Béton fibré à ultra-hautes performances · 1.2 Technologie du matériau 4 ... Durant ces dernières décennies, le béton armé s’est imposé comme un matériau fiable, robuste,

Béton fibré à ultra-hautesperformances

Holcim (Suisse) SA

Produit et applications

Strength. Performance. Passion.

Béton fibré à ultra-hautes performances2

Table des matières

1 Matériau 3

1.1 Introduction 3

1.2 Technologie du matériau 4

1.3 Propriétés du béton frais 5

1.4 Propriétés du béton durci 5

2 Applications 7

2.1 Domaines d’applications 7

2.2 Exemples d’applications 9

3 BFUP Holcim – données techniques et

recommandations pratiques 17

3.1 Béton fibré à ultra-hautes performances Holcim 707/710 17

3.2 Consignes de mélange 17

3.3 Mise en place et cure 17

3.4 Caractéristiques du BFUP durci 18

3.5 Consignes de sécurité 18

3.6 Bilan écologique 18

3.7 Support technique 18

Béton fibré à ultra-hautes performances 3

fig. 1.1 illustre la relation entre le rapport e/c et la résis -

tance à la compression tout en définissant les domaines

des trois types de bétons cités. La fig. 1.2 reprend cette

désignation et mentionne les références normatives.

1 Matériau

1.1 Introduction

Durant ces dernières décennies, le béton armé s’est

imposé comme un matériau fiable, robuste, polyvalent et

convenant à la plupart des applications pratiques. Grâce

aux développements successifs dans le domaine de la

technologie du béton, la gamme de produits s’est conti-

nuellement étoffée pour répondre aux exigences les plus

diverses des concepteurs et des entreprises de construc-

tion. Parallèlement à la résistance mécanique, d’autres

propriétés, telles que la durabilité – considérée comme

insuffisante pour certains ouvrages existants – ont fait

l’objet d’études approfondies, qui ont débouché sur la

mise au point d’un nouveau type de béton, dénommé

béton fibré à ultra-hautes performances ou béton fibré

ultra performant (BFUP). Ce nouveau béton haut de

gamme permet d’atteindre des résistances mécaniques

particulièrement élevées (résistance à la compression, à

la traction directe et à la flexion) ainsi qu’une durabilité

exceptionnelle, élargissant encore le domaine d’utilisa-

tion du béton.

Le BFUP se distingue du béton usuel ou du béton à haute

résistance par sa formulation, en particulier le diamètre

maximal du granulat et le rapport eau/ciment (e/c). La

Matériau

Fig. 1.1Relation entre le rapport e/c et la résistanceà la compression

Fig. 1.2Classification des types de bétonsavec leurs références normatives

Type de béton Propriétés mécaniques Dmax [mm] Rapport e/c Normes

Béton Classe de résistance 8–32 0,45–0,65 SN EN 206-1,

jusqu’à C50/60 SIA 262

Béton à haute Classe de résistance comprise 8–32 0,30–0,40 SN EN 206-1,

résistance entre C55/67 et C100/115 SIA 262

Béton fibré à Résistance à la compression < 1 0,15–0,25 SN EN 1504-3,

ultra-hautes > 150 N/mm2, haute résistance Dimensionnement par analogie avec la

performances et comportement écrouissant norme SIA 262 ou d’autres publications

(BFUP) en traction scientifiques reconnues

0

0,1

50

100

150

200

250

300

Rési

stan

ce à

la c

omp

ress

ion

[N

/mm

2 ]

Rapport e/c [–]

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Béton (1950)

Béton à haute résistance(1990)

BFUP(2000)


Matériau

1.2 Technologie du matériau

Le BFUP présente une très haute résistance à la traction,

à la compression et une excellente durabilité. Ces pro -

priétés exceptionnelles découlent directement des trois

développements technologiques fondamentaux suivants:

Optimisation du squelette granulaire

La granularité est élargie dans les fractions très fines par

l’utilisation de fumée de silice, qui a pour effet de remplir

de façon optimale les interstices du squelette granulaire.

De plus, le remplacement des granulats grossiers par du

sable de quartz conduit à une très grande compacité et

une ex cellente homogénéité. La matrice ainsi obtenue

présente une réduction drastique de la taille des défauts

internes (fig. 1.3).

