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MÉMENTO BÉTON

 Bouygues Construction – 2004 – Tous droits de reproduction réservés

Novembre 2004 Mémento béton

1

EDITO Ce mémento béton est la compilation de l’expérience et de l’expertise que Jean-Claude FERTÉ a acquises au service de l’entreprise. Je l’en remercie au nom de tous. Chacun, commerçant, technicien, conducteur de travaux, chef de chantier, acheteur y trouvera les notions pour comprendre et savoir questionner les clients, les architectes, les fournisseurs, les directions techniques de Bouygues Construction sur le matériau béton. Ce matériau apporte des satisfactions à celui qui s’y intéresse et des déboires aux autres. Je vous invite à vous approprier les connaissances qui vous seront utiles pour votre métier et la qualité des ouvrages de l’entreprise.

Bonne lecture

Alain VASSAL Directeur Technique Bouygues Entreprises France Europe

Mémento béton

2

INITIATION AUX TECHNIQUES DE CONSTRUCTION

Mémento béton Rédigé par Jean-Claude Ferté Directeur Développement Technique Quille Tél : 02 35 14 48 65 E-mail : [email protected]

VOTRE CONTACT FORMATION : 02 35 14 45 38 Mémento béton

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REMERCIEMENTS Tous mes remerciements : • à Maurice Durot, Nicole Intès, Francis Herbette, Vincent Rousseau, Denis Garcia – les membres du comité de lecture

• à Karine Grain – ma secrétaire

• à Corinne Schoonbaert – qui a assuré la mise en page

Jean-Claude FERTÉ Mémento béton

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SOMMAIRE 1 LE CADRE REGLEMENTAIRE

P. 6

2 LA COMMANDE BETON

P. 44

3 LA FABRICATION DU BETON SUR LE CHANTIER

P. 60

4 LA MISE EN ŒUVRE DU BETON

P. 72

5 LES CONTRÔLES SUR BETON

P. 102

6 LES ALEAS « PAREMENTS » LES PLUS COURANTS

P. 124

7 LES BETONS PARTICULIERS

P. 134

ANNEXES

P. 162

Composants du béton Durabilité des bétons Échelle de texture La NF EN 206-1 : un changement de vocabulaire La NF EN 206-1 + NF P 18-201 : un changement d’habitude Vérifications minimales à faire sur le chantier Commande journalière Index – lexique

P. 164 P. 176 P. 193 P. 194 P. 195 P. 198 P. 199 P. 200

Mémento béton

5

BETON

LE CADRE REGLEMENTAIRE

Mémento béton

6

1- LE CADRE REGLEMENTAIRE

BETON

1

L’environnement des normes La norme et son environnement Marque NF – BPE

p.8 p.8 p.11

2

La norme NF EN 206-1 et son environnement Intervenants et responsabilités Définition des bétons pour la commande Les 5 caractéristiques minimales pour désigner un béton Les 3 notions particulières à prendre en compte Les conséquences Exemples d’application

p.12 p.13 p.15 p.16 p.22 p.26 p.27

3

La norme NF P 18-201 pour la mise en œuvre des bétons de bâtiment

p.32

4

Le fascicule 65 du CCTG p.38 pour la mise en œuvre des bétons d’ouvrages de génie civil

Mémento béton

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1.1 – L’environnement des normes Les règles de l’art relatives au béton, présentées dans ce chapitre, sont d’application obligatoire et doivent être respectées conformément :
- au CCAG en marchés publics, - aux normes en marchés privés NFP 03-001 (travaux de bâtiment) (si le marché le prévoit) et NFP 03-002 (travaux de génie civil), qui indiquent que les fournitures doivent répondre aux spécifications des normes françaises existantes.  au code des assurances qui indique que « l’assuré est déchu de tout droit à garantie en cas d’inobservation inexcusable des règles de l’art, telles qu’elles sont définies par les réglementations en vigueur, les Documents Techniques Unifiés (DTU) ou les normes… ».

Les trois principaux documents à respecter Tout ouvrage

La NF EN 206-1 (avril 2004) accompagnée de son Annexe Nationale concernant le matériau « béton » fabriqué par un fournisseur, un préfabricant ou l’entreprise applicable début 2005.

Ouvrage de bâtiment

La NF P 18-201 (ex DTU 21) de mars 2004 concernant la mise en œuvre des bétons de « bâtiment » applicable à fin 2004.

Ouvrage de génie civil

Le fascicule 65A du CCTG en marchés publics de travaux concernant la mise en œuvre des bétons armés ou précontraints de « génie civil » ; à aujourd’hui la mise à jour du document est en cours ; c’est pourquoi nous vous présentons le document d’août 2000.

Mémento béton

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1.1 – L’environnement des normes Norme européenne NF EN 206-1 (avril 2004) et son Annexe Nationale - Matériau béton : pour les bétons de structure (fabriqués soit par un fournisseur, soit par un préfabricant, soit par l’entreprise) et les bétons lourds ainsi que certains bétons légers.

Vise l’amélioration de la qualité et de la durabilité des bétons.

A compter de janvier 2005

Règlement de certification de la marque NF (fév. 2001 + déc. 2002)

Mon point de passage obligé

Norme NF P 18-201 (ex DTU 21) : pour les bétons de bâtiment (mars 2004) Spécifications Prescripteur

Bétons bâtiment (Client public et privé)

BPE

Fabrication bétons Mise en oeuvre béton Centrale chantier

Bétons Génie Civil (Client public et autres si demande)

La norme ne s’applique pas : Au béton aéré et au béton mousse, Au béton à structure ouverte (béton caverneux), Au béton de densité < 800, Au béton réfractaire.

Cahier des clauses techniques générales. Fascicule 65A (2005) : pour les bétons de Génie Civil

La norme modifie certaines habitudes dont le vocabulaire. Les cahiers des charges, les CCTP, le code des assurances font référence au respect des règles de l’art et des DTU. Mémento béton

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1.1 – L’environnement des normes Environnement de la norme NF EN 206-1 et de son annexe nationale Ouvrages en béton (à la date du 3ème trim. 04) Normes pour les produits préfabriqués en béton NF EN 13 369

Matériau béton

Mise en œuvre des bétons

NF EN 206–1 + DAN

NF P 18-201 et fascicule 65A (puis EN 13670-1)

Calculs BAEL / BPEL (puis EN 1992)

Ciments NF EN 197-1 : ciments courants NF P 15-317 et 319 : ciment PM ou ES NF P 15-314 : ciment prompt NF P 15-315 : ciment alumineux NF P 15-318 : ciment pour béton précontraint

Essais sur béton NF EN 12350.j

: sur bétons frais

NF EN 12390.j

: sur bétons durcis

NF P 18-454

: essais performance alcaliréaction

XP P 18-420

: essais d’écaillage au geldégel

Additions NF EN 450 NF P 18-502 NF P 18-506 NF P 18-508 NF P 18-509

XP P 18-424 et 425 : essais gel interne

: cendres volantes : fumée de silice (puis NF EN 13-263) : laitier moulu : fillers calcaires : fillers siliceux

XP P 18-540 (puis NF EN 12620) : granulats Evaluation de la résistance dans les structures Future EN 13791

NF EN 12 504 et suivantes. Essais béton dans les structures Mémento béton

NF EN 934-2

: adjuvants

NF EN 1008

: eau gâchage

NF EN 13055-1

: granulats légers

NF EN 12878

: pigments

FD P 18-542

: alcali-réaction

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1.1 – L’environnement des normes Marque NF - BPE : Certification de produit pour quelques formules de béton proposées par le BPE qui atteste de la conformité de ces bétons à la norme. Le règlement de la marque NF (NF 033 de février 2001 modifié en décembre 2002, en attente de sa mise à jour en fonction de la NF EN 206-1) fixe les règles d’attribution. Pour cela, les bétons bénéficiant de la marque NF-BPE doivent être fabriqués en permanence dans le respect des caractéristiques normalisées certifiées avec obligation :
D’un système qualité,
D’un matériel de fabrication d’un certain niveau,
De contrôles et essais internes / externes minimaux,
De contrôles et essais extérieurs par un organisme extérieur (CEBTP, CETE…). Par exemple pour le contrôle des résistances à 28 jours : Centrale Sans wattmètre


1 prélèvement tous les 1000 m3
Avec au minimum 4 prélèvements / mois

Centrale Avec wattmètre


1 prélèvement tous les 1500 m3
Avec au minimum 3 prélèvements / mois

Mon point de passage obligé

Sur l’un des bétons à propriétés spécifiées (BPS) le plus fabriqué


A coût égal, préférer une centrale NF
Refuser tout béton non conforme à la NF EN 206-1 que pourrait proposer une centrale NF Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement

NF

EN

206

-

1

Norme française reproduisant intégralement la norme européenne Norme française homologuée avril 2004 homologuée en avril 2004 avec prise d’effet le 20 avril 2004 Cette norme concerne le matériau « béton » de structure fabriqué par :  un BPE,  un préfabricant,  le chantier. Mon point de passage sauf les : obligé  bétons aérés  bétons mousse  bétons caverneux  bétons avec granulats non minéraux  bétons de remplissage ou de tranchée  bétons légers de densité inférieure à 800 kg/m3  bétons réfractaires

Elle spécifie les exigences applicables :  aux constituants du béton  aux propriétés du béton frais / durci et à leurs vérifications  aux limitations imposées à la composition du béton  aux procédures de contrôle de production (fabrication)  aux critères de conformité et à l’évaluation de celle-ci…

Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Intervenants et responsabilités

1

La NF EN 206-1 a défini 3 niveaux de responsabilités : Le prescripteur

Le fournisseur

L’utilisateur

Il établit la spécification du béton frais et durci. Ce peut être :
Une ingénierie
L’entreprise l’acheteur
Le préfabricant du béton

Il produit le béton frais. Ce peut être :
Un BPE
L’entreprise (centrale de chantier)
Le préfabricant

Il utilise le béton frais pour l’exécution d’un élément d’ouvrage. Ce peut être :
L’entreprise
Le préfabricant

Responsabilité :

Responsabilité :

 spécification du béton

 conformité et contrôle de la

Responsabilité :
mise en œuvre du béton dans l’ouvrage

production

2


contrôle de conformité

Pour l’entreprise, les intervenants sont :

Le responsable travaux Prescripteur et utilisateur. Il est aidé de l’acheteur et du correspondant béton.

Le correspondant béton (éventuel) Un ingénieur qui vous apporte son expertise pour la prescription et la mise en œuvre dans le but d’assister le responsable travaux. Mémento béton

L’acheteur

Responsable de la consultation des fournisseurs et de la passation de la commande.

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Intervenants et responsabilités Exemple de responsabilités pour le BPS (Béton à Propriétés Spécifiées) Le prescripteur Spécifications des exigences





Classe de résistance Classe d’exposition Classe de chlorure Prescriptions particulières : Eeff / Léq Type de ciment Type d’addition Perméabilité Alcali-réaction Gel-dégel … Éventuellement
Classe de consistance
Dmax

Le fournisseur Essais initiaux et conformité production
Conformité de la fabrication : Résistance compression Résistance traction (éventuellement) Rapport Eeff / Léq Quantité liant équivalent Teneur en chlorure Teneur en air Consistance
Conformité du matériel de fabrication
Conformité de la certification NF

L’utilisateur Identification et suivi des bétons mis en oeuvre





Classe de consistance Dmax Enrobages Contrôles de conformité du béton dans l’ouvrage Consistance Résistance

Définition des bétons

Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Définition des bétons pour la commande Cas habituel

Bétons à Propriétés Spécifiées ou BPS (ex dénomination XP P18-305 : BCN) Bétons pour lesquels les performances (résistance, consistance…) sont spécifiées au producteur. Celui-ci est responsable de fournir un béton satisfaisant à ces performances.



Les BPS sont des produits principalement commercialisés par les BPE.

Cas particulier (Béton formulé par l’entreprise par exemple béton étanche) 

Bétons à Composition Prescrite ou BCP (ex dénomination XP P18-305 : BCS) Bétons pour lesquels la composition et les constituants à utiliser sont spécifiés par le prescripteur au producteur. Celui-ci est responsable de fournir un béton respectant cette composition prescrite.

Les BCP doivent être formulés par un prescripteur compétent et sont des produits principalement fabriqués sur chantier. Ils sont interdits en génie civil (fascicule 65)

Cas rare (Béton au dosage confectionné par un artisan)

Bétons à Composition Prescrite dans une Norme ou BCPN Bétons dont la composition est définie dans une norme applicable là où le béton est utilisé. Exemple : NF P 18-201 qui impose, pour les bétons de catégorie A, un dosage en ciment prédéfini.

Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Les 5 caractéristiques obligatoires pour désigner un béton

1

Classe de résistance 2

Classe d’exposition 3 Classe de consistance 4 Classe de chlorure 5

Diamètre maximal des granulats

Des caractéristiques complémentaires peuvent être exigées dans la commande telles que :  Le type de ciment, sa classe de résistance et éventuellement sa provenance (ex : CEM I 52.5 R de Couvrot)  Le type d’addition (ex : filler calcaire des Aucrais)  Une résistance aux jeunes âges [ex : 5 MPa à 16h (pour décoffrer) ou 40 MPa à 40h (pour une mise en précontrainte)]  Un dosage minimal :  En ciment (ex : 350 kg de CEM I 52.5 pour un béton d’hiver)  En fines (ex : 400 kg de fines < 80 microns pour un béton étanche)  Un béton pompable  Un béton adjuvanté ou non  Un béton chaud (ex : eau d’ajout chauffée pour un béton d’hiver)  La nature et/ou la provenance des granulats (ex : béton architectonique)  Des aspects particuliers de parement (ex : béton désactivé)  Des durabilités particulières, hors classe d’exposition… (ex : niveau de prévention B pour alcali-réaction) Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement 1

Classe de résistance Désignation

Résistance caractéristique Conséquence

C X/Y

avec C = Concrete X = Résistance caractéristique minimale (en MPa) en compression sur cylindres 150 x 300 mm Y = Résistance caractéristique minimale (en MPa) en compression sur cubes 150 mm Exemples : C25/30 bétons normaux ou lourds ; LC25/28 bétons légers

Fractile (loi de Gauss) : 5% c’est à dire 95% de la population de tous les résultats des mesures de résistance du béton considéré sont supérieurs à la valeur de la résistance caractéristique. La NF EN 206-1 est plus sévère que la XP P 18305 : pour obtenir la même résistance caractéristique, il faut obtenir une résistance moyenne plus élevée. Ce qui ne signifie pas obligatoirement une augmentation du prix du béton. Mon point de passage obligé

Détermination de la résistance caractéristique fck

La résistance moyenne doit toujours être supérieure à la résistance caractéristique d’environ 4 MPa.

fck = min [fc – k1 ; fci + k2] avec fc = résistance moyenne des n lots d’essai fci = résistance minimale obtenue pour un lot σ = écart type

Bétons de masse volumique normale et bétons lourds (d > 2100 kg/m3) C 8/10 – C 12/15 C 16/20 – C 20/25 C 25/30 – C 30/37 C 35/45 – C 40/50 C 45/55 – C 50/60 C 55/67 – C 60/75 C 70/85 – C 80/95 C 90/105 – C 100/115

k1

k2

Production initiale (n=3)

4

4

Production continue (n=15)

1.48 σ

4

Bétons légers (800 ≤ d < 2000 kg/m3)

LC 8/9 – LC 12/13 LC 16/18 – LC 20/22 LC 25/28 – LC 30/33 LC 35/38 – LC 40/44 LC 45/50 – LC 50/55 LC 55/60 – LC 60/66 LC 70/77 – LC 80/88

Mon point de passage obligé

Mémento béton


Pour les bétons de bâtiment, ne pas aller audelà de C 80/95, du fait d’une mauvaise tenue à l’incendie – ou protéger le béton.
Il est possible d’utiliser des niveaux de résistance intermédiaires si nécessaire. 17

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement 2 Classes d’exposition Classe

Environnement

Exemples d’application

Mon point de passage obligé

Attention, changement complet d’habitude par rapport aux classes d’environnement de la XP P18305

Aucun risque de corrosion ou d’attaque XO XO (F)

Béton non armé et sans pièces métalliques noyées Béton armé / Pièces métalliques noyées : très sec

Toutes les expositions sauf en cas de gel / dégel, d’abrasion et d’attaques chimiques Eléments BA à l’intérieur de bâtiment sec (taux d’humidité très faible)

Corrosion induite par carbonatation XC XC1 (F)

Sec ou humide en permanence

BA intérieur bâtiment « sec » ou béton immergé en permanence

XC2 (F)

Humidité, rarement sec

Fondations, surface béton soumise au contact d’eau à long terme

XC3 (F)

Humidité modérée

BA intérieur bâtiment « humide », béton extérieur abrité de la pluie

XC4 (F)

Alternativement sec et humide

Surface soumise au contact de l’eau mais n’entrant pas dans XC2

Corrosion induite par les chlorures d’origine autre que marine XD XD1 (F)

Humidité modérée

Surface béton exposée à des chlorures transportées par voie aérienne

XD2 (F)

Humide, rarement sec

Piscines; BA exposés à des eaux industrielles contenant chlorures

XD3 (F)

Alternativement sec et humide

Éléments de ponts exposés à des projections chlorures ; chaussée ; dalles parking

Corrosion induite par les chlorures présents dans l’eau de mer XS XS1 (F)

Exposé à air véhiculant sel marin, sans contact avec l’eau de mer

Structures sur ou à proximité d’une côte (moins de 1 km du rivage)

XS2 (F)

Immergé en permanence

Éléments de structures marines

XS3 (F)

Zone marnage, zones soumises à projections ou embruns

Éléments de structures marines

Attaque gel / dégel avec ou sans sel de déverglaçage XF

Mon point de passage obligé Un même béton peut être exposé à plusieurs classes d’exposition. Dans ce cas, la composition du béton doit respecter les exigences des différentes classes. Les exigences portent sur :
type et classe des constituants permis
rapport maximal eau efficace sur liant équivalent
dosage minimal en ciment ou en liant équivalent
résistance caractéristique minimale
teneur minimale en air entraîné (éventuel)

XF1 (F)

Saturation modérée en eau sans sel de déverglaçage

Béton exposé à la pluie et au gel faible / modéré sans déverglaçant

XF2 (F)

Saturation modérée en eau avec sel de déverglaçage

Béton exposé au gel faible / modéré avec déverglaçant

XF3 (F)

Forte saturation en eau sans sel de déverglaçage

Béton exposé à la pluie et au gel sévère sans déverglaçant, sauf spécifications particulières de saturation en eau (surfaces horizontales par exemple)

XF4 (F)

Forte saturation en eau avec sel de déverglaçage

Béton exposé au gel sévère avec déverglaçant, sauf spécifications particulières sur un état de saturation en eau (surfaces horizontales par exemple)

Attaque chimiques XA XA1 (F)

Faible agressivité chimique

XA2 (F)

Agressivité modérée chimique

XA3 (F)

Forte agressivité chimique

Avec (F) = exposition en France

Stations épurations ; fosse à purin ; ouvrages situés dans des sols agressifs ; rejets industriels contenant des eaux agressives… Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement 2 Classes d’exposition

quelques exemples Bord de mer (< 1 km) – Gel modéré

Gel modéré – hors « mer » Etanchéité

XC1(F)

XC1(F) XC4(F) + XF1(F)

Bâtiment

XC4(F) + XF1(F)

XC4(F) + XF1(F) + XS1(F)

XC4(F) + XF2(F) + XD3(F)

Ouvrage d’art

XC1(F)

XC4(F) + XF2(F) + XD3(F)

XC4(F) + XS3(F) + XF1(F) //

//

// ///

//

//

//

//

//

//

///

///

//

//

//

//

Parking //

X0(F)

XC2(F)

//

XC2(F) + XA1(F)

XC4(F) + XS3(F) + XF1(F)

//

XC3(F) +

XC2(F) + XS2(F) + XF1(F)

XD1(F) ou XD3(F)

//

(voir nota) //

//

//

//

//

//

//

// //

//

XC3(F)

//

//

/

//

//

//

//

//

//

//

//

//

//

XC3(F) + XS1(F)

XC4(F) + XS3(F)

Nota : cas des parkings Ne prévoir « XD3 » que pour les parties d’ouvrage sur lesquelles l’exploitant épand des déverglaçants (si ces parties ne sont pas protégées par une étanchéité)

Cas d’un réservoir de station d’épuration avec gel sévère :
Alternance d’humidité et de séchage : XC4(F)
Gel – Dégel avec gel sévère sans déverglaçants : XF3(F)
Agressivité chimique faible : XA1(F)
Présence de chlorures non marins : XD3(F) D’où la classe E : XC4(F) + XF3(F) + XA1(F) + XD3(F)

Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement 3

Classe de consistance (en France)

 Soit par un essai d’affaissement (EN 12350-2) qui se fait au premier déversement de la toupie, après un brassage énergique d’au moins 2’ à vitesse maximale de rotation avant l’essai.  Soit par un essai d’étalement statique pour les bétons autonivelants et autoplaçants. Il y a 2 possibilités :  Classe d’affaissement : l’affaissement doit être compris entre 2 limites, sans tolérance  Valeur cible d’affaissement avec une tolérance possible Classe d’affaissement Classe S1 S2 S3 S4 S5

Valeur cible d’affaissement

Affaissement A en mm

Affaissement A en mm

De 10 à 40 De 50 à 90 De 100 à 150 De 160 à 210 ≥ 220

A ≤ 40 50 ≤ A ≤ 90 100 ≤ A

Planchers Poutres

S3 (slump entre 100 et 150 mm)

Voiles

S4 (slump entre 160 et 210 mm)

± 10 ± 20 ± 30

Exemple : j’ai commandé une valeur d’affaissement de 120 mm : à l’arrivée de la toupie sur chantier, l’affaissement mesuré peut être de 120 ± 30 mm, c’est-à-dire compris entre 90 et 150 mm.

Exemple : j’ai commandé une classe d’affaissement S3 : à l’arrivée de la toupie sur chantier, l’affaissement mesuré doit être compris entre 100 et 150 mm

Quelle classe commander ?

Tolérance en mm

Mon point de passage obligé 100

50

10

160

220

A S1 (ferme)

S2 (plastique)

Mémento béton

S3

S4

(très plastique)

(fluide)

S5 (fluide)

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement 4

Classe de chlorure (en France)

Il s’agit d’une nouveauté. La teneur en chlorure d’un béton, exprimée en % en masse d’ions chlorure CI rapportée à la masse de ciment, ne doit pas dépasser une valeur maximale pour la classe sélectionnée, selon le tableau suivant : Classe de chlorure

Teneur maximale en CI sur poids ciment

Cl 1.0

1.00%

Béton ne contenant ni armatures en acier ni pièces métalliques noyées (ex-béton non armé NA)

Cl 0.65

0.65%

Béton contenant des armatures en acier ou des pièces métalliques noyées formulé avec un CEM III (ex-béton armé BA)

Cl 0.40

0.40%

Béton contenant des armatures en acier ou des pièces métalliques noyées (ex-béton armé BA)

Cl 0.20

0.20%

Béton contenant des armatures de précontrainte en acier (ex-béton précontraint BP)

Cl 0.15

0.15% (à confirmer)

Mon point de passage obligé

Utilisation du béton

Idem ci-dessus mais ouvrage génie civil - fascicule 65 futur (ex-béton précontraint BP)

C’est le prescripteur qui doit définir la classe de chlorure. La teneur en chlorure se détermine par un calcul fondé sur la teneur maximale en chlorure de chaque constituant. Pour les bétons contenant des armatures en acier ou des pièces métalliques noyées ou une armature de précontrainte en acier, les chlorures de calcium et les adjuvants à base de chlorures sont interdits

5 Dimension maximale granulat = se note par Dmax X (en mm) par exemple Dmax 22.4 Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Trois notions particulières à prendre en compte 1

Notion « eau efficace » ou Eeff


Eau totale = eau des granulats + eau d’ajout + eau des adjuvants hygrométrie d’un sable ≈ 5% en moyenne (de 2 à 10%) hygrométrie d’un gravillon ≈ 2% en moyenne (de 1 à 5%)
Eau efficace = eau totale – eau absorbée par les granulats Coefficient d’absorption granulats de 0.5 à 5% Exemple Soit la formulation suivante (lecture du bon de pesée) :
850 kg de sable humide à 5% avec un coefficient d’absorption de 1%
1020 kg de gravillon humide à 2% avec un coefficient d’absorption de 0.5%
Eau d’ajout = 130 l/m3 Teneur en eau totale : Etot = 130 + 0.05 x 850 + 0.02 x 1020 = 192.9 l/m3 soit : eau apportée par les granulats = 62.9 kg (soit 808 kg de sable sec et 1000 kg de gravillon sec) Teneur en eau efficace : Eeff = 192.9 – 0.01 x 808 – 0.005 x 1000 = 179 l/m3 soit : eau absorbée par les granulats = 13.1 l/m3

Mémento béton

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1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement 2

Notion « liant équivalent » ou Léq

Léq = C + k A (en kg/m3) C = quantité de ciment A = quantité d’addition : A est limitée à une valeur maximale A max, fonction de la classe d’exposition et de la nature des additions, donnée page suivante. k = coefficient qui dépend du type de ciment et de l’addition

CEM II ou III ou CEM IV ou V

k=0

pour tous les ciments non CEMI

Cendres volantes

k = 0.40 si i28 ≥ 0.75 et i90 ≥ 0.85 k = 0.50 si i28 ≥ 0.80 et i90 ≥ 0.90 k = 0.60 si i28 ≥ 0.83 et i90 ≥ 0.95

Fumée de silice

k = 1.00 en général k = 2.00 si exposition XA : E/C ≤ 0.45 et C ≥ 295 kg / m3 ou si exposition non XA : E/C ≤ 0.45 et C ≥ 280 kg / m3

CEM I

Laitiers vitrifiés de classe B

k = 0.90 si h 3/7 ≥ 0.70 et si h3/28 ≥ 0.85

uniquement

Additions calcaires

k = 0.25 si i28 ≥ 0.71

Additions siliceuses de classe A

k = 0.25 si i28 ≥ 0.71

i = indice d’activité

h = pouvoir hydraulique

Les quantités minimales de liant équivalent imposées le sont pour Dmax = 20 mm. Si Dmax # 20 mm, il faut multiplier la valeur donnée par un coefficient N : Dmax

≤ 12.5

14

16

20

22.4

25

≥ 31.5

N

1.10

1.075

1.05

1.00

0.975

0.95

0.90

Exemple : béton E : XD2 avec Dmax = 20 mm avec Léq = 330 kg / m3 Si Dmax = 10 mm => Léq ≥ 1.10 x 330 = 363 kg/m3 Si Dmax = 25 mm => Léq ≥ 0.95 x 330 = 313.5 kg/m3 Mémento béton

23

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement 3

Evolution de la résistance du béton à 20°C

Pour permettre la détermination de la durée de la cure, la norme définit une évolution de la résistance en fonction des résistances à 2 et 28 jours. Evolution de la résistance Rapide

Estimation du rapport des résistances 0.5 ≤ fc2 / fc28

Moyenne

0.3 ≤ fc2 / fc28 < 0.5

Lente

0.15 ≤ fc2 / fc28 < 0.3

Très lente

Avec

fc2 / fc28 < 0.15

 fc2 = résistance moyenne en compression à 2 jours  fc28 = résistance moyenne en compression à 28 jours

Si la cure est nécessaire, l’évolution de la résistance permet de définir une durée de cure.

Mémento béton

24

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Quantité maximale Amax d’addition en fonction de l’exposition avec Amax ≤ α C XO

Ratio A/C

Cendres volantes

Fumée silice

Laitier moulu

Addition calcaire

Addition siliceuse

XO (F)

0,43

0,11

0,43

0,33

0,25

XC1 (F) XC2 (F) XC3 (F) XC4 (F)

0,43 0,43 0,43 0,43

0,11 0,11 0,11 0,11

0,43 0,43 0,43 0,43

0,33 0,33 0,33 0,33

0,25 0,25 0,25 0,25

XS1 (F) XS2 (F) XS3 (F)

0,18 0,18 0,18

0,11 0,11 0,11

0,18 0,18 0,18

0,05 0,05 0,05

0,18 0,18 0,18

XD1 (F) XD2 (F) XD3 (F)

0,43 0,18 0,18

0,11 0,11 0,11

0,43 0,18 0,18

0,33 0,05 0,05

0,25 0,18 0,18

XF1 (F) XF2 (F) XF3 (F) XF4 (F)

0,43 0,43 0,43 0,18

0,11 0,11 0,11 0,11

0,43 0,43 0,43 0,18

0,33 0,33 0,33 0,05

0,25 0,25 0,25 0,05

XA1 (F)

0,43 (0,18 si sulfate) 0,43 (0,18 si sulfate) 0,00

0,11

0,43 (0,18 si sulfate) 0,43 (0,18 si sulfate) 0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

Sans agressivité

XC Carbonatation

XS Chlorure eau de mer

XD Chlorure non marin

XF Gel / Dégel

XA Agressivité chimique

XA2 (F) XA3 (F)

0,11 0,11

Exemple : 300 kg/m3 de ciment CEM I et 100 kg de cendres volantes – Exposition XS2 - k = 0.6 Seuls 300 x 0,18 = 54 kg de C.V. sont à prendre en compte pour la détermination du liant équivalent : Léq = 300 + 0,6 x 54 = 332 kg/m3 Le reste, soit 46 kg de cendres volantes, sont à considérer comme un ajout de fines. Mémento béton

25

Conséquences Classe

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement

Environnement

Exemples d’application

Eeff / Léq < ou = max

Léq min

Résistance mini

Air occlus mini

Autres prescriptions

(pour D = 20 mm)

Aucun risque de corrosion ou d’attaque XO XO (F)

Béton non armé sans pièces métalliques noyées avec environnement non agressif Eléments NA à l’intérieur de bâtiment sec (ferraillage faible / enrobage ≥ 5 cm)

-

150

-

-

-

Corrosion induite par carbonatation XC XC1(F)

Sec ou humide en permanence

BA intérieur bâtiment « sec » ou béton immergé en permanence

0.65

260 (BA) - 300 (BP)

C20/25

-

-

XC2(F)

Humidité, rarement sec

Fondations, surface béton soumise contact eau à long terme

0.65

260 (BA) - 300 (BP)

C20/25

-

-

XC3(F)

Humidité modérée

BA intérieur bâtiment « humide » ; béton extérieur abrité de la pluie

0.60

280 (BA) - 300 (BP)

C25/30

-

-

XC4(F)

Alternativement sec et humide

Surface soumise au contact de l’eau mais n’entrant pas dans XC2

0.60

280 (BA) - 300 (BP)

C25/30

-

-

Corrosion induite par les chlorures d’origine autre que marine XD XD1(F)

Humidité modérée

Surface béton exposée à des chlorures transportées par voie aérienne

0.60

280 (BA) - 300 (BP)

C25/30

-

-

XD2(F)

Humide, rarement sec

Piscines ; BA exposés à des eaux industrielles contenant des chlorures

0.55

330

C30/37

-

-

XD3(F)

Alternativement sec et humide

Éléments de ponts exposés à des projections de chlorure ; chaussée ; dalles (parties supérieures) et rampes parking sans revêtement protecteur

0.50

350

C35/45

-

-

Corrosion induite par les chlorures présents dans l’eau de mer XS XS1(F)

Exposé à air véhiculant sel marin mais pas de contact eau

Structures sur ou à proximité d’une côte (à moins de 1 km du rivage)

0.55

330

C30/37

-

Ciment PM

XS2(F)

Immergé en permanence

Éléments de structures marines

0.55

330

C30/37

-

Ciment PM

XS3(F)

Zone marnage, zones soumises à projection ou embruns

Éléments de structures marines

0.50

350

C35/45

-

Ciment PM

Attaque gel / dégel avec ou sans sel de déverglaçage XF XF1 (F)

Saturation modérée en eau sans sel de déverglaçage

Béton exposé à la pluie et au gel faible ou modéré sans déverglaçant

0.60

280 (BA) - 300 (BP)

C25/30

-

Granulats non gélifs

XF2 (F)

Saturation modérée en eau avec sel de déverglaçage

Béton exposé au gel faible ou modéré avec déverglaçant

0.55

300

C25/30

4%

Granulats non gélifs

XF3 (F)

Forte saturation en eau sans sel de déverglaçage

Béton exposé à la pluie et au gel sévère sans déverglaçant sauf spécifications particulières

0.55

315

C30/37

4%

Granulats non gélifs

XF4 (F)

Forte saturation en eau avec sel de déverglaçage

Béton exposé à la pluie et au gel sévère avec déverglaçant sauf spécifications particulières

0.45

340

C30/37

4%

Granulats non gélifs. Ciment PM si mer

Stations épurations ; fosse à purin ; ouvrages situés dans des sols agressifs ; rejets industriels contenant des eaux agressives

0.55

330

C30/37

-

PM ou ES

0.50

350

C35/45

-

ES

0.45

385

C40/50

-

ES

Attaques chimiques XA XA1 (F)

Faible agressivité chimique

XA2 (F)

Agressivité modérée chimique

XA3 (F)

Forte agressivité chimique

Mémento béton

26

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Exemples d’application Comment prescrire un béton avec plusieurs classes d’exposition ?

Cas du réservoir de station d’épuration :
Alternance d’humidité et de séchage
Gel – dégel avec gel sévère sans sel de déverglaçage
Agressivité chimique faible
Présence de chlorures non marins

: XC4(F) : XF3(F) : XA1 (F) : XD3 (F)

D’où la classe E : XC4(F) + XF3(F) + XA1(F) + XD3(F) Classes

d’exposition Valeurs à retenir

Prescriptions

XC4(F)

XF3(F)

XA1(F)

XD3(F)




Classe de résistance mini

C 25/30

C 30/37

C 30/37

C35/45

C 35/45



Quantité minimale de liant équivalent

280

315

330

350

350

 

Eeff / Léq maxi

0.60

0.55

0.55

0.50

0.50

Teneur en air occlus

-

4%

-

-

4%

Type de ciment

-

-

PM ou ES

-

PM ou ES

0.43

0.43

0.43 ou 0.18

0.18

0.18

Alcali réaction niveau B de prévention

Granulats non gélifs

-

-

Alcali réaction B Granulats non gélifs



Cendres volantes (C.V. / C) max Autres prescriptions

D’où la formulation : 
CEMI 52.5 PM.ES : 320 kg/m3 Léq = 320 + 0.6 x 0.18 x 320 = 354 kg/m3 >350 (OK)


Cendres volantes : 80 kg / m3 (dont 22 kg / m3 comme fines) 
Eau efficace : 175 l/m3 (≤ 177 l/M3) 
Granulats non gélifs : 1680 kg /m3 ; superplastifiant 1 à 3 kg / m3 selon consistance 
Entraîneur d’air 0.4 l/m3 (=> 4% d’air occlus) 
Teneur en alcalins limitée à 3 kg / m3

Vérification de la résistance moyenne prévisionnelle par la méthode de Bolomey : f cm # 45 MPa  C35 : OK Mémento béton

27

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Bâtiment : quelle classe d’exposition, quelle formulation ? Formulation selon EN 206-1 Résistance mini (MPa)

ℒéq mini (kg/m3) (D = 20 mm)

Eeff / ℒéq ≥

Air occlus

Divers

- Gros béton - Béton de masse (très faiblement armé et avec des enrobages > 7 cm) avec exposition sans agression chimique ou physique

/

150

/

/

/

- Fondations en milieu non agressif - Planchers, voiles intérieurs - Voiles extérieurs avec un revêtement étanche

C20 / 25

BA : 260 BP : 300

0.65

/

/

XF1 Béton « armé »

- Voiles de façades (ou équivalent) sans revêtement étanche - Balcons, auvents, …

C25 / 30

BA : 280 BP : 300

0.60

/

- Granulats non gélifs

XF1 + XS1 Béton « armé »

- Voiles de façades (ou équivalent) sans revêtement étanche à moins de 1 km du rivage - Balcons, auvents, …, à moins de 1 km du rivage

C30 / 37

330

0.55

/

- Ciment PM - Granulats non gélifs

Classe

X0 Béton « non armé »

XC1 Béton « armé »

Ouvrages

Mémento béton

28

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Ouvrage d’art : quelle classe d’exposition, quelle formulation ? Formulation selon EN 206-1 Fascicule 65 (2000)

NF EN 206-1

Éléments d’ouvrages

Résistance mini (MPa)

ℒéq mini (kg/m3) (D = 20 mm)

Eeff / ℒéq ≥

Air occlus

Divers

C30 / 37

330 BA = 330 BP = 385

0.55 (0.50)

/

-Ciment PM -Granulats non gélifs

0.50 (0.50)

4% (4%)

-Ciment PM -Granulats non gélifs

EB1

XF1 – XA1

Béton exposé à la pluie et au gel faible / modéré sans déverglaçant Tabliers - piles - culées - murs

EB2

XF2 – XD3 – XA1

Béton exposé à la pluie et au gel faible / modéré avec déverglaçant Piles - culées - murs

C35 / 45

350 BA = 350 BP = 385

C30 / 37

330 (385)

0.55 (0.45)

/

-Ciment PM -Granulats non gélifs

C35 / 45

350 (385)

0.50 (0.45)

4% (4%)

-Ciment PM -Granulats non gélifs

EC2

XF1 – XS1

Béton exposé à la pluie et au gel faible / modéré sans déverglaçant à moins de 1 km de la mer Tabliers - piles - culées - murs

EC2

XF2 – XD3 – XS1

Béton exposé à la pluie et au gel faible / modéré avec déverglaçant à moins de 1 km de la mer Piles - culées - murs

( ) : valeurs selon le fascicule 65 de 2000

Mémento béton

29

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Comparatif béton ancienne / nouvelle normes 1.Environnement sec (plancher et voile intérieurs) XP P 18-305 (1996) Définition béton Exigences :  Liant équivalent mini  Cendres volantes / ciment maxi  Eeff / Léq maxi  Résistance mini Formulation répondant aux exigences

BCN – CEMI 52.5 + CV – TP – B22 – 0/20 – E = 1 – BA – XP P 18-305

BPS – [CEMI 52.5 + CV] – S3 – C20/25 – Dmax 20 – E = XC1 – CI 0.4 – NF EN 206.1

260 kg / m3 0.43 0.65 22 MPa (si accord BET)

260 kg / m3 0.43 0.65 20 MPa (si accord BET) CEM I 52.5 Cendres volantes Eau efficace

Résistance moyenne prévisible Résistance caractéristique selon la norme

NF EN 206-1 (2004)

= 207 kg / m3 = 89 kg / m3 = 169 kg / m3

ns o i t ula orme m r n fo c ne Les ncien nt ave e rm ne l’a de nvien lle no co ouve la n

30 MPa 27 MPa (supérieurs aux 22 MPa demandés)

Mémento béton

25 MPa (supérieurs aux 20 MPa demandés)

30

1.2 – La norme NF EN 206-1 et son environnement Comparatif béton ancienne / nouvelle normes 2. Environnement humide – gel modéré (voiles façades) XP P 18-305 (1996) Définition béton Exigences :  Liant équivalent mini  Cendres volantes / ciment maxi Eeff / Léq maxi  Résistance mini

Formulation répondant aux exigences

BCN – CEMI 52.5 + CV – TP – B25 – 0/20 – E = 2b 1 – BA - XP P 18-305

BPS – [CEMI 52.5 + CV] – S3 – C25/30 – Dmax 20 – E = XC4 + XF1 – CI 0.40 – NF EN 206.1

280 kg / m3 0.43 0.60 B25

280 kg / m3 0.43 0.60 C25/30 CEMI 52.5 Cendres volantes Eau efficace

Résistance moyenne prévisible Résistance caractéristique selon la norme

NF EN 206-1 (2004)

= 223 kg / m3 = 96 kg / m3 = 168 kg / m3

s tion me a l rmu e nor c o f n Les ncien nt ave e rm ne l’a de nvien lle no co ouve la n

33 MPa 30 MPa (supérieurs aux 25 MPa demandés)

Mémento béton

28 MPa (supérieurs aux 25 MPa demandés)

31

1.3 – La norme NF P 18-201 pour la mise en œuvre des bétons de bâtiment

La NF P18-201 (ex DTU 21) s’appuie sur la NF EN 206-1 et son Annexe Nationale : BPS – BCP – BCPN

1

Généralités

Cette norme concerne l’exécution des ouvrages en béton pour LES TRAVAUX DE BÂTIMENT. Elle définit les conditions d’exécution des ouvrages en béton et béton armé de granulats courants justifiables des règles BAEL ou des normes NF – DTU faisant référence au DTU 21.

