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Manuel de la construction

N IQ U ESE TUN 1V E R S ITA 1RES ROM AND E S

3.6 Beton et beton arrneen "Ie la 3.6.1 Definition,origine

;; Le beton est un agglom ere com positeaussi hornoqene que possible de m ate"riaux inertes et d ivers appeles agregats,m elanges avec une partie active servantau co llage , app elee f lant, a ve c a dd itio nd'eau. " .,

E n fo nc tio n d es ty pe s d e c olle u tilis es et!o u d es r na te ria ux a a gg lo me re r, o n o btie ntdiverses categories de betons, par exem -pie:

ren-;.

Betons Liants Granulatsd 'a rg ile , d e t er re argile g ra in s d e p ie rr ed e r es in e rasine diversde fib res d ivers en p artie des fib resde c im ent ciment grains de p ierreleger d ivers legers

e

D ans la c onstruction c oura nte a ctue lleIe Iian ! est e sse ntie llem ent Ie c im ent avecle s m em es granu lats : sab le, g rav illon , g ra-vier. Le cim enl perm et d 'obten ir des be"to ns p lu s r es is ta nts (10 a 15 fo is p lus q ueI'a rg ile ), p lu s d ura ble s e t s urto ut p lu s r es is -tants a I'eau.

Les prin cipa ux avan tag es del'em plo id u b eton son t les suiv ants :- il est peu coOteux, facile a fabriq ue r et

n ec es site p eu d 'e nt re tie n;- il se m oule , epo usa nt to ute s le s form es ;- it devient so lide com me de la pierre;- iI restste bien au feu et aux actionsrnecan lques, chim iques et ph ysiq uesusuelles;

- associs a des arm atures en acier, Ieo eto n a rr ne a cq uie rt d es p ro pr ie te s n ou -velles qui en font un rnateriau de cons"tru ctio n a ux p os slb illte s tr es e te nd ue s;

- les ressources necessa ires pour sa ta-b rica tion exis tent en q ua ntltes pre sq uel l l irnitees:

- sauf pour la production du cim ent, safa bric atio n n ec es slts p eu d 'e ne rq ie .S es d esa van taq es s ont:

- sa faible res istance a la traction exi"ge ant so n ass ocia tion a vec des arm atu-res rneta ll iques;- son poidspropre e leve: sa m assevo lum iq ue e st d'e nviron 2 ,4 t!m3 e t p eue tr e r sd ui te a environ 1,8 dans Ie cas debetons legers de structure avec desg ra nu la ts le ge rs , e t a m oins de 1 d ans Icas de betons legers d 'isolation ayantu ne fa ib le r es is ta nc e a l a com press ion ;

- sa fa ible iso lation therm ique;- Ie c oO t e leve en tralnep ar sa de stru ctio ne n c as de dem olition ou d e m odific atio n

d 'u n o uv ra ge .

le s

nm .

. n . ,

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MATERIAUX

HistoriqueLes orig ines du beton de terre rem on-tent a la p lus haute antiqu lte : en eftet, encompactant, a la m a in , d e la te rr e a rg ile us ehum ide, on obtient, aprss sechaqe , unm ate rta u d on t la co mp ositio n e t ce rta in esc ara cte ris tiq ue s o u p ro prie te s s on t a na lo -gues a celles des beton s actuels ( 3.2Te rr e c ru e ).Le s R om ain s ontin troduit Ie m ortier d echauxvers la fin du 3e s ie cle a va ntJ .-C . E n80 avant J.-C ., dans les D ix liv re s d 'a rc hi-tecture, V itr uv e a tr an sm is la c on na is sa n ceq u'a va ie nt le s R om ain s d es m ortie rs:- Lorsque la chaux sera etem t, if faudrala m elanger de la m eniere su ivante : on

m ettra une partie de chaux avec tro isparties de sab le de cave, ou deux par-ties de sab le de riv ie re ou de m er; tellee st la jus te prop ortion d e c e m ela nge q uidev iendra encore m eil/eur s i on a jouteau sab le de mer et de t iviere u ne tro i-s ie me p artie d e tu ile au x p ile s e t c es se s.- P lus lo in , il recom m ande I'usage dus a bl e v o lc a ni qu e , l a p o u zz o la n e (pulvereputeolano) q u'il d efin it a in si: II y a un ee sp ec e de p ou dre a la qu elle la n atu re ad on ne u ne v ertu a dm ira ble : e l/e se t rouveau pays de BaTes et dans les terres qu isont autourdu M ont V esuve. G ette pou-dre, m elee avec la chaux et les pierresce ss ee s, re nd la m eco nne tie te l/e me ntferm e, que non seu lem ent dans les ed i-fice s o rd in aires , m aisa uss i so us /'e au ,e lle du rc it .C e tte o bs erv atio n, p a rfa ite m en t e xa cte ,b ie n. q ue m ala dro ite me nt e xp liq ue e d an sla su ite d u te xte p arce q u'o n ig no ra it a lo rs

le s p he no me ne s c him iq ue s, tie nt a ce q ueI'on a appsle justem ent les vertus pouz-zolaniques de I'agregat. C es vertus, per-m e ttant au m ortier non seulem en t de re-sister a I'eau m ais m srn e de fa ire prise enm ilieu fortem ent hum ide , sont dues sim -plement a la p re se nc e d 'u ne fo rte q ua ntited e s ilic ate d 'a lu m in e. E n a jo uta n t a l a c hauxaerlenne de la pouzzolane on la trans-fo rm e a rtific ie lie me nt e n ch au x h yd ra uli-que; c 'est la m em e transform ation quis 'opere lo rsqu 'on rne le au m ortier de lac era rn iq ue p ile e, re ce tte m is e a p ro fit p arle s R om a in s p ou r le urs re ve te rn en ts e ta n-ches. C hez les Rom ains, la proportiond 'ea u de gachage s'etab iit en fonction duclim at, donc du taux d 'evaporation, et deI'u sa ge ; u n m ortie r d es tin e a ux fo nd atio nso u a u re mp lis sa ge e st m oin s m ou ille , p arceque m oins ventile qu 'un m ortier de jo in-to ie m en t o u d 'e nd uit. D e rn ern e, Ie d osa ged u sa ble e t sa g ra nu lo me trie va rie su iva ntq u'iI s 'a git d 'u n m o rtie r d e lia is on o u d e so l,m ele de g ros eclats, ou d 'un m ortier d 'en-d uit re alis e a ve c d u sa ble fin . P ou r co nfe c-tio nn er so n m ortie r, Ie m ac on ro ma in a jo ute

peu a p eu I'eau et m elang e longu em ent Ielia nt e t le s a gre ga ts a I'a id e d 'u ne h ou e atrss lo ng m an ch e (3 ,5 0 m ), Ie rabot, appeleains i e n ra ison du m ouvem ent d 'ecrase-m en t que I'on exerce avec la lam e deI'outil, a fin d 'e lirn ine r le s grum eaux e t defa ire p en etre r Ie sa ble d an s la m asse p la s-tique de la chaux. Cette operation s'ap-p elle Ie g ac ha ge o uc or ro ya ge et doit sepro longer jusqu 'a ce que Ie m elange aitu ne a pp are nce p arfa ite me nt h om oq en e e tqu 'au cun grum eau de cha ux n e soit ap pa-rent.

L e m ela ng e te rm in s, Ie m ortie r e st tra ns-porte dans un e auge jusqu 'au lieu de m iseen ceuvre ou Ie m acon va Ie m e ier auxm oe lio ns d an s Ie m assif d e re mp lissa ge ,co nstitu an t a in si I'opus c cemen tic ium , eng arn ir le s j oin ts d es p ie rre s o u d es b riq ue sou Ie jeter sur la paro i pour realiser lesenduits . Le lent phenom ena de cris ta lli-sa tio n, o u p rise , co mm en ce a lo rs, co nsis-ta nt e n la co ncre tio n d e I'e nse mb le (d ' ou Ien om d e meconnene conc re te ) s ou s l a f o rm ed 'u ne cre ate d e ca rb on ate ca lc iq ue e nve -lo ppant les gra ins de sable ou d e tu llea u etadherant aux m oellon s o u aux b riques.II ex is te une distinction en tre Ie batondes constructions rom a ines et Ie batonm od ern e q ui re sid e d an s la p re pa ra tio n; Iebe ton rom ain est un m elange dans Ie m urdu m ortier et des cailloux, tandis que Iebe ton actue l est un m elange de m ortier e td e c aillo ux p re pa re a I'a va nce q ue I'o n m eten ceuvre entre des coftrag es san s y ajo u-t er e ns uite d 'a utr es materlaux,Au 14e sie cle Ie m ot betun e st e m plo yepour Ie lim on de rlv iere et la g la ise plasti-que. B etu n, b ec to n, b ete r signif ient se so-lidifier. P our la prem iere fo is , au 18e siec le,Ie term e de t ieton e st in tro du it p ar I'in ge -n ie ur fr an ca is B e lid or (1 6 97 -1 7 61 ).E n 18 24, I'A ng la is A spd in eut I'idee decom biner un m elange de cal ca ire et dem arn e, d e Ie ca lcin er e t d e le .m ou dre , c'e stIe c imen t Po rtl anddu n om d e la p en in su leangla ise o u Ie calca ire fut extra it. C e lian ta une resis tance p lus elevee que la chauxo u la p ou zz ola ne .

