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Version 2010 Fascicules 4 Formulation des bétons projetés Comité Technique Asqu

Version 2010 Fascicules 4 Formulation des bétons projetés Comité Technique Asquapro Fascicule « Formulation» page 3 Version D 2010 Comité technique ASQUAPRO Fascicule « Formulation» page 4 Version D 2010 Comité technique ASQUAPRO F FA AS SC CI IC CU UL LE E F FO OR RM MU UL LA AT TI IO ON N FASCICULE FORMULATION ............................................................................................ 2 1 INTRODUCTION ................................................................................................................ 4 2 COMPOSITION DES BETONS PROJETES COURANTS ......................................... 5 2.1 Généralités........................................................................................................................ 5 2.2 Composition des bétons projetés par voie sèche ............................................................. 5 2.2.1 Problématique ............................................................................................................. 5 2.2.2 Courbe granulaire des granulats ................................................................................. 7 Fuseau de référence............................................................................................ 7 Dimension du plus gros granulat ....................................................................... 7 Remarques sur le rapport Sable/Gravillons (S/G) ............................................. 8 2.2.3 Optimisation des éléments fins ................................................................................... 8 2.2.4 Paramètres d’optimisation .......................................................................................... 9 2.2.5 Consistance ............................................................................................................... 10 2.2.6 Additions .................................................................................................................. 10 2.2.7 Adjuvants .................................................................................................................. 10 2.2.8 Fibres ........................................................................................................................ 11 2.2.9 Eau ............................................................................................................................ 11 2.3 Composition des bétons projetés par voie mouillée ...................................................... 12 2.3.1 Problématique ........................................................................................................... 12 2.3.2 Courbe granulaire ..................................................................................................... 13 Fuseau de référence.......................................................................................... 13 Dimension du plus gros granulat ...................................................................... 13 Remarques sur le rapport S/G........................................................................... 13 2.3.3 Les éléments fins ...................................................................................................... 13 2.3.4 Paramètres d’optimisation ........................................................................................ 14 2.3.5 Consistance ............................................................................................................... 14 2.3.6 Additions .................................................................................................................. 14 2.3.7 Adjuvants .................................................................................................................. 14 2.3.8 Fibres ........................................................................................................................ 15 2.3.9 Eau ............................................................................................................................ 15 3 LES CONSTITUANTS.................................................................................................... 16 3.1 Ciment............................................................................................................................ 16 3.1.1 Travaux définitifs ou provisoires ? .......................................................................... 16 3.1.2 Résistance visée à 28 jours ? ................................................................................... 17 3.1.3 Exigences de résistance à court terme ? .................................................................. 17 3.1.4 Environnement et durabilité recherchée ? ............................................................... 18 3.1.5 Influence des conditions climatiques ? .................................................................... 19 3.1.6 Réactivité des granulats ? ........................................................................................ 19 3.1.7 Exigences esthétiques ? ........................................................................................... 19 3.1.8 Béton précontraint – Béton réfractaire .................................................................... 20 3.2 Granulats pour bétons et mortiers projetés ................................................................... 20 Fascicule « Formulation» page 5 Version D 2010 Comité technique ASQUAPRO 3.2.1. Gravillons ............................................................................................................... 20 3.2.2. Sables...................................................................................................................... 21 3.3 Fibres ............................................................................................................................. 21 3.3.1 Teneur en fibres ....................................................................................................... 22 3.3.2 Précautions............................................................................................................... 22 3.4 Adjuvants et additions pour béton projeté.................................................................... 22 3.4.1 Définition, mise en œuvre et normalisation............................................................. 22 3.4.2 Quel adjuvant employer ? ........................................................................................ 22 3.4.2.1. Cas des accélérateurs ........................................................................... 23 3.4.2.2. Quelle famille de produit ? ................................................................. 23 3.4.2.3. Quel produit dans la famille ?.............................................................. 26 3.4.2.4. Ne pas oublier que : ............................................................................. 26 3.5 L’eau .............................................................................................................................. 26 4 BETONS ADAPTES A DES BESOINS SPECIFIQUES .............................................. 27 4.1 Bétons mis en œuvre par temps chaud ou temps froid ................................................ 27 4.1.1 Généralités ............................................................................................................... 27 4.1.2 Les conséquences de la chaleur ............................................................................... 27 4.1.2.1 Sur le béton frais (avant prise).............................................................. 27 4.1.2.2 Sur le béton au jeune âge (après le début de prise) .............................. 27 4.1.3 Règles à retenir par temps chaud ............................................................................. 29 4.1.4 Règles à retenir par temps froid............................................................................... 30 4.2 Bétons à prise et/ou durcissement rapide ..................................................................... 