La Formulation Des Bétons

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Text of La Formulation Des Bétons

  • Ministre de l'cologie, de l'nergie,du Dveloppement durable et de la Mer en charge des Technologies vertes et des Ngociations sur le climat

    WWW.developpement-durable.gouv.fr

    La formulation des btons

    Laboratoire Rgional des Ponts etChausses de Toulouse

    CETE du Sud-Ouest

    Sandrine MARNAC et Marc DUMON

  • La formulation des btons :

    * dpend au pralable des hypothses de dpart

    * et doit tre vrifie par des preuves pratiques (preuves de convenance de fabrication et de mise en uvre)

    Gnralits

  • Les hypothses de dpart

    Ces dernires sont gnralement fixes dans les pices crites des marchs ; on distingue gnralement :

    les spcifications qui dpendent de la structure (BA ou BP)

    les prescriptions vis vis des caractristiques du

    bton frais les spcifications relatives au bton durci

  • Le bton est un matriau qui rsulte du mlange de plusieurs composants

    Le choix et le dosage des diffrents matriaux ont une influence directe sur les principales proprits du bton ainsi que sur son cot de fabrication

    Les hypothses de dpart

  • Le ciment

    Mlange cuit 1450, de 80% de calcaire et 20% dargile, ce qui nous donne le clinker selon le processus suivant :

    1. extraction, concassage, prparation et mlange des matires premires pour obtenir le cru

    2. cuisson du cru et formation du clinker dans le four3. refroidissement rapide et stockage du clinker4. broyage et mlange du clinker avec rgulateur de prise (gypse) et additions ventuelles 5. stockage

    Le s t y p e s d e c im e n t s :

    CEM I

    CEM II A o u B

    CEM III A, B o u C

    CEM IV A o u B

    CEM V A o u B

  • Influence du dosage en ciment sur les rsistances mcaniques du bton

    01020304050

    250Kg

    300Kg

    350Kg

    400Kg

    450Kg

    Dosage en ciment

    RC 28

    Jour

    s en M

    Pa

    RC 28 J.

  • Les additionsLes additions peuvent tre prises en compte dans la

    composition du bton pour le respect de la teneur en ciment et du rapport eau/ciment, dans la mesure o leur aptitude l'emploi est tablie

  • Dtermination du dosage en eau

    Il est dtermin par :

    - le dosage en ciment (rapport E/C)

    - les classes dexposition

    - la consistance du bton frais

  • Influence du dosage en eau sur les rsistances mcaniques du bton

    0

    20

    40

    60

    RC 28 J en MPa

    150 litres 175 litres 200 litres 200 litres 250 litres

    Dosage en eau

    RC 28 J.

  • Un bton de qualit doit prsenter une bonne ouvrabilit et doit garantir lobtention dun ouvrage rsistant et durable

    => il est ncessaire de raliser une tude de formulation

    Les hypothses de dpart

  • La mthode de formulation thorique consiste dterminer les pourcentages des divers constituants entrant dans 1 m3 le bton :

    * le ciment (le plus important)* les granulats (sable et gravillons)* leau* les adjuvants * les additions (ventuellement)

    L'tude de formulation

  • Dtermination du dosage des granulats

    Il est dfini par :

    - la qualit des granulats

    - la granulomtrie des diffrentes fractions

  • Dtermination du diamtre du plus gros granulat

    Il est fonction :

    - de la conception de louvrage (forme, dimensions)

    - du ferraillage (densit, diamtre des armatures, espace entre ces dernires)

    - de la qualit du bton que lon souhaite

  • Dtermination du dosage en ciment

    Il est dfini, en gnral par :

    - les classes dexposition

    - les prescriptions du CCTP du chantier

  • Dtermination de la formule thorique

    Les diffrents composants ayant au pralable t slectionns, il suffit de les ajouter pour obtenir la formule thorique :

    V (C) + V (G) + V (A) + V (E) = 1 m3 thorique

    Il convient alors de vrifier par des tudes pratiques (convenances) si cette formulation permet de satisfaire les objectifs fixs initialement:

    * 1m3 thorique = 1m3 rel* consistance vise = consistance relle* rsistances mcaniques obtenues

    conformes aux valeurs imposes

  • Dfinir la formule thorique

    Pour cela, le formulateur devra :

    Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    Connatre le niveau de rsistance mcanique exig

    Connatre les conditions de mise en uvre du bton

  • Dfinir la formule thorique adapte la partie

    d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

    Le choix de la classe dexposition dpend des dispositions en vigueur l o le bton est utilis

    La classification des expositions propose nexclut pas la prise en compte des conditions particulires existantes l o le bton est utilis

    Un mme bton peut tre soumis plusieurs types dagression. Dans ce cas, il devra respecter toutes les exigences prvues pour chaque classe dexposition.