En 1847 , F ranc o is Co igne t(1814-1888)p ro je tte la p re mie re co uve rtu re e n cim en tco ule su r co ftra ge e t a rm ss d e fe rs p ro file spo ur une terrasse a S ain t-D en is, c on s-tru ite en 1852. O n lu i accorde la m ise aupo int du precede de baton arrne qui fa itI'ob jet d 'un brevet en 1855 pour la cons"tru ctio n d 'u ne m aiso n m on olith iq ue d e tro isetages .E n 1849, Joseph M onier (1823-1906)c on stru it le s p re mie rs b ac s a f le u rs a rr ne sd 'u n tr eillis m e ta lliq ue .ll s 'a p erc oitv lte q ueIe nouveau system s de construction seprete a de nom breux autres usages, etapres avoir brevete en 1855 ses bacs afle urs, il o btie nt u ne se rie d 'a utre s b re ve ts

3.15F ra nk L lo yd W rig ht.Im m eu ble a dm in is tra tif d es u sin es J oh ns ona R ac in e, W is co ns in , E .-U ., 1 93 6.

p ou r I'a pp lica tio n d u b eto n a rm e a ux ca na -lls atio ns (1 86 8), a ux p an ne au x (1 86 9), a uxponts (1873), aux escaliers (1875), auxpoutres (187 8), aux cou vertures (1880).L es re alisa tio ns co ncre te s co mm en ce ntim m ed la te me nt; u n re se rvo ir d 'e au a Fon-ta inebleau en 1868, suivi, en 1875 , d 'unprem ie r pont d 'une portee de 16 m .Issu d 'un m ilieu rura l, F rancoisH e nn e biq u e ( 18 42 -1 92 1) e st u n s elf- ma de -m an. II expenrnente son system s avan td 'en deposer Ie breve t en 1892. Dans ces ys te m s d erive d e la c ha rp en te rie , p ou tre s

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D O N N E E S

3.16L e C o r bu s ie r.V il la S a vo ye a P o is sy , 1 9 31 .

3.17P ie r L ui gi N e rv i.D iagram mes de colonnes en b aton arme,

et poteaux form ent un assem blage m ono-lith iq ue d e p la nc he rs e n h ou rd is . L'arma-ture est consutuse de fers r on ds , m a in te -nus par des ettiets, rubans de fers plats;l'e tr le r d ev ie nt l'e rn ble rn e d e H e nn eb iq ue .A pres 1892, son activ ite s'intensifie: sone ntre pris e c re e 4 2 a ge nc es a l'e tr an qe r e te nv iro n 7 00 0 p ro du ctio ns p arm i le sq ue lle sles dalles du G rand et du Petit P alais pourI'E xp os itio n u niv ers elle d e P aris e n 1 90 0.F ils d 'u n c on stru cte ur, A ug us te P erre t'(1 87 4-1 95 4) fre qu en ts l'E co le d es B ea ux-Arts durant la dernlere decennia du 1ge

rr>; sieC le: II fonde vers 1905, avec son trsreGu s ta ve, I 'a te li er A. e t . G. P er re t a rc hit ec -'--

te s e t, a ve c G us ta ve e t le ur troisie rn e fre reC la ud e, I'e ntre pris e d e c on stru ctio n P erre tfre re s, e ntre pre ne urs . L e ty pe d e s tru ctu reen beton arm e utilise par P erret consistee n u n s que lette d e p ilie rs e t d e p ou tre lle s,sur lequel s'appuient les structures hori-zontales, les rem plissages exteneurs etle s e ve ntu els c lo iso nn em en ts in te rleu rs .Im m erg e d an s la tra ditio n tra nca ls e, re po -sant sur la correspondance entre les re-gles classiques et la pratique de la cons-tru ctio n, co mm e Ie d it L eo na rdo B en ev olodans son H is to ire de I'arch itecture m o-d ern e, ... P erre t e st e m en e s po nts ne m en ta ide ntifie r Ie ca dre e n b ato n e rm e (qu i e st

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un fa it de construction) avec Ie cadrep ers pe ctif, e t a tra nsfere r a u p re mie r le scontra in tes e t lesassoc ia tions dud eu xte m e. D 'o D I'e xig en ce d e la s ym e tttee t I'a lfu sio n c on tin ue lle a ux o rd re s c la ss i-cues, com me te rm es de com para ison , s ice n 'es t pas com me apparences form el-les ; e n e tte t, da ns plus ie urs e difices p lu steceats , com me au Musee des travauxpu blics d e 1937, P erre t fin it, en fa it, p arte co nn er les piliers co mm e d es c olon nese t le s p ou tre s c omme d es p ou tra is on s. Lacolonne de P erret exprim e Ie system s sta-tiq ue , e n e ta nt p lu s e tro ite v ers Ie b as; e lleexprim eaussi la duree, la perennite deI'a rc hite ctu re e n re tro uv an t Ie ry th me c la s-sique.L'architecte et ingenieur Frank Lloyd,W rig ht (1 86 9-1 95 9) su t c on stru ire to utesles form es avec tous les m ateriaux. II uti-lisa egalem ent Ie beton arrne (peut-etrsinfluence par I'E urope), m ais apporta desinnovations techniques et form elles dontle s p lu s re ma rq ua ble s s on t le s L ab ora to i-re s J oh ns on a Racine, la m aison de lacascade K aufm ann en P ennsylvanie ou Iernusse G uggenheim ~ New York.

L e C orb us ie r (1 88 7 -1 96 5) e t P . J e an ne -re t p ub lie nt e n 1 92 6 L es c in q pO in ts d 'u nenouve ll e a r ch it e ct u re ou sont defin is lese le m en ts s uiv an ts :- les pilotis,. - le s to its -ja rd in s,- Ie plan libre,- la fenetre en longueur,- la facade libre.

O n p erco it to ut d e su ite q ue c es p re ce p-te s n e p eu ve nts e re alise rfa cile me nt q u'e nb eto n a rm s. P arm i u ne c eu vre im po rta nte ,la v illa S av oy e a P oiss y e st u n m an ife steconcretisant l'ldeoloqie: c 'est un prism ep arfa it, p ro po rtlo nn e s elo n la re gie d 'o r, e tles elem ents porteurssont les piliers defa ib le s ec tio n, d is po se s d e ta co n re gu lie re ;a l'in te rte ur d e c ette tra m e e le me nta ire , le splans et les perspectives sont com poseslibrem ent et leurs elem ents sont cepen-d an t trib uta lre s d es m em es tra ce s re gu la -t eu rs d 'e n se m b le .

Les ceuvres de P ier Luigi Nervi (1891-1979) se distinguent par une utilisationim ag in ativ e d u b eto n a rrn e. L es b atim en tsd e N erv i s on t s pe clfiq ue rn en t s tru ctu ra uxet iIIustrent la m axim e de M ies van derRohe: L a o u la te ch niq ue a tte int sa p le in er ea li sa tio n , e lle d e vie n tt ra n sc e nd a nt e d a nsI'architecture. Nervi batit le s fo rc es in he -rentes a la structure, transform ant unevo ute o u u n p la nch er en u n s pe cta cu la irefaisc ea u d e n erv ure s. S es c olo nn es e xp ri-m en t le ur ro le stru ctu ra l e t d evie nn en t d ese le me nts p la stiq ue s d ont la s ectio n va riese lon Ie co nte xte s ta tiq ue ; c 'e st un n ou ve lu niv er s d 'o rd re s e xp re ss ifs .

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MATERIAUX

3.6.2' ComposantsL e b eto n c om pre nd q ua tre co mp osa ntsessentiels:-Ies g ran ula ts,- Ie cim ent,

- I'eau,- l'alr,L es a dju va nts p erm ette nt o 'a rn elio re rd an s certa in s ca s u ne o u plus ie urs carac-te ristlq ue s so it d u b eto n fra is, so it d u b ato n

durci.II fa ut a dm e ttre q ue Ie c rite re fo nd am e n-ta l.d e q ua lite d 'u n b eto n e st s a c om pa clte .En outre, ilest fac ile a m ettre e n ce uvre ,b on rn arc he e t re sis ta nt.

