De nouvelles normes bétons (partie 1: nouvelle version de la norme NBN B )

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1 NORMALISATION RÉGLEMENTATION CERTIFICATION. Jusqu à cette année, les bétons étaient spécifiés, produits et mis en oeuvre sur la base de la norme NBN B de Celle-ci devrait être remplacée, en 2004, par la norme européenne NBN EN et par la nouvelle version de la norme NBN B , qui constitue un supplément à la NBN EN 206-1, adapté au contexte belge. Nous présentons ici les modifications prévues pour les classes de résistance, les classes d exposition et la teneur en chlorures des bétons. De nouvelles normes bétons (partie 1: nouvelle version de la norme NBN B ) 1 LES NORMES RELATIVES AUX BÉTONS La nouvelle norme NBN B traite uniquement de la spécification, des caractéristiques, de la production et de la conformité du béton. La mise en oeuvre du béton, qui faisait l objet du 10 de l ancienne norme NBN B , est traitée dans la norme NBN ENV relative à l exécution des structures en béton. On y retrouve également des recommandations en matière de durée de la cure et de protection du béton contre le gel. En ce qui concerne le béton, soulignons la récente publication ou l élaboration de nouvelles séries de normes : NBN EN Essais pour béton frais NBN EN Essais pour béton durci pren Evaluation de la résistance à la compression du béton dans les structures ou les éléments structuraux NBN EN Essais pour béton dans les structures. 2 PRINCIPALES MODIFICATIONS APPORTÉES PAR LA NORME NBN EN ET SON SUPPLÉ- MENT (NBN B ) 2.1 CLASSES DE RÉSISTANCE bétons (maigres) de classe C8/10 et les bétons des classes C55/67 à C100/115. Les bétons à haute résistance sont donc davantage pris en compte que par le passé. Quant aux bétons légers, les gammes de résistance ont également été élargies (LC8/9 et LC55/60 à LC 80/88). 2.2 CLASSES D EXPOSITION ET D ENVIRONNE- MENT Une des principales modifications est la nouvelle définition des classes d exposition. Dans la précédente norme NBN B , 5 classes d exposition principales (de 1 à 5) étaient considérées. Elles étaient divisées, dans certains cas, en 3 sous-classes maximum (de a à c). Elles étaient générales et pouvaient englober plusieurs processus de dégradation. Les nouvelles normes NBN EN et NBN B prévoient 18 classes d exposition divisées en 6 classes principales et en 4 sousclasses maximum selon les processus de dégradation (voir tableau 1, p. 3 et 4). Ces classes sont désignées par la lettre X, suivie d une lettre qui renvoie au type de dégradation considéré : C de carbonatation D de deicing salt (agents de déverglaçage) S de sea water (eau de mer) F de frost (gel) et A pour un milieu chimiquement agressif. Un chiffre renvoyant à une caractéristique importante du mécanisme de dégradation considéré a encore été ajouté à la lettre. Il peut varier de 1 à 4 maximum suivant l agressivité de l exposition. Ces différents mécanismes de dégradation pourront intervenir en fonction de l exposition du béton. Il y a donc lieu d identifier, pour chaque béton, tous les mécanismes de dégradation potentiels. Les conditions environnementales auxquelles il est soumis peuvent nécessiter d être exprimées sous la forme d une combinaison de classes d exposition. Soulignons la présence, dans la norme européenne NBN EN 206-1, d un tableau permettant de classifier les attaques chimiques des sols naturels et des eaux souterraines. Grâce à des caractéristiques chimiques déterminées à l aide de méthodes d essai également spécifiées dans la norme, on peut différencier les attaques de faible agressivité (), d agressivité modérée () et de forte agressivité () (voir tableau 2, p. 5). Sur la base des classes d exposition européennes, la nouvelle norme NBN B a défini des classes d environnement applicables en Belgique (voir tableau 3, p. 5). Ces classes correspondent à des situations d environnement couramment rencontrées en Belgique. Leur désignation commence par la lettre E L ancienne norme NBN B considérait les classes de résistance C12/15 à C50/60. La norme NBN EN couvre en plus les V. Pollet, ir., chef de division adjoint, Division Technologie et Environnement, CSTC J. Apers, ir.