Béton fibré à ultra-hautes performances

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1 Strength. Performance. Passion. Béton fibré à ultra-hautes performances Produit et applications Holcim (Suisse) SA

2 Table des matières 1 Matériau Introduction Technologie du matériau Propriétés du béton frais Propriétés du béton durci 5 2 Applications Domaines d applications Exemples d applications 9 3 BFUP Holcim données techniques et recommandations pratiques Béton fibré à ultra-hautes performances Holcim 707/ Consignes de mélange Mise en place et cure Caractéristiques du BFUP durci Consignes de sécurité Bilan écologique Support technique 18 2 Béton fibré à ultra-hautes performances

3 Matériau 1 Matériau 1.1 Introduction Durant ces dernières décennies, le béton armé s est imposé comme un matériau fiable, robuste, polyvalent et convenant à la plupart des applications pratiques. Grâce aux développements successifs dans le domaine de la technologie du béton, la gamme de produits s est continuellement étoffée pour répondre aux exigences les plus diverses des concepteurs et des entreprises de construction. Parallèlement à la résistance mécanique, d autres propriétés, telles que la durabilité considérée comme insuffisante pour certains ouvrages existants ont fait l objet d études approfondies, qui ont débouché sur la mise au point d un nouveau type de béton, dénommé béton fibré à ultra-hautes performances ou béton fibré ultra performant (BFUP). Ce nouveau béton haut de gamme permet d atteindre des résistances mécaniques particulièrement élevées (résistance à la compression, à la traction directe et à la flexion) ainsi qu une durabilité exceptionnelle, élargissant encore le domaine d utilisation du béton. Le BFUP se distingue du béton usuel ou du béton à haute résistance par sa formulation, en particulier le diamètre maximal du granulat et le rapport eau/ciment (e/c). La Résistance à la compression [N/mm 2 ] ,1 BFUP (2000) Fig. 1.1 Relation entre le rapport e/c et la résistance à la compression Béton à haute résistance (1990) fig. 1.1 illustre la relation entre le rapport e/c et la résis - tance à la compression tout en définissant les domaines des trois types de bétons cités. La fig. 1.2 reprend cette désignation et mentionne les références normatives. Béton (1950) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Rapport e/c [ ] Type de béton Propriétés mécaniques D max [mm] Rapport e/c Normes Béton Classe de résistance ,45 0,65 SN EN 206-1, jusqu à C50/60 SIA 262 Béton à haute Classe de résistance comprise ,30 0,40 SN EN 206-1, résistance entre C55/67 et C100/115 SIA 262 Béton fibré à Résistance à la compression < 1 0,15 0,25 SN EN , ultra-hautes > 150 N/mm 2, haute résistance Dimensionnement par analogie avec la performances et comportement écrouissant norme SIA 262 ou d autres publications (BFUP) en traction scientifiques reconnues Fig. 1.2 Classification des types de bétons avec leurs références normatives Béton fibré à ultra-hautes performances 3

4 Matériau 1.2 Technologie du matériau Le BFUP présente une très haute résistance à la traction, à la compression et une excellente durabilité. Ces pro - priétés exceptionnelles découlent directement des trois développements technologiques fondamentaux suivants: Optimisation du squelette granulaire La granularité est élargie dans les fractions très fines par l utilisation de fumée de silice, qui a pour effet de remplir de façon optimale les interstices du squelette granulaire. De plus, le remplacement des granulats grossiers par du sable de quartz conduit à une très grande compacité et une ex cellente homogénéité. La matrice ainsi obtenue présente une réduction drastique de la taille des défauts internes (fig. 1.3). Réduction du rapport e/c Comparativement à un béton usuel ou à un béton à haute résistance, le BFUP présente une quantité d eau de gâchage similaire et un dosage en ciment nettement supérieur. Il en résulte un rapport e/c beaucoup plus bas, donc une forte réduction de la porosité de la pâte de ciment durcie. La taille moyenne des pores est fortement réduite et ceux-ci ne sont plus interconnectés. De par le très faible rapport e/c, les grains de ci ment ne peuvent s hydrater complètement et agissent, dans la matrice, comme un filler de haute qualité. Ceci confère au béton un excellent potentiel d auto-cicatrisation. La consistance du béton frais est garantie par l utilisation de fluidifiants de nouvelle génération. Fig. 1.3 Composants d un BFUP: fumée de silice, ciment et sable de quartz Addition de fibres métalliques ou synthétiques Un haut dosage en fibres métalliques (2 à 6% en volume) confère à la 4 Béton fibré à ultra-hautes performances

