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FIXIT.CH Manuel du béton 2 | Manuel du béton Fixit Sommaire Béton – définition

FIXIT.CH Manuel du béton 2 | Manuel du béton Fixit Sommaire Béton – définition 4 Matières premières pour bétons 6 Ciment 6 Matières premières pour ciments 8 Fabrication du ciment 8 Appellation du type de ciment 9 – 11 Adjuvants pour bétons 12 – 14 Eau de gâchage / Eau d'adjonction 15 Granulométries 16 – 21 Détermination du béton 22 Résistance à la compression 22 – 23 Classes d'exposition 24 – 36 Granulométrie maximale 37 Classes de teneur en chlorures 37 Consistance 38 Masse volumique 39 Essais du béton frais 42 Dimension d'expansion 43 Masse de compactage 43 Hauteur d'affaissement 44 Température 45 Teneur en air 45 Masse volumique du béton frais 46 Teneur en eau 47 Création et entreposage des éprouvettes 48 Essais du béton durci 52 Résistance à l'écrasement d'un cube 52 Résistance à la compression des carottes 53 Profondeur de pénétration de l'eau sous pression 53 Teneur en chlorure 53 Conductibilité hydraulique 53 Résistance aux chlorures 53 Résistance au gel et sel de déverglaçage 53 Manuel du béton Fixit | 3 Résistance aux sulfates 53 Fluage et retrait 53 Module d'élasticité 54 Résistance au gel 54 Comportement d'abrasion 54 Comportement suite à une alternance de gel et de dégel 54 Résistance au gel et au sel de déverglaçage, méthode TFB 54 Résistance au gel et au sel de déverglaçage, BE I 54 Ouvrabilité sur des plaques carrées (béton à fibres métalliques) 54 Teneur en fibres métalliques sur les échantillons de béton 54 Structure des pores dans le béton durci 56 Types de pores, leurs formations et leurs incidences 56 Cure 58 Bétonnage par temps froid 59 – 60 Bétonnage par temps chaud ou vents forts 61 – 62 Utilisations du béton 64 Béton de parement 64 Béton autocompactant 65 Béton apte au pompage 65 Béton résistant à l'usure 65 Fibrobéton 66 Béton résistant au feu 66 Béton à projeter 67 Béton pour drainages 68 Assortiment de produits 70 Domaines d'application pour les bétons secs Fixit 71 Bibliographie des illustrations : Fixit AG, Holderbank 4 | Manuel du béton Fixit Le béton – définition Le béton est un mélange de liant (ciment), eau de gâchage (eau de mouillage) et d'agrégats (granulats) qui est souple à l'état frais. Après son application, il durcit en continu jusqu'à atteindre des caractéristiques proches de la pierre, en fonction de ses différents composants. Par ailleurs, le béton peut contenir des adjuvants et additifs pour béton. Le béton est un mélange composé de liants + eau de gâchage + agrégats ciment + eau de mouillage + granulats Fixit 565 Mortier de jointoiement 0 – 3 mm, fortement hydrofuge Manuel du béton Fixit | 5 Les critères suivants déterminent le bon choix du béton Détermination de : Contraintes statiques Poids propres + charge utile + contraintes extérieures et intérieures • Résistance à la compression • Résistance à la traction en flexion • Résistance à la traction par clivage • Résistance à l'arrachement d'élasticité • Masse volumique (poids spécifique) • Module d'élasticité • Avancement des travaux • Type de ciment Agressions physiques Evolution de la température du béton frais + conditions atmosphériques + gel + agression par des produits déverglaçants + chaleur + usure/abrasion mécanique • Densité (imperméabilité à l'eau) • Résistance au gel • Résistance aux produits déverglaçants • Type des granulats • Type de ciment • Additifs et adjuvants • Température du béton frais • Forme de l'élément de construction • Epaisseur d'enrobage • Résistance à l'usure/abrasion • Durée de protection (cure) Agressions chimiques Agression par produits déverglaçant, eaux usées, eaux thermales, lait, acides, lessives ou eaux gypseuses. Il est indis- pensable de relever la concentration des produits agressifs ainsi que les conditions cadres (p.ex. les températures) • Type et degré d'agression • Type de ciment • Granulométrie • Densité • Autres mesures de protection (p. ex. revêtement) • Durée de protection • Epaisseur d'enrobage • Forme de l'élément de construction Conditions d'application et exigences à la surface apparente • Consistance • Granulométrie maximale • Courbe granulométrique • Délai de mise en oeuvre • Transport • Acheminement (pompe, grue, etc.) • Compactage • Coffrage • Cure 6 | Manuel du béton Fixit Matières premières pour bétons Ciment Hydratation (développement de solidité sous l'effet de l'eau) Définition Le ciment est un liant hydraulique. Cela signifie qu'en le mélangeant avec de l'eau, le ciment devient une pâte de ciment. A l'air, comme sous l'eau, il durcit par hydratation et développe une constance de volume. Histoire Les Romains de l'antiquité sont consi- dérés