GranulatsL es g ra nu la ts u tilis es p ou r la fa br ic atio ndu beton sont generalem ent plus resis-tants et p lus durables que la pate de ci-m ent durcie , et aussi m oins chers. II y ad o nc in te re t a u tilise r la p lu s g ra nd e q ua n-tite possib le de granulats par unite devolum e du beton: c'est ce qui constitue lare ch er ch e d 'u ne b on ne c om p os itio n g ra nu -lometr ique.L ors qu e le s g ra nu la ts so nt g ro ssie rs,les vides entre les grains sont tres im por-ta nts e t la q ua ntite d e p ate n ece ssa ire p ou rIe rem plissag e e st tres gran de.S 'i1 y a des granulats grossiers et desgranulats fins, une partie du volum e duv id e e st re m pli p ar le s g ra in s fin s; iI s 'e ns uitque la quantlte de pate est re la tivem entfa ib le . M em e si ce type de m elange, lors-qu 'il est bien etudle, donne de bons resul-tats de co rn pa cite , o n lu i pre te re, po ur d esra isons pratiques (fac ilite de m ise enc eu vre ), e co no rn iq ue s (u tilisa tio n d e to u-te s le s d im en sio ns) e t p sych olo giq ue s (a s-pect de segregation tres m arque a l 'etatfra is), d es m ela ng es co ntin us.L ors qu e le s g ra nu la ts s on t g ro ss ie rs,m oyens et fins, les vides de grandesd im en sio ns e ntre le s g ra in s g ro ssie rs so ntrem plis partie llem ent par les grainsm oye ns; u ne p artie d e la p oro site re sta nteest ensuite rem plie par des gra ins plusfins, et a insi de suite. O n obtient de cettem anlsre une porosite fina le assez fa ib leq ui d oit e tre co rn ble e p ar la p ate d e cim en t.Le choix de la dim ension m axim um desg ra nu la ts e st im p orta nt p ou r la te ch no lo giedu beton: en eftet , le s g ra in s g ro ss ie rspresentent, par rapport aux plus petits,u ne su rfa ce sp ecifiq ue m oin dre (surfa cepar unite de m asse et de volum e), et ne-ce ssiten t p ar co nse qu ent m oin s d e cim entpour etre enduits. II est souhaitable dechoisir toujours la d im ension m axim aledes grains la plus grande possib le , tout entenant com pte de certains efte ts secon-daires:

- la m ise en CEuvre devient p lus difticilelo rs qu e Ie cia mstre a ug me nte ;- les risques de segregation augm ententa ve c la d im en sio n m axim ale d es g ra in s;- les plus gros grains doivent etre pluspetits que Ie tiers ou, m ieux, Ie quart dela plus p etite dim en sio n de I'elem ent ab eto nn sr, e t ce la a fin d e p ou vo ir o bte niru n b eton su ffisa mm en t ho mo qen e:- pour Ie beton arm s, les plus gros gra insdoivent aussi etre p lus petits que ladistance entre les arm atures les plusrapproohees afin de perm ettre Ie pas-sage a travers ces arm atures d 'unem a ss e h orn oq sn e.La com position granulom etrique estla rep artitio n e n po ur cen t de s differe nte sta illes des grains des agregats. La resis-tance a la co mp re ssion e t a la tra ctio n e st

proportionnelle a la d en slte d u b eto n: d on c,u n b on b eto n d oit p re se nte r u ne p ro po rtio nde vides tres faible. II est im portant der ec he rc he rle v olu m e o ptim u m d e I'a gre ga t.Les analyses granulom etriques ont pourbut de determ iner la grosseur et Ie pour-ce nta ge de s a greg ats laissa nt e ntre euxles vides m in im aux. Pour parvenir a ceresulta t, on precede par tam isages suc-cessifs avec des passoires a trous dec ia m st re s v ar ia b le s.

E n reg ie g en erale , les p ro po rtio ns so ntles s u iv an tes :- pour du beton dam e gravier 3=sable 2- pour Ie beton vibre gravier 7=sable 5Dosage en cim entII faut que la quantlte de pate de cim entso it su ftisa nte p ou r e nro be r to us le s g ra in sinertes et com bler tous les vides entre lesgrains. Lorsque la com position granulo-rn etn qu s a e te d efin ie d e rn an le re a obteniru ne co mp ac ite re la tive me nt e le ve e, il re steun vide en tre les g rains q ui est de I'ord re de25 %. La quantlte de cim ent necessalrepour rem plir les vides peut se deflnlr parI'e xp re ssio n su iva nte : p oro site d es g ra nu -lats = vo lu me a ppa re nt d u cim ent.

O n peut donc determ iner la quannte decim ent en m asse en connaissant ce queI'on appelle la m asse volum ique appa-rente du cim ent, qu i n'est autre que lam asse de cim ent contenu dans un reci-p ie nt d 'u n litre .En fonction de la quannte de cim ent, onclasse le s b sto ns e n tro is cate go ries:- batons moyens ,dont Ie volum e de cim ent. est egal a . laporoslte de I'ossature; .

ce sont des batons ple ins, a minimumde liant et, par consequent, des betonsrationnels;

., betons maigres;do nt Ie vo lu me d e cim ent e st in fe rie ur 8 . ' - . . . . /l a po ros lt e:ce sont des betons poreux et, par con-seq uen t, trss p erm ea blss et a sse z d iffi-ciles a travailler;- betons gras ou vides,obtsnus lorsquela quannts de llant estsuperieure a ceile du baton m oyen;ces betons sont onctueux, d 'ou leurnom de batons gras.La resi stanc e a la co mp re ssio n, c ara c-terlstque e ss en tie lle d u b eto n, a ug me ntea peu pres proportionneilem ent avec Ie

do sa ge en cim en t po ur le s be ton s m aig re set m oyens; avec un dosage superieur, lare sistan ce ne crott p lus e t eile pe ut m ern ad e sc en d re le g er em e nt .Teneur en eau

La quantite d 'eau strictem ent neces- ~saire a I'hyd ra tation com ple te du cim en te st re la tive me nt fa ib le , s oit 1 5 a 20 % de la ~m asse du cim ent; pour un baton dose a300 kg/m3 d e c im en t, I'e au d 'h yd ra ta tio nne represents que 45 a 60 kg. O r, laqu ann ta to tale d'ea u de g ach ag e utilisee ,ou dosage en eau, est bien superieure a .ce tte va le ur, e t ce ci a fin d e p ro du ire a l 'etatfrais un m elange facile a . tra va ille r e t am ettre e n p la ce .

S i I'on considere I'exem ple du betondose a 30 0 kg/m3 de cim ent, on a uneporoslts de I'ossature de 250 litres par m3qui est rem plie avec un volum e apparentde cim ent de 250 litres. O r les gra ins decim ent la issent entre eux des vides depetite dim ension m ais trss im portants dupoint de vue du volum e. Le volum e reel,vides entre les grains deduits, d 'un kilo-gram m e de clm ent n 'est p lus que de 0,32litre . L e volum e ap pa re nt, vid es inc lu s, de300 kg de cim ent etant de 250 litres et le-volum e re el o u a bso lu n'eta nt q ued e 3 00 x ' _ _ _ ' /0,32 = 9 6litre s, o n ob tie nt un vid e e ntre le sgra ins de cim ent de 250 - 96 = 154 l it res .L e vo lu me p ouvan t etre re mp li pa r I'e au e std e 1 54 litre s, d 'o u la re gie e mp iriq ue la rg e-m e n t u tll is ee : l'e au d e g ac ha ge = environfa m ome du amem:

En pratique, il faut ten ir com pte du fa itque les granulats constituant I'ossaturesont genera lem ent rnouilles et que leurteneur en eau peut atte indre des pour centd e la m asse tota le , c'e st-a-dirs p lu sie ursdizaines de kg ou litres par m3; a in si, p ou rdes granulats contenant 70 litres d 'eau,I'eau a . ajouter ne serait que de 154 - 70= 84 kg ou litres.Teneur en air

L 'a ir joue un ro le aussi im portant queI'e au p ou r la re sis ta nc e a . la compress ion.II se trouve genera lem ent dans Ie beton

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DONNEES

~ sous form e de bulles plus ou m oins sphe-riques, d 'un dlam etre im portant, et il estp ra tiq ue me nt im po ss ib le d e I'e lim in er c om -pleternent avec les m oyens de serragehabituels.La quantite d 'a ir n e re ste p as c on sta nteda ns Ie te mps car si Ie be ton est m ainte nua I'air, une partie de I'eau de gachages'e va pore; ce q ui provoque u ne a ug m en -tation de la porosite,' c 'est-a-d ire de lateneur en air, e t s'il est m aintenu dansI'eau, il se sature et par consequent lateneur en air dim inue. Le baton fra is estconsldere com me plein lorsque la teneuren air est de I'ordre de 10 % de I'eau degachage. '>',- L 'a djo nc tio n d e flu id ifia nt o u d e p la stifia nt

