Les bases

Claude PRECHEUR

LE BÉTON

Le béton est le matériaux le plus utilisé dans le monde et le plus économique.

  • Façonnable à volonté et à température ambiante.
  • Ne nécessite pas de cuisson.
  • Accessible à tous.
  • Grande longévité.
    Il peut être coulé sur place ou préfabriqué.
  • Bilan environnemental favorable au développement durable*.
  • Matériau très bien adapté aux futures réglementations thermiques* :
  • bâtiments à basse consommation.

Le béton est composé de :

  • De ciment et d’ajouts
  • De granulats
  • D’ajouts
  • D’eau
  • D’air

Formulation du Béton Principe fondamental

Formuler un béton consiste à intégrer des paramètres essentiels tels que :

  • la qualité des matériaux disponibles,
  • la nature du projet à réaliser,
  • les moyens de mise en oeuvre disponibles sur le site,
  • la qualité de l’environnement dans lequel va “vivre” l’ouvrage à réaliser,
  • les conditions de mise en oeuvre (besoin d’ouvrabilité,
    résistance à jeune âge, …),
  • les conditions climatiques (température, hygrométrie, vent, etc.),
  • les délais de réalisation.

En vue de satisfaire aux objectifs :

  • de durabilité,
  • d’esthétique,
  • de résistances mécaniques,
  • d’étanchéité,
  • d’isolation thermique (été comme hiver),
  • d’isolation phonique,
  • environnementaux (développement durable),


Fabrication et transport du béton

Mode et durée de mélange :
dans tous les cas, le béton est mélangé environ 1 à 2 min, mais son transport s’effectue de 5 min à 2 h, d’où des contraintes différentes.
Le Béton Prêt à l’Emploi (BPE) :
le besoin de maintien d’ouvrabilité est nécessaire car le transport en toupie peut être long. Le besoin de résistances mécaniques est nécessaire au décoffrage (16 h à 24 h).
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 : situation combinée des 2 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 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 GRANULATS

Définition
On appelle granulats les matériaux d’origine minérale, gravillons, sables, sablons et fillers qui entrent dans la composition des bétons. Ils sont spécifiés dans la norme XP P 18-545 Granulats.

Les GRANULATS doivent êtres propres et comporter des éléments : fins, moyens et gros.





Le ciment : les plus couramment utilisés en France




CEM I
béton armé en général coulé sur place ou préfabriqué.

  • béton précontraint.
  • Décoffrage rapide, mise en service rapide (de préférence classe R).
  • Bétonnage jusqu’à une température extérieure entre 5 et 10 °C.
  • Béton étuvé ou auto-étuvé.
    CEM II / A ou B
    Ces ciments sont les plus couramment utilisés.
  • CEM II/A ou B classe R : travaux nécessitant une résistance initiale élevée (décoffrage rapide par exemple).
  • Béton en élévation, armé ou non, d’ouvrages courants.
  • fondations ou travaux souterrains en milieux non agressifs.
  • En milieux agressifs, des CEM II de qualité PM-ES peuvent être utilisés.
  • dallages, sols industriels.
  • Maçonneries.
  • Stabilisation des sols.
CEM III / A,B ou C
CEM V / A ou B
Travaux souterrains en milieux agressifs (terrains gypseux, eaux d’égouts, eaux industrielles…).
Ouvrages en milieux sulfatés : les ciments utilisés sont tous ES, ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates, conformes à la norme NF P 15-319.
Maçonneries et chapes : les CEM III/A et CEM V/A peuvent être utilisés.
Travaux à la mer : les ciments utilisés sont tous PM, ciments pour travaux à la mer, conformes à la norme NF P 15-317.
Bétons de masse.
Travaux en béton armé ou non, hydrauliques et souterrains (fondations).
Travaux nécessitant une faible chaleur d’hydratation. Stabilisation des sols.

Fabrication du ciment

Le ciment est fabriqué à partir de calcaire pour 80% (craie) et de l’argile pour 20%.
A cela il faut ajouter :
De l’oxyde de fer (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 et de la silice : (Minéral dur se trouvant dans de nombreuse roche. elle représente 27% de la croûte terrestre)




Plus la quantité de ciment est importante, plus le béton est résistant

L’EAU

Définition NORME NF EN 1008





LE DOSAGE

Le dosage en ciment donne la résistance au béton
La quantité d’eau et ajouts donnent la maniabilité
Le volume de graviers la solidité et le sable l’homogénéité.

