Les bétons. 3.1 Définition

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1 Chapitre3 Les bétons 3.1 Définition 3.2 Les constituants du béton Le ciment Les granulats L eau Les adjuvants Les additions 3.3 La prise du béton 3.4 La plasticité du béton 3.5 La fabrication 19

2 Chapitre 3 Les bétons 3.1 Définition ciment + sable + gravillon + eau + adjuvant BÉTON Les bétons de ciment ou bétons hydrauliques sont des mélanges homogènes, dans des proportions étudiées, de ciment, de granulats, d eau, d adjuvants et éventuellement d ajouts destinés à leur conférer des propriétés particulières. PLASTIFIANT EAU 3.2 Les constituants du béton Le ciment Le ciment doit être conforme à la norme NF P , adapté en qualité selon les disponibilités locales et son dosage conforme aux conditions d utilisation du béton : contraintes mécaniques, agressions chimiques et climatiques (voir le tableau ci-contre) Les granulats Ils sont constitués par le sable (granularité inférieure ou égale à 6,3 mm) et les gravillons (granularité inférieure ou égale à 25 mm). Le sable et les gravillons doivent être conformes à la norme XP P Ils doivent être propres et ne contenir ni argile, ni matières terreuses, ni pollution organique. 20

3 Les ciments disponibles en France selon les normes NF P , NF P , NF P15-315, NF P15-317, XP P Type Désignation Classes de résistances Caractéristiques complémentaires Utilisation Ciment Portland CPA-CEM I 42,5 et 42,5 R PM, ES 52,5 et 52,5 R PM, ES PM, ES : utilisables en milieux agressifs 32,5 et 32,5 R PM, ES Ciment Portland 42,5 et 42,5 R PM, ES CPJ-CEM II/A ou B composé 52,5 et 52,5 R PM, ES +(D) avec fumées de silice PM, ES : utilisables en milieux agressifs 32,5 PM, ES CHF-CEM III/A ou B Milieux agressifs Ciment 42,5 PM, ES Cure impérative de haut-fourneau 52,5 PM, ES des travaux CLK-CEM III/C 32,5 PM, ES en élévation Milieux agressifs Ciment au laitier 32,5 PM, ES Cure impérative CLC-CEM V/A ou B et aux cendres 42,5 PM, ES des travaux en élévation Ciment alumineux fondu* Ciment prompt naturel CA PM, ES Milieux agressifs Petits ouvrages, CNP 19 MPa PM calfatages, réparations PM = ciment pour travaux à la mer ; ES = ciment pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates (les ciments ES sont également PM). * Voir fascicule de documentation P : Emploi du ciment alumineux en éléments de structure L eau L eau de gâchage doit être propre et ne pas contenir d impuretés nuisibles, en particulier de matières organiques ou chimiques. Elle doit être conforme à la norme NF P L eau potable convient toujours. 21

4 Chapitre 3 Les bétons Les adjuvants Les adjuvants sont employés à des dosages très faibles. Les plus courants sont : les plastifiants et superplastifiants qui facilitent la mise en œuvre du béton pour un dosage en eau éventuellement réduit ; les entraîneurs d air qui améliorent la tenue au gel ; les hydrofuges de masse qui améliorent l imperméabilité ; les retardateurs et les accélérateurs de prise Les additions Les additions normalisées sont : le laitier vitrifié de haut fourneau ; les cendres volantes de houille ; les fillers calcaires ou siliceux ; les fumées de silice. 3.3 La prise du béton Le ciment est un liant hydraulique qui fait prise et durcit au contact de l eau, et acquiert résistance et stabilité même sous l eau. L association ciment-eau génère des réactions complexes qui entraînent, dans un premier temps, la formation d un gel cristallin puis, dans un second temps qui peut durer plusieurs mois, le développement et la multiplication de micro-cristaux. 22

5 La pâte de ciment passe donc par trois phases successives : la phase dormante : la pâte reste plastique malgré le démarrage des réactions ; le début de prise et la fin de prise : après une à deux heures, la pâte devient brusquement plus visqueuse jusqu à ne plus être déformable ; le durcissement : la résistance mécanique continue à croître durant plusieurs mois. Ce processus est irréversible. Donc, à l état frais, selon la qualité du ciment et la température ambiante, les bétons restent, pendant une à deux heures, plastiques et capables de remplir correctement le moule constitué par les coffrages et d enrober correctement les armatures. Ensuite, ils font prise, passent à l état solide et durcissent pour atteindre au bout de 28 jours (délai conventionnel des contrôles) 90 % de leurs performances finales. 3.4 La plasticité du béton La plasticité du béton frais, appelée aussi consistance ou maniabilité, se mesure par l affaissement au cône d Abrams (slump test) ; elle doit être juste suffisante pour permettre une mise en œuvre correcte. Le dosage en eau des bétons conditionne leur plasticité. Un dosage en eau élevé diminue leurs performances mécaniques ainsi que leur imperméabilité et augmente les risques de fissuration. On distingue : les bétons fermes (F) affaissement inférieur à 4 cm ; les bétons plastiques (P) affaissement de 5 à 9 cm ; les bétons très plastiques (TP) affaissement de 10 à 15 cm ; les bétons fluides (FL) affaissement supérieur à 16 cm. Comme indiqué plus haut, les adjuvants plastifiants et superplastifiants permettent d obtenir des bétons très plastiques ou fluides pour de faibles dosages en eau. En revanche, il faudra éviter d utiliser des bétons fluides (FL : affaissement supérieur à 16 cm) confectionnés sans l emploi d adjuvants plastifiants. 23

6 Chapitre 3 Les bétons 3.5 La fabrication Les bétons de ciment sont fabriqués dans des malaxeurs ou dans des bétonnières. Les différents constituants sont dosés avec précision, soit pondéralement sur des bascules (une bascule pour les granulats, une bascule pour le ciment, une bascule pour l eau), soit, plus rarement, de façon volumétrique. L ordre de chargement des constituants est déterminé pour faciliter leur mélange et réduire la durée de malaxage, le mélange devant être homogène à la sortie du malaxeur. La durée de malaxage comptée à partir du chargement du dernier constituant est d environ une minute. Les centrales de béton prêt à l emploi (BPE) permettent de fabriquer des bétons conformes à la norme XP P qui apportent toutes les garanties requises pour la bonne tenue des ouvrages dans le temps. 24

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