-arch., Febelcem, secrétaire du Groupement belge du béton J. Desmyter, ir., chef de division, Division Technologie et Environnement, CSTC Comment spécifier la ou les classes d exposition d un béton pour une paroi extérieure verticale? Selon l ancienne norme NBN B , c est la classe d exposition 2b qui devait être spécifiée. Elle correspondait à un environnement humide avec gel. Suivant la nouvelle norme NBN B , les deux classes d exposition suivantes devront être spécifiées : XC4 : corrosion induite par la carbonatation alternance humidification/séchage : attaque par les cycles de gel/dégel avec ou sans agents de déverglaçage saturation d eau modérée sans agent de déverglaçage. En effet, outre le gel, le risque de corrosion par la carbonatation est un facteur de dégradation possible. Une autre approche permise par la norme NBN B est la spécification de la classe d environnement EE3 : application extérieure gel et contact avec la pluie. Les Dossiers du CSTC Cahier n 4 3 e trimestre 2004 page 1

2 NORMALISATION RÉGLEMENTATION CERTIFICATION. (pour environment) suivie d une des lettres suivantes : I pour intérieur E pour extérieur S pour mer (sea) et A pour agressif. Le tableau 3 (p. 5) donne les classes d exposition entrant en ligne de compte pour chaque classe d environnement. Il existe donc une relation entre les deux. 3 TENEUR EN CHLORURES La norme NBN B de 1992 prévoyait que le béton armé puisse contenir un maximum de 0,4 % ou de 1 % de chlorures exprimés par rapport au poids du ciment, selon qu on était ou non en présence d un environnement pouvant être exposé à un accroissement de la teneur en chlorures pendant la durée de vie de l ouvrage. Ainsi, la limite de 1 % était ramenée à 0,4 % pour les bétons armés des classes d exposition 3, 4 et 5. Pour le béton précontraint, la teneur était limitée à 0,2%. La norme NBN EN prévoit 2 classes de chlorures pour le béton armé (0,2 % et 0,4 % maximum) et précontraint (0,1 % et 0,2 % maximum). Le supplément belge que constitue la NBN B n a retenu qu une valeur limite de 0,4 % pour le béton armé et de 0,2% pour le béton précontraint. Quant au béton non armé, il peut contenir jusqu à 1 % de chlorures. En outre, il est important de noter que l interdiction des adjuvants à base de chlorures (chlorure de calcium, par exemple) a été étendue au béton armé. 4 CONCLUSIONS Nous avons présenté ici les principales modifications apportées, dans la norme NBN B , aux classes d exposition, aux classes de résistance et à la teneur en chlorures des bétons. Nous traiterons, dans un prochain article, des modifications portant sur les classes de consistance, les exigences de durabilité, l introduction des bétons types ainsi que l identification de la répartition des responsabilités techniques entre le prescripteur, le producteur et l utilisateur. t BIBLIOGRAPHIE Comité européen de normalisation pren Evaluation de la résistance à la compression du béton dans les structures ou les éléments structuraux. Bruxelles, CEN, s.d. NBN B Béton, performance, production, mise en œuvre et critères de conformité. Bruxelles, IBN, NBN EN Béton. Partie 1 : Spécifications, performances, production et conformité. Bruxelles, IBN, NBN EN Essai pour béton frais. Bruxelles, IBN, 1999/2000. NBN EN Essai pour béton durci. Bruxelles, IBN, NBN EN Essais pour béton dans les structures. Bruxelles, IBN, 2000/2001. NBN ENV Execution of concrete structures. Part 1 : Common. Bruxelles, IBN, Les Dossiers du CSTC Cahier n 4 3 e trimestre 2004 page 2

3 NORMALISATION RÉGLEMENTATION CERTIFICATION. Tableau 1 Classes d exposition du béton selon la norme NBN B (supplément à la NBN EN 206-1). Désignation de la classe Description de l environnement Exemples informatifs illustrant le choix des classes d exposition 1. Aucun risque de corrosion ni d attaque XO Béton non armé et sans pièces métalliques noyées : toutes les expositions, sauf en cas de gel/dégel, d abrasion et d attaque chimique Béton armé ou avec des pièces métalliques noyées : environnement très sec Béton à l intérieur de bâtiments où le taux d humidité de l air ambiant est très faible Note : un environnement intérieur très sec est très rare, voire inexistant en Belgique. 