Ministère de l'Écologie, de l'Énergie,du Développement durable et de la Mer en charge des

Technologies vertes et des Négociations sur le climatWWW.developpement-durable.gouv.fr

La formulation des bétons

Laboratoire Régional des Ponts etChaussées de Toulouse

CETE du Sud-Ouest

Sandrine MARNAC et Marc DUMON

La formulation des bétons :

* dépend au préalable des hypothèses de départ

* et doit être vérifiée par des épreuves pratiques (épreuves de convenance de fabrication et de mise en œuvre)

Généralités

Les hypothèses de départ

Ces dernières sont généralement fixées dans les pièces écrites des marchés ; on distingue généralement :

– les spécifications qui dépendent de la structure (BA ou BP)

–– les prescriptions vis à vis des caractéristiques du

béton frais–– les spécifications relatives au béton durci

Le béton est un matériau qui résulte du mélange de plusieurs composants

Le choix et le dosage des différents matériaux ont une influence directe sur les principales propriétés du béton ainsi que sur son coût de fabrication

Les hypothèses de départ

Le ciment

Mélange cuit à 1450°, de 80% de calcaire et 20% d ’argile, ce qui nous donne le clinker selon le processus suivant :

1. extraction, concassage, préparation et mélange des matières premières pour obtenir le « cru »

2. cuisson du cru et formation du clinker dans le four3. refroidissement rapide et stockage du clinker4. broyage et mélange du clinker avec régulateur de prise (gypse) et additions éventuelles 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 résistances mécaniques du béton

01020304050

250Kg

300Kg

350Kg

400Kg

450Kg

Dosage en ciment

RC 28

Jour

s en M

Pa

RC 28 J.

Les additionsLes additions peuvent être prises en compte dans la

composition du béton pour le respect de la teneur en ciment et du rapport eau/ciment, dans la mesure où leur aptitude à l'emploi est établie

Détermination du dosage en eau

Il est déterminé par :

- le dosage en ciment (rapport E/C)

- les classes d’exposition

- la consistance du béton frais

Influence du dosage en eau sur les résistances mécaniques du béton

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 béton de qualité doit présenter une bonne ouvrabilité et doit garantir l’obtention d’un ouvrage résistant et durable

=> il est nécessaire de réaliser une étude de formulation

Les hypothèses de départ

La méthode de formulation théorique consiste à déterminer les pourcentages des divers constituants entrant dans 1 m3 le béton :

* le ciment (le plus important)* les granulats (sable et gravillons)* l’eau* les adjuvants * les additions (éventuellement)

L'étude de formulation

Détermination du dosage des granulats

Il est défini par :

- la qualité des granulats

- la granulométrie des différentes fractions

Détermination du diamètre du plus gros granulat

Il est fonction :

- de la conception de l’ouvrage (forme, dimensions)

- du ferraillage (densité, diamètre des armatures, espace entre ces dernières)

- de la qualité du béton que l’on souhaite

Détermination du dosage en ciment

Il est défini, en général par :

- les classes d ’exposition

- les prescriptions du CCTP du chantier

Détermination de la formule théorique

Les différents composants ayant au préalable été sélectionnés, il suffit de les ajouter pour obtenir la formule théorique :

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

Il convient alors de vérifier par des études pratiques (convenances) si cette formulation permet de satisfaire les objectifs fixés initialement:

* 1m3 théorique = 1m3 réel* consistance visée = consistance réelle* résistances mécaniques obtenues

conformes aux valeurs imposées

Définir la formule théorique

Pour cela, le formulateur devra :

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

Connaître le niveau de résistance mécanique exigé

Connaître les conditions de mise en œuvre du béton

Définir la formule théorique adaptée à la partie

d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

Le choix de la classe d’exposition dépend des dispositions en vigueur là où le béton est utilisé

La classification des expositions proposée n’exclut pas la prise en compte des conditions particulières existantes là où le béton est utilisé

Un même béton peut être soumis à plusieurs types d’agression. Dans ce cas, il devra respecter toutes les exigences prévues pour chaque classe d’exposition.

