Les adjuvants

Claude PRECHEUR

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.

Catégories

Adjuvants modificateurs de la rhéologie du béton
• Plastifiants - Réducteurs d’eau
• Super-plastifiants - Haut réducteurs d’eau
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
A cela nous rajouterons le produit de cure.

Plastifiants - Réducteurs d’eau

Adjuvants qui, sans modifier la consistance, permettent de réduire la teneur en eau du béton donné (Réducteur d’eau), ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmentent l’affaissement / l’étalement (Plastifiant), ou qui produisent les deux effets à la fois.

  • Effets sur le béton frais
    - Amélioration et maintien de l’ouvrabilité.
    - Diminution du ressuage.
    - Diminution de la ségrégation.
    - Amélioration de la pompabilité des bétons.
    - Réduction du retrait hydraulique.
    - Effets secondaires possibles à fort dosage : retard de prise et/ou entraînement d’air.
  • Effets sur le béton durci
    - Amélioration des performances mécaniques à court et à long terme.
    - Diminution de la porosité.
    - Augmentation de la durabilité.
    - Amélioration de la cohésion ciment / granulats.
    - Amélioration de la liaison béton / armatures.

Domaines d’applications

  • Tous les bétons, notamment en BPE, jusqu’à 30 MPa (gris, blancs, colorés),
  • et les différents bétons suivants :
    - le béton de préfabrication légère (blocs, pavés, dalles, …).
    - les bétons d’ouvrages d’art.
    - les bétons de voiries.
    - les bétons routiers.
    - les bétons de Génie Civil.
    - les bétons agricoles.


Superplastifiants – Haut réducteurs d’eau (ancienne appellation : fluidifiants)

Adjuvants qui, sans modifier la consistance, permettent de réduire fortement la teneur en eau du béton donné (haut réducteur d’eau), ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmentent considérablement l’affaissement / l’étalement (superplastifiant), ou qui produisent les deux effets à la fois.
Effets sur le béton frais
- Diminution de la teneur en eau.
- Amélioration de l’ouvrabilité.
- Maintien de l’ouvrabilité dans le temps (jusqu’à 2h30 – 3h00 à 20 °C).
- Diminution du ressuage.
- Diminution de la ségrégation.
- Amélioration de la pompabilité des bétons.
- Réduction du retrait hydraulique.

Effets sur le béton durci
- Amélioration des résistances mécaniques à court et long terme.
- Diminution du retrait (due à la réduction du rapport E/L et à l’augmentation du rapport Granulats/Liant).
- Amélioration de la compacité.
- Amélioration de la liaison béton/armatures.
- Réduction de la porosité capillaire de la pâte de ciment.
- Diminution du coefficient de perméabilité.

Domaines d’applications
- Les bétons de préfabrication.
- Les bétons prêts à l’emploi.
- Les bétons lourds et légers.
- Les bétons d’ouvrages d’art.
- Les bétons de dallages industriels.
- Les bétons de bâtiment.
- Les bétons précontraints.
- Les bétons pompés.
- Les bétons pour fondations profondes.
- Les bétons pour ouvrages fortement ferraillés.
- Les bétons soumis à des milieux agressifs.
- Les BHP, BTHP et BUHP.
- Les BAP (verticaux / horizontaux).
- Les bétons architectoniques.

Accélérateurs de prise

Adjuvants qui augmentent la vitesse de développement des résistances initiales du béton, avec ou sans modification du temps de prise.

  • Effets sur le béton
    - Accélération de la prise du béton.
    - Amélioration des résistances à court terme.
    - Augmentation de la chaleur d’hydratation.
  • Domaines d’applications
    - Le bétonnage par temps froid.
    - Le béton manufacturé (préfabrication).
    - Le béton prêt à l’emploi (augmentation des cadences de production sur chantier).
    - Le béton à hautes résistances initiales.
    - Le béton pour travaux en zones de marnage (cycle des marées).


    Accélérateurs de durcissement

    Adjuvants qui augmentent la vitesse de développement des résistances initiales du béton, avec ou sans modification du temps de prise.

  • Effets sur le béton
    - Accroissement de la vitesse de montée en résistance du béton.
    - Amélioration des résistances à court terme.
  • Domaines d’applications
    - Tous les bétons nécessitant une résistance à court terme.
    - Les bétons pour décoffrages rapides.
    - Les bétons précontraints.

Retardateurs de prise

Adjuvants qui retardent le début de prise du béton.
Principe d’action d’un Accélérateur de prise.


Hydrofuges de masse

Adjuvants qui permettent de limiter la pénétration de l’eau dans les pores et les capillaires du béton, sans altérer ses qualités plastiques et esthétiques.

