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CHAPITRE VI : LES ADJUVANTS DU BETON 1 Adjuvant Définition L’adjuvant estunprod

CHAPITRE VI : LES ADJUVANTS DU BETON 1 Adjuvant Définition L’adjuvant estunproduit incorporéau momentdu malaxagedu bétonàun dosage inférieur ou égal à 5 % de masse du ciment dans béton, pour modifier lespropriétésdumélangeàl’état frais et/ ouà l’état durci. Chaqueadjuvantestdéfiniparunefonctionprincipaleetuneseule. Unadjuvantpeutprésenteruneouplusieursfonctionssecondaires. V ers1850 1910-1920 1930 1932-1934 de la pâte à papier). Historique Découverte des ciments PORTLAND. Apparition des HYDROFUGES et A CCÉLÉRA TEURS à base de chlorure de calcium. Naissance des ENTRAÎNEURS D’AIR -ANTIGELS - PRODUITSDE CURE. Apparition des PLASTIFIANTS à base de lignosulfonates (sous produits de lafabrication Adjuvant 1950 1964 NaissancedesFLUIDIFIANTSàbasedenaphtalène(brevetésaux USAen1932) et dupremier FLUIDIFIANT(breveté en1934) àbased’acidepolyhydroxycarboxylique. ApparitiondesRÉDUCTEURSD’EAUàbasedemélamines. Création de la COPLA en France (Commission Permanente des Liants hydrauliques et des Adjuvants pourbétons). Création du SYNAD (SYndicat National des ADjuvants pour bétons et mortiers). Mise en place d’une certification par la marque NF , la liste est publiée par l’AFNOR. Apparition des SUPERPLASTIFIANTS de nouvelle génération à base depolyvinyl- Naissance des superplastifiants à base de polyacrylates et ceux à base de 1968 1972-1984 1989 sulfonates. 1998 polycarboxylates. 3 Selon la Norme NF EN 934 -2 Les Adjuvants pour béton, mortier et coulis sont classés selon 3 grandescatégories: • ADJUV ANTS MODIFIANT L ’OUVRABILITE ET LA RHEOLOGIE DUBETON Plastifiant / Réducteur d’eau Superplastifiant / Haut réducteur d’eau • ADJUV ANTS MODIFIANT DESPROPRIETES P ARTICULIERES Entraîneur d’air Hydrofuges de masse Rétenteur d’eau • ADJUV ANTS MODIFIANT LA PRISE ET L EDURCISSEMENT Accélérateur de prise Accélérateur de durcissement Retardateur de prise 4 Plastifiants Réducteursd’eau Adjuvants qui, sans modifier la consistance, permettent de réduire la teneur en eau du béton donné, ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmentent l’affaissement / l’étalement, ou qui produisent les deuxeffetsàla fois. Définition 5 Plastifiants Réducteursd’eau Moded’Emploi Produits introduits dans l’eau de gâchage. Dosage indicatif : 0,15 à 0,4% selon le but recherché. 0,6 à 1,2% pour les «multi-dosages». Effets secondaires: dosage > à 0,4% : retard et / ou air entraîné. Respecter les dosages indiqués sur les fiches techniques des produitsutilisés. Respecterlesparamètresde formulation. ! 6 Eau + = Etat dispersé du ciment Ajoutde Plastifiants Réducteursd’eau Cimen t Grumeaux Surface Hydratée Meilleure hydratation Grainde ciment plastifiant Moded’Action 7 Plastifiants Réducteursd’eau Moded’Action Suspension d’eau et de grains de ciment Même suspension après ajout de 0,5 % d’adjuvant 8 Plastifiants Réducteursd’eau • Améliorationde l’ouvrabilité. • Maintien dans letemps. • Diminution du ressuage. • Diminution de laségrégation. • Amélioration de la pompabilité des bétons. • Réduction du retrait hydraulique. Effets sur le Béton frais 9 Plastifiants Réducteursd’eau • Améliorationde l’ouvrabilité. • Maintien dans letemps. • Diminution du ressuage. • Diminution de laségrégation. • Amélioration de la pompabilité des bétons. • Réduction du retrait hydraulique. Effets sur le Béton frais 10 Plastifiants Réducteurs d’eau 11 Plastifiants Réducteursd’eau • Améliorationdes performances mécaniques à court et à long terme. • Diminution de laporosité. • Augmentation de la durabilité. • Amélioration de la cohésionciment/granulats. • Amélioration de