5 Matériau Fig. 1.4 Comparaison du volume de fibres dans un BFUP (3%), à gauche, et dans un béton fibré (0,5%), à droite matrice cimentaire très résistante une excellente ductili- d ancrage. En plus de ses propriétés mécaniques, le BFUP té (capacité de déformation sans rupture brutale) ainsi présente une très haute résistance à la carbonatation, qu une certaine résistance post-fissuration. La répartition aux attaques acides, aux attaques sulfates et au gel en homogène des fibres permet d armer efficacement toute présence de sels, ce qui garantit une excellente protec- la section de l élément, jusqu à sa surface (fig. 1.4). L effi- tion des fibres et des armatures éventuelles, même en cacité du fibrage dépend du dosage, du matériau, de la cas de faible enrobage. géométrie et de l orientation des fibres. Compression Lors d un essai de compression, le BFUP se comporte pra- 1.3 Propriétés du béton frais tiquement de façon linéaire jusqu à la contrainte maximale. Les fibres métalliques permettent ensuite d éviter Le BFUP est un matériau à base de liant hydraulique, qui une rupture fragile (fig. 1.5). durci à température ambiante lorsque qu il est mélangé à l eau de gâchage. Il ne nécessite aucune vibration lors la fois des applications en préfabrication et sur chantiers. La consistance, adaptée au mode de mise en place, peut être fluide dans le cas d un coffrage de géométrie complexe ou thixotrope dans le cas d un bétonnage en pente. 1.4 Propriétés du béton durci Le BFUP présente une très haute résistance mécanique, une excellente résistance à l abrasion et une très grande résilience, très favorable en cas de choc ou d explosion. Ces propriétés peuvent encore être améliorées par une 200 N/mm2 Contrainte de compression de sa mise en place. Son excellente ouvrabilité autorise à BFUP 40 N/mm2 Béton C30/37 2 4,5 Déformation Fig. 1.5 Comportement en compression d un BFUP avec 2,5% volumique de fibres métalliques comparativement à un béton C30/37 cure thermique. La résistance à la traction et à la compression du BFUP assurent une adhérence élevée avec les armatures et permettent une réduction des longueurs Béton fibré à ultra-hautes performances 5

6 Matériau Traction Le comportement d un BFUP lors d un essai de traction présente trois domaines distincts: élastique, écrouissant (fonction du type, du dosage et de la géométrie des fibres) et adoucissant (fig. 1.6). La résistance à la traction d un BFUP dépasse nettement celle d un béton usuel ou à haute résistance et peut être considérée dans le calcul de résistance en section. Une fois la résistance en traction de la matrice cimentaire atteinte, le fibrage métallique assure une microfissuration répartie et pratiquement invisible. Il confère ainsi au BFUP une capacité de déformation jusqu à environ 2 d allongement. Une fois la résistance maximale en traction du BFUP atteinte, les déformations se concentrent dans une seule fissure qui s ouvre progressivement avec un arrachement des fibres. La contrainte de traction diminue graduellement avec l ouverture de la fissure pour tomber à zéro à l arrachement total des fibres. A ce stade, l ouverture maximale de la fissure correspond environ à une demi-longueur de fibre (w max l f /2). Incendie Tout comme un béton usuel, le BFUP est incombustible. Selon l application visée, une addition judicieuse de fibres de polypropylène particulières permet d obtenir un BFUP résistant au feu N/mm 2 Contrainte de traction Δl l w élastique écrouissant adoucissant Béton Aucune fissuration Micro-fissuration répartie 2 Macro-fissure localisée (w max l f /2) l Déformation (ε = l/l) Ouverture de fissure (w) Fig. 1.6 Comportement en traction d un BFUP (Holcim 707 avec 3% volumique de fibres métalliques de longueur l f ) Fig. 1.7 Comportement écrouissant en traction avec apparition de micro-fissures réparties Fig. 1.8 Arrachement des fibres hors de la matrice durant la phase adoucissante 6 Béton fibré à ultra-hautes performances