> tra nsfo rm e I'a ir e n p etite s b ulle s d e I'o rd rede 0,1 m m de diamstre q ui se co m p orte ntco mm e d es g ra in s sp he rlq ue s s an s fro tte -ment.Adjuvants'Depuis tres longtem ps on a constateque I'ad jonction de certains produits aub eto n o u a u m ortie r p erm e tta it d 'a rn elio re rce rta in es d e le urs p ro prte te s, L 'e mp lo i d esa djuva nts est d eve nu tre s co ura nt; e n E u-r op e e n vir on 35% d es b eto ns e n co ntie n-nent.O n peut c lasser les adjuvants dans lesc at eg o rie s s uiv an te s:- p la s ti fi an ts ,{dont Ie but, com m e leur nom I'ind ique,est de rendre Ie beton p lu s p la stiq ue o u

onctueux;-:J !u id ifia nts ou re du cte urs d 'e eu ,qui sont des produits abaissant la ten-s io n s up erfic ie lle d e I'e au e t p ro du is an tu ne d eflo cu la fio n d es g ra in s d e cim en t;ce la perm et I'obtention d 'un m elangep lu s h o mo q sn e:u ti lis es c om m e f lu id if ia n ts , c 's st- a- di reen m aintenant I'eau du gachage cons-ta nte , ils fa ciliten t la m ise e n oeuvre et!ou Ie transport du beton; par contre,lo rsq ue la qua ntite d 'e au e st re du ite, ilsperm ettent d 'augm enter la qualite dubeton, surtout pour ce qui est de laresistance a la compress ion;- ,:e ntr afn eu rs d 'a ir ,, q ui ag issent en creant dans Ie beton ungrand nom bre de petites bulles d 'a irfacilitant la m ise en place du beton care lles se com portent com me des grainsfin s so u p ie s e t sa ns fro tte me nt;c es b u ll es a u gm e nte n t l 'im p er m sa b lll tee n d im in ua nt le s re mo nte es ca pilla ire set arneliorent la resistance au gel carelles perm ettent I'expansion de I'eaulo rs qu 'e lle p as se d e l'e ta t liq uid e a l'etatsolide;- a cc ele ra te urs et retardataires,qui sont des produits augm entant oure ta rd an t I'h yd ra ta tio n d u c im e nt;

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ces a djuva nts pe rm ette nt d'ob ten ir acou rt term e de s resistan ces im po rta n-tes (acceleratsurs) ou de m aintenir Iebeton a l'etat frais 'plus longtemps(re ta rd ate urs ); ils s on t u tilis es a us si b ie np ar te mp s fro id (a cce le ra te urs) q ue pa rt em p s c ha u d ( re ta rd a te u rs );

- n yd ro fu ge s;'a d ju va n ts d e sti ne s a arne ll ore r I 'im per -rne ab ilite du be ton e n a rretan t p artie l-le m en t le s re rn on te es c ap illa ire s;/antigels,

bO'"\..~ qui ont pour but d 'eviter Ie gel du betonfra is e n a ba is sa nt Ie p oin t d e c on ge la tio nd e I'e au ;- a ntig elifs ,

destines a eviter que Ie beton durci nese desagrege par suite de cycles de gelet de degel successlts:le s m eille urs a ntig elifs co nn us son t lesentraineurs d'aircites p lu s h au t;une bonne hornoqeneite et une bonneco rnp acite so nt d es co nd itio ns e ssen -tie lles po ur I'ob ten tion d e b eto ns resis-tant au gel.Un adjuvant ne saura it rem placer lesregles reconnues pour la confection desbe ton s de qu alite, D es a dju van ts pe uve ntagir sur p lusd'une seule proprlete du be-ton et avoir une action detavorable surd 'autres proprie tes: leurs effe ts ne peu-v en t e tr e predits a ve c p re cis io n a va nt q u'ilsn e so ie nt te ste s a ve c le s rn ate ria ux a utili-ser. / '" , : , , , , , v k : , ~ .

AcierLe beton supporte bien les efforts decom pression m ais m alles efforts de trac-tion, de flexion, de torsion ou de cisaille-m ent. Afin de repondre a la tota lite desefforts possibles, un compose de deuxrn ate ria ux c orn ple me nta ire s a e te cre e, asavo ir Ie baton arme, C ette allia nce n 'ae te p os sib le q ue p arc e q u~ h~ s c oe ffic ie ntsde d ila tatio n so nt a peu pres egaux. Lesdeux rnaterlaux a dh ere nt b ie n I'u n a I 'autreet I'oxydation de I'acier est protegee parl'a lc alin lte d u c im en t. L eu rs m o du le s d ' ela s-tlcite sont trss difterents, L'arm ature estconeue et disposee de te lle tacon qu'une ta t d 'e qu ilib rE ?e ntre l'a rm a tu re e t Ie b eto n~ so irp osslb le .-d n--m od elise Ie flu x d es fo r-c es internes a I'a id e d 'u n tre illis d e re m pla -cem ent, notam ment dans les zones d'as-sem blages (ncsuds) et dans celles ou Ieflux de s fo rces e st d erive, pres d es joints e td e s a n cr ag e s.S elon la necessite, les fers utilises antdifferentes contormationss .- fers do ux (ron ds, o rdina ires),- fers a nuances (creneles, Box, Tor,C a ro n , e tc .) .

Les arm atures sont en contact avec Ieliq uid e in te rstitie l co nte nu d an s le s p ore s./

Ce liqu ide est un electro lyte tres alca lindont Ie pH, dans un beton s ain , e st c om p risentre 12,5 et 13,5. D an s u n te l e nv iro nn e-m ent, I'acier est passifet la corrosion np eu t in te rven ir. A u cou rs d e sa vie, diverspro cessu s de de teriora tion d u be to n pe uv en t a ffe cte r p ro fo nd ern en t la c om p os itio nd u liq uid e in te rs titie l: le s s ollic ita tio ns m ecaniques, ou des cycles gel-degel, ou encore de s attaq ues chim iq ue s pa r I'a tm osphsre (C02, S02, ... ) qui favorisent lp en etra tio n d es a ge nts a gre ss ifs (o xy ge neet chlorures) et donc la corrosion des amatures.3.6.3 Types de betonsBeton maigre~II a un dosage de 150 kgde cim ent pam3 de m asse tota le; c'est Ie dosage m inm a l a dm is sib le p ou rla lia is on d es a gre ga tsS a re sis ta nce e st faible ; il s 'em plo ie p oules aires propres sous les fondations oco mm e n ap pe d ra in an te .Le beton caverneux est constitue pad es a gre ga ts d e c alib re 's em b la ble la is sa ndes vides entre eux; il est assim ilab le abston maigre.Betons courantslis so nt u tilise s d an s le s co nstru ctio nshabitue lles pour Ie batlrnent et Ie geniec iv il; le ur caractsre basique protege learm atures des betons arrnes ou precontra in ts.

Le bston CP 200 est em ploye pour lefo nd atio ns sim ple s e t le s re mp lissa ge s.Le beton CP 250 e st e mp lo ye p ou r lefondations, les m urs contre terre et lem urs de soutenement.Le s b~tons C P 300 a 400 sont les betons les pluscouram m ent utilises pour lm a lo rit e d e s c on st ru ct io n s.Leur , reS is tance a la c om p re ss io n28 [oursvarie entre 25 et 50 N/mm2 e t p euatteindre 50 a 100 N/mm2 a 2 ou 3 ans.

Batons is haute resistancelis o nt u ne re sis ta nc e a la compress ionsupsrieure a 60 N/mm2 a 28 jo urs . lis s onobtenus par I'utilisation de m oyens dco mpa cta ge extrem em ent pu issants, p al'arnelioration de I'adherence cim ent!gra nu la ts e t I'u tilisatio n de g ran ula ts tresresistants, par I'em plo i de cim ents et dgranulats speclaux, pa r I'ap plication dnouvelles techniques de m ise en oeuvrep ar e xe mp le d es p re ssio ns tre s im po rta n-tes sur Ie baton frais et I'essorage pouelim iner une partie de I'eau de gachage,p ar I'e mp lo i d e ce rta in s a dju va nts p erm ettant une reduction im portante de la quantite d 'e au .C es b eto ns p erm ette nt d e co nstru ire d es o uvra ge s e n b eto n p re co ntra in tp lu s le g er s.

