Béton fibré des parois moulées - cotita.fr · dans le béton de fondations profondes, une étude de formulation béton a été réalisée en laboratoire et en centrale. Béton

Béton fibré des parois moulées

BOTTE FONDATIONS – VINCI CONSTRUCTION FRANCE

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Déviation de la RN19 - BOISSY SAINT LEGER

AZZI Amin

Béton fibré des parois moulées

Béton fibré de parois moulées RN19 2

1. Exigences des normes et du marché

2. Recherche bibliographique

3. Problématique des parois moulées

4. Béton d’étude

5. Essais in situ

6. Essais de tenue au feu

7. La fabrication des bétons fibrés

SOMMAIRE


LES EXIGENCES BÉTON PAROI MOULÉE RN 19

La résistance: Béton conforme en résistance⇒ Structure mécaniquement viable : (dosages en ciment, liant équivalent et eau)

FORMULATION BÉTON

La consistance: Béton facile à mettre en œuvre⇒ Etalement à la table à choc : 600± 50 mm

La stabilité du béton : Limiter le ressuage et la ségrégation du béton ⇒ Filtration Bauer (à 5min) < 15ml⇒ Ressuage statique < 5% ⇒ Temps d’écoulement du béton ( cône inversé) < 5 secondes

La tenue au feu: Intégration de fibres polypropylènes, ⇒ Ecaillage inférieur à 30 mm ⇒ Niveaux d’exigence N1 et N2 sous un HCM 100.


RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE

Aucune recherche n’a été faite auparavant sur la rhéologie sur des bétons fibrés desparois moulées permettant de déterminer pourquoi les bétons fibrés mis en œuvre etrépondant aux normes ne permettent pas de réaliser des parois moulées sans défautsrécurrents.

La mise en place de fibres polypropylènes dans un béton de paroi moulée pour résisterau feu et donc au phénomène d’écaillage n’a jamais été réalisée.

La qualité de mise en œuvre du béton de paroi moulée est très sensible aux propriétésdu matériau à l’état frais, la rhéologie, la consistance, la stabilité et donc la formulationinitiale.


PAROI DITE « ÉCOSSAISE»

Boue bentonitique

Béton amorçage (pollué)

Béton ascendant

Béton immobile

PROBLÉMATIQUE BÉTONNAGE

PAROI MOULÉE

DIFFICULTÉS DU BÉTON À CHEMINER DANS LA CAGE D ’ARMATURES


BÉTON D’ÉTUDE

L IMITER L ’ INFLUENCE DE LA

TENEUR EN FIBRES

ADAPTER LA COMPOSITION

ÉVITER UN IMPACT RHÉOLOGIQUE DÉFAVORABLE

VÉRIFIER LA BONNE MISE EN PLACE DU

BÉTON DE PAROIS MOULÉE

RÉALISATION DES ESSAIS EN VRAIE GRANDEUR


BÉTON D’ÉTUDE

La demande enadjuvant est très élevée(environ, deux fois plus qu’un béton paroimoulée non fibré)

Le dosage en lianta donc été augmentéà 450 kg/m3de façon à garder un rapport E/Cconstant.

Le dosage en fibres, en particulier à 2 kg/m3 mobilise une grande partie de lapâte pourleur enrobage malgré l’augmentation du liant et l’ajout de super-plastifiant.

Les résistances en compression sur les formules sont comprises entre49,3 et 56,7 MPa..

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Réaliser un prototype grandeur nature Réaliser un prototype grandeur nature

ETUDE DE FORMULATION BÉTON SUIVANT

DOSAGE DE FIBRES POLYPROPYLÈNE

Du fait de l’absence de retour d’expérience sur l’incorporation de fibres polypropylènedans le béton de fondations profondes, une étude de formulation béton a été réalisée enlaboratoire et en centrale.


DES ESSAIS IN SITU

RÉALISATION DES ESSAIS EN VRAIE GRANDEUR

fibres

� Dimension des deux barrettes

2,90 m * 50 cm * 10 m Soit 14,5 m3 par barrette

Une barrette avec un dosage de 1,2 kg/m3fibres l’autre barrette avec 2 kg/m3fibres

cm cm

� Cage d’armatures

Filant HA 16 Espacement de 12 cm et 22 cm Cadre HA 12 espacement 20 cm

4 tubes soniques par cages.

16m3/h lente

� Bétonnage des barrettes

Cadence16m3/h Vidange béton très lente

Une heure d’attente avant début du coulage


DES ESSAIS IN SITU

Bouchon lors bétonnage de la barrette ( à 2kg fibres) à 5m

SUIVI RÉALISATION DES BARRETTES

RC>> 35MpaAuscultation par transparence sonique


DES ESSAIS IN SITU

SUIVI RÉALISATION DES BARRETTES

Barrette d’essai à 2kg fibresBarrette d’essai à 1,2kgfibres


BÉTON D’ÉTUDE

FORMULATION DU BÉTON

� Résistance caractéristique en compression à 28 jours :C35/45

� Classe d’exposition XA1/XD3� Etalement à la table à chocs : 600 mm� Maintien de rhéologie : 2h30� Dosage en fines minimum de 430 kg/m3.

