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20/02/2020 1 Cours de Technologie des bétons Cours de Technologie des bétons EC

20/02/2020 1 Cours de Technologie des bétons Cours de Technologie des bétons ECOLE NATIONALE D’INGENIEURS DE D’INGENIEURS DE SFAX 2019-2020 Cours de Cours de Composition des bétons Composition des bétons Cours de Cours de Composition des bétons Composition des bétons CONSTITUANTS CONSTITUANTS DU BETON HYDRAULIQUE DU BETON HYDRAULIQUE • Ciment • Eau • Sables • Graviers Granulats Mortiers • Graviers + Adjuvants Granulats + Colorants + Fibres + Ajouts minéraux + Armatures : Béton armé + Câbles : Béton précontraint 2 20/02/2020 2 20/02/2020 3 OBJECTIFS OBJECTIFS Trouver les proportions d’un mélange mélange ayant des propriétés précises à moindre coût à moindre coût 5 Ces dernières sont généralement fixées dans les pièces écrites des marchés ; on distingue généralement : • 6 20/02/2020 4 Influence du dosage en ciment sur les résistances mécaniques du béton résistances mécaniques du béton 7 Détermination du dosage en ciment Détermination du dosage en ciment Il est défini, en général par : Il est défini, en général par : - les prescriptions du CCTP du chantier 8 20/02/2020 5 Influence du dosage en eau sur les résistances mécaniques du béton Le béton possède deux comportements: l’état frais et l’état durci. Parmi tous les constituants du béton, l’eau reste l’ingrédient qui peut nuire le plus même si c’est à grâce à l’eau que le béton peut être manipulé. Réduire son dosage permet: manipulé. Réduire son dosage permet: - d’augmenter la résistance en compression et en flexion - réduire la perméabilité - Réduire la contraction volumique (retrait de séchage) - Réduire la contraction volumique (retrait de séchage) - Moins de risques d’attaques d’agents agressifs extérieurs. La réduction d’eau rend par contre le béton moins plastique. Avec l’incorporation des adjuvants chimiques, cela devient possible 9 Détermination du dosage en eau Caractéristiques du béton frais Caractéristiques du béton frais La caractéristique essentielle du béton frais est l'ouvrabilité (maniabilité), qui conditionne non seulement sa mise en place pour le remplissage parfait du coffrage et du ferraillage, mais également ses performances à l'état durci. Un béton frais doit être facilement maniable et facile à mettre en place. Il doit être aussi frais doit être facilement maniable et facile à mettre en place. Il doit être aussi homogène et cohésif. Pour remplir toutes ses qualités, les constituants du béton doivent être soigneusement mélangés. Il existe plusieurs facteurs qui affectent la maniabilité d’un béton: maniabilité d’un béton: •Méthode et durée de transport •Quantité et caractéristiques des composants (liants, granulats) •Forme, granulométrie et type de granulats •Forme, granulométrie et type de granulats •Le volume d’air •Le dosage en eau Il existe un très grand nombre d'appareils de mesure de l'ouvrabilité du béton reposant sur des principes différents. Certains mesurent une compacité, béton reposant sur des principes différents. Certains mesurent une compacité, d'autres un temps d'écoulement etc... 10 20/02/2020 6 Détermination du dosage en eau Caractéristiques du béton frais Caractéristiques du béton frais Affaissement au cône d'Abrams: béton ordinaire et BHP LA CONSISTANCE DU BÉTON FRAIS MANIABILIMETRE LCL - n.m. Le maniabilimètre LCL (Laboratoire Central Lesage) permet d'estimer la Central Lesage) permet d'estimer la maniabilité des mortiers et bétons en mesurant leur temps d'écoulement dans une cuve métallique vibrée. Il existe le maniabilimètre A pour les bétons et le 11 maniabilimètre A pour les bétons et le maniabilimètre B (plus petit) pour les mortiers. Détermination du dosage en eau – LES CLASSES D’EXPOSITION – LES CLASSES D’EXPOSITION 12 20/02/2020 7 Détermination du dosage des granulats Il est défini par : – la qualité des granulats – la qualité des granulats – la granulométrie des Différentes fractions 13 Détermination du diamètre du plus gros granulat Il est fonction : – de la conception de l’ouvrage (forme, dimensions) – du ferraillage (densité, diamètre des – du ferraillage (densité, diamètre des armatures, espace entre ces dernières) – de la qualité du béton que l’on souhaite 14 20/02/2020 8 Choix des Choix des granulats granulats Tableau : Détermination de D en fonction du ferraillage et de l’enrobage. Tableau : Détermination de Dmax en fonction du ferraillage et de l’enrobage. 