Réduction du rapport e/c

Comparativement à un béton usuel ou à un béton à hau-

te résistance, le BFUP présente une quantité d’eau de

gâchage similaire et un dosage en ciment nettement

supérieur. Il en résulte un rapport e/c beaucoup plus bas,

Fig. 1.3Composants d’un BFUP: fumée de silice,ciment et sable de quartz

donc une forte réduction de la poro-

sité de la pâte de ciment durcie. La

taille moyenne des pores est forte-

ment réduite et ceux-ci ne sont plus

interconnectés. De par le très faible

rapport e/c, les grains de ci ment ne

peuvent s’hydrater complètement et

agissent, dans la matrice, comme un

filler de haute qualité. Ceci confère

au béton un excellent potentiel

d’auto-cicatrisation. La consistance

du béton frais est garantie par l’utili-

sation de fluidifiants de nouvelle

génération.

Addition de fibres métalliques ou

synthétiques

Un haut dosage en fibres métalli-

ques (2 à 6% en volume) confère à la


Matériau

matrice cimentaire très résistante une excellente ductili-

té (capacité de déformation sans rupture brutale) ainsi

qu’une certaine résistance post-fissuration. La répartition

homogène des fibres permet d’armer efficacement toute

la section de l’élément, jusqu’à sa surface (fig. 1.4). L’effi -

cacité du fibrage dépend du dosage, du matériau, de la

géométrie et de l’orientation des fibres.

1.3 Propriétés du béton frais

Le BFUP est un matériau à base de liant hydraulique, qui

durci à température ambiante lorsque qu’il est mélangé

à l’eau de gâchage. Il ne nécessite aucune vibration lors

de sa mise en place. Son excellente ouvrabilité autorise à

la fois des applications en préfabrication et sur chantiers.

La consistance, adaptée au mode de mise en place, peut

être fluide dans le cas d’un coffrage de géométrie com-

plexe ou thixotrope dans le cas d’un bétonnage en pente.

1.4 Propriétés du béton durci

Le BFUP présente une très haute résistance mécanique,

une excellente résistance à l’abrasion et une très grande

résilience, très favorable en cas de choc ou d’explosion.

Ces propriétés peuvent encore être améliorées par une

cure thermique. La résistance à la traction et à la com-

pression du BFUP assurent une adhérence élevée avec les

armatures et permettent une réduction des longueurs

d’ancrage. En plus de ses propriétés mécaniques, le BFUP

présente une très haute résistance à la carbonatation,

aux attaques acides, aux attaques sulfates et au gel en

présence de sels, ce qui garantit une excellente protec-

tion des fibres et des armatures éventuelles, même en

cas de faible enrobage.

Compression

Lors d’un essai de compression, le BFUP se comporte pra-

tiquement de façon linéaire jusqu’à la contrainte maxi-

male. Les fibres métalliques permettent ensuite d’éviter

une rupture fragile (fig. 1.5).

Fig. 1.4Comparaison du volume de fibres dans un BFUP (3%), à gauche,et dans un béton fibré (0,5%), à droite

Con

trai

nte

de

com

pre

ssio

n

Déformation

Fig. 1.5Comportement en compression d’un BFUPavec 2,5% volumique de fibres métalliquescomparativement à un béton C30/37

BFUP

≈ 200 N/mm2

≈ – 4,5‰≈ – 2‰

Béton C30/37

≈ 40 N/mm2


Matériau

Traction

Le comportement d’un BFUP lors d’un essai de traction

présente trois domaines distincts: élastique, écrouissant

(fonction du type, du dosage et de la géométrie des

fibres) et adoucissant (fig. 1.6). La résistance à la traction

d’un BFUP dépasse nettement celle d’un béton usuel ou

à haute résistance et peut être considérée dans le calcul

de résistance en section. Une fois la résistance en trac-

tion de la matrice cimentaire atteinte, le fibrage métalli-

que assure une microfissuration répartie et pratique-

ment invisible. Il confère ainsi au BFUP une capacité de

déformation jusqu’à environ 2‰ d’allongement. Une fois

la résistance maximale en traction du BFUP atteinte, les

déformations se concentrent dans une seule fissure qui

s’ouvre progressivement avec un arrachement des fibres.

La contrainte de traction diminue graduellement avec

l’ouverture de la fissure pour tomber à zéro à l’arrache-

ment total des fibres. A ce stade, l’ouverture maximale

de la fissure correspond environ à une demi-longueur de

fibre (wmax ≈ lf/2).

Incendie

Tout comme un béton usuel, le BFUP est incombustible.

Selon l’application visée, une addition judicieuse de

fibres de polypropylène particulières permet d’obtenir un

BFUP résistant au feu.

