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NEMBOUE Cours de Technologie des Matériaux – ENSTP-Yaoundé 1 LES BETONS ET MORTIERS GENERALITES Le béton est un matériau de construction fabriqué à partir d’un mélange de - liant (ciment, chaux etc.) - granulats (sable, gravier, cailloux) - d’eau - éventuellement d’adjuvants Ce mélange est ensuite mis en oeuvre dans des coffrages destinés à lui donner la forme définitive. Ces coffrage doivent soutenir le béton pendant le temps nécessaire pour que celui-ci acquière une résistance et une cohésion suffisantes. Parmi les nombreux domaines des lesquels l’utilisation du béton est répandue, ou peut citer - Les fondations d’ouvrages - Les massifs de formes variées( mur de soutènement, barrages, etc.) - Les produits manufacturés (agglomérés, tuyaux, buses, etc.) - Les ouvrages en béton armé et béton précontraint - Etc. II- LES GRANULATS Ce sont des matériaux minéraux grenus d’origine naturelle provenant de la désagrégation des roches par érosion ou par concassage. Il existe aussi des granulats artificiels tels que l’argile expansée, les laitiers granulés, … 2.1 CLASSIFICATION DES GRANULATS : On distingue trois classifications possibles des granulats : - La classification suivant les dimensions - La classification selon la provenance - La classification selon la densité ou la dureté 2.1.1 La classification suivant les dimensions: Selon leurs dimensions, les granulats sont repartis en cinq catégories :

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LES BETONS ET MORTIERS

GENERALITES

Le béton est un matériau de construction fabriqué à partir d’un mélange de

- liant (ciment, chaux etc.) - granulats (sable, gravier, cailloux) - d’eau - éventuellement d’adjuvants

Ce mélange est ensuite mis en œuvre dans des coffrages destinés à lui donner la forme définitive. Ces coffrage doivent soutenir le béton pendant le temps nécessaire pour que celui-ci acquière une résistance et une cohésion suffisantes.

Parmi les nombreux domaines des lesquels l’utilisation du béton est répandue, ou peut citer

- Les fondations d’ouvrages

- Les massifs de formes variées( mur de soutènement, barrages, etc.)

- Les produits manufacturés (agglomérés, tuyaux, buses, etc.)

- Les ouvrages en béton armé et béton précontraint

- Etc.

II- LES GRANULATS

Ce sont des matériaux minéraux grenus d’origine naturelle provenant de la désagrégation des roches par érosion ou par concassage. Il existe aussi des granulats artificiels tels que l’argile expansée, les laitiers granulés, …

2.1 CLASSIFICATION DES GRANULATS :

On distingue trois classifications possibles des granulats :

- La classification suivant les dimensions

- La classification selon la provenance

- La classification selon la densité ou la dureté

2.1.1 La classification suivant les dimensions:

Selon leurs dimensions, les granulats sont repartis en cinq catégories :

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- Les farines en fillers ou fines : D ≤ 0,08 mm

- Les sables : 0,08mm D ≤ 5mm

- Les gravillons : 5mm ≤ D ≤ 80 mm

- Les moellons et galets : D≥ 80mm

2.1.2 Classification selon la provenance :

Selon leur provenances, on peut repartir les matériaux en trois catégories :

- Les matériaux roulés dont les angles ont été émoussés par frottement lors du transport par les eaux, le vent ou tout simplement l’action de la pesanteur. On distingue ainsi les sables et les gravillons de rivières ou de carrière et les sables éoliens encore appelés sables des dunes.

- Les matériaux concassés issus du concassage ou du broyage des roches dures au moyen d’appareils mécaniques. Ils se caractérisent par un aspect anguleux et des arêtes dures.

- Les matériaux mixtes qui sont des granulats roulés à l’origine et ramenés à des dimensions inférieures après concassage.

1.2.3- Classification selon la densité et dureté

dans ce cas, on retient couramment une répartition en quatre catégories :

- Les granulats courants : Ils entrent de la composition des béton courants et leur densité absolue est de l’ordre de 2,6.

- Les granulats lourds : On les utilise dans la confections des bétons lourds et dans les ouvrages nécessitant une protection particulière contre le rayonnement atomique. Cette protection sera d’autant plus efficace que l’épaisseur des parois sera plus grande et la densité des béton plus élevée. Le plus souvent, ces granulats sont des déchets métalliques à l’exemple de

- La barytine (sulfate de baryum) ; d= 4,27

- La magnétite qui est un oxyde de fer ; d= 4,5 à 5,1

- La grenaille de fonte : d=7,6 à 7,8

Les granulats légers :

Ils entrent dans la confection des bétons légers. Ces bétons auront des résistances d’autant plus faibles qu’ils seront plus légers. Mais leur légèreté présenté d’indéniables avantages des domaines tels que :

- La préfabrication - L’isolation acoustique et thermique

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Avantages : Economie sur les éléments de structure (fondations, poteaux, poutres, planchers,…), particulièrement dans le cas des immeubles de grande hauteur.

les granulats légers les plus utilisés sont

- La pouzzolane - L’argile expansée - Le laitier expansé

Les granulats très durs :

Ils sont utilisés dans des bétons devant jouer une fonction anti – usure ( sols industriels par exemple ). Les matériaux utilisés dans ce cas doivent être particulièrement durs, à l’exemple du corindon, du quartz ou des paillettes de fonte.

2.2 CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES GRANULATS 2.2.1 – Coefficient volumétrique

Le coefficient volumétrique C pour un granulat est le rapport entre le volume V du grain et le volume de la sphère circonscrite de diamètre d, d étant la plus grande dimension du grain.

C = V/(π N3/6)

Pour un granulat constitue d’un grand nombre de grains,

C = (V1 + V2 + … + Vn)/[( ππππ/6)(N13 + N2

3+ …+ Nn3)]

Pour les béton de qualité, on conseille

C ≥ 0,15 pour les gravillons

C ≥ 0,11 pour les cailloux

Si C est petit, le granulat est effilé (comme des aiguilles), ce qui préjudiciable pour la qualité du béton.

2.2.2.- Le module de finesse

Le module de finesse permet d’apprécier la quantité d’éléments fins contenus des un sable. Il est égal au 1/100è de la somme des refus, exprimés en pourcentage, dans la série des tamis suivante :

0,16 - 0,315 - 0,63 - 1,25 -2,5 – 5 – 10 – 20 – 40 - 80

Le module de finesse est noté MF.

Pour un bon sable à béton, le module finesse doit être compris entre 2,2 et 2,8.

Au dessous de la valeur de 2,2 le sable a une majorité d’éléments fins et très fins, ce qui nécessitera, lors de la confection du béton une augmentation du dosage en eau .

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Au dessus de la valeur de 2,8 il manque d’éléments fins, ce qui est préjudiciable à l’ouvrabilité du béton.