7 Applications 2 Applications 2.1 Domaines d applications Les domaines d applications du BFUP sont très variés. Le BFUP peut être utilisé seul ou être lié monolithiquement, avec un béton usuel ou des poutres métalliques, pour fonctionner comme une structure mixte. Son emploi sera d autant plus efficace si plusieurs de ses propriétés particulières (durabilité, résistance à la compression et à la traction) sont exploitées simultanément (fig. 2.1). Les principales applications peuvent être classées dans trois domaines : nouvelles constructions, renforcement/réhabilitation de structures et éléments non structurels. La fig. 2.2 illustre les sections de poutres de même résis - tance, conçues avec différents matériaux. L économie de matériau, rendue possible par l utilisation d un BFUP, est clairement mise en évidence. La réduction de section de la structure porteuse permet d augmenter les volumes exploitables, alors que la réduction de la masse rend possible une diminution de la taille des fondations et des Résistance à la compression + Durabilité Résistance à la traction Fig. 2.1 Optimisation de l emploi du BFUP par l exploitation simultanée de ses propriétés principales. Degré d efficacité : + = bon, ++ = très bon, +++ = excellent + BFUP Acier Béton précontraint Béton armé 140 kg/m 112 kg/m 467 kg/m 530 kg/m Fig. 2.2 Sections transversales de poutres de même résistance conçues avec divers matériaux Béton fibré à ultra-hautes performances 7

8 Applications Couche de BFUP, 30 mm Couche de BFUP armé, mm Béton armé Béton armé Fig. 2.3 Protection ou renforcement d un béton armé par une couche de BFUP porteurs verticaux. A masses linéaires égales, il serait aussi possible d augmenter les portées des poutres, donc de réduire le nombre de colonnes. Dans le cas du BFUP, en particulier en cas de poutres précontraintes, il est possible de se passer d armature passive, ce qui signifie une intervention manuelle de moins. Dans le cas d une réhabilitation d un élément en béton armé, la couche de BFUP peut jouer un rôle de protection ou de renforcement (fig. 2.3). Exemples d utilisations Types d armature Nouvelles constructions (préfa- Renforcement et/ou réhabilitation Eléments briquées ou betonnées en place) (éléments mixtes BFUP-béton) non structurels Dalles minces Couches minces appliquées de façon Mobilier Dalles nervurées monolithique sur un élément en Œuvres d art Poutres légères béton existant afin d en augmenter sa Objets design (vases, lampes, Eléments de façade architec- durabilité, son étanchéité et/ou sa plan de travail de cuisines, tonique capacité portante (dalle de roulement, baignoires) Coffrage perdu servant de colonnes, parapets de ponts) Caissons de stores peau aux éléments très expo- Eléments localement très sollicités sés (bordures de ponts, STEP) mécaniquement (articulations, joints) Têtes de poinçonnement Couches de protection étanches et à Têtes d ancrages haute résistance à l abrasion pour l in- Parois anti-bruits dustrie ou les ouvrages hydrauliques Pieux battus Elément de protection contre les ac- Consoles de balcons tions dynamiques (chocs, explosions) Fibres métalliques ou Fibres métalliques Non fibré synthétiques Armature passive Fibres synthétiques ou éven- Armature passive tuellement métalliques Précontrainte Fig. 2.4 Les trois principaux domaines d applications du BFUP 8 Béton fibré à ultra-hautes performances