Définir la formule théorique adaptée à la partie

d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

Pour cela, le formulateur devra :

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

Connaître le niveau de résistance mécanique exigé

Connaître les conditions de mise en œuvre du béton

Définir la formule théorique adaptée à la partie

d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

La norme NF EN 206-1fixe dans une annexe informative les valeurs limites spécifiées applicables à la composition du béton

L’annexe nationale complète ces dispositions par des valeurs limites applicables en France et rend celles-ci normatives dans deux tableaux NA F1 et NA F2

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

La norme NF EN 206-1définit six classes d’exposition :

XO Aucun risque de corrosion ni d’attaque

XC Corrosion induite par carbonatation

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

XS Corrosion induite par les chlorures présents dans l’eau de mer

XF Attaque gel/dégel avec ou sans sels de déverglaçage

XA Attaques chimiques

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

Béton à l’intérieur de bâtiments où le taux d’humidité de l’air ambiant est très faible.

Pour le béton armé ou avec des pièces métal-liques noyées : Très sec

Béton non armé et sans pièces métalliques noyées : Toutes les expositions sauf en cas de gel/dégel, d’abrasion et d’attaques chimiques.

X0

Exemples informatifsDescription de l’environnement

Désignation de la classe

Béton à l’intérieur de bâtiments où le taux d’humidité de l’air ambiant est très faible.

Pour le béton armé ou avec des pièces métal-liques noyées : Très sec

Béton non armé et sans pièces métalliques noyées : Toutes les expositions sauf en cas de gel/dégel, d’abrasion et d’attaques chimiques.

X0

Exemples informatifsDescription de l’environnement

Désignation de la classe

X0 Aucun risque de corrosion ou d’attaque

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XC Corrosion induite par carbonatation

Lorsque le béton contenant des armatures ou des pièces métalliques noyées est exposé à l’air et à l’humidité, quatre sous classes d’exposition sont prévues.

L’humidité est celle du béton recouvrant les armatures ou les pièces métalliques noyées.

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XC Corrosion induite par carbonatation

Surfaces soumises au contact de l’eau, mais n’entrant pas dans la classe d’exposition XC2.

Alternance d’humidité et de séchage

XC4

Béton à l’intérieur de bâtiments où le taux d’humidité de l’air ambiant est moyen ou élevé.Béton extérieur abrité de la pluie.

Humidité modérée

XC3

Surfaces de béton soumises au contact à long terme de l’eauUn grand nombre de fondations.

Humide, rarement sec

XC2

Béton à l’intérieur de bâtiments où le taux d’humidité de l’air ambiant est faible.Béton submergé en permanence dans de l’eau.

Sec ou humide en permanence

XC1

Surfaces soumises au contact de l’eau, mais n’entrant pas dans la classe d’exposition XC2.

Alternance d’humidité et de séchage

XC4

Béton à l’intérieur de bâtiments où le taux d’humidité de l’air ambiant est moyen ou élevé.Béton extérieur abrité de la pluie.

Humidité modérée

XC3

Surfaces de béton soumises au contact à long terme de l’eauUn grand nombre de fondations.

Humide, rarement sec

XC2

Béton à l’intérieur de bâtiments où le taux d’humidité de l’air ambiant est faible.Béton submergé en permanence dans de l’eau.

Sec ou humide en permanence

XC1

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XO et XC Valeurs limites applicables en Francetableau NA F1

XO et XC Valeurs limites applicables en Europe tableau F1

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

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

Lorsque le béton contenant des armatures ou des pièces métalliques noyées est soumis au contact d’une eau ayant une origine autre que marine, contenant des chlorures, y compris des sels de déverglaçage, trois classes d’exposition sont prévues.Note :Les conditions d’humidité sont les mêmes que celles définies pour XC

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

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

Eléments de ponts exposés à des projections contenant des chlorures.Chaussées.Dalles de parc de stationnement de véhicules.

