Cours de Structures en béton

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1 Cours de Structures en béton Chapitre 10 LA FISSURATION DU BETON Section 10.1 Les principes de comportement Les causes de la fissuration l identification des causes la fissuration par charges ou déformations imposées la fissuration par retrait thermique Les mécanismes de la fissuration La résistance à la traction du béton Le cas du tirant en béton armé L exercice du tirant en béton armé La maîtrise de la fissuration La limitation de l ouverture des fissures Un exercice d application La notion de durabilité les mesures pour assurer la durabilité L étanchéité à l eau Version Les causes de la fissuration L identification des causes Phénomène interne Déformations intrinsèques Empêché par les cages d armature Vent + soleil = déshydratation T entre cœur du béton et ext heures % après 28 jours f (perméabilité du béton) Consommation d eau par le ciment. Séchage du béton dans son milieu environnant Phénomène externe Déformations extrinsèques

2 Les causes de la fissuration la fissuration par charges ou déformations imposées la fissuration par retrait thermique Les mécanismes de la fissuration La résistance à la traction du béton Résistance conventionnelle Résistance réelle 2 3 ck fctm = 0,3 f f = k fctm k ctd t 1 = t Influence: tassement du béton retrait plastique retrait thermique retrait hydrique t SIA 262 p.27 SIA 262 p.66 Résistance à la traction selon SIA 262 État de contrainte interne auto-équilibré, varie selon l épaisseur cf. page 61 Influence de l age du béton

3 Les mécanismes de la fissuration Le cas du tirant en béton armé Les mécanismes de la fissuration L exercice du tirant en béton armé 200 mm Béton C 20/ mm Soit une section en béton armé liée à deux noyaux rigides en béton armé On demande d estimer le niveau de fissuration de l élément sous l action d un retrait empêché: la valeur du retrait de dessiccation est estimée à 0.3 pour miles calculer la contrainte de traction dans l élément en béton calculer sa résistance à la traction décrire le comportement de la section de béton durant les 5 premières années

4 La maîtrise de la fissuration La limitation de l ouverture des fissures 1/3 Pour les cas b, c et d on considère les charges de poids propre et les charges permanentes uniquement L ouverture maximale des fissures est supposée être 1.5 fois supérieure à l ouverture moyenne des fissures La maîtrise de la fissuration La limitation de l ouverture des fissures 2/3 Limitation des fissures par La création de joints de clavage ou de dilatation Une armature passive suffisante l utilisation de la précontrainte = limitation ou suppression des contraintes de traction = doit être appliquée sur l ensemble des éléments = les déformations dues à la précontrainte doivent être permises Précontrainte efficace Précontrainte peu efficace Pas de déformation longitudinale Surface de glissement Béton de propreté Risques de fissuration Béton de propreté

5 La maîtrise de la fissuration La limitation de l ouverture des fissures 3/3 Limitation des fissures par (suite) une étude approfondie des étapes de bétonnage Apprécier et commenter le niveau de risque de fissuration des cas présentés Quelles sont les incidences sur l exécution? La maîtrise de la fissuration Un exercice d application Thème de l exercice: étapes de bétonnage et joints Soit une dalle de bâtiment de 20 x 36 m supportée par des colonnes. La stabilité horizontale est assurée par deux noyaux en béton Fixer le concept des arrêts de bétonnage choisir les emplacements des joints éventuels (retrait, fluage et dilatations) Définir l ordre de bétonnage des étapes Commenter le comportement de l ensemble de la dalle par rapport à la fissuration Établir le catalogue des mesures à prendre pour limiter la fissuration

6 La notion de durabilité les mesures pour assurer la durabilité Limitation des fissures = durabilité garantie? Pas forcement! Pour garantir une bonne durabilité, les mesures disponibles sont: un enrobage suffisant des armatures un béton étanche par - choix du ciment approprié - dosage en ciment et en eau, rapport E/L limité - quantité minimale de particules fines - ajouts (fumées de silice, cendres volantes, ) et adjuvants une cure du béton soignée (coffrage, bâches, plastique, arrosage, produits de cure) et une durée suffisante (une à deux semaines suivant les conditions climatiques) un traitement de surface du béton (ex. des bordures de pont) un traitement des barres d armature (époxy) dans le cas particulier de la précontrainte: - enrobage min. des gaines 50 mm - ouverture des fissures 0.2 mm - injection des gaines - composition du coulis d injection La notion de durabilité L étanchéité à l eau Épaisseur minimale pour être étanche Fissures traversantes Fissures non traversantes ξ w [mm]