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MATERIAUX

Batons de fibres, lis p erm etten t d 'a me 'io re r la re sista ncea la traction; parm i les applications, onp eu t re te nir le s e le me nts m as sifs a ve c u negrande ductilite et une tres bonne resis-ta nce a ux ch ocs, co mm e le s p iste s d ' ae ro -p orts , d es revetements i nd u st ri el s, l es f or -tifica tio ns ains i q ue le s e le me nts m in ce sd ote s d 'u ne g ra nd e re sis ta nc e a la tractionet d'une bonne ductilite , te ls que les ele-m en ts de facad e o u d e to itu re e t l es tu ya uxen beton,B eto n leg erD 'u ne d en site in fe rie ure a 1,5, il estutilise pour sa legerete et com me isolanttherm ique. O n I'obtient en rernplacantpartie llem ent les agregats courants pardes rnatsriaux legers te ls que Ie liege, lala lne, des copeaux, desscories, de lave rm icu lite, d e la pierre po nce , e tc.B eto n p ore ux ou ce llu la ire

" contient des bulles d'a ir ou de gaz. S adensite est de 0,3 a 1 ,3; il est obtenu para djo nc tio n, lo rs du m e la ng e, d eO , 1 a 0,25 %d e p ou dre d 'a lu min iu m a u cim en t.D ' au tr es b ato ns s on t a us si u tilis es , d on tla te ch no lo gie n e d iffe re q ue re ; o n c he rc heuniquement a a m e ll or sr c er ta in e s c ar ac te -ristiques ou proprle tes, com me la resis-tance a l a c om pres sion etlou a la t rac t ion,la resistance au gel, l ' impermeablnte, ceq ui p eu t o blig er, da ns ce rta in s cas, a faireappel a de nouvelles techniques pour Iem elange ou la m ise en csuvre: un teton dersslne, par exem ple, ne peut pas etre m ise n place a ve c le s p erv ib ra teu rs co uram -m ent utilises pour Ie com pactage des be-to ns d e c im en t.B atons lm pregnes de polym eresC e so nt d es be to ns de cim ent trad ition -n els, d ont la p oro slte ou un e pa rtie im po r-tante de celle-G i,est rem plie avec unrn on om ere q ui e st e ns uite p oly me ris e; le urresista nce e st 3 a 4 Iois plus elevee quec eli e d u b e to n t ra d it io n ne l, l a d e to rm a b ll it ee st m o in dre e t la p erm sa bllite e st p ra tiq ue -mentnulle,B ato ns d e p olym eresCe sont des betons ou Ie liant est unp olym ers: il fa ut lim ite r le ur usag e a de st em p e ra tu re s in fe rie u re s a 1 00 C ; ils s on tu tilises d an s de s e nviro nn em en ts a gre s-sits e t po ur de s rep aration s de con stru c-tio ns e n b ato n a rm s.Batons de cim ent et de polym erelis sont tabriques en ajoutant au betonde cim en t, lors d u g acha ge, u n po lym ers,de te lle m aniere que I'hydratation du ci-m ent et la polym erlsation se deroulent en

Com positions usuelles des batonsDesignation Poids

du cimentk g

Sable sec0,08/5 mmI

Gravillons6,5/25 mmI

Cailloux25/60 mmI

Beton de proprste 150Gros baton 250Beton arme vibre 350Beton arms de resistance elevee 400Beton pour petits ouvrages 300Dallage 300Forme de pente 250

400400450435400400400

850350900800850350850

550

550

p ara lle ls. D an s c es b eto ns, le s p ro prie te srnecaniques, les res is tances a ta compres-sion et a la tractio n e t l'elasticlte n e so ntrnodif iees que m odestem ent; par contre,le s re sis tan ce s a ux a ge nts ag re ssifs e t a ugel sont fortem ent am eliorees, Leur prixest quelque 10 a 20 fo is p lus eleve, ce quie n lim ite n ec es sa ire me nt l'e rn plo i a desr ea lis at io n s tr es s pe cit iq u es ,

3.6.4 Beton arrneC 'est une association heterogene dedeux m ateriaux, Ie bston et I'ac ier. Lesca ra cte ris tiq ue s d e ce n ou ve au rn ate ria usont d ifferentes de celles de ses com po-

sa nts, b ie n 'q ue ce ux-ci co nse rve nt le ursq ua lltss p ro pres. L e b ato n qu i re sists b ie na la com pression m ais m al a l a t ra ct io na ssu re la tra nsm is sio n d es e ffo rts d e co m-pressio n e t I'a cier la re prise d es e ffo rts d etra ctio n. C 'e st l'ad heren ce en tre Ie b stone t I'a cie r q ui p erm et c ette a sso cia tio n, re n-d u e p o ss ib le p a r I 'e xis te n ce d e c oe ff ic ie n tsd e d ila ta tio n v ois in s.Avantages- une souplesse de m ise en ceuvre:la m ise en place du beton par coulageperm et d'obtenir les form es choisies,

sans assem blage cornplique et sansdisconnnuite:- la resistance aux agents exteneurs:m ate riau m on olith iq ue rsco nstitu e, re-s is tant b ien aux effets exterieurs, Iebeton assure la protection des acierscontre la corros ion, pour autant queI'e nro ba ge d es a rm a tu re s s oit d 'a u m o in s2 cm pour des structures a l'a brl d esinte mp erle s, d e 3 cm po ur d es su rfacesc offre es, e t d e 3 ,5 cm p ou r d es su rfa ce sn on co ftre es (fa ce s su ps rle ure s) e xp o-s ee s a ux in te m pe rte s:- la resistance aux seism es:

en raison de son m onolith ism eet de laq ua lite d es a sse mb la ge s, Ie b eto n a rm e

re slste bien a ux e ffo rts sism iqu es q u'ilest possib le de prendre en com pte;- /'iso latio n con tre les bru its eenens:sa densite e le ve e e ntra in e u n b on a ffa i-

b lisse me nt d es b ru its aeriens e m is pru ne s ou rc e e xte rle ure , Inconvenients- la m ise en CJ3uvre :

la m ise e n p la ce est re lative me nt cou-teuse en ra ison de la necesslts de cof-frer prealablement Ie fayonnage desa rm atu re s e st lo ng ;- I 'M t er og e ne it e:c'e st u n rnateriau h ete ro ge ne q ui e xig eu ne a tte ntio n au x ch oix e t a ux quantitesdes cornposants.et une vibration lorsd u c ou la g e;- Ie poids:la densite du beton est de I'ordre de

2,5 tlm 3, re nd an tle so uvra ge slo urd s; Iepoids m ort est souvent preponderantp ar ra pp ort a ux s ur ch ar ge s;- Ie retra it:Ie beton presents un phenom sne dere tr ait im p orta ntfa vo ris an t la fissuratlor'q ui vie nt s'a jo ute r a c e li e, o rqan iquec.>d es p artie s te nd ue s;- Ie risque de corrosion des arm atu res:Ie m anque d'etancheite ajoute a safis su ra tio n p eu t e ntra in er la co rro sio nd es a rm atu re s p ar o xy da tio n;- la c on du ctib ilite th erm iq ue :c'est un m auvais iso lant therrn lque: ild o it e tre d ou ble p ou r e vite r d es d ep erd i-t io n s t he rm iq u es i mp o rt an te s;- la transm ission des bruits d 'im pact:bon conducteur des bru its de chocs, iId oit etre iso le d es im pa cts p ar u n m ate-r iau resi li en t;- Ie ra ideur:c'est un rnateriau qui, en ra ison de larig id ite d e s es lia iso ns , m an qu e d e s ou -p lesse, done d'adaptation aux effortssecondaires ou lm prevus com me dest as se m e nt s d iff er en ti el s, d e s d e niv ell a-

tio ns d 'a pp ui, d es e ffo rts d 'o rig in e th er-m iq ue , e tc .115

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D O N N E E S

.~ P oid s in dic atifs d es a rm a tu re spar m3 d e b eto n

Ouvrage P a r ti e d 'o u v ra g e Moyenne Min imum Max imum a ) 2kglm3 kglm3 kglm3H abita tion Fondations 55 45 70

M urs de cave 75 50 90P rotec tion c iv ile 1 atm 70M urs etaqss superleurs 60. 45 85D a lle s e ta ge s s up er ie ur s 70 55 90Escal iers 85 70 11 0 3.18

B e to n a rm s .Construct ions F o nd a ti on s i so ls e s 80 50 12 0indus trie lles S em elles filan tes 70 50 80 a ) Fiss ure s d 'u ne p ou tre n on a rm ee .R adier 90 65 11 0 1 . F is su re s d ue s a u g lis se me nt lo ng itu din alM urs e n c on ta ct a ve c Ie te rra in 70 50 90 et a l 'e f to r t t ra n c h an t .P ro te ctio n c iv ile 1 a tm 70 2. F issures dues a l a t rac tion .Piliers 16 0 12 0 21 0

D alles p lanes 130 11 0 15 0 b ) A r m a tu r e s.D a ll es n s rv u rs e s 11 0 90 13 0 1 . B arre s d e m on ta ge .D aile portante dans deux d irec tions 100 75 120 2 . B arre s re le vs as o bliq ue s a bs orb an tM u rs e ta ge s s up sr le ur s 75 55 90 l es e ff or ts d e c is a il le m e nt .Parapets 75 60 95 3 . B arre s p rin cip ale s a bs orb an t le s e ffo rts,~ d e t ra c ti o n.M urs M urs e n equerrs 80 55 90 4 . E trie rs o u ca dre s a bso rb an t le s e ffo rtsde soutenernent M urs rig ides 80 60 100 d e c is aille m en t o u e ff or ts t ra nc ha nt s.