Alternance d’humidité et de séchage

XD3

Piscines.Béton exposé à des eaux industrielles contenant des chlorures.

Humide, rarement sec

XD2

Surfaces de bétons exposées à des chlorures transportés par voie aérienne.

Humidité modéréeXD1

Eléments de ponts exposés à des projections contenant des chlorures.Chaussées.Dalles de parc de stationnement de véhicules.

Alternance d’humidité et de séchage

XD3

Piscines.Béton exposé à des eaux industrielles contenant des chlorures.

Humide, rarement sec

XD2

Surfaces de bétons exposées à des chlorures transportés par voie aérienne.

Humidité modéréeXD1

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XS Corrosion induite par les chlorures présents dans l’eau de mer

Lorsque le béton contenant une armature ou des pièces métalliques noyées est soumis au contact des chlorures présents dans l’eau de mer ou à l’action de l’air véhiculant du sel marin, trois classes d’exposition sont prévues

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

Eléments de structures marinesZones de marnage, zones soumises à des projections ou à des embruns.

XS3

Eléments de structures marinesImmergé en permanenceXS2

Structures sur ou à proximité d’une côte

Exposé à l’air véhiculant du sel marin, mais pas en contact direct avec l’eau de mer

XS1

Lorsque le béton contenant une armature ou des pièces métalliques noyées est soumis au contact des chlorures présents dans l’eau de mer ou à l’action de l’air véhiculant du sel marin, trois classes d’exposition sont prévues :

Eléments de structures marinesZones de marnage, zones soumises à des projections ou à des embruns.

XS3

Eléments de structures marinesImmergé en permanenceXS2

Structures sur ou à proximité d’une côte

Exposé à l’air véhiculant du sel marin, mais pas en contact direct avec l’eau de mer

XS1

Lorsque le béton contenant une armature ou des pièces métalliques noyées est soumis au contact des chlorures présents dans l’eau de mer ou à l’action de l’air véhiculant du sel marin, trois classes d’exposition sont prévues :

XS Corrosion induite par les chlorures présents dans l’eau de mer

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XS et XD Valeurs limites applicables en Francetableau NA F1

XS et XD Valeurs limites applicables en Europe tableau F1

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XF Attaque gel/dégel avec ou sans agent de déverglaçage

Surfaces horizontales de bétons exposées à la pluie et au gel.

Forte saturation en eau, sans agent de déverglaçage

XF3

Routes et tabliers de ponts exposés aux agents de déverglaçage et surfaces de béton verticales directement exposées aux projections d’agents de déverglaçage et au gel : zones des structures marines soumises aux projections et exposées au gel.

Forte saturation en eau, avec agents de déverglaçage ou eau de mer

XF4

Surfaces verticales de bétons des ouvrages routiers exposées au gel et à l’air véhiculant des agents de déverglaçage.

Saturation modérée en eau avec agents de déverglaçage

XF2

Surfaces verticales de bétons exposées à la pluie et au gel.

Saturation modérée en eau sans agent de déverglaçage

XF1

Lorsque le béton est soumis à une attaque significative due à des cycles de gel/dégel alors qu’il est mouillé, quatre classes d’exposition sont proposées :

Surfaces horizontales de bétons exposées à la pluie et au gel.

Forte saturation en eau, sans agent de déverglaçage

XF3

Routes et tabliers de ponts exposés aux agents de déverglaçage et surfaces de béton verticales directement exposées aux projections d’agents de déverglaçage et au gel : zones des structures marines soumises aux projections et exposées au gel.

Forte saturation en eau, avec agents de déverglaçage ou eau de mer

XF4

Surfaces verticales de bétons des ouvrages routiers exposées au gel et à l’air véhiculant des agents de déverglaçage.

