Document Technique d Application Référence Avis Technique 3/11-701 Annule et remplace l Avis Technique 3/08-563 Plancher (Dalle de répartition) Floor Fluβboden Dalles de répartition CHRYSO Relevant de la norme NF EN 14889-2 Titulaire : CHRYSO 7 Rue de l Europe ZI FR 45300 SERMAISES Tél : 02.38.3458.00 Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 21 mars 2012) Groupe Spécialisé n 3 Structures, planchers et autres composants structuraux Vu pour enregistrement le 27 avril 2012 Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR-77447 Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : 01 64 68 82 82 - Fax : 01 60 05 70 37 - Internet : www.cstb.fr Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB (http://www.cstb.fr) CSTB 2012
Le Groupe Spécialisé n 3 «Structures, planchers et autres composants structuraux» de la Commission chargée de formuler des Avis Techniques, a examiné, le 18 octobre 2011, le procédé de réalisation de dalles de répartition de planchers à poutrelles en béton de fibres synthétiques «Dalles de répartition CHRYSO», procédé présenté par la société CHRYSO. Il a formulé sur ce procédé l Avis Technique ci-après, qui annule et remplace l Avis Technique n 3/08-563. Cet Avis a été formulé pour les utilisations en France européenne. 1. Définition succincte 1.1 Description succincte Procédé pour la réalisation de dalle de répartition de plancher à poutrelles faisant l objet d Avis Technique par ailleurs. La table de compression est constituée d un béton de classe de résistance minimum C25/30 additionné de fibres synthétiques dosé à 3 kg/m³, en remplacement du treillis soudé généralisé. Les fibres ne se substituent pas aux armatures structurales. Les planchers à poutrelles avec dalle de répartition en béton de fibres sont identiques à ceux faisant l objet d Avis Techniques particuliers, la seule différence provenant du fait que la dalle de répartition formant table de compression ne comporte pas de treillis soudé généralisé et est constituée d un béton particulier du fait de la présence de fibres synthétiques dans sa composition. Finitions Tous les revêtements de sol sont applicables. 1.2 Mise sur le marché Les fibres visées dans le présent Avis sont soumises, pour leur mise sur le marché, aux dispositions de l arrêté du 20 juillet 2007 portant application à certains produits pour bétons, mortiers et coulis du décret n 92-647 du 8 juillet 1992 concernant l aptitude à l usage des produits de construction, modifié par les décrets n 95-1051 du 20 septembre 1995 et n 2003-947 du 3 octobre 2003. 1.3 Identification Fibres Les fibres, commercialisées par CHRYSO, sont conditionnées en sacs délitables de 1 kg. Elles sont livrées en cartons de 15 kg, sur lesquels sont indiqués le nom de la fibre, le numéro de lot, le nom et l adresse du titulaire. Ces produits sont assortis du marquage CE accompagné des informations prévues par la norme européenne NF EN 14889-2. Béton Les bons de commande et de livraison du béton prêt à l emploi mis en œuvre dans le cadre du présent Avis Technique portent la référence ainsi que la composition du béton livré, précisant notamment le dosage en fibres. 2. AVIS L Avis qui suit n est valide que si l utilisation des fibres CHRYSO Fibre S50 est prévue dès le stade du projet de construction. 2.1 Domaine d'emploi accepté C est celui accepté en France européenne (métropole + Corse) dans les Avis Techniques particuliers des planchers à poutrelles et limité à l utilisation en maisons individuelles avec cloisons très légères (dont le poids linéique est inférieur à 1,0 kn/m) en zones sismiques 1 et 2 selon le décret 2010-1254 du 22 octobre 2010 modifié (ou zone sismique 0 suivant décret 91-461 du 14 mai 1991), à l exception des utilisations suivantes : les utilisations pour lesquelles il existe des sollicitations dynamiques, les utilisations pour lesquelles les charges d exploitation excèdent 150 dan/m² en charges uniformément réparties et 10 KN, y compris pour les réactions des chevêtres éventuels, en charges ponctuelles. Les utilisations avec charges localisées, linéaires ou ponctuelles, sont acceptées seulement dans les conditions prévues au paragraphe 2,32 Prescriptions de conception et de calcul, ci-après. En l absence de justifications expérimentales en matière de résistance au feu, les seuls emplois acceptés sont ceux pour lesquels aucune exigence pare-flamme ni coupe-feu n est requise. 