Fig. 1.7Comportement écrouissant en traction avecapparition de micro-fissures réparties

Fig. 1.8Arrachement des fibres hors de la matricedurant la phase adoucissante

Fig. 1.6Comportement en traction d’un BFUP (Holcim 707 avec3% volumique de fibres métalliques de longueur lf)

Con

trai

nte

de

trac

tion

∆lMicro-fissuration répartie

écrouissantélastique adoucissant

Déformation (ε = ∆l/l) Ouverture de fissure (w)

Aucunefissuration

Macro-fissure localisée(wmax ≈ lf/2)

Béton

≈ 8–12 N/mm2

w

≈ 2‰

l

Δl


Durabilité

Résistance à la traction

Résistance à la compression

++ ++

+++

++

++

+

Fig. 2.1Optimisation de l’emploi du BFUP par l’exploitation simultanéede ses propriétés principales. Degré d’efficacité : + = bon, ++ = très bon, +++ = excellent

2 Applications

Applications

BFUP Acier Béton précontraint Béton armé

530 kg/m467 kg/m112 kg/m140 kg/m

Fig. 2.2Sections transversales de poutres de même résistanceconçues avec divers matériaux

2.1 Domaines d’applications

Les domaines d’applications du BFUP sont très variés. Le

BFUP peut être utilisé seul ou être lié monolithiquement,

avec un béton usuel ou des poutres métalliques, pour

fonctionner comme une structure mixte. Son emploi sera

d’autant plus efficace si plusieurs de ses propriétés parti-

culières (durabilité, résistance à la compression et à la

traction) sont exploitées simultanément (fig. 2.1). Les

principales applications peuvent être classées dans trois

domaines : nouvelles constructions, renforcement/réha-

bilitation de structures et éléments non structurels.

La fig. 2.2 illustre les sections de poutres de même résis -

tance, conçues avec différents matériaux. L’économie de

matériau, rendue possible par l’utilisation d’un BFUP, est

clairement mise en évidence. La réduction de section de

la structure porteuse permet d’augmenter les volumes

exploitables, alors que la réduction de la masse rend pos-

sible une diminution de la taille des fondations et des


Fig. 2.3Protection ou renforcement d’un béton armépar une couche de BFUP

Applications

Nouvelles constructions (préfa- Renforcement et/ou réhabilitation Eléments

briquées ou betonnées en place) (éléments mixtes BFUP-béton) non structurels

• Dalles minces • Couches minces appliquées de façon • Mobilier

• Dalles nervurées monolithique sur un élément en • Œuvres d’art

• Poutres légères béton existant afin d’en augmenter sa • Objets design (vases, lampes,

• Eléments de façade architec- durabilité, son étanchéité et/ou sa plan de travail de cuisines,

tonique capacité portante (dalle de roulement, baignoires)

• Coffrage perdu servant de colonnes, parapets de ponts) • Caissons de stores

peau aux éléments très expo- • Eléments localement très sollicités

sés (bordures de ponts, STEP) mécaniquement (articulations, joints)

• Têtes de poinçonnement • Couches de protection étanches et à

• Têtes d’ancrages haute résistance à l’abrasion pour l’in-

• Parois anti-bruits dustrie ou les ouvrages hydrauliques

• Pieux battus • Elément de protection contre les ac-

• Consoles de balcons tions dynamiques (chocs, explosions)

• Fibres métalliques ou • Fibres métalliques • Non fibré

synthétiques • Armature passive • Fibres synthétiques ou éven-

• Armature passive tuellement métalliques

• Précontrainte

Exem

ple

s d

’uti

lisat

ion

sTy

pes

d

’arm

atu

re

Fig. 2.4Les trois principaux domaines d’applications du BFUP

porteurs verticaux. A masses linéaires égales, il serait

aussi possible d’augmenter les portées des poutres, donc

de réduire le nombre de colonnes. Dans le cas du BFUP,

en particulier en cas de poutres précontraintes, il est pos-

sible de se passer d’armature passive, ce qui signifie une

intervention manuelle de moins.

Dans le cas d’une réhabilitation d’un élément en béton

armé, la couche de BFUP peut jouer un rôle de protection

ou de renforcement (fig. 2.3).