B e to n p re c on tr a1 n tL a m ise e n p recon trainte d'un elem en ten beton e st I'in tro du ctio n d 'u n c ab le , d 'u ntendeur ou d'une arm ature a. l'intsrleur decelu i-c i, afin d 'exercer un effort de com -p re ss io n p re ala ble q ui, co mb in e a . I'e ffo rtde fle xio n, va p rod uire un effort re su lta ntfa vo ra ble . C ela e vite le s fis su ra tio ns d an sla z one infer ieu re te rid~~ ;' ;! >c e>be tonne s ertprat lquemenfqu'a. proteqer l es a rm aturescon tre la co rros io n, Le s portess so nt p lu sim portantes avec des sections plus ta l-bles.Com m e I'a d it Eduardo Torro ja dansL es s tru ctu re s a rc hite ctu ra le s: D e to us /e sme ie tte ux co nn us, Ie be ton p t econt re in ;est a la fo is Ie p lus subtil e t Ie p lus com pli-que qu i a it eM inv em e ju squ 'a no s jo urs .3.6.5 Fabrication du betonConsistanceC'est la caracterlstique la plus im por-tante du baton frais. E lle doit e tre chois ieen fonction du type d'ouvrage et desm oyens de m ise en ceuvre dont on dis-pose. Lorsque Ie dosage en cim ent et lac om p os itio n g ra nu lo m etriq ue s on t c on nu s,laconsistance ne depend que de la quan-tite d'ea u, c'e st-a-d ire d u ra ppo rt e au/ci-ment (E /C ) , car Ie cim ent est constant,prin cip e de term in an t sur les ch antie rs. L aqualite de resistance a. la com pressionde pen d du rap po rt E /C m ais aussi du do-sa ge e n cim ent.116

La co nsistan ce e st rnesuree a u m oye ndu cone d'Abrahm s, so i t un tronc de conee n to le d e d im en sio ns n orrn allse es , re mp lide baton en tro is couches de m em e hau-teur, dont chacune est serree en etantplqu ee 2 5 fo is avec u ne b arre m eta lliqu e:Ie m ou le e st so ul e ve v ertic ale me nt e t s an schocs et I'a ffaissem ent m oyen de la sur-fa ce su pe rie ure d u b eto n e st rn es ure , C elad ete rm in e le s v ale urs d e co ns ista nce :- 0 a. 2 cm tres ferm e,pour prefabr icat ion,v ib ra tio n tr es p u is sa n te ;- 3 a. 4 cm fe rm e,be ton arm s e t/o uprscontralnt,pervibration;- 5 a. 7 c m p la stiq ue ,

b eto n a rrn e et/oup re ce n tr al n t,pervibration;- s a 15cm m ou,b ato n p orn pe ,lege re v ib rat ion ;> 15 cm trss m ou,liq uid e, tro p d 'e au .

Les divers constituants du beton dol-ve nt e tre m ela ng es d e rn an ie re a .p ro du ireune m asse hornopens, O n utilise des be -tonnieres et des m alaxeurs. Dans les be-tonnieres, dont I'axe de rotation est hori-zo nta l o u le ge re me nt in clin e, Ie m ela ng ese fait avec la pesanteur. Dans les

m a la xe urs , o n u tilis e I'e ne rg ie m ec an iq ucom m e avec un m ixer de cuis ine.A pres I'obtention d 'une m asse homgene de beton frais intervient la m isece uvre et Ie d urcissem en t. P ou r d urcir,b sto n a b eso in d 'h um id ite , d 'u ne te mp ertu re su pe rle ure a .5 C e t d e ca lm e p en dau ne c erta in e p erio ds .

P o ur q u 'u n beton s oit d u ra b le , iI d o it eb ie n co mp ose , co rre cte me nt m is e n ce ue t p ro te g e d e s c au se s p o ss ib le s d'alteratiopar des dispositions constructives aquates.

Pour obtenir un beton de qualite , il fp re nd re ce rta in es d isp os itio ns , p arm ique lies on note que:- la p ate lian te d oit a dh8 rer a ux gra nulace q ui lm pliq ue q ue le s g ra nu la ts so lp ro pre s, c'e st-a .-d ire e xe mp ts d e pcu le s e rn pe ch an t I'a dh ere nce d e la pde cim ent (de I'arg ile, par exem plpo ur assurer l'ache ren ce , il fa ut qu eg ra nu la ts s oie nt m o uille s:- Ie m elange doit etre hom oqene, c'sstdire que la pate liante doit e tre unifrnsm en t re partie d ans tou te la m ass

- la quantite de pate liante doit e tre susante pour enrober tous les graviersc om b le rto us le s v id es e ntre le s g ra nu lpar un dosage adapte;- la m ise en ceuvre doit etre eftectusoigneusem ent pour e lim iner la pg ran de p artie d e I'air et re nd re Ie o ep lu s c om p ac t.

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MATER I AUX

3.6.6 Transport du betonL e tra nsp ort d oit e tre e ffe ctu e d es la findu gachage et avant I'am orce d u proces-sus de prise, so it aprss 1 ou 2 h eu re s p arte mp s n orm al, d ela i q ui p eu t e tre p ro lo nq ea u m oy en d 'a dju va nts .Le choix des m oyens de transport doite tre e nv is ag e d e rn an is re a eviter:- toute segregation de la m asse plasti-que,- les secousses ou vibrations pendant Ietrajet,- Ie sole il brO lan t,- la p lu ie .Les differen ts m odes de transport doi-ve nt e tre ch oisis e n co rre ta tlo n a ve c I'im -p orta nc e d es tra va ux :- les broue ttes,l es gou lo t tes ,- les pom pes a a i r c o rnp r im e ,- les cam ions.Le beton fra is do se et prepare dans desc en tra le s e st m e la ng e, p re pa re a uto ma ti-qu em ent et transporte sur des dista ncesre la tiv em en t im po rta nte s p ar d es c am io nsa b e nn e t ou rn a nt e.

M ise en c euvredu beton arrneCoffrageLe baton est un m ateriau coule. Lecoffrage joue Ie ro le de m oule et donne laform e defin itive. II est com pose de deux

3 . 6 . 7

3.19C offrag e d'u n m ur en be to n,D is ta nc e e ntre ra id is se urs ve rtica ux d e 4 0 a 60 cm ,distan ce en tre le nd eu rs e n fils de fe r de 8 0 a 9 0 cm .1 . E lre sillo n m a in te na nt l'e ca rte rn en t d es p la nc he s.2 . C o ntr ef ic he a ss ur an t la s ta billt e e t la v er tlc alite ,3 . P la nc he d e c offr ag e.4 . T a lu s.5 . F il d e fe r d e se rrag e (0 4 m m).6 . F o n d at io n .7 . D a l la g e .8 . B u te e ,

e le me nts d is tin cts , c on stru its e n fo nc tio nd 'u n d ec offra qe a ise : l'e ta ya qe e t Ie m ou le .II peut etre execute en bois, en acier, enplastique ou en resins syntM tique. Latexture du beton depend de l'e tat de las urf ac e d e c offra ge .Le m oule a pour fonction prem iere dere ce vo ir Ie b eto n fra is e t d e Ie m ain te nir e nplace durant Ie tem ps de sa prise, enre po nd an t a ux co ntra in te s q ui s 'e xe rce nts ur lu i:- la pousses dynam ique de l'operation decoulage,.- la poussee dynam ique du baton lors dela v ibrat ion,- la poussee statique du baton aprescoulage,- la surcharge des squlpernents e t desouvr iers,- Ie poids propre,- les chocs et actions parasites.

L es co ffra ge s e t le s c in tre s d oive nt e trea m arn e d e su pp orte r le s so llicita tio ns re -su lta nt d u p oid s p ro pre d u b eto n. D e p lu s, ilfa ut te nir c om pte d es c ha rg es c on ve ntio n-nelles suivantes: une charge de 1 kN/m 2repartie su r toute la su rface ainsi qu 'unecharge de 20 kN repartie sur une a ire de1,50 x 1 ,50 m places a u n e nd ro it q u elc on -q ue . E n re gie g en era le , le s co ffra ge s ve r-ticaux sont ca lcu les pour une pressionco nve ntio nn elle d e 4 0 kN /m 2. L es fle ch esde deform ation des coffrages et des cin-tr es s on t lim ite es a u ne v ale u r a d mis sib lecom prise entre 1/300 et 1110006 de laportee,

II fa ut b ie n a ssu re r l'e ta nch elte d ufrage pour ernpecher une fu ite d 'eauqu ip ro vo qu era it im ma nq ua ble me nt u n a ma i-g risse me nt d u b ato n e t u ne a lte ra tio n d e laqualite de surface du bston, com m e lesn id s d e g ra vie rs .Le coffrage peu t etre execute en plan -ches de sapin, rabotees ou pas, de 27 m md 'e pa lsse ur, d isp ose es ve rtica le me nt o uh orizo nta le me nt. P ou r o bte nir d es su rfa -ces lisses, on em plo ie des coffrages enp an ne au x d e fib re s, e n ce ntre -p la qu e, e nfib re s-cim en t o u e n to le .Les etayaqes, supports des m oules,d oive nt re sis te r a ux so llic ita tio ns v ertica -les issues du poids du beton fra is et de lac ha rg e p ro ve na n t d u tra va il s ur Ie c ha ntie r.lis supportent parfo is la charge de plu-s ieurs da lles a vant que Ie beton ait fa it saprise et so it capab le de transm ettre lesc ha rg es a ux a pp uis. lis d oiv en t e ga le me n!re siste r a ux c ha rg es h oriz on ta le s d ue sve nt, a in si q u'a u fla mb ag e, e t e tre e n n o~b re s uffis an t p o ur s 'o pp os er a la fle xio n e ta la defo rm ation du m oule; si les m urstransversaux ne sont pas encore cons-t ru it s, il f au t e n vi sa g e r u n c o nt re v en te m e ntspecial.D 'a utre s typ es d e co ffra ge s so nt:- rou/an ts,utilises pour les egouts, les tunnels etd 'a u tr es c on d ui te s ;- g /is sa nts ,ils m onten t progressivem ent, de m a-nierecontinue et perm ettent a ins i la

r ea lis atio n s an s in te rr up tio n d es o pe ra -

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D O N N E E S

3.20C o ffr ag e d 'u ne p ou tr e.

