La formulationdes b©tons

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  1. 1. 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 et Chausses de Toulouse CETE du Sud-Ouest Sandrine MARNAC et Marc DUMON
  2. 2. 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
  3. 3. 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
  4. 4. 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
  5. 5. 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 four 3. refroidissement rapide et stockage du clinker 4. broyage et mlange du clinker avec rgulateur de prise (gypse) et additions ventuelles 5. stockage Le s t ype s d e c im e nt s : CEMI CEMII A o u B CEMIII A, Bo u C CEMIVA o u B CEMVA o u B
  6. 6. Influence du dosage en ciment sur les rsistances mcaniques du bton 0 10 20 30 40 50 250 Kg 300 Kg 350 Kg 400 Kg 450 Kg Dosage en ciment RC28JoursenMPa RC 28 J.
  7. 7. Les additions Les 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
  8. 8. Dtermination du dosage en eau Il est dtermin par : - le dosage en ciment (rapport E/C) - les classes dexposition - la consistance du bton frais
  9. 9. 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.
  10. 10. 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
  11. 11. 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
  12. 12. Dtermination du dosage des granulats Il est dfini par : - la qualit des granulats - la granulomtrie des diffrentes fractions
  13. 13. 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
  14. 14. Dtermination du dosage en ciment Il est dfini, en gnral par : - les classes dexposition - les prescriptions du CCTP du chantier
  15. 15. 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
  16. 16. 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
  17. 17. 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.
  18. 18. 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
  19. 19. 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
  20. 20. 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
  21. 21. 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
  22. 22. 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.
  23. 23. 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 leau Un 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 leau Un 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
  24. 24. Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton XO et XC Valeurs limites applicables en France tableau NA F1 XO et XC Valeurs limites applicables en Europe tableau F1
  25. 25. 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
  26. 26. 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. 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
  27. 27. Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton XS Corrosion induite par les chlorures prsents dans leau de mer Lorsque le bton contenant une armature ou des pices mtalliques noyes est soumis au contact des chlorures prsents dans leau de mer ou laction de lair vhiculant du sel marin, trois classes dexposition sont prvues
  28. 28. Connatre l'environnement dans lequel voluera le bton Elments de structures marinesZones de marnage, zones soumises des projections ou des embruns. XS3 Elments de structures marinesImmerg en permanenceXS2 Structures sur ou proximi