  • Dfinir la formule thorique adapte la partie

    d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

    Pour cela, le formulateur devra :

    Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    Connatre le niveau de rsistance mcanique exig

    Connatre les conditions de mise en uvre du bton

  • Dfinir la formule thorique adapte la partie

    d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

    La norme NF EN 206-1fixe dans une annexe informative les valeurs limites spcifies applicables la composition du bton

    Lannexe nationale complte ces dispositions par des valeurs limites applicables en France et rend celles-ci normatives dans deux tableaux NA F1 et NA F2

  • Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    La norme NF EN 206-1dfinit six classes dexposition :

    XO Aucun risque de corrosion ni dattaque

    XC Corrosion induite par carbonatation

    XD Corrosion induite par les chlorures, ayant une origine autre que marine

    XS Corrosion induite par les chlorures prsents dans leau de mer

    XF Attaque gel/dgel avec ou sans sels de dverglaage

    XA Attaques chimiques

  • Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    Bton lintrieur de btiments o le taux dhumidit de lair ambiant est trs faible.

    Pour le bton arm ou avec des pices mtal-liques noyes : Trs sec

    Bton non arm et sans pices mtalliques noyes : Toutes les expositions sauf en cas de gel/dgel, dabrasion et dattaques chimiques.

    X0

    Exemples informatifsDescription de lenvironnement

    Dsignation de la classe

    Bton lintrieur de btiments o le taux dhumidit de lair ambiant est trs faible.

    Pour le bton arm ou avec des pices mtal-liques noyes : Trs sec

    Bton non arm et sans pices mtalliques noyes : Toutes les expositions sauf en cas de gel/dgel, dabrasion et dattaques chimiques.

    X0

    Exemples informatifsDescription de lenvironnement

    Dsignation de la classe

    X0 Aucun risque de corrosion ou dattaque

  • Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    XC Corrosion induite par carbonatation

    Lorsque le bton contenant des armatures ou des pices mtalliques noyes est expos lair et lhumidit, quatre sous classes dexposition sont prvues.

    Lhumidit est celle du bton recouvrant les armatures ou les pices mtalliques noyes.

  • Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    XC Corrosion induite par carbonatation

    Surfaces soumises au contact de leau, mais nentrant pas dans la classe dexposition XC2.

    Alternance dhumidit et de schage

    XC4

    Bton lintrieur de btiments o le taux dhumidit de lair ambiant est moyen ou lev.Bton extrieur abrit de la pluie.

    Humidit modre

    XC3

    Surfaces de bton soumises au contact long terme de leauUn grand nombre de fondations.

    Humide, rarement sec

    XC2

    Bton lintrieur de btiments o le taux dhumidit de lair ambiant est faible.Bton submerg en permanence dans de leau.

    Sec ou humide en permanence

    XC1

    Surfaces soumises au contact de leau, mais nentrant pas dans la classe dexposition XC2.

    Alternance dhumidit et de schage

    XC4

    Bton lintrieur de btiments o le taux dhumidit de lair ambiant est moyen ou lev.Bton extrieur abrit de la pluie.

    Humidit modre

    XC3

    Surfaces de bton soumises au contact long terme de leauUn grand nombre de fondations.

    Humide, rarement sec

    XC2

    Bton lintrieur de btiments o le taux dhumidit de lair ambiant est faible.Bton submerg en permanence dans de leau.

    Sec ou humide en permanence

    XC1

  • Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    XO et XC Valeurs limites applicables en Francetableau NA F1

    XO et XC Valeurs limites applicables en Europe tableau F1

  • Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    XD Corrosion induite par les chlorures, ayant une origine autre que marine

    Lorsque le bton contenant des armatures ou des pices mtalliques noyes est soumis au contact dune eau ayant une origine autre que marine, contenant des chlorures, y compris des sels de dverglaage, trois classes dexposition sont prvues.Note :Les conditions dhumidit sont les mmes que celles dfinies pour XC

  • Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton

    XD Corrosion induite par les chlorures, ayant une origine autre que marine

    Elments de ponts exposs des projections contenant des chlorures.Chausses.Dalles de parc de stationnement de vhicules.

    Alternance dhumidit et de schage

    XD3

    Piscines.Bton expos des eaux industrielles contenant des chlorures.

    Humide, rarement sec

    XD2

    Surfaces de btons exposes des chlorures transports par voie arienne.

    Humidit modreXD1

    Elments de ponts exposs des projections contenant des chlorures.C