2. Corrosion induite par carbonatation Les classes d exposition mentionnées ci-après s appliquent au béton armé et au béton contenant des pièces métalliques noyées lorsqu ils sont exposés à l air et à l humidité. Note : les conditions d humidité visées ici correspondent à l humidité du béton recouvrant les armatures ou les pièces métalliques noyées; toutefois, cette humidité peut souvent être considérée comme le reflet de l humidité ambiante. Dans ces cas-là, une classification fondée sur les différents milieux ambiants peut être appropriée; il peut ne pas en être de même s il existe une barrière entre le béton et son environnement. XC1 Sec ou humide en permanence Béton à l intérieur de bâtiments où le taux d humidité de l air ambiant est faible Béton immergé en permanence dans l eau XC2 Humide, rarement sec Surfaces de béton soumises au contact prolongé de l eau Un grand nombre de fondations XC3 Humidité modérée Béton à l intérieur de bâtiments dont l air ambiant présente un taux d humidité moyen ou élevé Béton exposé à l extérieur, mais à l abri de la pluie XC4 Alternance d humidité et de sécheresse Surfaces en contact avec de l eau, mais n entrant pas dans la classe d exposition XC2 3. Corrosion induite par les chlorures d origine non marine Les classes d exposition mentionnées ci-après s appliquent au béton armé et au béton contenant des pièces métalliques noyées en contact avec de l eau d origine non marine contenant des chlorures, y compris des sels de déverglaçage. Note : au sujet des conditions d humidité, se reporter à la note de la section 2 du tableau. XD1 Humidité modérée Surfaces de béton exposées à des chlorures transportés par voie aérienne XD2 Humide, rarement sec Piscines Béton exposé à des eaux industrielles contenant des chlorures XD3 Alternance d humidité et de sécheresse Eléments de pont exposés à des projections contenant des chlorures; chaussées Aires de stationnement de véhicules (suite du tableau page suivante) Les Dossiers du CSTC Cahier n 4 3 e trimestre 2004 page 3

4 NORMALISATION RÉGLEMENTATION CERTIFICATION. Tableau 1 Classes d exposition du béton selon la norme NBN B (supplément à la NBN EN 206-1) (suite). Désignation de la classe Description de l environnement Exemples informatifs illustrant le choix des classes d exposition 4. Corrosion induite par les chlorures présents dans l eau de mer Les classes d exposition mentionnées ci-après s appliquent au béton armé et au béton contenant des pièces métalliques noyées en contact avec de l eau d origine marine contenant des chlorures, y compris des sels de déverglaçage. Note : au sujet des conditions d humidité, se reporter à la note de la section 2 du tableau. XS1 Exposition à l air véhiculant du sel marin, mais pas Structures situées en bordure de mer ou à proximité au contact direct avec l eau de mer de la côte XS2 Immersion permanente dans l eau de mer ou dans Eléments de structures marines l eau saumâtre XS3 Zones de marée, zones soumises à des projections Eléments de structures marines ou des embruns 5. Attaques dues aux alternances de gel/dégel, avec ou sans agent de déverglaçage Les classes d exposition mentionnées ci-après s appliquent au béton à l état humide attaqué de manière significative par les cycles de gel/dégel. Saturation moyenne en eau, sans agent de déver- Surfaces de béton verticales exposées à la pluie et glaçage au gel XF2 Saturation moyenne en eau, avec agent de déver- Surfaces de béton verticales des ouvrages routiers, glaçage exposées au gel et à de l air véhiculant des agents de déverglaçage XF3 Forte saturation en eau, sans agent de déverglaçage Surfaces de béton horizontales exposées à la pluie et au gel XF4 Forte saturation en eau, avec agent de déverglaçage Routes et tabliers de pont exposés aux agents de ou eau de mer déverglaçage et surfaces de béton verticales directement exposées aux projections d agents de déverglaçage et au gel Zones des structures marines soumises aux projections et exposées au gel 6. Attaques chimiques Les classes d exposition mentionnées ci-après s appliquent au béton exposé aux attaques chimiques se produisant dans les sols naturels, les eaux de surface, les eaux souterraines, comme indiqué au tableau 2 de la norme NBN EN La classification de l eau de mer dépend de la localisation géographique; en conséquence, il convient d adopter la classification en vigueur sur le lieu d utilisation du béton. Note : une étude particulière peut être nécessaire pour déterminer la classe d exposition adéquate dans certains environnements, tels que par exemple : - les environnements n entrant pas dans