30 4.2.1 Généralités ............................................................................................................... 30 4.2.2 Les besoins .............................................................................................................. 31 4.2.3 La classification ....................................................................................................... 31 4.2.4 Comment les obtenir ? ............................................................................................. 31 4.2.5 Les accélérateurs...................................................................................................... 31 4.2.6 Les ciments rapides ................................................................................................. 32 4.2.7 Règles de formulation.............................................................................................. 33 4.2.7.1 règles générales..................................................................................... 33 4.2.7.2 dosages.................................................................................................. 33 4.2.7.3 exigences .............................................................................................. 33 4.2.8 Rôle de la température ...................................................................................... 33 4.3 Bétons résistant au gel-dégel ........................................................................................ 34 4.4 Bétons à hautes performances...................................................................................... 34 5 BETONS DE SABLE ......................................................................................................... 34 6 REFERENCES CITEES DANS LE FASCICULE ...................................................... 35 7 ANNEXE .......................................................................................................................... 36 Fuseaux AFTES et AFNOR .................................................................................................. 37 Note Asquapro du 21 juin 2010............................................................................................. 38 Utilité des fuseaux granulaires des mélanges à projeter .................................................... 38 Modifications proposées par Asquapro ............................................................................... 38 Prise en compte de la série de tamis des normes européennes .......................................... 38 Modification de la forme des fuseaux ............................................................................... 39 Fuseaux proposés par ASQUAPRO ..................................................................................... 40 Fascicule « Formulation» page 6 Version D 2010 Comité technique ASQUAPRO 1 1 I IN NT TR RO OD DU UC CT TI IO ON N La meilleure formulation ne donnera toute sa mesure que si le béton est projeté par un opérateur qualifié. Pour s'en assurer, l'ASQUAPRO recommande d'exiger des porte-lances certifiés et renvoie pour cela à la rubrique formation-certification de son site Internet www.asquapro.com. Ce préliminaire est essentiel car la mise en œuvre a une grande influence sur les performances du béton projeté, bien plus encore que pour les bétons coulés. Nous ne reviendrons plus sur ce sujet dans la suite de ce document. La technologie de mise en œuvre du béton par projection comporte quatre étapes, ayant chacune leurs exigences propres vis-à-vis du mélange : 1ère étape : fabrication du mélange ; elle peut être réalisée en usine (pour les mélanges secs), en centrale BPE ou in-situ selon les exigences relatives à la cadence du chantier ou à la précision de la composition à réaliser. 2ème étape : passage en machine ; le mélange doit être formulé de manière à s’écouler facilement dans le corps de la machine. 3ème étape : transfert du mélange depuis la machine jusqu’à la lance ; l’important est alors que le mélange passe dans le conduit sans provoquer de bouchon tout en ayant des propriétés rhéologiques adaptées en sortie de lance. 4ème étape : projection du mélange ; elle doit garantir d’une part la bonne tenue du béton sur le support avec les caractéristiques mécaniques demandées et d’autre part le minimum de pertes de matériaux. Pour la voie mouillée, la formulation est conditionnée par la pompabilité. On peut largement s’inspirer des méthodes utilisées pour la formulation des bétons coulés pompés mais il est nécessaire d’intégrer les contraintes de tenue du béton frais sur le support. La formulation doit tenir compte de la longueur et du diamètre de la conduite. Par contre, pour la voie sèche, la formulation est principalement fondée sur l’expérience. Vous ne trouverez pas, dans ce document, de compositions « prêtes à l’emploi types » qui risqueraient d’induire en erreur un lecteur néophyte. En effet, la diversité des paramètres (liés aux matériels, aux matériaux, à la projection ou aux spécificités du chantier) et leur influence sur la formulation constituent un ensemble complexe qui doit être pris en compte, pour chaque cas, dans la recherche d’une formulation adaptée à la mise en œuvre et aux caractéristiques finales attendues. Les spécifications sur les matériaux et la composition sont précisées dans le but d’être incorporées dans les spécifications et articles d’un C.C.T.P. pour travaux de béton projeté. Ce fascicule part du principe que le choix de la méthode de projection (voie sèche ou voie mouillée) a déjà été fait (voir fascicule « mise en œuvre »). Les principes de composition pour les deux méthodes sont développés séparément (pour faciliter la lecture, on a fait apparaître en bleu le texte relatif à la voie mouillée). On aborde successivement la composition des bétons d’utilisation courante, les constituants, puis la composition des bétons projetés adaptés à des besoins spécifiques. Le cas des bétons de sable n'est pas traité ici ; on renvoie à la norme NF P 18-500 de juin 1995, issue du projet national SABLOCRETE. Fascicule « Formulation» page 7 Version D 2010 Comité technique ASQUAPRO 2 2 C CO OM MP PO OS SI IT TI IO ON N D DE ES S B BE ET TO ON NS S P PR RO OJ JE ET TE ES S C CO OU UR RA AN NT TS S 2.1 Généralités La composition des bétons projetés doit impérativement prendre en compte les modes de transfert et de mise en œuvre spécifiques à chaque méthode de projection : Pour la voie sèche, le mélange, sec ou à faible teneur en eau, doit avoir une consistance pulvérulente pour permettre le passage en machine et le transfert par l’air comprimé jusqu’à la projection sur le support. Le compactage obtenu par la vitesse en sortie de lance permet la mise en place d’un béton à consistance ferme tenant sur le support, même sans adjuvant. Par contre, ce compactage génère des rebonds et des pertes, liés à la force d’impact des matériaux sur le support. La formation au contact du support d’une couche composée des éléments fins du mélange, dès le début de la projection, caractérise l’aptitude de la projection voie sèche à l’obtention d’une liaison de type cohésive. Il est rappelé que ce processus n’a pas d’équivalent en projection voie mouillée. Sachant que c’est principalement la quantité de ciment présente dans cette couche qui conditionne la force de la liaison, cela impose de respecter un dosage minimum de ciment lors de l’élaboration de la formule, sans toutefois être excédentaire. Pour la voie mouillée, le mélange est formulé pour être pompable, en machine et jusqu’à l’extrémité de la conduite de transfert (voir fascicule « mise en œuvre »). La tenue du béton sur le support s’apparente à du « collage », le critère de pompabilité n’est donc pas suffisant et une contrainte de formulation est que le béton frais ne doit pas s’affaisser une fois en place. Pour cela, l’utilisation d’un adjuvant raidisseur en sortie de lance est quasi obligatoire. Toutefois cet adjuvant ne doit pas perturber la bonne mise en place du béton, en particulier le bon enrobage des armatures, ni affaiblir les caractéristiques mécaniques uploads/Ingenierie_Lourd/ fascicule-4-formulation-v-2010-08-word-97.pdf