l’adhérenceacier/béton. Effets sur le Bétondurci 12 Plastifiants Réducteursd’eau • T ousles bétons courants jusqu’à 30 MPa (gris, blancs, colorés). • Le béton prêt à l’emploi. • Le béton de préfabrication légère (blocs, pavés, dalles, …). • Les bétons d’ouvrages d’art. • Les bétons de voiries. • Les bétons routiers. • Les bétons de Génie Civil. • Les bétons agricoles. Domainesd’Applications 13 Superplastifiants Haut réducteurs d’eau Définition Adjuvants qui, sans modifier la consistance, permettent de réduire fortementla teneureneaudubéton donné, ou qui, sans modifier la teneur en eau, fait augmenter considérablement l’affaissement ou l’étalement, ou les deux effetsàlafois. 14 Superplastifiants Haut réducteurs d’eau Moded’emploi Respecter les dosages indiqués sur les fiches techniques des produits utilisés. Respecter les paramètres de formulation. ! Produitsintroduits soit dans l’eau de gâchage, soit en cours de malaxage. Dosage indicatif : 0,6 à 5 % selon le but recherché. 15 Ciment + = Etat dispersé duciment Ajoutde Moded’action Eau Superplastifiants Haut réducteurs d’eau Grumeaux Surface Hydratée Meilleure hydratation Grainde ciment superplastifiant 16 • Diminution de la teneur en eau. • Amélioration de l’ouvrabilité. • Maintien de l’ouvrabilité dans le temps (jusqu’à 2h30 –3h00à20°C). Superplastifiants Haut réducteurs d’eau Effets sur le béton frais • Diminution du ressuage. • Diminution de laségrégation. • Amélioration de la pompabilité des bétons. • Réduction du retrait hydraulique. 17 Superplastifiants Haut réducteurs d’eau • Améliorationdes résistances mécaniques à court et long terme. • Diminution du retrait (due à la réduction du rapport E/C et à l’augmentation du rapport Granulat/Ciment). • Amélioration de la compacité. • Amélioration de la liaison béton / acier. • Réduction de la porosité capillaire de la pâte de ciment. • Diminution du coefficient de la perméabilité. Effets sur Bétondurci. 18 Superplastifiants Haut réducteurs d’eau • Les bétons de préfabrication. • Les bétons prêts à l'emploi. • Les bétons lourds et légers. • Les bétons d'ouvrages d'art. • Les bétons de dallages industriels. • Les bétons de bâtiment. • Les bétons précontraints. • Les bétons pompés. Domainesd’applications • Les bétons pour fondations profondes. • Les bétons pour ouvrages fortement ferraillés. • Les bétons soumis à des milieux agressifs. • Les BHP , BTHP etBUHP . • Les bétons autonivelants - bétons autoplaçants. • Les bétons architectoniques. 19 Superplastifiants Haut réducteurs d’eau Domaines d’applications 20 Accélérateurs deprise Adjuvants qui diminuent le temps de début de transition du mélange pour passerdel’étatplastiqueà l’étatrigide. Définition 21 Accélérateurs deprise Moded’emploi Respecter les dosages indiqués sur les fiches techniques des produits utilisés. Respecter les paramètres de formulation. ! Produitintroduit dans l’eau de gâchage. Dosage indicatif : de 1 à 3 % du poids du ciment Possibilité de l’employer sur site après transport moyennant une homogénéisation soignée dubéton. 22 Étatdel’hydratationaprès3heures à20°C Cristaux Accélérateurs deprise Moded’action Béton témoin Béton accéléré Accélération de la cristallisation des grains de ciment Grains de ciment 23 Résultatsobservés A ccélérateur deprise Béton tém oin Résistances Accélérateurs deprise T em ps 4h 3h 6h 0 1h 2h Début deprise 5h Début deprise 1h30 3h30 Fin deprise Fin deprise 24 Accélérateurs deprise Effets sur le béton • Accélération de la prise dubéton. • Amélioration des résistances à courtterme. • Augmentation de la chaleurd’hydratation. 