Constituants CEM I 52,5 N CE CP2 NFGargenville

CEM I 52,5 N CE CP2 NF Couvrot

Sablon LC 0/1 La Chapelle La Reine

0/4 SMBP

4/10 SMBP

10/20 SMBP

MASTERFIBER 12mm

BASF PRELOM 510

BASF GLENIUM SKY 841

BASF GLENIUM B201F

SIKA TEMPOFLOW 464

SIKA TEMPO 11

CARACTÉRISATION DU BÉTON EN LABORATOIRE

Afin d’optimiser la formule, nous avons modifié :

� Type du ciment� Types d’adjuvants� Dosage des adjuvants� Dosage des fibres


BÉTON D’ÉTUDE

LES ESSAIS DE CARACTÉRISATION DU BÉTON EN LABORATOIRE

Essais de stabilité:

� Essai ressuage de filtration Bauer� Essai ressuage Statique (méthode ASTM C232)� Constante visqueuse au tribomètre rotatif� Temps d’écoulement au cône d’Abrams inversé

Mesures complémentaires:

� Température du béton� Air occlus� Masse volumique du béton frais

Essai d’ouvrabilité:

� Etalement� L-box


BÉTON D’ÉTUDE

RÉSULTATS DES ESSAIS DE CARACTÉRISATION DU BÉTON EN LABORATO IRE

� Des masses volumiques qui sont prochesdes valeurs théoriques (2290 kg/m3) et quimontrent qu’il n’y a pas d’effetd’entraînement d’air par les fibres.

� Les valeurs de temps d’écoulement aucôneinversésontsatisfaisantes.

� Les valeurs de ressuage et de filtrationtraduisent unebonne stabilité du béton.

� Les constantes visqueuses sont faibles

� Les mesures de consistance réalisées sur laformule nominale sont dans l’intervallerequis (550mm à 650mm).

Constituants Formulation à 1,2 kg de fibres PP (kg/m3)

Formulation à 1,6 kg de fibres PP (kg/m3)

Formulation à 2kg de fibres PP (kg/m3)

CEM I 52,5 N Gargenville

300 310 315

Cendres Volantes d’Hornaing

130 130 135

Sablon 0/1 La Chapelle La Reine

220 220 210

0/4 SMBP 540 535 5304/10 SMBP 250 250 24010/20 SMBP 610 600 600

GLENIUM SKY 841 3 3 3PRELOM 510 2,7 2,7 2,7

MASTERFIBER 12mm

1,2 1,6 2

Eau efficace 185 190 195

Les formules retenues


DES ESSAIS IN SITU

RÉALISATION DES DALLETTES => DIMENSIONNEMENT VIS -À-VIS DES EFFETS

DE L ’ INCENDIE DES ÉLÉMENTS DE BÉTON ARMÉ

CHOIX DE LA COMPOSITION DE BASE

(AVEC PLUSIEURS DOSAGES DES FIBRES)

DES ESSAIS DE SÉLECTION

FIXER LE DOSAGE EN FIBRES

DES ESSAIS DE CONVENANCE

Dimensionnement vis-à-vis des effets de l’incendie Dimensionnement vis-à-vis des effets de l’incendie


DES ESSAIS IN SITU

PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS DES ESSAIS

� Les dallettes de sélection :

- Géométrie d’une dalle de dimension : 1,30 X 1,30 X 0,25m

- Ferraillage minimum => treillis soudé pour la tenue de la dalle.

- Essai réalisé sans chargement.

de convenance : � Les dallettesde convenance :

- Géométrie d’une dalle de dimension : 8,00 X 1,60 X 0.40 m

- Le ferraillage de la face exposée au feu est le même que le ferraillage réel à mettre en œuvre côté paroi moulée exposée au feu.

- Essai réalisé avec chargement.


DES ESSAIS TENUE AU FEU

ESSAIS DE SÉLECTION

Dalletteavec 1,2kg fibres


Dalletteavec 2kg fibres

Les parois du four Mise en place des capteurs

Vu de l’intérieur du four Vu de l’extérieur du four



RÉSULTATS DES ESSAIS DE SÉLECTION

Trace des patins

Écaillage localisé (faible, inférieur à 30mm)

Vue de la dallette formule 1,2 kg fibres après l’essai au feu


Dalletteavec 2kg fibres

Aucune trace d’écaillage n’a

été constaté



ESSAIS DE CONVENANCE

Dallette avec 1,2kg fibres

Mise en place des capteurs

Chargement de la dalle

Une sollicitation thermique de type HCM pendant une durée de120 minutes,

Une sollicitation mécanique dont le moment de flexion produit le même niveau de contrainte decompression en face inférieure que le maximum retenu dans les calculs de dimensionnement.



ESSAIS DE CONVENANCE

Trace des patins

Aucune trace d’écaillage n’a été constaté

Dallette avec 1,2kg fibres

Evaluation comprend :

Appréciation de la propension à l’écaillageLe relevé des températures à différentes profondeurs dans le bétonLa température en face non exposée pendant l’essai.


LA FABRICATION DES BÉTONS FIBRÉS

LES IMPÉRATIFS DU CHANTIER

� Réduire l’impact environnemental:

- Réduction des flux de transport- Utilisation de cendres volantes

- Bilan carbone

Assurer la régularité des bétons: � Assurer la régularité des bétons: - Maîtrise de la régularité du dosage en fibres- Garantie de l’introduction des fibres dans

le béton- Traçabilité et enregistrement des dosages


LA FABRICATION DES BÉTONS FIBRÉS

LES SOLUTIONS TECHNIQUES

� Installation de deux centrales sur sites

- Livraison par semi-remorque en dehors des heures de bouchons

- Flux de véhicules réduit de moitié- Production réalisée : 850 m3/jour

Utilisation de doseur de fibres: � Utilisation de doseur de fibres: - Une première : utilisation de doseur de

fibres à grande échelle- Introduction des fibres dans le béton avant

le malaxage, adaptation de l’automatisme- Présence de caméra dans les doseurs et

bâchage des installations


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