Saturation modérée en eau avec agents de déverglaçage

XF2

Surfaces verticales de bétons exposées à la pluie et au gel.

Saturation modérée en eau sans agent de déverglaçage

XF1

Lorsque le béton est soumis à une attaque significative due à des cycles de gel/dégel alors qu’il est mouillé, quatre classes d’exposition sont proposées :

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XF Valeurs limites applicables en Francetableau NA F1

XF Valeurs limites applicables en Europe tableau F1

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XA Attaques chimiques

Lorsque le béton est exposé aux attaques chimiques se produisant dans les sols naturels, les eaux de surface, les eaux souterraines, trois classes d’exposition sont proposées

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XA Attaques chimiques

Environnement d’agressivité chimique modérée

XA2

Environnement à forte agressivité chimique

XA3

Béton en contact avec les sols et/ou avec les eaux de surface et souterraines

Environnement à faible agressivité chimique

XA1

La norme NF EN 206-1 définit les paramètres chimiques, considérés comme agressifs, et leurs valeurs limites, pour chacune des trois classes d’exposition.

Environnement d’agressivité chimique modérée

XA2

Environnement à forte agressivité chimique

XA3

Béton en contact avec les sols et/ou avec les eaux de surface et souterraines

Environnement à faible agressivité chimique

XA1

La norme NF EN 206-1 définit les paramètres chimiques, considérés comme agressifs, et leurs valeurs limites, pour chacune des trois classes d’exposition.

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

XA Valeurs limites applicables en Francetableau NA F1

XA Valeurs limites applicables en Europe tableau F1

Définir la formule théorique adaptée à la partie

d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

Pour le formulateur devra :

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

Connaître le niveau de résistance mécanique exigé

Connaître les conditions de mise en œuvre du béton

Choisir le niveau de résistances mécaniques

La classe de résistance est déterminée par le calcul effectué par les bureaux d'études (avec des seuils de sécurité conséquents)

Sinon, sans spécification particulière de résistance, c'est la classe d'exposition qui impose la classe de résistance minimale

Définir la formule théorique adaptée à la partie

d'ouvrage par rapport aux exigences contractuelles

Pour le formulateur devra :

Connaître l'environnement dans lequel évoluera le béton

Connaître le niveau de résistance mécanique exigé

Connaître les conditions de mise en œuvre du béton

Les conditions de mise en œuvre du béton

En fonction de la densité de ferraillage, des pentes, de l'outil de mise en œuvre, des moyens de mise en œuvre, l'entreprise définira la consistance à obtenir à l'arrivée sur chantier.La consistance est définie en 5 classes d'affaissement :

Fascicule de documentation P 18-011 de juin 1992

Recommandations Alcali-réaction de juin 1994

Recommandations Béton soumis au gel de déc. 2003

4 types de recommandations

Recommandation sur la RSI d'Août 2007

Fascicule de

documentation

P18-011 de juin

1992

Ce fascicule de documentation (FD) a pour objet :

➢ De définir les environnements agressifs les plus courants vis-à-vis des bétons armés et des bétons précontraints,

De donner des recommandations complémentaires aux exigences de la norme NF EN 206-1 pour la confection de bétons résistants aux environnements agressifs,

De proposer des mesures de protection en fonction des conditions environnementales auxquelles ils sont soumis.

3 niveaux de

protection

4 classes d'agressivité

FD P 18-011

➢ Recommandations généralesFD P 18-011

➢ Recommandations générales : milieux contenant des sulfates

FD P 18-011

Faiblement agressif

Moyennement agressif

Fortement agressif

Très fortement agressif

FD P 18-011

➢ Exemple : Béton en contact avec une solution sulfatée

Concentration SO

42- = 4000 mg/l

⇒ Environnement fortement agressif A3

+ niveau de protection 2⇓

* ciment résistant aux sulfates * dosage en ciment ≥ 350 kg/m3

* E/C ≤ 0,50

FD P 18-011

Exemple d'un béton en contact avec une solution sulfatée

Recommandations

Béton soumis au gel

GUIDE LCPC – 2003

« RECOMMANDATIONS POUR LA DURABILITE DES BETONS DURCIS SOUMIS

AU GEL »