25 Accélérateurs deprise • Le bétonnage par tempsfroid. • Le béton manufacturé (préfabrication). • Le béton prêt à l'emploi (augmentation des cadences de production surchantier). • Le béton à hautes résistancesinitiales. • Lebétonpourtravauxenzonesdemarnage(cycledesmarées). • ... Moded’action 26 Accélérateurs dedurcissement Adjuvants qui augmentent la vitesse de développement des résistances initiales du béton, avec ou sans modificationdutempsdeprise. Définition 27 Moded’emploi Accélérateurs dedurcissement Respecter les dosagesindiqués sur les fiches techniques des produits utilisés. Respecter les paramètres de formulation. ! Produitintroduit dans l’eau de gâchage. Dosage indicatif : de 0,8 à 2 % du poids du ciment 28 Résultatsobservés Résistance (M Pa) Accélérateur dedurcissement Béton tém oin 30 40 Accélérateurs dedurcissement T em ps 0 4h 2h 10h 20h 48h 30h 10 20 29 Accélérateurs dedurcissement Effets sur le béton • Accroissement delavitessedemontéeenrésistancedubéton. • Amélioration des résistances à court terme. • T ousles bétons nécessitant une résistance à courtterme. • Les bétons pour décoffrages rapides. • Les bétons précontraints. • ... Domainesd’applications 30 Résistances Accélérateurs de prise ou durcissement? Accélérateur dedurcissement A ccélérateur deprise Béton tém oin Accélérateurs dedurcissement T em ps 4h 3h 6h 0 1h 2h Début deprise 5h Début deprise 1h30 3h30 Fin deprise Fin deprise 31 Retardateurs deprise Adjuvantsquiaugmententletempsdepuisledébutde transition dumélange,pourpasserdel’étatplastiqueàl’état rigide. Ils régulent le dégagement de chaleur due à l'hydratation du ciment. Le retard de prise favorise le transport du béton sur de longuesdistancesetlareprisedebétonnage. La diminution de la chaleur d’hydratation favorise le bétonnage engrandemasse. Définition 32 Retardateurs deprise Produitintroduit dans l’eau de gâchage. Dosageindicatif: de0,2à0,5%dupoidsduciment Respecter les dosages indiqués sur les fiches techniques des produits utilisés. Respecter les paramètres de formulation. ! Moded’emploi: 33 État de l’hydratation pendant 3 heures à 20 °C Cristaux Retardateurs deprise Moded’action Bétontémoin Grains de ciment Béton retardé Ralentissement de la cristallisation des grains de ciment 34 Résultatsobservés Béton témoin Retardateur de prise Résistances Retardateurs deprise T emps 0 4 h 1 h 3 h 6 h 2 h 5 h Début de prise Fin de prise Début deprise Fin de prise 35 Retardateurs deprise • Augmentationdutempsdedébutetfindeprise. • Maintien de l’ouvrabilité dubéton. • Régulation de la chaleurd’hydratation. • Amélioration des résistances à long terme. Effets sur le béton 36 Retardateurs deprise • Le bétonnage par temps chaud. • Le transport sur longues distances. • Les bétons pompés. • Les bétons pour ouvrages de masse. • Le coulage du béton en continu. • ... Domaine d’applications 37 Hydrofuges demasse Définition Adjuvants qui permettent de limiter la pénétration de l’eau dans les poresetlescapillairesdubéton, sans altérer ses qualités plastiques et esthétiques. 38 Hydrofuges demasse Produitintroduitdansl’eaude gâchage. Dosageindicatif: de0,5à2%dupoidsdu ciment. Respecter les dosages indiqués sur les fiches techniques des produits utilisés. Respecter les paramètres de formulation. ! Moded’emploi 39 AvecHydrofuge SansHydrofuge Hydrofuges demasse RésultatsObservés 40 Hydrofuges demasse • Les bétons defondation. • Les bétons deradier. • Les bétons deréservoir. • Les bétons manufacturés : bordures,pavés. • ... Effets sur le béton Domainesd’applications • Obturationdu réseau capillaire du béton. • Limitation de la pénétration del’eau. • Augmentation de la durabilité. 41 Entraîneursd’Air Adjuvants qui permettent d’incorporer pendant le malaxage une quantité uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-adjuvants-master.pdf