2.2.3- Masse spécifique –masse volumique-densité –compacité porosité

- Masse volumique

C’est la masse d'un granulat par unité de volume total, y compris les vides entre les grains le constituant (volume apparent)

γ = m/(Vs+Vv) = m/V

- Masse spécifique :

C’est la masse d’un corps par unité de volume de matière pleine sans aucun vide entre les grains (volume absolu).

γd = m/Vs

- Densité apparente :

C’est le rapport de la masse volume à la masse d’un égal volume d’eau à 4°C

- Densité absolue :

C’est le rapport de la masse spécifique à la masse d’un égal volume d’eau à 4°C

- Compacité

Pour au granulat ayant un volume total V avec un volume de vides v, la compacité est donnée par la relation

C = (V – v)/V

- Porosité :

C’est le volume des vides contenues dans l’unité de matière. Elle devra avoir une valeur inférieure à 10%.

P = v/V = v/(Vv + Vs)

Exercice : donner la relation qui existe entre la porosité et la compacité.

1=+PC

- Indice des vide

C’est le rapport du volume des vides contenus dans le granulat au volume de la matière.

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)3(vVvI −=

Exercice : Donner la relation qui lie I,P et C

*P=CI ie

( )CI

vVv

Vv

vvVP v

vVvV

vVv

=−••−=••= −

2.2.4- FOISONNEMENT DES SABLES

le volume occupé par un sable augmente avec son degré d’humidité : C’est le phénomène de foisonnement des sables.

Ce phénomène peut avoir une grande importance lors de dosage volumétrique du béton, d’où l’importance du coefficient de foisonnement, donné par la relation

f = (Vh – Vs)/Vs où Vh est le volume humide et Vs le volume sec.

Remarque: f est d’autant plus important que le sable est plus fin.

2.3 –CARACTERISTIQUES CHIMIQUES DES GRANULATS :

2.3.1- PROPRIETES DES GRANULATS.

Des impuretés contenues dans les granulats peuvent diminuer leur adhérence avec le mortier, ce qui peut provoquer la chute de résistance du béton. Ce sera le cas lorsqu’on tolérera la présence dans les granulats des corps tels que de l’argile, du charbon, du gypse, la vase, des limons, des morceaux de bois, …

Il est essentiel qu’un granulat ne contienne pas d’impureté susceptibles de nuire aux caractéristiques essentielles du béton.

La propreté du sable sera déterminée par l’essai d’équivalent de sable (ES).

ES = 100(h1/h2), où h1 est la hauteur du dépôt de sable visible et h2 la hauteur totale y compris le floculat.

Un sable propre à la confection de béton doit avoir un E.S compris autre 70 et 80 (70 ≤ ES ≤ 80)

h1

h2

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2.3.2 PURETE DES GRANULATS :

Les granulats doivent provenir de roches stables, c'est-à-dire inaltérables à l’eau à l’air et au gel.

Le granulat ne devra pas contenir de particules de charbon, de bois ou de toute autre matière organique.

2.4- NOTIONS DE GRANULOMETRIE

2.4.1 –GENERALITES

La granulométrie a pour but de définir la classification des granulats selon la dimension de leur grains, celle-ci étant exprimée en ouverture d’une série de tamis à mailles carrées mesurées en mm.

2.4.2- DEFINITIONS

Granularité :

C’est la distribution dimensionnelle des grains d’un granulat.

Classe granulaire :

Elle est définie par deux dimensions d’ouverture de tamis à mailles carrées avec des conditions déterminées du tamisat (poids du granulat passé à travers les mailles) et de « refus» (poids du granulat qui est resté sur le tamis).

Granulat D/d

Un granulat est dit « granulat D/d », D et d étant respectivement la plus grande et la plus petite des dimensions, lorsque les conditions ci-après sont remplies :

1.Refus sur le tamis de maille D ≤ 15% si D > 1,56 d

et tamisat sous le tamis d ≤ 20% si D≤ 1,56 d Note : en général , D > 1,56d 2. Refus par le tamis1,56D= 0 3.tauresort sous le tamis 0,63d 4. si d < 0,5 mm, le granulat est dit 0/D

Les normes préconisent l’utilisation des tamis de mailles données ci-dessous pour définir les classes granulaires :

0,08-2,00-4,00-6,3-10-20-31,5-40-63-80mm

Note : Mais dans la pratique, comme 5mm est une dimension limite entre les sables et les graviers, on juge nécessaire d’en tenir compte en insérant ce tamis dans la série suscitée

< 3% si D > 5 mm

≤ 5% si D ≤ 5 mm

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Granulat élémentaire :

D1 et D2 étant deux dimensions principales successives, on appelle granulat élémentaire D1/D2 un granulat qui passe entièrement dans le tamis D1 et est entièrement retenu par le tamis D2

. Granulat O/D :

Un granulat est dit O/D lorsque d est inférieur ou égal à 0,5 mm et s’il satisfait aux conditions suivantes :

- le refus sur le tamis D est compris entre 1% et 15% - le refus sur le tamis 1,56d est nul.

2.4.3- COURBE GRANULOMETRIQUE : (photocopie p 39 DREVX)

La courbe granulométrique traduit la distribution pondérale des granulats élémentaires d’un granulat d/D.

Elle est tracée sur un graphique normalisé comportant

- en ordonnée le pourcentage des tamisats et des refus (des tamisats à gauche et les refus à droite)

- en abscisse les graduations logarithmiques donnant les dimensions D des mailles des tamis.

Mq :* la suite des valeurs de D est une progression géométrique de raison 10√√√√10≈≈≈≈ 1,25

* La valeur 1,56=(1,25)²: C’est donc le rapport entre les graduations en abscisse des courbes granulométriques de 2 en 2. (à noter que les valeurs de D sont arrondies)

Il arrive que l’AG se fasse non au moyen des tamis, mais plutôt des passoires, la principale différence réside dans le fait que les passoires ont des mailles circulaires.

Le résultat obtenu sera le même en utilisant la relation suivante.

DtDtDp 25,11010 ≤=

où Dp est le diamètre de la passoire et Dt le diamètre du tamis correspondant.

Il suffit donc, si on utilise les passoires, de décaler les graduations des tamis d’une graduation vers la droite.

La forme des courbes granulométriques renseigne sur :

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- les limites d et D - la plus ou moins grande proportions des éléments fins (D<0,5mm) - la continuité ou la discontinuité de la granulométrie.

LES CIMENTS

3.1- Généralités

Les ciments sont des poudres fines obtenues par broyage et cuisson à très haute température (environ 1450°c) d'un mélange minéral (Calcaire et d’argile en général).

Ces poudres forment avec l’eau une pâte capable de faire prise et de durcir progressivement, d’où leur qualification de liant hydraulique, au contraire des liants aériens (exemple : la chaux ) qui ne peuvent faire prise qu’au contact de l’air.

La caractéristique principale des liants est de lier entre eux des matériaux tels que les granulats, les pierres à bâtir, les briques, etc.

3.2- CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES CIMENTS

3.2.1-Généralités : a) Quelques définitions

- Clinker

C’est un produit obtenu par cuisson jusqu’à fusion partielle (Clinkérisation) à 1450° d un mélange de calcaire et d’argile dosé et homogénéisé.