1 . T as se au x f ila nts .2 . B uton o u e ch arp e a 45 a u d ro it d e ch aq ue

raidisseur.3 . H ab le tte o u ra id is se ur e n p la nc he s e sp ac ee s

d 'e nv iro n 5 0 c m.4. Joues enplanchesde 27 m m .5. Fond de m oule .6 . C offra ge d u p la nc he r.7 . S olive su pp ort d u co ffra ge d e p lan ch er

e sp ace s d 'e nviro n 1 m .8 . C ha pe au o u tra vers e e nviron to us le s m etre s.9 . C on trelich e o u jam be d e lo rce e n pla nche s.

1 0. E ta i a xia l.1 1. C oin s.1 2. S em elle d e re pa rtitio n d es c ha rg es .

tio ns d e p ose et d e lig ature d es a rm atu -re s, a in si q u'u n b eto nn aq e p ar c ou ch esd 'e nviro n 2 5 cm ;

- grim pan ts ,ils p erm ette nt u ne re alisa tio n e ta pe p aretape des tranches de I'ouvrage; lesjo in ts d e re pris e so nt vis ib le s.

P o s e des armaturesLe ta co nn aq e d es a rm ature s e st effe c-tu e a u rn oye n d e m an drin s, d e m atrices oud 'u n a utre d is po sitif a pp ro prie : iI f au t v eille ra r espec te r les to le ranc es d im ens ionne ll eset de ne pas l'executer au-dessousde+ 5 C . S eu le s d es ba rre s d ont Ie olam stren 'excede pas 12 m m sont p liees sur Iechantier sans utilisation de m andrins.~, Autant que possib le , on evite les soudures118

de m ontage sur des arm atures statique-m ent necessairss et dans les zones dep lia ge d es b arre s.Avant la pose ou avant Ie betonnaqe,les barres d 'arm atures doivent etre net-to ye es d e to ute sa le te , te rre , g ra isse , p ein -

ture et de to us restes de m ortier. Unelegere rouille n 'est pas nuis ib le . La posi-tion et I'enrobage exacts des arm aturesa in si q ue d es lig atu re s so nt a ss ure s lo rs d ubetonnaqe par des dispositifs de cal agesuffisants, com pte tenu des to lerancesd'execution.

Le s acie rs de p recon tra in te son t e ntre -poses a I'a bri d es ln te rn pe rle s, E xc ep tio nfa ite d e le ge re s tra ce s d e c orro sio n su pe r-ficie lle , ils do iven t etre e xe mp ts de ro uilleet de toute souillure lors de leur m ise enp la ce . Le s cab le s d e p recon tra in te n oyesda ns Ie be to n so nt so ute nu s a intervalless uffis am m en t ra pp ro ch es. L a so ud ure d esa cie rs d e p re co ntra in te n 'e st p as a dm iss i-ble.L 'enrobage des barres d 'arm ature estd 'au m oins 20 m m pour des structures oud es e le me nts d 'o uv ra ge s itu es d e m an is redurable a I'a bri d es ln te m pe rle s, d es v aria -tions de tem perature et d 'hurnldlte, ains iq ue d ' au tre s e ffe ts n uisib le s. D an s to us le sa utre s ca s, I'e nro ba ge d es b arre s d 'a rm a-tu re e st d 'a u m oin s:- 30 m m pour les surfaces coffrees,- 35 m m pour les surfaces non coffrees( fac es s uper ieu res ),

L'enrobage des gaines de cables dep re co ntra tn te e st s up erie ur a la m oiM deleur d lam stre. "est d 'au m oins 20 m m pourd e s o u vr ag e s a I'a bri d es in te mp erle s, d esvaria tion s d'h um id ite e t d e te mp era tu re;dans les autres cas, I'enrobage est d'aum oins40 m m .Betonnag e

L es dim en sio ns du co ffra ge, la co nfo r-m ite de I'arm ature m ise en place, lese vid em en ts, le s in co rp ore s so nt co ntro le savant Ie debut du betonnage. Les coffra-ges en bois a insi que tous les coffragesd 'e vlde rn en ts so nt prea la ble me nt tralteset am plem ent arrosss. Les coffragesc 'e vlde me nts so nt an cre s co ntre la .p ous-s ee d 'A rch lm s de .Pour etre com pact, Ie beton do i t e treetudie de te lle facon que la m ise en placeso it fac ile. II d oit p arfaite me nt rem plir lesc offra ge s e t la g ra nu lo me trie d olt e tre te lleque lesplus gros gra ins ne risquent pas dese coincer entre les arm atures, ce quiproduirait des vides et entrainera it nonseu le me nt u ne ch ute d e la re sistan ce e t d ela com pacite , rna is aussi un risque dec or ro sio n d es a rm a tu re s.

Lors de la m ise en place des betonsdans les coffrages, il faut prendre un cer-

tain nom bre de precautions afin d 'evle s r is qu es s uiv an ts :- reduction de la resistance m scaniqu- a sp ects in esth etlq ue s (n id s d e g ra vie- creation de zones poreuses rendanb eto n g el if,- les accum ulations de gravier qui re

s en t la re sis ta nce e t p ro vo qu en t la drioration des arm atures par lameabilite a I'e au e t a I'air.Les p rec aut ions a prendre sont les

vantes:- ev iter les m ouvem ents rapides a foaccelerations,lim ite r le s c hu te s lib re s a 1 m au mm um et directem ent au bon endroitb eton ner a u m oye n d e tu be s et d 'e nnoirs,adopter Ie tem ps de vibration ouco mp actag e e n p ro po rtio ns inve rsesla flu id ite d u b ato n.Le tassem ent (Ie serrage, Ie comta ge ) d ub sto n d oit e tr e e ffe ctu elm rn ed l

tem ent apres la m ise en place, afin d'am enter la com pacite et la densite et ds ure r u n e nro ba ge p arfa it d es a rm atu rep eu t e tre e ffe ctu e p ar d iffe ren ts m oye- par damage ou pi /onnage,applique surtout pour les betons

g re s, d e fo nd atio n,par couches de 15 a 20 cm d'epalsse- par secousses,p ou r l a c on fe ctio n, e n a te lie r, d ' e le m eprefabr lques:

3.21C o lf ra ge d 'u ne c olo nn e.1 . P la nc he s d e c off ra ge .2 . E tr es illo n o u c ale p ro vis oir e fix an t l'e ca rt er ne n

d e s p a ro is .3 . Face m ontee au lur e t a m e su re d u b et on na q4. Serre-jo in t .5 . C ad re a ss ura nt Ie p os itio nn em en t e xa ct d u p

s elo n le s p la ns .6 . C o nt re ve nte m en ts a ss ur an t la v er tic alltsd u p ote au d an s le s d eu x d ire ctio ns .