Recommandations pour ouvrages de génie civil soumis : * au gel pur* ou au gel en présence de sels de déverglaçage

Elles concernent : * les bétons réalisés sur chantier* les bétons issus de centrales de BPE* les bétons préfabriqués en usines

Recommandations visent :

* les bétons traditionnels

* les BHP

* et les bétons à technologie spécifique :

- béton à démoulage immédiat (préfabrication)

- bétons moulés sur site avec machine à coffrage

glissant

- bétons projetés

1. Connaître le type de salage et le type de gel

3. Vérifier que la formulation de béton prévue satisfait aux exigences précédemment définies

2. Déterminer le type de béton adapté

Principe de la démarche préventive

LES DIFFERENTES CLASSES DE GEL

* gel faible : moins de 3 jours/an < -5°C

* gel sévère : plus de 10 jours/an < -10°C

* gel modéré : entre gel faible et gel sévère

(valeurs mesurées en moyenne annuelle sur les 30 dernières années)

- salage peu fréquent n < 10

- salage fréquent 10 ≤ n ≤ 30

- salage très fréquent n > 30

NIVEAUX DE SALAGE

4 TYPES DE BETON : FONCTION DU TYPE DE SALAGE ET DU TYPE DE GEL

Type de salage

Choix du type de bétons

Béton G + SBéton G + STrès fréquent

Béton G + S

Béton adapté avec (1)

teneur en airminimale = 4 %

ou essais de performance

Fréquent

Béton GBéton adapté (1)Peu fréquent

SévèreModéré

Type de gel

NOTA : (1) BÉTON ADAPTE : béton conforme à la NF EN 206-1 et possédant une bonne compacité.

Formulation : fc28

≥ 30 MPa (G) et ≥ 35 MPa (G+S)avec entraîneur d’air pour les bétons traditionnels (Rc < 50 MPa) (non obligatoire pour les BHP)

Spécifications sur les constituants :1) – Granulats : catégorie A (norme XP P 18-545 chapitre

10)- sur les sables : SE, f et FM

- sur les gravillons : Dmax

,G et WA24

≤ 1,2%.

2) – Ciments : (C+ kA)min

= 385 kg/m3 (fascicule 65 A)

bétons G : CEM I ou CEM II/A et B 42,5 ou 52,5 sauf CV bétons G+S : CEM I ou CEM II/A PM ou ES 42,5 ou 52,5

Vérification de la formule de béton (G ou G+S)

Vérification de la formule de béton (G ou G+S)

• Additions en substitution du ciment : dosage maximal (avec CEM I obligatoirement)– Fumées de silice : 10% (du poids de ciment) – Laitiers moulus : 20 à 30%– Additions calcaires : 15%– CV interdites

GUIDE L.C.P.C – 1994

« RECOMMANDATIONS POUR LA PREVENTIONDES DESORDRES DUS A L’ALCALI-REACTION »

Recommandations Alcali-réaction

Les Alcalis-réactions sont l'ensemble des réactions chimiques

entre certaines formes de SILICE ou de silicate pouvant être

présentes dans les granulats et les ALCALINS du béton.

En présence d' EAU et en l'absence de précautions

particulières, ces réactions peuvent conduire à des désordres.