2

Domaines d’application

 résistance caractéristique à 28 jours < ou = 80 MPa [ C80/95 ]  conditions climatiques courantes  ouvrages/éléments d’ouvrages coulés en place et préfabriqués Ne sont pas traités par le DTU : • Les ouvrages en béton précontraints • Les ouvrages : – en béton de granulats lourds/légers – en béton caverneux ou cellulaire – en gros béton • Les ouvrages spéciaux pour lesquels il existe des prescriptions particulières (par exemple les réservoirs) • Les éléments préfabriqués couverts par des normes « produit » ou par une certification « produit » • Les éléments préfabriqués non traditionnels, par exemple sous Avis Technique Mon point de passage obligé

Le matériau béton doit être conforme à la norme NF EN 206-1 et à son annexe nationale française Mémento béton

32

1.3 – La norme NF P 18-201 pour la mise en œuvre des bétons de bâtiment 3

Catégories de chantier

Catégorie de chantier : pour définir les niveaux de contrôle :  Catégorie A : chantier de petite importance (au plus 2 étages, un RdC et un sous-sol avec des éléments courants sans porte-à-faux important et sans poteau élancé).  Catégorie B : chantier de moyenne importance, avec des éléments de dimensions courantes et normalement sollicités : bâtiments d’au plus 16 niveaux, constructions industrielles courantes, moins de 5000 m3.  Catégorie C : chantier de grande importance, avec des éléments de dimensions courantes et normalement sollicités : immeubles de plus de 16 niveaux, entrepôts industriels à fortes charges, complexes sportifs de grandes dimensions.  Ouvrages particuliers PA / PB / PC des chantiers de catégorie A, B et C tels que porte-à-faux important, plancher de reprise fortement sollicité, poteau élancé, plancher grande portée, technique d’application délicate, ouvrages à C ≥ 35/40 MPa.

Mon point de passage obligé

La plupart de nos chantiers sont en catégorie B et éventuellement PB. Si la MOE a classé le chantier en catégorie A, proposer de la passer en catégorie B – moins coûteuse en ciment. La norme rappelle que : Tout ajout d’eau, après fabrication et avant mise en place du béton, est strictement interdit, sauf justification particulière. Toute partie de béton gelé, n’ayant pas fait prise après le dégel ou ayant obtenu une résistance insuffisante, doit être démolie. Les bétons doivent faire l’objet d’une cure.

Mémento béton

33

1.3 – La norme NF P 18-201 pour la mise en œuvre des bétons de bâtiment

4

Dossiers d’étude des bétons

 Dossier d’étude initial à fournir avant le début des travaux  Définition des bétons avec leurs exigences de base et éventuelles exigences complémentaires  Éléments justifiant le respect de ces exigences (épreuves d’étude, résultats de chantiers antérieurs datant de moins d’un an…)  Description des moyens de fabrication/mise en œuvre du béton  Fiches techniques des constituants  Attestation de la marque NF ( si centrale NF )

 Dossier de suivi des bétons (avant et pendant les travaux)  Informations de l’entreprise au fournisseur, telles que : commandes journalières (dates, heure, début de livraison), méthodes de mise en place spéciales, type de véhicules pour la livraison, …  Informations du fournisseur à l’entreprise : composition du béton (pour définir la méthode de cure appropriée, pouvoir évaluer l’évolution de la résistance…) sur demande de l’entreprise avant la livraison, résultats d’essais antérieurs appropriés, évolution de la résistance, par exemple : courbe d’évolution à 2,7 et 28 jours.  Bons de livraison.  Éléments issus des contrôles de fabrication effectués par le fournisseur.  Éléments issus des contrôles effectués par le chantier sur les bétons destinés à l’ouvrage.

Mémento béton

34

1.3 – La norme NF P 18-201 pour la mise en œuvre des bétons de bâtiment 5

Armatures

 Redressage des armatures autorisé si respect de toutes les conditions :
aciers aptes au redressage après pliage pour le diamètre utilisé
opération effectuée une seule fois
outillage spécifique utilisé pour limiter les concentrations de contraintes
obtention d’un fonctionnement correct BA  Absence de plaques de rouille, de calamine non adhérente, de terre, de graisse  Cales compatibles avec un bon comportement ultérieur ( corrosion/feu)  Assemblage par manchons conformes à la NF A 35–020-1  Dispositions particulières relatives à la sécurité des personnes à prévoir pour les armatures en attente

Mon point de passage obligé

Procédure de redressage pour éviter l’effet « baïonnette » ; absence de soudure dans la zone de redressage. Contrôles des armatures de porte-à-faux : à formaliser obligatoirement.

Mémento béton

35

1.3 – La norme NF P 18-201 pour la mise en œuvre des bétons de bâtiment 6

Bétons

 Reprise de bétonnage à préciser sur les plans d’exécution
Surface de reprise propre, rugueuse et traitée de façon à obtenir une bonne adhérence à l’interface  Transport béton
Eviter toute ségrégation sensible
TOUT TOUT AJOUT AJOUT D’EAU D’EAU après après fabrication fabrication et et avant avant mise mise en en place place du du béton béton est est STRICTEMENT STRICTEMENT INTERDIT, INTERDIT, sauf justification particulière ( et ce, uniquement sous la responsabilité du fournisseur : dans ce cas, l’ajout complémentaire est enregistré sur le bon de livraison). Sinon risques de : perte de résistance, augmentation du retrait, augmentation de la porosité, augmentation de la fissuration, réduction de la durabilité
Mise en place : avant tout commencement de prise  Conditions ambiantes
Démolir les parties de béton gelé n’ayant pas fait prise après dégel ou n’ayant pas obtenu une résistance suffisante
Prévoir une cure du béton par température élevée, par vent ou par faible hygrométrie, en particulier sur les faces supérieures des dalles. Sinon risque de dessiccation excessive du béton avec perte de résistance importante en surface, augmentation du retrait plastique avec fissuration, durabilité insuffisante de la zone superficielle
Prévoir des dispositions particulières si : - température ambiante susceptible de dépasser 35 °C - température du béton susceptible de dépasser 65 °C pendant sa prise - température du béton susceptible de descendre en dessous de 0 °C tant qu’il n’a pas atteint une résis tance de l’ordre de 1/5 de sa résistance à 28 jours  Décoffrage / Désétaiement
A n’effectuer que lorsque la résistance du béton est suffisante pour éviter toute déformation excessive
Ne pas provoquer de sollicitations brutales dans l’ouvrage (opération de désétaiement progressive)
Augmenter les délais avant décoffrage par temps froid (sauf dispositions particulières)

7

Points particuliers

Si utilisation d’un produit de décoffrage (démoulant), ou de cure ou de ragréage, tenir à disposition du Maître d’Œuvre la fiche technique du produit (compatibilité avec un revêtement ultérieur)

Mémento béton

36

1.3 – La norme NF P 18-201 pour la mise en œuvre des bétons de bâtiment 8

Contrôle sur les armatures  A la livraison : - vérifier le bon de livraison - examen visuel  Avant fermeture du coffrage : - inspection visuelle - quelques mesures de contrôle pour les zones de ferraillage complexe (dont les aciers de porte à faux : obligatoire) - vérifier l’enrobage des armatures

9

Contrôles béton (voir chapitre 5)  Constituants du béton

Selon prescriptions du PAQ

• Béton avant mise en œuvre - inspection visuelle - consistance - teneur en air occlus (si entraîneur d’air) • Béton après durcissement - réalisation puis écrasement des éprouvettes • Fréquence des contrôles : selon les exigences du CCTP, de la NF EN 206-1 et de la NF P 18-201 - enregistrement des résultats : par le conducteur de travaux - interprétation des résultats : par le conducteur de travaux - procédure d’alerte (éventuelle) : par le conducteur de travaux

10

Tolérances

11

États de surface planchers/dalles

12

Incorporations dans murs/planchers Mémento béton

Thèmes traités au chapitre 4, § 4 et 5

37

1.4 – Le fascicule 65 du CCTG pour la mise en œuvre des bétons de génie civil 1

Généralités

Le fascicule 65 A (CCTG) concerne l’exécution des ouvrages de GENIE CIVIL en béton armé ou en béton précontraint. Dans l’attente de la parution, en 2004-2005, du nouveau fascicule 65, mis à jour en fonction de la norme NF EN 206-1 (avril 2004), nous indiquons ci-dessous, les points importants définis dans le fascicule 65 A d’août 2000, basé sur l’ancienne norme XP P 18-305.

2 Classe d’environnement

Mon point de passage obligé

Pas de BCP, uniquement des BPS

EA 1

Sans gel ou gel faible ou gel modéré (2a/2b1)

EA 2

Gel sévère (2b2)

EB 1

Sans gel ou gel faible ou gel modéré (5a)

EB 2

Gel sévère (5a) ou Gel modéré + fondant (<30j) (5a)

EA : milieu non agressif humide

EB : milieu faiblement agressif humide

EC : milieu moyennement à fortement agressif marin

EC 1 (gel faible ou sans gel) EC 2 (gel modéré ou sévère)

ED : milieu moyennement à fortement agressif humide

EC 1.1 : complètement immergé ou exposé à un air saturé (4a1) EC 1.2 : partiellement immergé ou soumis à des éclaboussures (4a2) Partiellement immergé ou soumis à des éclaboussures ou exposé à un air saturé en sel (4b)

ED 1

Sans gel ou gel faible ou gel modéré (5b - 5c)

ED 2

Gel sévère ou gel modéré + fondants (5a – 5b – 5c)

Mémento béton

38

1.4 – Le fascicule 65 du CCTG pour la mise en œuvre des bétons de génie civil 3 Spécifications particulières Classe d’environnement Type béton

EA1

EB1

EA2 EB2

EC1.1

EC1.2

ED1

EC2 ED2

/

0.55

0.50

0.50

0.50

0.45

0.45

0.45

Ckg/m3 ≥

Béton non armé Béton armé Béton précontraint

240 300 385

330 330 385

330 350 385

330 330 385

350 350 385

385 385 385

385 385 385

Nature ciment

Béton non armé Béton armé Béton précontraint

/ / CP

/ / CP

/ / CP

/

/

/

4%

Eeff/C ≤

Teneur minimale en air

PM ou ES PM ou ES

PM ou ES PM ou ES

CP + (PM ou ES) /

/

/

4%

4 Additions Si utilisation d’un CEMI : possibilité de substituer partiellement une addition dont la quantité maximale en kg/m3 est donnée ainsi : Classe d’environnement Nature de l’addition

EA

EB

EC

ED

Cendres volantes de houille

100

50

50

0

Additions calcaires

50

0

0

0

Fumée de silice

30

30

30

0

Laitiers moulus

100

50

50

0

Ex : Cmini (EB1) = 385 kg/m3 Équivalent à 335 kg CEMI + 50kg/m3 de cendres volantes

Mémento béton

39

1.4 – Le fascicule 65 du CCTG pour la mise en œuvre des bétons de génie civil 5

Quantité ciment / addition

Elles sont données par Dmax =20 mm, sinon, à multiplier par : ≤ 12.5

16

20

25

≥ 31.5

Cmini x par

1.10

1.05

1.0

0.95

0.90

Amax x par

1.10

1.05

1.0

0.90

0.80

D mm

(possibilité d’interpolation) Exemple :

avec Dmax = 20mm, il faut Cmini = 335 kg/m3 Amax = 50 kg/m3 soit une valeur initiale de 385 kg de ciment pur : avec un Dmax = 31.5 mm, il faut Cmini = 0.90 x 385 = 346.5 kg/m3 Amaxi = 0.80 x 50 = 40.0 kg/m3 d’où, la nouvelle composition C= 306.5 kg/m3 A = 40 kg/m3

6

Et en plus…

Possibilité de caractéristiques complémentaires telles que :  prévention alcali – réaction  béton soumis au gel/dégel, éventuellement avec fondants / déverglaçants  fissuration du béton  limitation retrait (thermique, dessiccation…)  limitation de la température du béton en cours de prise  qualité du parement Pour les bétons à hautes performances, consulter l’additif (août 2000) au fascicule 65 A

7

Pour les bétons avec gel (Voir annexe chapitre 2.3)

 gel sévère sans fondant ( EA2 – EC2 – EB2 et ED2 partiels) Apprécier la valeur du facteur d’espacement ‘’ L barre’’ des micro bulles d’air selon la norme ASTM C 457  gel avec fondant (EB2 – ED2 partiels et EC2) Prévoir un essai de résistance à l’écaillage selon la norme XP P18-420 (durée d’essai : env.3,5 mois) Se procurer les recommandations LCPC/Setra sur la « durabilité des bétons durcis soumis au gel (2003) » Mémento béton

40

1.4 – Le fascicule 65 du CCTG pour la mise en œuvre des bétons de génie civil 8

Constituants

• Ciments : admis à la marque NF – liants hydrauliques • Granulats : conformes à la norme XP P 18-540 avec les catégories suivantes :

Résistances caractéristiques Catégorie granulats

< B35

≥ B35

B

A

• Eau : conforme à la XP P18-303 ; sans particules ferrugineuses ou colorants ; l’eau potable du réseau public est réputée conforme.  Bétons apparents (ou avec mise en peinture à l’état brut de décoffrage) : interdiction de granulat contenant de la pyrite (ou autres sulfures métalliques) sous forme de grains de dimension supérieure à 2 mm. • Quantité maximale ions chlore (Cl-) susceptibles d’être solubilisés rapportée à la masse de ciment ≤ 1.00% : béton non armé et mortiers ≤ 0.65% : béton armé ≤ 0.15% : béton précontraint par post tension ≤ 0.10% : béton précontraint par pré tension • Quantité maximale d’ions soufre (S- - ) = 0.5% de la masse du ciment

9 Fabrication et transport • Centrale inscrite sur liste des centrales bénéficiant du droit d’usage de la marque NF • Centrale chantier : sur acceptation du Maître d’œuvre si tolérances : - sur ciment : +/- 5% - sur ensemble granulats : +/- 5% - sur ensemble des sables : +/- 6% - sur ciment + addition : +/- 5% - sur adjuvant : +/- 5% - sur eau d’apport : +/- 4%

Mémento béton

41

1.4 – Le fascicule 65 du CCTG pour la mise en œuvre des bétons de génie civil 10

Mise en oeuvre

• Reprise de bétonnage
nettoyage de la surface au jet d’eau haute pression (>100 bars) si béton âgé de moins de 2 jours pour le débarrasser de sa laitance
humidification, jusqu’à saturation, du béton durci (avec élimination de l’eau en excès) avant bétonnage  Cure du béton : exigée pour toutes surfaces soumises à des conditions ambiantes susceptibles d’entraîner une dessiccation ANORMALE du béton
par humidification, arrosage, immersion (sauf par temps de gel)
par maintien du coffrage imperméable
par bâches étanches
par produits de cure titulaires de la marque NF et compatibles avec les revêtements ultérieurs Durée minimale de la cure : Conditions ambiantes

Béton à l’abri du soleil et du vent avec hygrométrie ≥ 80%

Béton à durcissement

Rapide

Moyen

Lent

Rapide

Moyen

Lent

Rapide

Moyen

Lent

Classe de résistance des ciments

42.5R 52.5 52.5R

32.5 32.5R

CEM III

42.5R 52.5 52.5R

32.5 32.5 R

CEM III

42.5R 52.5 52.5R

32.5 32.5R

CEM III

Temp.≥ à 10°C

0

1

1

1

2

4

1

4

5

5°C ≤ Temp. ≤ 10°C

1

2

2

2

4

8

2

8

10

Durée minimale de la cure en jours

Temp. < 5°C

Autres cas

Hygrométrie < 50% ou fort ensoleillement ou vent ≥ 30 km/h

Cure maintenue tant que la température reste inférieure à 5°C, à compléter des temps définis ci-dessus

• Bétonnage par temps froid (voir chap. 4, § 4.17)
interdit si température < -5°C (sauf cas particulie r)
autorisé entre -5°C et +5°C si emploi de moyens effi caces pour prévenir les effets dommageables du froid (risque de gel du béton en cours de prise)  Bétonnage par temps chaud (voir chap. 4, § 4.16)
si température durablement supérieure à 35°C, dispos itions à prendre par l’entreprise pour limiter la température maximale du béton frais (dont emploi de ciment à faible chaleur d’hydratation ou d’eau refroidie…) Mémento béton

42

1.4 – Le fascicule 65 du CCTG pour la mise en œuvre des bétons de génie civil 11 Justification de la composition des bétons 1. Bétons disposant de références probantes de moins de 2 ans => Épreuves de contrôle du béton de référence Conformité si _ fc = moyenne des n résultats ( n > ou = à 12) s = écart-type des n résultats n avec fc28 = résistance caractéristique spécifiée K(n)

_ fc – K(n) s ≥ fc28

12

16

20

30

40

75

100

200

2.5

2.3

2.2

2.1

2.0

1.9

1.86

1.80

2. Pas de références probantes => épreuves d’étude 1 gâchée sur la formule nominale avec 3 éprouvettes écrasées à 28 jours avec une résistance moyenne fcE Épreuve d’étude probante si

12

• consistance respectée • fcE ≥ fc28 + λ (CE – Cmin) et fcE ≥ 1.1 fc28

avec : CE = résistance à 28 jours du ciment utilisé à l’étude Cmin = valeur minimale de la résistance à 28 jours garantie par le cimentier à partir de ses résultats d’autocontrôle λ = 1 ( sauf justification probante expérimentale)

Epreuve de convenance

_ • pour chaque béton sur la gâchée nominale avec : - un prélèvement pour mesurer la consistance et 3 éprouvettes (soit fc) - un élément de béton témoin _ avec pour un chantier de courte durée : fc ≥ fc 28 _ fc 28 + λ(CE-Cmin) avec pour un chantier de longue durée : fc ≥ 1.1 fc 28

13

Epreuves de contrôle = voir chap 5, § 5.1

Mémento béton

43

BETON

LA COMMANDE BETON Mémento béton

44

2- LA COMMANDE BETON

1 Surcoût des bétons nouvelles normes

p.46

2 Où trouver les données d’entrée pour la commande ?

p.49

3 Qui est responsable de quoi ?

p.51

4 Définition d’un béton pour la commande générale

p.52

Dossier initial et quelques cas types

BETON

5 Commande journalière

p.57

6 Suivi des commandes

p.59

Mémento béton

45

2.1 - Surcoût des bétons nouvelles normes CONTRE ARGUMENTAIRE A L’ ARGUMENTAIRE DES BPE CAS DES CENTRALES NF AVEC WATTMETRE 1) COÛT DES CONTRÔLES DE CONFORMITE DU FOURNISSEUR

Certification marque NF (2001) production annuelle du BPE (m3/an)

NF EN 206-1 (2004)

Nombre d’éprouvettes supplémentaires

Surcoût * en €/m3 HT

fréquence

nombre de prélèvements

nombre d’éprouvettes

fréquence

nombre de prélèvements

nombre d’éprouvettes

12 500 m3

3 / mois

36

108 u

3 / mois

36

72

- 36

- 0.07

25 000 m3

3 / mois

36

108 u

1 / 400 m3

62

124

16

0.016

50 000 m3

3 / mois

36

108 u

1 / 400 m3

125

250

142

0.071

100 000 m3

1 / 1500 m3

67

200 u

1 / 400 m3

250

500

300

0.075

* admis coût éprouvette y compris fabrication de 25 €/U HT

Conclusion : surcoût pour une centrale courante ~ 0.02 €/m3 surcoût pour une centrale agglomération importante ~ 0.08 €/m3

négligeable

Le contre-argumentaire ci-dessus ne tient pas compte de la notion de « famille bétons élargie » qui permet au BPE de réduire fortement les contrôles sur des bétons à formulation dérivée de celle du béton courant (C25/30), contrôles qu’il devait réaliser précédemment.

Mémento béton

46

2.1 - Surcoût des bétons nouvelles normes CAS DES CENTRALES NF AVEC WATTMETRE (suite)

2) RESISTANCE MOYENNE 2.1) C > 30 MPa : même fractile même résistance moyenne à obtenir avec la NF EN 206-1 qu’avant avec la XP P18-305 2.2) C ≤ 30 MPa : le fractile passe de 10 % (XP P18-305) à 5 % (NF EN 206-1) Xxxxxxxxxxxx x XP P18-305 : fc1 ≥ fck + 0.85 σ __ NF EN 206-1 : fc2 ≥ fck + 1.48 σ

∆ fc = 0.63 σ avec un écart-type d’environ 3 MPa pour une fabrication de qualité moyenne

Ainsi ∆fc # 2 MPa La nouvelle norme impose, pour les B25/30 et C30/35, d’obtenir une résistance moyenne théoriquement supérieure de 2 MPa à celle imposée par la XP P18305. Mais comme vous pouvez le constater, au § 1.2, les formulations imposées par les normes font que, pour les bétons courants de type CEM I 52.5 + cendres volantes, les résistances moyennes sont très largement supérieures aux résistances caractéristiques : de ce fait on obtient des résistances caractéristiques supérieures à celles demandées par la norme NF EN 206 sans modification des formules.

Conclusion : la nouvelle norme n’entraîne donc pas de surcoût justifiable par les fournisseurs (mêmes formulations, mêmes contrôles).

Mémento béton

47

2.1 - Surcoût des bétons nouvelles normes CAS DES CENTRALES NON NF 1) RESISTANCE XP P18-305 fc28 ≤ 30 MPa Par exemple C25/30 avec σ = 3.0 MPa fc28 > 30 MPa Par exemple C35 /45 avec σ = 3.0 MPa

NF EN 206-1

k1 k2

= 1.3 σ MPa = 1.0 MPa

k1 k2

= 1.48 σ MPa = 4.0 MPa

fcm fci

≥ 25 + 3.9 = 28.9 MPa ≥ 25 – 1.0 = 24.O MPa

fcm fci

≥ 25 + 4.44 = 29.5 MPa ≥ 25 – 4.0 = 21 MPa

k1 k2

= 1.9 σ MPa = 1.0 MPa

k1 k2

= 1.48 σ MPa = 4.0 MPa

fcm fci

≥ 35 + 5.7 = 40.7 MPa ≥ 35 – 1.0 = 34.0 MPa

fcm fci

≥ 35 + 4.44 = 39.5 MPa ≥ 35 – 4.0 = 31.0 MPa

Conclusions

Équivalence entre les 2 normes

NF EN plus favorable

Même formulation et mêmes résistances 2) CONTROLES : CAS D’ UNE CENTRALE DE 20 000 m3/an Nombre essais annuels Nombre éprouvettes Coût

Non imposé : admis 26 essais

133 essais

78 U

266 U

1 950 €

6 650 €

Surcoût NF EN 206 de 0.24 euros / m3 négligeable

Pas de surcoût à envisager avec des centrales non NF Mémento béton

48

2.2 - Où trouver les données d’entrée pour la commande ? Données d’entrée pouvant être nécessaires pour la commande

Demandes

CLIENT (Pièces du marché)

BET

TRAVAUX (Chef de chantier)

                 

Règlements applicables (ex : DTU, fascicule 65, règlements SNCF) Résistance 28 jours (ex : en compression ou en flexion) Dosage minimal ciment Durabilité (classe d’exposition) Parements (bullage, teinte, finition,…) Fissuration Essais béton… Résistance à 28 jours Dimension Dmax (ferraillage) Résistance au décoffrage Densité de ferraillage … Consistance du béton Résistance aux jeunes âges (fonction des planning et décoffrage) Coulage par temps chaud, froid, venteux Bétons particuliers (parements, faible bullage, pompage…) Cube journalier (méthodes et cadences) …

  

Mémento béton

 Règlements applicables  Résistances caractéristiques à 28 jours  En compression (ex : C25/30)  En traction (éventuellement 3.8 MPa)

                

Résistance aux jeunes âges (ex : 16 MPa à 18h) Dosage minimal en ciment (ex : 350 kg/m3) Classe d’exposition [ex : XC1(F)] Classe d’affaissement (ex : S3) ou classe d’étalement (ex : 60 cm) Classe de chlorure (ex : CI 0.40) Type de ciment (ex : CEM I 52.5 R) Type d’addition (ex : filler calcaire) Dimension maximale des granulats (ex : Dmax = 22.4) Densité ferraillage Parement (ex : teinte, bullage) Bétons particuliers (ex : pompable, immergé, lourd, léger, faible retrait…) Béton été / hiver Cadence de bétonnage Durabilité gel / dégel Durabilité alcali-réaction Essais sur les bétons …

49

2.2 - Où trouver les données d’entrée pour la commande ? Exemple de données pour une commande

OBLIGATOIRES Données d’entrée Résistance caractéristique

Classes d’exposition Classe de chlorure Classe de consistance Dimension maximale

Exemple

Prescripteur

C 25/30

CCTP BET Classes d’exposition

E = XC4 (F) + XF1 (F)

CCTP sinon prescripteur

CI 0.40

CCTP sinon prescripteur

S4

Travaux, éventuellement CCTP

D max 20 mm

BET sinon Travaux

Exemple

Prescripteur

COMPLEMENTAIRES Données d’entrée Parement

 Quantités minimales de fines : par exemple 60 kg / m3 inférieurs à 80 µm  Un type de ciment par exemple : CEM III A42.5 dosé à 350 kg/m3

CCTP ou Travaux

Une résistance aux jeunes âges

12 MPa à 16 heures par température froide supérieure à 5°C la nuit

Travaux, éventuellement CCTP

Une mise en œuvre particulière

Béton pompable

Travaux

Niveau de prévention C en alcali-réaction

CCTP

Une durabilité particulière

Mémento béton

50

2.3 - Qui est responsable de quoi ? Responsabilités commande Définition des prescriptions des bétons

Responsable travaux

Acheteur béton

Correspondant béton

X

éventuel

éventuel

Consultation des fournisseurs BPE

X

Vérification que le BPE présélectionné peut livrer les bétons prescrits  dossier BPE à vérifier (formulations, fiches techniques constituants, contrôles précédents,…)

X

Rédaction de la commande provisoire

X

Diffusion copie de la commande provisoire au RTx

X

Validation de la commande provisoire sous 48 h (pas de réponse = validation) Envoi de la commande validée au recommandé avec accusé de réception

BPE

par

X

courrier

éventuel

éventuel X

Gestion du retour de la commande signée par le BPE

X

Envoi d’un exemplaire de la commande signée par le BPE aux Travaux

X

Archivage de l’exemplaire original dans le dossier chantier

X

Gestion de la réception du béton :  conservation des BL et d’au moins 1 bon de pesée  réalisation épreuve de convenance  réalisation / écrasement éprouvettes contrôle travaux  archivage des résultats d’autocontrôle BPE  remontée des problèmes auprès de l’acheteur et du correspondant béton

X

X (si litige)

éventuel

La NF EN 206-1 nous impose une formalisation et une traçabilité plus importantes : l’entreprise doit démontrer que les bétons mis en œuvre sont conformes aux données d’entrée

Mémento béton

51

2.4 - Définition d’un béton pour la commande générale 1. Cas des bétons à propriétés spécifiées - BPS

Mon point de passage obligé

(résistance et consistance) Type béton

Code utilisateur

Classe de résistance

Classe de chlorure

Pour les bétons légers ou lourds : ajouter la masse volumique D du béton : D 1.4 par ex Désignation du liant

Conformité à la norme

Eventuel

Obligatoire

Obligatoire

Obligatoire

Obligatoire

Obligatoire

Désignation simplifiée du béton pour faciliter la commande journalière

Béton à propriétés spécifiées

C 8/10 ; C12/15 C16/20 ; C20/25 C25/30 ; C30/37 C35/45 ; C40/50 C45/55 ; C50/60 C55/67 ; C60/75 C70/85 ; C80/95 C90/105 ; C100/115

Cl 0.20 = BP Cl 0.40 = BA Cl 0.65 = BA + CEM III Cl 1.00 = NA

-type et classe du ciment -type d’addition

Le béton doit être conforme à la norme NF EN 206-1 et à son annexe nationale

By voile

BPS

XC4 (F) + XF1 (F)

C25/30

(F) : conformité à l’annexe française  aucun risque corrosion ou d’attaque X0  corrosion induite par carbonatation : XC1 à XC4  corrosion induite par chlorures autres que marins : XD1 à XD3  corrosion induite par chlorures marins : XS1 à XS3  attaque gel / dégel avec ou sans sels de déverglaçage : XF1 à XF4  attaques chimiques : XA1 à XA3

Cl 0.40

Dmax =

22.4

Classe de consistance

Classes d’exposition Obligatoire

S3

Obligatoire

Classe S1 S2 S3 S4 S5

Affaissement (mm) de 10 à 40 de 50 à 90 de 100 à 150 de 160 à 210 ≥ 220

 A l’arrivée de la toupie sur le chantier

Dimension maxi

CEM I 52.5 + CV

5 MPa à 16 h

Caractéristiques complémentaires

Obligatoire

Eventuel

A choisir selon : 1 2 4 5.6 6.3 8 10 11.2 12.5 14 16 20 22.4 31.5 40

. résistance minimale à jeune âge . dosage minimal en ciment ou en fines . pompabilité du béton . adjuvantation particulière . béton chaud . nature et provenance des constituants . aspect particulier du parement . alcali-réaction .…

Mémento béton

NF EN 206-1

NF

Certification Obligatoire si centrale certifiée NF

52

2.4 - Définition d’un béton pour la commande générale 2. Cas des bétons à composition prescrite – BCP ( composition imposée au fournisseur) Type béton

Classe de consistance

Eventuel

Obligatoire

Eventuel (si la composition donnée l’oblige)

Désignation simplifiée du béton pour faciliter la commande journalière

Béton à composition prescrite

S1 : de 10 à 40 mm S2 : de 50 à 90 mm S3 : de 100 à 150 mm S4 : de 160 à 210 mm S5 : ≥ 220 mm • à l’arrivée de la toupie sur le chantier

Code utilisateur

By radier

XC4 (F) + XA1 (F)

BCP

Classes d’exposition

[S4]

Conformité à la norme

Dimension maxi

Obligatoire

Obligatoire

Le béton doit être conforme à la norme NF EN 206-1 et à son annexe nationale

de 1 mm à 63 mm (selon tamis)

Cl 0.40

Dmax = 20

Classe de chlorure

« composition imposée »

NF EN 206-1

Définition de la composition

Obligatoire

Obligatoire

Obligatoire

. aucun risque corrosion ou d’attaque : X0 . corrosion induite par carbonatation : XC1 à XC4 . corrosion induite par chlorures autres que marins : XD1 à XD3 . corrosion induite par chlorures marins : XS1 à XS3 . attaque gel / dégel avec ou sans sels de déverglaçage : XF1 à XF4 . attaques chimiques : XA1 à XA3 (F) : conformité à l’annexe française

Cl 0.20 : B.P. Cl 0.40 : B.A. Cl 0.65 : B.A. + CEM III Cl 1.00 : N.A.

Exemple : pour un béton étanche CEM I 52.5 R PMES de… : 320 kg/m3 Cendres volantes de… : 80 kg/m3 Sable 0/5 de … (sec) : 670 kg/m3 Gravillon 4/12 de…(sec) : 200 kg/m3 Gravillon 10/20 de … (sec) : 920 kg/m3 Eau totale : 170 l/m3 Superplastifiant X : quantité pour obtenir S4

NF

Certification Obligatoire si centrale certifiée NF

La responsabilité du fournisseur sera de livrer le béton conformément à la composition prescrite

Mémento béton

53

2.4 - Définition d’un béton pour la commande générale Quelques exemples pour la commande générale
Massifs enterrés (en C16/20) non armé : By Mass - BPS - E = X0(F) - C16/20 -

S4 -

Cl 1.0 - Dmax 22.4


Pieux (en C30/37) avec nappe eau séléniteuse : By Pieu - BPS - E = XC2(F) + XA1(F) - C30/37 Retardé 3 heures - NF EN 206-1 - (NF)

-

- CEM I 52,5 PM + cendres volantes

S4 - Cl 0.65 - Dmax 22.4

- NF EN 206-1 - (NF)

- CEM III A 42.5 dosé à 350 kg /m3 mini -


Semelles (en C20/25) sans eau séléniteuse : By Sem - BPS - E = XC2(F) - C20/25 - S3 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEM I 52.5 PM + Cendres volantes - NF EN 206-1 - (NF)
Dallage (en C25/30) dans un parking sans déverglaçant : By Dal - BPS - E = XC3(F) - C25/30 - S4 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEMII 32.5 R - avec fibres polyprop - NF EN 206-1 - (NF)
Plancher (en C20/25) à l’intérieur du bâtiment : By Pla - BPS - E = XC1(F) - C20/25 - S3 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEMI 52.5 R + cendres volantes - NF EN 206-1 - (NF)
Voile / Poteau (en C20/25) à l’intérieur du bâtiment : By Voi - BPS - E = XC1(F) - C20/25 - S4 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEMI 52.5 R + fillers calcaires - Dosage fines 80 µm ≥ 350 kg/m3 dont au moins 260 kg de CEMI - NF EN 206-1 - (NF)

Mémento béton

54

2.4 - Définition d’un béton pour la commande générale Quelques exemples pour la commande générale (suite)


Parement (en C25/30) pour un voile de façade : By Par - BPS - E = XC4(F) + XF1(F) - C25/30 - S4 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEMI 52.5 R indice lum.63 + fillers calcaires Dosage fines 80 µm ≥ 370 kg / m3 dont au moins 280 kg CEMI - avec superplastifiant - NF EN 206-1 - (NF)
Béton étanche (en C30/37) pour un voile de STEP avec gel sévère sans chlorure marin : By Béta - BCP - E = XC4(F) + XF3(F) + XA2(F) - C30/37 - S4 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEMI 52.5 R PM-ES = 320 kg / m3 cendres volantes = 80 kg/m3 - sable + gravillon = 1685 kg /m3 - eau totale = 180 l/m3 - superplastifiant = pour obtenir un slump de 18 cm entraîneur d’air pour 5% d’air occlus - NF EN 206-1 - (NF)
Tablier de pont (en C40/50) en béton précontraint à proximité mer : By Tab - BPS - E = XC4(F) + XF1(F) + XS1(F) - C40/50 - 90 ± 2 mm - Cl 0.15 - Dmax 22.4 - CEMI 52.5 PM avec dosage ≥ 385 kg/m3 Rapport Eeff / C ≤ 0.45 - NF EN 206-1 - (NF)
Parking sans utilisation de déverglaçants par l’exploitant (rampes et dalles) : By PARK - BPS - E = XC3(F) + XF1(F) (gel faible ou modéré) ou XF3(F) (gel sévère) - C25/30 ou C30/37 S3 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEMI 52.5 + CV - NF EN 206.1 - (NF)
Parking avec utilisation de déverglaçants par l’exploitant (rampes et dalles) By PARK - BPS - E = XC3(F) + XF2(F) (gel faible ou modéré) ou XF4(F) (gel sévère) + XD3 (F) - C 35/45 S3 - Cl 0.40 - Dmax 22.4 - CEMI 52.5 + CV - NF EN 206.1 - (NF)

Nota: les résistances données sont les valeurs minimales imposées par la nouvelle norme; pour des questions de résistance (BET) ou de durabilité (CCTP), il pourra être nécessaire d’imposer des valeurs supérieures. Mémento béton

55

2.4 - Définition d’un béton pour la commande générale
Ne pas commander une formulation avec CEM II si le BPE n’a qu’un CEM I … + cendres » en équivalent : imposer alors une quantité minimale de CEM I pour obtenir des résistances suffisantes aux jeunes âges Mes points de passage obligé


Ne pas utiliser plus de 2 ou 3 bétons, pour éviter le risque de confusion des bétons sur le chantier
Exiger dans la commande que :  les fiches techniques des constituants des différents bétons soient jointes à la commande  les autocontrôles du BPE soient transmis au chantier  les conditions hiver / été soient définies précisément dans la commande  les bons de pesée soient transmis aux travaux sur leur demande
Préférer, au même prix, une centrale NF
Avant de passer la commande, demander les formulations BPS et les éventuels résultats d’étude / convenance / contrôle existants
Faire vérifier le volume réel à partir de la formulation (correspondant technique ou voir § 5.2)
Prévoir un contrôle du volume livré à partir des bons de pesée
Désigner dans la commande les personnes habilitées à :  passer la commande journalière  réceptionner le béton sur chantier
Préciser les conditions de livraison pour les bétons d’hiver, dont la température du béton frais à l’arrivée de la toupie

Mémento béton

56

2.5 - Commande journalière Obligatoire : Mon point de passage obligé

Dossier initial béton

NFP 18201 (DTU 21) Fascicule 65

Pour chaque béton : • livré par un BPE • fabriqué sur chantier

 Indication du béton (BPS – BCP – BCPN)  Exigences de base

    

Classe de résistance à la compression Classe d’exposition Dimension maximale nominale des granulats Teneur en chlorure maximale Classe de consistance ou valeur cible de la consistance

 Exigences complémentaires

           

Type ou classe particulière du ciment Type ou classe particulière des granulats (par ex. alcali-réaction) Caractéristiques exigées pour la résistance au gel – dégel Exigences pour la température du béton frais (si différent de ≥ 5°C) Développement de la résistance (rapide, moyen, lent, très lent) Prise retardée Dégagement chaleur au cours de l’hydratation Résistance à la pénétration de l’eau Résistance à l’abrasion Résistance à la traction par fendage Mise en œuvre particulière du béton (pompable, immergé,…) …

 Éléments justifiant le respect de ces exigences (épreuves d’études, définition des épreuves de contrôle, formulations, fiches techniques des constituants,…) Description des moyens de confection et mise en place du béton  Résistance caractéristique retenue pour les calculs (si BCP ou BCPN)  Résultats épreuve de convenance ou équivalent (épreuves de contrôle de moins d’un an pour une formulation existante non modifiée ou sur avis d’un spécialiste)

Mon point de passage obligé

 Obligatoire avant la première livraison  Si possible avant signature de la commande, de façon à pouvoir maîtriser les futures livraisons et les éventuelles modifications à y apporter pour obtenir la conformité aux données d’entrée Mémento béton

57

2.5 - Commande journalière Cas du béton le plus courant – Proposé par les BPE XC4(F) + XF1(F) – Cl 0.40 – NF EN 206.1 (ex E : 2b1 – BA – XP P 18 305)

Léq

Amax Eeff Léq

≥ 280 kg/m3 ≤ 0.43 C avec ≤ 0.6

• CEM I + CV ou • CEM II

C25/30 Formulation avec CEM I 52.5 + CV

Formulation avec CEM II 32.5 R

Données de sortie

C ≥ 223 kg/m3 A ≤ 96 kg/m3 Eeff ≤ 168 kg/m3 avec cette formule on obtient un C30/35

C = 310 kg/m3 A= 0 kg/m3 Eeff = 170 kg/m3 et ce pour obtenir un C25/30

aux jeunes âges, on a uniquement : 223 kg de ciment (C) soit 212 kg de clinker (K) soit encore un E/C = 0.75 ou un E/K = 0.79 avec fcm 1j ~ 7 MPa Coût CEM I + CV # 25 €

aux jeunes âges, on a uniquement : 310 kg de ciment (C) soit 248 kg de clinker (K) soit encore un E/C = 0.55 ou un E/K = 0.69 avec fcm 1j ~ 9 MPa Coût CEM II # 25.5 €

Données de sortie

Vous avez commandé un CEM II 32.5 ; le BPE vous livre un équivalent (selon lui) avec CEM I + CV : aux jeunes âges ce béton se comportera moins bien que le béton avec un CEM II.