les limites du tableau 2 de la NBN EN les environnements contenant d autres substances chimiques agressives - les sols ou les eaux pollués chimiquement - les environnements présentant une vitesse d écoulement de l eau élevée, en combinaison avec certaines substances chimiques énumérées au tableau 2 de la NBN EN Environnement à faible agressivité chimique selon le tableau 2 de la NBN EN 206-1; béton en contact avec l eau de mer ou l eau saumâtre Environnement d agressivité chimique modérée selon le tableau 2 de la NBN EN Environnement à forte agressivité chimique selon le tableau 2 de la NBN EN Les Dossiers du CSTC Cahier n 4 3 e trimestre 2004 page 4

5 NORMALISATION RÉGLEMENTATION CERTIFICATION. Tableau 2 Valeurs limites pour les classes d exposition, correspondant aux attaques chimiques des sols naturels et des eaux souterraines (NBN EN 206-1). Les environnements chimiques agressifs classés ci-dessous sont fondés sur des sols et eaux souterraines naturels à une température eau/sol comprise entre 5 et 25 C et où la vitesse d écoulement de l eau est suffisament faible pour être assimilée à des conditions statiques. Le choix de la classe se fait par rapport à la caractéristique chimique conduisant à l agression la plus élevée. Lorsqu au moins deux caractéristiques agressives conduisent à une même classe, l environnement doit être classé dans la classe immédiatement supérieure, sauf si une étude spécifique démontre que ce n est pas nécessaire. Caractéristique chimique Méthode de référence Eaux de surfaces et souterraines Sulfates (en mg SO 4 2- /l) EN et 600 > 600 et 3000 > 3000 et 6000 ph ISO ,5 et 5,5 < 5,5 et 4,5 < 4,5 et 4,0 Gaz carbonique agressif (en mg CO 2 /l) pren 13577: et 40 > 40 et 100 > 100 jusqu à saturation Ammonium (en mg NH 4 + /l) ISO ou ISO et 30 > 30 et 60 > 60 et 100 Magnésium ( en mg Mg 2 + /l) ISO et 1000 > 1000 et 3000 > 3000 jusqu à saturation Sol Sulfates (en mg So 4 2- /kg) ( 1 ) total EN ( 2 ) 2000 et 3000 ( 3 ) > 3000 ( 3 ) et > et Acidité (en ml/kg) DIN > 200 Baumann Gully N est pas rencontré dans la pratique ( 1 ) Les sols argileux dont la perméabilité est inférieure à 10-5 m/s peuvent être classés dans une classe inférieure. ( 2 ) La méthode d essai prescrit l extraction du SO 4 2- à l acide chlorhydrique; alternativement, il est possible de procéder à cette extraction à l eau si c est l usage sur le lieu d utilisation du béton. ( 3 ) La limite doit être ramenée de 3000 mg/kg à 2000 mg/kg, en cas de risque d accumulation d ions sulfate dans le béton due à l alternance de périodes sèches et de périodes humides, ou par remontée capillaire. Tableau 3 Relation entre les classes d environnement et les classes d exposition (NBN B , à paraître). CLASSES D ENVIRONNEMENT CLASSES D EXPOSITION CLASSE DESCRIPTION EXEMPLES BNA ( 1 ) BA ( 2 ) ou BP ( 3 ) E0 Environnement non agressif Pas d application EI Application intérieure Parois intérieures des habitations et des immeubles de bureaux XC1 EE EE1 EE2 EE3 EE4 Application extérieure Pas de gel Gel, mais pas de contact avec la pluie Gel et contact avec la pluie Gel et agents de déverglaçage (présence d eau contenant des agents de déverglaçage provenant de la fonte sur place, de projections ou d un ruissellement) Fondations sous le niveau de gel Garages ouverts couverts, vides sanitaires, passages ouverts dans un bâtiment Murs extérieurs exposés à la pluie Eléments d infrastructures routières XF4 XC2 XC3, XC4, XC4, XD3, XF4 ES ES1 ES2 ES3 ES4 Environnement marin Pas de contact avec l eau de mer, mais bien avec l air marin jusqu à 3 km de la côte et/ou avec de l eau saumâtre Pas de gel Gel Contact avec l eau de mer Eléments exposés aux marées et aux éclaboussures Eléments immergés Fondations sous le niveau de gel exposées à l eau saumâtre Murs extérieurs de bâtiments exposés à la pluie en zone côtière Murs de quai XF4, XC2, XS2, XC4, XS1, XC4, XS3, XF4, XC1, XS2, EA EA1 EA2 EA3 Environnement agressif Environnement à faible agressivité chimique selon le tableau 2 de la NBN EN 206-1:2001 Environnement d agressivité chimique modérée selon le tableau 2 de la NBN EN 206-1:2001 Environnement à forte agressivité chimique selon le tableau 2 de la NBN EN 206-1:2001 ( 1 ) Béton non armé. ( 2 ) Béton armé. ( 3 ) Béton précontraint. Les Dossiers du CSTC Cahier n 4 3 e trimestre 2004 page 5