comme étant les inventeurs du ciment. La façon actuelle de produire le ciment remonte à l'anglais John Aspdin. En 1824, il avait développé un procédé pour fabriquer un matériau hautement résistant à la compression pouvant • éléments fins de petite taille constitués d'hydrate de silicate de calcium (CSH) de composition légèrement variable et qui se lient entre eux pour finalement donner une structure dense d'une résistance considérable. Avec un rapport m E/C de 0,40, la quantité d'eau est entièrement liée par le ciment. également durcir sans apport d'air. Etant donné que le produit ressemblait à la roche calcaire grise du littoral anglais près de Portland, Aspdin nomma ce produit « ciment de Portland ». eau ciment hydratation ciment hydratation complète rapport m E/C eau/ciment = 0,40 • grands cristaux d'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), en forme de pla- quettes, qui ne contribuent pas à la résistance. En revanche, ils protègent l'armature de la corrosion par leur effet alcalin important. L'hydratation du ciment donne naissance à deux nouveaux matériaux minéraux : CEM I 52,5 CEM I 32,5 CEM I 42,5 Manuel du béton Fixit | 7 Mélangé à l'eau, le ciment fait une réaction chimique qui s'appelle l'hydratation du ciment, processus qui dégage une chaleur considéra- ble, appelée chaleur d'hydratation. Les deux produits réaction- nels de l'hydratation du ciment agissent de façon positive (+) ou négative (-) CSH + Résistance à la compression + Densité + Durabilité Ca(OH)2 + protection de l'armature contre la corrosion (pH>12) – soluble à l'eau – efflorescences de calcaire – partenaire réactionnel contre les attaques de sulfate et la réaction aux alcalis et à l'acide silicique Lors que le rapport E/C est supérieur à 0,40, l'eau résiduelle génère un plus grand volume de pores capillaires ➝ porosité capillaire. eau ciment hydratation ciment pores capillaires (eau) rapport m E/C eau/ciment = 0,70 L'hydratation génère la prise et le durcissement continu se termine par l'obtention du clinker. Fixit 530 Mortier d'injection 0 – 0,5 mm chaleur d'hydratation [J/g] durée [h] ➤ 8 | Manuel du béton Fixit Fabrication du ciment gravière (roche calcaire et marne) premier concassage installation de dépoussiérage moulin à farine brute matériaux correctifs silos d'homogénéisation silo intermédiaire préchauffage carburant / stock de carburant silos à clinker four rotatif moulin à ciment silos à ciment équipement de dépoussiérage machine à emballer emballage et expédition sable laitier cendre volante roche calcaire plâtre installation de refroidissement pour clinker brûleur gaz d'échappement du four tubulaire rotatif pour sécher la farine brute second concassage argile lit à mélange pour matières premières Matières premières pour ciments Composants principaux pour la production de clinker Production de ciment En combinant les matériaux du clinker et les ajouts de moutures, et en définissant la fines- se de mouture, on obtient les différents types de ciment et leurs classes de résistances. Matériaux pour clinker Ajouts de mouture Ces matériaux sont principalement extraits dans des mines, broyés, puis cuits dans le four rotatif à 1450°C pour devenir ce que l'on appelle du « clinker ». • Roche calcaire (env. 65 %) • Marne • Argile • Sable • Limon • Clinker • Gypse (max. 5%) • Sable de laitier • Cendre volante • Pouzzolane • Micro silice Manuel du béton Fixit | 9 Notation des ciments selon EN 197-1 CEM II / A - L 32.5 N (ou R) type de ciment La notation des différents types de ciment se fait selon la norme suivante: appellation selon teneur et type des composants principaux informations sur la résistance à court terme (après 2 ou 7 jours) ciment classe de résistance du ciment Ciments / types de ciment CEM I Ciment Portland CEM II Ciment Portland composé CEM III Ciment de haut fourneau CEM IV Ciment à la pouzzolane CEM V Ciments composés Composants principaux Clinker de ciment de Portland K Est fabriqué par frittage à env. 1450° avec un mélange précis de matières premi- ères (roche calcaire, marne, argile). Sable de laitier S Se produit par un refroidissement rapide d'une charge de laitier de composition ad hoc qui se forme dans le haut fourneau lors de la fonte de minerai de fer. Avec une activation adéquate, le sable de laitier offre des qualités hydrauliques. Micro-silice (fumée de silice) D Se développe dans les fours à arc lors de la production d'alliage de silicium et ferro-silicium au moment de la réduction de quartz très pur avec du charbon. Elle est composée de particules très fines et sphériques contenant du dioxyde de silici- um amorphe avec au moins 85 % de poussière uploads/Ingenierie_Lourd/ fixit-manuel-du-be-ton-dc0021322-pdf.pdf