9 Applications 2.2 Exemples d applications Etanchéité du pont de Brunnentobel, Rüthi Le pont de Brunnentobel, situé sur la commune de Rüthi (SG), a été réalisé vers la fin des années soixante en béton armé, compacté par damage. Selon l usage courant de l époque, aucune étanchéité n a été mise en place pour protéger la dalle de roulement. Afin de stopper la corrosion naissante des armatures et d assurer une prolongation de la durée d utilisation, il a été décidé de protéger et d étancher le pont par une couche de BFUP Holcim. Le support, c est-à-dire la dalle de roulement ainsi que la partie supérieure des faces latérales, a été préparé par hydrodémolition. La dalle de roulement, présentant une pente de 5%, a ensuite été recouverte par une couche de BFUP d une épaisseur moyenne de 3 cm. Le BFUP a été produit sur le chantier à l aide d un malaxeur mobile. Cette couche de BFUP sert à la fois de protection et de reprofilage de la surface. L utilisation du BFUP a permis de confiner la zone de travaux au pont seul. Effective - ment, une variante usuelle de surbéton muni d une étanchéité aurait nécessité une épaisseur plus importante et une adaptation du profil de la chaussée, ainsi que du trottoir, avant et après le pont. Cette limitation de la zone de travaux de revêtement a rendu la variante BFUP plus économique. De plus, la durée d intervention a été fortement raccourcie (mise en soumission en juin, réalisation en septembre et octobre de la même année). Les principaux avantages de la variante en BFUP Holcim étaient les suivants: Faible épaisseur de la couche de BFUP permettant d éviter des adaptations du profil de la chaussée et du trottoir. Très haute résistance à la carbonatation et à la pénétration des chlorures garantissant la protection des armatures existantes. Limitation de la durée totale des travaux à huit semaines, sans interruption de trafic. Fig. 2.5 Mise en place du BFUP thixotrope sur le support en béton préparé par hydrodémolition Fig. 2.6 Finition de la surface du BFUP à l aide d une taloche Couche de BFUP (épaisseur 3 cm sur la dalle de roulement et 5 cm latéralement) 5% Pont existant Fig. 2.7 Coupe longitudinale du pont et de sa couche protectrice en BFUP, après réhabilitation Béton fibré à ultra-hautes performances 9

10 Applications Réhabilitation du pont de Dalvazza Ce pont en béton armé, construit dans les années 1920 pour enjamber la Landquart au niveau de la commune de Küblis (GR) et d une grande importance historique, nécessitait une réhabilitation complète. Le passage de véhicules agricoles très larges avait, de plus, causé d importants dégâts aux éléments structurels situés au-dessus Fig. 2.8 Pont de Dalvazza avant sa réhabilitation Fig. 2.9 Bétonnage de la couche BFUP multifonctionnelle, servant à la fois de renforcement, d étanchéité et de revêtement de la dalle de roulement. La réhabilitation du pont a été effectuée en 2008 tout en respectant les consignes de protection des monuments historiques. En tant que référence du patrimoine construit, ce pont devait conserver au maximum son aspect d origine. Ce pont présente d ailleurs un système statique très particulier, car il fonctionne à la fois comme un arc sous-tendu (bow-string) et comme une poutre Vierendeel. Des méthodes usuelles d assainissement du béton ont été utilisées pour les montants. La dalle de roulement a, quant à elle, été renforcée par une couche de BFUP Holcim contenant 3% de fibres métalliques et munie d une armature passive dans le sens longitudinal. Cette couche de BFUP, bétonnée en place sur un support préparé par hydrodémolition et d une épaisseur moyenne de Fig Gravillonnage appliqué à refus sur le BFUP frais et servant de revêtement routier antidérapant 10 Béton fibré à ultra-hautes performances

11 Applications Fig Pont de Dalvazza après intervention 50 mm, devait assurer simultanément plusieurs fonctions importantes: Renforcement de la dalle de roulement (flexion, effort tranchant et poinçonnement). Protection et ancrage de l armature longitudinale de renforcement de la dalle servant de tirant à l arc. Etanchéité et protection de la dalle de roulement ainsi que des entretoises situées en-dessous. Revêtement routier (absence d enrobé bitumineux). La fonction antidérapante est assurée par un gravillonnage appliqué à refus sur le BFUP frais. 213 Couche de BFUP armé de 2 à 8 cm d épaisseur Cette méthode d exécution, exploitant parfaitement les multiples avantages du BFUP Holcim, a permis une forte réduction de la durée des travaux. Fig Coupe transversale du pont de Dalvazza avec sa couche BFUP multifonctionnelle (cote en cm) Béton fibré à ultra-hautes performances 11