Mon point de passage obligé

Attention : en cas de sable sans fines (cas habituel), une quantité de fines de 319kg/m3 ou 310kg/m3 ne permet pas d’obtenir sûrement un parement correct ; prévoyez l’ajout d’une addition complémentaire ou l’utilisation d’un entraîneur d’air. Mémento béton

58

2.6 - Suivi des commandes  Conserver les télécopies des commandes journalières avec les bons de livraison correspondants Mon point de passage obligé

 Y ajouter :  Les quelques bons de pesée que vous aurez demandés pour les bétons de bâtiment  Les bons de pesée de toutes les livraisons pour les bétons de génie civil Pour la gestion des bons de pesée, les demander après la livraison  Penser à définir les essais précis pour déterminer la conformité des bétons dès le démarrage du chantier et réclamer au fournisseur les résultats de ses propres essais de contrôle de sa production

Mémento béton

59

BETON

LA FABRICATION DU BETON SUR LE CHANTIER

Mémento béton

60

3 – LA FABRICATION DU BETON SUR LE CHANTIER

1 Les caractéristiques d’une centrale chantier p.62 2 Avertissement concernant les formulations

p.63

3 Différents types de centrale

p.64

4 Équipement minimal d’une centrale NF

p.65

5 Installer une centrale

p.66

6 Lancer et suivre la fabrication du béton

p.67

BETON

Mémento béton

61

3.1 - Les caractéristiques d’une centrale chantier 1. Pourquoi une centrale sur chantier

Mon point de passage obligé

Si votre chantier le permet, c’est-à-dire :  si vous disposez d’une surface suffisante pour implanter la centrale à béton et ses aires de stockage et de déchargement,  si vous avez une production journalière suffisante (2500m3 en 4 mois),  si le bilan économique est pertinent (et il le sera). Pensez à installer une centrale sur le chantier avec :  un béton à votre convenance (parement amélioré, maniabilité élevée) au moment où vous en avez besoin,  un gain économique. …Et ce dans le respect des normes

La fabrication sur chantier =

Elle nécessite :

• Un coût de production maîtrisé et optimisé

• Un centralier formé à la maintenance de la centrale

• Un béton à forte maniabilité (slump S4, voir S5)

• Une gestion des stocks (principalement ciment et addition)

• Une grande souplesse d’utilisation

• Une implantation étudiée quant aux accès pour la livraison des matériaux et à l’encombrement de la centrale

• Une qualité béton/parement adaptée • Une absence de transport incomplet

• Une formulation adaptée des bétons en fonction des données d’entrée

• Une limitation des pertes (le juste nécessaire) • Et aussi la possibilité de fabriquer le mortier

• Une maîtrise des contrôles (NF EN 206-1 et DTU 21)

Mémento béton

62

3.2 – Avertissement concernant les formulations

 Elles sont à définir avec votre correspondant béton ou avec le prescripteur en fonction des données d’entrée (comme pour un béton livré par un BPE) ; attention : • Les formulations doivent être mises au point par un prescripteur spécialiste maîtrisant le matériau béton. • Elles sont à définir le plus en amont possible pour éventuellement les ajuster par une épreuve d’études.

Mon point de passage obligé

 Ne prévoyez pas trop de formulations, la trémie d’attente n’en accepte qu’une à la fois  Toutes les formulations sont données « granulats secs ». Or, les granulats sont mis en œuvre humides Exemple : sable humide à 5% avec une formulation de 700 kg / m3 de sable sec. Vous mettez en œuvre 700 / 0.95 kg/m3 soit 737 kg de sable humide (700 kg de sable sec et 37 litres d’eau). Ainsi, prévoyez une « surconsommation » d’environ : 6% pour les sables et 2% pour les gravillons, pour vos calculs économiques. Prévoyez aussi une clause dans la commande sable avec une limitation de la teneur en eau de 8% - sauf si vous acceptez de payer l’eau au prix du sable

Mémento béton

63

3.3 – Différents types de centrales Soit avec cuves tournantes à axe horizontal soit avec un malaxeur à axe vertical (meilleure homogénéisation et réduction temps de malaxage) 3.3.1 Les centrales  TWINGO : faible encombrement au sol CENTAURE : sans génie civil

en cours d’abandon par le GIE Matériel Bouygues

 ORU / IMER ou équivalent

Centrale type IMER

3.3.2 Les équipements

Les équipements permettant de surveiller en permanence le bon fonctionnement et de maîtriser la qualité du béton : • un hygromètre à sable efficace • une imprimante avec affichage en continu, si possible avec bilan journalier des consommations • si possible un wattmètre ou équivalent pour permettre de maîtriser la teneur en eau du béton frais

Mon point de passage obligé

L’utilisation du wattmètre vous permet de maîtriser l’eau dans le béton frais Rappel : 20 l/m3 d’eau en plus = 5 MPa en moins. Pour garder la même résistance avec 20 l / m3 d’eau en plus, il faut ajouter 35 kg/m3 de ciment

Pour une centrale de chantier, exiger au minimum un bon hygromètre à sable et, si possible, un wattmètre Mémento béton

64

3.4 – Équipement minimal d’une centrale NF    



   

Stockage des granulats (sable, gravillons) : dispositions pour éviter leur mélange et pour les égoutter Ciments : minimum de 2 silos d’une capacité supérieure à 30 tonnes (50 tonnes conseillé) Addition (sèche) : 1 silo par addition Adjuvants : stockages séparés et identifiés  équipement des silos • 1 colonne montante identifiée, munie de dispositifs évitant tout risque d’erreur de remplissage (verrouillage,…) et permettant un prélèvement à la livraison • 1 dispositif évitant les ruptures de stock (détecteur de niveau,…) • 1 système de filtration indépendant par silo  pesage / dosage des constituants • constituants pesés, sauf, éventuellement, les adjuvants (dosage volumétrique admis) • bascules : classe III ayant fait l’objet d’une décision d’approbation de modèle ou d’un certificat d’approbation CE de type • portée des bascules limitée et fonction de la capacité nominale du malaxeur • additions pesées en cumulé après le ciment • adjuvant : dosage individuel de chaque adjuvant (interdiction de dosage volumétrique par mesure du temps de fonctionnement) Malaxage :  par un malaxeur  homogénéité justifiée pour déterminer la durée de malaxage Teneur en eau des sables : par des sondes avec une précision de ± 1 point avec indicateur au pupitre pour une lecture des mesures effectuées Programmateur permettant le fonctionnement automatique et / ou semi-automatique avec présence obligatoire d’un appareil pour la mesure de l’efficacité du malaxage (par exemple un wattmètre voir chap. 3, § 3.6.4) Impression des pesées : obligatoire pour tous les constituants y compris dosage adjuvants Equipement mini labo à la centrale :  essai de teneur en eau  mesure d’affaissement au cône fabrication écart type σ  conservation des éprouvettes entre 15 et 30°C

Mémento béton

bonne

2MPa

courante

3MPa

passable

4MPa 65

3.5 – Installer une centrale 3.5.1 Surface au sol d’une centrale à rayons raclants Ne pas oublier : • Les pistes d’approvisionnement des matières premières • L’emprise de la trémie d’attente • L’emplacement (éventuel) de la pompe La trémie d’attente vous permet d’augmenter le rendement de production (la fabrication n’attend plus la benne).

3.5.2 Génie civil  Prévoir une trémie d’attente si demande d’un rendement élevé  Réaliser les fondations de la centrale selon les plans du fournisseur au moins une semaine avant l’arrivée de la centrale (temps de séchage)  Stockage des granulats : couche de grave d’environ 10 cm d’épaisseur sur un géotextile anti-contamination  Eau : vérifier le débit auprès du concessionnaire : s’il est insuffisant, prévoir une bâche à eau. si fabrication hivernale, protéger du gel les circuits d’eau. 3.5.3 Réglage et essais de la centrale  Avec le fournisseur / loueur et le GIE matériel Bouygues, en présence du centraliste et du chef (il faut les (re)former) :  Vérification de l’hygromètre  Vérification des balances  Étalonnage du wattmètre et lecture  Formation aux essais courants (mesure consistance, fabrication éprouvettes, mesure teneur en eau…)  Vérifier que les adjuvants tombent bien dans le malaxeur au moment où il le faut (pour les superplastifiants, après la descente de l’eau)  Nettoyer tous les jours le malaxeur soigneusement au karcher ainsi que la trémie d’attente ; éventuellement utiliser une huile spéciale anti -adhérence du béton 3.5.4 Commande  Commande du matériel nécessaire aux essais : cône d’Abrams, moules carton, balance, écope… Mémento béton

66

3.6 – Lancer et suivre la fabrication du béton sur chantier 3.6.1 Dossier initial et dossier de suivi Comme pour un béton BPE, vous devez monter ces deux dossiers :  Dossier initial, établi par le prescripteur : indication de la formulation des bétons BPS et BCP + rappel des exigences + justifications du respect des exigences + description des constituants retenus + description des moyens de confection et de mise en œuvre du béton + indication de la résistance caractéristique en compression attendue  Dossier de suivi, tenu à jour par le responsable bétons du chantier : comme pour les BPE, il rassemblera les documents d’information, les « bons de fabrication » et les contrôles de conformité et de production 3.6.2 Contrôles à réaliser  Contrôles sur le béton d’une centrale chantier : à planifier en phase de préparation Mon point de passage obligé

Ne pas modifier les formulations en fonction des résultats : prévenir le prescripteur et ne pas oublier la procédure d’alerte

DTU

Catégorie B

En début de chantier, puis tous les 250 m3 ou tous les mois (si <)

A chaque prélèvement 4 éprouvettes avec

21

Catégorie C

En début de chantier puis tous les 150 m3 ou tous les mois (si <)

2 éprouvettes écrasées à 7 j et 2 à 28 j

 Contrôles sur les constituants :  Ciment : - vérifier le bon de livraison - vérifier que le ciment va aller dans le bon silo : identifier les manchettes des silos pour éviter toute erreur de destination  Granulats : - vérifier le bon de livraison - vérifier visuellement les granulats avant leur déchargement : granulométrie, forme, propreté, humidité. Faire quelques mesures de la teneur en eau des granulats et vérifier la conformité avec la teneur indiquée par l’hygromètre. Demander les autocontrôles récents du fournisseur : granulométrie, propreté, absorption d’eau  Adjuvants : - vérifier le bon de livraison avant le déchargement  Contrôles de la centrale :  Chaque semaine, contrôle du jeu entre les pales et le fond de cuve ou les parois : il ne doit pas dépasser 5 mm (sinon usure anormale)  Vérifier le fonctionnement de l’hygromètre par des mesures de teneur en eau  Voir avec le service matériel la fréquence pour les contrôles des balances (utiliser des gueuses étalonnées en poids)

 Gestion des stocks :  Surveiller les silos (ciment/addition)  Ne pas oublier de déterminer les volumes produits et rendement horaire

Mémento béton

67

3.6 – Lancer et suivre la fabrication du béton sur chantier 3.6.3 Pourquoi un malaxage prolongé ?





Pourquoi ?  Pour obtenir un mélange homogène et intime des différents constituants  Pour assurer une parfaite dispersion de l’eau et des adjuvants Durée du malaxage :  Assez longtemps pour obtenir le mélange homogène, mais pas trop longtemps pour ne pas pénaliser le cycle (rendement m3 de béton frais produit par heure)  A distinguer des temps d’introduction des matériaux et des temps de vidange

Temps* de malaxage recommandé (sauf justification particulière) Béton courant vibré

30 secondes

Béton avec adjuvants et/ou addition

55 secondes

Béton avec fumée de silice

120 secondes

Béton autoplaçant

120 secondes

* à partir de la chute de tous les constituants y compris l’eau d’ajout Mon point de passage obligé

Influence de la durée de malaxage sur la résistance du béton R (MPa) résistance à 28 jours

En aucun cas, on ne doit modifier le cycle défini par le prescripteur résistance à 7 jours

Réduction du temps de malaxage = perte de résistance

Le wattmètre permet de savoir si le mélange est homogène (stabilisation de l’énergie de malaxage) Mémento béton

résistance à 2 jours

Temps malaxage (secondes) 68

3.6 – Lancer et suivre la fabrication du béton sur chantier 3.6.4 Wattmètre = un des meilleurs moyens pour maîtriser la fabrication du béton

Pourquoi ?  Pour obtenir, en centrale, la consistance souhaitée en sortie du malaxeur  Pour découvrir les anomalies de fonctionnement de la centrale  Comment ?  Par mesure de l’énergie de malaxage par un wattmètre différentiel couplé à un enregistreur à diagramme déroulant  l’énergie, au palier de stabilisation, est représentative de la consistance du béton  Principe : Quelques exemples d’anomalies de fonctionnement d’une centrale

temps temps AB – introduction des granulats et du ciment dans le malaxeur BC – introduction de l’eau et homogénéisation du mélange CD – mélange homogène – l’énergie absorbée se stabilise DE – vidange du béton X – intervalle de variation admissible Le niveau du palier CD de stabilisation (déterminé à l’épreuve de convenance) permet de réguler la consistance souhaitée.

Sens de défilement et de lecture Cas 1 : malaxage trop long avec raidissement du béton Cas 2 : manque d’eau pour ce béton et raidissement Cas 3 : temps de malaxage trop court : pas de palier de stabilisation Cas 4 : excès d’eau dans le béton Cas 5 : manque d’eau initial et le centralier, s’en apercevant, a fait un rajout d’eau Cas 6 : excès de ciment Cas 7 : manque de ciment Un centralier réactif peut donc corriger la gâchée suivante pour espérer obtenir un mélange homogène dans la toupie ou la trémie d’attente dont la composition se rapprochera de celle prévue initialement. Mémento béton

69

3.6 – Lancer et suivre la fabrication du béton sur chantier 3.6.5 Une formule pour un mortier à maçonner avec une centrale de chantier

Formule 1

Formule 2

CEM I 42.5 ou 52.5

240

-

Cendres volantes

80

-

-

300

1800

1800

CEM II 32.5 ou CEM III 42.5 Sable 0/5 sec [humide] Eau totale [eau d’ajout sable à 5%]

[1900]

[1900]

200 à 240 [100 à 140]

200 à 240 [100 à 140]

Rappel : DTU 201 (P 10 – 202.1) § 4.42 sur les mortiers des joints courants  Mortier chaux hydraulique = 250 à 300 kg  Mortier de ciment = 300 à 350 kg par m3 de sable sec  Mortier batard = 350 à 400 kg de liant 150 à 275 kg de ciment +200 à 125 kg de chaux

Mémento béton

70

3.6 – Lancer et suivre la fabrication du béton sur chantier 3.6.6 Fabrication d’un béton avec une bétonnière Mon point 1) Mode opératoire selon le phasage suivant de passage obligé - mise en route de la bétonnière - la charger, dans l’ordre, avec 50 % de l’eau puis 50 % de gravillon puis 50 % du sable puis tout le ciment - compléter ensuite : avec le reste de l’eau le reste du sable le reste de gravillon éventuellement l’adjuvant ou ajuster l’eau (si nécessaire) - nettoyage de la cuve avec de l’eau et 1 ou 2 pelletées de gravillons

Ne jamais commencer par le ciment

2) Formulations type Ciment 50 kg

Sable

Gravillon

Eau

Volume

Béton armé

1 sac

7 à 8 seaux

9 à 8 seaux

23 litres

140 litres

Mortier (chape, maçonnerie)

1 sac

14 seaux

/

25 litres

125 litres

Coulis

1 sac

/

/

25 litres

35 litres

(avec des seaux d’environ 10 litres)

Mémento béton

71

BETON

LA MISE EN ŒUVRE DU BETON

Mémento béton

72

4 – LA MISE EN ŒUVRE DU BETON

BETON

1

Suivi des bétons sur le chantier

p.74

2

Distance entre armatures

p.75

3

Enrobage armature

p.76

4

Incorporations dans les dalles et murs

p.78

5

Tolérance DTU 21

p.79

6

Réception du béton

p.82

7

Délai de mise en œuvre du béton

p.84

8

Transport du béton

p.85

9

Ajout d’eau / d’adjuvants

p.86

10

Mise en place du béton

p.87

11

Démoulants ou huiles de décoffrage

p.88

12

Vibration

p.90

13

Cure

p.92

14

Décoffrage

p.94

15

Mannequins

p.96

16

Bétonnage par temps chaud

p.97

17

Bétonnage par temps froid

p.98

18

Classeur béton du chantier

p.100

19

Bilan de béton fin de chantier et capitalisation Mémento

p.101

73

4.1 - Suivi des bétons sur le chantier Mon point de passage obligé

Pour chaque béton

Obligatoire : NF P 18-201 (DTU 21) ou Fascicule 65 Pour chaque béton : . livré par un BPE . fabriqué sur chantier

Songez à préparer le dossier de suivi des bétons dès le démarrage du chantier

Informations de l’utilisateur du béton au producteur

Dossier suivi Dossier dede suivi des et et BCP desBPS BPS BCP

c’est à dire Bétons à propriétés des bétons à spécifiées

propriétés spécifiées (BPS) et Bétons à des bétons à compositions composition spécifiées

prescrite (BCP)

 

Accord sur date – heure – débit de livraison Information du BPE sur : les transports spéciaux sur chantier méthodes de mise en place spéciales limitation sur le type de véhicule de livraison

Informations du producteur du béton à l’utilisateur SUR DEMANDE         

Type et classe de résistance du ciment Type de granulats Type d’adjuvants Type et teneur des additions Rapport eau / ciment visé Résultats d’essais antérieurs appropriés (essais initiaux ou de contrôle de production), études, convenances) Evolution de la résistance  pour la détermination de la CURE Origine des constituants Bons de pesée Bons livraison (avec leurs éléments techniques) Bons de livraison (avec leurs éléments techniques) et éventuellement bons de pesée

Les éléments des contrôles de conformité et de production (conformément à la NF EN 206-1) Eléments issusissus des contrôles de conformité et de production  

Si bétons certifiés NF : attestation de l’organisme certificateur suffisante Sinon description du système de contrôle de production  Formulation – production – inspections et essais – utilisation des résultats essais (constituants – bétons frais et durci – équipement) – inspection matériel de transport – contrôles de conformité la production durci – équipement) – inspection du du matériel transport – contrôles de conformité de lade production  Demander les résultats des contrôles réalisés par le fournisseur sur les bétons

Résultats des contrôles de conformité du béton destiné à l’ouvrage - ceux du fournisseur - ceux du chantier Le dossier de suivi doit démontrer la conformité de la fabrication aux données d’entrée.  Conserver les bons de livraison  Conserver quelques bons de pesée (tous si fascicule 65)  Conserver tous les résultats d’écrasement Mémento béton

74

4.2 - Distance entre armatures Dimension Dmax des granulats Celle-ci est déterminée en fonction du ferraillage et de l’enrobage C

Coupe

schéma

ev Règles BPEL

C

ab rm=

C 2(a+b)

eh Enrobage : C

•

Dmax ≤ mini

1,4 1,2

rm (si granulats roulés) rm (si granulats concassés)

• eV • 0,7 eh • C (sauf si C=1cm)

Mémento béton

75

4.3 - Enrobage armature / / / / / / /

Défini par C selon le schéma suivant :

C Armature diam Φ

C / / / / / / / / / / / /

Risque : non-respect = corrosion accélérée des armature Fonction de la classe d’exposition, de la classe de résistance, de la maîtrise du positionnement. Augmenter l’enrobage de 10 mm permet d’augmenter la durée de service de l’ouvrage d’environ 30 ans. ENROBAGE SELON BAEL : Cmin BAEL ≥ max [Φ Φ ; C1]

Avec C1 =

1 cm pour les parois dans des locaux couverts et clos non exposés aux condensations 3 cm pour les parois soumises à des actions agressives ou à des intempéries ou à des condensations ou au contact d’un liquide (peut être réduit à 2 cm si C… ≥ C40/50) 5 cm pour les ouvrages à la mer ou exposés aux embruns ou aux brouillards salins et pour les ouvrages exposés à des atmosphères très agressives (peut être réduit à 3 cm si armatures ou béton protégés efficacement)

Mémento béton

76

4.3 - Enrobage armature ENROBAGE SELON EUROCODES :

Cmini Eur (BA) = max Cmini Eur (BP) = max

[ Φ ; 10 mm ; C2] . [ Φ gaine ; C3 ] si post-tension . [ 2 à 3 Φ ; C3] si pré-tension

Classe d’exposition

Classe liée à la structure

XC0

XC1

XC2 XC3

XC4

XD1 XS1

XD2 XS2

XD3 XS3

Armatures béton

S4 (50 ans)

10

15

25

30

35

40

45

armé C2

S6 (100 ans)

20

25

35

40

45

50

55

Armatures béton

S4 (50 ans)

10

25

35

40

45

50

55

précontraint C3

S6 (100 ans)

20

35

45

50

55

60

65

Mon point de passage obligé

 L’utilisation d’un béton de classe de résistance supérieure à celle requise par la classe d’exposition permet de réduire l’enrobage à celui de la classe de structure inférieure : l’utilisation d’un béton C40/50 en XC4 permet une réduction de l’enrobage à 25 au lieu de 30 mm.  L’enrobage peut également être déterminé pour des questions de tenue au feu.  Aucune tolérance en « moins » sur les enrobages : prévoir les bonnes cales et prendre une marge de sécurité  Respecter l’enrobage dans le fond des engravures

C ⇒ Pas d’exception pour les faux joints, les rainures et autres décrochements

Mémento béton

77

4.4 - Incorporation dans les dalles et murs  A disposer entre les nappes d’armatures  Enrobage

//////////////////////////////// C Φ max C ≥ max [Φmax ; 4 cm] Φ min C ////////////////////////////////

 Distance horizontale entre gaines

//////////////////////////////// d ≥ max [Φmax ; 4 cm]

sauf localement //////////////////////////////// d

Mon point de passage obligé

A ne pas faire

 Croisement / empilages localisés

//////////////////////////////// • e ≤ h/2 • Possibilité de bétonnage correct h e dans la zone de concentration au voisinage des raccordements //////////////////////////////// dans les boîtiers

Mémento béton

78

4.5 - Tolérance DTU 21 Poutres et dalles • Ecarts admissibles pour les poutres et dalles Les écarts donnés pour la position et le niveau des poutres et des dalles s’appliquent aussi aux autres composants structuraux horizontaux ou inclinés. Les valeurs des écarts structuraux admissibles pour les poutres et les dalles sont données par la figure ci-contre dans laquelle toutes les cotes sont exprimées en mm.

N°

Types d’écart

Description

∆

a

b 1

Ecart admissible ∆

Position d’une liaison poutrepoteau repérée par rapport au poteau. b = dimension du poteau suivant la direction de ∆ avec 1 = poutre et 2 = poteau

La plus grande des 2 valeurs : ± b/30 ou ± 20 mm

Position de l’axe d’un appui par rapport au support.

La plus grande des 2 valeurs :

2

l = distance théorique à l’arête. 1 = axe réel de l’appui.

b

l+∆

± l /20 ou ± 15 mm

1

Mémento béton

79

4.5 - Tolérance DTU 21 N°

Types d’écart ∆

a

h

Poteaux et murs

t2

b

∆

Ecart admissible ∆

Inclinaison d’un poteau à tout niveau dans un bâtiment d’un ou de plusieurs étages

La plus grande des 2 valeurs : h/300 ou 15 mm

Écart entre axes pour les poteaux et les murs

La plus grande des 2 valeurs : t/30 ou 15 mm

Flèche d’un poteau entre 2 niveaux consécutifs

La plus grande des 2 valeurs : h/300 ou 15 mm

Position de l’axe d’un poteau ou d’un mur à tout niveau par rapport à la verticale de son centre au niveau bas d’une structure à plusieurs étages : n, nombre d’étages. Avec : n ≥ 1

La plus grande des 2 valeurs : 50 mm ou Σ h/(200n1/2)

Distance entre axes

La plus grande des 2 valeurs : ± 20 mm ou ± L/600

t = ½ (t 1 + t2) t1

h

∆

c

∆

h3

Σ hi

d

h2 h1

e L+∆

Niveaux d’étages consécutifs au droit des appuis

f

± 20 mm

H+∆

Les valeurs des écarts admissibles pour les poteaux et pour les murs sont données par la figure ci-contre, dans laquelle toutes les cotes sont exprimées en mm.

Description

Mémento béton

80

4.5 - Tolérance DTU 21 Sections • Ecarts admissibles des sections ⇒ Les dimensions de la section transversale, l’enrobage, et la position des armatures de béton armé ne doivent pas présenter, par rapport aux valeurs théoriques, d’écarts supérieurs aux valeurs définies par le tableau ci-contre, dans lequel toutes les cotes sont exprimées en mm.

N°

Types d’écart

Description

Ecart admissible ∆

l1 = dimension dans une

section. Applicable aux poutres, dalles et poteaux Pour : l1 < 150 mm

a

± 10 mm

l1 = 400 mm l1 > 2 500 mm

± 15 mm ± 30 mm

Avec interpolation linéaire pour les valeurs intermédiaires. Position de l’armature passive. Section transversale.

b

Pour toute valeur de h : ∆(moins) h ≤ 150 mm, ∆(plus) h = 400 mm, ∆(plus) h ≥ 2 500 mm, ∆(plus) Avec interpolation linéaire pour les valeurs intermédiaires.

10 mm + 10 mm + 15 mm + 20 mm

Cmin = enrobage minimum requis Cn = enrobage nominal = Cmin + I∆(moins)I C = enrobage réel ∆ = écart admissible sur Cn h = hauteur de la section Exigence : Cn + ∆ (plus) > C > Cn – I∆(moins)I NOTE : Il est possible d’augmenter de 15 mm les écarts positifs admissibles pour les enrobages des armatures des fondations et des éléments de béton des fondations. Recouvrement

l

= longueur de recouvrement

0, 06 l

C

Les valeurs données s’appliquent en positions verticale et horizontale. Mémento béton

81

4.6 - Réception du béton Il s’agit de vérifier que le béton livré correspond à celui commandé la veille et ce à l’arrivée de la toupie

Mon point de passage obligé

 Vérifier le bon de livraison : une obligation du chef de chantier ou de son délégataire  Code du béton = exemple : By Voi ou By 1  Ou s’il n’y a pas de codification préalable des bétons dans la commande, vérifier la désignation du béton : o BPS o Résistance = C25/30 (par exemple) o Consistance = S4 (par exemple) o Chlorure = Cl 0.40 (par exemple) o Exposition = E : XC4 + XF1 (par exemple) o Type de ciment = CEM I 52.5 R (par exemple) o Type d’addition = cendres volantes (par exemple) o Volume du béton livré = 6 m3 (par exemple) La codification simplifie, de manière sûre, la tâche de celui qui réceptionne la toupie  Vérifier le temps de transport : il doit être inférieur à 90 minutes  Vérifier visuellement la consistance du béton : Ne pas hésiter à renvoyer une toupie pour non-conformité de la consistance Rappel : tout ajout d’eau par le chantier dégage le fournisseur de toute responsabilité sur la livraison  Avant déchargement , demander un brassage complémentaire du béton, en faisant tourner la toupie à plus grande vitesse pendant 1 min/ m3 ou 3 à 5 minutes minimum.  Donner au chef de chantier un tableau des différents bétons à utiliser sur le chantier

Mémento béton

82

4.6 - Réception du béton Exemple de bon de livraison -Ce qui doit être rempli -Ce qui doit être vérifié

Les cases grisées doivent être remplies si spécifié à la commande Ce qui doit être obligatoirement rempli

*

Heure convenue : heure de livraison acceptée par les 2 parties à la commande journalière de la veille

**ou***

Zone dans laquelle on peut inscrire le code By du béton

Vérifier que « Arrivée chantier » - « 1ère gâchée » est ≤ 90 minutes (ici : 25 minutes)

Ce que vous devez vérifier obligatoirement si béton non codifié

Mémento béton

83

4.7 - Délai de mise en œuvre du béton La prise correspond au raidissement du béton suite à l’hydratation du ciment, plus ou moins rapide selon :  le type de ciment  la teneur en eau  la température du béton frais  le type d’adjuvant En été, elle peut démarrer au bout d’une heure et en hiver au bout de dix heures. R28 MPa 30

25

20 0

Mon point de passage obligé

1h

2h

3h

Temps d’attente

 Il faut mettre en œuvre le béton avant le début de prise, sous peine d’une perte de résistance avec, en plus, le risque d’un rajout d’eau par le chantier dans la toupie pour rendre au béton sa consistance initiale, avec tous les risques que cela comporte  Par temps courant, les règles de l’art indiquent :  Temps de transport ≤ 1h30 et ce par rapport à l’horaire de la première gâchée  Temps de mise en œuvre ≤ 2h00  Par temps chaud (θa > 25°C), avec un risque de début de prise avant la fin de mise en œuvre, commander un béton retardé  Attention à la maîtrise des temps avec une trémie d’attente

Mémento béton

84

4.8 - Transport du béton Au moins 2 vitesses de rotation pour la cuve d’une toupie :  Agitation : θ ≤ 5 tours par minute  Brassage : θ ≥ 12 tours par minute Avant le chargement, s’assurer, en faisant tourner le bol de la toupie à grande vitesse de déchargement, que la cuve est bien vide et ne contient plus d’eau. La durée du transport, comptée à partir de l’introduction du ciment de la première gâchée, doit être limitée à 1h30 pour les bétons non retardés (sauf justification). Pendant le transport, le bol de la toupie doit tourner à petite vitesse (2 à 3 tours par minute). Avant le déchargement, pour réhomogénéiser le béton, faire tourner le bol à grande vitesse (12 à 15 tours par minute) pendant au moins 3 à 4 minutes, puis à vitesse lente entre chaque vidange. Vérifier le bon de livraison :

 est-ce bien le béton attendu ?  l’âge du béton est-il inférieur à 90 minutes ?

Perte de slump normale approximative

0h50

1h00

1h50

à 20°C

2 cm

3 cm

4 cm

à 30°C

3 cm

4 cm

5 cm

Durée du transport

La durée cumulée « transport + vidange » ne doit pas dépasser 2 heures  le vérifier lors de l’épreuve de convenance Temps d’attente trop long = perte de maniabilité + perte de résistance + augmentation de la fissuration  Maîtriser les temps d’attente en précisant les fréquences de livraison au BPE

Mon point de passage obligé

Ne jamais compenser la perte de maniabilité par un ajout d’eau en toupie : utiliser un superplastifiant injecté dans la toupie avec une canne suivi d’un malaxage à grande vitesse de rotation d’environ 1 minute/m3 et d’au moins 5 minutes

Rappel :

tout ajout d’eau (ou de produits particuliers), demandé par le chantier, dégage totalement la responsabilité du fournisseur BPE en ce qui concerne les conséquences liées à ces ajouts (sauf s’ils sont effectués à l’initiative et sous la responsabilité du fournisseur)

20 litres d’eau en plus #

- 5MPa en moins (environ) - mais 8 cm en plus (environ) Mémento béton

85

4.9 - Ajout d’eau / d’adjuvants Mon point de passage obligé

 Les ajouts d’eau à la livraison sont strictement interdits du fait de l’influence néfaste de ces ajouts sur la résistance du béton. Pour mémoire, ajouter 20 litres d’eau par m3 de béton type C25/30 fait chuter la résistance de 5 MPa.  Toute quantité d’eau ou d’adjuvant ajoutée dans le camion toupie doit être enregistrée sur le bon de livraison.  De plus, si la quantité d’eau ou d’adjuvant ajoutée sur le chantier dans le camion toupie conduit à dépasser la quantité autorisée par la spécification, le volume de béton livré est enregistré comme « nonconforme » sur le bon de livraison. Celui qui demande cet ajout est responsable des conséquences et il convient que cela soit enregistré sur le bon de livraison.