Béton armé

Couche de BFUP, ≈ 30 mmCouche de BFUP armé, 50–80 mm

Béton armé


Fig. 2.5Mise en place du BFUP thixotrope sur le sup-port en béton préparé par hydrodémolition

Fig. 2.6Finition de la surface du BFUP à l’aide d’unetaloche

Fig. 2.7Coupe longitudinale du pont et de sa coucheprotectrice en BFUP, après réhabilitation

Pont existant

Couche de BFUP (épaisseur 3 cm sur la dalle de roulement et 5 cm latéralement)

Applications

2.2 Exemples d’applications

Etanchéité du pont de Brunnentobel, Rüthi

Le pont de Brunnentobel, situé sur la commune de Rüthi

(SG), a été réalisé vers la fin des années soixante en béton

armé, compacté par damage. Selon l’usage courant de

l’époque, aucune étanchéité n’a été mise en place pour

protéger la dalle de roulement. Afin de stopper la corro-

sion naissante des armatures et d’assurer une prolonga-

tion de la durée d’utilisation, il a été décidé de protéger

et d’étancher le pont par une couche de BFUP Holcim. Le

support, c’est-à-dire la dalle de roulement ainsi que la

partie supérieure des faces latérales, a été préparé par

hydrodémolition. La dalle de roulement, présentant une

pente de 5%, a ensuite été recouverte par une couche de

BFUP d’une épaisseur moyenne de 3 cm. Le BFUP a été

produit sur le chantier à l’aide d’un malaxeur mobile.

Cette couche de BFUP sert à la fois de protection et de

reprofilage de la surface. L’utilisation du BFUP a permis

de confiner la zone de travaux au pont seul. Effective -

ment, une variante usuelle de surbéton muni d’une étan-

chéité aurait nécessité une épaisseur plus importante et

une adaptation du profil de la chaussée, ainsi que du

trottoir, avant et après le pont. Cette limitation de la

zone de travaux de revêtement a rendu la variante BFUP

plus économique. De plus, la durée d’intervention a été

fortement raccourcie (mise en soumission en juin, réali-

sation en septembre et octobre de la même année).

Les principaux avantages de la variante en BFUP Holcim

étaient les suivants :

• Faible épaisseur de la couche de BFUP permettant

d’éviter des adaptations du profil de la chaussée et

du trottoir.

• Très haute résistance à la carbonatation et à la péné-

tration des chlorures garantissant la protection des

armatures existantes.

• Limitation de la durée totale des travaux à huit semai-

nes, sans interruption de trafic.

5%


Réhabilitation du pont de Dalvazza

Ce pont en béton armé, construit dans les années 1920

pour enjamber la Landquart au niveau de la commune

de Küblis (GR) et d’une grande importance historique,

nécessitait une réhabilitation complète. Le passage de

véhicules agricoles très larges avait, de plus, causé d’im-

portants dégâts aux éléments structurels situés au-dessus

Fig. 2.8Pont de Dalvazza avant sa réhabilitation

Fig. 2.9Bétonnage de la couche BFUP multifonctionnelle, servant àla fois de renforcement, d’étanchéité et de revêtement

Fig. 2.10Gravillonnage appliqué à refus sur le BFUP fraiset servant de revêtement routier antidérapant

Applications

de la dalle de roulement. La réhabilitation du pont a été

effectuée en 2008 tout en respectant les consignes de

protection des monuments historiques. En tant que réfé-

rence du patrimoine construit, ce pont devait conserver

au maximum son aspect d’origine. Ce pont présente

d’ailleurs un système statique très particulier, car il fonc-

tionne à la fois comme un arc sous-tendu (bow-string) et

comme une poutre Vierendeel.

Des méthodes usuelles d’assainissement du béton ont

été utilisées pour les montants. La dalle de roulement a,

quant à elle, été renforcée par une couche de BFUP

Holcim contenant 3% de fibres métalliques et munie

d’une armature passive dans le sens longitudinal. Cette

couche de BFUP, bétonnée en place sur un support pré-

paré par hydrodémolition et d’une épaisseur moyenne de


Fig. 2.12Coupe transversale du pont de Dalvazza avec sacouche BFUP multifonctionnelle (cote en cm)

Fig. 2.11Pont de Dalvazza après intervention

213

Couche de BFUP armé de 2 à 8 cm d’épaisseur

Applications

50 mm, devait assurer simultanément plusieurs fonc-

tions importantes :

• Renforcement de la dalle de roulement (flexion, effort

tranchant et poinçonnement).

• Protection et ancrage de l’armature longitudinale de

renforcement de la dalle servant de tirant à l’arc.

• Etanchéité et protection de la dalle de roulement ainsi

que des entretoises situées en-dessous.

• Revêtement routier (absence d’enrobé bitumineux). La

fonction antidérapante est assurée par un gravillonna-

ge appliqué à refus sur le BFUP frais.

