Document Technique d Application Plancher (Dalle de répartition) Floor Flussboden Référence Avis Technique 3/11-703 Dalle de répartition SIKA Relevant de la norme NF EN 14889-2 Titulaire : Société SIKA 84, Rue Edouard Vaillant BP 104. FR-.93351 LE BOURGET Cedex Tél. : 01 49 92 80 00 Fax : 01 49 92 80 21 Internet : www.sika.fr Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 2 décembre 1969) Groupe Spécialisé n 3 Structures, planchers et autres composants structuraux Avis Technique non valide Vu pour enregistrement le 22 février 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 les Avis Techniques, a examiné le 18 octobre 2011 le procédé de réalisation de dalles de répartition de planchers nervurés à poutrelles avec un béton de fibres synthétiques «Dalles de répartition SIKA», procédé présenté par la Société SIKA. Il a formulé sur ce procédé l Avis Technique ci-après. Cet Avis a été formulé pour une utilisation 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 «SIKAFIBRE FORCE 54mm» dosées à 3 kg/m³, en remplacement du treillis soudé généralisé. Les fibres ne se substituent pas aux armatures structurales. Finitions Tous les revêtements de sol sont applicables. 1.2 Mise sur le marché Les fibres de polymère 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 Les fibres «SIKAFIBRE FORCE 54mm» sont commercialisées en France par la Société SIKA. Les fibres sont livrées en sacs de 1 kg. Chaque sac rappelle la référence des fibres et leur provenance. Les fibres sont incorporées au béton en centrale manuellement ou par un moyen mécanique de dosage. 2. AVIS L Avis qui suit n est valide que dans les conditions suivantes : Soit l utilisation des fibres «SIKAFIBRE FORCE 54 mm» est prévue dès le stade du projet de construction ; Soit le choix des fibres «SIKAFIBRE FORCE 54 mm» est effectué en substitution d une solution classique ; auquel cas une validation technique doit être faite par le titulaire de l Avis. 2.1 Domaine d emploi accepté C est celui accepté en France européenne 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 concentrées, 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 «SIKAFIBRE FORCE 54 mm» 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 206-1 n est pas inférieur à 280 kg/m³ de béton. Pour des dosages inférieurs, aucun élément de preuve de l aptitude à l emploi n a été apporté. 2.22 Durabilité - Entretien La durabilité des planchers comportant une dalle de répartition en béton de fibres «SIKAFIBRE FORCE 54 mm» 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 «SIKAFIBRE FORCE 54 mm», 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 SIKA est tenue d informer les utilisateurs du procédé sur toutes les conditions de sa bonne mise en œuvre. 2.3 Cahier des Prescriptions Techniques Particulières 2.31 Prescriptions de fabrication Les fibres sont fabriquées dans l usine Forta située à Grove City (USA). La fabrication des fibres et le contrôle doivent être conformes à ceux décrits dans le Manuel Qualité de l usine productrice des fibres. 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 dans des usines de béton prêt à l emploi sous contrat avec la société SIKA qui leur fournit un monitorat. Le processus de cette fabrication doit être conforme au mode opératoire défini par la société SIKA. 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. La garantie de conformité du béton est apportée par le fabriquant de BPE 2.32 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 ne doit être, en aucun point, inférieure à : h 0 h calc + Ø expression dans laquelle hcalc est l épaisseur calculée, prévue au projet, et Ø représente le diamètre (ou l encombrement vertical) des inserts ou canalisations éventuels, incorporés dans les dalles de répartition. Il est rappelé que hcalc 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. En l absence d information précise fournie par le client, le concepteur doit prendre en compte les dimensions minimales suivantes : h0 60 mm dans le cas d entrevous de coffrage résistant ; h0 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, 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 3/11-703
2.33 Prescriptions de mise en œuvre 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. Conclusions Appréciation globale L utilisation du procédé de dalle de répartition en béton de fibres «SIKAFIBRE FORCE 54 mm» dans le domaine d emploi accepté, est appréciée favorablement. Validité 3 ans, jusqu au 31 octobre 2014 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 polymères, 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. Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n 3 Nicolas RUAUX Pour le Groupe Spécialisé n 3 Le Président Roseline LARQUETOUX 3/11-703 3
Dossier Technique établi par le demandeur A. Description Procédé pour la réalisation de dalle de répartition de plancher nervuré à poutrelles, avec un béton de fibres polymères «SIKAFIBRE FORCE 54 mm» sans treillis soudé. 1. Domaine d emploi proposé Planchers à poutrelles en béton armé ou précontraint, avec entrevous de coffrage de toute nature, soumis à des charges à caractère principalement statique, excluant les cas de chocs répétés ou importants et les sollicitations donnant lieu à des phénomènes de fatigue. Le domaine d emploi est limité aux maisons individuelles avec cloisons très légères à un dosage de 3 kg/m3 de SIKAFIBRE FORCE 54mm. Ce domaine d emploi exclut les utilisations pour lesquelles l article 3 de l arrêté du 22 octobre 2010 impose l application des règles parasismiques. Tous les revêtements de sol sont applicables. 