Mémento béton

86

4.10 - Mise en place du béton     

Répartir le béton dans la longueur du coffrage : ne jamais le répartir avec le vibreur Ouvrir franchement la benne pour éviter la ségrégation Éviter les chutes de grande hauteur : utiliser des bennes à manchette Faire attendre le béton dans la toupie plutôt que dans la benne, sinon risque d’essorage Utiliser une goulotte en position centrale (sinon tube plongeur) pour centrer la chute du béton entre les nappes d’armatures pour éviter la ségrégation

Mémento béton

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4.11 - Démoulants ou huiles de décoffrage Mon point de passage obligé

Absence démoulant = adhérence et arrachement Excès démoulant = bullage / taches / poussiérage

 Pourquoi ?  Permettre la séparation aisée entre coffrage et béton, sans arrachement ou altération du béton, par application du démoulant sur les coffrages avant coulage.  Produits du marché  Huiles végétales biodégradables : à préférer (cf. CHSCT)  Huiles de synthèse avec ou sans tensioactif : à éviter pour l’environnement / santé  Huiles physico-chimiques : risque de retard de prise avec encrassement coffrage  Huiles minérales neuves ou recyclées : à éviter pour la santé des compagnons et pour l’environnement  Cires : les meilleures pour l’anti-adhérence mais attention rarement compatibles avec un revêtement ultérieur  Toujours s’assurer de la compatibilité du démoulant avec un revêtement ultérieur et exiger la fiche technique du produit (à fournir à la MOE)  Mise en oeuvre  Appliquer uniformément, sans excès ni manque, sur un coffrage propre, le démoulant en quantité telle qu’indiquée par le fournisseur pour une épaisseur de quelques microns (1 litre = 30 à 75 m²)  Respecter les règles d’hygiène / santé (masque éventuel, lunettes, gants)  Pulvérisation :  Nettoyer régulièrement le filtre  Interdire la suppression de la buse : pas de jet en tête de banche  Choisir la buse selon les indications du fournisseur  À environ 30 à 50 cm du coffrage, en une seule passe (jamais 2 fois)  Enlever les excès de démoulant à la raclette caoutchouc  Faire des essais au démarrage du chantier et voir avec le fournisseur les cas de temps chaud ou froid

Mémento béton

88

4.11 - Démoulants ou huiles de décoffrage  Pathologies en général dues à un excès de démoulant  Retard de prise avec arrachement (accentué si temps froid ou béton retardé)  Teinte hétérogène (phénomène accentué avec granulats calcaires ou béton déversé trop haut ou démoulant non biodégradable)  Bullage  Poussiérage / farinage (phénomène accentué avec des bétons trop fluides ou sousdosés en ciment)  Décollement du revêtement ultérieur

 Précautions  Formation du chef de file et du compagnon (à sensibiliser pour obtenir un minimum de démoulant sur le coffrage)  Interdiction d’enlever la buse du pulvérisateur  Attention aux coffrages horizontaux (risque excès de démoulant et poussiérage du béton) Mon point de passage obligé

Aux premiers coulages, vérifier la compatibilité entre la graisse initiale de protection de la banche, le démoulant utilisé et le béton. Une sage précaution : obligation de nettoyer la banche, à son arrivée sur le chantier, du produit de protection, avec le produit de nettoyage fourni par le service matériel. Mémento béton

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4.12 - Vibration Pourquoi ?  Rendre compact le béton pour améliorer résistance et durabilité  Améliorer l’aspect du parement (bullage, hétérogénéité,…)

0.30

0.50

0.50

0.50

0.50

La vibration est fonction de la consistance ; il faut vibrer partout mais - pas trop : sinon ségrégation ni trop ni trop peu - suffisamment : pour remonter les bulles d’air - plus les parties haute et basse des voiles - sans faire vibrer, si possible, les armatures (risque : fantôme des armatures) Principes pour un voile : - Bétonnage par couche d’une épaisseur d’environ 40 cm à 50 cm maxi (longueur aiguille) en limitant la hauteur de la première couche à 20 / 30 cm. - Déplacer l’aiguille tous les 8 Φ (Φ = diamètre de l’aiguille) sinon risque de traînée de sable si la distance entre 2 points de vibration est trop importante - Plonger verticalement et RAPIDEMENT l’aiguille et la faire rentrer d’environ 10 cm dans la couche précédente (au plus 15 cm) pour une bonne liaison entre les 2 couches - Remonter LENTEMENT et régulièrement l’aiguille - Arrêter la vibration dès que :  le béton ne tasse plus  le dégagement de bulles d’air cesse  la laitance (surface brillante) apparaît 10 cm  le bruit du vibreur se stabilise - Surveiller le flux du béton - de part et d’autre d’une réservation (poussée différentielle du béton) - sous une réservation - Diamètre des aiguilles Ø 25 pour des pièces minces Ø 45/55 pour des pièces courantes en bâtiment Ø 70/90 pour des pièces très massives Mémento béton

90

4.12 - Vibration

Mon point de passage obligé

0.50

0.50

Précautions : - Prévoir des cheminées de vibration et de bétonnage : demander au BET de les indiquer sur les plans - Limiter la hauteur de chute du béton à 1m / 1m50 (sinon goulotte, manchette, tube plongeur) - Ne pas déverser le béton contre les parois - Ne jamais revibrer une couche déjà vibrée (sinon bullage) - Ne jamais vibrer un béton qui a démarré sa prise - Excès de vibration : nouveau bullage + ségrégation - Ne pas vibrer les armatures sinon ségrégation, fantôme des armatures - Ne pas vibrer le coffrage (traces, bullages, ségrégation) - Ne pas déplacer le béton avec l’aiguille (ne pas vider la benne en un point) sinon ségrégation - Limiter la distance entre 2 points de vibration à 8 fois le diamètre de l’aiguille - A une reprise verticale de bétonnage, positionner le vibreur à une distance maximale de 10 cm - Dans le cas d’une baie, bétonner et vibrer d’un côté pour faire couler le béton sous le mannequin, pour remplir le vide et limiter le bullage sous le mannequin ; puis poursuivre en bétonnant des 2 côtés pour limiter la poussée différentielle du béton (voir ci-contre)

0.50

Principes pour un plancher ou une dalle : - Répartir le béton avec la benne et le ratisser (le vibreur n’est pas un râteau) - Ne pas incliner le vibreur à plus de 45°C - Plonger le vibreur tous les 8 Φ sans traîner l’aiguille à l’horizontale - Eviter de vibrer les armatures (fantôme des armatures) - Commander le béton à la bonne consistance pour limiter la vibration

Béton sur-vibré = marbrures / ségrégation / ressuage / taches sombres Béton sous-vibré = nid de cailloux / bullage / béton poreux / mauvais enrobage (et corrosion) Béton re-vibré = bullage / marbrures / taches sombres Mémento béton

91

4.13 - Cure

 Pourquoi ?  empêcher la dessiccation du béton aux jeunes âges par évaporation de l’eau suite à une température ambiante élevée ou une faible hygrométrie ou surtout à un courant d’air (vent).  Quels risques en cas d’absence de cure ?  fissuration ouverte (augmentation retrait)  diminution des résistances superficielles (mauvaise hydratation du ciment) Un vent de 20 km/h est beaucoup Mon point de passage  poudroiement de surface plus néfaste qu’une ambiance sèche obligé  augmentation de la porosité du béton en surface  réduction de la durabilité (corrosion armatures, résistance au gel…) Ces phénomènes sont accentués par le vent, un temps froid ou un béton retardé  Pour quels ouvrages ? Pour tous les ouvrages pour lesquels des fissures de retrait ou une porosité superficielle sont inacceptables (ouvrages de génie civil, dallages industriels, planchers avec revêtements sols souples, béton armé à la mer, béton autonivelant, chape autonivelante…). Pour ceux-ci, curer quand le débit d’évaporation risque de dépasser 1kg/m2/h, débit déterminé selon le diagramme suivant Mon point de passage obligé

Le responsable travaux doit donc réaliser une analyse de risque pour déterminer la nécessité d’une cure sur son chantier. Celle-ci est obligatoire si le risque « fissuration » est inacceptable

 Comment curer ?  par un apport CONTINU d’eau à la surface du béton (brouillard d’eau, projection gouttelettes, film d’eau : la pluie est un excellent moyen de cure)  par maintien du coffrage (si étanche)  par une protection temporaire « étanche » : bâche humidifiée, polyane, produit de cure

Recommandations EGF-BTP • procéder à une cure pendant une durée minimale fonction des conditions ambiantes, de la température du béton et de la vitesse de développement de la résistance. • les parties coffrées peuvent échapper à une prolongation de cure, le maintien du coffrage servant de cure. • cure systématique de la face supérieure des horizontaux durant au moins 12 heures. • prolonger la cure si :

Mon point de passage obligé

Pour le BHP, la meilleure protection est une cure par film d’eau.

Ha < 60% Θa < 5°C Θa > 25°C Vvent > 40 km/h

 Quelle durée de cure ?  maintenir la cure tant que le béton n’a pas atteint une résistance d’environ 0.5 fc28 : il faut donc prolonger la cure par temps froid (Θa < 10°C) (retard de prise) ou lors de l’utilisation d’un béton à prise lente ou retardée ; une autre solution consiste à accélérer la prise avec un bon dosage en ciment virulent pour obtenir une croissance rapide des résistances à jeunes âges.  Quand curer ? Lorsque à la suite de l’analyse de risque, la cure s’avère nécessaire, réaliser la cure,  pour les horizontaux, après les opérations de serrage et de surfaçage du béton quand la surface du béton vire au mat 92 Mémento béton  pour les verticaux, dès le décoffrage

4.13 - Cure Utilisation des produits de cure  Vérifier la compatibilité des produits de cure avec les revêtements ultérieurs (ces produits sont souvent non biodégradables et alors il faudra les éliminer avant mise en place du revêtement adhérent). Pas de produit de cure sur les reprises de bétonnage  Vérifier, avec la fiche technique (à exiger), la durée de vie effective du produit de cure (certains laissent passer la vapeur d’eau au bout de quelques heures).  Préférer les produits de cure normés dont les critères d’efficacité sont une protection d’au moins 90 % à 6 heures et 85 % à 24 heures.

Mon point de passage obligé

Retrait (en mm/m)

DANGER DANGERSISIDD≥ ≥1 1kg/m2/heure kg/m2/heure Exemple : température air température béton humidité relative

Vent 20 km/h et béton non protégé

= 22°C = 36°C = 90 %

Vitesse du vent 5 km/h D = 0.6 kg/m2/h = OK 22 km/h D = 1.8 kg/m2/h = danger

Vent 10 km/h et béton non protégé

Béton protégé avec un produit efficace Temps (en h)

Dessiccation prématurée et rapide = Chute de résistance jusqu’à 10 MPa

Retrait et cure Mémento béton

93

4.14 - Décoffrage

 Pourquoi ?  Maîtriser le temps de durcissement afin d’éviter l’endommagement du béton lors du décoffrage (arrachement, fissuration, porosité…)  Risques en cas de décoffrage prématuré  Déformation excessive des pièces fléchies  Fissuration des parties tendues  Microfissuration préjudiciable à la durabilité  Divers (accrochage des matériels de sécurité tels que consoles sur des voiles frais, chargement par les banches sur un plancher fraîchement décoffré) Ouvrages de bâtiment  Éléments non porteurs (poteaux, voiles…) : si possible décoffrage avec une résistance minimale de 3 MPa pour éviter les arrachements  Éléments porteurs (poutres, dalles…) : 2 méthodes o Le BET vous a indiqué la contrainte maximale de compression σmax dans l’ouvrage au décoffrage R min ≥ max [3σmax ; 0.3 fc28] o Vous connaissez la charge réelle au décoffrage soit g et la charge totale G sollicitant l’ouvrage en service R min ≥ max [10MPa ; k fc28 ], k étant donné par : Rapport g/G k

100%

75%

50%

Béton précontraint

0.9

0.8

0.8

Poutre B.A.

0.8

0.7

0.6

Dalle ( l> 4.5 m)

0.8

0.7

0.6

Dalle (l < 4.5 m)

0.7

0.6

0.5

Voile, poteau

0.6

0.5

0.4

Mémento béton

94

Ouvrages de génie civil

4.14 - Décoffrage

 Soit la contrainte maximale dans l’ouvrage soit la résistance minimale au décoffrage doit être indiquée par le BET sur les plans R min = max [5/3 fmax ELS ; 5 (compression) à 12 (flexion) MPa] , fmax ELS étant la contrainte maximale de compression dans le béton par effet de flexion au décoffrage. Tenir compte de la résistance minimale nécessaire derrière les ancrages lors de la mise en tension des câbles de précontrainte ; ne jamais oublier les armatures de frettage juste derrière les ancrages.  Moyens pour estimer la résistance du béton  Par une épreuve d’information en écrasant des éprouvettes qui, si possible, ont suivi le même historique de température que le béton de l’ouvrage  Par utilisation d’une loi d’évolution de la résistance à 20°C et la notion d’âge équivalent (voir matur ométrie)  Par mesure continue de la température du béton, ce qui permet de déterminer la résistance précise du béton en temps réel à partir des essais maturométriques. Il s’agit de la méthode la plus précise.  Par des essais mécaniques in situ (scléromètre, arrachement de cheville…) Position EGF-BTP Les opérations de décoffrage et de désétaiement des horizontaux ne peuvent commencer qu’avec l’accord du chef de chantier ou de la personne qu’il a déléguée.

Mon point de passage obligé

En hiver des précautions particulières doivent être prises (délais allongés, composition adaptée) Le chef de chantier, pour les horizontaux, doit se rapprocher du bureau d’étude

 Temps froid = ralentissement du durcissement = maintien des coffrages et étaiements prolongés  Enlever les coffrages et étais : progressivement, sans choc, en évitant d’endommager le béton, lorsque la résistance au béton est suffisante  Béton précontraint : l’ordre de mise en tension des câbles doit être défini par le BET sur les plans ainsi que la résistance minimale nécessaire  Eviter de surcharger localement un plancher pendant et après le décoffrage; sinon en tenir compte pour la détermination de la résistance minimale  Si vous recherchez une uniformité de teinte pour le parement, décoffrer à maturité constante (mêmes délais avec la même résistance réelle au décoffrage) Mémento béton

95

4.15 - Mannequins

Mon point de passage obligé

 Prévoir un fruit de quelques % pour faciliter l’enlèvement des mannequins ou prévoir des mannequins démontables  Enlever au plus tôt les mannequins : sinon risque de fissuration dans les angles du fait du retrait initial bridé par le mannequin qui empêche ce retrait

ou

 Pour les ouvertures dans les planchers, prévoir un « isolant » élastique (par exemple du polystyrène) permettant un retrait libre autour du coffrage  Préférer des regards circulaires à des regards rectangulaires dans les dallages ; prévoir une bande de polystyrène entre regard et béton

Mémento béton

96

4.16 - Bétonnage par temps chaud  Risques 1. . Si la température du béton augmente, le slump diminue (∆θb = + 10°C  baisse du slump de 2 à 3 cm) . Evaporation eau béton frais  diminution rapide du slump  D’où risque de rajout d’eau : or 20 l/m3 d’eau en plus = 5 à 6 MPa en moins 2. Prise et durcissement accéléré avec perte de résistance à 28 j : ∆θb = 20°  temps de prise divisé par deux 3. Augmentation de la dessiccation du béton en cours de prise par évaporation de l’eau avec risque d’hydratation incomplète du ciment  Augmentation retrait, faïençage, perte de résistance, porosité, durabilité réduite  Hétérogénéité de la teinte béton 4. Augmentation forte des gradients thermiques  Fissuration ouverte

 Précautions à prendre lorsque la température ambiante est supérieure à 25°C 1. Mise en œuvre rapide, si possible aux heures les moins chaudes. Garder le contact avec la centrale à béton pour éviter les attentes des toupies 2. Retenir un ciment à faible chaleur d’hydratation (plutôt un CEM II ou CEM III ou CEM V) et, si possible, réduire le dosage en ciment (par addition de fines) 3. Humidifier les granulats (pour réduire la température de ceux-ci et le pompage de l’eau d’ajout) 4. Humidifier les supports la veille (pour éviter le pompage de l’eau du béton frais) 5. Utiliser des plastifiants ou superplastifiants à long maintien de rhéologie ; les coupler éventuellement avec des retardateurs de prise efficaces par temps chaud 6. Ne pas rajouter d’eau dans le béton : utiliser un plastifiant ou un superplastifiant complémentaire sur chantier (après l’ajout, faire tourner le bol à grande 40 vitesse pendant 5 minutes minimum) 37 À 28 7. Exécuter rapidement la finition de surface jours 8. Ne pas oublier de curer 27 9. Cas exceptionnel : . ajouter de la glace en paillette dans le malaxeur pour refroidir le 18 béton ; tenir compte de l’apport d’eau par la glace 14 À 1 jour 50 kg de paillette = refroidissement de 7 à 10°C . refroidissement du béton par de l’azote liquide 5

10°C

20°C

30°C

Température béton en °C Mémento béton

97

4.17 - Bétonnage par temps froid 

Risques : les basses températures ralentissent la montée en résistance du béton frais Seuil critique : θb < 5 à 8°selon ciment

Mon point de passage obligé



Précautions habituelles       



 À une température de béton frais d’environ 3° C, le développement des résistances est pratiquement stoppé : prendre des précautions dès que la température ambiante est inférieure à 5° C  Si la température du béton frais descend au dessous de 0° C, il y a risque de destruction de la structure en cours de durcissement par expansion de la glace : le béton frais peut supporter le gel dès que sa résistance à la compression dépasse 5MPa. Pour cela, veiller à ce que la température du béton frais soit d’au moins 10° C pour un gel aux alentours de 0° C

Utiliser un ciment à forte chaleur d’hydratation (CEM I ou II – 42.5 R/52.5 / 52.5 R) si possible à forte teneur en C3A et à condition d’en mettre suffisamment Augmenter le dosage en ciment : Commander un béton avec CEM I 52.5 + CV avec un minimum de CEM I d’environ 350 kg / m3 Réduire la quantité d’eau (retardatrice de prise et de durcissement) avec un plastifiant ou un superplastifiant – Vérifier qu’ils ne sont pas retardateurs de prise Utiliser un accélérateur de prise / durcissement non chloré (Les adjuvants chlorés sont interdits par la NF EN 206-1) Bétonner le plus tôt possible dans la journée (bien avant l’arrivée du gel de nuit) Mettre en place le béton le plus rapidement possible Si risque de temps très froid, prévoir un entraîneur d’air (pour améliorer la résistance au gel du béton durci aux jeunes âges)

Précautions exceptionnelles    

Élever la température du béton frais en chauffant l’eau d’ajout jusqu’à 60°C, et éventuellement les gra nulats Utiliser des coffrages isolants ou une protection isolante avec éventuellement un chauffage à l’intérieur Protéger les parties exposées au froid (bâches isolantes) Éliminer la glace sur les coffrages, les armatures et les granulats

Mon point de passage obligé

      

Tenir compte du ralentissement du durcissement pour le décoffrage qui sera plus tardif Accentuer les contrôles pour vérifier la résistance du béton : être prudent au décoffrage Ne pas oublier de curer plus longtemps Utiliser des démoulants adaptés aux basses températures Un béton gelé en cours de prise (si résistance < 5 MPa) doit être démoli Utiliser la maturométrie Interdire l’utilisation de déverglaçants sur des bétons âgés de moins de 6 semaines Mémento béton

98

4.17 - Bétonnage par temps froid Quels bétons de bâtiment par temps froid ?

Mon point de passage obligé

A prévoir à la commande

Surtout ne pas commander un B25 - CEM I 52, 5 - : vous n’aurez que 280 kg de ciment Commander un B25 - CEM I 52,5 R avec 350 kg/m3 - … 280 kg de CEM III A ou B 42,5 E/C selon classe d’exposition Température du béton θb > 7 °C 280 kg de liant équivalent avec CEM I 52,5 ou 300 kg de CEM II 32,5 R Température du béton < 7 °C E/C < 0,6 E/C selon la classe d’exposition Accélérateur Pas d’accélérateur 350 kg de CEM I 52,5/42,5 E/C < 0,6 Accélérateur éventuel Béton chaud θb > 7 °C

Résistance minimale au décoffrage

Avec gel la nuit 350 kg de CEM I 52,5 R ou 42,5 R E/C < 0,6 Accélérateur éventuel Béton chaud θb > 10 °C

Résistance minimale au désétaiement

Élément porteur voir § 4.14 Voir § 4.14

 la limiter à 40 °C (si pas de précautions)  un thermomètre à béton coûte moins de 80 €

350 kg de CEM I 52,5 R E/C < 0,50 Accélérateur Béton chaud θb > 15 °C Protection du béton

-5

= 3 MPa

 Θb = température du béton frais en °C

350 kg de CEM I 52,5 R E/C < 0,55 Accélérateur Béton chaud θb > 10 °C Protection du béton

- 10

Voiles, poteaux non porteurs

Θb =

0.2 (G Θg + C Θc) + ΣEi ΘEi 0.2 (G + C) + ΣEi Température

0

5

10

15

20

25

30

ambiante (°C)

ΘG, C, E = température granulats, ciment, eau Mémento béton

G, C, E = poids des granulats, ciment, eau

99

4.18 - Classeur béton du chantier

Il comprend :  Le dossier initial béton  Le dossier de suivi des bétons dont le résultat des contrôles :  de production (si BPE)  de conformité (travaux) (pour bétons par BPE ou par centrale de chantier)

Mon point de passage obligé

 Le classeur béton fait partie des DOE  Le classeur béton est à archiver conformément à la procédure d’archivage

Mémento béton

100

4.19 - Bilan de fin de chantier et capitalisation Bilan de fin de chantier La réunion de débriefing, prévue en fin de chantier, doit obligatoirement traiter des bétons si (et uniquement si) :  des bétons particuliers ont été mis en oeuvre sur le chantier, quelque soit le résultat obtenu,  des problèmes importants à la mise en œuvre ou au décoffrage ont été constatés sur le chantier, concernant en particulier une fissuration récurrente des bétons, un parement non acceptable, des problèmes avec le BPE,… Dans ces 2 cas, le responsable travaux ouvre une fiche béton dans laquelle il indique les formulations utilisées (extraits des dossiers initiaux et de suivi des bétons), les résultats obtenus et éventuellement les solutions mises en œuvre pour résoudre les problèmes.

Capitalisation Le bilan fin de chantier sur les bétons mis en œuvre est diffusé par le responsable travaux au correspondant béton de la Direction Technique. Le correspondant béton présente le sujet, éventuellement si celui-ci présente un intérêt, au pôle technique béton pour alimenter la banque de données des bétons et éventuellement faire l’objet de l’ouverture d’une fiche complémentaire pour le mémento des bonnes pratiques béton installé sur l’intranet du groupe Bouygues.

Mémento béton

101

BETON

LES CONTRÔLES SUR BETON

Mémento béton

102

5 – LES CONTRÔLES SUR BETON

1

2

BETON

Objectifs et cadrage des épreuves

p.104

Contrôles du fournisseur Contrôles du chantier de bâtiment Contrôles du chantier de génie civil

p.105 p.106 p.109

Contrôles sur béton frais

p.110

1. Consistance – Mesures d’affaissement et d’étalement 2. Confection des éprouvettes 3. Volume livré et mesure de la masse volumique 4. Vérification du volume réel d’un béton 5. Mesure air occlus – Aéromètre 6. Teneur en eau ou méthode de la poêle à frire

p.110 p.112 p.114 p.115 p.116 p.117

3 Contrôles sur béton durci 1. Maturométrie 2. Compression : écrasement 3. Essai sclérométrique 4. Traction : fendage – flexion 5. Auscultation dynamique – Vitesse du son

Mémento béton

p.118 p.118 p.120 p.121 p.122 p.123

103

5.1 - Objectifs et cadrage des épreuves Epreuves

Objectifs

Paramètres analysés

Etude

• Définir la formulation « optimisée » du béton • Analyser les risques d’un sous-dosage en ciment ou d’un surdosage en eau

• Sous dosage en ciment • Surdosage en eau • Compatibilité ciment / addition / adjuvants • Tenue au gel / dégel • Risque alcali réaction • …

Convenance

• Vérifier l’obtention de la consistance estimée • Vérifier l’absence de ressuage, ségrégation • Vérifier l’obtention des résistances demandées

• Ajustement de la teneur en eau ou en adjuvant

• Respecter les conditions de fabrication définies par l’épreuve de convenance • Démontrer que le béton mis en œuvre est conforme au béton commandé

• Adaptations en fonction de l’évolution des propriétés des constituants ou du béton

• S’assurer du comportement du béton en dehors des caractéristiques demandées au marché (résistance jeunes âges pour décoffrage)

• Obtention du résultat

Contrôle

Information

Mémento béton

104

5.1 - Objectifs et cadrage des épreuves Contrôles (BPS) par le fournisseur BPE (NF EN 206-1) – Contrôles du fournisseur

I

Fréquence minimale d’échantillonnage 50 premiers m3

Au-delà des 50 premiers

m3 de la production

de la production

Centrale NF

Centrale non NF

Production initiale (moins de 35 résultats)

3 échantillons

1 échantillon tous les 200 m3 ou 2 échantillons par semaine

1 échantillon tous les 150 m3 ou 1 échantillon par jour *

Production continue (après les 35 premiers résultats)

-

1 échantillon tous les 400 m3 ou 1 échantillon par semaine

1 échantillon tous les 150 m3 ou 1 échantillon par jour *

* si la production moyenne journalière est inférieure à 50 m3, la fréquence peut être réduite à 1 échantillon par semaine (centrale non NF) ou à 3 échantillons par mois (centrale NF)

II

Critère de conformité pour les résultats d’essai Nombre n de résultats d’essai de résistance

Critère 1

Critère 2

Production initiale

3

fcm ≥ fck + 4 (MPa)

fci ≥ fck – 4 (MPa)

Production continue

15

fcm ≥ fck + 1.48 σ (MPa)

fci ≥ fck – 4 (MPa)

fck = résistance caractéristique fcm = résistance moyenne des n lots fci = résistance minimale des lots

Exemple : C25/30  fcm ≥ fck + 4 = 29 MPa (σ = 2.7 MPa) fci ≥ fck – 4 = 21 MPa Mémento béton

105

5.1 - Objectifs et cadrage des épreuves Contrôles par les travaux (DTU 21) – Contrôle du chantier de bâtiment 5.1.1. FREQUENCE DES CONTROLES Avant mise en place du béton  - inspection visuelle - consistance - teneur en air occlus (si entraîneur air) Après mise en place  - résistance éprouvettes et ce par type de béton utilisé

Contrôles à faire par l’entreprise (en complément de ceux du producteur) Catégorie de chantier A, B, C

Catégorie B

Béton à Propriétés Spécifiées (BPS) Consistance

Consistance

Résistance

Inspection visuelle

Selon catégorie

Inspection visuelle

Selon catégorie

Mesure si doute suite à l’inspection visuelle et lors de la réalisation des éprouvettes

- 1 mesure début chantier puis - tous les 500 m3 ou tous les mois si centrale non NF - tous les 1000 m3 ou tous les mois si centrale NF

Mesure si doute suite à l’inspection visuelle et lors de la réalisation des éprouvettes

Mesure en début de chantier puis tous les 250 m3 ou tous les mois

Au minimum catégorie C

Selon le marché

Au minimum catégorie C

Catégorie C

Ouvrages particuliers PA / PB / PC

Résistance

Béton à Composition Prescrite (BCP)

Mémento béton

Mesure en début de chantier puis tous les 150 m3 ou tous les mois Selon le marché

106

5.1 - Objectifs et cadrage des épreuves Contrôles par les travaux (DTU 21) - Contrôle du chantier de bâtiment (suite) 5.2.2. PRESOMPTION DE CONFORMITE AUX EXIGENCES DU MARCHE -si toutes les alertes ont pu être levées (voir page suivante) 2n

-si la moyenne des écrasements à 28 j

∑ i =1

σi, 28

(2 éprouvettes par prélèvement)

2n désignée par fcm28 est supérieure ou égale aux valeurs ci-dessous :

Nombre n de prélèvements pour un type de béton 2 3 4 5 ≥ 6

Conformité si fcm28 (en MPa)* ≥ ≥ ≥ ≥ ≥ ≥

fck28 - 1.0 fck28 + 1.0 fck28 + 2.0 fck28 + 2.5 fck28 + 3.0

* il s’agit uniquement des écrasements réalisés par le chantier; le producteur de béton BPE doit, lui, démontrer la conformité du béton en tant que matériau conformément à la NF EN 206-1

Mémento béton

107

5.1 - Objectifs et cadrage des épreuves Contrôles par les travaux (DTU 21) - Contrôle du chantier de bâtiment (suite) 5.2.3. PROCEDURE D’ALERTE

Mon point de passage obligé

Il s’agit d’une nouveauté imposée par la NF P 18-201 (DTU 21) pour permettre au fournisseur et à l’entreprise de réagir rapidement en cas de dérive des résistances du ou des bétons utilisés sur le chantier en faisant obligation au conducteur de chantier de faire écraser 2 éprouvettes à 7 jours et d’analyser les résultats de ces écrasements. Si résistance obtenue à 7 jours < résistance prévisionnelle à 7 jours : ALERTE

Avec la procédure d’alerte suivante : - Un prélèvement = 4 éprouvettes (2 écrasées à 7 j : σ1,7 et σ2,7 ; 2 écrasées à 28 j : σ1,28 et σ2,28) Si les résultats d’écrasement de 2 éprouvettes présentent une étendue supérieure à 15 % à la valeur moyenne, ne pas les prendre en considération (sauf justification). - Connaissant la loi σ28 = f(σ7) on détermine : fa28 (a pour alerte) = f σ 1.7 + σ 2.7 avec comparaison de fa28 par rapport à fck28 2 Procédure d’alerte : 1. fa28 ≥ fck28  PAS D’ALERTE 2. fck28 – 4 ≤ fa28 < fck28  ALERTE • Analyse des causes probables : A) anomalie due au transport du béton B) non-conformité à l’EN 206-1 (informations du producteur de béton) C) anomalie mettant en cause la représentativité du résultat  Chantier 4000 m3 Centrale Centrale confection / transport / conservation / écrasement des éprouvettes NF non NF En 4 mois / BPS • Si A) ou B) : lever les incertitudes par : - des essais complémentaires Nombre de prélèvements 5 9 - des essais sur béton durci (scléromètre, vitesse du son…) sur chantier - des analyses physico-chimiques du béton et de ses constituants Nombre d’éprouvettes - une analyse de la pérennité / solidité de l’ouvrage concerné 20 36 (obligatoire) • Sinon C) : écraser les autres éprouvettes puis éventuellement procéder à un autre prélèvement du béton 280 € 504 € Surcoût chantier - si fa28 ≥ fck28  alerte levée - si fa28 < fck28  procéder comme pour A) Procédures d’alerte 5 fois 9 fois 3. fa28 < fck28 – 4  ALERTE 108 Mémento béton procéder comme en 2(A ou B) pour lever les incertitudes

5.1 - Objectifs et cadrage des épreuves Contrôles du chantier de génie civil (fascicule 65) 1

Fréquence des épreuves de contrôle Mon point de passage obligé

Pour chaque béton, le marché doit prévoir la définition de lots en fonction de la définition des bétons et de leurs spécifications; dans le cas contraire, c’est au conducteur de travaux de proposer la définition des lots qui doivent être des lots d’emploi homogène, si possible coulé en une seule fois. 1 lot = 3 prélèvements 1 prélèvement = 3 éprouvettes

Prélevés dans 3 gâchées différentes choisies au hasard (sauf si le lot comporte moins de 10 gâchées pour lequel un seul prélèvement suffira)

Les lots sont à préciser dans le PAQ ainsi que le nombre de prélèvements par lot

2

Critères de conformité

Nombre de prélèvements n

_ fc = moyenne des résistances des éprouvettes du lot fci = plus petite résistance moyenne d’un prélèvement K1 et K2 données par le tableau ci-dessous

_ fc ≥ fck + K1 fci ≥ fck - K2

Valeur K1 et/ou K2

Centrale béton certifiée ≥ 30 MPa

< 30 MPa

Bétons fabriqués sur chantier en AQ avec résultats épreuve de convenance probants

Autre cas

< 30 MPa

≥ 30 MPa

< 30 MPa

≥ 30 MPa

1

K2

1

0

0

0

0

0

2

K2

1,5

1

1

0

1

0

K1

1

2

1,5

2,7

4

6

K2

3,5

3

3,5

3

1

0

3 K1

3

3,4

5,5

K2

3

3

0

K1

1,2 σ

1,3 σ

1,9 σ

3

1

6

≥ 15

K2

3 Mémento béton

109

5.2 - Contrôles sur béton frais 1.Consistance – mesure affaissement – NF EN 12350 - 2 Par un essai d’affaissement 

Pourquoi ?     



En début de chantier pour corréler le contrôle visuel à la réalité En cas de doute ou lors de l’inspection visuelle En cas de fabrication d’éprouvettes

Mode opératoire = l’essai se fait à l’arrivée de la toupie après brassage énergique (grande vitesse du bol) pendant 3 à 5 minutes         

Humidifier le cône et le plateau (propres) Maintenir fermement le cône contre le plateau horizontal Remplir, avec la pelle creuse, en 3 couches d’une hauteur d’environ 10 cm pour chacune Piquer uniformément chaque couche 25 fois avec la tige Φ 16 cm en faisant pénétrer la tige légèrement dans la couche inférieure. Pour la couche inférieure, il est nécessaire d’incliner légèrement la tige en donnant 50% des coups en spirale jusqu’au centre Mettre un excès de béton au-dessus du moule avant le piquage de la dernière couche Araser en effectuant un mouvement de sciage/roulage de la tige Enlever le béton qui s’est écoulé sur le plateau Démouler immédiatement en soulevant le moule avec précaution, lentement, régulièrement, verticalement, sans secousse ni rotation Mesure directe Mesurer l’affaissement A à 10 mm près de Cône d’Abrams avec l’affaissement sa tige et son entonnoir

Matériel



Vérifier la conformité de la consistance du béton frais par rapport à celle de la commande. Valable : - Pour les affaissements entre 10 et 220 mm - Pour les affaissements supérieurs à 220 mm, préférer l’essai d’étalement - Pour des dimensions maximales des granulats inférieures à 40 mm Quand ?

Obligatoire sur chantier  Cône d’Abrams  Tige piquage Φ 16 de 600 mm de long aux extrémités arrondies  Pelle creuse de type écope

Mémento béton

110

5.2 - Contrôles sur béton frais 1.Consistance – mesures d’étalement – NF EN 12350 - 2 Par un essai d’étalement 

Pourquoi ? 

Vérifier la conformité de la consistance du béton à celle de la commande dans le cas d’un béton autoplaçant / autonivelant. Mon point de passage obligé

Cet essai ne correspond pas à celui de la norme NF EN 12350-5 (essai d’étalement à la table à choc)

cône 

Mode opératoire         



Utiliser un plateau non absorbant d’une dimension d’environ 1000 x 1000 mm Humidifier le cône et le plateau (propres) ; enlever l’eau en excès du plateau (par inclinaison du plateau) S’assurer que le plateau est bien horizontal Maintenir fermement le cône contre le plateau Remplir, avec la pelle creuse, en une fois toujours en maintenant le cône Araser si nécessaire Enlever le béton qui s’est écoulé sur le plateau Soulever le cône verticalement, lentement Mesurer l’étalement à l’aide d’un mètre, dans 2 directions perpendiculaires soit D1 et D2 en mm  e = D1 + D2 (en mm) ; arrondir à 10 mm près 2 Vérifier qu’il n’y a pas eu ségrégation du béton

Mémento béton

- Coffrage lisse 1 m x 1 m - Pelle creuse ou écope

111

5.2 - Contrôles sur béton frais 2.Confection des éprouvettes – NF EN 12390 – 2 + NF P 18-404  Pourquoi ?  Réussir la fabrication des éprouvettes en vue de leur écrasement en compression ou en fendage au laboratoire

 Quand ?

 Épreuve de convenance (au moins 9 éprouvettes pour écrasement à 16h, 7j et 28j)  Épreuve de contrôle  En cas de non-conformité (ajout d’eau par exemple)

 Matériel        

Moules 16/32 avec leurs couvercles plastiques Cône d’Abrams moule Aiguille vibrante Φ 25 ou 36 Pelle creuse de type écope Tige Φ 16/600 Crayon feutre pour écrire sur les moules Éventuellement contre moule métallique (c ≥ 40/50) Éventuellement une boîte pour conservation correcte des éprouvettes

Mon point de passage obligé

• Une éprouvette a un coût : je la réalise correctement pour connaître la vraie résistance du béton • Essai à réaliser au plus tard 45 minutes après l’arrivée de la toupie

contre moule

 Mode opératoire  Prélever un volume de béton frais suffisant – environ 50% de plus que le béton nécessaire à la confection – dans le milieu d’une gâchée  Faire une mesure de l’affaissement A avec le cône d’Abrams Si A ≤ 9 cm

Durée de vibration (si éprouvette vibrée)

Slump

50 mm

90 mm

1ère couche

14 "

8“

2ème couche

19 "

13 "

Éprouvette vibrée – avec aiguille Φ 25 ou 36

Si A ≥ 10 cm Éprouvette piquée – avec tige normalisée 600 mm

Remplir en 2 couches de 16 cm de hauteur avec la pelle creuse 1ère couche : descendre l’aiguille dans l’axe sans toucher le fond et la remonter lentement 2ème couche : faire pénétrer l’aiguille de 2 à 3 cm dans la 1ère couche et la remonter lentement

1ère couche : 20 coups répartis uniformément, tige enfoncée jusqu’au fond du moule – attention au fond du moule en carton 2ème couche : 20 coups répartis uniformément en faisant pénétrer la tige de 2 à 3 cm dans la 1ère couche

 En fin d’opération, le moule doit être rempli de béton à ras bord ; procéder à l’arasement avec la tige par un mouvement de sciage en deux passes à 90°  Mettre en place le couvercle, sans marque des doigts sur le dessus du béton  Identifier le moule – chantier / date et heure / slump / BL / n°chantier  Conserver les moules à 20°sur une surface horizontale rigide pendant 24h ± 1h à l’abri (soleil, gel, choc, vibration…)  Les transporter au laboratoire avec précaution – ni choc ni dessiccation Transmettre les résultats au fournisseur et au prescripteur. Mémento béton

112

5.2 - Contrôles sur béton frais 2.Confection des éprouvettes – NF EN 12390 – 2 + NF P 18-404 (Formulaire proposé)

Réalisation d’éprouvettes béton Chantier :……………………………………….

Fournisseur béton :………………………… Bon de livraison N° :……………………………….

Destination béton :………………………………………. Date de confection :…………………… à ……………. Heures Qualité du béton : C ………./ …………….. Consistance mesurée : slump de ……………. mm Classe d’exposition : ……………… Nombre d’éprouvettes réalisées : ………… unités pour

…………. unités pour essais le …../…../….. en …………. unités pour essais le …../…../….. en …………. unités pour essais le …../…../….. en …………. unités pour essais le …../…../….. en

Compression

Fendage

Autres

/ / / /

/ / / /

/ / / /

Laboratoire d’essai : ……………………………………………………… à ……………………………………… Eprouvettes remises le : ……../ ……../ …….. Adresse pour l’envoi des résultats : …………………………………………………………………………………..

Gestion des résultats d’essais 





Résistance des éprouvettes à 7 jours

R1 = ….. MPa R2 = ….. MPa  R moy 7 = …… MPa R3 = ….. MPa  R 7 escomptée = …………. MPa  Rmoy ≥ R 7esc = OK ; Rmoy < R 7esc = alerte Résistance des éprouvettes à 28 jours R1 =…....MPa R2 =…… MPa  R moy 28 = …..MPa R3 = ……MPa Résistance caractéristique : ……….MPA  Autres résultats : Mémento béton

Alerte

oui 

Résultat conforme

non 

oui 

non  113

5.2 - Contrôles sur béton frais 3. Volume livré et mesure de la masse volumique Volume livré Pourquoi ? 

Vérifier que le BPE vous livre le volume VB commandé.

 Comment ? vous avez commandé 6 m3 de béton ; il s’agit du volume de béton vibré à refus que doit vous fournir le BPE et ce sans aucune tolérance par le bas Demander le(s) bon(s) de pesée correspondant à la livraison Additionner les poids des différents composants (sable, gravillon, ciment, addition, eau,…) soit P ; après avoir déterminé la masse volumique D (voir ci-dessous), vous devez vérifier  VB = P (m3) D

Mesure de la masse volumique – Pourquoi ? 

(On peut aussi faire peser la toupie pleine puis la toupie vide ; attention à la bonbonne à eau)

Déterminer la masse volumique du béton compacté à refus pour contrôler le volume de béton livré à partir des bons de pesée

 Comment ?      

