Construire des Ouvrages d'art en Béton Matériau béton Fabrication en centrale BPE Mise en oeuvre

Transcription

1 Construire des Ouvrages d'art en Béton Matériau béton Fabrication en centrale BPE Mise en oeuvre S. ARNAUD (DLL) janvier 2011

2 Matériau béton Matériau de construction le plus utilisé dans le monde sous des formes variées : adaptation des performances selon l emploi Performant et multiple : des bétons de chaussée aux BFUP gamme étendue 2 2

3 Le béton Composition Formulation Fabrication Transport Mise en œuvre 3 3

4 Composition Ciment 7 à 14% du volume + Eau 14 à 22% du volume Mélange dont les propriétés se développent grâce au durcissement de la pâte de ciment + Granulats 60 à 70% du volume + Adjuvants + Ajouts + Additions 4 4

5 Le ciment Liant hydraulique : fait prise avec l eau conserve propriétés et stabilité sous forme de poudre minérale fine Conforme à la norme EN 197-1, caractéristiques complémentaires selon normes NF Marque CE Marque de qualité NF 5 5

6 La fabrication du ciment CONCASSAGEBROYAGE ARGILE CUISSON 1450 C 20% CALCAIRE 6 80% 6

7 eau Assure 2 fonctions principales : Hydratation du ciment pour la prise (30%) Amélioration de la maniabilité du béton (70%) Autres fonctions : Mouillage des granulats Véhicule les adjuvants Conforme à la norme NF EN 1008 : aptitude à la fabrication du béton (eau chargée, eau récupérée, présence de sels ) 7 7

8 Dosage en eau E/liant Est qualifié et déterminé à travers Eau absorbée par les granulats Phase aqueuse des adjuvants, Eau apportée par les granulats Eau efficace (qui sert à hydrater le ciment), Eau totale Eau apport Influence Eeff = Eg + ϕad + Eap = Et - Eabs Le temps de prise la résistance en compression La durabilité 8 RC 28 J en MPa litres 175 litres 200 litres Dosage en eau 200 litres 250 litres RC 28 J. Porosité en % ,43 0,51 0,57 0,65 0,92 0,9 0,88 0,86 0,84 0,82 0,8 0,78 0,76 Compacité 8

9 granulats Matériaux inertes 9 Roulés issus de matériaux alluvionnaires Constituent un squelette Caractéristiques détaillées dans normes : Concassés issus de roches éruptives sédimentaires ou métamorphiques NF EN granulats pour béton hydraulique norme harmonisée qui conduit au marquage CE (2+ ou 4) XP P : particularités nationales 9

10 adjuvants Produit dont l incorporation à faible dose (<5% du poids ciment) provoque des modifications des propriétés à l état frais ou durci Conduit à l amélioration des performances et de la mise en œuvre conformes à la norme NF EN 934-2, Adjuvants pour béton Définitions, exigences, conformité, marquage et étiquetage : norme harmonisée qui conduit au marquage CE 1+ Marque de qualité NF 10 10

11 additions Matériau minéral fin ajouté au béton Complément granulaire (augmentation de la compacité) A une action fluidifiante (diminution frottements inter granulaires) Diminue la vitesse d hydratation (et les risques de fissuration) Concept de liant équivalent (type II) Leq = C + ka Leq masse de liant équivalent C masse de ciment k coefficient de prise en compte de l addition A masse d addition A limitée k fonction des additions et valeurs d essais 11 11

12 ajouts produit incorporé au béton qui n est Ni ciment Ni granulat Ni adjuvant Ni eau Ni addition Exemples : Agents de viscosité Fibres colorants 12 12

13 formulation Définir par une méthode de calcul le mélange «optimal» de granulats, liant (ciment+addition) et eau avec éventuellement des adjuvants et ajouts spécifiques En intégrant les contraintes : - du fabricant de béton - de l entreprise de mise en oeuvre 13 Pour satisfaire les exigences : - essentielles imposées par l Europe - du Maître d ouvrage qui seront traduites techniquement par le Maître d œuvre 13

14 fabrication Principalement en centrale de Béton Prêt à l Emploi (sinon préfa et chantier) Marque NF BPE Référentiel NF 033 Définit les modalités d audit en conformité aux exigences de l annexe C de la norme NF EN206 1 Evaluation Surveillance Certification du contrôle de production 14 Concerne la production des bétons de structure 14

15 fabrication Liste de ~ 1300 centrales «admises à la marque NFBPE» Centrales présentant l équipement et le système qualité requis pour répondre à l EN206 1 (avec certification par tierce partie) = préalable pour répondre aux exigences du fascicule 65 1 audit par an Organismes de certification : AFNOR certification d audits : GINGER CEBTP, réseau des LPC, SNCF Traitement des dossiers : Animation Régionale (CETE de Lyon) Comité Particulier : représentants des collèges producteurs, fournisseurs de matières premières, utilisateurs, prescripteurs, organismes techniques, administrations 15 15

16 Transport et mise en oeuvre Bétonnière portée : cuve capacité 4 à 10 m3 Plusieurs vitesses de rotation (assure homogénéité pendant transport, vidange précédée d une rotation à grande vitesse) précautions: : Temps limité à 1h30 Précautions par temps chaud et froid Ajouts d eau et d adjuvants interdits Éviter les chocs 16 16

17 Transport et mise en oeuvre goulotte benne Tube plongeur pompe 17 projection 17

18 Transport et mise en oeuvre Serrage Faciliter l arrangement des grains, évacuer l air : vibration interne (aiguille vibrante) vibration externe (vibreurs de coffrage, règle vibrante) Cure indispensable pour éviter la fissuration de retrait et la pénétration d agents agressifs 18 18

19 Matériau béton matériau de base complexe diversité constituants formulation et qui évolue Évolutions actuelles : Performances Durabilité du point de vue de la structure et du matériau Recherche d une construction plus économe en CO2 Grâce à une meilleure connaissance des pathologies, à leur prise en compte, à la capacité de prédiction 19 19