2.2 Appréciation sur le procédé 2.21 Aptitude à l emploi L utilisation du béton de fibres en dalle de répartition ne perturbe pas les performances d aptitude à l emploi des planchers, évaluées dans leurs Avis Techniques particuliers, dans la mesure : où la conception et la réalisation de ces dalles de répartition respectent les prescriptions du Cahier des Prescriptions Techniques Particulières du présent Avis ; où le dosage minimal en ciment ou en liant équivalent selon la norme NF EN 206 n est pas inférieur à 280 kg/m 3 de béton. Pour des dosages inférieurs, aucun élément de preuve de l aptitude à l emploi n a été apporté. 2.22 Durabilité - Entretien Les fibres sont des fibres à base de polyéthylène et de polypropylène. Elles sont enrobées par le béton. Des essais de vieillissement ont été conduits dans les conditions prévues par le document américain de l ICBO «Acceptance criteria for concrete with synthetic fibers AC 32 - April 1999» (Critères d acceptation pour les bétons de fibres synthétiques AC 32 Avril 1999). Les résultats des expérimentations conduites sur le béton de fibres ont montré que la présence de ces fibres a une action anti-fissuration sur le béton, ce qui est un facteur favorable à sa durabilité. Au total, les expérimentations réalisées sur le type de béton mis en œuvre dans ce procédé ont montré que ses particularités de constitution ne sont pas de nature à affecter sa durabilité dans les limites d emploi prévues. La durabilité des planchers comportant une dalle de répartition en béton de fibres est identique à celle des mêmes planchers avec dalle de répartition traditionnelle armée d un treillis soudé. Aucun entretien particulier n est nécessaire. 2.23 Mise en œuvre La mise en œuvre des dalles de répartition des planchers, en béton de fibres, ne présente pas de difficulté particulière dans la mesure où les moyens utilisés permettent le respect des prescriptions du Cahier des Prescriptions Techniques Particulières du présent Avis. La Société CHRYSO est tenue d informer les utilisateurs du procédé sur toutes les conditions de bonne mise en œuvre. Le titulaire est tenu de remettre une notice d information de nature pédagogique par le biais du fournisseur de béton à l entreprise. Cette notice doit expliciter le domaine d emploi accepté au paragraphe 2.1 du présent document, ainsi que les conditions de mise en œuvre spécifiques au procédé. 2.3 Cahier des Prescriptions Techniques Particulières 2.31 Prescriptions de conception et de calcul Si, par vérification conformément à l article I.A.107,41 du titre I du CPT «Planchers», la contrainte de cisaillement, développée à l état limite ultime dans le plan vertical de «couture» des parties de table de compression situées de part et d autre des nervures, dépasse 0,75 MPa, des armatures de couture de ces plans verticaux (treillis soudé), calculées conformément à l article précité, sont nécessaires. L épaisseur h 0 des dalles de répartition doit être, en tout point, telle que h 0 h calc +, expression dans laquelle h calc est l épaisseur calculée, prévue au projet, et représente le diamètre (ou l encombrement vertical) des inserts ou canalisations éventuels, incorporés dans les dalles de répartition. Il est rappelé que h calc ne doit jamais être inférieure à : - 40 mm dans le cas d entrevous de coffrage résistant ; - 50 mm dans le cas d entrevous de coffrage simple. L application de cette règle suppose que l information relative à la présence des éléments incorporés dans les dalles de répartition soit communiquée dès l étude. 2 3/11-701
