LA VIBRATION DES BETONS Version finale du 12 octobre 2007

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  • LA VIBRATION DES BETONS Version finale du 12 octobre 2007
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  • Pourquoi vibrer le bton? AIR Gravillons Sable Eau adjuvants
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  • Pourquoi vibrer le bton? Pourquoi vibrer le bton ? Obtenir un matriau homogne et le plus compact (ou serr) possible : minimum dair, de vide, sans sgrgation Remplissage intgral des coffrages et des moules Sans vibration : les bulles dair restent piges au cur de la pte, le bton est foisonn.
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  • Pourquoi vibrer le bton? vibration
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  • Pourquoi vibrer le bton? Une vibration adapte apporte : une densit du bton plus leve, (donc une porosit plus faible) gain de rsistance mcanique, gain de rsistance mcanique meilleure durabilit du bton, meilleure durabilit du bton une mise en uvre plus aise, meilleur remplissage des coffrages, meilleure esthtique des parements, bonne adhrence bton/armatures,
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  • Comparaison vibr non vibr :
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  • Non vibrVibr
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  • la diffrence de poids entre les deux prouvettes dun mme bton bton non vibr m=1.7696Kg
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  • pour le bton vibr m=2.384Kg
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  • Les 3 procds de vibration La vibration externe : Vibration transmise au bton par le coffrage ou par le moule La vibration interne : Vibration transmise directement dans la masse du bton par des aiguilles vibrantes La vibration de surface : Vibration transmise directement au bton par sa surface au moyen dune rgle vibrante
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  • Matriel de vibration Vibrateurs internes : aiguilles vibrantes pneumatiques ( 25 150mm), lectriques moteur incorpor ( 25 90mm), mcanique ( 25 70mm).
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  • Matriel de vibration Vibrateurs externes pneumatiques, lectriques. utiliser suivant des modes opratoires prcis Vibrateurs de surface rgles vibrantes de surface lisseuses ne dispensent pas dune vibration dans la masse
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  • Vibration avec les aiguilles vibrantes Paramtres importants Le diamtre de laiguille est : dtermin en fonction des dimensions de llment, limit en fonction de la densit et de lespacement des armatures (prvoir ventuellement des chemines!), La masse de laiguille : laiguille doit pouvoir senfoncer sous son propre poids dans le bton frais, la masse doit donc tre adapte en fonction de la consistance du bton.
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  • Paramtres importants (suite) La frquence de vibration de laiguille : la frquence idale varie suivant la taille des granulats, gravillons et graviers basses frquences (10000 tr/mn), sables, ciment et fines hautes frquences (20000 tr/mn), La longueur de laiguille : elle ne doit pas dpasser lpaisseur de la couche de bton, gnralement de 30 50 cm Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes
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  • Rgles usuelles gnrales 1/3 Limiter la hauteur de chute du bton Epaisseur des couches de bton : 30 50cm Vibrer le bton avant le dbut du durcissement Maintenir une vitesse de btonnage aussi constante que possible Ne pas vibrer plus longtemps que ncessaire Introduire rapidement laiguille dans la masse Immerger laiguille verticalement ou sous un angle faible Repiquer la couche infrieure sur 10 20 cm Ressortir laiguille dautant plus lentement que le bton est ferme Le trou laiss par laiguille doit se refermer lors de la remonte Vibration avec les aiguilles vibrantes
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  • Rgles usuelles gnrales 2/3 Ne jamais mettre en contact direct laiguille avec les armatures ou le coffrage (risques dapparitions de fantmes darmatures, de sgrgation, de ressuage), viter de laisser le vibreur en marche sil nest pas dans le bton (dtrioration prmature), Eviter la mise en place et la vibration du bton sous forte pluie pouvant entraner un lavage des granulats un excs deau du bton de surface.
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  • Vibration avec les aiguilles vibrantes Rgles usuelles gnrales 3/3 Ne pas utiliser laiguille pour dplacer le bton (entrane de la sgrgation), Ne pas vibrer directement le bton denrobage (risque de mauvais serrage dans la masse), Respecter un maillage dintroduction du vibreur pas de poste fixe !