 Matériel nécessaire

Déterminer la masse M1 du moule vide Le remplir avec le béton en au moins 2 couches Vibrer, pour obtenir le serrage du béton à refus, sans ségrégation excessive ni formation de laitance ni diminution de l’air entraîné (si entraîneur d’air) Araser soigneusement ; nettoyer l’extérieur du moule Déterminer la masse M2 du moule rempli Masse volumique D = M2 – M1 kg/m3 V

M1 et M2 en kg - V en m3 (éprouvette 160/320 = 6.4 litres)

soit encore D(kg/m3) = 156,3 [M2 (kg) – M1 (kg)] pour une éprouvette 16/32  Arrondir aux 10 kg/m3 les plus proches

1 récipient d’au moins 5 l et de volume connu V, par exemple un moule cylindrique plastique 160/320 de type Ready form d’un volume de 6.4 l ou un moule classique d’éprouvette 1 pelle creuse de type écope 1 aiguille vibrante (si possible Φ 25 à 36 mm) 1 balance avec une précision de 1/1000 Mémento béton

114

5.2 - Contrôles sur béton frais 4. Vérification du volume réel d’un béton CALCUL DU VOLUME D’UN BETON A PARTIR D’UNE FORMULATION Vous connaissez la formulation du béton mis en œuvre (PAQ, bons de pesée,…) : vous pouvez déterminer le volume réel du m3 théorique du béton à partir des densités connues des constituants par :

Exemple :

« Volume d’un matériau = masse » densité Constituants CEM I 52.5 R Cendres volantes Sable (sec) Gravillon (sec) Eau totale Adjuvant

Formulation

d*

Volume

223 kg/m3 96 kg/m3 730 kg/m3 980 kg/m3 180 l/m3 1.5 kg/m3

3.1 2.5 2.6 2.5 1.0 1.1

71.9 litres 38.4 litres 280.8 litres 392.0 litres 180.0 litres 1.4 litres

* Les densités sont indiquées dans les fiches techniques des différents constituants

d’où :

• volume pâte : 71.9 + 38.4 + 180 + 1.4 = 291.7 l/m3 3 • volume du « m » : 291.7 + 280.8 + 392.0 = 964.5 l/m3

Sachant qu’un béton vibré à refus contient de l’ordre de 10 litres d’air occlus, la formulation ci-dessus ne permet pas d’obtenir le m3 théorique (auquel vous avez droit) d’environ 2.5 %.

Mémento béton

115

5.2 - Contrôles sur béton frais 5. Mesure air occlus - Aéromètre  Pourquoi ? 

Déterminer la teneur en air du béton frais compacté

 Mode opératoire 

   

Essai obligatoire si utilisation d’un entraîneur d’air

Avec la pelle creuse, remplir le récipient en 3 couches d’épaisseur sensiblement égale en serrant le béton de chaque couche soit par piquage (avec la tige) soit par vibration (avec l’aiguille vibrante)  Attention : vibrer au minimum sans trop pousser la vibration pour ne pas entraîner une perte d’air occlus  Si serrage avec une tige : pour éliminer les bulles d’air, tapoter, par des coups secs avec le maillet, les côtés du récipient jusqu’à disparition des grosses bulles d’air et élimination des traces de la tige.

Mon point de passage obligé

 

Mon point de passage obligé

Araser puis nettoyer soigneusement les bords du récipient et du couvercle, pour assurer l’étanchéité Fermer la soupape et ouvrir les deux robinets ; injecter de l’eau par le robinet A soit avec l’entonnoir soit par la seringue jusqu’à ce que de l’eau ressorte par le robinet B ; frapper légèrement le récipient pour chasser l’air occlus Fermer la soupape de purge d’air et pomper jusqu’à ce que l’aiguille du manomètre atteigne le niveau de pression initiale; stabiliser, après avoir attendu, l’aiguille du manomètre au niveau de pression initiale Fermer les 2 robinets et ouvrir la soupape principale Lire la valeur donnée par le manomètre (éventuellement tapoter le manomètre pour le stabiliser), celui-ci donnant directement le pourcentage apparent d’air Aoc Ouvrir les 2 robinets avant d’enlever le couvercle

 Matériel    

1 aéromètre 1 tige Φ 16/600 ou aiguille vibrante 1 entonnoir ou 1 seringue Un maillet

Mémento béton

116

5.2 - Contrôles sur béton frais 6. Teneur en eau ou méthode de la poêle à frire 

Pourquoi ?  Déterminer la teneur en eau d’un granulat ou d’un béton frais



Mode opératoire  Peser la casserole vide soit M1  Introduire une masse * de matériau humide  peser la casserole avec le matériau soit M2  Chauffer pour évaporer l’eau ; remuer avec la spatule, en évitant toute projection à l’extérieur  Repeser la casserole remplie du matériau sec soit M3 Masse initiale : M2 – M1 Masse finale : M3 – M1 Teneur en eau en % : M2 – M3 M2 – M1 * pour la mesure de la teneur en eau d’un béton de masse volumique Mv (t/m3) connue, il est conseillé de disposer dans la casserole une masse Mv en kg (M2 = M1 + Mv) ; dans ces conditions, la teneur en eau du béton est égale à : E(l /m3) = M2(gr) – M3(gr)



Matériel  1 réchaud gaz/électrique  1 spatule bois  1 pelle creuse type écope  1 balance avec une précision de 1/1000  1 casserole à bord haut

Mémento béton

117

5.3 - Contrôles sur béton durci

1. Maturométrie  Pourquoi ?

 Déterminer la résistance du béton aux jeunes âges à partir du suivi de la température du béton, la résistance aux jeunes âges ne dépendant que de l’historique thermique du béton ; la maturométrie permet de déterminer les résistances du béton, dès qu’elles dépassent 5 MPa et restent inférieures à environ 50 % de la résistance à 28 jours.  Mode opératoire  elle consiste à déterminer l’âge équivalent, qui correspond au temps durant lequel le béton doit être maintenu à 20°C afin d’obtenir la même valeur de maturité (et donc la même résistance) que dans les conditions de cure réelle. t0

Elle se calcule par téq = ∫0 to exp

- E 1 R θb(t) + 273

1 293

Le coefficient d’activation E étant une constante propre à chaque béton et déterminée par des essais en laboratoire. R  But :  Optimiser les durées des cycles de décoffrage (cas des ouvrages d’art,…)  Décoffrer à maturité constante (parements de teinte homogène pour bétons architectoniques)  Décoffrer à une résistance suffisante pour garantir une durabilité particulière  Avantages :  Evaluation beaucoup plus précise de la résistance aux jeunes âges et ce en divers points (éventuellement) critiques de l’ouvrage par rapport aux méthodes usuelles (écrasement d’éprouvettes, scléromètre,…)  Information instantanée  Suppression des éprouvettes d’information, donc de leurs écrasements  Simulation thermomécanique des résistances du béton en fonction de conditions climatiques supposées, de l’isolation thermique du coffrage et de la géométrie de l’ouvrage et optimisation des formulations  Détermination du risque de fissuration du béton dû au gradient thermique sous le dégagement de chaleur du ciment hydraté  Inconvénient : obligation d’une épreuve d’études en laboratoire. Mémento béton

118

1. Maturométrie (suite)

5.3 - Contrôles sur béton durci

Calcul du temps équivalent pour différentes valeurs de E/R et de θb (R = 8314 J/mol K) E/R

θ°b 0°C 5°C 10°C 15°C 20°C 25°C 30°C 35°C 40°C

Résistance approximative béton (à 20°C) à 2 jours

3500

4000

4800

5500

6700

0.42 0.52 0.65 0.81 1.0 1.22 1.49 1.80 2.16

0.37 0.48 0.62 0.79 1.0 1.26 1.56 1.93 2.38

0.30 0.41 0.56 0.75 1.0 1.32 1.72 2.22 2.85

0.25 0.36 0.51 0.72 1.0 1.37 1.86 2.51 3.34

0.19 0.29 0.45 0.67 1.0 1.47 2.13 3.05 4.31

38 MPa

26 MPa

16 MPa

12 MPa

6.5 MPa

Exemple : pour un béton, dont R2 (20°C)= 16 MPa soit avec un E/R d’environ 4800 K et dont la température est de 5°C, le temps équivalent vaut environ 41 % : sa résistance à y heures ne vaut que celle du béton à 20°C à 0.41 y heures ou encore si l’on devait décoffrer à z heures à 20°C, il faudra attendre 2.4 z heures pour pouvoir décoffrer avec un béton à 5°C. Exemple : E = 4000 K : un mûrissement à 40°C pendant 1 heure est équivalent à un mûrissement à 20° C pendant 2h38 R La méthode : connaissant l’historique de la température en un point du béton, on détermine le temps équivalent par : n

téqn =

∑ i =1

K (θi moy) x ∆ ti-1 connaissant la courbe Rc = f(téq) donnée par le labo, on détermine la résistance en ce point par Rcn = f(téqn)

Mémento béton

119

5.3 - Contrôles sur béton durci 2. Résistance en compression par écrasement d’éprouvettes N

Φ

N

2Φ

Eprouvettes cylindriques fc = N /S

a

a

Eprouvettes cubiques fc = N /S

N

Mon point de passage obligé

Coût écrasement 6 éprouvettes (voir contrats achats) Faites par le chantier = 70 à 90 € les 6 Faites par le labo = 160 à 300 € les 6

N Relations entre les résistances pour des éprouvettes non normalisées

Eprouvettes cylindriques

11/22

16/32

20/40

25/50

30/60

fc / fc16/32

1.02

1.00

0.97

0.95

0.93

Eprouvettes cubiques

10/10

15/15

20/20

25/25

30/30

fc / fc15/15

1.10

1.00

0.95

0.92

0.90

Cylindres / Cubes fcyl / fcube

fc < 20

20 < fc < 30

fc > 30

0.80

0.83

0.85 Cylindre / cylindre : cas d’une carotte

Φ1 (cm) / H1 (cm)  fc1 Mémento béton

fc16/32 # 0.64 +

1 H1 + Φ1 Φ1 20

-1

x fc1

120

5.3 - Contrôles sur béton durci •Pour une épreuve d’information

3. Essai sclérométrique (NF EN 12504 – 2)  Pourquoi ?

Quand

•En cas de doute

•En cas de non conformité  Contrôle non destructif d’un béton durci par mesure de la dureté de surface. Cela permet d’obtenir la résistance du béton durci de façon approximative avec une incertitude pouvant atteindre 15 % (sinon étalonner sur une éprouvette à écraser)  Outil  Projection d’une masselotte le long d’une tige dont on mesure la hauteur du rebondissement.  Contraintes de réalisation des mesures  Pour être mesurable, la résistance doit être supérieure à 10MPa. (sinon scléromètre mou pendulaire)  La surface d’essai doit être d’environ 30 x 30 cm.  Exclure les zones présentant des nids de cailloux, des écaillages, une texture grossière, une porosité élevée, sans trace d’humidité, ou armatures affleurantes  Éventuellement, poncer la surface avec la pierre à polir fournie  Mode opératoire  L’actionner au moins 3 fois avant la mesure  Maintenir le scléromètre fermement contre la surface et augmenter progressivement la pression jusqu’à déclenchement du choc  Lire l’indice Is (ne pas tenir compte du résultat si écrasement avec perforation, vide d’air)  Distance minimale : entre 2 chocs = 30 mm ; à une arête = 50 mm  Au minimum 9 mesures sur la surface  retenir la valeur médiane des lectures  corriger, selon l’orientation du scléromètre, avec l’abaque fourni  si, sur 9 mesures, 2 différent de plus de 6 unités par rapport à l’Is médian, écarter toutes les mesures Mon point de passage obligé

 Procéder périodiquement à un réétalonnage  Un béton gelé présente un Is anormalement élevé  Un béton carbonaté (donc ancien) présente un Is élevé Mémento béton

121

5.3 - Contrôles sur béton durci 4. Résistance en traction Trois possibilités pour mesurer la résistance en traction : P1

1) Par traction directe d’une éprouvette dont les extrémités sont rendues solidaires d’un montage par collage mis en traction : ft = P1 (N/mm2 ou MPa) S

P1 P2

2) Par fendage (essai brésilien) par écrasement d’une éprouvette de diamètre Φ et de longueur L suivant 2 génératrices opposées d’où un éclatement par mise en traction du plan diamétral passant par les 2 génératrices (l’éprouvette est fendue en 2)

Φ/L

fcfend

= 2 P2 Π ΦL

L = longueur éprouvette

P2 a P3 P3 a

3) Par mise en flexion d’un prisme axax4a chargé en deux points distants des appuis de a a

4a

ffl =

6P3 a²

= 3(2P3) = a²

ftflex = 0.6 ffl =

3P a²

P étant la charge totale appliquée

1.8 P a² Mémento béton

122

5.3 - Contrôles sur béton durci 5. Auscultation dynamique  Pourquoi ?  Déterminer la résistance du béton par mesure de la vitesse de propagation d’une onde sonore entre deux points.  Permettre également de mettre en évidence des fissures, une épaisseur de béton détérioré suite à un incendie ou un gel, un manque d’homogénéité du béton…  un émetteur

 un récepteur

 une centrale de mesures

 Mesure en transparence directe : émetteur et récepteur sur les 2 faces opposées pour déterminer la qualité du béton en fonction de l’épaisseur traversée (connue au mm près)  Mesure en surface : émetteur et récepteur sur une même face pour détecter les défauts de surface (fissures, couches altérées)  Mesure en transparence par rayonnement : émetteur sur une face et récepteur sur une face adjacente pour déterminer l’homogénéité du béton (récepteur déplacé sur la face adjacente)  La résistance en compression est déterminée : o soit à partir de courbes préétablies o soit à partir d’éprouvettes témoins : • soit confectionnées avec le même béton • soit carottées dans l’ouvrage et écrasées (attention : ne pas couper les barres d’où une reconnaissance préalable au pachomètre)

Pachomètre (par exemple Ferroscan FS 10 H12TI)  Repérage de la répartition des armatures  Estimation précise de l’enrobage  Evaluation du diamètre des armatures (fourchette) avec transfert sur PC des résultats pour analyse  Nécessite un opérateur formé  Détecte les lits d’armatures à proximité de la face testée 1.

2.

Radar haute fréquence  Détermination des plans de ferraillage avec leurs profondeurs et cela à partir d’une seule face  Mais aussi des fissures, épaisseur du béton, existence de vides… Pour des dallages, planchers, poutres, voiles… Par quelques laboratoires indépendants. Mémento béton

123

BETON

LES ALEAS «PAREMENTS» LES PLUS COURANTS

Mémento béton

124

6 – LES ALEAS « PAREMENTS » LES PLUS COURANTS

1 Parement – Texture et teinte

p.126

2 Efflorescence

p.129

3 Ségrégation

p.130

4 Salissement du béton

p.131

5 Autres défauts d’aspect

p.132

BETON

Mémento béton

125

6.1 - Parement – Texture et teinte Pourquoi ?  apprécier la conformité des textures / teintes des parements obtenues à celles demandées dans le CCTP. Documents officiels opposables et donnant des éléments d’appréciation des aspects de parement : - planéité - texture - teinte

Bâtiments

Génie civil

NF P 18-201 (DTU 21) ou P 18-503

Fascicule 65 ou P 18-503

La définition d’un état surface passe par la référence soit d’un échantillon d’environ 1 m2 de surface soit d’une photographie type d’un état de parement ; on trouvera en annexe les photos de parement 7, 5 et 3 du document CIB « Tolérances sur les défauts d’aspect du béton » de 1973 repris dans la P 18-503. Sachez refuser, à la commande, une demande d’uniformité de teinte, Un parement est défini par une : Mon point de passage très difficile à obtenir avec un béton courant (nécessité d’un E/C  planéité sous une règle de 2 m et de 20 cm obligé constant, choix d’un ciment à forte finesse Blaine, vibration régulière  texture - répartition de trous et bulles par petites couches, même maturité au décoffrage, protection du béton - surface de bullage décoffré contre l’eau,…)  teinte (échelle de gris clair)

1)Planéité selon le parement vertical demandé (P) NF P 18-201 (DTU 21)

Ecart maxi en mm sous la règle de

Fascicule 65

P 18-503

Courant

Soigné*

Soigné simple

Soigné fin

P(0)

P(1)

P(2)

P(3)

P(4)

2m

7

5

8

5

/

15

8

5

20 cm

2

2

3

2

/

6

3

2

Selon le marché

* dont parement extérieur exposé à la pluie ou brut ou revêtement de peinture ou carrelage collé

Etat de surface

Planéité état de surface dalle ou plancher

Planéité en mm sous la règle de

2m 20 cm

NF P 18-201 (DTU 21) Brut de règle

Surfacé

Lissé**

15

10

7

/

3

2

** dont les cas d’un revêtement de sol collé, ou d’une sous-couche isolante ou d’un revêtement de sol en pose scellée et désolidarisé. Mémento béton

126

6.1 - Parement – Texture et teinte

2) Texture (ou bullage) Le nouveau DTU 21 et le fascicule 65 sont muets sur le bullage acceptable : la texture doit être définie par le marché, éventuellement à partir de la P 18 503. Pour mémoire, nous indiquons ci-dessous ce qu’indiquait le DTU 21 de 1992 pour les coffrages courants et soignés et qui est dans le DTU 59.1 (peinturage). Ex DTU 21 (1992) Coffrage Courant Coffrage Soigné

   

épiderme uniforme et homogène section bulle < 3 cm2 profondeur bulle < 5 mm étendue maximale nuages de bulles rapportées à la surface 25%

10%

P 18-503 E(0)

E(1)

E(2)

E(3)

E(4)

Surface maxi par bulle en cm2

/

3.0

1.5

0.3

Marché

Profondeur maxi (mm)

/

5

3

2

Marché

Surface bullage

/

10%

3%

2%

Marché

Photo (Annexe 3)

/

7

5

3

/

Bullage concentré

/

25%

10%

5%

Marché

Surface maxi (cm2) d’un défaut localisé

/

5

4

3

Marché

Bullage moyen

à multiplier par la distance d’observation (m) Exemple : E (3 – 3 – 2) [P 18-503]  bullage moyen selon photo 3  (surface maxi 0.3 cm2 soit Φmax = 6mm)  (surface bullage = 2% de la surface totale)  les zones de bullage concentré dont la concentration est supérieure à 2% ne représentent pas plus de 5% de la surface du panneau  tout défaut localisé est limité à une surface (en cm2 ) de 4 fois la distance d’observation en m : si celle-ci est de 10 m, on a le droit à un défaut localisé de 40 cm2 (6 x 7 cm) Que devons-nous au peintre (DTU 59-1) ? : un parement n°7 Mémento béton

127

6.1 - Parement – Texture et teinte

3) Teintes Le fascicule 65 indique que la teinte doit être uniforme sur le panneau et dans l’ouvrage, celle-ci devra être définie dans le marché, y compris la variation de teinte acceptable entre 2 points d’ouvrages. La P 18-503 permet de définir, par rapport à la teinte de base définie dans le marché, les écarts de teinte entre zones adjacentes et entre zones éloignées.

Ecart entre 2 zones adjacentes

Ecart entre 2 zones éloignées

/ 3 1 marché

/ 4 2 marché

T(0) T(1) T(3) T(4)

Exemple : le parement soigné de l’ex-DTU 21 peut s’écrire selon la P 18-503 :

P(3) - E(1 - 1 - 0) - T(0)

Mémento béton

128

6.2 - Efflorescence

 Pourquoi  Eviter l’aspect inesthétique des efflorescences (taches blanchâtres).  Causes  en s’évaporant à la surface du béton, l’eau soit de gâchage soit de pluie (après pénétration dans les capillaires superficiels) laisse un résidu de chaux (soluble) ou portlandite provenant de l’hydratation du ciment.  cette chaux se combine au gaz carbonique pour donner un carbonate de calcium (calcaire) blanc ou crème insoluble.  les alternances humidité / séchage augmentent peu à peu l’épaisseur du dépôt sous forme de taches inesthétiques.  il en est de même des imperfections accidentelles (fissures, nids de cailloux, …) où l’eau traversant ces imperfections se charge en chaux qu’elle dépose en surface avec formation de croûtes épaisses ou de stalactites.  Précautions :  une composition étudiée du béton avec une granulométrie continue pour obtenir un squelette compact  un E/C limité et régulier accompagné d’une vibration suffisante pour obtenir un béton compact et le moins poreux possible  utilisation d’un ciment à ajout pouzzolanique (laitier, cendres volantes) de type CEM II ou III ou V ; ou ajout d’une addition pouzzolanique (cendres volantes, métakaolin, fumée de silice)  utilisation d’un adjuvant anti-efflorescence ou d’un hydrofuge de masse  décoffrage (lorsque possible) plus tardif  mise en œuvre d’un produit de cure (jeunes âges) ou protection du béton frais contre la pluie par un polyane (avec circulation d’air pour éviter les condensations) Mon point de passage obligé

Par temps humide et froid, risque d’apparition des efflorescences plus important, surtout pour les BHP.

 Traitement  par acidification : humidification de la surface du béton (pour éviter la pénétration de l’acide) puis traitement par une solution d’acide (acide chlorhydrique ou fluorhydrique) dilué à quelques pour cent suivi d’un rinçage abondant pour éliminer l’acide (sinon risque d’apparition d’un voile blanchâtre et d’attaque de la surface du béton)  par ponçage fin à l’aide de laine de fer ou d’un isolant en verre cellulaire  puis éventuellement protection par hydrofuge de surface Mémento béton

129

6.3 - Ségrégation Rappel : les bétons fluides nécessitent une quantité de fines plus importantes  Risques  nids de gravier avec concentration locale de gravillons  dégâts majeurs sur les parements (teinte et texture) et sur la durabilité dont : o traînées de sable ou remontée d’eau entre parement et coffrage avec entraînement des fines o ressuage ou accumulation de l’eau en excès sur la surface supérieure du béton avec surface poreuse ou farineuse ou de qualité médiocre o tassement du béton avec fissures le long des armatures et corrosion o microségrégation entre ciment et fines donnant des surfaces marbrées et des parements inesthétiques de teinte hétérogène o retrait différentiel avec risque fissuration  Causes  démélange des constituants du béton dû à une composition inadéquate avec soit une quantité de fines insuffisante, soit un excès d’eau, soit un béton trop « fluide » soit une discontinuité granulométrique.  mise en œuvre incorrecte, avec en particulier une hauteur de chute trop importante. Attention :  Respecter Dmax (dimension) et C (enrobage)  Prévoir sur les plans, les cheminées de bétonnage et de vibration si nécessaire (ferraillage important) Mon point de passage obligé

Bétons fluides ou apparents

Dmax (mm)

10

20

30

Quantité fines * (kg/m3)

450 à 500

375 à 425

350 à 400

* ≤ 160µm : ciment + additions + fines sable + micro-bulles d’air (entraîneur d’air) Limiter la teneur en eau à 0.5 environ pour un parement correct fines

Mon point de passage obligé

 aux bétons à prise retardée qui accentue le ressuage.  à une dimension maximale des granulats trop grande par rapport au ferraillage, à l’enrobage, aux dimensions de l’élément  une armature trop dense (effet de tamis)  un temps de malaxage trop court  une mauvaise étanchéité des coffrages avec perte de laitance  un transport trop long en toupie et l’absence de mise en rotation à grande vitesse du bol pendant au moins 3 minutes  une mauvaise mise en œuvre du béton (hauteur de chute importante, points d’introduction du béton trop éloignés, points de vibration trop éloignés ou vibration excessive,…)

Respecter les grands principes décrits dans ce mémento et ne pas faire ce qui est indiqué ci-dessus. Mémento béton

130

6.4 - Salissement du béton Facteurs  pollution du site  géométrie des parements (les surfaces horizontales ou faiblement inclinées s’empoussièrent facilement)  matériau du parement : un support poreux reste humide et donc collant pour les poussières avec risque micro-végétaux  lavage de certaines zones par l’eau de ruissellement avec rupture de l’uniformité de l’empoussièrement et éventuellement accumulation des poussières entraînées vers d’autres zones Dispositions anti-salissures  toujours rejeter l’eau des surfaces horizontales ou faiblement inclinées soit vers l’extérieur (seuils ou couvre-murs avec larmier) soit vers l’intérieur avec descente d’eau  éventuellement mettre le parement à l’abri de la pluie avec des débords généreux de toitures ou avec des bandeaux munis de larmiers  réduire la porosité de surface avec un traitement protecteur ou un uni de surface très fin (béton poli) ; vérifier la qualité du produit de traitement (références anciennes) et respecter la fiche technique pour l’application du produit (résine par imprégnation, lasures, protection anti-graffitis)

Mémento béton

Poussières

Blanchiment

131

6.5 - Autres défauts d’aspect

Constats

ARRACHEMENT

Causes les plus fréquentes 1- Adhérence du béton sur le coffrage par voie physique / chimique 2- Résistance du béton trop faible du décoffrage 3- Coffrage mal étudié 4- Délavage du démoulant au déversement du béton

BULLAGE

1- Coffrage pas assez rigide qui vibre avec le béton (les bulles ne peuvent s’en détacher) 2- Coffrage trop lisse (effet de capillarité qui fixe les bulles sur le coffrage) 3- Produit de démoulage inadéquat 4- Ouvrabilité et vibration insuffisantes 5- Composition du béton

6- Mise en œuvre inadéquate

Actions et remèdes 1- Choisir un démoulant approprié et efficace; excès de démoulant interdit 2- Laisser les coffrages plus longtemps; accélérer la prise (CPA, accélérateur, couler tôt); nettoyer les coffrages; augmenter le dosage en ciment 3- Donner des fruits suffisants; bien décoffrer (ouverture des banches non brutale) 4- Eviter le raclage du béton sur les banches (bétonnage en plusieurs points, goulotte)

Différence de teinte

1- Rigidifier le coffrage si possible

2- Rendre rugueux le coffrage (par exemple sablage)

3- Faire des essais de convenance au démarrage du chantier avec différents démoulants; excès de démoulant interdit 4- Bien vibrer en continu (sinon étudier une nouvelle formulation à slump plus élevé avec un Plastifiant Réducteur d’Eau (PRE) : NE JAMAIS REVIBRER 5- Etudier la composition (au moins 350 kg/m3 de fines ≤ 160 µm); envisager un entraîneur d’air; ne pas surdoser en sable 6- Prévoir des tubes plongeurs ou goulottes; déverser par couches successives de 40 à 50 cm

Mémento béton

Nid de gravier

Trainées de sable

132

6.5 - Autres défauts d’aspect Constats SEGREGATION TRAINEE DE SABLE (délavage parement) NID DE CAILLOUX RESSUAGE

Causes les plus fréquentes 1- Rapport E/C trop élevé 2- Pâte instable; manque de fines 3- Mise en place défectueuse 4- Coffrage trop humide; coffrage pas assez rigide 5- Prise retardée (froid, retardateur) 6- Mauvaise étanchéité des coffrages 1- Marbrures (vibration tardive, pâte instable)

VARIATION DE TEINTE

POUSSIERAGE

FAIENÇAGE

2- Grande étendue (agent de démoulage mal réparti, matériau hétérogène ou mélange de 2 bétons) 3- Impuretés dans la masse ou sur le coffrage

Actions et remèdes 1- Vérifier la quantité d’eau du béton frais (slump, teneur, etc,…) et corriger par un plastifiant réducteur d’eau; augmenter le dosage en ciment 2- Vérifier la composition (rajouter des fines); bien malaxer 3- Ouvrabilité suffisante; bien vibrer (plonger le vibreur tous les 10 fois son diamètre; ne pas vibrer les armatures; éviter les fortes chutes du béton) 4- Les protéger de la pluie; utiliser des coffrages rigides 5- Faire en sorte que la prise soit plus rapide (CEM I 42.5 ou plus, accélérateur) 6- Etancher les coffrages 1- Bien vibrer et de manière homogène (éviter une revibration tardive); réaliser un béton non ségrégable (E/C  ) : NE JAMAIS REVIBRER 2- Appliquer uniformément le démoulant et sans excès; vérifier la formule du béton 3- Utiliser des coffrages propres; utiliser des agrégats propres; préférer des CPA ou CPJ 42.5

1- Ciment (retardé ou inhibé en surface, ciment avec ajout, éventé) 2- Cure mal réalisée 3- Béton trop mouillé

1- Jouer sur le démoulant; changer le ciment

1- E/C trop élevé

1- Réduire l’eau (slump plus faible ou utilisation d’un plastifiant réducteur d’eau) 2- Mieux composer le béton; éventuellement prendre un ciment de classe inférieure 3- Soigner la cure (bien l’appliquer; l’adapter en fonction des conditions climatiques)

2- Dosage trop riche en ciment 3- Cure insuffisante

2- Cure appropriée et délai de cure suffisant 3- Réduire E/C

Mémento béton

133

BETON

LES BETONS PARTICULIERS

Mémento béton

134

7 – LES BETONS PARTICULIERS

BETON

1

Béton à mise en œuvre améliorée BMOA

p.136

2

Béton coloré dans la masse

p.140

3

Béton coloré en surface

p.142

4

C25/30 de qualité

p.143

5

Béton décoratif (par traitement de surface)

p.144

6

Béton drainant

p.146

7

Béton étanche

p.147

8

Béton Hautes Performances (BHP)

p.148

9

Béton fibré

p.150

10 Béton immergé

p.151

11 Béton léger

p.152

12 Béton lourd

p.153

13 Béton de masse

p.154

14 Béton pompé

p.155

15 Béton projeté

p.158

16 Béton réfractaire

p.160

17 Préfabrication sur chantier

p.161

Mémento béton

135

7.1 - Béton à mise en œuvre améliorée (ou béton autoplaçant (voiles) / autonivelant (planchers)) 1. Pourquoi un BMOA ou un BAP (voile) ou un BAN (plancher / dallage) ?  Mise en œuvre de bétons très fluides, homogènes et stables, sans vibration et répondant aux normes en vigueur (C20/25 à C80/95)

2. Comment ?  Formulations particulières avec : o augmentation des fines (< 80µm) o emploi d’adjuvants particuliers o malaxage prolongé  Consistance par mesure de l’étalement entre 60 et 75 cm (voir chap. 5.2)

3. Avantages :  Remplissage aisé et rapide : o possibilité de formes complexes o reprise en sous-œuvre o haute densité de ferraillage  Esthétique : o uniformité des parements (teinte homogène) o bullage réduit ; disparition des nids de cailloux o fantôme des armatures très réduit o meilleure finition des arases o meilleur remplissage sous les allèges o disparition des défauts dus à un excès de vibration  Productivité : o rapidité de mise en œuvre o suppression de la vibration et des vibreurs o suppression en grande partie du ragréage o obtention d’une surface de plancher plane directement o rationalisation des intervenants au coulage et du travail des grues o durée de vie des coffrages allongée o optimisation de la planification du chantier (si chantier conçu autour du BMOA) o possibilité d’utilisation de baguettes aimantées  Hygiène et sécurité : o réduction des nuisances sonores o amélioration de la communication o réduction des efforts et de la pénibilité (surdité, lombalgies) du travail des compagnons et donc amélioration de la qualité Mémento béton de vie du chantier

136

7.1 - Béton à mise en œuvre améliorée (ou béton autoplaçant(voiles) / autonivelant (planchers)) 4. Inconvénients :  Formulation : o Teneur en eau à maîtriser à ±10 l d’eau près o A établir à chaque chantier o Granulométrie continue (sinon risque ressuage)  Surcoût non négligeable : Centrale chantier

Centrale BPE

BAN

≈ 10 € / m3

≈ 20 à 25 € / m3

BAP

≈ 10 € / m3

≈ 25 à 35 € / m3

 Retard de prise par temps froid (si pas de précaution).  Poussée augmentée sur les coffrages

5. Mise en œuvre :  Béton autonivelant (planchers - pente < 1%) : o o o o o o o o o o o o o

Vérifier l’étanchéité des éléments coffrants et les calfeutrements (rives des prédalles) Vérifier la fixation des réservations, fourreaux, boîtiers des CES ainsi que leur étanchéité Prévoir des armatures en complément au droit des angles rentrants Prévoir le calepinage des joints Désolidariser (polystyrène) le dallage des éléments verticaux (poteaux, longrines…) Remalaxer le béton à grande vitesse avant déchargement de la toupie Vérifier l’aspect visuel du béton Contrôler la consistance du béton par mesure d’étalement (si possible un essai par camion) Humidifier les supports absorbants (dalles alvéolaires, prédalles…) Étaler le béton avec passage du râteau sans dent Battre le béton avec la barre d’étalement à débuller par petits coups obliques en 2 passes croisées pour obtenir la planéité Réaliser la cure au plus tôt, si possible à l’avancement (dès le second passage de la barre) : la cure est obligatoire Prévoir un ponçage si revêtement collé (résine, revêtement sol souple…) Mémento béton

137

7.1 - Béton à mise en œuvre améliorée (ou béton autoplaçant (voiles) / autonivelant( planchers)) 5. Mise en œuvre (suite) : Béton autoplaçant (voiles) : o o

o o o

o o o o o o o o o o

Pour des voiles de grande hauteur, faire intervenir le fabricant de coffrage (poussée du béton augmentée) Coffrage : • Vérifier leur propreté • Vérifier l’absence de trou • Utiliser des mannequins renforcés (si grande hauteur) et étanches • Vérifier fixation / étanchéité des réservations, fourreaux, boîtiers, CES Mise en œuvre du démoulant végétal approprié, sans excès (sinon bullage) : sinon essuyer au chiffon ou à la bavette caoutchouc Vérifier l’étanchéité de la benne et de la manchette Prévoir une répartition des tubes plongeurs ou de la manchette tous les 14 m environ (1 voile de 14 m.l. nécessite un coulage en son milieu). Si longueur < 10 m.l. : introduire le béton à un mètre de l’extrémité. Descendre les manchettes à 30 cm du pied des voiles Prévoir un entonnoir en tête des tubes plongeurs Réaliser un malaxage à grande vitesse de la toupie pendant au moins 3 à 5 minutes Contrôler la consistance du béton par mesure d’étalement (si possible un essai par camion) Ouvrir la benne lentement et régulièrement ; pompage sans à-coup La manchette ou le tube doit plonger d’au moins 30 à 50 cm dans le béton frais déjà coulé Pour les bétons architectoniques, garder les mêmes cycles de décoffrage (sinon risque de différence de teinte) Avant décoffrage, s’assurer d’un durcissement suffisant du béton, surtout par temps froid Vérifier le résultat obtenu (désaffleurement, bullage…) et corriger éventuellement formulation / mise en œuvre Réaliser les protections nécessaires pour les bétons architectoniques

Mon point de passage obligé

Cas des chapes autonivelantes avec ciment : à éviter si risque de fissuration inacceptable. Sinon :  Bâtiment hors air et intempéries  Éviter le sciage des joints : préférer les joints mécaniques profilés  Utiliser un tube débulleur  Vérifier l’étanchéité des isolants Mémento béton

138

7.1 - Béton à mise en œuvre améliorée (ou béton autoplaçant (voiles) / autonivelant (planchers)) 6. Formulations :    

Ciment CEMI 52.5 R : dosage 280 à 350 kg/m3 de façon à avoir un minimum de fines Additions (cendres volantes ; fillers) : dosage 150 à 220 kg/m3 (≤ 80 µm) de 450 à 500 kg/m3 Sable 0/5 (si possible roulé) avec un module de finesse entre 2 et 3 Gravillons 4/10 à 10/20 avec courbe continue pour la granulométrie du béton, de façon à obtenir un G (> 5 mm) / S (≤ 5 mm) entre 0.9 et 1.1  Rapport eau sur liant total d’environ 0.4 à 0.45  Superplastifiant entre 1 à 1.5% du poids du liant  Éventuellement, un adjuvant de cohésion dosé à 0.5 à 1% du poids de liant

Mon point de passage obligé

La formulation doit être robuste pour résister à un excès d’eau de 10 l/m3 et éviter tout risque de ségrégation.

Formulation type d’un BAP CEMI - 42.5 (R) / 52.5 (R) Cendres volantes Sable 0/5 Gravillon 4/12 Gravillon 10/20 Eau efficace Superplastifiant

300 kg/m3 180 kg/m3 750 kg/m3 220 kg/m3 650 kg/m3 190 kg/m3 3 à 6 kg/m3

Résistance 28 j

38 / 43 MPa (selon ciment)

Mémento béton

139

7.2 - Béton coloré dans la masse 

Pourquoi ?  Réaliser des bétons colorés dans la masse en modifiant la teinte par ajout de pigments Colorants

Couleurs possibles

Durabilité couleur

Synthétiques à base d’oxyde de fer

Rouge, brun, noir, jaune

Très forte

Vert blanc

Très forte

Synthétiques à base d’oxydes métalliques complexes

Vert clair, bleu, ocre clair, jaune vif

Très forte

Naturels à base de terre

Rouge, brun, ocre

Forte

À base de minerai de fer

Rouge, brun, ocre, noir

Forte

Synthétiques à base

oxyde de chrome oxyde de titane

Travailler avec des produits prédosés par le fournisseur 



Précautions pour la formulation  Sable à granulométrie constante, peu poreux, très propre (ES > 90), à teneur en sulfure limitée  Courbe granulométrique du béton continue  Pour garantir un coloris stable, choisir des pigments si possible d’origine minérale inorganique à base d’oxydes stables en milieu alcalin, insolubles dans l’eau, insensibles aux UV et possédant un fort pouvoir colorant  Réaliser des gâchées constantes et régulières avec une quantité de colorant : Plus la teinte retenue est claire et o pour un ciment très clair : entre 0.5 et 2% du poids de ciment pure, plus la quantité de ciment clair est grande o pour un ciment gris : entre 2 et 4% du poids du ciment saturation avec les oxydes minéraux entre 5 et 6% du poids du ciment  Limiter et maîtriser la teneur en eau : slump constant  Ajouter des fillers pour limiter la quantité de ciment  Introduction du sable / gravillon puis colorant puis ciment / filler avec augmentation du temps de malaxage à sec puis eau avec prolongation du malaxage Précautions pour la mise en œuvre  Coffrage rigide et étanche ; enlever à la raclette les excès de démoulant  Si possible, délai de décoffrage identique (même temps de maturité béton), pour tous les bétonnages, afin d’obtenir une teinte uniforme  Respecter les règles pour obtenir un beau parement  Curer de manière identique l’ensemble des bétons de façon à obtenir une teinte homogène

Mémento béton

140

7.2 - Béton coloré dans la masse

Mon point de passage obligé

   

La couleur évolue au cours des premiers mois avec un léger blanchiment, avant de se stabiliser Possibilité d’hydrofuger le béton dans la masse pour empêcher les efflorescences Tout traitement de la surface du béton risque de modifier la teinte La couleur noire est la plus difficile à obtenir (protéger de la pluie)

Formulation type  Ciment très clair (luminescence : W* ≥ 65)  Filler (calcaire / siliceux)  Sable 0/5 sec  Gravillon 4/12 sec  Gravillon 10/20 sec  Eau TOTALE  Superplastifiant  Colorant

:

320 kg/m3

: 80 : 650 : 200 : 880 : 180 : 2à4 : 4 à 15

kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3** kg/m3**

* *À déterminer par des essais

Mémento béton

141

7.3 - Béton coloré en surface par lasure 

Pourquoi ?  Valoriser le béton en le teintant (sans le dissimuler) en assurant protection et décoration



Lasures : application au rouleau ou par pulvérisation  



Ce ne sont ni des peintures ni des vernis ; en général des polymères acryliques en solution. Elles protègent le béton à la fois (produit de classe D1 selon NF P 84-403) o de l’eau (mais facilitant le ruissellement des salissures) o du gaz carbonique CO2 et des sulfates agressifs mais garantissant une excellente perméabilité à la vapeur d’eau o en général possibilité de plusieurs finitions : couvrante (à privilégier), semi couvrante, brillante, mate Précautions  Traitement à effectuer hors poussières, après brossage de la surface du béton.  Le béton exige d’être de qualité ; pour cela respecter les principes donnés pour un béton de parement (voir § 7.4)  Vérifier que le béton est exempt de démoulant (test de la goutte d’eau) ; sinon le nettoyer au jet haute pression. Mon point de passage obligé



Ne pas oublier de traiter les reprises de bétonnage verticales/horizontales (risque de fissuration avec perte d’étanchéité).