12 Applications Fig Vue d ensemble du réservoir collecteur (au premier plan) Puisard BFUP (épaisseur 5 cm) BFUP thixotrope (épaisseur 3 cm) 3% Fig Coupe type du réservoir collecteur et de sa protection en BFUP après réhabilitation Couche de protection d un puisard à Sevelen Le réservoir collecteur en béton d une fabrique de textiles présentait des dégâts de surface, consécutifs à des écoulements réguliers d eau agressive (ph très variable) à haute température (chocs thermiques). La variante de réfection devait assurer une excellente durabilité tout en minimisant la perte de volume utile du collecteur. Suite à de mauvaises expériences sur un joint d étan chéité exis - tant, les revêtements synthétiques n étaient pas admis. La variante traditionnelle d un surbéton de 15 cm d épaisseur a donc été rapidement écartée au profit d un BFUP. La très haute durabilité du BFUP permettait de réduire drastiquement l épaisseur de la couche de protection, qui a finalement été dictée par des critères de mise en place. Il en résulte finalement une perte de volume utile trois fois plus faible que pour la variante de base. La couche de protection des murs, d une épaisseur de 5 cm, est constituée d un BFUP Holcim de consistance fluide, produit en centrale à bétons, transporté par camion malaxeur, puis introduit dans un coffrage une face sur une hauteur de 2,50 m. Le BFUP appliqué sur le radier a été produit sur place par l entreprise. N étant pas fixée par le mode de mise en place, l épaisseur a pu être réduite à un minimum de 3 cm. Le support présentant une pente longitudinale de 3%, le BFUP thixotrope de Holcim, adapté aux couches minces en pente jusqu à 6%, a été retenu. La mise en œuvre de BFUP Holcim dans ce puisard se distinguait par les avantages suivants: De par sa petite épaisseur, le BFUP permet une plus faible réduction de volume qu un surbéton traditionnel. Grâce à son excellente durabilité, le BFUP assure une très longue durée de service, même dans ce milieu d eaux industrielles agressives. Le fibrage du BFUP permet d éviter la fissuration et assure une étanchéité durable du revêtement. Fig Mise en œuvre du BFUP thixotrope de Holcim sur le radier présentant une pente de 3% 12 Béton fibré à ultra-hautes performances

13 Applications Renforcement de la dalle d un garage de caserne de pompiers, Genève La dalle nervurée de la halle aux véhicules de la caserne des pompiers de Genève, construite en 1957, ne présen - tait pas une sécurité structurale suffisante pour accueillir la nouvelle génération de tonne-pompe et nécessitait un renforcement. Le projet original, prévoyant une démolition et reconstruction à neuf, a été avantageusement substitué par une variante d entreprise. Celle-ci était basée sur un renforcement de la dalle existante par une couche de BFUP armé de 50 mm d épaisseur. Le BFUP, intégralement produit par la centrale Holcim de Vernier, a été mis en œuvre en six étapes de 8 m 3. Le niveau final de la couche de BFUP a été assuré par l emploi d une poutre vibrante. La cure a été effectuée à l aide d un produit de cure usuel. Cette caserne des pompiers jouant un rôle capital pour la sécurité en ville de Genève, il était hors de question d en perturber trop son exploitation durant les travaux. Cette fonction particulière, ainsi que la situation urbaine du bâtiment, ont mis en exergue de nombreux avantages de la variante en BFUP Holcim: Utilisation non perturbée des locaux de l étage infé - rieur grâce à la conservation de la dalle existante. De plus, l équipement technique suspendu sous la dalle a pu être intégralement maintenu. Le BFUP permet un renforcement à la flexion et à l effort tranchant sans augmentation du poids propre. Très faible entrave à l exploitation de la caserne des pompiers (en alerte permanente) par la possibilité d une exécution par étapes. Emissions de bruits et de poussières très limitées (environnement urbain sensible). Réduction drastique des transports de matériaux (très peu de matériaux de démolition et volume de nouveau BFUP très limité). Forte réduction de la durée des travaux par rapport à la variante de remplacement. Fig Mise en place du BFUP sur la dalle existante, préalablement rabotée et nettoyée Fig Lissage du BFUP avec une poutre vibrante afin d en garantir le niveau BFUP armé, épaisseur 5 cm Dalle nervurée existante Fig Coupe transversale de la dalle nervurée et de son renforcement en BFUP armé (cotes en cm) 57 Béton fibré à ultra-hautes performances 13