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  • Risque li une vibration trop longue du bton
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  • Vibration avec les aiguilles vibrantes la vibration : une succession de zones concentriques la zone priphrique dj serre et dsare ; une zone en cours de plastification qui absorbe la totalit de lnergie au fur et mesure que lon sloigne de la source vibratoire ; une zone qui nest plus accessible la vibration, car elle ne reoit pratiquement plus dnergie. Les deux premires zones constituent le rayon daction de laiguille vibrante.
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  • Vibration avec les aiguilles vibrantes lments verticaux Choix du diamtre de laiguille : D diamtre daction de laiguille = 10 x d espacement entre deux points dintroduction de laiguille : 8 9 x diamtre de laiguille d diamtre de laiguille : d = e/7 (e=paisseur du voile) do D = 1,4 e et = 0,85 D Epaisseur du voile (cm)Diamtre de laiguille (cm) 203 253,5 304
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  • Vibration avec les aiguilles vibrantes lments verticaux Choix du diamtre d de laiguille : Exemple : voile de 20 cm, e=20 cm d=? diamtre daction D souhait : 1,4 x 20 = 28 cm (environ) d=30mm diamtre d idal de laiguille : 28 mm d=30mm D = 1,4 x e = 28cm banches bton 0,85 x D = 25 cm
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  • D=35mm e=25cm =8,5xd D=50mm e=25cm D=25mm e=25cm manque de vibration si respect cartement 8,5xd survibration si points dintroduction trop rapprochs manque de vibration compens par survibration coffrage grande partie de lnergie dans le coffrage!, augmenter lespacement > 8,5 d Attention aux fantmes de coffrage
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  • Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes lments verticaux Choix du diamtre de laiguille : Exemple : voile de 30 cm, d=40mm Zone vibre p.: 50 cm maxi 10 x d Zone daction du vibreur Descendre le vibreur de 10 15 cm dans la couche prcdente assure une meilleure homognit de lensemble des couches
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  • Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes lments verticaux Choix du diamtre de laiguille : ! ATTENTION ! si laiguille est trop petite, il faudra avoir un espacement plus serr, donc perte de temps. si laiguille est trop grosse, une grande partie de lnergie passe dans le coffrage (pertes!) et la vibration du coffrage peut crer des dfauts de parement.
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  • lments verticaux Vibration par couches : couches de 30 50 cm, pntration dans la couche infrieure de 10 15 cm, La premire couche doit tre vibre plus longtemps,
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  • Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes lments verticaux Remonte de laiguille : lorsque le bton ne tasse plus, quand les bulles dair ne remontent plus la surface lorsque la surface commence briller (remonte deau, dbut de ressuage) quand le bruit mis par le vibrateur se stabilise. Attention : dans un bton survibr il y a risque de sgrgation.
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  • lments verticaux Vibration autour dune rservation de fentre : couches de bton denviron 50 cm, vibrer dun seul ct jusqu apparition du bton de lautre ct (remplissage correct en sous face), risque de poche dair si remplissage de part et dautre de la rservation.
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  • Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes lments verticaux Vibration autour dune rservation de porte : couches de bton denviron 50 cm, remplir et vibrer simultanment des deux cts,
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  • Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes lments verticaux Points particuliers soigner : rpartition homogne des agents dmoulants sur le coffrage, sur une paisseur minimale, descendre la manche bton le plus possible, de manire viter les projections, la dernire couche de bton doit tre vibre lgrement plus longtemps.
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  • Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes lments horizontaux La longueur du corps vibrant de laiguille peut tre lgrement suprieure lpaisseur de bton vibrer, condition dincliner laiguille (45 maxi) Nota : il existe des vibrateurs corps vibrant court, de plus gros diamtre. Leur puissance est identique celle dun vibreur plus long.
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  • Mise en uvre avec les aiguilles vibrantes lments horizontaux Le principe de calcul despacement des introductions est le mme que pour les lments verticaux Il ne faut pas traner laiguille dans le bton au risque de provoquer ressuage et sgrgation d x 1,7
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  • lments horizontaux Rgle vibrante efficace sur 12 15 cm
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  • lments horizontaux Rgle vibrante lisseuse : efficace sur 5 cm!
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  • Loi de Feret Kg : coeff. dpendant des granulats Rc classe vraie du ciment terme au carr : compacit de la pte Ve = volume deau Vc = volume de ciment Vv = volume dair Si on nglige Vv : fc = Kg Rc / (1 + 3,15 e/c) 2 avec e = masse deau/m 3 et c = masse de ciment/m 3
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  • Durabilit