Cette méthode d’exécution, exploitant parfaitement les

multiples avantages du BFUP Holcim, a permis une forte

réduction de la durée des travaux.


Applications

Couche de protection d’un puisard à Sevelen

Le réservoir collecteur en béton d’une fabrique de textiles

présentait des dégâts de surface, consécutifs à des écou-

lements réguliers d’eau agressive (pH très variable) à

haute température (chocs thermiques). La variante de

réfection devait assurer une excellente durabilité tout en

minimisant la perte de volume utile du collecteur. Suite à

de mauvaises expériences sur un joint d’étan chéité exis -

tant, les revêtements synthétiques n’étaient pas admis.

La variante traditionnelle d’un surbéton de 15 cm d’épais-

seur a donc été rapidement écartée au profit d’un BFUP.

La très haute durabilité du BFUP permettait de réduire

drastiquement l’épaisseur de la couche de protection, qui

a finalement été dictée par des critères de mise en place.

Il en résulte finalement une perte de volume utile trois

fois plus faible que pour la variante de base. La couche de

protection des murs, d’une épaisseur de 5 cm, est consti-

tuée d’un BFUP Holcim de consistance fluide, produit en

centrale à bétons, transporté par camion malaxeur, puis

introduit dans un coffrage une face sur une hauteur de

2,50 m. Le BFUP appliqué sur le radier a été produit sur

place par l’entreprise. N’étant pas fixée par le mode de

mise en place, l’épaisseur a pu être réduite à un mini-

mum de 3 cm. Le support présentant une pente longitu-

dinale de 3%, le BFUP thixotrope de Holcim, adapté aux

couches minces en pente jusqu’à 6%, a été retenu.

La mise en œuvre de BFUP Holcim dans ce puisard se

distinguait par les avantages suivants :

• De par sa petite épaisseur, le BFUP permet une plus

faible réduction de volume qu’un surbéton traditionnel.

• Grâce à son excellente durabilité, le BFUP assure une

très longue durée de service, même dans ce milieu

d’eaux industrielles agressives.

• Le fibrage du BFUP permet d’éviter la fissuration et

assure une étanchéité durable du revêtement.

Fig. 2.13Vue d’ensemble du réservoir collecteur (au premier plan)

Fig. 2.15Mise en œuvre du BFUP thixotrope de Holcimsur le radier présentant une pente de 3%

Fig. 2.14Coupe type du réservoir collecteur et de saprotection en BFUP après réhabilitation

BFUP (épaisseur 5 cm)

BFUP thixotrope (épaisseur 3 cm)

Puisard

3%


Renforcement de la dalle d’un garage de caserne de

pompiers, Genève

La dalle nervurée de la halle aux véhicules de la caserne

des pompiers de Genève, construite en 1957, ne présen -

tait pas une sécurité structurale suffisante pour accueillir

la nouvelle génération de tonne-pompe et nécessitait un

renforcement. Le projet original, prévoyant une démoli-

tion et reconstruction à neuf, a été avantageusement

substitué par une variante d’entreprise. Celle-ci était

basée sur un renforcement de la dalle existante par une

couche de BFUP armé de 50 mm d’épaisseur. Le BFUP,

intégralement produit par la centrale Holcim de Vernier,

a été mis en œuvre en six étapes de 8 m3. Le niveau final

de la couche de BFUP a été assuré par l’emploi d’une pou-

tre vibrante. La cure a été effectuée à l’aide d’un produit

de cure usuel.

Cette caserne des pompiers jouant un rôle capital pour la

sécurité en ville de Genève, il était hors de question d’en

perturber trop son exploitation durant les travaux. Cette

fonction particulière, ainsi que la situation urbaine du

bâtiment, ont mis en exergue de nombreux avantages de

la variante en BFUP Holcim :

• Utilisation non perturbée des locaux de l’étage infé -

rieur grâce à la conservation de la dalle existante. De

plus, l’équipement technique suspendu sous la dalle a

pu être intégralement maintenu.

• Le BFUP permet un renforcement à la flexion et à

l’effort tranchant sans augmentation du poids propre.

• Très faible entrave à l’exploitation de la caserne des

pompiers (en alerte permanente) par la possibilité

d’une exécution par étapes.

• Emissions de bruits et de poussières très limitées

(environnement urbain sensible).

• Réduction drastique des transports de matériaux (très

peu de matériaux de démolition et volume de nouveau

BFUP très limité).

• Forte réduction de la durée des travaux par rapport à

la variante de remplacement.