14 Applications 14 Béton fibré à ultra-hautes performances

15 Applications Réfection d une pile de pont sur l A1, Killwangen La pile centrale d un passage supérieur de l autoroute A1, situé à proximité de Killwangen, présentait une très forte contamination par les sels de déverglaçage, ainsi que des dégâts de gel et de corrosion de l armature. La réhabilitation consistait à envelopper et à protéger la pile par une sorte de blindage préfabriqué en BFUP Holcim. Le béton contaminé a préalablement été enlevé et les armatures mises à nu. La pile a ensuite été enveloppée par huit boucliers préfabriqués en BFUP de 4 cm d épaisseur, re - prenant la géométrie d origine. L interstice entre la pile et les boucliers en BFUP, servant de coffrage, a finalement été comblé par un béton autocompactant (SCC). La hauteur des boucliers préfabriqués en BFUP a été fixée à 3 m, ce qui permet d éviter des joints horizontaux dans la partie inférieure, fortement exposée aux projections d eau chargée de chlorures. Les éléments ont été collés entreeux par une résine époxy. Cette réalisation avec du BFUP Holcim présente ici les avantages suivants: Simplification de l exécution dans une zone de chantier dangereuse, confinée entre les voies d une autoroute extrêmement chargée. Raccourcissement de la durée du chantier grâce à la préfabrication. Garantie d une très haute durabilité dans une zone pratiquement inaccessible. Contrôle qualité optimal des éléments préfabriqués. Utilisation des éléments BFUP comme coffrage. Fig Préfabrication d un élément en BFUP Fig Pile de pont après réhabilitation avec des éléments préfabriqués en BFUP Elément préfabriqué en BFUP en forme de L, épaisseur 4 cm Détail Pile de pont existante Détail Remplissage en SCC Détail Détail BFUP SCC Résine époxy Fig Section de la pile de pont (3,90 x 1,05 m) après réhabilitation et détail du joint de recouvrement Détail Béton existant Béton fibré à ultra-hautes performances 15

16 Béton fibré à ultra-hautes performances 16 Etanchéité d un aqueduc sous une voie CFF, Escholzmatt Les aqueducs sous les voies ferrées peuvent présenter, après une certaine durée de service, une étanchéité déficiente et même des problèmes structurels. Malgré leur faible taille, leur réhabilitation implique généralement des travaux coûteux ainsi que d importantes perturbations du trafic ferroviaire. Dans le but d en accroître leur durabilité, il a été décidé de réaliser un ouvrage pilote en béton armé, protégé par une couche d étanchéité en BFUP Holcim. Le canal en béton armé a été préfabriqué sur le chantier à proximité de la voie. Sa face supérieure, ainsi que les retombées latérales, ont ensuite été recouvertes par une couche de 30 mm de BFUP produit sur site à l aide de deux malaxeurs mobiles à axe vertical. La mise en place définitive de l élément terminé a été réalisée en une nuit, avec une interruption minimale du trafic. L emploi du BFUP Holcim présentait les avantages suivants: Nette augmentation de la durée d utilisation en comparaison d une étanchéité classique. Réduction des coûts à moyen et long terme grâce à un entretien réduit, une diminution des perturbations de trafic et une augmentation de la durée de service. Réduction de la hauteur statique grâce aux propriétés mécaniques du BFUP. Fig Vue d ensemble du canal pilote muni d une couche de protection en BFUP Fig Coupe, à l axe de la voie CFF, du canal et de sa couche protectrice en BFUP Couche de BFUP, épaisseur 3 cm Applications