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MATERIAUX

Elements D imens ion Ecar ttheorique admissiWla rg e ur e tJ ouhauteurm m m m

Poulres ::; 200 + 10/- 5s 400 + 12/- 8::;1000 +16/-10$2000 +20/-12>2000 +25/ -16

Dal les s 200 +10/- 5$ 400 +16/-10$1000 + 20/-12$2000 + 25/ -16>2000 +30/-20

P a ro is e t c olo nn e s $ 200 + 10/- 5s 400 +12/- 8$1000 +16/-10::;2000 + 20/-12>2000 + 25/-16

- par centrifugation,uniquem ent pour la fabrication detuyaux;- par vibrat ion,q ui se fa it a l'ln te rie ur d e la m asse a ve cd es p erv ib ra te urs flo tta nts (p ou r p ilie rset p ieux) ou a a ig uille s (p ou r d alle s o umurs).A ctu elie me nt, la v ib ra tio n e st Ie m oye n

Ie p lu s co ura nt d e se rra ge d u b ato n a I 'aided e v ib ra te u rs a h a ut e f rs qu e nc e (333 H zou 20 000 tim), c e q ui p eu t c on du ire a desd eb oire s c ar la h au te fre qu en ce a git p rin ci-pa iem ent sur le s gra ins fins, tandis q ue lab as se fre qu en ce (50 Hz) a un effe t p lusprononce sur les gros gra ins. L 'em plo i dev ib ra te urs d e 100 a 200 Hz (6000 a 12 000tim) donnent les m eilleurs resulta ts pourles betons courants. P our les batons tresm ous, les betons pornpes p ar e xe mp le ,u ne vib ra tio n tro p lo ng ue o u tro p p uis sa ntep eu t p ro vo qu er u ne c erta in e s eg re ga tio n.L 'a igu ille du pervibrateur doit e tre in tro-d uite v ertica le me nt d an s la m as se fra ic he -m en t b eto nn ee , a in te rv alle s re gu lie rs (e n-viron 50 cm ) et penetrer q ue lq ue p eu d an sla couche precedem m ent reallsee, afind 'assurer une lia ison. L 'a igu ille doit e treretiree lentem ent pour que Ie vide se re-ferme.J oin ts e t re pris es d e b eto nn ag eDans les betons apparents, les jo in tsd oiv en t e tre prevus a I'a va nc e e t dessinessu r le s p la ns. II e st p re fe ra ble d 'a ccu se r Ie[o in t de reprise plutot que de chercher ad is sim u le r u njo in t q ui s era to ujo urs v is ib le .O n place les jo in ts dans les zones nons olllcite es o u d an s c elle s d 'e ffo rt m in im al.Humidi teP endant un certa in tem ps, Ie beton doite tre conserve de te lle tacon que I'hydra-ta tion du cim ent puisse continuer dans deb on ne s co nd itio ns. C e te mp s e st va ria bleen fonction de la quallte du be ton, enparticu lier de sa porosite , S i un baton estsuffisam ment com pact, il suffit de quel-ques [ours de conservation dans de bon-n es co nd itio ns (a rro sa ge , p ar e xe mp le ).Par centre, s 'il est poreux (m anque dec im en t, m au va is e g ra nu lo me trie , s erra ged efe ctu su x), Ie d ep art d e I'e au d e g ac ha gee st ta cilite e t I'h yd ra ta tio n e st re ta rd es o uernpechee.T emper atur eLors de la prise et du durc issem ent, il ya degagem ent de chaleur qui provoquedes elevations de tem perature plus oum oins im portantes. L orsq ue les m assesde baton m ises en place sont grandes etle s co ffra ge s iso la nts, ce q ui va g en era le -

m ent de pair, I'e levation de tem peraturepeut atte indre plusieurs diza ines de de-g re s ce ntig ra de s, p ro vo qu an t u ne e xp an -sio n p ro po rtio nn elle a la d iffe re nc e d e te m-perature; cette expansion ne provoqueg en era le me nt p as d e d eg ats g ra ve s, ca r Ieb eto n e st e nc or e s uffis am m e nt d efo rm a blepour supporter ces dila tations volum e-triques. P ar contre, lors du decoffraqe, Iebeton a deja atte in t une certa ine resis-ta nce ca r Ie d urc isse me nt e st a cce le re p arla tem pera tu re ; iI se produit a lors en sur-face une baisse de tem perature tres ra-p ide, ce qui pe ut entra iner I'apparition defis su re s d ue s a u re tra it th erm iq ue .Dans Ie cas d 'ouvrages m assifs, pourlu tte r co ntre le s e ffe ts d e la te mp era tu re ,o n p re nd d iffe re nte s m es ure s:- d im inution du dosage en cim ent,- u tilisation de cim ents a basse chaleurd'hydratat ion,- m ise en place du beton a u n e t em p e ra -ture fa ib le avec I'u tilisation d 'eau tresfroide,- a djo nctio n a u b eto n d e ce rta in s a dd itifs.Oecoffr ag eApres la prise du beton, on precede audecoffraqe et au declntrernent qui ne peu-vent etre effectues que lorsque Ie beton aatte in t une resis tance suffisante po ur re-pondre aux efforts qu 'on attend de lu i.Le dela i de decoffraqa depend :- de la qualite du beton,- de la nature du liant,- de la portes de I'ouvrage,- de la tem perature am biante,- des surchargesauxquelles I'ouvragee s t s o um is ,- du ra lentissem ent dO a des basses tem -

p era tu re s, s ur to ut a u- de ss ou s d e + 5 C .Pour du beton norm al, les durees sui-va nte s s on t a dm is es :- 15 jours pour une portea de 3 m ,- 20 jours pour une portee de 6 m .- 30 jours pour une portee de 15 m .Le decoffraqs et Ie declntrsm ent sonte n p rin cip e a uto ris es d es q ue la re sis ta ncedu beton a atte in t la m oitie de la valeur

m oye nn e d e re sis ta nce e xlq ee , lis s 'o ps-rent sans a -co ups. et en tenant com pte duc om po rte me nt d e la s tru ctu re .T o le r an c e s d im e n s io n n e ll esL es d isp ositio ns g en era le s so nt e no n-cees dans la norm e SIA 4104 Tolerancesd im e ns io nn elle s d an s la c on stru ctio n, te r-m e s te ch niq ue s, p rin cip es , re gle s d 'a pp li-cat ion et la recom mandation S IA 410/10T ole ra nc es d im e ns io nn elle s d an s le s b etl-ments .

L es p rin cip ale s to le ra nc es p ou r d es e le -m ents en beton arm s sont le s su ivantes:

3.6.8 Comportement du betonRetraitL a d im in utio n d u vo lu me d 'u n m ortie r o ud 'u n b eto n a pp ar alt a la s uite d e l'e va po ra -tion de I'eau incorporee dans la m asse.L 'im po rta nce d u re tra it d ep en d d e:- la quantite de liant em ploye,- la teneur en eau,- la quantite de particu les fines.

P ou r e vite r le s fissu re s d ue s a u n re tra itt ro p r ap id e , iIf aut r a len ti r I e dess echernen t,e n a rro sa nt le s co ffra ge s p ar e xe mp le .Le retra it se m anifeste pendant unean n ee ou plus, par exem ple pour CP 300:- a 90 jours 0,3 a 0,4 mm/m,- a 1 an 0,4 a 0,5 mm/m.F luag eC 'e st la v aria tio n d e. vo lu me e ng en d.~par I'application d 'une charge ou d'un ef-fo rt e xte rie ur, C ette d efo rm atio n cro it a ve cIe tem ps pendant des anness.

Car b onatat ionE lle est due a I'action de I'ac ide carb o-n ique C02 qui se trouve dans I'a tm os-p he re (e n fa ib le q ua ntite , e nv . 0,5 % 0 ) su r lac ha ux lib ar ee p ar I'h yd ra ta tio n d es s ilic ate sde calc ium C aC Os. C ette carbo natationp ro gre sse d an s Ie b eto n a p artir d es fa ce sen contact avec l'a tm osph ere: la vitessede carbonatation est d 'autant p lus lenteque Ie phenom ena se devetoppe, car Iecarbonate form e fre ine la diffus ion du gazcarbonique; c'est aux environs de 60 %d'hurn ld lte re la tive que cette v itesse estm a xim a le ; o n I'e stim e a 5 m m au bout d 'unan, 10 m m au bout de 4 ans et 25 m m aubout de 25 ans. La carbonatation a pr-

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DONNEES

3.6.9 B riqu es en be to n p re se nte nt u ne m a uv ais e is ola tio n th ermq ue. E lle s son t utili s ee s parncullerernene n s ou s-so l. L e h ou rd ag e se fa it a u m ortd e c im e nt.La fab rica tio n de s b riq ue s d e betondispersee dans de nom breuses usinayant chacuneun catalogue tres varaussi ne sont retenues ci-dessous qq ue lq ue s d im en sio ns typ es.

efte t de faire tom ber Ie pH franchem entbasique (de 11 a 12) du beton, par em is-sio n d e ch au x lib re , a d e s v ale u rs interieu-re s a 9, neu tra li san t a ins i p rog res s iv em entl'alca lln ite du beton et son ro le pess ivsn isur la corrosion des arm atures. Lac arb on ata tio n s e d ev elo pp e d 'a uta nt m o in sque Ie beton est p lus com pact, plus etan-ch e e t m oin s p oreu x.

Les produits en beton, a pp ele s a us siproduits en eiment, se sont largem entdevsloppes et remptacentfrequernrnent lat er re c uit e.Le s b riq ue s cre uses et ple in es e n b eto no nt, re la tiv em e nt, le s m e me s c ara cte ris ti-ques que celles en terre cuite , m ais elles

Briques ereuses en batone nd uit s ur d eu x fa ce s

Epaisseur Format Poids Charge Capaclte Resis tance Indicedu m ur a ve c e nd ui t admissible d 'accum u l. au feu d'affaiblis

thermiquecm cm kg/m 2 kN/m Wh/m2 K m in dB14 50/20 /12 26 0 80 40 F 90 5017 50/20 /15 30 5 120 46 F9 0 52

=

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