2. Définition des matériaux 2.1 Fibres La fibre SIKAFIBRE FORCE 54mm est une fibre structurale macro synthétique monofilament en synergie avec une fibre polypropylène sous forme de treillis. La SIKAFIBRE FORCE 54mm est composée de polymère haute performance (mélange copolymère/polypropylène) et elle est destinée au renforcement des bétons. La partie monofilament se fibrille après contact et friction avec les granulats lors du malaxage du béton ce qui multiplie les points d ancrage dans le béton. Les principales caractéristiques des fibres SIKAFIBRE FORCE 54mm sont les suivantes : Longueur de la fibre : 54 mm Diamètre : 0,677 mm Résistance à la traction : 580 MPa Densité : 0,92 Module d élasticité : 4,7 GPa 2.2 Fabrication et contrôle de la SIKAFIBRE FORCE 54mm Les fibres SIKAFIBRE FORCE 54mm sont fabriquées par extrusion à travers une filière. Elles sont conformes aux spécifications de la norme NF EN 14889-2 et font l objet d un marquage CE suivant le système 1 (utilisations structurelles). Les essais de contrôle de fabrication sont les suivants : contrôle des dimensions (longueur, diamètre) contrôle de la résistance à la traction contrôle du module d élasticité 2.3 Conditionnement Les fibres sont conditionnées dans des sacs papiers pulpables (solubles dans l eau) de 1kg eux même placés dans un carton renfermant 16 sacs. Du fait que les sacs sont pulpables, il est conseillé de les conserver à l abri de la pluie. 3. Fabrication, contrôle et transport du béton de fibre SIKAFIBRE FORCE 54mm 3.1 Fabrication du béton L utilisation des fibres SIKAFIBRE FORCE 54mm dans les bétons prêt à l emploi ne nécessite pas d installation particulière. La formulation et le dosage des différents constituants du béton sont réalisés par le fabricant de Béton Prêt à l Emploi, celui-ci doit garantir la conformité avec les règles de composition et les performances définies dans le présent avis technique. Les bétons doivent être conformes à la norme NF EN 206-1 et donc aux bétons spécifiés par les normes et DTU. La résistance caractéristique minimale du béton à la compression à 28 jours sur cylindres ne doit pas être inférieure à 25 MPa. L utilisation de la SIKAFIBRE FORCE 54mm entraîne une perte d ouvrabilité de l ordre de 10mm de slump par kilogramme de fibre. Un ajustement en plastifiant ou super plastifiant est donc nécessaire afin de prendre en compte cette perte d ouvrabilité. La consistance du béton frais au sens de la norme NF EN 206-1 est S4 au minimum. L incorporation des sacs pulpables de SIKAFIBRE FORCE 54mm peut être effectuée soit : sur le convoyeur de granulats soit directement dans le malaxeur. Le temps de malaxage standard de 55 secondes peut nécessiter des ajustements afin de parfaitement mélanger les fibres. Dans le cas d'agglomérats de fibres, il est recommandé soit de prolonger le temps de malaxage soit de prolonger le malaxage dans le camion toupie d'au moins 10 minutes à vitesse rapide avant vidange. La fabrication du béton avec incorporation de fibres doit être réalisée exclusivement en centrale sous contrat avec la société SIKA qui leur fournit une notice d information. Cette notice d information, comprend notamment les dispositions prises pour garantir le respect des règles de composition et la qualité du béton fibré de sa fabrication à sa mise en œuvre. La société SIKA apportera son assistance technique lorsque l entreprise utilisatrice de son procédé en fera la demande. 3.2 Contrôle du béton Lors de sa commande l utilisateur doit spécifier, en référence au présent Avis Technique : le domaine d emploi auquel est destiné le béton la consistance (S4 au minimum) les besoins en matière de durée de maintien de l ouvrabilité. Les contrôles spécifiés par la norme NF EN 206-1 sont appliqués. Ils sont complétés par un contrôle de la répartition des fibres dans le béton frais. Un échantillon représentatif de 10 litres de béton est prélevé, puis passé sous l eau afin d éliminer tous les constituants autres que les fibres, puis les fibres sont pesées et séchées. Les écarts ne doivent pas excéder 3 kg/m³ +/- 10% pour la valeur moyenne et +/- 20% pour chacun des prélèvements. Cet essai doit être réalisé à chaque début de chantier afin de s assurer de la bonne répartition des fibres dans le béton. 3.3 Transport du béton Les conditions de transport doivent être conformes à la norme NF EN 206-1. Le dosage de fibres SIKAFIBRE FORCE 54mm doit être consigné sur le bon de livraison. 4. Mise en œuvre et finition du béton de fibres SIKAFIBRE FORCE 54mm Pour le dosage préconisé (3 kg/m 3 ), le béton se met en place facilement, sans équipement particulier et suivant les règles de l art usuelles. 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. 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. 5. Durabilité du béton de fibres SIKAFIBRE FORCE 54mm Des essais accélérés n ont montré aucune chute de résistance en traction pour les fibres SIKAFIBRE FORCE 54mm totalement enrobés par le béton. 4 3/11-703
B. Résultats expérimentaux Caractérisation des performances mécaniques en flexion 3 points des bétons de fibres «SIKAFIBRE FORCE 54mm» selon les recommandations BEFIM; rapport CSTB n EEM 08 26013587/B de mars 2009. Caractérisation des performances mécaniques en poinçonnement/flexion des bétons de fibres «SIKAFIBRE FORCE 54mm» selon les recommandations BEFIM; essais réalisés par le CSTB en janvier 2009, rapport CSTB n EEM 08 26013587/B de mars 2009 Caractérisation des performances mécaniques en flexion 4 points (NF P 18-409) ; rapport CSTB n EEM 08 26013587/A de février 2009 Essais de durabilité en milieu alcalin : Annexe B de l ICBO Acceptance Criteria for concrete with synthetic fibers AC32 Octobre 2003; rapport CSTB n EEM 08 26013587/C de décembre 2009. Essais de durabilité en eau chaude : Annexe C de l ICBO Acceptance Criteria for concrete with synthetic fibers AC32 Octobre 2003; rapport CSTB n EEM 08 26013587/C de décembre 2009. C. Références Plancher maison individuelle à Chaucenne (25) en juin 2011 Plancher maison individuelle à Aulnat (63) en juin 2011 3/11-703 5