Le produit obtenu comprend essentiellement une combinaison de chaux (CaO),. de silice (SiO2 ) et d’alumine (Al2O3.)

Par broyage en présence d’un peu de sulfate de chaux (gypse) qui joue un rôle de régulateur de prise, le Clinker donne des ciments Portland et leur confère leurs propriétés caractéristiques.

Remarque : les quatre principaux composants du clinker sont :

- le silicate tricalcique (Si02,3Ca0)

- le silicate bicalcique (Si02,2Ca0)

- l’aluminate tricalcique (Al203, 3Ca0)

- l’alumino-ferrite tétracalcique (4Ca0, Fe203, Al203)

- Le laitier

C’est un résidu minéral de la préparation de la fonte dans les hauts fourneaux.

Sorti du trou de coulée à 1500°, il est brusquement refroidi, donnant un produit granulé que l’on peut ajouter au Clinker en proportion variable et broyé avec lui.

- Cendres :

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Ce sont des produits pulvérulents de grande finesse résultant de la combustion en centrale thermique, de combustibles minéraux solide (houille, lignite, etc.).

On les ajoute au moment du broyage au Clinker en proportion variable pour la composition de certains Ciments.

- Pouzzolanes :

Ce sont des produits naturels d’origine volcanique composés essentiellement de silice, d’alumine et d’oxyde ferrique. Ils sont utilisés en cimenterie

- pour leur propriétés "pouzzolanique" (aptitude à fixer la chaux à température ambiante)

- pour leur capacité à former les composés pouvant faire prise et durcir par hydratation : ou dit qu’ils ont des propriétés « hydrauliques ».

- Fillers :

Ce sont des produits obtenus par broyage fin ou pulvérisation de certaines roches et agissant principalement par leurs propriétés physiques sur certaines qualités du ciment (accroissement de l’ouvrabilité, diminution de perméabilité, réduction de la fissurabilité)

3.2.2- CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES CIMENTS.

Finesse de monture :

La finesse de mouture d’un ciment est caractérisée par sa surface spécifique (surface dupée totale des grains contenus dans une masse donnée. Elle s’exprime en Cm2/g.)

Un accroissement de la finesse de mouture entraîne une augmentation de la résistance du ciment, de même que ses qualités d’adhérence, mais aussi une tendance accrue à l’éventement et au retrait.

En général, la finesse de mouture varie de 2700 à 3500 cm²/g Elle ce mesure par différents essais :

- Essais au tamis - Essais flourométrique - Essais au perméabilimètre Blaine - Essais au granulomètre à laser

3.3.2- MASSE VOLUMIQUE

La masse volumique des ciments varie autre 800-1200 kg /m3 (densité = 0,8 –12). Pour un ciment en vrac non tassé, la valeur moyenne est d’environ 1100 kg/m3

3.3.3- MASSE SPECIFIQUE

Elle varie de 2900 et 3200 kg/m3 (d = 2,9-3,2), la valeur moyenne de la densité absolue admise étant de 3,1.

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3.4- CARACTERISTIQUE CHIMIQUE DES CIMENTS

3.4.1- ALTERABILITE

Les mortiers et bétons sont le plus souvent altérés et même désagrégés par des influences diverses. Ainsi

- Les eaux très pures dissolvent la chaux - Les eaux acides dissolvent le carbonate de chaux - les eaux alcalines altèrent particulièrement les ciments alumineux.

- Les eaux séléniteuses (chargées de sulfate de chaux, gypseuse) entraînent la désagrégation par formation (dans la masse du béton ou du mortier) de nouveaux corps expansifs qui disloquent le béton (sels de Candlot).

- Les eaux de mer agissent par diffusion et élimination de la chaux, ce qui rend le béton poreux.

Remarque : chimiquement, l’eau de mer est agressive non pas par le chlorure de sodium (NaCl), mais par le sulfate de magnésiun (Mg2S04) qui, par action sur l’aluminate tricalcique, engendre la formation de sels expansifs (sulfate aluminate tricalcique =sel de Candlot )

3.4.2- COMPATIBILITE

On peut mélanger des Ciments de types différents à l’exception des ciments alumineux et de ciments sursulfatés

En effet, la plupart des propriétés d’un liant obtenu par mélange sont fonction des propriétés de chacun des constituants proportionnellement aux pourcentages de ceux-ci dans le mélange. Toutefois, en ce qui concerne la résistance aux agents agressifs, ce sont les caractéristique du liant le moins résistant qui priment.

Note : Les fillers sont dits inertes s’ils n’ont aucune action chimique sur les ciments en présence d’eau. Mais s’ils ont, même partiellement des propriétés pouzzolaniques ou hydrauliques en présence du ciment et de l’eau, ils sont dits actifs.

3.4.3 COLORATION

Il reste possible de colorer les ciments au moyen de pigments spéciaux

En jaune ( chromate de baryum ) En rouge ( oxyde rouge de fer) En brun ( oxyde brun de fer ) En vert ( oxyde de chrome). En bleu (lazurite) En noir (oxyde noir de fer )

Les pigment employés doivent être stables sous le rayonnement solaire et dans le temps.

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3.5 Hydratation – Prise - durcissement

3.5.1. Hydratation :

Les sels minéraux instables composant le ciment s’hydratent en présence d’eau. Il se produit alors une cristallisation qui aboutit à un nouveaux système de constituants hydratés stables formés de cristaux plus ou moins enchevêtrés.

Cette réaction d’hydratation s’accompagne de dégagement de chaleur plus ou moins important selon les ciments et la rapidité de formation des cristaux.

3.5.2- Prise

C’est le phénomène de solidification de la pâte. Il est produit par la formation des cristaux plus ou moins enchevêtrés, conséquence de hydravion du ciment.

Le début de prise correspond au moment où on constate une augmentation brusque de la viscosité de la pâte avec dégagement de chaleur. La fin de prise correspond au moment où le nombre des cristaux est tel que la pâte devient un bloc rigide cessant ainsi d'être déformable.

Pour la plupart des ciments courants, le début de prise à 20°C se situe entre 2 et 5 heures. Le temps de prise est évalué grâce à l’aiguille de Vicat

Remarque : les ciment doivent satisfaire aux spécifications ci dessous. Classes 35 et 45 : début de prise à 20°C > 1,5 h Classe 55 et HP début de prise à 20°C >1 h

3.5.3 Durcissement :

Après la prise, la réaction d’hydratation se poursuit : C’est la période de durcissement. Au début la pâte n’offre aucune résistance a l’effort de presse. C’est avec le temps qu’elle sera capable de supporter une compression plus ou moins forte. Le durcissement se poursuit pendant envions 15 ans.

3.5.4. Action de la température.

La Chaleur accélère la prise et le durcissement, mais la dessiccation est défavorable et peut entraîner l’arrêt de l’hydratation du ciment ( ou tout au moins provoquer l’hydration incomplète du ciment. On comprend alors que le durcissement en atmosphère saturée d'eau soit meilleur qu'en tout autre milieu. En plus, il y a moins de retrait.).