Fig. 2.17Lissage du BFUP avec une poutre vibranteafin d’en garantir le niveau

Fig. 2.16Mise en place du BFUP sur la dalle existante,préalablement rabotée et nettoyée

Fig. 2.18Coupe transversale de la dalle nervurée et de sonrenforcement en BFUP armé (cotes en cm)

8

22

57

6 6

57

Dalle nervuréeexistante

BFUP armé, épaisseur 5 cm

5

Applications


Applications


Réfection d’une pile de pont sur l’A1, Killwangen

La pile centrale d’un passage supérieur de l’autoroute A1,

situé à proximité de Killwangen, présentait une très forte

contamination par les sels de déverglaçage, ainsi que des

dégâts de gel et de corrosion de l’armature. La réhabilita-

tion consistait à envelopper et à protéger la pile par une

sorte de blindage préfabriqué en BFUP Holcim. Le béton

contaminé a préalablement été enlevé et les armatures

mises à nu. La pile a ensuite été enveloppée par huit

boucliers préfabriqués en BFUP de 4 cm d’épaisseur, re -

prenant la géométrie d’origine. L’interstice entre la pile et

les boucliers en BFUP, servant de coffrage, a finalement

été comblé par un béton autocompactant (SCC). La hau-

teur des boucliers préfabriqués en BFUP a été fixée à 3 m,

ce qui permet d’éviter des joints horizontaux dans la par-

tie inférieure, fortement exposée aux projections d’eau

chargée de chlorures. Les éléments ont été collés entre-

eux par une résine époxy.

Cette réalisation avec du BFUP Holcim présente ici les

avantages suivants :

• Simplification de l’exécution dans une zone de chan-

tier dangereuse, confinée entre les voies d’une auto-

route extrêmement chargée.

• Raccourcissement de la durée du chantier grâce à la

préfabrication.

• Garantie d’une très haute durabilité dans une zone

pratiquement inaccessible.

• Contrôle qualité optimal des éléments préfabriqués.

• Utilisation des éléments BFUP comme coffrage.

Fig. 2.20Pile de pont après réhabilitation avec deséléments préfabriqués en BFUP

Fig. 2.21Section de la pile de pont (3,90 x 1,05 m) aprèsréhabilitation et détail du joint de recouvrement

Fig. 2.19Préfabrication d’un élément en BFUP

Pile de pont existante

Remplissage en SCC

Elément préfabriqué en BFUP en forme de L, épaisseur 4 cm

Applications

SCC

Résine époxy

BFUP

Béton existant

Détail

Détail

Détail

Détail

Détail


Etanchéité d’un aqueduc sous une voie CFF, Escholzmatt

Les aqueducs sous les voies ferrées peuvent présenter,

après une certaine durée de service, une étanchéité défi-

ciente et même des problèmes structurels. Malgré leur

faible taille, leur réhabilitation implique généralement

des travaux coûteux ainsi que d’importantes perturba-

tions du trafic ferroviaire. Dans le but d’en accroître leur

durabilité, il a été décidé de réaliser un ouvrage pilote en

béton armé, protégé par une couche d’étanchéité en

BFUP Holcim. Le canal en béton armé a été préfabriqué

sur le chantier à proximité de la voie. Sa face supérieure,

ainsi que les retombées latérales, ont ensuite été recou-

vertes par une couche de 30 mm de BFUP produit sur

site à l’aide de deux malaxeurs mobiles à axe vertical.

La mise en place définitive de l’élément terminé a été

réalisée en une nuit, avec une interruption minimale

du trafic.

L’emploi du BFUP Holcim présentait les avantages sui-

vants :

• Nette augmentation de la durée d’utilisation en com-

paraison d’une étanchéité classique.

• Réduction des coûts à moyen et long terme grâce à un

entretien réduit, une diminution des perturbations de

trafic et une augmentation de la durée de service.

• Réduction de la hauteur statique grâce aux propriétés

mécaniques du BFUP.

