Les bases

Formulation du béton (principe fondamental) : Formuler un béton consiste à prendre en compte des paramètres essentiels tels que : la qualité des matériaux disponibles, la nature du projet à réaliser, les moyens de mise en œuvre disponibles sur le site, la qualité de l’environnement dans lequel l’ouvrage sera réalisé, les conditions de mise en œuvre (besoin d’ouvrabilité, résistance à jeune âge, etc.), les conditions climatiques (température, hygrométrie, vent, etc.) et les délais de réalisation.
Cela vise à répondre aux objectifs de durabilité, d’esthétique, de résistance mécanique, d’étanchéité, d’isolation thermique (en été comme en hiver), d’isolation phonique, ainsi qu’aux critères environnementaux liés au développement durable.

La fabrication et le transport du béton

• Mode et durée de mélange : dans tous les cas, le béton est mélangé pendant environ 1 à 2 minutes, mais son transport peut varier de 5 minutes à 2 heures, ce qui entraîne différentes contraintes.
• Le Béton Prêt à l’Emploi (BPE) : le maintien de l’ouvrabilité est essentiel en raison de la longueur possible du transport en toupie, tandis que des résistances mécaniques adéquates sont nécessaires pour le décoffrage (de 16 à 24 heures).
• Le béton en préfabrication : le besoin de maintien d’ouvrabilité est faible car le coulage s’effectue en général dans les 15 à 30 min. En revanche, le besoin de performances mécaniques est très élevé à jeune âge, de 6 h à 15 h en général, il est associé parfois à un étuvage.
• Le béton sur chantier : il s’agit d’une situation combinant les deux exemples précédents.

Le cadre normatif : la norme NF EN 206-1 s’applique à tous les bétons de structure, qu’ils soient des bétons prêts à l’emploi, des bétons réalisés sur chantier ou des bétons destinés à la préfabrication. Elle contient des règles précises concernant la spécification, la fabrication, la livraison et le contrôle de la conformité des bétons.

Les granulats

On appelle granulats les matériaux d’origine minérale, tels que les gravillons, les sables, les sablons et les fillers, qui entrent dans la composition des bétons. Ils sont spécifiés dans la norme XP P 18-545 (Granulats), qui exige que les granulats soient propres et comportent des éléments fins, moyens et gros. Ils ne doivent surtout pas contenir d’argile ni de terre afin de préserver l’adhérence des cristaux hydratés du ciment.

Le sable

Les gravillons

Exemple : Granulat 4/10 avec d = 4 mm et D = 10 mm.

Les granulats les plus couramment utilisés dans la fabrication du béton vont des granulats 0/4 aux granulats 5/20, pouvant être issus d’un concassage ou être d’origine alluvionnaire.

Les ciments les plus couramment utilisés en France

La fabrication du ciment

Le ciment est fabriqué à partir de calcaire à 80% (craie) et d’argile à 20%.
A cela, il faut ajouter :

• De l’oxyde de fer : sous forme minérale, ils donnent aux sols leurs couleurs jaune brun ou grisâtre.
• De l’alumine : oxyde d’aluminium, de formule chimique Al2O3, est un composé chimique qui existe à l’état naturel dans la bauxite.
• De la silice : minéral dur présent dans de nombreuses roches. elle représente 27% de la croûte terrestre.
  Plus la quantité de ciment est importante, plus le béton est résistant.

L’eau

L’illustration de l’incidence du dosage en eau

Selon la Norme NF EN 1008 :

• L’eau potable convient pour la fabrication du béton, elle ne nécessite aucun essai.
• Les eaux de forage et les eaux de ruissellement de surface doivent faire l’objet d’essais (essais chimiques, temps de prise et résistances).
• Toutes les eaux recyclées (d’unités de production béton) doivent faire l’objet d’un contrôle.
• L’eau de mer est interdite dans les bétons armés et précontraints.
• Les eaux usées sont interdites pour tous les bétons.

Son rôle : permettre l’hydratation de la pâte de ciment (pour hydrater 100 kg de ciment, 25 L d’eau sont nécessaires). Mouiller la surface des granulats pour que la pâte de ciment puisse y adhérer. Favoriser la maniabilité du béton, sans excès, c’est-à-dire en respectant les limites prescrites selon la norme NF EN 206-1.
La quantité d’eau de gâchage est égale à la moitié du poids du ciment.
La modification du dosage en eau par rapport à la quantité optimale entraîne une incidence importante sur les résistances mécaniques.

Le dosage

Le dosage en ciment donne la résistance au béton. La quantité d’eau et d’ajouts détermine la maniabilité. Le volume de graviers assure la solidité et le sable garantit l’homogénéité. Ci-dessous, un tableau à titre indicatif de dosage pour béton en fonction des travaux à exécuter.

• Béton de propreté : 150 à 200 kg de ciment /m3
• Béton de fondation : 200 à 250 kg de ciment /m3
• Béton peu ferraillé : 300 kg de ciment /m3
• Béton armé 350 kg de ciment /m3
• Béton pour préfabrication : 400 à 500 kg de ciment /m3

|Dosage empirique pour béton armé Rc 28 25 à 30 (MPa) Quantité pour 1m-3- de béton|

La norme NF EN 206-1

Elle s’applique à tous les bétons de structure, qu’ils soient des bétons prêts à l’emploi, des bétons réalisés sur chantier ou des bétons destinés à la préfabrication de produits en béton. Elle contient des règles précises concernant la spécification, la fabrication, la livraison et le contrôle de la conformité des bétons.

Les 3 points importants de la norme

• Point n° 1 "La résistance du béton" : les nouvelles classes de résistance, qui remplacent les anciennes classes de résistance B25, B30, etc., sont désormais exprimées en C25/30, C30/35, etc., correspondant à la résistance mesurée sur cylindre pour la première valeur et à la résistance mesurée sur cube pour la seconde. Il est important de souligner que cette norme est européenne, et l’utilisation du cylindre 16 x 32 rivalise avec le cube de 100 mm chez d’autres partenaires européens. Pour quelques valeurs usuelles, la corre[...]
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