Par contre, le froid freine et peut même stopper complètement la prise (d'où la nécessité parfois d'utiliser les coffrages chauffants ).

3.5.5 – La fausse prise (CaSo4, 2H10) ( Ca So4, 1/2H2O) +3/2H2O

De petites quantités de gypse contenues dans les minéraux destinés à la fabrication du ciment entraînent la formation du plâtre à la cuisson.

(gypse) Plâtre + Eau

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Lors de l’hydratation du ciment, le plâtre fait sa prise avant le ciment : c’est le phénomène de fausse prise qui doit être combattu non par un rajout d’eau, mais par une augmentation du temps de malaxage.

Les ciments les plus sensibles à ce phénomène sont ceux à très fine mouture ou à assez fort pourcentage de gypse.

3.6. LES CIMENTS NORMALISES 3.6.1 Principe de fabrication du Ciment

Les matériaux de carrière (calcaire, argile) sont concassés, puis broyés pour obtenir un mélange intime, homogène et bien dosé.

Ce broyage peut se faire à sec ou en présence d’eau ( procédé humide).

Ou fait ensuite passer le mélange dans un pour rotatif où il est clinkérisé à 1450°C. Après cuisson, ce clinker qui se présente sous forme de grains plus ou moins arrondis de 0,5 à 3 cm de diamètre est rapidement refroidi pour éviter toute formation cristalline nuisible.

Le clinker additionné de 3 à 5% de gypse, avec éventuellement certains produits tels que le laitier, les cendres ou de la pouzzolane est réduit en poudre fine dans un broyeur à boulets afin d’obtenir la finesse de mouture déirée.

Le ciment issu du broyage est conservé en silo, puis conditionné en sac, en container ou en vrac.

3.6.2 PRINCIPALES CATEGORIES DE CIMENT

���� Ciment Portland : ou distingue

- Le ciment Portland artificiel (CPA) qui contient au minimum 97% clinker, le reste étant des fillers

- Le ciment Portland composé ou avec ajouts (CPJ) qui contient au minimum 65% de clinker, le reste étant du laitier, des ceudver ou des pouzzolanes.

���� Le ciment de haut fourneau (CHF)

Il contient 40 à 60% de laitier, le reste étant du clinker avec éventuellement 3% de fillers.

���� Le ciment de laitier au clinker (CLK)

Il contient au moius 80% de laitier, le reste des constituants étant du clinker avec 3% fillers.

����Le ciment au laitier et aux cendres (CLC) :

Il contient 25-60% de clinker, 20-45% de cendres et 20- 45% de laitier avec éventuellement 30% de fillers.

����Ciment de laitier à la chaux (CLX).

C’est un mélange de chaux hydraulique et de laitier avec éventuellement des fillers et des cendres

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����Autres ciments :

- Ciments sursulfatés (CSS) : Ils résultent de la monture d’un mélange de - laitier granulé de haut-fourneau - Sulfate de calcium - Une petite quantité de chaux ou de Clinker, jouant le rôle de catalyseur

- Ciment panzzolanique :

Il résulte d’un mélange 30 à 40% de pouzzolane ou de cendres volantes de houille et 60 à 70% de Clinker.

- Ciment de laitier à la panzzolane - Ciment de laitier à la pouzzolane

Il résulte d’un mélange d’au moins 35% de laitier granulé et de pouzzolane , le reste étant du Clinker.

���� Ciments spéciaux non normalisés

- Le super blanc :

De couleur blanche, ce ciment s’obtient par cuisson de matières premières contenant le minimum d’oxydes métalliques colorant en évitant, grâce à des fours appropriés, les souillures des cendres de combustibles :

- Ciments prompts :

Ce sont en général des ciments de faible monture à prise rapide (moins de 5 mn) ou demi-teinte (moins de 30mn)

- Ciments alumineux

Vendus sous la désignation de « FONDU », ces ciments résultent de la cuisson poussée jusqu’à la fusion d’un mélange de bauxite et de calcaire, la teneur en alumine étant de 40% environ, avec un minimum de 30%.

Ce sont des ciments à haute résistance et les résistances minimales garanties sont :

A 2 jours 50MPa A 7 jours 55 MPa A 28 jours 57,5 MPa

Les résistances réelles correspondantes sont en moyenne 60, 70 et 80 MPa

- Ciment spécial sursulfaté

Il comportent une forte proportion de silice et une faible proportion d'alumine et permettent la confection de bétons fluides.

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3.6.3 - Classes de résistance

les ciments sont repartis en quatre classes suivant leur résistance à la compression mesurée à 28 jours.

Résistance à la compression (fcj) en MPa A 2 jours A 28 jours (fc28)

Designation de la classe (σc

' ) Sous-classe éventuelle

Limité inf. nominale

Limite inférieure nominale

Limité supérieur nominale

35 - - 25 45 - - 35,0 55,0 45

R (Rapide) 15,0 35,0 55,0 - - 45,0 65,0 55 R (rapide) 22,5 45,0 65,0 - - 55,0 - HP (Hautes

performance) R (rapide) 27,0 55,0 -

(Note : σc' =1/2 ( fc28min+fc28max)

Des inscriptions réglementaires sur les sacs,les containers, les bons de livraison doivent permettre d’identifier le ciment livré. Ces inscriptions comportent des indications normalisées et des indications commerciales :

� Les indication normalisées Impératif : dénomination et classe des ciment, ainsi que l'indication de la

norme quand le ciment est normalisé - Marque de conforme et de label(label de contrôle délivré par les

services techniques du lieu de fabrication : au Cameroun ce devrait être le label de la Cellule de la normalisation du MINTP)

� Les indications commerciales. - Poids - provenance - Nom de fabricant - usine productrice.

� Indication diverses (sels solubles ,adjuvants, etc.)

IV. L'EAU DE GACHAGE

L'eau de gâchage a pour rôle de permettre la réaction d'hydratation du ciment et de rendre le béton maniable. En effet, l'eau nécessaire pour un gâchage correct du béton comprend

- l'eau de cristallisation ou d'hydratation fixée chimiquement dans les nouveaux constituants hydratés et nécessaire à leur structure cristalline (elle est généralement de 25 à 30% du poids du ciment);

- l'eau absorbée qui pénètre dans plus ou moins à l'intérieur des granulats en fonction de leur degré de porosité;

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- l'eau libre qui s'élimine plus ou moins par séchage. Elle n'est nécessaire que pour obtenir la viscosité, la plasticité, l'onctuosité indispensable au gâchage du béton, à la mise en place correcte dans les coffrages et au bon enrobage des armatures.

