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Du béton de qualité à la ferme D. McDonald, ing. COMMANDE NO 12-048 AGDEX 715 S

Du béton de qualité à la ferme D. McDonald, ing. COMMANDE NO 12-048 AGDEX 715 SEPTEMBRE 2012 (En remplacement de la fiche technique du MAAARO, Béton de qualité à la ferme, commande no 06-024.) Le béton est utilisé sur presque toutes les fermes en raison de sa fluidité, de sa résistance et de sa durabilité, et de sa compatibilité avec les pratiques écologiques. Les installations de transformation et de produits à valeur ajoutée, comme les exploitations de compostage et les sites de digestion anaérobie, utilisent aussi le béton dans le cadre de leurs activités. Un béton de qualité offre les avantages suivants : • longue durée de vie utile de la structure; • faibles coûts d’entretien annuels; • résistance au feu; • réduction de la prolifération bactérienne; • surfaces faciles à nettoyer; • surfaces durables résistantes à la fissuration, à l’abrasion, à l’écaillage, aux acides et aux autres environnements hostiles; • facilité de mise en œuvre des pratiques écologiques. Cependant la qualité du béton dépend d’un certain nombre de facteurs. La présente fiche technique décrit les composantes du béton, explique comment le manipuler après le malaxage et définit des normes techniques à respecter pour certains types de constructions agricoles. QU’EST-CE QUE LE BÉTON? Le béton est un mélange de ciment, d’eau, d’agrégats fins et grossiers (sable et pierre) et d’adjuvants. Le fournisseur combine ces composantes selon des rapports précis pour donner la qualité voulue et répondre aux spécifications de conception de l’ouvrage. Le mélange d’eau et de ciment forme une pâte qui enrobe la pierre et les grains de sable et les lie. La réaction chimique entre le ciment et l’eau, qu’on appelle hydratation, produit un gel qui remplit les espaces entre les particules du mélange. Le béton se transforme alors en une masse rigide semblable à de la pierre. Il doit être mis en place et fini de façon appropriée, puis subir une cure qui lui confère sa résistance et sa durabilité définitives. Le béton peut répondre à pratiquement toute la gamme de paramètres de résistance, de gain de résistance (accéléré ou retardé), de couleur, d’affaissement, de débit et de temps de prise. Au moment de commander votre béton, indiquez à votre fournisseur ce que vous voulez en faire (mur d’un silo, couloir, cuve de stockage du fumier, etc.) et quel sera son mode de mise en place dans les coffrages (goulotte, brouette, pompe, etc.). Pour la plupart des utilisations à la ferme, il faut un béton solide, dense, étanche à l’eau et résistant aux facteurs environnementaux tels que le gel-dégel. Les structures d’entreposage, les planchers d’étables et les mangeoires doivent résister à d’importantes forces d’abrasion et à l’action de produits chimiques puissants. La Figure 1 montre une structure en béton typique creusée dans le sol pour le stockage du fumier. Figure 1. La construction de logements pour animaux et de structures d’entreposage du fumier se fait avec du béton de haute qualité. 2 Figure 2. Résistance du béton à la compression en fonction de son rapport eau/ciment. Les Tableaux 1 et 2 de la norme CSA A23.1 définissent les diverses classes de béton. Certaines de celles-ci sont présentées dans le Guide sommaire du béton, à la fin de la présente fiche technique. EAU L’ajout de trop grandes quantités d’eau rend le béton moins résistant et moins durable (Figure 2). Une quantité de deux pour cent d’eau ajoutée en trop à un mélange peut déjà avoir des effets significatifs : réduction de la résistance du béton, augmentation de sa perméabilité (perte de durabilité), diminution de sa résistance au gel-dégel. Comme le béton employé à la ferme est généralement exposé à des conditions difficiles, il doit être de la meilleure qualité possible. PROCÉDÉS DE MISE EN PLACE DU BÉTON Le béton doit être « mis en place » et non « versé ». On ne doit pas s’attendre à ce qu’il s’écoule de lui-même autour des éléments coffrés ou à la surface du sol, à moins qu’il s’agisse de béton autoplaçant. Voir Best Practice Guidelines for Self-Consolidating Concrete (en anglais seulement) sur le site Web de la Ready Mixed Concrete Association of Ontario (RMCAO). Mettre le béton en place à moins d’un mètre de sa position finale dans le coffrage pour éviter la séparation de la pâte et des agrégats. Tasser ou vibrer le béton mis en place dans les coffrages pour obtenir un produit dense, le moins perméable possible et exempt de poches d’air (air occlus). On augmente ainsi sa résistance et sa durabilité, et on s’assure qu’il adhère bien à l’acier de l’armature et aux joints d’étanchéité. Ne pas vibrer le béton à l’excès, ce qui pourrait provoquer une séparation des agrégats et de la pâte de ciment. Le béton coulé en dalles doit être réglé, aplani, fini et mûri. Si le béton peut être mis en place, consolidé et fini sans difficulté particulière, on dit qu’il a une grande « ouvrabilité ». Il n’est pas souhaitable d’ajouter de l’eau supplémentaire pour accroître l’ouvrabilité du béton, à moins d’ajouter également du ciment pour conserver le bon rapport eau/ciment. Au lieu de cela, commander un béton à ouvrabilité accrue ne nécessitant pas l’ajout d’eau supplémentaire, ce qui évitera de modifier le rapport eau/ciment par l’emploi d’adjuvants chimiques (superplastifiants). LA CURE DU BÉTON EST ESSENTIELLE La cure consiste à maintenir des conditions de température et d’humidité permettant l’hydratation du ciment. Elle a une grande influence sur les propriétés finales du béton. Pour que leur hydratation se poursuive, les particules de ciment doivent être en permanence en présence d’eau. Cette hydratation ininterrompue rend le béton plus solide, moins poreux et plus durable. En l’absence d’humidité, ou lorsque la température tombe sous 10 °C, l’hydratation cesse. Le béton soumis à sept jours de cure à l’humidité atteint 75 pour cent et 100 pour cent de sa résistance nominale après sept jours et 180 jours respectivement (Figure 3). Par comparaison, au bout de 180 jours, le béton ayant subi trois jours de cure n’atteint que 80 pour cent de sa résistance nominale, et celui qui n’a subi aucune cure n’atteint que 55 pour cent de cette valeur. 3 Figure 3. Une bonne cure augmente la résistance du béton. Pour maintenir le ciment au degré d’humidité voulu pour assurer son hydratation, couvrir le béton de plastique ou appliquer des produits de cure en aérosols. Ces pare-vapeur (plastique ou produits de cure) empêchent l’évaporation de l’eau contenue dans le béton. Sur les surfaces planes, on peut ajouter de l’eau par arrosage ou recouvrir la dalle d’une nappe d’eau, de films imperméables, de sable mouillé ou de jute ou de paille imbibée d’eau. Dans le cas du béton coffré, le fait de garder les coffrages en place contribue à maintenir l’humidité dans le béton. Pour assurer une bonne cure et obtenir les caractéristiques finales souhaitées, il est essentiel de maîtriser la température de l’air ambiant autour de l’emplacement du béton. Les températures de cure peuvent aller de 10 à 35 °C, la valeur optimale étant de 15 °C. Par temps plus chaud, on arrose le béton à l’eau fraîche. Par temps froid, on empêche le béton de perdre sa chaleur à l’aide de matériaux isolants ou de coffrages ou d’abris chauffés. La chaleur générée par la réaction chimique du ciment et de l’eau peut être mise à profit si elle est conservée à l’aide d’isolants ou autrement. Protéger le ciment frais du gel; les cristaux de glace qui se forment dans les pores du béton se dilatent, ils endommagent la surface et produisent des fissures, un gonflement et des défauts structurels. Si la mise en place a lieu par temps froid, prolonger la période de cure pour que le béton ait une résistance adéquate au gel-dégel. Tableau 1. Dosage du béton en volume pour les petits travaux1. Grosseur maximale des particules d’agrégats grossiers (mm) Béton à air entraîné Ciment Agrégats fins humides Agrégats grossiers humides Eau 10 1 21⁄4 11⁄2 1⁄2 14 1 21⁄4 2 1⁄2 20 1 21⁄4 21⁄2 1⁄2 40 1 21⁄4 3 1⁄2 1 Le volume combiné représente environ les deux tiers de la somme des volumes initiaux de chacun des composants. Ce mélange est destiné aux travaux où la capacité structurale ne revêt pas une importance critique. Voici les causes les plus fréquentes de mauvaise qualité du béton à la ferme : • mauvais mélange de ciment; • ajout de quantités excessives d’eau; • non-respect des bonnes pratiques de mise en place et de cure du béton. Selon la norme CSA A23.1, pour que le béton atteigne sa résistance nominale, la durée normale de sa cure doit être d’au moins sept jours à une température d’au moins 10 °C, et aussi longue que nécessaire pour obtenir 70 pour cent de la résistance nominale après 28 jours (en MPa). MALAXAGE SUR PLACE Se servir du Tableau 1 comme guide pour le malaxage du ciment à la ferme. La teneur en eau peut différer légèrement de celle qui est indiquée dans le tableau, selon le degré d’humidité du sable. Après une pluie, il faudra uploads/Ingenierie_Lourd/ du-beton-de-qualite-a-la-ferme.pdf