Il convient donc de :

* qualifier les granulats vis à vis de l'alcali-réaction (NR, PR ou PRP)

* déterminer la teneur en alcalins dans la solution interstitielle du béton

* définir l'environnement de l'ouvrage

Qualification des granulats

3 types : selon FDP 18-542 et XPP 18-594 (fév. 2004)

• Granulats Non réactifs (NR)  granulats pour bétons hydrauliques qui ne conduiront jamais à

des désordres par alcali-réaction

• Granulats Potentiellement Réactifs (PR)granulats susceptibles, dans certaines conditions, de conduire à des désordres par alcali-réaction

• Granulats Potentiellement Réactifs à effet de Pessimum (PRP)

  granulats qui, bien que riches en silice réactive, peuvent être mis en oeuvre sans risque de désordres en respectant certaines conditions d’utilisation

Principe de la démarche préventive

Elle se fait en 2 temps :

1)- détermination du niveau de prévention à atteindre

-> en fonction du type d’ouvrage

-> de la classe d'exposition (environnement)

2)- orientation vers la ou les solutions possibles enfonction du niveau de prévention retenu

-> vérifier que la formulation prévue est satisfaisante

Type III Risques d’apparition des désordres inacceptables - Ponts ou ouvrages exceptionnels

Type II Risques d’apparition des désordres peu tolérables - la plupart des ouvrages de génie civil

Classe 1 : environnement sec ou peu humide (hygrométrie < 80 %)

Classe 2 : environnement avec hygrométrie > 80 % ou en contact avec l’eau

Classe 3 : environnement avec hygrométrie > 80 % et avec gel et fondants

Classe 4 : environnement marin

Type I Risques d’apparition des désordres faibles ou acceptables - éléments non porteurs

CLASSES D’EXPOSITIONTYPES D’OUVRAGES

DETERMINATION DU NIVEAU DE PREVENTION

CCCCIII

BBBAII

AAAAI

4321Classe d’exposition Type d’ouvrage

3 NIVEAUX DE PREVENTION : A, B et C

Le choix du niveau de prévention est du ressort du PRESCRIPTEUR (art. 5.2.3.4 NF EN 206-1)

Niveau A : pas de spécification particulière

Niveau B : cas le plus général (six possibilités d'acceptation de la formule béton proposée)

Niveau C : granulats non réactifs (granulats PRP sous condition, granulats PR avec étude)

Niveau A : pas de spécification particulière

Niveau B : La formule de béton doit satisfaire au moins à UNE des six conditions suivantes :

Vérification de la formule de béton

(1) Tous les Granulats sont NR (Ch4 des recommandations)(2) Bilan des alcalins < 3,5 kg/m3 (Ch5)(3) Essais de performance sur béton (NFP 18-454 et P 18-587) (Ch6)(4) Références d’emploi de formules déjà utilisées localement ou régionalement

(Ch7)(5) Additions ou ajouts minéraux (effet inhibiteurs en quantités suffisantes)

(Ch8)(6) Utilisation de granulats PRP (Ch9)

sous certaines conditions utilisation de granulats PRP ou exceptionnellement PR (étude approfondie nécessaire)

Niveau C : Utilisation recommandée de Granulats NR

Recommandations RSI

GUIDE L.C.P.C – 2007

« RECOMMANDATIONS POUR LA PREVENTION

DES DESORDRES DUS A LA REACTION SULFATIQUE

INTERNE »

Touche les structures qui ont subi une élévation excessive de température lors de la prise du béton (T>65°C) :

pièces préfabriquées traitées thermiquement ou bétonnage en période chaude ou structures massives (épaisseur supérieure à 1m)

Cette réaction est activée par la présence d'eau (interne ou apportée par le milieu extérieur)

Symptômes : gonflement du béton à cœur avec faïençage visible en parement

Prévention contre les phénomènes de gonflement interne sulfatique

* Identifier les parties d’ouvrages susceptibles de développer une RSI

* Choisir la catégorie dans laquelle se trouve l’ouvrage (ou la partie)

* Caractériser l’environnement

Les bases de la méthode

-Bâtiments réacteurs des centrales nucléaires et aéroréfrigérants-Barrages-Tunnels-Ponts ou viaducs exceptionnels -Monuments ou bâtiments de prestige-Traverses de chemin de fer