  • Ci-dessous un tableau, à titre indicatif, de dosage pour béton suivant les 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



Type de travaux à éxécuterQuantité de cimentGravier 15/25Sable 0/5Quantité d’eau
Béton de fondation 200 à 250 kg 850 litres 350 litres 115 litres
Béton faiblement ferraillé 300 kg 820 litres 380 litres 150 litres
Béton armé poutres, poteaux etc… 350 kg 800 litres 400 litres 175 litres
Béton de préfabrication 450 à 500 kg 750 litres 450 litres 240 litres
  • Chaque dosage est donné par le bureau d’étude et indiqué sur les plans.
    Quantité de mélangé = volume du béton à couler X 1,25
    Quantité de ciment = DOSAGE X volume du béton à couler
    Quantité d’eau = Ciment : 2
    Quantité de sable = 40% du Volume de mélangé
    Quantité de gravier = 60% du Volume de mélangé

LE SÉCHAGE DU BÉTON




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 de produits en béton.
Elle contient des règles précises concernant la spécification, la fabrication, la livraison et le contrôle de la conformité des bétons.

En 3 points importants de la norme

POINT N° 1 : LA RÉSISTANCE DU BÉTON

Les nouvelles classes de résistances qui se substituent aux anciennes désignations B25, B30, etc. et qui sont devenues C25/30, C30/35.., lesquelles désormais correspondent aux résistances mesurées sur cylindre pour la première valeur et sur cube pour la seconde,
Il ne faut pas perdre de vue que cette norme est européenne et que l’utilisation du cylindre 16 x 32 concurrence le cube de 100mm chez d’autres partenaires européens,
Pour quelques valeurs usuelles, la correspondance entre les anciennes et les nouvelles désignations est la suivante :



POINT N° 2 , LA CONSISTANCE DU BÉTON

Si les classes de résistance évoluent. la norme NF EN 206-1 définit également l’exigence : des classes de consistance Initialement, existaient 4 classes de consistance. À savoir : F : Ferme, P : Plastique, TP : Très Plastique. FI : Fluide.
Désormais, il existe 5 classes de consistance : S1, S2. S3. S4. S5 (S pour slump).
l’équivalence entre les nouvelles et les anciennes classes de consistance est précisée dans le tableau ci-dessous :




les Bétons Auto-Plançons (verticaux ou horizontaux). de rhéologie hyper fluide et utilisés pour des semelles filantes. des planchers ou des dallages ont une consistance qui se mesure en France, ou moyen de l’essai d’étalement. la norme européenne distingue 6 classes d’étalement : FI, F2, F3. F4. F5 et F6, les diamètres des galettes sont respectivement les suivantes :



POINT N° 3 : LA CLASSE D’EXPOSITION

la norme NF EN 206-1 définit également l’exigence : des classes d’exposition (anciennement appelées classes d’environnement).
Une meilleure durabilité de l’ouvrage en béton passe inéluctablement pour une meilleure adaptation du béton aux agressions dont il risque d’être l’objet. Dans la précédente norme BPE. il était question de classes d’environnement ; désormais la nouvelle norme considère des classes d’exposition.

Ces classes d’expositions sont au nombre de 6. Les risques de corrosion des armatures, de gel/dégel et d’agressivité chimique sont les trois risques principaux. Vis·à-vis du risque de corrosion des armatures induit par carbonatation du béton. La norme européenne distingue.




Vis-à-vis de l’attaque au gel/dégel avec ou sans agent de déverglaçage. les classes
d’environnement. 20, 2b1 et 2bl disparaissent av profit des nouvelles classes XFl, XF2. XF3 XF4



LES adjuvantS

Définition : NORME NF EN 934-2 L’adjuvant est un produit incorporé au moment du malaxage du béton à un dosage inférieur ou égal à 5 % en masse de la teneur en ciment du béton, pour modifier les propriétés du mélange à l’état frais et/ou à l’état durci.

Chaque adjuvant est défini par une fonction principale et une seule.
Un adjuvant peut présenter une ou plusieurs fonctions secondaires.

Adjuvants modificateurs de la rhéologie du béton.

  • Plastifiants - Réducteurs d’eau.
  • Super-plastifiants - Haut réducteurs d’eau.
    Catégories
    Norme NF EN 934-2

Adjuvants modificateurs de prise et de durcissement du béton.

  • Accélérateurs de prise.
  • Accélérateurs de durcissement.
  • Retardateurs de prise.
    Autres catégories normalisées d’adjuvants
  • Hydrofuges de masse.
  • Entraîneurs d’air.






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