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1 ÉTS - 0720 Coffrage et bétonnage Présentation montée par : Yves Dénommé, ing.

1 ÉTS - 0720 Coffrage et bétonnage Présentation montée par : Yves Dénommé, ing., M.Sc.A. Opérations de bétonnage Caractéristiques fondamentales du béton Opérations de bétonnage Caractéristiques fondamentales du béton 2 Notre mission Notre mission Notre Mission Promouvoir l’utilisation du béton prêt à l’emploi Mobiliser nos membres et partenaires à adhérer aux bonnes pratiques de l’industrie 2 3 Présentation de l’ABQ Présentation de l’ABQ L’Association béton Québec en quelques lignes… Fondée en 1975 Regroupe près de 100 entreprises associées à l’industrie du béton 2014, plus de 4,25 millions de m3 de béton produit et livré au Québec Soit environ 95% de la production québécoise. Développement de système qualité depuis 1985 4 Présentation de l’ABQ Présentation de l’ABQ Consultez nos Technobéton au www.betonabq.org 4 7 Film: Code Chastenay Film: Code Chastenay 8 Caractéristiques fondamentales du béton . 5 9 Principales causes des problèmes de durabilité des structures en béton 10 Béton: Produit final pour construire nos infrastructure Ciment: Liant  poudre Ingrédient du béton Réagit avec l’eau pour former la «colle du béton» Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 6 11 Production annuelle de matériaux et produits en 2007 Matériaux et produits Tonnes Béton 13 milliards Ciment portland 2,36 milliards Acier 1,34 milliards Charbon 6,5 milliards Pétrole brute 3,8 milliards blé 606,4 millions Sel 200 millions Sucre 162 millions Adaptation de Aïtcin et Mindess, 2013 Environ 1 m3 de béton par habitant de la terre est produit annuellement Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 12 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Composition typique d’un béton (en volume) Agent entraineur d’air Réducteur d’eau Superplastifiant Réducteur de retrait Retardateur Accélérateur Etc, Normalement les formulations de béton sont exprimés en poids pour faire 1m3 7 13 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Composition typique d’un mortier Liants Eau Air Granulat fin (sable) Adjuvants Composition typique d’un coulis Liants Eau Air Adjuvants 14 Vue en coupe de béton durci Béton composé de gravier siliceux roulé Béton composé de calcaire concassé Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 8 15 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Résistance à la compression - mesure de la résistance maximale d’une éprouvette de béton ou de mortier à une charge axiale, généralement exprimée en mégaPascal (MPa) à l’âge de 28 jours. Résistance en compression ( ƒc′ ) 7 jours : 75 % à 28 jours 56 et 90 jours : 10 % à 15 % > 28 jours La plupart des bétons d’usage général: 20 à 40 MPa Béton à haute résistance, par définition: 70 MPa ou plus excellent comportement aux efforts de compression 16 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Détermination de la résistance à la compression Mortier CSA A3004-C2 Méthode d’essai pour la détermination des résistances à la compression sur cube de 50 mm Béton CSA A23.2-9C Détermination de la résistance à la compression d’éprouvettes de béton cylindriques 9 17 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Résistance approximative du béton (flexion et traction) Résistance en flexion (module de rupture) masse volumique normale : 8 % à 12 % de ƒc′ Résistance en traction Traction directe: 8 % à 12 % de ƒc′ Traction par fendage: 8 % à 14 % de ƒc′ Résistance en flexion Traction par fendage Faible résistance aux efforts de traction 18 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Béton armé - matériaux composite ayant un mariage judicieux de matériaux aux caractéristiques complémentaires: l’acier pour sa capacité à résister aux contraintes de traction et le béton pour sa capacité à résister à la compression. La résistance à la traction du béton est admise nulle dans les calculs de béton armé: Source: Febelcem 10 19 Rapport eau / ciment (E/C) Rapport entre la masse d’eau et la masse de ciment dans un mélange de béton, exprimé sous forme de décimale. Rapport eau / liants (E/L) Rapport entre la masse d’eau et la masse de liants dans un mélange de béton, exprimé sous forme de décimale. Ne tient pas compte de l’eau absorbée par le granulat. Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 20 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 11 21 Effet de la cure sur l’acquisition de résistance du béton La résistance mécanique du béton augmente avec l’âge, tant que la présence d’eau et une température favorable permettent l’hydratation du ciment et qu’il contient du liant non-hydraté L’hydratation et les gains en résistance cessent pratiquement lorsque l’humidité relative (HR) du béton est inférieure à 80 %. 