17 BFUP Holcim données techniques et recommandations pratiques 3 BFUP Holcim données techniques et recommandations pratiques 3.1 Béton fibré à ultra-hautes performances Holcim 707/710 Le BFUP Holcim 707/710 a été développé sur la base des principes technologiques décrits au chapitre 1, en prenant particulièrement en compte la réduction des émissions de CO 2 grâce à l utilisation de ciments à faible taux de clinker. Le BFUP Holcim 707/710 est un prémix industriel, constitué de ciment selon SN EN 197-1, de fumée de silice selon SN EN et de sable de quartz, conditionné en sacs de 25 kg ou en big bags. Les fibres et l adjuvant (livrés en même temps que le prémix), ainsi que l eau de gâchage sont ajoutés lors du malaxage. Le BFUP Holcim 707 présente une consis tance fluide et convient particulièrement aux applications horizontales et aux éléments coffrés, alors que le BFUP Holcim 710 est prévu pour les bétonnages sur des supports en pente. Le BFUP Holcim 707/710 dépasse largement les exigences de la norme SN EN «Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton Réparation structurale et non structurale» (classe R4). 3.2 Consignes de mélange Des consignes de mélange du Holcim 707/710, indiquant précisément les dosages de l eau, de l adjuvant et des fibres, sont élaborées spécifiquement pour chaque objet. Le malaxage peut se faire sur chantier à l aide de ma - laxeurs usuels à axe vertical. La durée de malaxage, qui dépend du mélange utilisé, du volume de la gâchée et du type de malaxeur, est de 8 à 20 minutes. La gestion des matériaux, en particulier en centrale à bétons, doit être planifiée en détail pour optimiser la manutention et les temps de production. Afin d éviter la formation d agglomérats de fibres (oursins), il faut veiller à les séparer (à l aide d une grille ou d une goulotte vibrante) avant leur introduction dans le mélange visqueux. La haute viscosité du BFUP à l état frais impose une importante puissance du malaxeur. Il est conseillé de limiter le remplissage du malaxeur aux deux tiers de sa capacité. L introduction optimale des composants dans le malaxeur se fait de la façon suivante: 1. Introduction de 50% du prémix (ciment, fumée de silice et sable) 2. Déversement de la totalité de l eau de gâchage, puis de l adjuvant 3. Introduction du solde du prémix 4. Ajout des fibres. Dans le cas de centrales fixes, l eau de lavage (recyclée) risque de contenir des fibres. 3.3 Mise en place et cure La mise en place du BFUP Holcim 707/710 peut se faire à l aide d outils de chantier usuels (brouettes, pelles, râ - teaux). Le dimensionnement des coffrages doit se faire en admettant une poussée hydrostatique du béton frais. De par la grande finesse des constituants, le coffrage doit être particulièrement étanche (aucune capacité de colmatage des joints entre les panneaux). En cas d application monolithique sur un béton existant, le support doit être rendu rugueux (si possible par hydrodémolition), nettoyé et saturé d eau avant le bétonnage. Ces exigences sont identiques à celles d un mortier de réparation usuel. Le BFUP Holcim 707/710 atteint ses caractéristiques mécaniques sans recourir à une cure thermique. Dès sa mise en place, le BFUP Holcim 707/710 doit être protégé de la dessiccation par des méthodes de cure garantissant une humidité de surface durant 7 jours (brumisation d eau puis recouvrement d une feuille plastique). Dans certains cas, il est aussi possible de recourir à des pro - duits de cure. A l état durci, le BFUP peut être travaillé (sciage, forage, ponçage) comme un béton usuel. Béton fibré à ultra-hautes performances 17