Fig. 2.22Vue d’ensemble du canal pilote muni d’une couchede protection en BFUP

Fig. 2.23Coupe, à l’axe de la voie CFF, du canal et de sa coucheprotectrice en BFUP

Couche de BFUP, épaisseur 3 cma a a a aaaaaaa aaaaaaaaaa a aaaaaaaaaaa a a a aaaaaaaa a aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa a aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aa aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

Applications


BFUP Holcim – données techniques et recommandations pratiques

3 BFUP Holcim – données techniques et

recommandations pratiques

3.1 Béton fibré à ultra-hautes perfor-mances Holcim 707/710

Le BFUP Holcim 707/710 a été développé sur la base des

principes technologiques décrits au chapitre 1, en pre-

nant particulièrement en compte la réduction des émis-

sions de CO2 grâce à l’utilisation de ciments à faible taux

de clinker. Le BFUP Holcim 707/710 est un prémix indu-

striel, constitué de ciment selon SN EN 197-1, de fumée

de silice selon SN EN 13267 et de sable de quartz, condi-

tionné en sacs de 25 kg ou en big bags. Les fibres et l’ad-

juvant (livrés en même temps que le prémix), ainsi que

l’eau de gâchage sont ajoutés lors du malaxage. Le BFUP

Holcim 707 présente une consis tance fluide et convient

particulièrement aux applications horizontales et aux

éléments coffrés, alors que le BFUP Holcim 710 est prévu

pour les bétonnages sur des supports en pente.

Le BFUP Holcim 707/710 dépasse largement les exigences

de la norme SN EN 1504-3 « Produits et systèmes pour la

protection et la réparation des structures en béton –

Réparation structurale et non structurale » (classe R4).

3.2 Consignes de mélange

Des consignes de mélange du Holcim 707/710, indiquant

précisément les dosages de l’eau, de l’adjuvant et des

fibres, sont élaborées spécifiquement pour chaque objet.

Le malaxage peut se faire sur chantier à l’aide de ma -

laxeurs usuels à axe vertical. La durée de malaxage, qui

dépend du mélange utilisé, du volume de la gâchée et du

type de malaxeur, est de 8 à 20 minutes. La gestion des

matériaux, en particulier en centrale à bétons, doit être

planifiée en détail pour optimiser la manutention et les

temps de production. Afin d’éviter la formation d’agglo-

mérats de fibres (oursins), il faut veiller à les séparer (à

l’aide d’une grille ou d’une goulotte vibrante) avant leur

introduction dans le mélange visqueux. La haute viscosité

du BFUP à l’état frais impose une importante puissance

du malaxeur. Il est conseillé de limiter le remplissage du

malaxeur aux deux tiers de sa capacité. L’introduction

optimale des composants dans le malaxeur se fait de la

façon suivante :

1. Introduction de 50% du prémix

(ciment, fumée de silice et sable)

2. Déversement de la totalité de l’eau de gâchage,

puis de l’adjuvant

3. Introduction du solde du prémix

4. Ajout des fibres.

Dans le cas de centrales fixes, l’eau de lavage (recyclée)

risque de contenir des fibres.

3.3 Mise en place et cure

La mise en place du BFUP Holcim 707/710 peut se faire à

l’aide d’outils de chantier usuels (brouettes, pelles, râ -

teaux). Le dimensionnement des coffrages doit se faire

en admettant une poussée hydrostatique du béton frais.

De par la grande finesse des constituants, le coffrage doit

être particulièrement étanche (aucune capacité de col-

matage des joints entre les panneaux). En cas d’applica-

tion monolithique sur un béton existant, le support doit

être rendu rugueux (si possible par hydrodémolition),

nettoyé et saturé d’eau avant le bétonnage. Ces exigen-

ces sont identiques à celles d’un mortier de réparation

usuel.

Le BFUP Holcim 707/710 atteint ses caractéristiques

mécaniques sans recourir à une cure thermique. Dès sa

mise en place, le BFUP Holcim 707/710 doit être protégé

de la dessiccation par des méthodes de cure garantissant

une humidité de surface durant 7 jours (brumisation

d’eau puis recouvrement d’une feuille plastique). Dans

certains cas, il est aussi possible de recourir à des pro -

duits de cure. A l’état durci, le BFUP peut être travaillé

(sciage, forage, ponçage) comme un béton usuel.


3.4 Caractéristiques du BFUP durci

Selon les applications, les résistances à la compression, à

la traction et à la flexion peuvent être fortement influen-

cées par la géométrie de l’élément et l’orientation des

fibres. Les valeurs données dans la fig. 3.1 sont donc indi-

catives et susceptibles de varier. Les valeurs de calcul à

considérer dans le dimensionnement devraient, si possi-

ble, être basées sur des essais préliminaires spécifiques à

l’objet.

3.5 Consignes de sécurité

Le BFUP contient du ciment, de la fumée de silice et du

sable de quartz. Les mesures de sécurité sont donc iden-

tiques à celles d’un béton usuel (protection de la peau,

des yeux et des voies respiratoires). La présence de fibres

métalliques de petites dimensions impose, de plus, des

mesures de protection adaptées pour éviter toute blessu-

re à l’état frais ou durci.