4.2. CARACTERISTIQUES PHYSIQUES

Considérons trois types de béton:

- les bétons de type A : bétons de haute qualité à forte résistance

- les bétons de type B : bétons à grande perméabilité

- bétons de type B : bétons courants peu ou pas armés

les caractéristiques physiques de l'eau portent sur sa propreté. En effet, elle ne devra pas contenir de matières en suspension au delà de

- 2g/l pour les bétons de type A et B

- 5g/l pour les bétons de type C

4.2. CARACTERISTIQUES PHYSIQUES

l'eau ne doit pas contenir de sels dissous au delà de

- 15g/l pour les bétons de type A et B

- 30g/l pour les bétons de type C

à condition que ces sels ne puissent nuire à la conservation des bétons (acides, sulfates, matières organiques, etc.). toute eau douteuse devra être soumise automatiquement à l'analyse chique.

V LES ADJUVANTS

5.1. GENERALITES

un adjuvant est un produit qui, ajouté en faible quantité aux bétons ou aux mortiers pendant le malaxage permet d'améliorer certaines propriétés ou caractéristiques souhaitées. Un adjuvant a, en général une action principale d'après laquelle il se trouve défini et classé; mais il peut aussi présenter certaines actions secondaires.

Note : Ce n'est pas en utilisant un adjuvant qu'on transformera un mauvais béton en un bon béton.

Les adjuvants se présentent sous forme de poudres solubles ou non, de liquides, de paillettes, etc. on les classe en trois catégories :

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- les adjuvants modifiant la rhéologie et la teneur en air

- les adjuvants modifiant la prise et le durcissement

- les adjuvants modifiant la résistance aux actions physiques set chimiques

5.2. les adjuvants modifiant la rhéologie et la teneur en air

5.2.1 les fluidifiants réducteurs d'eau

ces produits ont deux rôles:

- ils produisent une défloculation de la pâte de ciment, ce qui libère les bulles d'air comprises dans les grumeaux;

- le deuxième rôle est celui de lubrification par adsorption sur la paroi des grains, de molécules jouant un rôle de lubrifiant onctueux.

C'est ce deuxième processus qui permet une réduction de l'eau de gâchage de l'ordre de 10% environ sans aucun inconvénient sur la maniabilité du béton.

Grâce à ces adjuvants, on peut donc diminuer la teneur en eau pour obtenir la même ouvrabilité ou augmenter l'ouvrabilité sans avoir à augmenter la teneur en eau. On les utilise dans les bétons à haute performance, la préfabrication ou les bétons à forte densité de ferraillage.

5.2.2. les plastifiants rétenteurs d'eau (modification de l'ouvrabilité par apport d'éléments fins avec le risque d'une chute de la résistance et le retrait)

Ce sont des éléments d'addition pulvérulents extrêmement fins. Ils modifient donc la maniabilité du béton par apport d'éléments fins, lui conférant ainsi une meilleure plasticité. Toutefois, un dosage excessif entraînerait la chute de la résistance mécanique du béton, de même qu'une augmentation du retrait.

On les utilise pour mettre en place du béton dans des coffrages étroits et fortement armés, améliorer l'aspect du béton brut de décoffrage, procéder au bétonnage en milieu aquatique, au bétonnage par injection, etc.

5.2.3. les entraîneurs d'air (complément de granulométrie par apport de bulles)

Ces adjuvants agissent en créant dans le béton un très grand nombre de bulles d'air dont 80% ont un diamètre inférieur à 80%. Ils améliorent essentiellement

- la plasticité et l'ouvrabilité du béton, les bulles agissant comme des grains fins analogues à de petites billes souples et sans frottement;

- la résistance au gel du béton durci, les bulles agissant comme des vases expansifs pour l'eau interstitielle.

Ils sont utilisés pour

- éviter la ségrégation du béton

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- réaliser les ouvrages exposés au gel

- préfabriquer des blocs

- réaliser des bétons brut de décoffrage

- les travaux maritimes

- etc.

5.3. les adjuvants modifiant la prise et le durcissement

5.3.1. Accélérateurs de prise

Ce sont des produits solubles dans l'eau et qui augmentent la vitesse d'hydratation du ciment, d'où le déclenchement plus rapide du phénomène de prise accompagné d'un plus grand dégagement de chaleur.

Ces produits sont fabriqués à base de chlorures et de produits alcalins et sont utilisés pour bétonner par temps froid, décoffrer rapidement, réaliser des travaux d'étanchéité, bétonner des tunnels et des parois humides, etc.

5.3.1. Retardateurs de prise

Ils agissent chimiquement en retardant l'hydratation et, par suite, le début de prise du ciment.

Quelques retardateurs de prise :

- les sucres et gluconates,

- les acides citriques et tartriques

- l'oxyde de zinc

- les phosphates alcalins.

On les emploie en particulier pour

- le bétonnage par temps très chaud

- le transport du béton sur de longues distances

- les reprises de bétonnage

5.4. les adjuvants modifiant la résistance aux actions physiques set chimiques

5.4.1. les antigels et antigélifs (les 1er évitent le gel du béton frais; les 2nd évitent que le béton, une fois durci ne se désagrège sous l'effet de gels successifs)

les antigels ont pour but d'éviter le gel du béton frais. Pour ce faire, dans la pratique, on utilise un accélérateur de prise avec plastifiant ou fluidifiant et

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éventuellement un entraîneur d'air. Il est néanmoins possible d'utiliser un seul produit pouvant réunir les deux ou trois fonctions précédentes.

Quant aux antigélifs, ils ont pour but de protéger le béton, une fois durci, contre les gels successifs. Actuellement, les entraîneurs d'air constituent les meilleurs antigélifs. Toutefois, une bonne compacité et l'homogénéité du béton restent les conditions essentielles de la non gélivité.

5.4.2. hydrofuges

Ce sont des produits qui améliorent l'étanchéité des bétons et protègent de l'humidité en arrêtant l'absorption capillaire. On distingue essentiellement les hydrofuges de masse et les hydrofuges de surface.

Les hydrofuges de masse s'ajoutent aux bétons sous forme de liquide ou de poudre avec l'eau de gâchage (ex: bentonite, kieselguhr, kaolin, fillers, etc.). Ces produits ne sont vraiment efficaces que si le béton est bien compact et homogène et si toutes les précautions ont été prises pour éviter la formation des fissures.

Par ailleurs, autant que faire se peut, on préférera les employer dans les enduits superficiels plutôt que dans la masse du béton.

Les hydrofuges de surface s'appliquent en traitement superficiel, à la brosse ou au pinceau sur le béton durci. Ils sont à base de silicates et de fluosilicates. on peut également utiliser des peintures vinyliques ou bitumineuses.

Remarque : il est déconseillé d'appliquer directement des peintures grasses ( à l'huile) sur du béton, la chaux du ciment saponifiant les huiles grasses.

5.5. les autres adjuvants:

5.5.1. les produits de cure (curring-compounds)

Ce sont des produits de couverture que l'on pulvérise sur du du béton frais pour empêcher l'évaporation prématurée de l'eau de gâchage.

Ces produits sont en fait des émulsions résineuses directes dont l'eau est un dispersant et qui se rompent instantanément sur le le béton frais par réaction avec la chaux contenue dans le ciment.

Il se dépose ainsi à la surface du béton une mince pellicule de résine qui disparaît avec le temps.