Préconisation : baguettes pour masquer la reprise en fond de joint et bande d’arrêt d’eau pour Mise en oeuvre éviter la pénétration d’eau dans le joint de la reprise  Surface propre et sèche  Appliquer (brosse/rouleau/pistolet) en une ou plusieurs couches : o une première couche diluée selon les indications du fournisseur o une deuxième couche moins diluée o éventuellement une troisième couche encore moins diluée (finition couvrante)  Entre 5° C et 35° C ; si possible ne pas appliquer par temps de pluie, ni exposition à un fort ensoleillement, ni vent fort.  Les reprises de lasure doivent se faire frais sur frais pour éviter les différences de teinte  travailler par panneaux. Mon point de passage obligé

Vérifier que la lasure est compatible, bien avant la mise en œuvre  avec le démoulant  avec d’autres produits en contact avec le béton frais (joints silicone…)
risque : non adhérence de la lasure sur le béton. Mémento béton

142

7.4 – C25/30 de qualité 1.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9. 10. 11. 12. 13. 14.

Une quantité de fines suffisante Q (< 80 µm) ≥ 350 kg/m3 dont au moins 250 kg/m3 de CEM I Q (< 160 µm) ≥ 400 kg/m3 Q (< 315 µm) ≥ 520 kg/m3 Une consistance S4 (fluide) Une quantité d’eau limitée conforme à la NF EN 206-1 avec pour les CEM I + additions : E ≤ 0.7 et E ≤ 0.55 à 0.60 C Léq Eventuellement un entraîneur d’air (4 à 5 % d’air occlus) : dans ce cas réduire la teneur en fines Un malaxage prolongé d’environ 1 minute après chute du dernier ingrédient Des coffrages propres et étanches Un enrobage correct (pour un béton 0/20 mm : 3 cm) Un démoulant : - testé lors des premiers bétonnages - en quantité minimale (pulvérisation à 6 bars avec 1 buse propre sans repasser sur une zone faite) Sans ajout d’eau après le malaxage en centrale Une mise en rotation, avant déchargement, du bol de la toupie à grande vitesse pendant au moins 3 minutes puis bol tournant à vitesse lente entre 2 vidanges Un béton mis en œuvre sans une longue attente Avec une hauteur de chute limitée à 1.50 m Avec un coulage par bandes horizontales d’environ 40 à 60 cm de hauteur Avec une bonne vibration : - descente rapide et remontée lente - aiguille plongée tous les 10 fois son diamètre avec pénétration de l’aiguille d’environ 10 cm dans la couche inférieure - sans revibrer les couches inférieures déjà vibrées

Mémento béton

143

7.5 - Béton décoratif (par traitement de surface) 1.

2.

3.

4.

5.

Bétons lavés désactivés • mise en œuvre d’un produit retardateur soit sur les parois du coffrage soit pulvérisé sur la surface libre du béton fraîchement coulé, • au décoffrage ou au démoulage, enlèvement de la pellicule non hydratée par jet d’eau sous pression. • Résultats : suivant l’activité du désactivant, révélation des grains de sable ou du gravillon, les grains dégagés gardant leur aspect d’origine sans être attaqués. Si coulage sur chantier, bien repérer les zones désactivées des zones non désactivées par des baguettes et ne pas faire couler le béton contre le coffrage (mise en œuvre au tube plongeur) Bétons décapés à l’acide • béton tartiné localement d’une pâte acide suivi d’un rinçage abondant. • Résultats : une attaque peu profonde avec enlèvement de la peau de ciment ; le sable siliceux reste intact ; le sable calcaire est mordu par l’acide. Bétons grésés / polis / polis marbre • la surface du béton est mordue par des meules grossières puis plus fines  béton grésé ; puis masticage pour obturer les petits arrachements et bulles d’air et nouveau meulage (1 ou 2) avec des meules plus fines  béton poli ; nouveau meulage avec des meules encore plus fines conduisant à un aspect satiné puis brillant  béton poli marbré. • Résultats :  béton grésé : finition correcte pour des surfaces claires (mortier et granulats) dont l’aspect est peu affecté par des imperfections  béton poli : surface mate faisant apparaître l’éclat de la texture des granulats (possibilité d’un brillant artificiel par résine)  béton poli marbré : exploitation maximale de la richesse des granulats ; possibilité de protéger les granulats sensibles aux pluies acides par une résine Bétons sablés : attention aux reprises de bétonnage (forte attaque) • abrasion de la surface du béton par projection d’un matériau adapté au jet d’air comprimé ; selon le matériau et la durée de projection, révélation des grains de sable ou des gravillons. Mon point • Résultats : surface mate avec des grains abrasés et ternis (fonction de leur dureté) de passage obligé Bétons traités mécaniquement avec des reliefs particuliers Tenir compte de l’épaisseur • bouchardé : surface écrasée par les dents d’un burin à tête gaufrée enlevée en augmentant • piqué-ciselé : surface éclatée au pic ou rainurée au ciseau l’enrobage des aciers de • fraisé : rainurage de toutes formes et profondeurs avec une fraise diamantée Mémento béton

cette épaisseur majorée de 5 mm

144

7.5 - Béton décoratif (par traitement de surface) Exemples :

Beige lavé

Ocre lavé

Beige bouchardé

Ocre bouchardé

Beige sablé

Beige poli brillant

Ocre sablé

Ocre poli brillant

Bleu lavé

Vert lavé

Bleu bouchardé

Vert bouchardé

Bleu sablé

Vert sablé

Bleu poli brillant

Mémento béton Vert

poli brillant

Gris lavé

Gris bouchardé

Gris sablé

Gris poli brillant

Noir lavé

Noir bouchardé

Noir sablé

Noir poli brillant

145

7.6 - Béton drainant 





Pourquoi ? Bétons caverneux dont le sable est exclu de la composition ou sous-dosé afin d’assurer une certaine perméabilité au béton durci. Utilisations  revêtement de sols perméables à l’eau :  aires de sport  revêtements de berges pour résister aux sous-pressions (attention au risque de délavage qui peut nécessiter l’ajout d’un adjuvant colloïdal)  couches draînantes Précautions  dosage en ciment : 200 à 250 kg/m3  dosage en eau : juste pour assurer un bon enrobage des gravillons avec E/C d’environ 0.4  granulométrie discontinue pour multiplier les points de soudure entre grains  mise en œuvre rapide, sans vibration, par couches successives  prévoir une cure  ce type de béton se met à la benne (non pompable)

Caractéristiques  densité : 1.5 à 2.5  résistance : 5 à 10 MPa (en général ~ 7 MPa) du fait du collage par point  retrait très faible et rapide

Mémento béton

Formulation type    

ciment CEM II 32.5 sable 0/5 gravillons 5/25 eau totale

: 250 : 0 à 100 : 1 400 à 1 500 : 100

kg/m3 kg/m3 kg/m3 l/m3

146

7.7 - Béton étanche  Pourquoi ? réaliser un béton étanche dans la masse, à faible retrait et non ségrégable, avec une perméabilité à l’eau très faible (~ 10-12 m/s)  Utilisation : parkings enterrés, station épuration, cuve,…  Conditions à respecter  granulats propres à granulométrie continue  ciment à faible dégagement de chaleur d’hydratation, et en quantité limitée  quantité de fines suffisante (au moins 400 kg/m3 à 80 µm)  limitation de la teneur en eau (Eeff/Léq ≤ 0.45)  éventuellement un hydrofuge de masse  un très bon malaxage prolongé (au moins 1 minute après le dernier ingrédient)  une bonne mise en œuvre (coffrage étanche – vibration)  cure efficace  traitement des reprises de bétonnage : o surface rugueuse (repiquage soigné ou utilisation d’un désactivant de surface sur le béton frais), humide à cœur (mais sans stagnation d’eau) juste avant bétonnage o prévoir des bandes d’arrêt d’eau (bavettes plates ou profilés type waterstop) ou des joints hydro-gonflants (mis à la pompe ou en bandes souples autocollantes ou clouées) ou des gaines souples injectables

A refuser : les minéralisateurs de masse incorporés en toupie (perte de garantie BPE) d’un surcoût élevé (inutile) et pour lesquels les fournisseurs imposent des prescriptions non respectables sur chantier.  Précautions particulières  prévoir un contrôle renforcé (3 éprouvettes tous les 150 m3, teneur en eau du béton frais,…)  prévoir un léger budget d’injection de fissures éventuelles

Formulation type CEM I 42.5 mini « CP » (PM ES éventuellement) cendres volantes sable 0/5 (sec) gravillon 4/12 (sec) gravillon 10/20 (sec) eau (totale) Superplastifiant (selon consistance) soit au moins un C40 Mémento / 50 béton

: 320 : 80 : 660 : 200 : 910 : 175 :1à4

kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 147







7.8 - Béton hautes performances (BHP) Pourquoi ?  Réaliser des bétons à résistance caractéristique élevée en vue de réduire les sections utiles (ex : poteaux dans un parking, ouvrage d’art). BHP si : au minimum C50/60 et E/C ≤ 0.40 Propriétés spéciales  Résistance élevée aux jeunes âges (amélioration des cycles)  Durabilité supérieure vis-à-vis des agressions physico-chimiques : o Perméabilité réduite o Diffusion chlorures réduite o Meilleure résistance aux cycles gel / dégel o …  Augmentation du module d’élasticité  Fluage réduit et plus rapide  Réduction des sections béton Comment ? 1. Par réduction de la teneur en eau avec utilisation de superplasitifiants C (Formule Bolomey) Rapport Rc = k fCC - 0.5 Eeff + v R = résistance réelle du béton en MPa k fonction de la qualité des granulats fcc = résistance du ciment en MPa Eeff = quantité eau efficace (=eau totale – 15 à 25 litres d’eau absorbée) v = teneur en air C = quantité de ciment

2.

Exemple : CEM I 52.5 fcc # 62 MPa Eeff 120 140 160 v = 10 l/m3  Rc 80 67 57 k = 0.5 C = 400 kg/m3 Par extension du squelette granulaire en ajoutant des particules ultrafines (fumée de silice, métakaolin…) souvent actives chimiquement par une activité pouzzolanique avec un coefficient d’équivalence entre 1 et 2 Mémento béton

148

7.8 - Béton hautes performances (BHP) Mon point de passage obligé







Pour ces bétons, nécessité d’une épreuve d’étude au laboratoire pour :  Optimiser la formulation pour obtenir le moins de vide possible  Vérifier la compatibilité ciment / adjuvant et ce à la température de mise en œuvre par la méthode MBE (mortier de béton équivalent)  La méthode MBE permet de déduire simplement les paramètres en cause si problème sur le chantier en évaluant le comportement rhéologique du MBE à différentes températures, la sensibilité de la formulation aux variations de dosage et d’optimiser la quantité de pâte / adjuvant, et ce sur des gâchées de quelques litres

Points particuliers  Tenue au feu : en bâtiment, résistance limitée à un C80/95 suite à des problèmes d’écaillage aux hautes températures ; sinon nécessité d’ajout de fibres polypropylène (cf. DTU feu déc 2000)  Retrait : le retrait total d’un BHP équivaut à celui des bétons ordinaires mais avec un retrait initial endogène élevé (par une autodessiccation interne du fait du faible E/C). Pour éviter une dessiccation trop précoce du béton frais, nécessité d’une cure soignée, la plus efficace étant la cure à l’eau, sinon risque de fissures.  Ettringite différée : nécessité de limiter les élévations de température dans les pièces massives en milieu humide Équipement de la centrale : o Pour respecter le rapport E/C faible, nécessité de déterminer la teneur en eau des sables (par sondes hygrométriques) à 5 l/m3 près avec un contrôle de la consistance au wattmètre. o Nécessité d’un malaxeur en très bon état avec une durée de malaxage allongée de 1 à 3 minutes après chute des constituants Mise en œuvre : identifier les toupies contenant le BHP Formulation BHP ainsi que les bennes (panneaux colorés Sans fumée de silice Avec fumée de silice magnétiques, feu clignotant…) pour éviter CEM I 52.5 400 kg/m3 385 kg/m3 toute confusion sur le chantier Mon point de passage obligé

Interdiction d’ajouter de l’eau (bonbonne d’eau scellée avec cachet) et malaxage à grande vitesse pendant 3 à 5 minutes avant déchargement

Fumée de silice Sable 0/5 Gravillon 4/12 Gravillon 10/20 Eau efficace Superplastifiant

0 680 200 940 150 3à5

" " " " " "

30 690 220 940 130 4à7

" " " " " "

Résistance 28 j

65 MPa

87 MPa

Résistance 7 j

50 MPa

75 MPa

1.5

0.8

Coefficient fluage Mémento béton

149

7.9 - Béton fibré

 Pourquoi ? béton dans lequel, en plus des constituants habituels, on introduit des fibres, de nature variée, pour améliorer certaines de ses propriétés Principaux types de fibres

Description

Caractéristiques

Fibres synthétiques type polypropylène Fibermersh (Pieri) Rocland Chryso MBT Sika …

      

Fibrilles pour améliorer l’adhérence Densité 0.9 Diamètre 4 à 10 µm Résistance 600 MPA Module E 10000 MPa Allongement rupture 10% Adhérence pâte moyenne

 

Fibre de verres (Pilkington, Forton…)

      

Composition améliorée pour résister aux alcalins Densité 2.7 Diamètre : 10 à 15 µm Résistance : 2000 MPa Module E : 75000 MPa Allongement rupture : 3% Adhérence pâte : bonne

 



Fibres d’acier tréfilées, collées pour une meilleure répartition ou ondulées, crantées ou copeaux d’acier Fibres en fonte ductile Densité 7.8 Diamètre : 0.15 à 1 mm Longeur : 1 à 6 cm Résistance : 300 à 2000 MPa Module E : 200 000 MPa Allongement rupture : 3,5% Adhérence : moyenne

 

CCV ou GRC

Fibres métalliques Bekaert Eurosteel Harex Pont à Mousson …

       

 



  

Applications

Dosage 0.6 à 1 kg/m3 Introduction dans malaxeur (sac hydrosoluble) ou toupie (5min de rotation à grande vitesse) Ajout d’un superplastifiant (demande en eau augmentée) Coût : 10 euros /m3

    

Dosage 120 kg/m3 Mise en œuvre par projection de fibres et laminage du béton fibré frais, par couches successives Coût : 1000 euros /m3



Éléments minces de façades de 10 à 20 mm d’épaisseur  Corniches, murs anti-bruit  Mobilier urbain  Très bonne résistance en flexion  Bonne résistance aux chocs  Très bonne ductilité après rupture  Attention : fortes variations dimensionnelles : assurer une libre dilatation des éléments

Dosage : 20 à 50 kg/m3 Mise en œuvre : soit dans malaxeur, soit par projection dans toupie Ajout d’un superplastifiant pour maintenir la consistance Dmax < 20 mm Coût : 20 à 50 euros / m3 (acier)

   

  

Dallage non industriel Mobilier urbain Surface soumise à choc Réduction fissures de 1er retrait Aucune amélioration de la résistance en traction du béton

Dallages industriels avec réduction des épaisseurs Pieux (non recommandé) Béton projeté (tunnel…) Accroissement de la déformabilité par microfissuration avec réduction du nombre de joints de retrait Meilleure résistance aux chocs et à l’usure Légère augmentation de la résistance en traction Meilleure ductilité

 Précautions pour les dallages industriels fibrés  Ajout de sable pour avoir un G/S < 1  Augmenter légèrement la quantité de fines  Respecter le cahier des prescriptions du bureau de contrôle o Souvent une granulométrie continue o Une résistance minimale au fendage de la matrice non fibrée o Une quantité minimale de ciment o Une distance maximale entre joints de retrait (sciés)  Prévoir un treillis soudé au droit des joints de retrait d’une largeur minimale de 7 espacements de maille  Mise en œuvre appropriée des fibres pour éviter la formation d’oursins (boules de fibres) Mémento béton

150









7.10 - Béton immergé

Pourquoi ? La réalisation de béton sous l’eau (fouille dans la nappe, travaux fluviaux et maritimes,…), ce béton non vibré devant envelopper les armatures et refouler l’eau. Principes  une quantité minimale de fines 80 µm d’au moins 400 kg/m3  un ciment adapté à l’exposition (éventuellement PM / ES), à prise lente et sans fausse prise (essai préalable)  des granulats si possible roulés, à granulométrie continue, un G/S d’environ 1.1 à 1.2, un sable avec un module de finesse entre 2.3 et 2.8, un gravillon avec un Dmax ≤ 40 mm  des adjuvants : o plastifiants et superplastifiants o retardateurs de prise (si volume bétonnage important, les premières gâchées ne devant pas faire prise avant la fin du bétonnage) o un agent de cohésion ou colloïde si eau turbulente ou chute béton supérieure à 2 m ; peut-être aussi de la fumée de silice  une consistance élevée (slump entre 18 et 20 cm)  un E/C limité à 0.45 – 0.5 selon les types de bétons  une mise en œuvre par déversement sous la surface de l’eau : o à la benne (petits bétonnages) o au tube plongeur avec une trémie-entonnoir pleine en permanence, sans désamorçage du tube qui plonge dans le béton frais d’environ 50 cm o à la pompe, avec un tube métallique rigide en extrémité de canalisation (pour la faire pénétrer dans le béton déjà en place) Essais :  essai de délavage (nacelle perforée dans une colonne d’eau de 2 m)  contrôle maintien de rhéologie (sur la durée prévisible de bétonnage)  classiques tels que écrasement (à 1, 3, 7 et 28 jours), teneur en eau du béton frais,… Eaux calmes

Eaux turbulentes ou chute supérieure à 2 m

400 kg/m3 680 kg/m3 200 kg/m3 850 kg/m3 190 l/m3 1 à 4 l/m3 (slump ~ 19) selon la durée prévue / Mémento béton

400 kg/m3 680 kg/m3 200 kg/m3 850 kg/m3 190 l/m3 2 à 5 l/m3 (slump ~ 19) selon la durée prévue 0.4 à 4 l/m3 (selon adjuvant)

Formulation type : CEM + addition sable 0/5 gravillon 4/10 gravillon 10/20 eau totale superplastifiant retardateur de prise agent cohésion

151

7.11 - Béton léger 



Pourquoi ? Bétons dont la densité, après séchage à l’étuve, est inférieure à 2.0 et supérieure à 0.8 (NF EN 206) obtenue :  soit par l’utilisation de granulats légers (argile ou schiste ou verre expansé ou pierre ponce)  soit par création d’une multitude de micro-bulles d’air millimétriques (béton mousse ou cellulaire)  soit par l’emploi de micro-billes très légères (perlite, vermiculite, polystyrène expansé)  soit par la réalisation d’un béton caverneux (béton drainant) (voir à béton drainant) Caractéristiques moyennes Bétons mousse ou de polystyrène Densité (kg/m3) Résistance (MPa) Conductibilité thermique (W/m/.°c)



Pouzzolane

Laitier

Argile ou schiste expansé**

400 à 800*

800 à 1600

750 à 1400

1100 à 1500

1100 à1600

800 à1500

0.5 à 3

3 à 10

4 à 13

5 à 17

5 à 13

6 à 25

0.15 à 0.25

0.3 à 0.6

* béton non normé



Pierre ponce

** on peut réaliser des LC 45/50 avec une densité d’environ 1.85

Utilisations  bétons granulats légers : o bétons de remplissage (de pente, sous-chape, blocs maçonnerie) Mon point o bétons de structure allégés (planchers, poutres, ponts) de passage  béton mousse : obligé Les bétons légers présentent des retraits 2 fois plus o bétons isolants légers (sous-chape, béton pente,…) importants ; idem pour le fluage o béton de remplissage o béton de cavité à combler Précautions  granulats légers :

prémouillage avant malaxage avec les autres constituants

introduction des granulats dans le malaxeur puis de l’eau puis du ciment

malaxage prolongé à vitesse plus lente (ne pas broyer les granulats)

mise en place sans excès vibration (risque ségrégation)  bétons mousse : les micro-bulles d’air sont provoquées pendant le malaxage par introduction de produits moussants (détersifs) avec un béton très fluide (S5) ne nécessitant pas de vibration

humidifier le support convenablement

limiter la hauteur de chute (< 1 m)

utiliser des pompes à rotor à faible pression

ne pas dépasser les 30 minutes pour le transport et la mise en œuvre

ne pas réintervenir sur l’ouvrage après étalement

ne pas couler par température < 5°C

augmenter le nombre de joints de retrait (celui-ci est très élevé et la résistance en traction est faible)

curer au plus tôt 152 Mémento béton

7.12 - Béton lourd  Pourquoi ? Bétons dont la densité «d», après séchage à l’étuve, est supérieure à 2.6 et qui sont réalisés avec des granulats lourds de densité supérieure à 3.  Utilisation  protection biologique contre les effets de rayonnement ionisants (en variante proposer un béton normal avec une épaisseur « e » augmentée à « d e» 2.3  béton pour contrepoids de lestage  Précautions  il faut réaliser des bétons homogènes et sans fissures  limitation E/C < 0.5 (risque ségrégation)  transport incomplet en toupies et bennes (charges de 30 à 50 % capacité)  malaxage prolongé (risque modification de la granulométrie)  consistance plastique (départ centrale 10 à 12 cm)  rotation de la cuve toupie à grande vitesse pendant 5 minutes avant déchargement  coffrages rigidifiés et étanches (poussée du béton proportionnelle à d)  épaisseur des couches à vibrer inférieure à 25 cm  reprises de bétonnage avec joints à redans (≥ 5 cm) (idem pour les traversées) avec des joints verticaux tous les 10/12 mètres ; surface rugueuse  hauteur chute béton inférieure à 1.0 mètre (utiliser une manchette)  aiguille vibrante tous les 30 à 40 cm maxi avec courtes périodes (risque ségrégation)  ferraillage minimal horizontalement : 0.15 % et verticalement : 0.10 %  préférer un ciment à faible dégagement de chaleur (CEM II à V)  curer les surfaces décoffrées  obturer les trous des tiges de coffrage  vérifier en permanence le poids des éprouvettes en sortie centrale (conformité densité) Granulats : - barytine : d ~ 4 à 4.5 (colore en rouge les bétons ; retarde la prise) - hématite, magnétite : d = 4.5 à 5.0 - ilménite, chromite : d = 4.5 - déchets ferreux (grenailles, riblon,…)  d = 7 à 7.6  attention : risque rouille superficielle * à corriger en fonction des granulométries réelles

Formulations type * densité CEM II à V Barytine 0/5 Barytine 5/25 Riblon Eau totale Plastifiant Densité théorique Mémento béton

D = 3.5

D = 4.5

350 1 350 1 700 0 170 1à3

350 1 200 600 2 250 160 1à3

3.57

4.56 153

7.13 - Béton de masse  Pourquoi ? Un béton particulier pour éviter la fissuration des pièces massives en béton, due au développement d’un gradient thermique, suite au dégagement de chaleur résultant de l’hydratation du ciment Mon point de passage obligé

On constate en général une fissuration lorsque la différence de température :  soit entre 2 parties du béton  soit entre le béton et l’extérieur dépasse les 20°C

 Remède  Utiliser un ciment à faible dégagement de chaleur (CEM I PM-ES-CP, CEM II B…, CEM III, CEM V) en quantité limitée et, pour obtenir la quantité minimale de fines nécessaires à une bonne maniabilité, compléter par des additions pouzzolaniques ou non.   

Mon point de passage obligé

 

La quantité de fines diminue lorsque l’on augmente Dmax Utiliser un retardateur de prise pour allonger le temps de dégagement de chaleur Envisager une isolation thermique du coffrage pour réduire le gradient thermique (par exemple les semelles des pylônes du pont de Normandie) Éventuellement refroidir la masse de béton (canalisation noyées avec eau glacée ou azote liquide) Le dégagement de chaleur augmente avec la température du béton : par exemple Θ b (°C)

5

10

20

30

40

Qc (J/g)

170

210

270

300

330

Formulation type CEM III 32.5 : 280 Cendres volantes : 70 sable 0/5 : 670 gravillon 4/12 : 200 gravillon 10/20 : 930 eau efficace : 180 Superplastifiant :1à3 Retardateur éventuel

kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3

R28j ≈ 25 MPa Mémento béton

154

7.14 - Béton pompé  Pourquoi ? Transporter le béton par canalisation et non par benne. Longueur de distance : record à 2000 m / hauteur : jusqu’à 200 m. Cadence = 5 à 150 m3/h pour une pompe

• • • • • •

Avantages Libération de la grue Augmentation des cadences Accès à des endroits difficiles Transport sur de grandes longueurs (jusqu’à 2000 m) Amenée continue du béton frais Suppression du risque de déversement du béton à la benne

• • •

Inconvénients Coût du matériel = surcoût du béton Risque de formation de bouchon Nettoyage en fin de pompage

 Matériel A pistons hydrauliques Travaillant en alternance pour assurer un débit le plus régulier possible

« Péristaltique » Travaillant par écrasement cyclique d’un tube souple

« Péristaltique »

Avantages Plus économique et écoulement régulier Inconvénient Puissance plus faible

Pistons

Mémento béton

155

7.14 - Béton pompé  Matériel  Diamètre des principaux tubes = 65 / 100 / 125 / 150 mm d’une longueur de 1 à 3 m  Possibilité de tuyaux souples en caoutchouc  Φ interne conduite ≥ 3 (granulats roulés) à 4 (granulats concassés) fois le Dmax  Épaisseur des conduites en fonction de la pression maximale prévisible  Trémie d’attente = toujours remplie aux ¾ au moins  Canalisation rectiligne en sortie de trémie sur au moins 4 m  Conduites propres et étanches Mon point de passage obligé

En fin de pompage, nettoyage à l’eau avec une balle formant un bouchon de séparation Opération dangereuse (prévoir un moyen de récupérer les balles)

 Obligation de graisser les tuyaux au démarrage à l’aide d’une barbotine (récupérer la barbotine dans des seaux et ne pas la mettre dans l’ouvrage) avec un E/C de 0.5 à 0.8 soit 1 sac de ciment de 50 kg par 20 mètres de conduite à graisser  Plancher : cabrer vers le haut l’extrémité de la conduite (photo ci-dessus)  Voile / poteau : noyer l’extrémité de la conduite dans le béton  Protéger la canalisation du soleil par temps chaud (couleur claire, arrosage…) ou utilisation d’un retardateur de prise  Longueur équivalente : Léq = L + 5H + 10C1 + 5C2 (mètres) avec - L = distance horizontale en m Formulation type - H = dénivellation vers le haut en m CEM I 32.5 : 320 kg/m3 - C1 = nombre de coudes à 90° Cendres volantes : 100 kg/m3 - C2 = nombre de coudes à 135° sable 0/5 : 650 kg/m3  Contrôler la pompe avant chaque emploi gravillon 4/12 : 200 kg/m3 gravillon 10/20 : 815 kg/m3 eau efficace : 190 kg/m3 Plastifiant R.E :2à3 kg/m3 R28j ≈ Mémento béton

33MPa 156

7.14 - Béton pompé  Précautions Maîtriser la formulation du béton soumis à de très fortes pressions (50 à 100 bars) dues aux frottements sur les parois et à la différence de niveau (1 m de dénivellation = 0.25 bar en plus)  formuler un béton pompable, restant homogène et pouvant se déformer  Ciment = minimum 250 kg/m3 ; éviter le CEM 52.5 (ou 42.5) par temps chaud  Quantité de fines < 250 µm augmentée selon le tableau suivant : Teneur en fines < 250 µm Dmax (mm)

Teneur en kg/m3 *

8

525

 Granulats : 16 450 32 400 - si possible roulés 63 325 - à faible coefficient d’absorption (<3%) - granulométrie la plus continue possible * À augmenter de 10% si granulats concassés - G/S réduit à 1.2 à 1.3 - Sable : teneur en fines ≤ 315 µm d’environ 15 à 30%  Adjuvant : - si possible ajout d’un plastifiant pour réduire le E/C (à0.42 – 0.6) ; ajout d’un superplastifiant pour un slump supérieur à 16 cm - entraîneur d’air : inefficace, l’air occlus disparaissant si la distance de pompage dépasse les 45 m - retardateur de prise si temps de mise en oeuvre > 90 min ou temps chaud  Augmenter la durée de malaxage à 55 – 75 secondes  Béton pompable = slump de 5 à 15 cm (et plus si utilisation d’un superplastifiant)  Épreuve de contrôle : éprouvettes à la trémie et quelques éprouvettes en sortie de conduite

  Mon point de passage obligé



Pompage = perte de slump Manque de fines =  augmentation du frottement Béton non pompable  Ségrégation et ressuage Excès de fines =  Blocage éventuel des conduites  Retrait excessif / perte de résistance

Mémento béton

157

7.15 - Béton projeté 1. 2.

3.

Pourquoi ?  Projeter sur une paroi par un jet d’air comprimé un béton mis en œuvre par refoulement dans une conduite Principales utilisations  Éléments porteurs (contre voûtes, soutènements, tunnels, murs, cloutage de terrain) Et ce sur des parois  Protection de béton endommagé verticales ou horizontales  Enrobage d’armature nouvelle de renforcement Procédés

Procédé par voie sèche sans prémouillage / avec prémouillage

Procédé par voie humide, à flux dense

Procédé par voie humide à flux dilué

Eau + raidisseur (éventuel) Raidisseur (éventuel) Mélange sec dans flot d’air

Raidisseur (éventuel) Béton frais mouillé

Béton frais

Mélange sec dans flot d’air

mouillé pompé Air comprimé

Eau

pompé dans flot d’air Air comprimé (éventuel)

 Petits chantiers ou d’accès difficile  Distance transport > 100 m  Réparation de béton

Domaines utilisation

 Chantier haut rendement (soutènements, galeries)  Chantiers à faible dégagement de poussières  Béton de soutènement

Réduction des poussières Homogénéité du mélange  Excellent compactage du béton dû à la grande vitesse de projection : béton compact  Bonne adhérence au support  Caractéristiques mécaniques élevées

Avantages

   

    

Granulats « secs » saturés Débit air important 7 à 25 m3 / min Dégagement de poussières important Pertes par rebond élevées Abrasion forte des conduites

Fabrication traditionnelle d’un béton POMPABLE Teneur en eau maîtrisée Proportion adjuvant raidisseur maîtrisable Pertes par rebond faibles

 Vitesse de projection plus faible qu’en voie sèche  Distance transport < 150 m distance de transport < à 100m  Caractéristiques mécaniques moins élevées qu’en voie sèche mais arrivée de nouveaux adjuvants  Adhérence moins bonne qu’en voie sèche  Pénétration plus délicate derrière les armatures Mémento béton

Inconvénients

158

7.15 - Béton projeté 4. Précautions (recommandations AFTES – Travaux de soutènements – Norme NF P 95-102) :  Formulation : o o o o o o o o

o o o o

En voie sèche, utilisation de granulats les plus secs possible mais restant saturés (eau d’absorption) Éviter les gravillons aplatis Limitation Dmax à 10/16 mm (on peut aller au-delà) Qualité du ciment en fonction des classes d’exposition Voie humide 0.1 < G/S < 0.4 Ou voir fuseau AFTES Dosage éléments fins à 80 µm > 0.17 fois la densité béton Voie sèche 0.25 < G/S < 0.7 ou NF P 95-102 (2002) Réduction du rapport G (> 4mm) selon le tableau S (≤ 4mm) Addition : éventuellement des fumées de silice (augmentation de l’adhérence et béton plus “collant”) Adjuvants NF Voie sèche : accélérateur de prise, raidisseurs vérifier compatibilités adjuvants / ciment Voie humide : plastifiants, raidisseurs en sortie de lance Si nécessité d’air entraîné (le réseau des microbulles d’air est affecté par le compactage), mélanger l’entraîneur d’air dans l’eau (voie sèche) Possibilité d’incorporer des fibres métalliques ou organiques en vue d’amélioration résistance / traction / flexion / choc / abrasion ou réduction fissuration Eau : E/C < 0.5 : visé E/C ≈ 0.42 Vérifier le risque alcali-réaction

 Mise en œuvre : o Préparation du support : éliminer les matériaux dégradés et friables ; nettoyage à l’eau haute pression si support en béton o Colmater les venues d’eau o Humidifier le support o Éviter les produits filmogènes en couches d’accrochage (pas d’amélioration de l’adhérence) o Projection : lance perpendiculaire au support à une distance d’environ 0.5 à 1.5 m (fonction de la vitesse de projection) avec de légers mouvements circulaires o Formation obligatoire du porte-lance (limitation des pertes, couche homogène et compacte) o Limiter l’épaisseur d’une couche à 10 cm : procéder par phases o Éventuellement couche de finition talochée, après durcissement de la couche précédente o Appliquer une cure en fin de projection

Contrôles 

   

Projection dans une boîte inclinée à moins de 20° prélèvement de carottes (hauteur sur diamètre < 2) pour écrasement à 7 et 28 jours et éventuellement fendage Mesure d’adhérence sur support (essai de traction) Mesure épaisseur Éventuellement mesures soniques Analyse du béton frais

Formulation type voie humide

Formulation type voie sèche     

Ciment Sable Gravillon Eau Fibres

: 400 : 1200 : 500 : 170 : 30

Mémento béton

kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3

      

Ciment Fumée silice Sable 0/5 Gravillon 5/10 Plastifiant Superplastifiant Eau

400 0 1200 500 2 0 175

375 30 1200 500 1 2 175 159

7.16 - Béton réfractaire 



Pourquoi ?  Réaliser des bétons susceptibles de résister en continu à des températures très élevées jusqu’à 1600 °C alors qu’un béton classique « lâche » à 300 °C  Nécessite d’utiliser un ciment alumineux à haute teneur en alumine, classe X avec des granulats réfractaires (cf. tableau ci-après) Principales utilisations  Remplacement de briques réfractaires  Cheminées  Sols soumis à de très fortes contraintes thermiques  Fours industriels Mon point de passage obligé

 Respecter les conditions imposées par le ciment alumineux (voir annexe n°1.1)  Prévoir un malaxage prolongé énergique pendant plusieurs minutes  Possibilité d’utiliser des granulats légers ( vermiculite, pouzzolane, laitier ou argile expansée) pour obtenir des bétons isolants Composants 300 à 500°C CA classe 40 + sable siliceux ou quartz concassé ou basalte

Formulation type CA Sables réfractaires Gravillon réfractaire Eau totale Superplastifiant compatible CA

: 420 kg/m3 : 780 kg/m3 : 1020 kg/m3 : 155 kg/m3 : selon consistance

500 à 1000°C CA classe 45 + chamotte ou laitier broyé ou brique très cuite 1000 à 1250°C CA classe 50 + chamotte ou briques réfractaires

Résistance à la compression à 24 heures : environ 50 MPa Début de prise > 2 heures

1250 à 1500°C CA classe 60 + corindon ou Alag à base d’alumine ou gibbsite

Mémento béton

160

7.17 – Préfabrication sur chantier (dont prédalles) 

Fabrication :  Valider le nombre de points de levage, leurs dispositions et le palonnier avec le BET méthode, en fonction de la résistance souhaitable au décoffrage avec un béton âgé de 16 à 18 heures  Prévoir tous les dispositifs de mise en sécurité  Adapter la formulation du béton pour être sûr d’obtenir au décoffrage la résistance nécessaire au levage  En hiver prévoir le chauffage du banc de préfabrication : - limiter la température du béton à moins de 50° C - prévoir un bâchage isolant, pour éviter des gradients thermiques trop importants - utiliser un démoulant compatible avec l’élévation de température Mon point de passage obligé

 interdire tout excès de démoulant (raclette) (risque poudroiement du béton)

 Envisager une cure à l’eau des éléments de prédalle  Griffer le dessus des éléments préfabriqués pour améliorer l’adhérence du béton de 2ème phase  Tenir compte de l’effet de succion du béton sur le coffrage pour le levage et la résistance nécessaire du béton 

Mise en oeuvre :  Faire valider par le BET tous les dispositifs d’appui nécessaires à la pose (sablières, appui sur voile, en rive,…)  Mettre en place les dispositifs de sécurité avant levage (garde-corps à manivelle avec crochet incorporé dans les prédalles, rive coffrante avec réservations potelets garde-corps, étaiement,…)  Réalisation soignée des arases de voile ou de poutre ou de poteaux  Ne pas stocker sur les éléments posés avant coulage du béton de 2ème phase ou après coulage si surcharge non prise en compte par le BET  Humidifier, si possible à saturation mais sans flaque d’eau stagnante, la face supérieure de l’élément préfabriqué avant de couler le béton de 2ème phase  Curer, si nécessaire, le béton de 2ème phase

Mémento béton

161

Annexes Mémento béton

162

ANNEXES

BETON

1

Composants du béton 1.les ciments 2.les granulats 3.l’eau 4.les adjuvants 5.les additions 6.quelle quantité de fines pour un beau béton ?

p.164 p.164 p.167 p.170 p.172 p.174 p.175

2

Durabilité 1.généralités 2.corrosion des armatures 3.gel-dégel 4.alcali-réaction 5.sulfates 6.autres agents agressifs 7.auto-fissuration 8.un béton durable

p.176 p.176 p.178 p.182 p.185 p.186 p.187 p.190 p.192

3

Échelle de texture (bullage d’un parement)

p.193

4

La NF EN 206-1 : un changement de vocabulaire

p.194

5

La NF EN 206-1 + NF P 18-201 : un changement d’habitude

p.195

6

Vérifications minimales à faire sur le chantier

p.198

7

Commande journalière

p.199

Mémento béton

163

1.1 - Composants du béton : les ciments Désignation d’un ciment courant [NF EN 197-1 (Février 2001)] CEM I à IV

A ou B ou C

Famille de ciments

Quantité de clinker

CEM I Ciment Portland (ex CPA)

95 à 100 %

CEM II Ciment Portland composé (ex CPJ)

A : 80 à 94 %

CEM III Ciment de haut fourneau (ex CHF / CLK)

A : 35 à 64 % B : 20 à 34 % C : 5 à 19 %

CEM IV Ciment pouzzolanique (ex CPZ)

A : 65 à 89 %

CEM V Ciment composé aux laitiers et aux cendres volantes (ex CLC)

A : 40 à 64 %

B : 65 à 79 %

M

S, V, W, L ou LL, D

32.5 à 52.5

Au moins 2 constituants principaux autres que clinker

Noms des constituants principaux autres que clinker

Classe de résistance à 28 j en MPa

Sous classe de résistance à 2 jours

S : Laitier granulé de haut fourneau

32, 5 (32,5 < Rc < 52, 5) Rmoy = 45 MPa

Selon le développement de la résistance

PM : pour travaux à la mer (NF P 15-317)

N : Développement normal de la résistance à 2 j

ES : pour travaux en eaux à haute teneur en sulfate (NF P 15-319)

Oui Par exemple M (S – LL)

V : Cendres volantes siliceuses W : Cendres volantes calciques

À l’étranger

L ou LL : Calcaire

42, 5 (42, 5 < Rc < 62, 5) Rmoy = 55 MPa

52, 5 52, 5 < Rc Rmoy = 60 à 65 MPa

B : 45 à 64 %

B : 20 à 38 %

D : Fumée de silice

La résistance du béton est proportionnelle à Rc c.à.d fc28 = k Rc

Mémento béton

N ou R

R : Développement rapide de la résistance à 2 j

CE Norme Europ.