15 Les additions Les additions peuvent être prises en compte dans la composition du béton pour le respect de la teneur la composition du béton pour le respect de la teneur en ciment et du rapport eau/ciment 20/02/2020 9 Caractéristiques du béton durci Le béton est un matériau travaillant bien en compression, dont la connaissance de ses propriétés mécaniques est indispensable pour le calcul du connaissance de ses propriétés mécaniques est indispensable pour le calcul du dimensionnement des ouvrages. Assez souvent, beaucoup de professionnels du béton considèrent que la caractéristique essentielle du béton durci est sa résistance mécanique en compression à un âge donné (28 jours). Sa résistance à la traction ainsi que celle en flexion sont beaucoup plus faibles que sa résistance à la compression. De nos jours, il est aussi important de se soucier des autres ainsi que celle en flexion sont beaucoup plus faibles que sa résistance à la compression. De nos jours, il est aussi important de se soucier des autres caractéristiques telles que la perméabilité, la porosité etc... Pour maximiser les performances du béton, on doit lui assurer un murissement adéquat. Résistance (contrainte) maximale en compression du béton, fc, donnée en MPa compression du béton, fc, donnée en MPa 1. Situation de la norme NF EN 206-1 dans le 1. Situation de la norme NF EN 206-1 dans le 1. Situation de la norme NF EN 206-1 dans le contexte normatif et réglementaire 1. Situation de la norme NF EN 206-1 dans le contexte normatif et réglementaire 20/02/2020 10 POSITIONNEMENT DE LA NORME NF EN 206-1 POSITIONNEMENT DE LA NORME NF EN 206-1 Structure Structure Normes d’exécution (DTU) Normes d’exécution (DTU) Codes de calcul (Eurocode 2) Codes de calcul (Eurocode 2) NF EN 206-1 Normes composants Ciment -> EN 197-1 Granulats -> EN 12620,… Adjuvants -> EN 934-2 Additions -> EN 450-1; … Normes composants Ciment -> EN 197-1 Granulats -> EN 12620,… Adjuvants -> EN 934-2 Additions -> EN 450-1; … Normes essais Essais sur béton frais -> Séries NF EN 12 350-… Essais sur béton durci -> Séries NF EN 23 390-… Normes essais Essais sur béton frais -> Séries NF EN 12 350-… Essais sur béton durci -> Séries NF EN 23 390-… Ciments prompts et alumineux utilisables en France Ciments prompts et alumineux utilisables en France Séries NF EN 23 390-… Séries NF EN 23 390-… NF EN 206-1 NF EN 206-1 2. Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons 2. Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons NF EN 206-1 NF EN 206-1 Bétons de structure Bétons de structure CHANTIER CHANTIER BPE BPE PRÉFABRIQUÉ PRÉFABRIQUÉ XP P18-305 X XP P18-305 NF EN 206-1 X X X X 20/02/2020 11 NF EN 206-1 NF EN 206-1 Béton de remplissage Béton aéré Béton de remplissage Béton de calage, propreté Béton de tranchée Béton aéré Béton mousse Béton/Granulats non-minéraux Béton très léger : Mv < 800 kg/m³ Béton poreux (caverneux) Béton réfractaire Classe de résistance Classe de résistance 25 MPa 25 MPa 30 MPa 30 MPa 25 MPa 25 MPa 30 MPa 30 MPa C25/30 C25/30 C25/30 C25/30 Cylindre Cube Cylindre Cube 20/02/2020 12 Classe de résistance à la compression Résistance caractéristique minimale sur cylindre Résistance caractéristique minimale sur cubes C8/10 8 10 à la compression minimale sur cylindre minimale sur cubes C8/10 C12/15 C16/20 C20/25 8 12 16 20 10 15 20 25 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 20 25 30 35 40 25 30 37 45 50 C40/50 C45/55 C50/60 C55/67 C60/75 40 45 50 55 60 50 55 60 67 75 C60/75 C70/85 C80/95 C90/105 C100/115 60 70 80 90 75 85 95 105 C100/115 100 115 NF EN 206-1 XC1/XC2 (F) NF EN 206–1 C25/30 Dmax 22,4 CL 0,40 S3 Conformité à la norme européenne Granularité Classe de teneur en chlorures Ex B25 européenne Classe de résistance à la compression : fckcyl 25 / fckcub30 Classe d’exposition Classe de consistance Ex B25 fckcyl 25 / fckcub30 20/02/2020 13 LES CLASSES D’EXPOSITION LES CLASSES D’EXPOSITION NF EN 206-1 NF EN 206-1 X0 XC Courantes Courantes XC XF XS XD Courantes Courantes XD XA Particulières Particulières CLASSES D’EXPOSITION EN FONCTION DES ACTIONS DUES A L’ENVIRONNEMENT La norme définit SIX CLASSES D’EXPOSITION, en fonction des ACTIONS dues à l’ENVIRONNEMENT : XO : AUCUN RISQUE de CORROSION NI D’ATTAQUE XC : CORROSION INDUITE PAR CARBONATATION XC : CORROSION INDUITE PAR CARBONATATION XD : CORROSION INDUITE PAR LES CHLORURES, AYANT UNE ORIGINE AUTRE QUE MARINE XS : CORROSION INDUITE PAR LES CHLORURES PRESENTS DANS L’EAU DE MER L’EAU DE MER XF : ATTAQUE GEL/DEGEL AVEC ou SANS AGENT DE DEVERGLAÇAGE XA : ATTAQUES CHIMIQUES NOTA : ACTIONS dues à l’ENVIRONNEMENT = Actions PHYSIQUES et CHIMIQUES auxquelles le BÉTON est exposé, qui entraînent des effets sur le béton et les armatures et qui ne sont pas est exposé, qui entraînent des effets sur le béton et les armatures et qui ne sont pas considérées comme des charges pour la conception de la structure. uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-tecnologie-des-betons-2020.pdf