Béton réfractaire et résistant à la chaleur

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D’aprés les études menées par l’institut de recherche en construction (IRC), celles-ci montrent que le béton dispose de caractéristiques médiocre concernant la tenue au feu. Le principale danger qui le menace est l’effritement (ou éclatement).

Incendie Éclatement

Cet éclatement est attribué à la montée de la pression interstitielle lors de l’échauffement.La montée en température du béton lors de son exposition au feu entraine un réchauffement des particules d’eau contenues dans celui-ci.La montée en température de l’eau engendre une très forte pression dans les interstices. La vapeur d’eau qui ne peut s’échapper à cause de la grande masse volumique du béton et de sa faible perméabilité entraine l’ éclatement du béton

Les recherches menées par l’IRC montrent que la tenue au feu du béton est influencée par:

- Le type de granulat,- La résistance initiale du béton,- Sa teneur en humidité

Béton réfractaire et résistant à la chaleur


SOMMAIRE

1- Le ciment fondu

2- Les granulats ALAG

3- Mise en oeuvre

4- Exemples d’utilisations

5- Optimisation fibres SIKA

CONCLUSION


Remarque:Le Ciment Fondu est conforme aux normes NF P 15-315 et BS 915 Partie 2. Il permet de formuler des bétons combinant durcissement rapide et ouvrabilité pour la mise en œuvre.

SOMMAIRE

1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

Ciment à base d'aluminates de calcium


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

Caractéristiques• Temps de prise similaire au ciment Portland mais durcissement plus rapide

• Béton atteint une résistance mécanique élevée au jeune âge, 25MPa à 6h:

Décoffrage plus rapide

• Béton à faible porosité d’où une excellente résistance aux attaques acides

• Bonne résistance à la température et aux chocs thermiques:

-180 °C à +1100 °C en complément du granulat Alag,

• Bonne résistance à l’abrasion et à l’usure


Choix idéal pour des béton soumis à des températures élevées et à des chocs thermiques:

- Planchers de fours,

- Aires de dépose,

- Quais à coke,

- Incinérateur…

- Aires d’entraînement au feu,

- Maisons du feu…

Industries du feu

Aires de feu

- Garnissage de fours rotatifs,

- Aire de dépotage de gaz liquéfié…

Autres

1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


2- LES GRANULATS ALAG

1- Le ciment fondu

2- Les granulats

ALAG

3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


1- Le ciment fondu

2- Les granulats

ALAG

3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

- Ce sont des Granulats synthétiques silico-alumineux-calcique obtenus par fusion. (40% d’Alumine)

- C’est un granulat extrêmement dur.

Les granulats Alag sont disponibles en sac de 25 kg et en big-bag de 1,5 tonnes avec deux granulométries principales :

Il existe 2 types de granulométrie:

- Fin: 0-4 mm- Gros: 4-10 mm


1- Le ciment fondu

2- Les granulats

ALAG

3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

Propriétés Température

Résistance aux chocs thermiques et aux températures de -180°C à +1100°C

Abrasion et poinçonnement

Très grande résistance à l’abrasion, à l’impact et au poinçonnement

Corrosion

Résistance à la corrosion par les sulfates, les huiles, de nombreux produits chimiques agressifs et acides dilués

Rapidité

Remise en service possible entre 6 heures et 8 après la mise en place


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

Mise en oeuvreBéton Ordinaire

Mise en oeuvreBéton Ciment Fondu /

Granulats Alag

Ouvrabilité: Le béton de ciment fondu / Granulats Alag présente généralement une consistance ferme.

Vibration: Le béton de ciment fondu / Granulats Alag doit être mis par vibration en appliquant les règles de l’art.

Dosage en eau: Une performance satisfaisante ne peut être obtenue qu’en appliquant les règles de l’art du bétonnage, notamment en respectant scrupuleusement le rapport E/C< 0,4.


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


Dosage d’un béton constitué de ciment fondu seul et de granulats

Alag

Dosage d’un mortier constitué de ciment fondu seul et de granulats Alag

Dosage d’un béton contenant des granulats siliceux traditionnels et du

ciment fondu seul

Dosage d’un mortier contenant du sable et du ciment fondu seul

Les Bétons Les Mortiers


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

Les granulats Alag et le Ciment Fondu ont la même composition minéralogique, et cette grande affinité chimique permet d’obtenir une adhérence très intime et homogène entre la pâte et les granulats d’un béton de Ciment Fondu/Alag.

Les propriétés physiques des granulats et du ciment, comme par exemple le coefficient d’expansion, sont également similaires.

Cela explique les exceptionnelles propriétés thermiques, mécaniques et chimiques du béton de Ciment Fondu/Alag.


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


Contraintes:

Zones de circulations:Résister à des chariot élévateurs de 7 tonnes

transportant la fonte liquide.

Zones de vidange des fours et planchers:Résister à des contraintes d’abrasion, poinçonnement

et chocs thermiques, jusqu’à +1100 °C.

Solution utilisée:Mise en place de béton Ciment fondu / Alag sur les 300 m²

concernés.

Performance après 5 ans d’exploitation:les 8 à 10 cm de béton exposés à des conditions très difficiles

sont à ce jours toujours en bon état.

Chantier:Agrandissement de l’atelier de

fusion à Wassy (52) en Avril 2001.Usine spécialisée dans les

engins T.P, Agricoles et Automobiles.Mise en place de 2 fours à

induction de 8 tonnes.

1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


Solution utilisée:Mise en place d’une dalle béton Ciment fondu / Alag de 8 cm d’ép.

sur les 120 m² concernés incluant un réservoir de 60 cm de profondeur.

Performance après 5 ans d’exploitation:En service depuis 2001, les 8 cm de béton exposés à des

conditions très difficiles donne entière satisfaction après 25 cycles d’entraînement en 5 ans.

Chantier:Construction d’une aire

d’incendie pour l’entraînement au feu des pompiers.

Centre de ravitaillement des essences à Cergy (71) en 2000.Contraintes:

Dalles soumises à des conditions extrêmes de chocs thermiques et de température, jusqu’à +1100 °C.

Résister à des feux carburant de 5 minutes, puis au refroidissement brutal lors de l’extinction, à raison d’une moyenne de 5 entraînement par an.

1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


En utilisation courante, le dosage est de:

- 1 sachet de 600 g par m3 de béton.

En fondant à une température relativement basse de 170 °C, les fibres de polypropylène créent des « canaux » permettant à la pression de vapeur de s’échapper du béton, empêchant ainsi les petites « explosions » qui provoquent l’éclatement.

1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

L’incorporation des fibres SIKA dans un béton lui procure une forte cohésion interne.

On observe que les béton et les mortiers fibrés avec SIKA sont moins sensibles à la propagation des fissures.

L’ajout de fibres de polypropylène réduit l’effritement des béton lors d’un incendie.


Sans fibres

Avec fibres

1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

Les images illustrent l’effet des fibres de polypropylène sur l’éclatement après 2 heures d’exposition au feu.


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION


1- Le ciment fondu


3- Mise en oeuvre



CONCLUSION

• Employer du granulat de type Alag (au lieu du granulat siliceux) pour réduire l’éclatement et augmenter la résistance au feu,

• Afin de réduire l’effritement, utiliser du granulat de poids normal (au lieu du granulat léger),

• Employer du ciment fondu (au lieu du ciment classique) pour augmenter la résistance au feu,

• Ajouter des fibres de polypropylène de type SIKA au mélange pour diminuer l’éclatement,


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Béton réfractaire et résistant à la chaleur