Résultats observés sans Hydrofuge et avec Hydrofuge

Effets sur le béton
- Obturation du réseau capillaire du béton.
- Limitation de la pénétration de l’eau.
- Augmentation de la durabilité.
- Réduction des efflorescences [1].

Domaines d’applications
- Les bétons de fondation.
- Les bétons de radier.
- Les bétons de réservoir.
- Les bétons manufacturés : bordures, pavés


Entraîneurs d’air

Effets sur le béton
- Protection contre les cycles de gel/dégel, sel de déverglaçage.
- Amélioration de l’ouvrabilité grâce aux bulles d’air.
- Diminution de la ségrégation (moins de ressuage).
- Mise en place facilitée.
- Amélioration de l’aspect du béton au décoffrage.
- Amélioration de la cohésion du béton.
ATTENTION : l’air entraîné doit être contrôlé régulièrement car un excès peut entraîner des baisses de résistance.
Domaines d’applications
- Les bétons d’ouvrages d’art exposés aux cycles gel/dégel (de préférence associé à un super-plastifiant).
- Les bétons extrudés (apporte de la cohésion et facilité d’extrusion des bétons secs : GBA sur autoroutes).
- Les bétons routiers (caniveaux).
- Les matériaux auto-compactants (tranchées).
- Les bétons manufacturés exposés au gel (dalles, pavés)

Autres adjuvants

Rétenteurs d’eau
Adjuvant qui réduit la perte d’eau en diminuant le ressuage.
A différencier des Agents de cohésion plus couramment utilisés dans les BAP/BAN.
Bétons horizontaux : dallages industriels, préfabrication, etc.
Dalles décoratives.

Agents de cohésion
Produit dont l’incorporation dans le béton, mortier ou coulis permet de limiter la ségrégation et le ressuage (en optimisant la cohésion du béton frais). BAP (béton auto plaçant horizontaux et verticaux. Bétons coulés sous l’eau.

Agents moussants
Additif entraîneur d’air permettant de fabriquer des bétons allégés (densité de 0,8 à < 2) ou des bétons de remblais. Forte réduction de la densité du béton par un entraînement d’air de 15 % à 50 % en moyenne (diminution du poids de la structure).

Les fibres

Fibres de synthèse (polypropylène, polyéthylène, polyacrylonitrile, etc.) ou métalliques ajoutées au béton frais.
On en distingue 2 catégories :

  • les micro-fibres : de 6 à 20 mm de longueur et faible section (quelques dizaines de microns)
  • les macro-fibres : de 40 à 60 mm de longueur et de plus forte section.
    Produits ajoutés directement dans le béton frais ou sur les granulats.
    Dosage indicatif selon la destination du béton durci : de 0,6 à 0,9 kg/m3 pour les micro-fibres (plus élevé pour la résistance au feu i.e. 1,2 à 2 kg/m3), de 2 kg à 6 kg/m3 pour les macro-fibres synthétiques, de 10 à 50 kg/m3 pour les métalliques.
    Domaines d’applications
  • Dallages bétons,
  • Eléments préfabriqués
  • Bétons désactivés/colorés
  • Bétons projetés.

Les pigments

Additifs à base d’oxydes métalliques (fer, titane, chrome, cobalt, etc.) destinés à colorer les bétons dans la masse.
Disponibles en version poudre, liquide ou granulés. Produits incorporés dans le béton frais à raison de 0,5 % à 6 % du poids du ciment.
Depuis 2005, les pigments sont régis par la norme NF EN 12-878. De plus, le marquage CE pour les pigments de coloration béton est devenu obligatoire en janvier 2008.
Effets sur le béton

  • Apportent une teinte uniforme dans la masse du béton dès lors que l’on conserve un E/C constant et des temps de cure en coffrage identiques.
  • Ne modifient pas les propriétés du béton à l’état frais comme à l’état durci.
    Les oxydes synthétiques ne s’altèrent pas avec le temps, mais les teintes du béton peuvent varier dans le temps selon les conditions d’exposition, particulièrement sur les surfaces non protégées (pluie, pollution, ensoleillement, etc.).

Le béton Coloré

Béton teinté dans la masse par addition de pigments variés, naturels ou synthétiques. Utilisé essentiellement pour des éléments en béton devant rester apparents et pour lesquels un aspect décoratif et esthétique est recherché.
Adjuvants les plus utilisés :

  • Plastifiants ou Superplastifiants
  • Entraîneurs d’air
  • Hydrofuges de masse

Notes

[1Efflorescences :
Phénomène visible : Apparition de tâches blanchâtres à la surface du béton.
Raison technique : Elles sont dues à la transformation de la chaux libre libérée lors de l’hydratation du ciment (qui migre vers la surface car soluble dans l’eau), et qui se trouve transformée à la surface du béton avec l’action du dioxyde de carbone de l’air Ca(OH) 2 + CO2 CaCO3 + H2O
.