 Les facteurs de r duction transformant la ligne droite th orique en une courbe ne sont valables que pour un b ton normal plus pr cis ment un b ton base de granulats et sable courants de ciment Portland mais sans adjuvant et non pas pour un b ton auto pla ant p 18 Soit un coffrage pour un mur de 30
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