Catégorie IIIConséquences

inacceptables ouquasi inacceptables

-Les éléments porteurs de la plupart des bâtiments et les ouvragesde génie civil (dont les ponts courants)-La plupart des produits préfabriqués structurels (y compris lescanalisations sous pression)

Catégorie IIconséquences peu

tolérables

-Ouvrages de classe de résistance inférieure à C 16/20-Eléments non porteurs des bâtiments-Eléments aisément remplaçables-Ouvrages provisoires-La plupart des produits préfabriqués non structurels

Catégorie Iconséquences faibles

ou acceptables

Exemples d’ouvrages ou d’éléments d’ouvrageCatégorie

3 catégories représentatives du niveau de risque vis-à-vis de la RSI que l’on est prêt à accepter pour un ouvrage

La norme NF EN-206-1 ne définit pas de classe d’exposition adaptée à la RSI

3 classes complémentaires XH1, XH2 et XH3 sont crééesqui prennent en compte le fait que l’eau ou une

hygrométrie ambiante élevée sont des facteurs nécessaires à la RSI

Ces 3 classes viennent en complément des 18 classes d’exposition définies dans la norme NF EN 206-1

Elles doivent être spécifiées au CCTP pour chaque partie d’ouvrage

-Partie d’ouvrage submergée en permanence dans l’eau-Eléments de structures marines-Un grand nombre de fondations-Partie d’ouvrage régulièrement exposée à des projections d’eau

en contact durableavec l’eau :

-Immersion permanente-stagnation d’eau à lasurface-zone de marnage

XH3

-Partie d’ouvrage située à l’intérieur de bâtiments où letaux d’humidité de l’air ambiant est élevé-Partie d’ouvrage non protégée par un revêtement etsoumis aux intempéries, sans stagnation d’eau à lasurface-Partie d’ouvrage non protégée par un revêtement etsoumise à des condensations fréquentes

alternancehumidité-séchage,

humidité élevée

XH2

-Partie d’ouvrage située à l’intérieur de bâtiments où letaux d’humidité de l’air ambiant est faible ou moyen-Partie d’ouvrage située à l’extérieur et abritée de lapluie

sec ou humiditémodérée

XH1

Exemples informatifs illustrant le choix des classes d’exposition

Description de l’environnement

Classesexposition

DsCsAsIII

Risque inacceptable

CsBsAsII

Risque peu tolérable

AsAsAsI

Risque faible ou acceptable

XH3 XH2XH1 Classe d’exposition

Catégorie d’ouvrage

Démarche préventive : niveau de prévention

Choix du niveau de prévention

Exemple d’application à un pont classé en catégorie II

Pieux et semelles de fondation : niveau Cs

Piles et tablier : niveau Bs

Chevêtre sur pile et sommiers sur culée : niveau Bs ou Cs fonction des dispositions prises pour assurer l’évacuation des eaux

Principe de prévention

Le principe de prévention repose essentiellement sur la limitation de l’échauffement du béton caractérisé par Tmax susceptible d’être atteinte au sein de l’ouvrage

Les recommandations donnent des outils de calcul de l’échauffement du béton

méthode simplifiée permettant d’estimer si les pièces sont considérées comme critiques outil d’alerte

étude plus fine en utilisant un code de calcul aux éléments finis qui prend en compte la chaleur dégagée par le béton lors d’un essai spécifique

Pour éviter tout dégagement de chaleur excessif non maîtrisé du béton

il convient de mettre en œuvre les moyens possibles

choix de la formulation et des constituants du béton

choix de la période de bétonnage

refroidissement du béton frais

dispositions constructives adaptées

…

Principe de prévention

Niveau de prévention As

Soit Tmax < 85°C

Soit 85°C < Tmax < 90°C

et durée (Tmax > 85°C) < 4 heuresDans le cas d’un traitement thermique

maîtrisé (en usine de préfabrication ou installations sur chantier)