3.6 Bilan écologique

De par sa structure intrinsèque, le BFUP contient plus de

ciment qu’un béton usuel ou à haute résistance. L’emploi

de ciments à facteur clinker réduit (CEM II/B, CEM III/B)

donc à plus faible émission de CO2, permet cependant

d’améliorer le bilan carbone par mètre cube de BFUP. Si

l’on considère, de plus, la durée d’utilisation prolongée,

l’entretien réduit, la réduction de la durée du chantier, la

diminution des sections (enrobage réduit, propriété mé -

ca niques accrues) et l’économie de matériau, on obtient

un bilan écologique global très favorable.

3.7 Support technique

Holcim (Suisse) SA se tient volontiers à votre disposition

pour toute question relative à la conception d’ensemble,

au dimensionnement, à la soumission, au mode d’exécu-

tion, aux essais et au contrôle qualité de vos projets en

BFUP.




Propriété Unité Age BFUP Holcim 707/710

[jours] avec 3% de fibres sans fibres

Rapport eau/ciment – < 0,18 < 0,18

Masse volumique du béton frais kg/m3 2425 2260

Résistance à la compression 1) N/mm2 7 140–170 80–100

28 180–210 120–140

Résistance à la flexion1) N/mm2 7 35–45 15–20

28 40–50 20–25

Résistance à la traction 2) N/mm2 28 8–12 5–7

Ecrouissage en traction (allongement) 2) ‰ 28 1–3 0

Module d’élasticité, SN EN 13412 N/mm2 28 45 000–50 000 40 000–45 000

Retrait (HR = 70%, T = 20 °C) ‰ 28 0,40–0,70 0,60–0,90

180 0,55–0,85 0,85–1,15

Abrasion selon Böhme (sec), SN EN 13892-3 mm 28 1,3 –

Abrasion selon Böhme (humide), SN EN 13892-3 mm 28 2,1 –

Perméabilité à l’eau qw, SIA 262/1, Annexe A g/m2h 7 1,8 –

Résistance aux chlorures Dcl, SIA 262/1, Annexe B m2/s ·10–12 7 2,4 –

Résistance au gel en présence de sels de g/m2 7 8,0 –

déverglaçage m, SIA 262/1, Annexe C

Résistance aux sulfates Δl, SIA 262/1, Annexe D ‰ 33 aucun gonflement –

Résistance à la carbonatation (56 jours, 1% CO2), mm 28 < 0,1 –

SN EN 13295

Absorption capillaire, coefficient d’absorption S, kg/m2h0,5 28 0,05 –

SN EN 13057

Adhérence, SN EN 1542 N/mm2 28 2,9 3) –

Adhérence après cycles de gel dégel en présence N/mm2 70 3,1 3) –

de sels de déverglaçage, SN EN 1542

Résistance aux attaques acides – 28 résistances à la –

(28 Tage, 5% H2SO4) compression et à la

flexion non modifiées

1) Mesuré sur prismes 4 x 4 x 16 cm par analogie avec la norme SN EN 196-1

2) Mesuré sur des échantillons de 20 x 5 x 100 cm

3) Rupture dans le béton de support

Fig. 3.1Données techniques du BFUP Holcim 707/710 (valeurs moyennes)

OCT 11 / L / T / 0,5

Holcim (Suisse) SAHagenholzstrasse 838050 ZurichSuisseTéléphone +41 58 850 68 68Téléfax +41 58 850 68 [email protected]

Région Suisse alémaniqueHolcim (Schweiz) AGHagenholzstrasse 838050 ZurichSuisseTéléphone conseils +41 58 850 68 68Hotline commandes +41 800 55 95 96Téléfax +41 58 850 62 16logon.holcim.com

Région Suisse romandeHolcim (Suisse) SA1312 EclépensSuisseTéléphone conseils +41 58 850 92 53Hotline commandes +41 800 55 95 97Téléfax +41 58 850 97 79logon.holcim.com

Région TessinHolcim (Svizzera) SAVia Moree 166850 MendrisioSuisseTéléphone conseils +41 58 850 22 00Hotline commandes +41 800 55 95 98Téléfax +41 58 850 22 19logon.holcim.com

Documents

Béton fibré à ultra-hautes performances · 1.2 Technologie du matériau 4 ... Durant ces dernières décennies, le béton armé s’est imposé comme un matériau fiable, robuste,