En l absence d information précise fournie par le client, le concepteur doit prendre en compte les dimensions minimales suivantes : - h 0 60 mm dans le cas d entrevous de coffrage résistant ; - h 0 70 mm dans le cas d entrevous de coffrage simple ; la dimension des inserts et incorporables étant alors implicitement limitée à un encombrement de 20 mm dans la direction verticale. En dehors du retrait du béton, les justifications sont conduites sur la résistance du béton seul; en particulier, la présence de charges localisées lourdes, c'est-à-dire au moins égales à 10 kn, y compris pour les réactions des chevêtres éventuels, conduit à disposer dans la dalle, sous ces charges, un réseau d armatures classiques. Aucune autre prescription n est à ajouter par rapport à celles des Avis Techniques des mêmes planchers avec dalle de répartition traditionnelle. 2.32 Prescriptions de fabrication La fabrication des fibres et le contrôle doivent être conformes à ceux décrits dans le Dossier Technique établi par le Demandeur. Toute modification dans ces opérations doit être signalée au Rapporteur du Groupe Spécialisé n 3. La fabrication du béton avec incorporation des fibres doit être réalisée exclusivement en centrale homologuée, sous contrat avec la Société CHRYSO qui leur fournit un monitorat. Le fabricant de béton prêt à l emploi garantit la conformité du béton de fibres aux règles de composition et aux performances définies dans le présent Avis Technique. Le processus de cette fabrication doit être conforme au mode opératoire convenu avec la société CHRYSO. Ce mode opératoire décrit notamment les dispositions prises pour garantir le respect de la qualité et des dosages prévus pour chacun des constituants du béton fibré et principalement de la fibre. Le dosage et la bonne répartition des fibres dans le béton blanc sont vérifiés de la manière suivante : des prélèvements de 10 litres au moins seront effectués sur la première livraison et ensuite au moins tous les 50m 3 ; les fibres seront séparées du béton, séchées et pesées et le résultat sera consigné sur la fiche d autocontrôle ; pour les dalles de petite surface (< 500 m²), le contrôle de l homogénéité des fibres pourra se faire de manière visuelle. La consistance, au sens de la norme NF EN 206-1, est S4 au minimum et l ouvrabilité nécessaire doit être obtenue sans rajout d eau. 2.33 Prescriptions de mise en oeuvre Le coulage du béton doit être continu et un remaniement du béton doit être réalisé pour éviter toute surface de «reprise» de bétonnage non traversée par des fibres. Les montages de plancher comportant des éléments intercalaires, entrevous par exemple, non certifiés pour les résistances mécaniques (cf. CPT «Planchers», titre I, section C, chapitre 2, article 202,1) doivent comporter un treillis soudé dans la dalle de répartition pour assurer une sécurité minimale contre les chutes, sécurité du type de celle apportée par un filet de protection. 3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé Le domaine d emploi est notamment limité aux ouvrages pour lesquels aucune exigence de résistance au feu n est requise et aux maisons individuelles Le groupe tient à préciser que, en formulant le présent Avis Technique, il considère que l utilisation des fibres, compte tenu du dosage prévu, ne remplace aucunement le treillis soudé des dalles de répartition dans ses fonctions structurales. En revanche, ces fibres assurant une répartition satisfaisante des fissures de retrait du béton, aucune autre disposition n est nécessaire pour obtenir cette répartition, par exemple un treillis soudé dont le rôle serait limité à cette seule fonction. Cette particularité a conduit le Groupe à rappeler, au paragraphe 2,33 Prescriptions de mise en œuvre, la nécessité de placer un treillis soudé de protection minimale contre les chutes des personnes en phase de mise en œuvre lorsque les entrevous utilisés dans les montages ne sont pas certifiés en résistance mécanique à l essai de poinçonnement flexion. Enfin, pour la définition du béton, le Groupe a accepté la possibilité d utiliser des «liants équivalents» au sens de la norme sur les bétons prêts à l emploi. Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n 3 Nicolas RUAUX Conclusions Appréciation globale L utilisation du procédé de dalle de répartition en béton de fibres dans le domaine d emploi accepté, est apprécié favorablement. Validité 5 ans, jusqu au 31 octobre 2016. Pour le Groupe Spécialisé n 3 La Présidente Roseline LARQUETOUX 3/11-701 3
