Les différents types de renforcement du Béton Projeté. S. Mathieu, C. Larive

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1 Les différents types de renforcement du Béton Projeté S. Mathieu, C. Larive

2 Pourquoi le renforcer? Car c est du béton! Avec les effets des retraits: - plastique (avant prise donc quasi immédiat) - hydraulique (après prise) Car il est souvent utilisédans des milieux confinés donc fortement sollicités en cas d incendie. Car en réparation il doit enrober des armatures restaurées ou additionnelles. Car en travaux neufs il est projetésur des surfaces à conforter donc pouvant induire des contraintes généralement de flexion. 2

3 Renforcement vis-à-vis du retrait Le retrait plastique : tout en ayant pris les précautions qui s imposent (mouiller le support, E/C maitrisé, cure et courants d air limités!) les fibres micro synthétiques dosées de 600 à900 g/m3 améliorent le comportement du béton projeté vis-àvis des effets du retrait avant prise. Le retrait de dessiccation: ses effets sont souvent couverts par le renforcement mis en place pour des raisons de sollicitations mécaniques. 3

4 Renforcement vis-à-vis du feu L ajout d environ 2 kilogrammes de fibres micro synthétiques par m3 de béton limite généralement fortement l écaillage dû au feu. Cela s applique également au béton projeté! En disparaissant àfaible température, les fibres créent une multitude de microcavités servant de chambres de décompression pour la vapeur d eau libérée dans le béton. L écaillage est fortement limité voir même supprimé. Exemple: béton projetéavec un dosage de 2 kg/m3 de fibres polypropylène monofilamentde 32 µm 4

5 Béton non renforcé: écaillage 5

6 Béton écaillé: détail 6

7 Béton renforcéà2kg/m 3 : pas d écaillage 7

8 Réparation d ouvrage structurel Le béton projetéassure l enrobage d armatures précontrainte ou non dans le cadre de réparation ou de renforcement d élément d un ouvrage. Il assure également la continuité avec le béton en place. Exemple: Ceinture en béton projetéarméet précontraint du viaduc de Terenez Projection en forte épaisseur (50 cm) 8

9 Création d un chanfrein à45 pour permettre l évacuation des rebonds 9

10 Si le ferraillage est trop dense, nécessité d un souffleur Pour limiter la densité des aciers, l utilisation mixte d armatures principales et de fibres métalliques pourrait être envisagée. 10

11 Renforcement en travaux neufs: tunnel-talutage-bassin-etc A l origine le renforcement des éléments en béton projetéest réalisépar des treillis métalliques, simple ou double nappe (en tunnel, soutènement immédiat par BP et boulonnage, recommandation AFTES n ) Préparer la surface Fixer le TS àla paroi Projeter en comblant tous les vides. 11

12 Renforcement en travaux neufs : le béton de fibres métalliques Les avantages d exploitation du BPRFM principalement en soutènement provisoire d ouvragessouterrains ont amenéàse poser la question : «comment valider le BPRFM vis-à-visdu BP arméde TS?» 12

13 L essai de poinçonnement flexion Dalle 60 x 60 x 10 cm 3 reposant sur un cadre de 50 x 50 cm². Piston de 10 x 10 cm² piloté à vitesse constante. Enregistrement de l effort de poinçonnement jusqu à une flèche de 30 mm. Intégration de la courbe pour obtenir l énergie en Joule jusqu à 25 mm de flèche. 13

14 Comparaison entre Béton Projeté Arméet BPRFM TS 150 x X 5 (suisse 1994) Énergie à 3 mm = 213 J Énergie à 25 mm = 782 J Béton de fibres métalliques 50 kg/m3 Énergie à 3 mm = 226 J Énergie à 25 mm = 404 J 14

15 Recommandations AFTES n 126 de 1994 La première valeur de comparaison d énergie est de 500 Joules pour un TS 100 x 100-3,5 x 3,5. Les valeurs courantes actuelles (e.g. A89) sont de : Moyenne des essais à 700 Joules Aucune valeur inférieure à 600 Joules. Dans certains cas il est demandé800, 1000 et même 1200 Joules. 15

16 Les Bétons Projetés renforcés de fibres métalliques, synthétiques et autres.. Les fibres métalliques : Après de nombreux essais dans les années 80 il s avère que les fibres métalliques en fil tréfilé donnent les meilleurs résultats. Les plus courantes sont à crochets, d autres ont les bouts aplatis. + augmente la charge de 1 ère fissuration+ stable dans le temps et en T C+ pas de problème de corrosion. - Agressivité mécanique 16

17 Les Bétons Projetés renforcés de fibres métalliques, synthétiques et autres.. Les fibres macro-synthétiques : Arrivéesil y a quelques années sur le marché, ces fibres présententdes avantages intéressants : -pas de corrosion même en surface. -pas d agressivitévis-à-vis de l homme et des étanchéités! -résistance en traction et flexion pouvant être très honorables Par contre le fluage a priori nettement plus élevésemblecompromettre leur utilisation en renforcement de structures armées. 17

18 Exemples de résultats d essai de plaque (même campagne d essais) Fibres métalliques 30 kg/m 3 Effort maxi 69,74 knà4 mm Énergie maxi de 1249 Joules et effort maxi de 28,5 knà25 mm Essai à17 jours sur plaque cm 18

19 Exemples de résultats d essai de plaque (même campagne d essais) Fibres macro-synthétique 5 kg/m3 Effort maxi knà0.1 mm Énergie maxi de 505 Joules et effort maxi de 12 knà25 mm Essai à17 jours sur plaque cm 19

20 Exemples de résultats d essai de plaque (même campagne d essais) Fibres macro-synthétiques 7 kg/m3 Effort maxi knà16.5 mm. 1 ère fissuration à30 kn(1.25 mm) Énergie maxi de 845 Joules et effort maxi de 34.6 knà25 mm Essai à14 jours sur plaque cm 20

21 Exemples de résultats d essai de plaque (même campagne d essais) Autres types de fibres??? Toutes ne sont pas efficaces Effort maxi 35,81kNà0.5 mm. Énergie maxi de 130 Joules et effort maxi de 2.5 knà25 mm Essai à14 jours sur plaque cm 21

22 Synthèse sur les renforcements Pas de consensus àce jour, travail en cours à l ASQUAPRO 22

23 Quelques questions?

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