Construire des Ouvrages d'Art en Béton

Matériau bétonFabrication en centrale BPEMise en oeuvre

S. ARNAUD (DLL)

19-20 janvier 2011

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Matériau béton

Matériau de construction le plus utilisé dans le monde sous des formes variées : adaptation des performances selon l ’emploi

Performant et multiple : des bétons de chaussée aux BFUP – gamme étendue

3

3

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Le béton 

�Composition

�Formulation

�Fabrication

�Transport

�Mise en œuvre

4

4

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Composition

Mélange dont les propriétés se développent grâce au durcissement de la pâte de ciment

Ciment7 à 14% du volume

+ Granulats60 à 70% du volume

Eau14 à 22% du volume

+

Adjuvants+ Ajouts+ Additions+

5

5

5

Le cimentLiant hydraulique :  fait 

prise avec l’eau conserve propriétés et stabilité

sous forme de poudre minérale fine  

Conforme à la norme EN 197-1, caractéristiques complémentaires selon normes NF

Marque CE

Marque de qualité NF

6

6

6

La fabrication du ciment

20%ARGILE

80%

CALCAIRE

CONCASSAGE-BROYAGE CUISSON 1450°C

7

7

7

eau Assure 2 fonctions principales : Hydratation du ciment pour la prise (30%) Amélioration de la maniabilité du béton (70%)

Autres fonctions : Mouillage des granulats

Véhicule les adjuvants

Conforme à la norme NF EN 1008 : aptitude à la fabrication du béton (eau chargée, eau récupérée, présence de sels…)

8

8

8

Dosage en eau E/liant

Est qualifié et déterminé à travers  

Eau absorbée par les granulats

Phase aqueuse des adjuvants, Eau apportée par les granulats

Eau efficace (qui sert à hydrater le ciment), Eau totale

Eau apport

Influence  Le temps de prise 

la résistance en compression                                    La durabilité

0

10

20

30

40

50

60

RC 28 J en MPa

150litres

175litres

200litres

200litres

250litres

Dosage en eau

RC 28 J.

10

12

14

16

18

20

22

24

260,43 0,51 0,57 0,65

Por

osité

en

%

0,76

0,78

0,8

0,82

0,84

0,86

0,88

0,9

0,92

E/C

Com

paci

té

Eeff = Eg + ϕad + Eap = Et - Eabs

9

9

9

granulats

Concassés issus de roches éruptives sédimentaires ou 

métamorphiques

Constituent un squelette

Caractéristiques détaillées dans normes :

NF EN 12620  granulats pour béton hydraulique

norme harmonisée qui conduit au marquage CE (2+ ou 4)

XP P 18545 : particularités nationales

Matériaux inertes

Roulés issus de matériaux alluvionnaires

10

10

10

adjuvantsProduit dont l’incorporation à faible dose (<5% du poids ciment) provoque des modifications des propriétés à l’état frais ou durci

Conduit à l’amélioration 

des performances 

et de la mise en œuvre

conformes à la norme NF EN 934-2, Adjuvants pour béton – Définitions, exigences, conformité, marquage et étiquetage : norme harmonisée qui conduit au marquage CE 1+

Marque de qualité NF

11

11

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additions

Matériau minéral fin ajouté au béton

Complément granulaire (augmentation de la compacité) A une action fluidifiante (diminution frottements inter granulaires)

Diminue la vitesse d’hydratation (et les risques de fissuration)

Concept de liant équivalent (type II)

Leq = C + kA

Leq masse de liant équivalentC masse de cimentk coefficient de prise en compte de l’additionA masse d’addition

A limitéek fonction des additions et valeurs d’essais

12

12

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ajouts produit incorporé au béton qui n’est Ni ciment

Ni granulat

Ni adjuvant

Ni eau

Ni addition

Exemples :

Agents de viscosité

Fibres

colorants

13

13

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Définir par une méthode de calcul le mélange «optimal » de granulats, liant (ciment+addition) et eau avec éventuellement des adjuvants et ajouts spécifiques

Pour satisfaire les exigences :

- essentielles imposées par l’Europe

- du Maître d’ouvrage qui seront traduites techniquement par le Maître d’œuvre

En intégrant les contraintes :

- du fabricant de béton

- de l’entreprise de mise en oeuvre

formulation

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fabrication Principalement en centrale de Béton Prêt à l’Emploi (sinon préfa et chantier) Marque NF BPE

Référentiel NF 033 Définit les modalités d’audit en conformité aux exigences de l’annexe C de la norme NF EN206­1� Evaluation� Surveillance� Certification du contrôle de production

Concerne la production des bétons de structure

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fabrication Liste de ~ 1300 centrales « admises à la marque NFBPE »  Centrales présentant l’équipement et le système qualité requis pour répondre à l’EN206­1 (avec certification par tierce partie)  = préalable pour répondre aux exigences du fascicule 65 1 audit par an 

Organismes de certification : AFNOR­certification

                    d’audits : GINGER­CEBTP, réseau des LPC, SNCF  

Traitement des dossiers : Animation Régionale (CETE de Lyon)

Comité Particulier : représentants des collèges producteurs, fournisseurs de matières premières, utilisateurs, prescripteurs, organismes techniques, administrations

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Transport et mise en oeuvre

Bétonnière portée : cuve capacité 4 à 10 m3Plusieurs vitesses de rotation (assure homogénéité pendant transport, vidange précédée d’une rotation à grande vitesse)

précautions: :�Temps limité à 1h30�Précautions par temps chaud et froid�Ajouts d’eau et d’adjuvants interdits�Éviter les chocs

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Transport et mise en oeuvre

goulotte

pompe

Tube plongeur

projection

benne

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Transport et mise en oeuvre SerrageFaciliter l’arrangement des grains, évacuer l’air :

vibration interne (aiguille vibrante)

vibration externe (vibreurs de coffrage, règle vibrante)

Cure indispensable pour éviter la fissuration de retrait et la pénétration d’agents agressifs

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Matériau bétonmatériau de base complexe

diversité constituants

formulation

et qui évolue

Évolutions actuelles :

Performances 

Durabilité du point de vue de la structure et du matériau

Recherche d’une construction plus économe en CO2

 

Grâce à une meilleure connaissance des pathologies, à leur prise en compte, à la capacité de prédiction