Dossier Technique établi par le demandeur A. Description et domaine d emploi 1. Description Procédé pour la réalisation de dalle de répartition de plancher nervuré à poutrelles, à partir d un béton de fibres synthétiques sans treillis soudé. 2. Domaine d emploi proposé Planchers à poutrelles en béton armé ou précontraint, avec entrevous de coffrage de toute nature, utilisés en locaux d habitation, d une façon générale soumis à des charges à caractère principalement statique, excluant les cas des chocs répétés ou importants et les sollicitations donnant lieu à des phénomènes de fatigue en zones sismiques 1 et 2 selon le décret 2010-1254 du 22 octobre 2010 modifié (ou zone sismique 0 suivant décret 91-461 du 14 mai 1991). 3. Définition des matériaux 3.1 Elles sont fabriquées par extrusion à partir d un copolymère synthétique. Elles se présentent sous la forme d un fil twisté qui se fibrille à chaque extrémité après contact et friction avec les granulats lors du malaxage du béton. Cette fibrillation est destinée à multiplier les points d ancrage dans le béton. L = 50 mm d = 1 mm Les caractéristiques détaillées concernant ces fibres sont précisées par les spécifications CHRYSO déposées au CSTB, celui-ci étant informé de toute modification ultérieure. Les principales caractéristiques dimensionnelles et physiques sont les suivantes : Longueur de la fibre : 50 mm Diamètre du fil : 0,66 mm Résistance à la traction : 600 MPa Conditionnement Les fibres sont conditionnées dans des sacs délitables (solubles dans l eau) de 1kg qui sont placés dans un carton renfermant 15 doses. Sur le carton est apposée une étiquette autocollante sur laquelle figure les renseignements suivant : Nom de la fibre : CHRYSOFibre S50 Nom du producteur : CHRYSO Adresse du producteur : 7, rue de l Europe ZI 45300 Sermaises Numéro de lot Le poids total du carton : 15 kg Le conditionnement des fibres : dose de 1kg La nature du sac : délitable Les fibres sont fabriquées et conditionnées par l usine POLYSTEEL (Sydney, Nelle Ecosse au Canada). Elles sont distribuées exclusivement par la Société CHRYSO (Sermaises du Loiret France). La fabrication est certifiée ISO 9001 version 2000, soumise à un contrôle interne qualité. Le contrôle interne porte sur : Contrôle avant expédition des Matières premières (résistance à la traction) Contrôle sur produit fini : (longueur, poids, forme) 3.2 Composition du béton de fibres Le béton est constitué : De sable de granulométrie 0/5, de granulats lourds de granulométrie 5/15 (conforme à la norme NF EN 12620) De ciment (conforme à la norme NF P 15-301) D eau (conforme à la norme NF EN 1008) Et éventuellement D additions, notamment - cendres volantes (suivant norme NF EN 450) - fillers (suivant norme NF P 18-501, NF EN 13263, NF EN 450, NF EN 15167, NF P 18-508, NF P 18-509) D adjuvants (conformes aux normes NF EN 934-2 et NF EN 934-6) La résistance caractéristique minimale du béton à la compression à 28 jours sur cylindres, ne doit pas être inférieure à 25 MPa, soit un béton de classe C25/30 minimum. Le dosage en ciment ou en liant équivalent doit être conforme à la norme EN 206-1 des bétons prêts à l emploi. Les fibres sont dosées à 3 kg/m 3 (soit de 3 sacs par m 3 ). 4. Fabrication et Mise en œuvre 4.1 Fabrication du béton de fibres Les fibres peuvent être additionnées aux bétons conformes à la norme NF EN 206-1. Les bétons de Fibres sont produits par des centrales de béton prêt à l emploi sous contrat avec la société CHRYSO. Ces centrales justifient d un certificat de qualification NF. Des ajustements de formulation, de fabrication et de mise en œuvre du béton sont conseillés. Le dosage et la bonne répartition des fibres dans le béton blanc sont vérifiés de la manière suivante : des prélèvements de 10 litres au moins seront effectués sur la première livraison et ensuite au moins tous les 50m 3 ; les fibres seront séparées du