On les utilise pour protéger les dalles, les enduits et les chapes.

5.5.2. les antipoussières et les durcisseurs

on peut rendre le béton plus dur et résistant à l'usure ainsi qu'aux agents agressifs en lui appliquant un traitement en surface par fluosilicate ou au silicone. Mais ce traitement ne sera efficace que si le béton est suffisamment compact et si le dosage en ciment est suffisant.

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5.6. adjuvants d'injection

On les emploie surtout pour confectionner le mortier d'injection dans les gaines protégeant les câbles de précontrainte. Il s'agit notamment des plastifiants ou des produits à base de poudre d'aluminium qui, par réaction avec le ciment, provoquent le gonflement du mortier qui remplit ainsi la gaine et enrobe parfaitement les câbles.

Note pour l'utilisation des adjuvants: nécessité de

- l'avis du fournisseur

- respecter strictement les instructions pour l'emploi

- contrôler l'application des consignes et des règles d'usage sur les chantiers.

VI CARACTERISTIQUES ESSENTIELLES DU BETON

6.1- Dimensions des granulats

6.1.1- Importance de la dimension maximale D

Le béton est un mélange intime de granulats liés entre eux par une pâte. Or il tire du granulat une bonne part de sa résistance, et plus particulièrement du gros granulat.

Il y a donc nécessité d'employer des granulats réunissant les critères de qualité, de dimension maximale et de compatibilité avec une bonne facilité de mise en oeuvre.

En pratique, la dimension maximale D des granulats dépend des caractéristiques de l'ouvrage à bétonner, à savoir

- l'épaisseur de la pièce,

- l'espacement des armatures

- la densité de ferraillage

- la complexité du coffrage

- la possibilité et l'efficacité de coffrage

- les risque de ségrégation.

6.1.2- Dimension maximale D

-Effet de paroi

On appelle "effet de paroi" la plus ou moins grande difficulté qu'il y a à bien remplir un moule dans lequel les surface en contact avec le béton (coffrage, armatures, gaines, …) sont plus ou moins importantes par rapport au volume.

- Limite de D

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� espacement horizontal : eh D ≤ eh/1,5 � espacement vertical : ev D ≤ ev � enrobage : C D ≤ C � rayon de ferraillage

On définit le rayon moyen de ferraillage par

L'entrave opposée à la pénétration varie en fonction de D/r, où D est la dimension maximale des granulats. La condition à remplir par D est donc

- pour les graviers roulés D/r ≤ 1,4 - pour les graviers concassés D/r ≤ 1,2 � Hauteur ou épaisseur minimale de la section de la pièce : hm

- D ≤ hm/5 si la pièce est ferraillée

- D ≤ hm/4 si la pièce n'est pas ferraillée

Exercices: donner la dimension du plus gros granulat dans les cas suivants:

1- Bétonnage d'un dallage d'épaisseur 6 cm non ferraillé

c

ev

eh

b

a Pour une maille de côtés a et b, r = ab/2(a + b)

e Entre deux barres, r = e/2

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2- Bétonnage d'une dalle en béton armé d'épaisseur 12 cm armée d'un quadrillage de mailles 5 x 5 cm, les granulats étant roulés.

3- Bétonnage d'un poteau en béton armé de 20 x 20 cm de section et de 3,5 m de hauteur.

Enrobage : 3 cm; Aciers longitudinaux : 4 HA8 Cadres de 6mm espacés de 15cm.

6.2- OUVRABILITE 6.2.1 Définition L'ouvrabilité peut être définie comme la facilité offerte au béton de - remplir parfaitement le coffrage - réaliser un bon enrobage des aciers - donner un bon parement brut après décoffrage

Il importe d'obtenir une bonne ouvrabilité car, d'elle dépendent la plupart des qualités du béton dont

- la compacité et la résistance réelle du béton dans l'ouvrage - l'enrobage et la résistance des armatures - la cohésion du béton qui entraîne un moindre risque de ségrégation - les parements de belle apparence - l'étanchéité.

On comprend que l'ouvrabilité soit considérée comme la qualité primordiale du béton frais.

6.2.2. Mesure et contrôle de l'ouvrabilité De nombreux essais et tests permettent de mesurer les caractéristiques dont

dépend l'ouvrabilité d'un béton. Les plus utilisés dans la pratique sont - l'affaissement au cône d'Abrams - le maniabilimètre LCPC - l'étalement à la table à secousses - le test CES (pour les ouvrages en BA) - le plasticimètre à rotation ���� Affaissement au cône d'Abrams (Slump test)

La consistance du béton est donnée suivant les valeurs données dans le tableau ci-dessous:

30

20

Afft

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Affaissement (Cm) Béton Mise en oeuvre Ouvrages appropriés

0 – 2 Très ferme Vibration puissante -Bétons de fondation -Béton moulés

3 – 5 Ferme Bonne vibration -Bétons de fondation -Béton moulés

6 – 9 Plastique Vibration courante Bétons courants

10 – 14 Mou Piquage Ouvrages très armés et de faible épaisseur (poteaux; voiles, …)

≥ 14 Béton Léger piquage Ouvrages à très forte densité de ferraillage (voiles très minces)

���� Etalement à la table à secousses

On démoule un tronc de cône de dimensions tels que données sur le schéma ci-dessus et on le soumet à une série de 15 secousses verticales.

Le résultat est donné par la relation : 100 x (D – 25)/25 (%) On peut admettre comme valeurs moyennes pour les bétons courants

100 x (D – 25)/25 (%) Béton

10 à 30 % Très ferme

30 à 50 % Ferme

30 à 70 % Plastique

70 à 100 % Liquide

d0

D0

D

h

d0 = 17 cm

D0 = 25 cm

h = 12,5 cm

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���� Le maniabilimètre LCPC

Il s'agit d'un appareillage mis au point par le LCPC (laboratoire central des ponts et chaussées) et dont le principe est de mesurer le temps d'écoulement du béton frais après la mise en vibration de la machine. La valeur moyenne en fonction de l'ouvrabilité est

- t ≤ 10 s bétons mous et très fluides - t ≈ 15 s bétons très plastiques - 20 ≤ t ≤ 30 s bétons de bonne ouvrabilité - t ≥ 40 s bétons secs, peu maniables et d'ouvrabilité

défectueuse

���� Le test CES (Centre d'essai des structures)

Il s'agit d'un test d'ouvrabilité d'un béton pour BA. On utilise un moule cubique de 20 cm d'arête dont l'une des face est vitrée. Un ferraillage à 2 cm de la vitre. On remplit le moule de béton et on le place sur une table à secousses qu'on met en marche à raison d'une secousse par seconde jusqu'à remplissage du parement: le nombre de coups nécessaires est un indice d'ouvrabilité du BA. ���� Le plasticimètre à rotation (plasticimètre INDUMAT)

c'est un appareil comportant une tige munie de trois palettes à 120° les unes des autres. Il comporte en outre une poignée permettant d'imprimer au moyen d'un ressort une rotation à la tige. On lit alors sur un cadran des valeurs donnant une mesure de l'ouvrabilité du béton dans lequel les palettes ont été introduites.