Soit Tmax < 75°C

Soit 75°C < Tmax < 85°C

Dans ce cas, une des 6 conditions suivantes doit être respectée :

soit (1) durée < 4 heures et Na2Oéquivalent actifs du béton < 3 kg/m3

soit (2) utilisation d’un ciment conforme à la norme NF P15-319 (ES) avec pour les CEM I et CEM II/A : Na2Oéquivalent actifs du béton < 3 kg/m3

Niveau de prévention Bs

Ciments conforme à la norme NF P15-319

Ces ciments sont les : CEM I, CEM II, CEM III et CEM V conformes à la norme NF EN 197-1

CEM III conformes à la norme NF EN 197-4

CSS conformes à la norme NF P 15-313

Ciments alumineux conformes à la norme NF P 15-315

Label ES : ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates

Ciments conforme à la norme NF P15-319

CEM I : C3A < 5 %C4AF + 2 C3A < 20 %SO3 < 2,5 % (3,5 % si C3A < 3 %)

CEM II : SO3,du ciment < 2,5 % C3A du clinker < 5 %

(C4AF + C3A) du clinker < 20 %

CEM III : sont ES si % laitier > 60

CEM V : sont ES si CaO < 50 %

SuiteUne des 6 conditions suivantes doit être respectée :

soit (3) utilisation de ciments non conformes à la norme NF P15-319 (ES)de type CEM II/B-V, CEM II/B-S, CEM II/B-Q, CEM II/B-M (S-V), CEM III/A ou CEM Vet SO3 du ciment < 3% et C3A du clinker < 8%

soit (4) vérification de la durabilité du béton vis-à-vis de la RSI à l’aide de l’essai de performance

Niveau de prévention Bs (suite)

Suite….Une des 6 conditions suivantes doit être respectée :

soit (5) utilisation en combinaison avec du CEM I, de cendres volantes, de laitiers de haut fourneau et de pouzzolanes

et proportion d’addition > 20 %et ciment CEM I : C3A < 8 % et SO3 <

3%

soit (6) pour les éléments préfabriqués : 5 conditions de références d’emploi

Niveau de prévention Bs (suite)

Niveau de prévention Cs

Soit Tmax < 70°C

Soit 70°C < Tmax < 80°C

Dans ce cas, une des 6 conditions suivantes doit être respectée :

soit (1) durée < 4 heures et Na2Oéquivalent actifs du béton < 3 kg/m3

soit (2) utilisation d’un ciment conforme à la norme NF P15-319 (ES) avec pour les CEM I et CEM II/A :

Na2Oéquivalent actifs du béton < 3 kg/m3

Niveau de prévention Cs (Suite)

SuiteUne des 6 conditions suivantes doit être respectée :

soit (3) utilisation de ciments non conformes à la norme NF P15-319 (ES)de type CEM II/B-V, CEM II/B-S, CEM II/B-Q, CEM II/B-M (S-V), CEM III/A ou CEM Vet SO3 du ciment < 3% et C3A du clinker < 8%

soit (4) vérification de la durabilité du béton vis-à-vis de la RSI à l’aide de l’essai de performance

Niveau de prévention Cs (Suite)

Suite….Une des 6 conditions suivantes doit être respectée :

soit (5) utilisation en combinaison avec du CEM I, de cendres volantes, de laitiers de haut fourneau et de pouzzolanes

et proportion d’addition > 20 %et ciment CEM I : C3A < 8 % et SO3 < 3%

soit (6) pour les éléments préfabriqués : 5 conditions de références d’emploi

Niveau de prévention Ds

1) Soit Tmax < 65°C

3) Soit 65°C < Tmax < 75°C

et utilisation d’un ciment conforme à la norme NF P15-319 (ES) avec pour les CEM I et CEM II/A :

Na2Oéquivalent actifs du béton < 3 kg/m3

et validation de la formulation du béton par un laboratoire indépendant expert en RSI

2 précautions proposées, la première étant prioritaire