béton, séchées et pesées et le résultat sera consigné sur la fiche d autocontrôle ; pour les dalles de petite surface (< 500 m²), le contrôle de l homogénéité des fibres pourra se faire de manière visuelle. De par sa surface spécifique, la fibre entraîne une légère réduction de l ouvrabilité du béton. Lors de leur incorporation, les fibres entraînent une perte de maniabilité de l ordre de 1 cm de slump par kg de fibre introduit. L emploi d un plastifiant réducteur d eau ou d un superplastifiant est recommandé pour compenser cette perte de maniabilité. La consistance, au sens de la norme NF EN 206-1, est S4 au minimum et l ouvrabilité nécessaire doit être obtenue sans rajout d eau. Les fibres sont étudiées pour être facilement dispersables dans le béton. Néanmoins, il est recommandé de respecter certaines consignes pour minimiser les risques de formation de boulettes de fibres. Les fibres doivent être introduites dans le skip ou directement dans le malaxeur. Suivant les performances des malaxeurs, le temps de malaxage standard (55 secondes) peut nécessiter des ajustements afin de parfaitement mélanger la fibre. Afin d éviter les agglomérats de fibres, il est recommandé soit de prolonger le temps de malaxage en centrale, soit de prolonger le malaxage dans le camion toupie d au moins 10 minutes à vitesse rapide avant vidange. 4.2 Transport Le transport peut être réalisé de façon classique en camion toupie. Le dosage de fibres doit être consigné sur le bon de livraison. Avec un dosage de 3 kg/m 3 de, le béton se met en place très facilement, sans équipements particuliers et suivant les règles de l art usuelles. 4 3/11-701
4.3 Mise en œuvre du béton de fibres Durant les opérations de coulage et éventuellement de mise à niveau à la règle, les fibres peuvent rester visibles à la surface du béton. Afin d'obtenir un bel état de surface, il est conseillé de faire remonter les éléments fins en surface du béton. Ceci est obtenu durant la phase de vibration. Dans le cas de certaines applications, les outils les plus appropriés peuvent aller du simple damage à la taloche, jusqu à l emploi de règle vibrante dans le cas de béton cohésif ou à dosage élevé de fibres. Dans le cas de finitions à l hélicoptère, il est généralement recommandé d'augmenter le temps d'attente avant finition de l ordre de 45 à 90 minutes. Ce délai supplémentaire permet un durcissement supplémentaire du béton qui limite ainsi la tendance des fibres à se relever. Il est préférable d utiliser un durcisseur de sol pour obtenir un bel aspect de surface. Dans le cas des BAP ou BAN, les fibres ne sont pas visibles en partie verticale. Par contre elles peuvent l être en partie horizontale. Cependant, elles disparaissent lors de l'étape du débullage. 4.4 Finition du plancher Les dalles de répartition en béton de fibres peuvent recevoir les mêmes revêtements de sol que les dalles de répartition classiques en béton sans fibres. B. Résultats expérimentaux Caractérisation des performances mécaniques en flexion 3 points et en poinçonnement/flexion des fibres selon les recommandations BEFIM ; essais réalisés par Sigma Bétons en Juillet 2006 Essais comparatifs en flexion par traction sur prismes entre la fibre et des fibres métalliques FIBREXEL B52/100 selon la norme NF P 18.409 ; Essais réalisés par le CEBTP en Mars 2006 Essais comparatifs en flexion 3 points et en poinçonnement des fibres CHRYSO Fibres S50 et des fibres synthétiques dans une application dallage de maison individuelle ; essais réalisés par Sigma Bétons en Avril 2007 Essais de durabilité sur béton renforcé de fibres CHRYSO Fibre S50 ; Essais réalisés au CSTB en Octobre 2006. Evaluation Report for suitability of synthetic macro-fibers for use in plain structural slabs on grade according to section 3.1.2 of ICC Evaluation Services Inc, Report AC 32; essais réalisés par le laboratoire ISIM Group, Canada en Mars 2007. C. Références Depuis la formulation de l'avis Technique n 3/08-563, plus de 9000m 3 de béton renforcé de ont été coulés dans le cadre des dalles de répartition (soit environ 27000 kg de fibres ) 3/11-701 5