6.2.2 – les facteurs de l'ouvrabilité ( dosage en eau, emploi des adjuvants, qualité des granulats)

����Dosage en eau: L'ouvrabilité d'un béton croît avec le dosage en eau. Une insuffisance d'eau entraîne - une difficulté de mise en œuvre du béton - des défaut de parement - l'enrobage défectueux des aciers - la chute de la résistance de l'ouvrage par manque de compacité du béton. Mais un excès d'eau pourrait entraîner par ailleurs - la chute de résistance dans l'ouvrage - l'accentuation du retrait - l'accentuation de la porosité - l'aggravation du risque de ségrégation. La quantité totale d'eau de gâchage sera égale à l'eau d'apport des granulats augmentée de l'eau à ajouter. La quantité d'eau à ajouter peut être évaluer par différentes méthodes dont la plus utilisée sur les chantier est la méthode de la poêle à frire.

����L'emploi des adjuvants (fluidifiants, plastifiants, entraîneurs d'air) L'amélioration de l'ouvrabilité nécessite parfois une augmentation du dosage en eau et ce, au détriment de la résistance. Par conséquent, si on est tenu de conserver la

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résistance, on est souvent amené à utiliser les adjuvants fluidifiants, plastifiants ou entraîneurs d'air qui permettent d'améliorer l'ouvrabilité du béton tout en diminuant même, parfois le dosage en eau, ce qui en traîne une augmentation de la résistance.

����La qualité des granulats Les granulats roulés donnent un béton plus ouvrable que les granulats concassé. Par ailleurs, un béton est d'autant plus ouvrable qu'il contient plus d'éléments fins. Enfin, l'ouvrabilité croît avec une granulométrie continue.

6.3- LA RESISTANCE Les principaux facteurs qui agissent sur la résistance sont: - qualité du ciment, - le dosage en ciment et en eau, - la granularité, - l'adhérence mortier gravier, - la compacité, - l'influence de la température et de l'humidité

6.3.1 – La qualité du ciment

La résistance à la compression varie avec la classe réelle du ciment.

6.3.2 – le dosage en ciment et en eau

La résistance croît en même temps que le dosage en ciment et décroît avec le dosage en eau.

Dreux propose la formule suivante : fc28 = Gσ'c (C/E – 0,5) avec 1,5 ≤ fc28 ≤ 2,5 - fc28 : la résistance moyenne à la compression du béton à 28 jours - σ'c : la classe vraie du ciment à 28 jours - C : dosage en ciment en l/m3 - E : dosage en eau sur matériaux sec en l/m3 - G : coefficient granulaire donné par le tableau ci-dessous

Dimension D des granulats Qualité des granulats

Fins (D ≤ 16 mm)

Moyens (25 ≤D ≤40 mm)

Gros (D ≥ 63 mm)

Excellente 0,55 0,60 0,65 Bonne, courante 0,45 0,50 0,55 Passable 0,35 0,40 0,45

6.3.3 – La granularité un sable propre à la fabrication du béton doit avoir une classe granulaire de 0/5

avec un module de finesse compris entre 2,2 et 2,8. Mais dans la pratique, on utilise couramment deux types de sables dont les classes granulaires sont respectivement de 0/3,5 et 3/7. Les résultats obtenus sont par ailleurs satisfaisants.

Le rapport G/S (où G est le dosage en gravier et S le dosage en sable ) doit se situer entre 1,5 et 1,6. Dans tous les cas, on ne devra jamais dépasser la valeur de 2,2.

6.3.4 – Adhérence mortier - gravier la résistance croît avec l'adhérence mortier-gravier. C'est pourquoi les granulats

concassés donne des résistances plus élevées que les granulats roulés.

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6.3.5 – La compacité La résistance du béton dépend de sa compacité, elle-même étant tributaire de

répartition granulaire et du moyen de serrage.

6.3.5 – Influence de la température et de l'humidité La chaleur accélère la prise et le durcissement du béton tandis que le froid

allonge la durée de la prise et peut même la stopper. Par rapport à la chaleur, le départ prématuré de l'eau d'hydratation du béton tend

à diminuer la résistance du béton dans l'ouvrage. D'où la nécessité, afin de retarder le départ de cette eau, d'appliquer un film sur l'ouvrage ou de l'arroser dès la fin de la mise en œuvre du béton : c'est la cure du béton (soins qu'on donne au béton dans son jeune âge).

6.4 – PARTICULARITES DU BETON

6.4.1 – Le retrait (il dépend de quatre facteurs : l'humidité, le dosage en ciment, le dosage en eau, le pourcentage des armatures)

C'est le phénomène de raccourcissement d'un élément de béton dans son jeune âge en l'absence de toute charge. Il est assimilable à l'effet d'un abaissement de température entraînant un raccourcissement. Il est influencé par quatre facteurs (H-C-E): - L'humidité : le durcissement en milieu humide diminue le retrait. - Le dosage en ciment : le retrait croît en même temps que le dosage en ciment. - Le dosage en eau : à dosage en ciment constant, une diminution du rapport C/E

augmente le retrait. Pour un béton armé, le retrait diminue avec une augmentation du pourcentage

en aciers.

6.4.2 – La dilatation

On admet, en moyenne, un coefficient de dilatation thermique de 1 x 10-5 pour le béton (c'est-à-dire.0,01 mm/m °C).

Application : On en visage de construire un mur de soutènement de 75 m de long en vue de

soutenir un remblai routier dans une région où le plus grand écart de température est de 20°C.

a) quelle est la variation maximale de longueur de ce mur ? (15 mm) b) On envisage alors de le sectionner en deux en deux murs de 37,5 m de long

chacun par un joint de rupture. Quelle doit être la largeur minimale du joint de rupture? (réponse : (37,5 x 10-5 x 20)/2 x 2 = 7,5 10-3 m puisque le mur se dilate en se déplaçant des deux côtés )

6.4.3 – Le fluage

c'est le phénomène de déformation différé sous une charge constamment appliquée.

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6.4.4 – L'élasticité Le module d'élasticité est défini par la relation suivante :

E = Contrainte unitaire /déformation relative = fci/(∆L/L) Par ailleurs, le module déformation longitudinale instantanée, évalué pour des

contraintes normales d'une durée d'application inférieure à 24h est donnée par la relation

Eij = 11000 fcj1/3 (Eij et fcj en Mpa) (= fcj/(∆L j/L)

Quant au module de déformation longitudinal différé du béton, il est donné par la relation

Evj = 3700 fcj1/3 (Evj et fcj en Mpa) (= fcj/(∆Lv/L)

On réalise que Eij = 3Evj, ce qui confirme que la déformation totale est trois fois plus grande que la déformation totale (∆Lv = 3∆L j)

6.4.5. L'effet poisson En compression ou en traction, la déformation longitudinale est aussi

accompagnée d'une déformation transversale. C'est l'effet poisson.