18 BFUP Holcim données techniques et recommandations pratiques 3.4 Caractéristiques du BFUP durci 3.6 Bilan écologique Selon les applications, les résistances à la compression, à la traction et à la flexion peuvent être fortement influencées par la géométrie de l élément et l orientation des fibres. Les valeurs données dans la fig. 3.1 sont donc indicatives et susceptibles de varier. Les valeurs de calcul à considérer dans le dimensionnement devraient, si possible, être basées sur des essais préliminaires spécifiques à l objet. 3.5 Consignes de sécurité Le BFUP contient du ciment, de la fumée de silice et du sable de quartz. Les mesures de sécurité sont donc identiques à celles d un béton usuel (protection de la peau, des yeux et des voies respiratoires). La présence de fibres métalliques de petites dimensions impose, de plus, des mesures de protection adaptées pour éviter toute blessure à l état frais ou durci. De par sa structure intrinsèque, le BFUP contient plus de ciment qu un béton usuel ou à haute résistance. L emploi de ciments à facteur clinker réduit (CEM II/B, CEM III/B) donc à plus faible émission de CO 2, permet cependant d améliorer le bilan carbone par mètre cube de BFUP. Si l on considère, de plus, la durée d utilisation prolongée, l entretien réduit, la réduction de la durée du chantier, la diminution des sections (enrobage réduit, propriété mé - ca niques accrues) et l économie de matériau, on obtient un bilan écologique global très favorable. 3.7 Support technique Holcim (Suisse) SA se tient volontiers à votre disposition pour toute question relative à la conception d ensemble, au dimensionnement, à la soumission, au mode d exécution, aux essais et au contrôle qualité de vos projets en BFUP. 18 Béton fibré à ultra-hautes performances

19 BFUP Holcim données techniques et recommandations pratiques Propriété Unité Age BFUP Holcim 707/710 [jours] avec 3% de fibres sans fibres Rapport eau/ciment < 0,18 < 0,18 Masse volumique du béton frais kg/m Résistance à la compression 1) N/mm Résistance à la flexion 1) N/mm Résistance à la traction 2) N/mm Ecrouissage en traction (allongement) 2) Module d élasticité, SN EN N/mm Retrait (HR = 70%, T = 20 C) 28 0,40 0,70 0,60 0, ,55 0,85 0,85 1,15 Abrasion selon Böhme (sec), SN EN mm 28 1,3 Abrasion selon Böhme (humide), SN EN mm 28 2,1 Perméabilité à l eau q w, SIA 262/1, Annexe A g/m 2 h 7 1,8 Résistance aux chlorures D cl, SIA 262/1, Annexe B m 2 /s ,4 Résistance au gel en présence de sels de g/m 2 7 8,0 déverglaçage m, SIA 262/1, Annexe C Résistance aux sulfates Δl, SIA 262/1, Annexe D 33 aucun gonflement Résistance à la carbonatation (56 jours, 1% CO 2 ), mm 28 < 0,1 SN EN Absorption capillaire, coefficient d absorption S, kg/m 2 h 0,5 28 0,05 SN EN Adhérence, SN EN 1542 N/mm ,9 3) Adhérence après cycles de gel dégel en présence N/mm ,1 3) de sels de déverglaçage, SN EN 1542 Résistance aux attaques acides 28 résistances à la (28 Tage, 5% H 2 SO 4 ) compression et à la flexion non modifiées 1) Mesuré sur prismes 4 x 4 x 16 cm par analogie avec la norme SN EN ) Mesuré sur des échantillons de 20 x 5 x 100 cm 3) Rupture dans le béton de support Fig. 3.1 Données techniques du BFUP Holcim 707/710 (valeurs moyennes) Béton fibré à ultra-hautes performances 19

20 Holcim (Suisse) SA Hagenholzstrasse Zurich Suisse Téléphone Téléfax Région Suisse alémanique Holcim (Schweiz) AG Hagenholzstrasse Zurich Suisse Téléphone conseils Hotline commandes Téléfax logon.holcim.com Région Suisse romande Holcim (Suisse) SA 1312 Eclépens Suisse Téléphone conseils Hotline commandes Téléfax logon.holcim.com Région Tessin Holcim (Svizzera) SA Via Moree Mendrisio Suisse Téléphone conseils Hotline commandes Téléfax logon.holcim.com OCT 11 / L / T / 0,5

Contenu : Le BFUP Rédaction : Flavien Antille / étudiant ETC 3 / Rue de la Fusion 86 / 1920 Martigny Date : décembre 2012

Contenu : Le BFUP Rédaction : Flavien Antille / étudiant ETC 3 / Rue de la Fusion 86 / 1920 Martigny Date : décembre 2012 Page 1 / 8 Rapport technique / domaine du génie-civil Contenu : Le BFUP Rédaction : Flavien Antille / étudiant ETC 3 / Rue de la Fusion 86 / 1920 Martigny Date : décembre 2012 Le BFUP Béton Fibré Ultra

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