22 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Source: Dosage et contrôle des mélanges de béton (DCMB) Relation E/L et résistance à la compression Quand le e/c ↓, il faut augmenter « le dosage en liant » pour garder le même volume de pâte qui donne la fluidité du béton 12 23 Acquisition de résistance du béton en pourcentage de la résistance à 28 jours Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Source: DCMB, Lange 1994 24 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 13 25 Influence de la taille du granulat sur la résistance à la compression Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 26 Source: Febelcem Avantages de la réduction de la quantité d’eau Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Augmente la résistance Réduit la perméabilité Accroît la résistance aux agents atmosphériques Améliore l’adhésion entre le béton et l’armature Réduit la tendance au retrait et à la fissuration au séchage Réduit les variations de volume imputables au mouillage et au séchage 14 27 Maniabilité — Propriété du béton frais qui détermine ses caractéristiques à l’utilisation, c’est-à- dire avec quelle facilité il sera malaxé, mis en place, consolidé et fini. Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 28 Facteurs affectant la maniabilité Méthode et durée du transport Quantité et caractéristiques des liants Consistance du béton (affaissement) Dimensions, forme et texture de surface des granulats Air entraîné (%) Quantité d’eau Température du béton et de l’air ambiant Adjuvants Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 15 29 Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton Effet de la température de mise en place sur l’affaissement 30 Problèmes de consolidation? Méthode de mise en place déficiente Est-ce qu’il y avait des aiguilles vibrantes au chantier? Maniabilité du béton non-adapté à la géométrie de l’ouvrage? (attention au classique 80±30 mm!) Corrosion précoce des aciers d’armature Faible résistance à la compression Mauvaise durabilité… Caractéristiques fondamentales du béton Caractéristiques fondamentales du béton 1 ÉTS - 0720 Coffrage et bétonnage Présentation par : Yves Dénommé, ing., M.Sc.A. Opérations de bétonnage Ciments et ajouts cimentaires Opérations de bétonnage Ciments et ajouts cimentaires 2 Les Égyptiens utilisaient un mélange de chaux, d'argile, de sable et d'eau dans les vers 2 600 avant notre ère. Vers le 1er siècle de notre ère, les Romains perfectionnent ce « liant ». En y ajoutant de la terre volcanique de Pouzzole, ils découvrent que le mélange faisait prise sous l'eau. D’où le terme pouzzolanne. Chaux + pouzzolanes  silicate de calcium hydraté (C S H) Ca(OH)2 + SiO2 amorphe  C S H Historique des liants Source: LERM Ciments et ajouts cimentaires Ciments et ajouts cimentaires 2 3 Pont du Gard 4 Panthéon 3 5 Ciments et ajouts cimentaires Ciments et ajouts cimentaires Source: Structures en béton armé Patrick Paultre Le Panthéon d’Hadrien, vers l’an 125 Diamètre intérieure de la coupole: 43,3 m Plus grande coupole du monde en béton non armé Utilisation de granulats de densité plus faible en fonction de la hauteur 6 Historique des liants La technologie du béton romain fut perdue après la chute de l'empire romain jusqu'à la découverte du ciment Portland en 1824. Ciments et ajouts cimentaires Ciments et ajouts cimentaires 4 7 Historique des liants Le ciment portland a été breveté par un maçon anglais, Joseph Aspdin, en 1824. Nommé en raison de sa couleur semblable à celle de la pierre provenant d’une carrière de la de la presqu’île de Portland en Angleterre, sur la Manche. Ciments et ajouts cimentaires Ciments et ajouts cimentaires Source: Dosage et contrôle des mélanges de béton 8 Qu’est-ce le ciment portland? Définition de base: Poudre (grise ou blanche) que l’on mélange avec de l’eau et des granulats (sable et pierre) pour obtenir un matériau qui durcit au bout de quelques heures. Définition technique: Liant hydraulique composé principalement de silicates de calcium hydrauliques qui font prise et durcissent en vertu d’une réaction chimique avec l’eau. Ciments et ajouts cimentaires Ciments et ajouts cimentaires 5 9 Fabrication du ciment portland Ciments et ajouts cimentaires Ciments et ajouts cimentaires 10 Types de ciment (hydrauliques simples et composés) Ciments et ajouts cimentaires Ciments et ajouts cimentaires Appellation Portland CPC composé Application Ciment hydraulique d’usage général GU (10) GUL Gub GULb Dans les ouvrages en général lorsque les propriétés spécifiques des autres types ne sont pas nécessaires. Ciment hydraulique à résistance initiale élevée HE (30) HEL HEb HELb Ciment hydraulique à résistance initiale élevée Ciment hydraulique moyennement résistant aux sulfates MS (20) - MSb MSLb Dans uploads/Ingenierie_Lourd/ operations-de-betonnage-caracteristiques-fondamentales-du-beton.pdf