PM ES CP Caractéristiques complémentaires

NF Norme française

CP : à teneur en sulfure limitée pour béton précontraint (NF P 15-318)

Ex : 52, 5 N Rc2 ≥ 20 MPa Ex : 52, 5 R Rc2 ≥ 30 MPa

164

1.1 - Composants du béton : les ciments Domaines d’utilisation ciments

Exemple de désignation d’un ciment

1.

•CEM I 52, 5 N CE PM ES CP1 NF

BATIMENT

•CEM II/B- M(S-LL) 32, 5 R CE CP2 NF -II/B : 65 à 79 % de clinker -M(S-LL) : laitier + calcaire

2.

-CE : norme européenne

CEM I + additions (CV ou fillers)

•

CEM II 32.5 R

•

CEM III 42.5

PAREMENTS

-NF : norme française •Ciment blanc CEM II – B LL 42.5 R CE CP2 NF « SB » 3.

•

•

Ciment clair CEM I (R) + filler

•

CEM II (S ou LL)

•

CEM III

•

Ciment blanc

OUVRAGE D’ART

En France :

•

CEM I 42.5 ou 52.5

Obligation d’un ciment

CE

•

CEM II 42.5 ou 52.5

Si GC fasc. 65

CE – NF

•

CEM III 42.5 ou 52.5

Si caractéristique complémentaire

CE - NF

4.

MILIEUX AGRESSIFS •

5.

GRANDE MASSE

Points particuliers 1

« Clarté » d’un ciment désignée par la teinte W*

Ciment PM-ES (CEM I – CEM II – CEM III – CEM V)

2

•

CEM III 32.5 / 42.5

•

CEM V

•

(CEM I PM-ES + CV)

L’hydratation d’un ciment est exothermique

W* CEM I

50 à 62

CEM II

55 à 68

CEM III

70 à 80

CEM V

55 à 60

Ciment blanc

90 à 95

Chaleur hydratation CH à 41h (J/gr)

La fiche technique du ciment vous donne W* et CH

Mémento béton

CEM I 52.5 R

~ 350 à 450

CEM II 32.5 R

~ 250 à 300

CEM III A 42.5 N

~ 250

CEM V A 32.5 N

~ 200 à 250 165

1.1 - Composants du béton : les ciments 1.

2.

Qu’est-ce qu’un ciment alumineux (C.A.) ?  Ciment à base d’aluminates de calcium qui ne libère pas de chaux au cours de son hydratation (les CEM eux sont à base de silicate de calcium). Classe variant de 40 à 80 en fonction de leur teneur en alumine (fournisseur Lafarge Aluminate). Propriétés spéciales Age 6h 24 h 28j  Durcissement rapide avec un temps de prise correct (≥ 1h30) Résistance 50 60 30  en MPa   

Utilisable par température inférieure à 0°C (jusqu’à – 10°C) Résistance élevée au choc, à l’adhésion, à l’usure Résistance aux acides, aux eaux sulfatées, à la mer, aux eaux très pures Mon point de passage obligé

3.

Ne résiste pas aux alcalins

Formulation type      

CA : 420 kg/m3 Sable 0/5 : 670 kg/m3 Gravillon 4/12 : 210 kg/m3 Gravillon 10/20 : 930 kg/m3 Eau TOTALE : 160 kg/m3 Superplastifiant : éventuel

 Résistant à des températures très élevées (voir béton réfractaire) Utilisations  Durcissement rapide : travaux de réparation, ouvrage nécessitant mise en service rapide (chape, dallage…), travaux à basse température  Résistance chimique et abrasion : ouvrages d’assainissement, travaux à la mer, sols industriels…  Résistance aux températures élevées : bétons réfractaires jusqu’à 1500 / 1600 °C Précautions d’emploi        

Choix de granulats sans alcalins libérables Sables propres (ES ≥ 85) sans éléments fins ≤ 160 µm Dosage minimal à 420 kg/m3 Dosage en eau TOTALE < 0.4 CA Cure PROLONGEE (au moins 48 h) Précautions par temps chaud (dégagement chaleur élevée = θb ≤ 25°C) EVITER TOUT CONTACT avec un BETON FRAIS PORTLAND  laver malaxeur, toupie… Adjuvant : spéciaux pour CA Mémento béton

166

1.2 - Composants du béton : les granulats Granulats (XP P 18 – 540 et FD P 18-940 + future EN 12 620) Les granulats vont constituer le squelette granulaire du béton avec le minimum de vides disponibles qu’il faudra combler par la pâte « ciment + eau ». Elle est désignée par DmaxZ, Z étant exprimé en mm : exemple Dmax 22.4 Classe granulaire d/D (D/d ≥ 1.4)

Désignation NF EN 12 620 Fines : Sables : Gravillons :

D ≤ 0.063 mm D ≤ 4 mm d ≥ 2 mm et D ≥ 4 mm

Granularité = courbe granulométrique d = dimension du tamis inférieur (en mm) D = dimension du tamis supérieur (en mm) Déterminée de la façon suivante : Pourcentage du passant (en masse)

Granulats Sable Gravillon

Grave

Dimension (mm)

Catégorie d/2

d

D

1.4 D

2D

-

-

85 à 99

95 à 100

100

D ≤ 11.2 mm ou D/d ≤ 2

0à5

0 à 20

85 à 99 // 80 à 99

98 à 100 // 98 à 100

100

Gc 85/20 // Gc 80/20

D > 11.2 mm ou D/d > 2

0à5

0 à 20

90 à 99

98 à 100

100

Gc 90/15

-

-

90 à 99 // 85 à 99

98 à 100

100

Ga 90

d = 0 / D ≤ 4 mm

d = 0 / D ≤ 45 mm

Ga 85

D/d

Tamis intermédiaire

% passant au tamis intermédiaire

Catégorie

Si D > 11.2 mm et D/d > 2

<4

D/1.4

25 à 70 avec tolérance ± 15

GT 15

Si D ≤ 11.2 mm et D/d > 4

≥4

D/2

25 à 70 avec tolérance ± 17.5

GT 17.5

Tolérance

Dimension tamis (mm)

Tolérance en 0/1

% du passant 0/2

(en masse) 0/4

granularité

0.063

±5

±5

±3

sables

0.250

±25

±25

±20

(emploi

1

±5

±20

±20

courant)

2

-

±5

-

4

-

-

±5

Mémento béton

167

1.2 - Composants du béton : les granulats Granulats (suite) Autres caractéristiques sables Module finesse (FM) = somme des refus telle que Autres caractéristiques gravillons

FM = ∑ [(>4*) + (>2) + (>1) + (>0.5) + (> 0.25) + (>0.125)] / 100

A ≤ 20

≤ 30

SC

≤5

≤ 10

Teneur en fines

f

≤ 12

≤ 15

Absorption d’eau

Ab

≤ 2.5 %

≤5%

Résistance à la fragmentation

LA

≤ 30

≤ 40

Aplatissement

F1

Indice de forme

S1

Teneur éléments coquilliers

FM

B

Résistance à l’usure

MDE

Résistance au gel / dégel

F

Non gélif

Non gélif

Teneur en soufre (S%)

S

≤ 0.4 %

≤1%

Propreté gravillon

P

≤ 1.5 % (3%)

≤ 1.8 % (3%)

Propreté sable

ESP

≥ 65 % (60 %)

≥ 60 % (50 %)

0.6 à 2.1 1.5 à 2.8 2.4 à 4.0

Catégorie FF (grains fins) MF (grains moyens) CF (gros grains)

* « (>4) » = refus au tamis de 4 mm

refus

Catégorie

Passant [% masse]

Type

Ouverture des tamis [mm] Fuseaux granulométriques recommandés pour « Dmax » =

31.5 mm 16 mm

Séries de

Série de base

Tamis

Série de base + série 1

0 ; 1 ; 2 ; 4 ; 5.6 ; 8 ; 11.2 ; 16 ; 22.4 ; 31.5 ; 45 ; 63

(indépendantes)

Série de base + série 2

0 ; 1 ; 2 ; 4 ; 6.3 ; 8 ; Mémento 10 ; 12.5 ; 14 ; 16 ; 20 ; 31.5 ; 40 ; 63 béton

0 ; 1 ; 2 ; 4 ; 8 ; 16 ; 31.5 ; 63

168

1.2 - Composants du béton : les granulats Points importants = propreté d’un granulat et teneur en eau

Granulats (suite)

Teneur en eau d’un granulat

Propreté d’un granulat Gravillon : P ≤ 1.5 % de fines < 0.5 mm (3% si gravillon de roches massives) Sable : essai d’équivalent sable qui rend compte de la quantité et de la qualité des éléments fins (NF EN 933 – 8)

Un granulat est naturellement humide. Le taux d’humidité doit être pris en compte pour le calcul du poids de granulats humides à mélanger et de celui de l’eau ajout. Humidité Formulation Formulation humide Exemple : sèche *

Essai : Mise en floculation des éléments fins du sable mis en suspension dans une solution lavante et mesure, après un certain temps, de la hauteur des éléments sédimentés. ES = 100 fois le rapport de la hauteur de la partie sableuse sédimentée à la hauteur totale du floculat et de la partie sédimentée. ESV : mesure visuelle ESP : mesure avec un piston Sable naturel : ESV ≥ 75 Attention : ESV > 90 = sable trop lavé Sable concassé : ESV ≥ 65 Si ES v non-conforme : sable conforme si la valeur au bleu de méthylène ≤ 1

Sable

5%

750

750 / 0.95 = 790

Gravillon

1.5%

980

980 / 0.985 = 995

Eau d’ajout

-

180

180 – 0.05 x 790 – 0.015 x 995 = 125.5 l

* toutes les formulations de béton sont données avec des granulats secs

ES v = 100 h1/h2

Mon point de passage obligé

Vous devez tenir compte de l’eau contenue dans les granulats lors de la fabrication du béton avec :  Augmentation du poids des granulats (humides) introduits dans le malaxeur  Réduction de la quantité d’eau ajoutée dans le malaxeur

Mémento béton

169

1.3 - Composants du béton : l’eau 

Pourquoi ?  Elle permet l’hydratation du ciment  Elle assure l’ouvrabilité du béton



Origine de l’eau d’ajout  L’eau potable convient toujours (conformité à la norme NF EN 1008)  L’eau « industrielle » doit être analysée (voir norme NF EN 1008) Mon point de passage obligé

Si vous pouvez la boire, alors elle est bonne pour le béton Sinon risque : - de ralentissement/suppression du processus prise/durcissement - d’entraînement d’air excessif avec perte de résistance - de corrosion des armatures

Notion :  Eau totale (ET) = la quantité d’eau contenue dans le béton frais => celle devant apparaître dans la formulation  Eau efficace (Eeff) = eau totale diminuée de l’eau absorbée par les granulats  Eau d’ajout (Eaj) = eau ajoutée dans le malaxeur qui, combinée à l’eau apportée par les granulats, donne l’eau totale Avec

ET = Eaj + ρ sS + Σi ρGiGi + [eau adjt] ET = Eeff + Eabs

Soit un béton formulé avec un granulat Gi dont l’hygrométrie est ρ i, il faudra

- peser

Gi 1- ρ i

- réduire l’eau d’ajout de

Mémento béton

ρ iGi

1- ρ i 170

1.3 - Composants du béton : l’eau Rapport E/C = limité selon la norme entre 0.4 et 0.6. Tout ajout d’eau (non prévu) réduit la qualité et la durabilité du béton avec : Bétons non normés Rapport E/C

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Résistance à la compression

100 %

75 %

59 %

47 %

39 %

Absorption d’eau

100 %

220 %

375 %

550 %

750 %

Retrait

100 %

140 %

180 %

220 %

260 %

Risque corrosion

Mon point de passage obligé

Très faible

Faible

forte

 Ne jamais rajouter d’eau dans la toupie (sauf accord écrit du BPE), éventuellement ajout d’un superplastifiant fourni par le BPE + 5 minutes de malaxage à grande vitesse  Rappel : tout ajout dans la toupie dégage le BPE de toute responsabilité si le B.L. est signé par l’entreprise

Mémento béton

171

1.4 - Composants du béton : les adjuvants Les adjuvants sont des produits, incorporés au malaxage du béton (éventuellement en toupie) à un dosage inférieur ou égal à 5% en masse de la teneur en ciment, pour modifier et améliorer les propriétés du mélange à l’état frais (prise ou durcissement du béton, ouvrabilité du béton) et/ou durci (résistance au gel / dégel, perméabilité, durabilité…)  Exiger les fiches techniques des adjuvants mis en œuvre dans un béton : les adjuvants peuvent avoir des fonctions secondaires incompatibles avec vos besoins (par exemple un superplastifiant retardateur de prise vous empêchant en hiver de décoffrer le lendemain)  Les superplastifiants sont à introduire, préférentiellement, après la chute de l’eau. Rappel : un béton fluide nécessite une quantité de fines plus importante (voir ci-après). Effet des principaux adjuvants Mon point de passage obligé

 Un adjuvant n’est pas un palliatif à un béton mal composé ou à une mise en œuvre défectueuse  Vérifier la compatibilité « adjuvant + ciment + addition »  L’adjuvant doit être réparti dans le béton : prolonger le malaxage (55 secondes après descente de l’adjuvant)  Ne pas utiliser des superplastifiants pour faire des bétons de consistance plastique ou très plastique, si vous voulez maîtriser la consistance à la livraison

Attention aux entraîneurs d’air : • 4% d’air occlus = chute de résistance d’environ 6 à 8 MPa • 1% d’air occlus en plus = 6% environ de résistance en moins Mémento béton

épreuve d’étude SOIGNEE 172

1.4 - Composants du béton : les adjuvants Adjuvants normalisés (NF EN 934-2)

Ouvrabilité du béton frais

Résistance du béton au gel / dégel et agents agressifs

Plastifiant * réducteur d’eau  PRE

Superplastifiant* haut réducteur d’eau  SP HRE

Entraîneur d’air 

Hydrofuge de masse 

Effet sur le béton

A maniabilité constante, réduction de l’eau d’au moins 5% ou amélioration maniabilité

A E/C constant, gain d’affaissement d’au moins 12 cm

Création de microbulles d’air dans le béton

Réduction de la perméabilité et de l’absorption capillaires

Dosage courant (en poids du liant)

< 1.0 %

0.5 à 3 %

0.01 à 0.5 %

0.5 à 3 %

Introduction dans le béton

Dans l’eau de gâchage

En fin de malaxage après l’eau

Dans l’eau de gâchage ou sur le sable en continu

Dans l’eau de gâchage

Résistance au jeune âge (quelques jours)

Supérieure à celle du témoin sauf si retard de prise

Possible retard de prise

-

Résistance finale (28 j et plus)

Supérieure à celle du témoin d’au moins 10%

Supérieure à celle du témoin

Effets secondaires favorables

Effets secondaires défavorables

. Compacité  . Perméabilité 

Retard de prise possible (à vérifier sur la fiche technique)

. E/C  BHP . Compacité  . Perméabilité  . Durabilité  . Retard de prise possible . Risque ségrégation

Rétenteur d’eau 

Retard selon dosage, ciment et température

Réduction de la perte d’eau et ressuage de 50%

0.1 à 1 %

Souvent <0.5 %

Dans l’eau de gâchage

Dans l’eau de gâchage

Dans l’eau de gâchage

-

Effet d’accélération très variable en fonction des dosages, des ciments et de la température

Diminuée à 1 ou 2 jours

-

Perte de résistance

-

Légèrement diminuée (d’autant plus que la prise aura été accélérée)

Légèrement augmentée

Légère diminution possible

Amélioration des parements et de la consistance

Réduction des efflorescences

Chute des résistances fonction de la teneur en air occlus

Augmentation possible du retrait

Améliorée

Améliorée

Forte amélioration (teneur en air > 5%)

Résistance aux agents agressifs atmosphériques

Améliorée

Améliorée

Effet variable

Amélioration du fait de la réduction de la perméabilité à l’eau

Résistance aux agents agressifs chimiquement

Améliorée

Améliorée

Possibilité d’amélioration

Amélioration du fait de la réduction de la perméabilité à l’eau

Quantité de fines suffisante (700 D0.2)

Mesure teneur en air occlus avec aéromètre obligatoire

Préférer les superplastifiants avec un E/C~ 0.45

. Bétons résistants au gel / dégel . Manque de fines dans le béton

. Cuvelage et radier . Réservoir . Assainissement . Enduit mortier

Domaine d’emploi

. Bétons courants . Bétons dallage

. Bétons fluides . BHP et BAP/BAN . Bétons durables . Dallages fibrés

Mémento béton

Accélérateur de prise (non chloré) 

Accélérateur de durcissement (non chloré) 

Perte en eau

Retardateur de prise 

Résistance aux cycles gel-dégel

Points particuliers

Modification prise ou durcissement du béton

Accélération selon dosages, ciment et température

1à3%

0.2 à 3 %

Légèrement diminuée ou inchangée

. Possibilité d’une légère augmentation du retrait . Risque de raidissement

. Amélioration de la maniabilité . Possibilité de réduction d’eau

Amélioration de la rhéologie (si manque de fines dans le béton)

Possibilité d’une augmentation légère du retrait

. Possibilité légère augmentation du retrait . Retard de prise éventuel

le cipa prin r les n o i t u fonc e po une de pris c e v r -ci a ateu ceux u retard SP HRE é s s o les cla ise ent e pr se pour alem ateur d i r g p é e élér 34 a ur d EN 9 ire : acc tardate F N a e * La lément PRE, r Certains à forte dose supp deviennent accélérateurs . Temps froid . Décoffrage rapide . Mise hors gel béton . Préfabrication

. Très forte épaisseur . Temps chaud . Fondations profondes . Délai mise en œuvre allongé . Reprise de bétonnage . Béton grande masse . Béton pompé

. Très peu utilisé . Préférer les PRE et SP HRE

173

1.5 - Composants du béton : les additions 

Objet :  Ajouts de minéraux sous forme de poudres fines (dont certaines pouzzolaniques améliorent certaines propriétés du béton durci) incorporés en quantités importantes dans le béton. Additions inertes

Type

Filler calcaire Filler siliceux

Additions pouzzolaniques Cendres volantes, pouzzolanes

Fumée de silice

Laitier granulé H.F.

Réaction chimique

Aucune réaction ou Réaction négligeable du fait d’une meilleure granulométrie continue du béton frais

Réaction avec la portlandite et l’eau pour former des hydrates CHS insolubles et résistants

Effets positifs

•Ouvrabilité  •Coloration plus claire  •Retrait thermique 

•Ouvrabilité  •Résistance finale  •Durabilité  •Porosité  •Chaleur hydratation  •Coût béton 

•Résistance finale   •Durabilité   •Ségrégation  •Résistance jeunes âges  •Porosité  •Retrait thermique 

•Ouvrabilité  •Résistance finale   •Durabilité   •Résistance alcali réaction  •Porosité  •Chaleur hydratation  •Retrait thermique 

Effets négatifs

•Porosité  •Fissuration (si non ajout de plastifiant) 

•Résistance court terme  •Chaleur hydratation  •Retrait jeunes âges  •Nécessité d’une cure soignée

•Béton collant •Coût élevé •Ajout de superplastifiant obligatoire •Nécessité d’une cure soignée

•Résistance jeunes âges  •Chaleur d’hydratation  •Nécessité d’une cure soignée

Dosage habituel

50 à 120 kg/m3

Mon point de passage obligé

50 à 150 kg/m3

20 à 40 kg/m3

Réaction en présence d’activateurs (alcalins, portlandite, sulfate,…) et de l’eau pour former des hydrates insolubles et résistants.

50 à 150 kg/m3

Rappel : il est possible de prendre en compte les additions pour la détermination des liants équivalents si l’on utilise un ciment CEM I Mémento béton

174

1.6 - Composants du béton : quelle quantité de fines 

Pourquoi ? La classe granulaire 0 à 160 µm, du fait de sa surface spécifique très élevée qui se répercute sur la demande en eau, a une grande influence sur la qualité du mélange : il faut une quantité optimale de fines <160µm pour :  Garantir une meilleure ouvrabilité du béton,  Réduire le risque de ressuage et de ségrégation lors de la mise en œuvre,  Améliorer l’imperméabilité du béton,  Accroître la quantité de film lubrifiant et ce sans augmenter beaucoup la quantité d’eau,  Obtenir un parement peu bullé Mon point de passage obligé

Attention : Les fines ne doivent pas contenir de composant argileux.

Dmax (mm) Quantité fines (kg/m3) (< 160µm) Mon point de passage obligé

8

16

22.4

32

45

450 à 525

400 à 480

375 à 450

350 à 420

310 à 370

Plus un béton est fluide et plus il faut de fines => utiliser la fourchette haute pour les bétons fluides.

•Ciment Quelles fines :

•Additions :

filler calcaire filler siliceux cendres volantes laitier moulu

•Micro-bulles d’air occlus dues à un entraîneur d’air (1% d’air occlus # 25 kg de fines) Mémento béton

175

2.1 - Durabilité : généralités Le matériau « béton » est théoriquement un matériau durable (si bien formulé et bien mis en œuvre). MAIS on constate qu’un certain nombre d’ouvrages BA / BP présentent des désordres SERIEUX par : I.CORROSION DES ARMATURES • Carbonatation • Chlorure II.DECOHESION / DISLOCATION DU BETON • Attaques physiques (gel / dégel) • Gonflement : . alcali-réaction . réaction sulfatique • Attaques chimiques (acides, engrais,…) • Fissurations

Vous trouverez ci-après les moyens préventifs permettant d’obtenir des bétons durables - Adaptation des formulations - Mise en œuvre correcte Mon point de passage obligé

Le respect de la norme NF EN 206-1 est déjà le moyen de se garantir d’une durabilité de 50 ans Respectez-là !

Mémento béton

176

2.1 - Durabilité : généralités Les fondamentaux : • Choisir des ciments résistant aux expositions du béton • Bien composer son béton avec un minimum d’eau

Mon point de passage obligé

 Tout ajout d’eau est néfaste A interdire

Mon point de passage obligé

• Une bonne mise en œuvre (vibration – cure) • Respecter les enrobages imposés dans les règlements de calcul

Prévoir un surenrobage d’au moins 5 mm pour tenir compte des tolérances de positionnement des armatures

Mémento béton

177

2.2 - Durabilité : Corrosion des armatures Carbonatation : La corrosion des armatures se produit par dépassivation des armatures due soit au phénomène de carbonatation soit à la présence d’ion chlorure ; l’acier dépassivé, en présence d’eau et d’oxygène, rouille. Réduction de la section des aciers tendus Réduction de l’adhérence acier béton en partie tendue Endommagement de la partie comprimée (expansion de la rouille)

Corrosion =

D’ où

Perte de raideur

perte de résistance

perte de durabilité

pour le béton

Rappel : la formation de rouille est expansive et fait exploser le béton : résultat 1.

2. 3. 4.

5.

Le pH d’un béton jeune est supérieur à 13 du fait de la chaux (portlandite) issue de l’hydratation du ciment : dans un tel pH les armatures sont passivées et protégées du risque corrosion Peu à peu, le CO2 contenu dans l’air pénètre dans le béton et se combine, en présence d’eau, à la portlandite pour donner du Ca C03 neutre : le pH diminue La dépassivation des armatures apparaît pour un pH d’environ 9 : les armatures ne sont plus protégées. La corrosion se développe sans désordre apparent (piqûres,…) Surviennent alors les désordres dus à l’expansion de la rouille : fissures Il est déjà trop tard : il éclats de béton faut réparer au plus tôt accélération de la corrosion En cas de béton fissuré : pénétration plus rapide du CO2 avec poursuite du phénomène de corrosion Mémento béton

178

2.2 - Durabilité : Corrosion des armatures Carbonatation (suite) : La vitesse de pénétration du front de carbonatation est telle que y = a t , , t étant le temps et y la profondeur de carbonatation : ainsi la profondeur de carbonatation, si elle est de 5 mm au bout d’un an, sera de 25 mm au bout de 25 ans (y = 5 x 25 mm) 1

Moyens de prévention : -

-

Respecter les conditions de formulation imposées par la classe d’exposition XC  quantité de liant minimale Bien formuler !  rapport eau/liant limité Respecter l’enrobage minimal des règlements de calcul Interdire tout ajout d’eau dans le béton Curer correctement le béton (sinon le béton superficiel sera poreux et facilitera la pénétration du CO2)

Nota : la détermination de la profondeur de la carbonatation se fait par pulvérisation, sur une fracture fraîche de béton, d’une solution alcoolique de phénolphtaléine (en pharmacie) pH > 9 : coloration rouge violacée pH < 9 : pas de coloration = zone carbonatée Mon point de passage obligé

Eviter les inhibiteurs de corrosion : aucune preuve de leur efficacité

Mémento béton

179

2.2 - Durabilité : Corrosion des armatures Chlorures : Origine des chlorures 1) Origine marine classe d’exposition XS 2) Origine non marine . déverglaçants classe d’exposition XD . piscines . traitements chimiques 3) Mise en œuvre d’adjuvants chlorés : la nouvelle norme NF EN 206-1 interdit leur emploi dans les bétons :  armés  précontraints  dans lesquels existent des pièces métalliques noyées

Action des chlorures sur la corrosion 1)

2)

3)

Par diffusion sous gradient de concentration et de convection, les chlorures pénètrent dans les bétons une partie (les chlorures liés) réagissent avec les aluminates du ciment hydraté pour former des produits cristallisés non expansifs. Une partie (les chlorures libres) continuent à migrer dans le béton et, lorsqu’ils atteignent les armatures, celles-ci se corrodent en présence de l’eau et de l’oxygène dans le béton durci. Teneur en chlorures / ciment ~ 0.4 à 0.6 % : . corrosion par formation de rouille expansive . corrosion par dissolution de l’armature

Vitesse de pénétration des ions chlore fonction des conditions d’humidité ambiante Mémento béton

180

2.2 - Durabilité : Corrosion des armatures Chlorures (suite) : Moyens préventifs -Respecter les conditions de formulation imposées par les classes d’exposition XD et XS :  quantité minimale de liant  rapport eau / liant limité et réduit  ciment PM (prise mer)  résistance caractéristique minimale -Respecter les enrobages minimaux des règlements de calcul (fortement augmentés si chlorure) (la diffusion des chlores se fait en t ) -Limiter le taux de travail des armatures (fissuration très préjudiciable) pour limiter l’ouverture des fissures -Interdire tout ajout d’eau dans le béton -Bien mettre en œuvre le béton (vibration) pas de nid de cailloux, bon enrobage des armatures,… -Curer correctement le béton (sinon le béton superficiel sera poreux et facilitera la pénétration des ions chlore, de l’eau et de l’oxygène) ou décoffrer tardivement Mon point de passage obligé

La NF EN 206-1 : -limite les teneurs en ion chlorure dans le béton (voir chap. 1.2 § 4) -interdit les adjuvants chlorés pour les bétons armés et précontraints

Mémento béton

181

2.3 - Durabilité : gel-dégel

Gel – dégel :

Risque : - cycles gel – dégel = gonflement = fissuration (gel expansif de l’eau enfermée se transformant en glace) - sels déverglaçants = écaillage Cause :

Mon point de passage obligé

- effet d’éclatement provoqué par l’eau en train de geler dans les pores capillaires ( ∆V = + 9 %) : destruction superficielle du béton V L’action simultanée (gel + déverglaçant) augmente considérablement le risque, les déverglaçants faisant chuter brutalement la température de 5 à 10°C d’où un choc thermique à la surface du béton d’où des écaillages successifs Solution : créer des microbulles d’air en quantité suffisante (~ 4 à 6% d’air occlus) qui vont servir de vases « d’expansion » 2 facteurs importants :

. la dimension des bulles . le facteur d’espacement entre bulles (norme ASTM C457) L (L barre) ajout d’un entraîneur d’air efficace et compatible avec les autres constituants du béton

Mon point de passage obligé

Cartes du gel et du salage ci-après Vérification de l’efficacité de la solution - selon les normes : o gel dans l’eau – dégel dans l’eau (P18-424) o gel dans l’air – dégel dans l’eau (P18-425)

mesure de gonflement et fréquence de résonance o essai d’écaillage (P18-420) - durée des essais d’environ 3 mois à 3.5 mois le prévoir au démarrage du chantier Mémento béton

182

2.3 - Durabilité : gel-dégel Gel

Moyens de prévention : -Respecter les conditions de formulations imposées par les classes d’exposition XF et XD (sels contenant des chlorures) • quantité de liant minimale • rapport eau / liant limité • ajout d’un entraîneur d’air avec une quantité minimale d’air occlus (4 à 6 %) • éventuellement un ciment PM -Respecter les enrobages minimaux des règlements (chlorures dans les déverglaçants) -Interdire tout ajout d’eau dans les bétons Salage

-Curer correctement les bétons -Eventuellement prévoir des dispositifs pour éloigner l’eau et l’empêcher de pénétrer dans le béton Mon point de passage obligé

• Peu fréquent • Fréquent • Très fréquent • Très fréquent

Excès d’air occlus = chute de la résistance du béton 1 % d’air occlus en plus = 2 à 3 MPa en moins contrôler la teneur en air occlus à l’aéromètre

Limiter l’emploi de l’entraîneur d’air au cas de déverglaçants et / ou gel sévère

Mémento béton

183

2.3 - Durabilité : gel-dégel Cas des ouvrages d’art : • Enrobage : entre 4 et 6 cm • Cure obligatoire • Pente horizontale > 2% • Prévoir une épreuve d’étude plus poussée

- gel pur - gel + déverglaçants

= béton G selon le tableau = béton G + S Type de gel / voir carte page précédente

.L . Fourchette E.A.

Type de salage (voir carte page précédente)

Modéré

Sévère

Peu fréquent

Béton adapté : XF1

Béton G : XF3

Fréquent

4 % air occlus ou essai performantiel : XF2 ou XF4

Béton G + S (XF4)

Très fréquent

Béton G + S (XF4)

Béton G + S (XF4)

Avec les recommandations SETRA – LCPC de 2002 Bétons courants (fc28 < 50 MPa)

Bétons hautes performances (fc28 ≥ 50 MPa) E/C ≥ 0.32 E/C < 0.32 (C80) (classe 1) (classe2)

Catégorie A ( XP P18-540) Sable : propre et FS ≤ 40 Gravillon : coefficient absorption < 1.2 % et G ≤ 15

Catégorie A ( XP P18-540) Sable : propre et FS ≤ 40 Gravillon : coefficient absorption < 1.2 % et G ≤ 15

Bétons G ou G + S

Granulats Additions en substitution ciment si CEM I

Fumée de silice ≤ 10 % Cendres volantes INTERDITES

Entraîneur d’air

Fumée de silice ≤ 10 % Cendres volantes INTERDITES

Oui

Oui

Composition • E/C • fc28 • Épreuves études convenance : L Écaillage (XP P 18-420)

Béton G

Béton G + S

≤ 0.5 ≥ 30 MPa

≤ 0.45 ≥ 35 MPa

≤ 250 µm /

≤ 200 µm ≤ 600 g/m2

essai de performance gel interne ~ 3 mois essai de performance écaillage ~ 3.5 mois Mémento béton

laitier ≤ 25 % filler calc. < 15 % Eventuellement sans E.A.

Dosage mini 385 kg/m3 Béton G : CEM I ou CEM II A ou B (sauf C.V.) Béton G + S : CEM I ou CEM II A(S + D) PM ou ES

Ciment

Rappel : durée

laitier ≤ 30 % filler calc. < 15 %

Dosage mini 385 kg/m3 Classe 52.5 Idem ci-contre Avec entraîneurs d’air Béton G Béton G + S

Sans entraîneurs d’air Béton G Béton G + S

> 50 MPa ≤ 250 µm /

≤ 250 µm ≤ 600 g/m2

*Selon les normes P 18-424 : gel sévère et forte saturation P 18-425 : gel modéré et forte saturation ou gel sévère et saturation modéré

> 80 MPa / /

< 600g/m²

• allongement ∆ l/l < 400 µm/m* • rapport des carrés des fréquences de résonances > 0.75 184

2.4 - Durabilité : Alcali-réaction Alcali-réaction : Risque : gonflement à long terme du gel, en présence d’eau, né de la réaction chimique entre la silice réactive des granulats et les alcalins libres et solubles présents dans le béton d’où fissuration. Causes : 3 conditions à remplir simultanément : - environnement humide - granulats réactifs - teneur élevée en alcalins

Mon point de passage obligé

Durée essai performantiel : de 3 à 5 mois à prévoir au démarrage des travaux Les fiches techniques des granulats vous indiquent s’ils sont NR, PR, PRP

Méthode préventive Risques des désordres à déterminer

3 niveaux de prévention

 Nature de la construction (importance stratégique ou destination)  Niveau entretien futur  Exposition du béton au risque A – R  Durée prévisionnelle de l’ouvrage A

Pas de précaution particulière : ouvrage sans importance ou remplacement aisé par exemple

B

Précautions particulières : désordre probable et peu tolérable

C

Précautions exceptionnelles : désordre inacceptable

Niveau A

Pas de spécifications particulières

Niveau B

Béton conforme si une des exigences suivantes est remplie - Références d’emploi convaincantes - Granulats non réactifs - Bilan alcalins libérables maxi < valeur 3.5 kg/m3 (Recommandations LCPC) - Test performantiel satisfaisant (NF P 18 454) - Additions inhibitrices en proportion suffisante par exemple utilisation de laitier - Conditions particulières si granulats PRP satisfaites - Cas particulier des CEM III (teneur en laitier suffisante et teneur alcalins totaux limitée)

Niveau C

Béton conforme si : - Granulats non réactifs NR - Ou Etude approfondie de performance (si pas de granulats NR) - Ou Granulats potentiellement réactifs à effet de pessimum Mémento béton

185

2.5 - Durabilité : sulfates Action des sulfates : Risques : formation de composés expansifs (ettringite / thaumasite) par combinaison des sels de sulfate dissous avec les aluminates tricalciques du ciment hydraté fissuration / décohésion Causes : I. Réaction sulfatique d’origine externe due à la présence de sulfates extérieurs (par exemple nappe souterraine en présence de gypse, eau de mer, chimie,…) II. Réaction sulfatique d’origine interne due à la présence de sulfates internes provenant du ciment et des autres constituants avec les causes suivantes : - forte température du béton pendant sa prise - teneurs élevées en alcalins, en sulfates, en aluminates tricalciques - humidité permanente Précautions : Cas I.

- Respecter les conditions de formulation imposées par la classe d’exposition XA déterminée à partir du tableau annexe 2.7 =>type de ciment (PM ou ES) =>quantité minimale de liant =>quantité maximale d’eau =>résistance caractéristique minimale - Interdire tout ajout d’eau dans le béton - Curer correctement le béton

Cas II.

- Limiter l’échauffement du béton à 65°C par l’utilisation d’un ciment à faible exothermie sans dosage excessif ou en refroidissant le béton - Choisir un ciment de type PM ou ES - Utiliser des additions (cendres volantes, fumée de silice, laitier,…) - Éventuellement faire un test performantiel (méthode LCPC n°59) - Réduire le E/C pour limiter les apports d’eau Mémento béton

186

2.6 - Durabilité : autres agents agressifs Risques : décohésion / fissuration du béton sous l’attaque de certains agents agressifs tels que : - pluies acides Certaines agressivités Mon point - produits chimiques de passage sont définies dans le - eaux usées ou eaux industrielles obligé tableau page suivante - engrais - produits de fermentation - eaux pures (cas de condensations), eaux séléniteuses, eau de mer Mécanismes d’altération : •Eaux pures (à faible teneur en sels dissous) : . action de dissolution de la portlandite . attaque des aluminates => préférer des CEM III ou CEM V •Eaux séléniteuses : voir § sur les sulfates : ciments PM ou ES et formulation conforme à la classe d’exposition XA •Eau de mer : ciment PM et formulation conforme à la classe d’exposition XS •Acides : attaque de la phase liante (portlandite) et éventuellement des granulats calcaires : 

Très dangereux

Moyennement dangereux

Peu dangereux

Acide fluorhydrique HF Acide sulfurique H2SO4 Acide nitrique HNO3 Acide perchlorique HClO4 Acide formique H2CO2 Acide lactique

Acide chlorydrique HCl Acide phosphorique H3 PO4 Acide acétique Acide carbonique

Acide oxalique Acide tartrique Acide formique Acide humique

+ fermentation bactérienne •Sels : sont dangereux tous les sels d’acide fort et de base faible très dangereux : le nitrate d’ammonium (engrais) et pour le béton et pour les armatures •Gaz : dangereux : gaz ammoniaque (NH3) – gaz Mémento bétonsulfureux (SO2) et hydrogène sulfuré (H2S)

187

2.6 - Durabilité : autres agents agressifs VALEURS LIMITES POUR LES CLASSES D’EXPOSITION CORRESPONDANT AUX ATTAQUES CHIMIQUES DES SOLS NATURELS ET EAUX SOUTERRAINES (NF 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°C et 25°C et où la vitesse d’écoulement de l’eau est suffisamment faible pour être assimilée à des conditions statiques. Caractéristique chimique

Méthode d’essai de référence

XA1

XA2

XA3

Eaux de surfaces et souterraines SO2-4 en mg/l

EN 196-2

200 à 600

601 à 3000

3001à 6000

pH

ISO 4316

6.5 à 5.5

5.49 à 4.5

4.49 à 4.0

CO2 agressif, en mg/l

PR EN 13577 : 1999

15 à 40

41 à 100

101 à saturation

NH4+, en mg/l

ISO 7150-1 ou ISO 7150-2

15 à 30

31à 60

61 à 100

Mg2+, en mg/l

ISO 7980

300 à 1000

10001à 3000

3001 à saturation

SO2-4 mg/kga) total

EN 196-2b)

2000 à 3000c)

3001c) à 12000

12001 à 24000

Acidité ml/kg

DIN 4030-2

> 200 Baumann Gully

Sol

N’est pas rencontré dans la pratique

a) Les sols argileux dont la perméabilité est inférieure à 10-5 m/s peuvent être classés dans une classe inférieure. b) La méthode d’essai prescrit l’extraction du SO2-4 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. c) 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.