Le coefficient de poisson ν est le rapport de la déformation transversale et la déformation longitudinale en valeur relative. Il est pris égal à 0,2 pour le calcul des déformations, et à 0 pour le calcul des sollicitations. Par ailleurs, pour le calculs des éléments bidirectionnels( dalles,…), il est pris égal à 0,2 pour un béton non fissuré et 0 pour un béton fissuré.

VII. MISE EN ŒUVRE DES BETON CLASSIQUE 7.1. GENERALITES

Avant de procéder à un bétonnage, il faut vérifier au préalable - la bonne mise en place des coffrages (dimensions, solidité, étanchéité, propreté,

humidification des parois à l'eau ou leur enduction à l'huile de décoffrage, distance entre les armatures et le coffrage);

- le respect scrupuleux du plan de ferraillage; - la présence des goulottes d'écoulement si les hauteurs de chute du béton sont

importantes.

B

∆L/L

Temps

Déformation instantanée

Fluage Déformation

totale

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7.2. MISE EN PLACE DU BETON Le béton doit être mis en place dans le coffrage avant la prise. La mise en place

doit être accompagnée d'un serrage afin de rendre le béton compact, de chasser l'air occlus et de remplir correctement le coffrage.

Les procédés courants de mise en place permettant d'obtenir un bon serrage sont - le piquage - le damage - la vibration.

7.2.1- Le piquage du béton : Ce procédé consiste à enfoncer dans le béton une tige de fer, puis à la retirer afin de faciliter la descente du béton à travers les armatures et de favoriser l'évacuation de l'air. Il convient exclusivement aux bétons plastiques ou mous.

7.2.3- le damage du béton On pilonne le béton par couches successives de 20 cm au maximum avec des dames en fer ou en bois et de petits pilons spéciaux pour damer entre les armatures. On peut également employer des pilonneuses pneumatiques appelées "pilettes". Le damage convient pour des ouvrages peu ferraillés. Le damage convient pour des bétons plastiques ou fermes

7.2.3- la vibration Elle a pour effet de diminuer les forces de cohésion du béton et de le placer en phase liquide : les plus gros grains se déplaçant librement jusqu'à ce qu'ils trouvent une position stable en s'imbriquant les uns dans les autres. On distingue - la vibration externe - la vibration interne ou pervibration - la vibration superficielle

a) la vibration externe dans ce procédé, on met en vibration toute la masse du béton, y compris le coffrage sur lequel le vibrateur est fixé. On utilise généralement des coffrages métalliques. Les pièces vibrées doivent être de faible épaisseur. La vibration externe trouve son emploi dans la préfabrication.

b) la vibration interne Elle est couramment utilisée dans les ouvrages coulés en place. Les vibrateurs se présentent sous forme de cylindres métalliques vibrant radialement. On les introduit dans la masse du béton et on les retire lentement quand l'action recherchée est atteinte. Leur rayon d'action varie de 25 à 35 cm. Le diamètre des vibrateurs varie de 25 à 70 cm.

c) la vibration superficielle : On utilise des plateurs vibrants ou des règles équipées d'un ou de plusieurs vibrateurs. Ces appareils agissent sur la surface du béton. Ils conviennent pour des dalles de faible épaisseur.

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Remarque : La vibration présente des dangers. Il conviendra de respecter les règles suivantes : - employer un personnel sérieux et qualifié - supprimer l'action de la vibration dès l'apparition de la laitance à la surface du

béton, ce qui est un indice de ségrégation - ne pas vibrer des béton trop fluides, sujets à la ségrégation, mais plutôt les piquer - vibrer uniformément, ce qui suppose la connaissance du rayon d'action de la

vibration - Prévoir un complément de matériau, la vibration entraînant une contraction du

béton

7.3- LA SEGREGATION C'est un phénomène qui se produit lors de la mise en œuvre du béton frais. Il se traduit par la séparation des différents composants en fonction leurs dimensions et de leur densité. La ségrégation entraîne - l'augmentation de la porosité - la création des nids de cailloux mal enrobés - un défaut de parement. 7.4- REPRISE DE BETONNAGE Quand on est obligé d'exécuter en plusieurs phases un ouvrages destiné à être monolithique, on doit particulièrement soigner la surface de reprise, c'est-à-dire la surface de contact entre le béton ancien et le béton frais. Pour ce faire, on peut repiquer la surface si cela est possible et ensuite proceder à un soufflage et à un lavage. On peut également utiliser des produits retardateurs de prise. Un film de retardateurs de prise est projeté à la surface de reprise si elle n'est pas coffrée ou bien le coffrage es badigeonné de retardateur de prise. Dès que la prise dans la masse est réalisée, la surface de reprise est lavée. La laitance en contact avec le retardateur est éliminée et on obtient ainsi une excellente surface d'accrochage. VIII- QUELQUES BETONS SPECIAUX 8.1- BETONS CAVERNEUX Ils sont obtenus par un mélange de gros granulats et une pâte de ciment sans sable (ou avec très peu de sable). La pâte de ciment enrobe les granulats et les soude en leurs points de contact. Ces bétons présentent l'avantage d'être - économiques - légers - isolants - anticapillaires

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mais ils ont une très faible résistance(entre 3 et 7 Mpa) et ne sont pas étanches. 8.2- LES BETONS CELLULAIRES Ces bétons sont très légers(ils flottent sur l'eau), sciables, clouables et sont de très bons isolants. Mais ils sont de très faibles isolants. Ces bétons sont en réalité du mortier (sable finn et ciment) auquel on ajouté une matière génératrice de gaz te traité à l'autoclave(enceinte fermée dans laquelle le matériau est soumis à haute température et à haute pression). 8.3- LESBETONS CYCLOPEENS Ce sont des bétons ou des mortiers dans lesquels on a incorporé des moellons. 8.4- LES BETONS HYDROCARBONES Dans ce type de béton, le ciment est remplacé par du goudron ou du bitume. 8.5- LES BETONS RESINEUX Il s'agit de bétons sans ciment, celui-ci étant remplacé par des résines. Ces bétons atteignent des résistances très élevées(de l'ordre de 120 Mpa), mais ils sont très chers et ne résistent pas à de hautes températures. 8.6- LES BETONS REFRACTAIRES Ce sont des bétons qui résistent à des températures élevées (jusqu'à 2000°C). Ici, il faut un ciment réfractaire( en général alumineux) et des granulats également réfractaires(scories, corindon, terre cuite). 8.7-BETONS DE TERRE Il s'agit de sols stabilisés par l'addition d'un ciment ou de la chaux hydraulique. On distingue - les sols-ciments (sol + ciment) - les graves-ciments (granulats naturels + ciment) 8.8- BETONS DE LATERITE Ce sont des bétons dans lesquels le gravier est constitué de nodules latéritiques ou de cuirasse latéritique concassée, criblée et lavée. 8.9- BETONS DE FIBRES Ce sont des bétons auxquels on a incorporé des fibres (fibres d'amiante) dans le but d'améliorer leur résistance à la traction. IX LE CONTROLE DUBETON