Mon point de passage obligé

•Le choix 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. Mémento béton

188

2.6 - Durabilité : autres agents agressifs Recommandations : - Réaliser un béton compact et peu perméable c’est-à-dire :  respecter un dosage minimal en ciment  utiliser des additions de type fumée de silice  réduire la teneur en eau (E/C entre 0.4 et 0.5 selon agressivité) - Respecter les niveaux d’agressivité chimique définis en fonction des agents agressifs dans le tableau page précédente

classe d’exposition XA - Choisir des ciments PM – ES, si possible CEM III ou CEM V - Consulter un spécialiste - Curer efficacement le béton - Prévoir un surenrobage des armatures si agent acide Si pH ≤ 4 prévoir un revêtement protecteur

Mon point de passage obligé

Consulter la norme P18-011 (classification des environnements agressifs)

Mémento béton

189

2.7 - Durabilité : auto-fissuration Risques : apparition de fissures nées d’une insuffisance de résistance en traction du béton comparée aux contraintes dues à des déformations internes empêchées (retrait du béton) 2 mécanismes principaux pour le retrait : -« séchage » du béton correspondant à une évaporation de l’eau du béton, et ce hors chargement du béton -développement d’un gradient thermique pendant le durcissement du béton, Période Temps

Préprise

Prise

Durcissement

2 à 4 heures

4 à 8 heures

8 à 50 heures

Long terme 50 heures ou plus

Type de retrait

Retrait de tassement

Premier retrait

Second retrait

Retrait à long terme

Causes prépondérantes

Ségrégation/ressuage

Dessiccation partielle

Contraction thermique et dessiccation

Dessiccation

Facteurs influençant le phénomène

-hauteur du béton frais -durée avant prise -instabilité du béton frais -vibration

-forte évaporation -prise lente -forte tension superficielle

-refroidissement rapide différentiel dans la masse -auto-dessiccation du béton (E/C < 0.4)

-évaporation -forte teneur en ciment

Ouverture des fissures et type (voir schéma ci-dessous) Solutions

Jusqu’à 1 à 2 mm I •Bien composer le béton -quantité fines suffisante - E/C limité •Accélérer la prise (éviter la prise lente) •Bien vibrer (surtout pas les armatures) •Bétonner du bas vers le haut si pente

II •Curer efficacement Rappel : danger si évaporation > 1 kg/m2/h •Réduction du E/C •Eviter les prises lentes

Vent = danger

Ajout d’eau =

. retard de prise . évaporation plus forte => interdiction des ajouts d’eau Mémento béton

III •Diminuer le gradient thermique -ciment à faible dégagement de chaleur (ex CEM III) - θa - θb < 20°C •Béton homogène et régulier •Armatures renforcées •Distance entre joints réduites •Coulage par plots par phase •BHP : cure à l’eau préférable •Éviter chocs thermiques au décoffrage

Fissures moins ouvertes IV •Joints en nombre suffisant •Eventuellement armer pour répartir la fissuration

190

2.7 - Durabilité : auto-fissuration

Un béton peu fissurant = Un béton bien composé : -avec suffisamment de fines -avec un ciment pas trop réactif et en quantité adaptée -avec une quantité d’eau sans excès -avec un ajout éventuel d’inclusions ofibres omicro bulles d’air Il existe des méthodes permettant, à partir d’essais laboratoire dont la maturométrie, de prédire le risque de fissurabilité d’un béton ainsi que le niveau de température en tout point du béton Il existe d’autres origines de fissuration : -chargement de l’ouvrage

réduction du taux de travail des armatures -corrosion des armatures (annexe 5.2 et 5.3) -réaction alcali-granulats (annexe 5.4) -réactions sulfates (annexe 5.5)

Un béton bien mis en œuvre : -pas trop longtemps après sa fabrication -pas trop retardé opas d’ajout d’eau en toupie opas de malaxage trop long en toupie osans retardateur (sauf si temps chaud) -avec une vibration adaptée, sans excès -si nécessaire, bien curé -décoffré pas trop vite

Mémento béton

191

2.8 - Durabilité : un béton durable UN BETON PLUS DURABLE = •une granulométrie continue appropriée •un rapport E/C faible •des plastifiants ou superplastifiants •éventuellement un entraîneur d’air •des additions pouzzolaniques fumées de silice •un malaxage efficace •une mise en œuvre rapide •un enrobage suffisant •une vibration maîtrisée •une cure efficace de durée suffisante

(pour un béton plus compact avec une demande en eau réduite) (pour réduire la porosité de la pâte durcie et donc réduire la perméabilité) (pour réduire le E/C) (pour améliorer la résistance au gel / dégel et aux déverglaçants) (pour améliorer la perméabilité grâce aux réactions pouzzolaniques et accroître la compacité) (pour améliorer l’interface granulat / pâte de ciment) (pour obtenir un mélange homogène et optimiser l’efficacité de tous les constituants) (pour améliorer la résistance à long terme) (pour retarder la corrosion des armatures) (pour améliorer la compacité du béton durci en réduisant la quantité d’air occlus sous forme de grosses bulles) (pour optimiser l’hydratation du ciment en zone superficielle et réduire le retrait hydraulique)

•et bien sûr respecter les normes béton => tout ceci pour améliorer la durabilité de l’ouvrage

Mémento béton

192

3 – Échelle de texture (bullage d’un parement) Echelle CIB de texture de parement

26 cm (pour mise à l’échelle)

Bullages moyens correspondant aux définitions du chapitre 6 § 6.1

Mémento béton

193

4 – La NF EN 206-1 : Un changement de vocabulaire

XP 18305

NF EN 206-1

Spécification du béton

BCN BCS BCS

BPS BCP BCPN

Classe de résistance

B25

C 25/30

Ferme Plastique Très plastique Fluide Fluide

Classe de consistance

Environnement

Granulométrie Type

E:1 E:2 E:3 E:4 E:5

- 10 à 40 mm - 50 à 90 mm - 100 à 150 mm - 160 à 210 mm - ≥ 220 mm -

Une classe d’environnement sec humide avec / sans gel humide avec gel et déverglaçants marin agressivité chimique O/20

X0 : XC : XD : XS : XF : XA :

S1 S2 S3 S4 S5

Plusieurs classes d’exposition pas de risque corrosion / attaque risque carbonatation risque chlorures non marins risque chlorures marins risque gel / dégel risque agressivité chimique Dmax 20 mm

NA – BA - BP

Mémento béton

Cl 1.00 – 0.65 ou 0.40 – 0.20 ou 0.15

194

5 – La NF EN 206-1 + NF P 18-201 : un changement d’habitude Contrôle des résistances par le chantier

1

BPS : 1 contrôle en début puis tous les

1000 m3 (centrale NF)

ou tous les mois

500 m3 (centrale non NF)

BCP : 1 contrôle en début puis tous les 250 m3 ou tous les mois (catégorie B)

2

4 éprouvettes à réaliser

2 écrasées à 7j 2 écrasées à 28j

3

Procédure d’alerte en fonction des résultats à 7 jours

 gestion des résistances par le responsable travaux au fur et à mesure des bétonnages

Mémento béton

195

5 – La NF EN 206-1 + NF P 18-201 : un changement d’habitude LA CURE

1

Verticaux

= maintien du coffrage

= cure non nécessaire après décoffrage

2

Horizontaux

= maintien du coffrage en sous face

= cure non nécessaire de la sous face

cure systématique de la face supérieure d’au moins 12h

3

Prolongation cure selon les ambiances suivantes relevées 12h après coulage température < 5°C température > 25°C ou fort ensoleillement hygrométrie < 60 % vitesse vent > 40 km/h

Mémento béton

196

5 – La NF EN 206-1 + NF P 18-201 : un changement d’habitude

LES INCORPORATIONS Des règles à respecter :  Entre les nappes d’armatures  Enrobage = max [Φmax ; 4 cm]  Distance horizontale ≥ max [Φmax ; 4 cm] sauf localement  Empilages localisés :

épaisseur < demi-épaisseur dalle bétonnage correct

Mon point de passage obligé

Φmax = le diamètre de l’incorporation de diamètre le plus grand

Porte-à-faux et consoles (balcons, auvents, …) Enregistrement du contrôle des armatures sur un document spécifique

Mémento béton

197

6 – Vérifications minimales à faire sur le chantier

Coffrages

Sont-ils propres et correctement huilés ? (c’est-à-dire uniformément et sans excès)

Inserts / réservations Mannequins

Les règles données dans le mémento sont-elles respectées ? Pourront-ils être retirés sans brutalité ?

Tiges de serrage

Sont-elles adaptées à la poussée du béton ?

Stabilité des banches

Est-elle vérifiée ?

Reprises de bétonnage

Sont-elles correctement nettoyées ?

Armatures

- ne présentent-elles aucun danger pour la sécurité ? - les enrobages prévus sont-ils respectés ?

Béton

- le béton livré est-il conforme à celui commandé ?  je vérifie le bon de livraison = est-ce la bonne exposition ? - le coulage sera-t-il terminé dans les 2 heures après fabrication ? - le brassage à grande vitesse du bol a-t-il eu lieu ? - la consistance correspond-elle à celle de la commande ? - ai-je fait les éprouvettes tel que prévu ? - ai-je rempli le B.L. (début et fin de coulage, partie ouvrage bétonné) ? - la mise en œuvre est-elle conforme au mémento (vibration, surfaçage) ?

Cure

- la cure de la surface supérieure des horizontaux durera-t-elle au moins 12 h ? - doit-elle être prolongée (temps froid ou chaud, vent, temps sec) ?

Décoffrage

Est-il conforme aux règles de l’art de l’entreprise ?

Mémento béton

198

Commande journalière Chantier : ………………………. Expéditeur

FAX ... /... /... Destinataire

Responsable : …………………………………. Visa : …………………………………. Téléphone : …………………………………. Télécopie : ………………………………….

Fournisseur BPE : ……………………………… Adressé à M. : ……………………………… Téléphone : ……………………………… Télécopie : ………………………………

Confirmation de la commande téléphonique du ../../.. Passée à …. Heures…. Minutes Livraison béton pour le ../../.. Désignation d’un béton

Code n° = Ou Désignation = BPS – CEM… + … - X… - + X… - + X… - C…/… -

Code ou désignation béton

Volume (m3)

1ère livraison à

Mémento béton

Cadence bétonnage

S… - CI… - Dmax : … - ….. -

Grue N°

Particularité

199

Accélérateur de durcissement (page 173) Adjuvant qui, introduit dans l’eau de gâchage, raccourcit la durée de la phase de durcissement du béton.

Air occlus (page 116) Tout béton contient de l’air sous forme de bulles d’air non créées intentionnellement de plus ou moins grandes dimensions ; la vibration réduit la teneur en air occlus.

BAN (page 136) Abréviation pour « Béton Auto Nivelant ». Béton pour plancher qui peut se mettre en place par écoulement libre et sans vibration.

Accélérateur de prise (page 173) Adjuvant qui, introduit dans l’eau de gâchage, diminue les temps de début et de fin de prise du ciment dans le béton, en favorisant l’hydratation du liant.

Air entraîné (page 173) L’ajout d’un entraîneur d’air crée dans le béton un très grand nombre de petites bulles de moins de 250 microns, ce qui améliore fortement la résistance du béton au gel, les microbulles d’air servant de vases d’expansion.

BAP (page 136) Béton Auto Plaçant pour voile se mettant en place sans vibration par écoulement libre.

Addition (page 174) Matériau minéral finement divisé, ajouté au béton pour modifier certaines de ses propriétés. On distingue les additions calcaires, les additions siliceuses, les cendres volantes, les fumées de silice et le laitier de haut fourneau. Les additions sont normalisées. Adjuvant (page 172) Produit chimique incorporé à faible dose (moins de 5 % de la masse du ciment) dans le béton ou le mortier, afin de modifier certaines de ses propriétés. L’incorporation se fait soit avant, soit pendant le mélange, soit au cours d’une opération supplémentaire de malaxage. Affaissement (pages 20 et 110) La mesure se fait au cône d’Abrams ; elle permet d’apprécier la consistance ou l’ouvrabilité du béton ; il est indiqué en mm. Agents agressifs chimiquement (page 188) Aiguille vibrante (page 90) Vibrateur long que l’on plonge dans le béton frais pour en assurer le serrage et augmenter sa compacité.

Ajout d’eau (page 86) Alcali-réaction (page 185) Maladie du béton entraînant une désagrégation du béton par expansion. Antigel Adjuvant évitant le gel du béton frais grâce à une accélération de la prise et du durcissement du béton. Antigélif (page 173) Adjuvant entraîneur d’air protégeant le béton durci contre les effets du gel (éclatement, écaillage). Apparent (béton-) Béton dont la peau n’est revêtue d’aucun parement qui viserait à occulter son aspect. Architectonique (béton-) Béton qui, par sa forme, sa teinte et sa texture, participe pleinement de la qualité architecturale d’un ouvrage, par opposition à un béton caché, dont le rôle ne serait que structurel. Autofissuration (page 190)

BHP (page 148) Abréviation pour « Béton à Hautes Performances ». Ce béton, rendu particulièrement compact par sa formulation, donc de faible porosité, présente une résistance mécanique (de 50 à 120 MPa) et une durabilité très nettement supérieures à celles des bétons courants. Bilan fin de chantier (page 101)

Banche Elément modulaire de coffrage, généralement vertical, utilisé pour réaliser des murs, voiles, refends ou, éventuellement, des poteaux. Banché (béton-) Béton coulé puis généralement vibré entre deux banches de coffrage. BCP (page 15) Béton à Composition Prescrite, dont la formulation est imposée au fournisseur. Béton Matériau de construction formé par le mélange de ciment, de granulats et d’eau, éventuellement complété par des adjuvants et des additions. Ce mélange, qui est mis en place sur le chantier ou en usine à l’état plastique, peut adopter des formes diverses parce qu’il est moulable ; il durcit progressivement pour former finalement un monolithe. Selon sa formulation, sa mise en œuvre et ses traitements de surface, ses performances et son aspect peuvent considérablement varier.

Blanc (béton-) Béton de teinte claire dont le liant est du ciment blanc, c’est-à-dire contenant très peu d’oxydes métalliques, et qui comporte éventuellement des sables blancs, auxquels peuvent être ajoutés des fines blanches ou de l’oxyde de titane. Il est possible de réaliser des bétons très clairs avec des CEM III. Bon de livraison (page 82) Bon donné par le BPE au chantier et définissant les caractéristiques du béton ; la signature par l’entreprise détermine l’acceptation du béton par celle-ci. BPE Abréviation pour « béton prêt à l’emploi ». Béton frais préparé dans une centrale à béton, généralement extérieure au site. Il est livré, sur le chantier, dans des camions toupies, malaxé et prêt à être coulé. BPS (page 15) Béton à Propriétés Spécifiées, dont résistance et consistance sont imposées au fournisseur.

Bétonnière (page 71) Brut (béton-) Béton dont la peau n’a reçu aucun traitement de surface après le décoffrage.

Bullage (page 132) Défaut de surface caractérisé par la présence de petites cavités sur la peau du béton liées à la persistance de bulles d’air dans le mélange. Calage d’armatures (page 76) Opération consistant à positionner les armatures conformément aux plans d’exécution, afin que lors du coulage elles ne bougent pas, et de s’assurer notamment que leur enrobage reste suffisant.

benne à béton ; idem pour la vibration, pour permettre la descente de l’aiguille.

confection. Il existe trois classes : 32.5, 42.5, 52.5.

Chlorure (corrosion par -) (page 180)

Classeur béton (page 100)

Chlorure (classe de -) (page 21)

Clinker Constituant du ciment, qui est commun à tous les ciments courants, et qui prend la forme de granules dures résultant de la cuisson d’un mélange composé d’environ 80 % de calcaire et de 20 % d’argile.

Ciment (page 164) Liant hydraulique en poudre. Mélangée avec de l’eau, la poudre fait prise et, en durcissant, solidarise sables et granulats pour constituer les bétons et mortiers.

Capillaire Petit canal tubulaire (de la largeur d’un cheveu, d’où son nom) présent à l’intérieur d’un matériau. Les capillaires forment un réseau très ramifié reliant entre elles les petites cavités internes au matériau, lui donnant ainsi son caractère de plus ou moins grande porosité.

Ciment alumineux (page 166)

Carbonatation (page 178) Due à l’action du CO2 de l’air sur la chaux provenant de l’hydratation du ciment pour donner du Ca CO3 avec baisse du pH du béton qui chute de 13 à 9 d’où dépassivation des armatures et apparitions d’une corrosion.

Classe de chlorure (page 21)

Catégorie de chantier (page 33)

Clair (béton-) Béton dont le ciment et les autres constituants – éléments fins, sables, granulats, sont tous de teinte claire. Un CEM III permet l’obtention d’un béton clair.

Classe de consistance (page 20)

Coloré (page 164) Béton ou mortier dont la teinte dépend de celle du ciment et des granulats qui les composent, auxquels peuvent être ajoutés des pigments colorants. Compacité Qualité témoignant du rapport entre le volume théorique absolu, c’est-à-dire sans vide, d’un corps sec et son volume apparent. Une compacité de 0.95 indique que 5 % de vides subsistent dans le matériau considéré.

Classe d’exposition (page 18) Elément d’un classement normalisé permettant d’apprécier l’agressivité physique et chimique d’un environnement auquel les constructions en béton sont exposées.

Cône d’Abrams (page 110) Instrument permettant de déterminer en France la consistance d’un béton par la mesure de son affaissement.

Classe de résistance d’un béton (page 17)

Contrôles chantier bâtiment (page 106)

Contrôles fournisseur (page 105)

Centrale de chantier (page 64) Chape Ouvrage en mortier de ciment, coulé en faible épaisseur (3 à 5 cm) sur un plancher afin d’en assurer la planéité. Cheminée de coulage / de vibration (page 91) Espace réservé dans le ferraillage d’un élément de construction en béton pour permettre le passage du manchon de la

Classe de résistance d’un ciment (page 164) Elément d’un classement normalisé, défini par la valeur minimale de résistance à la compression (exprimée en MPa) d’un ciment. Elle est mesurée sur une éprouvette 28 jours après sa

Contrôles chantier génie civil (page 109) Contrôles volume béton (pages 114 et 115)

Corrosion des armatures (pages 178 et 180) Phénomène chimique d’oxydation altérant la surface des armatures d’acier, dû soit à une trop grande porosité du béton, soit à un enrobage insuffisant soit à une teneur en chlorure trop élevée. Coulis de ciment Mélange fluide de ciment, d’adjuvants et d’eau pour le remplissage des joints et des fissures ou l’injection dans des gaines de précontrainte. Coulure (page 131) Défaut d’aspect d’une paroi en béton, due au ruissellement des eaux salies sur une façade. Cure (page 92) Opération de protection d’un béton ou mortier pendant la phase de prise et de durcissement – par arrosage ou application de produits de cure -, pour éviter sa dessiccation. La cure est obligatoire. Dmax (pages 21 et 75) Décoffrage (page 94) Opération d’enlèvement des coffrages dans lesquels a été coulé le béton, après durcissement de celui-ci. Décoffrant (page 88) Produit anti-adhérent – huile minérale, résine, cire ou autre agent chimique – appliqué à la brosse ou pulvérisé avant le coulage sur les banches ou peaux de coffrage, afin de faciliter le décoffrage et la réutilisation des coffrages. Défauts d’aspect (page 132)

Définition bétons pour la commande (page 52) Délai mise en œuvre (page 84)

Durcissement Après la prise, le matériau passe de l’état plastique à l’état solide et acquiert sa résistance.

Désactivé (béton-) (page 144) Béton, soit coulé dans un coffrage sur la peau duquel on a appliqué un produit désactivant, soit lorsqu’il est coulé à plat, à la surface duquel on a appliqué, à l’état frais, un tel produit. La prise du béton est ainsi retardée en surface, ce qui permet de mettre à nu superficiellement les granulats par lavage à l’eau puis brossage.

E/C Expression désignant le rapport entre le poids d’eau et le poids de ciment d’un béton ou d’un mortier.

Dessiccation (page 92) Phénomène d’évaporation de l’eau contenue dans un béton ou un mortier. Cette phase ne doit pas intervenir trop vite, afin de ne pas interrompre le processus de prise et de durcissement par manque d’eau.

Eeff /
éq Rapport de la quantité d’eau efficace sur la quantité de liant équivalent.

Eau efficace (pages 22) Quantité d’eau totale du béton diminuée de la quantité d’eau absorbée par les granulats.

Données d’entrée pour la commande (pages 49 et 50)

Eau de gâchage (pages 22 et 170) Eau incorporée au mélange ciment et granulats afin d’enclencher sa prise et conférer au béton sa plasticité, donc son ouvrabilité. La qualité de l’eau de gâchage doit répondre à la norme.

Dossier d’étude (page 34)

Echelle de bullage (photos) (page 193)

Dossier de suivi bétons (page 74)

Efflorescences (page 129) Migration de sels solubles véhiculés par l’humidité de l’intérieur vers l’extérieur avec cristallisations, au séchage, souvent blanchâtres formant des tâches ou auréoles en période froide et humide.

Dossier initial bétons (page 67) Drainant (béton -) (page 146) Béton, utilisé en dallage ou en revêtement de chaussée, suffisamment poreux pour absorber l’eau et prévenir la formation de flaques. Durabilité (page 176) Qualité caractérisant la tenue dans le temps sans altération ni détérioration d’un matériau, qui dépend des propriétés du béton, de sa mise en œuvre et des conditions de conservation.

Enrobage des armatures (page 76) Epaisseur de béton (généralement de 1 à 5 cm) entre une armature et la peau de la paroi coulée, qui permet d’assurer la protection du ferraillage contre la corrosion.

Entraîneur d’air (page 172) Adjuvant qui, introduit dans l’eau de gâchage, provoque dans le béton ou le mortier la formation de micro-bulles d’air, réparties uniformément dans le mélange ; elles améliorent la résistance au gel du béton après son durcissement. Epaufrure Défaut de surface dû à un choc accidentel sur le parement ou l’arête d’un élément de béton durci. Epreuve (étude, convenance, contrôle, information) (page 104) Ensemble d’essais ayant pour but de vérifier à priori ou a posteriori qu’un béton satisfera aux exigences prescrites. Eprouvettes (page 112) Echantillons de béton réalisés conformément aux normes permettant de déterminer les résistances mécaniques des bétons testés ; leur fabrication et conservation nécessitant un grand soin pour assurer la fiabilité des résultats d’essai. Equipement centrale NF (page 65) Equivalent de sable (page 169) Essai normalisé sur un échantillon de sable permettant d’en mesurer la propreté. Etanche (béton-) (page 147) Etuvé (béton-) Béton dont on accélère la prise et le durcissement en le chauffant dans une ambiance humide (c’est l’étuvage). Ce procédé, généralement destiné à la fabrication d’éléments industrialisés, permet de réduire les délais de décoffrage en augmentant la vitesse de durcissement.

Faïençage (page 133) On dit d’un béton qu’il est faïencé lorsque sa surface présente un réseau de microfissures évoquant le dessin d’une faïence avec des craquelures se présentant en mailles. Fantômes des armatures (page 91) Marques du ferraillage apparaissant à la surface du béton dues à une ségrégation des grains de ciment sous la vibration. Fausse prise Phénomène se caractérisant par un brusque épaississement du béton sans dégagement de chaleur appréciable, avec chute de l’affaissement ; un malaxage plus poussé, sans ajouter d’eau, permet de retrouver la maniabilité initiale. Fax commande journalière (page 199) Fibres (béton de -) (page 150) Matériau composite formé de béton ou mortier mélangé avec des fibres métalliques, de verre ou de synthèse, dont la section est de l’ordre du millimètre et la longueur de quelques centimètres. Les bétons de fibre présentent une très bonne résistance aux chocs et un comportement à la rupture supérieur à celui des bétons courants. Filler (page 174) Granulat finement divisé (inférieur à 500 µm) qui figure parmi les constituants du béton. Fines (page 175) Eléments fins – quel que soit le constituant dont ils font partie (ciment, filler, sable, addition) – dont la dimension est inférieure à 0.080 mm.

Fissuration ou fissures (page 190) Apparition de petites fentes à l’intérieur ou sur la peau d’un béton, dues aux phénomènes de dessiccation et de retrait ou à des sollicitations excessives. Des fissures prévues et contrôlées n’affectent pas la durabilité du béton. Rappel : la cure est obligatoire et permet de réduire la fissuration. Fluage Déformation lente et irréversible d’un corps sous l’effet d’une force extérieure ou de son propre poids. Pour le béton, le risque de fluage – qui peut se manifester au jeune âge – diminue très rapidement dans le temps, avec l’accroissement des résistances. Les règles de calcul du béton armé prennent en compte forfaitairement les effets du fluage. Fluide (béton-) (page 173) Le béton fluide est un béton de composition classique auquel est incorporé un superplastifiant qui facilite sa mise en œuvre sans réduire sa résistance. La fluidification du béton augmente considérablement sa maniabilité, avec des classes de consistance S4 ou S5. Formulation (page 63) Opération consistant à définir le dosage en poids des divers constituants d’un béton, afin de satisfaire aux exigences de résistance et d’aspect souhaitées. Frais (béton-) Béton dans la phase qui suit le malaxage et précède la prise, c’est-à-dire dans un état plastique qui permet son transport et sa mise en place.

Fumées de silice (page 174) Constituant éventuel des ciments et / ou addition éventuelle des bétons, composé de particules très fines (de l’ordre du micron) présentant une très forte teneur en silice amorphe avec un fort effet pouzzolanique (k = 1 à 2). Gâchée Quantité de béton frais obtenue en une seule opération de malaxage. Gel – dégel (page 182 et suivantes) Gélitivité (page 182) Sensibilité d’un matériau au gel. La durabilité des bétons peut être affectée par les cycles de gel et dégel ainsi que par les sels de déverglaçage, du fait de leur porosité plus ou moins importante. L’utilisation d’un entraîneur d’air permet d’améliorer la tenue au gel du béton. Granulats (page 167 et suivantes) Ensemble de grains minéraux formant le squelette du béton, que l’on désigne, suivant leur dimension (comprise entre 0 et 125 mm) en fillers, sables ou gravillons. Granulométrie (page 168) Mesure de la granularité d’un granulat, c’est-à-dire de l’échelonnement des dimensions des grains qu’il contient, par passage de celui-ci à travers une série de tamis à mailles carrées dont les dimensions sont normalisées. Gravillon (page 167) Granulat constituant du béton, dont les grains ont une dimension comprise entre 4 et 125 mm.

Grenaillé (béton-) (page…) Béton dont la peau a subi, après durcissement, une projection violente de grenaille, c’est-à-dire de petites billes d’acier de dimension inférieure à 1 mm. Ce procédé décape le parement et produit un effet qui rappelle celui du sablage, en plus rugueux.

par capillarité l’étanchéité.

Grésé (béton-) (page 144) Béton dont la peau a subi, après durcissement, un grésage, c’est-à-dire une abrasion à la meule. Ce procédé uniformise le parement en supprimant les irrégularités superficielles dues au coffrage. Le grésage est l’une des premières opérations du processus de polissage.

Immergé (béton-) (page 151)

Hautes performances (béton-) (page 148)

Incorporations dans béton (page 78)

Huile de décoffrage (page 88) Voir décoffrant. Humidifier Humidifier le support, c’est le mouiller à cœur, sans gorger d’eau et sans former un voile d’eau à la surface : l’eau surnageant doit être éliminée. Hydratation (des ciments) Phénomène chimique par lequel un ciment fixe l’eau de gâchage et enclenche des processus de prise puis de durcissement. Cette réaction s’accompagne d’un dégagement de chaleur plus ou moins important selon le type de ciment. Hydrofuge de masse (page 173) Adjuvant qui, introduit dans l’eau de gâchage, réduit, après le durcissement du béton ou du mortier, l’absorption de l’eau

et

donc

améliore

Hydrofuge de surface Adjuvant qui, appliqué à la brosse ou pulvérisé sur la peau du béton ou du mortier après durcissement, l’imperméabilise superficiellement.

Imprimé (béton-) Béton frais sur la peau duquel on a appliqué un colorant puis une matrice pour reproduire en négatif le motif qu’elle prend en positif ; on peut ainsi obtenir, par exemple, un effet de pavé à la parisienne (dallage).

Joint de dilatation Joint de structure, qui divise un ouvrage en plusieurs parties indépendantes de dimension limitée, afin de reprendre les divers mouvements de la construction et éviter ainsi une fissuration diffuse. Joint de retrait Joint dont la fonction est de reprendre le retrait lié à la prise du matériau, en concentrant la fissuration sur la ligne de faiblesse structurelle qu’il forme ; il est réalisé soit par réservation avant le coulage (baguette), soit par scellement de profilés perdus dans le support, soit pas sciage a posteriori, juste en début de durcissement. Laitance Mélange très fluide de ciment, d’éléments fins et d’eau, qui a tendance à migrer vers la peau et couler dans les irrégularités, trous et interstices des moules, créant en

surface des tâches et auréoles dues à l’enrichissement en grains de ciments. Elle constitue une couche de faible résistance. Lasure (page 142) Solution translucide, le plus souvent à base de copolymères, appliquée au rouleau ou pulvérisée, utilisée pour protéger et décorer le béton. Généralement colorée, elle laisse transparaître la matière de la peau du béton.

Malaxage (page 68) Phase de la fabrication des bétons ou mortiers, au cours de laquelle sont mélangés les divers constituants dans une bétonnière ou un malaxeur. Malaxeur Machine fixe servant à fabriquer du béton ou du mortier. Elle comporte une cuve équipée de palettes tournant sur un axe généralement vertical. Le malaxeur permet une meilleure homogénéité du mélange qu’une bétonnière.

Lavé (béton-) (page 144) Béton dont la peau a subi, avant durcissement, un lavage par jet d’eau à faible pression, qui enlève la laitance superficielle et dégage les granulats.

Mannequin (page 96) Outil pour réservations dans des pièces en béton.

Léger (béton-) (page 152) Béton dont la masse volumique est comprise entre 300 et 2000 kg/m3 (contre 2300 kg/m3 pour un béton courant), soit par une formulation recourant à des granulats légers, soit par la création de vides dans le matériau en provoquant une réaction chimique avec dégagement gazeux.

Masse (béton de -) (page 154)

Marque NF – BPE (page 11)

Matrice Panneau de matière plastique souple doté de motifs décoratifs en creux ou en relief, servant en peau de coffrage ou fond de moule pour couler des parois en béton architectonique. Maturométrie (page 118)

Liant équivalent (page 23) Lourd (béton-) (page 153) Béton dont la masse volumique dépasse les 2600g/m3 et peut atteindre 6000 kg/m3 (contre 2300 kg/m3 pour un béton courant), grâce à l’usage de granulats très denses. Les bétons lourds sont utilisés notamment pour la réalisation de lests ou la protection contre les rayonnements radioactifs.

Mesure air occlus à l’aéromètre (page 116)

Mélange de ciment, de sables et d’eau, éventuellement complété par des adjuvants et des additions. Il se distingue du béton par son absence de gravillons.

pouzzolanique est pris en compte dans la notion de liant équivalent.

Moule Modèle en creux dans lequel on coule le béton frais, qui, après durcissement et retrait du coffrage aura pris sa forme. Les moules sont métalliques, en bois ou en diverses matières de synthèse.

Projeté (béton -) (page 158)

Nettoyage du béton Opération consistant à éliminer, après le décoffrage ou avant la livraison de l’ouvrage, les éventuelles salissures dues au chantier : ruissellements accidentels, projection de mortier, traces de rouille, etc… Ouvrabilité (page 20) Qualité rendant compte de l’aptitude d’un béton à être mis en œuvre. Pour les bétons courants, on l’apprécie par une valeur de consistance qui est déterminée par l’affaissement au cône d’Abrams. Parement (pages 125 / 143 et 144) Face d’un élément de construction conçue pour rester apparente, qui peut faire l’objet de nombreux traitements mécaniques ou chimiques. Pompé (béton -) (page 155)

Module de finesse (page 168) Valeur, exprimée en pourcentage, qui rend compte de la granularité d’un granulat, en réalité surtout utilisée pour les sables. Son calcul est effectué à la suite du passage du granulat à travers une série normalisée de tamis. Mortier (page 70)

Pouzzolaniques (additions -) (page 174) Produits naturels ou artificiels qui peuvent se combiner à froid à la chaux en présence d’eau et lui donner des qualités hydrauliques et mécaniques complémentaires. Ces produits sont composés de silice mais ne répondent à aucune formule chimique précise. L’effet

Préfabrication chantier (page 161)

Quantité de fines (page 175) Ragréage Opération d’enduction partielle d’une maçonnerie ou d’un voile à l’aide d’un mortier fin. On y a recours pour obturer le bullage, les épaufrures et les défauts de surface éventuels consécutifs au décoffrage et obtenir un parement lisse. Réducteur d’eau (plastifiant-) (page 172) Adjuvant qui, introduit dans l’eau de gâchage, réduit, à ouvrabilité constante, la teneur en eau et par conséquent augmente les résistances mécaniques des bétons, mortiers et coulis. Réfractaire (béton-) (page 160) Béton pouvant résister à des températures très élevées (jusqu’à 1800°). Sa formulation fait appel à des ciments et à des granulats réfractaires. Il est utilisé par exemple pour réaliser des parois intérieures de fours ou de cheminées. Règle vibrante Outil permettant la vibration externe de chapes et dalles de béton, constitué d’un profilé métallique équipé d’un vibrateur, que l’on fait glisser sur la surface à traiter. Remontée capillaire Phénomène physique de remontée d’humidité depuis les fondations par capillarité des constituants d’une paroi.

Reprise de bétonnage Etape de la mise en place du béton, postérieure à l’arrêt de coulage. Elle donne souvent lieu à des dispositions particulières : armatures en attente, aciers de couture, repiquage de la surface, humidification. Réservation (page 96) Cavité ou décaissé ménagé, dans une paroi ou une dalle, avant ou lors de coulage, en prévision du passage de conduits ou de la pose d’un équipement.

Rhéologie (page 20) Etude des caractéristiques de viscosité d’un matériau fluide et donc, pour le béton, de son ouvrabilité. Sablé (béton-) (page 144) Béton dont la peau a subi, après durcissement, un traitement mécanique d’érosion plus ou moins profonde par sablage. Salissement du béton (page 131)

Temps chaud (bétonnage par -) (page 97) Temps froid (bétonnage par -) (page 98) Teneur en eau (pages 117 et 170) Voir E/C. Texture et teinte (page 128) Tolérances suivantes)

(DTU)

(page

79

et

Scléromètre (page 121) Résistance d’un béton (page 17) Ensemble des caractéristiques de comportement sous les sollicitations de compression, traction et flexion. En France, elle est conventionnellement vérifiée pour les ouvrages en béton 28 jours après leur fabrication.

Ségrégation (page 130) Phénomène de séparation des constituants d’un béton ou d’un mortier frais, qui peut être provoqué par un malaxage insuffisant, par une vibration excessive ou par une formulation déficiente.

Ressuage (pages 133 et 190) Phénomène d’exsudation de l’eau de gâchage avant le début de prise. Ce processus est souvent dû à une formulation insuffisante en fines ou à un excès d’eau, avec expulsion de celle-ci.

Serrage (page 90) Etape de la fabrication des bétons, qui consiste, essentiellement par vibration, à chasser l’air et à optimiser l’arrangement des grains du mélange pour en améliorer la compacité.

Retardateur de prise (page 173) Adjuvant qui, introduit dans l’eau de gâchage, augmente les temps de début et de fin de prise du ciment dans un béton, un mortier ou un coulis.

Slump test (page 110) Voir affaissement ou cône s’Abrams.

Retrait (page 190) Contraction du béton ou du mortier, due à des phénomènes hydrauliques – (évaporation de l’eau de gâchage avant et au cours de la prise) – et/ou thermiques du fait du refroidissement postérieur à l’élévation de température qui accompagne l’hydratation du ciment, ou de variations climatiques.

Sulfates (durabilité) (page 186) Superplastifiant (page 173) Adjuvant qui, introduit dans un béton, mortier ou coulis peu avant le coulage, améliore très nettement l’ouvrabilité du mélange, à rapport E/C constant. Les superplastifiants étaient auparavant appelés « fluidifiants ». Surcoût des bétons (page 46)

Toupie (page 85) Camion équipé d’une cuve rotative inclinée dans laquelle le béton frais est maintenu en mouvement durant son transport vers le chantier. Type de ciment (page 164) Elément d’une classification normalisée selon la nature des constituants d’un ciment. On distingue cinq types : Portland ; Portland composé ; de haut fourneau ; pouzzolanique ; au laitier et aux cendres volantes. Vibration (page 90) Opération de serrage du béton frais après sa mise en place, afin d’en améliorer la compacité. La vibration peut être interne (aiguille vibrante), externe au béton (vibrateurs fixés sur coffrage) ou vibration de surface (règle vibrante). Vitesse son (page 123) Wattmètre (page 69)

Mémento béton

200