Béton armé
Le
BÉTON possède une grande résistance à la compression et une résistance
moindre à la traction. L’ACIER par contre, possède de grandes
performances en traction.
Dans
le béton armé, chaque constituant joue son rôle au mieux de ses
performances : le béton travaille en compression et l’acier en
traction.La mise en place d’armatures (de renforcement) dans les parties
soumises à la traction d’un ouvrage en béton permet de lui conférer des
résistances mécaniques.
Ainsi,
dans les ouvrages en service , se développe un ensemble de contraintes
résultant des diverses actions auxquelles ils sont soumis. La résistance
à la compression du béton lui permet d’équilibrer correctement les
contraintes de compression. Par contre, du fait de la relative faiblesse
de sa résistance à la traction, il n’en est pas de même pour les
contraintes de traction. C’est pourquoi l’on dispose dans les parties
tendues d’une pièce de béton, des armatures en acier (barres ou treillis
soudés).
La
quantité d’armatures et leur disposition, dictées par la répartition
des contraintes, résultent de calculs qui font appel aux lois de
comportement des matériaux.
Béton précontraint
Précontraindre
le béton consiste à lui appliquer lors de sa fabrication une contrainte
permanente de compression. Ce gain en compression dans le béton va
ensuite s’opposer à la traction que vont générer les charges appliquées à
l’ouvrage (poids propre, charge d’exploitation, charge climatique,
...). Le béton va ainsi rester en permanence dans un état de compression
et va donc pouvoir être utilisé au mieux de ses performances.
La précontrainte est appliquée au béton grâce à des câbles de précontrainte en acier. Ces câbles sont tendus par des vérins de précontrainte.
Lorsque l’on tend les câbles, ils vont par réaction appliquer un effort de compression au béton (voir fiche jointe : principe du béton précontraint).
La précontrainte est à l’origine de progrès considérable pour l’utilisation du béton dans les ouvrages d’art et les structures coulées en place ou réalisées à partir d’éléments préfabriqués.
La précontrainte est appliquée au béton grâce à des câbles de précontrainte en acier. Ces câbles sont tendus par des vérins de précontrainte.
Lorsque l’on tend les câbles, ils vont par réaction appliquer un effort de compression au béton (voir fiche jointe : principe du béton précontraint).
La précontrainte est à l’origine de progrès considérable pour l’utilisation du béton dans les ouvrages d’art et les structures coulées en place ou réalisées à partir d’éléments préfabriqués.
La précontrainte peut être appliquée au béton :
soit par PRE-TENSION (mise en tension des aciers avant coulage du béton) - (voir fiche "La pré-tension") ;
soit par POST-TENSION (mise en tension de câbles après durcissement du béton) - (voir fiche "La post-tension").
soit par PRE-TENSION (mise en tension des aciers avant coulage du béton) - (voir fiche "La pré-tension") ;
soit par POST-TENSION (mise en tension de câbles après durcissement du béton) - (voir fiche "La post-tension").
Le
béton précontraint est utilisé pour la réalisation de nombreux ouvrages
de génie civil (voir fiche "Domaine d’utilisation du béton
précontraint").
Béton à hautes performances
Des bétons aux multiples performances : les Bétons à Hautes Performances.
Désignées par le sigle BHP, ces bétons possèdent de multiples performances :
des propriétés exceptionnelles à l’état frais ;
des performances aux jeunes âges ;
des résistances mécaniques importantes à long terme.
que leur confèrent des atouts spécifiques qui permettent :
des performances aux jeunes âges ;
des résistances mécaniques importantes à long terme.
que leur confèrent des atouts spécifiques qui permettent :
L’optimisation de la formulation des BHP consiste à :
afin
d’obtenir des bétons présentant une faible porosité et une forte
compacité gage de performances mécaniques et de durabilité.
Les BHP se caractérisent par :
Béton projeté
Le
béton projeté est un béton mis en œuvre à l’aide d’une lance par
projection sur une paroi sous l’impulsion d’un jet d’air comprimé.
Il existe deux techniques de projection :
projection par voie sèche : le mélange sec (granulats, ciment et éventuellement accélérateurs de prise et adjuvants) est fabriqué dans un malaxeur. Il est propulsé par de l’air comprimé le long d’une tuyauterie vers la lance de projection. L’eau arrive séparément à la lance en quantité nécessaire et réglable pour assurer l’humidification du mélange juste au moment de la projection sur la paroi.
projection par voie humide : le mélange granulats-ciment-eau est malaxé dans une centrale. Il est ensuite pompé le long d’une tuyauterie jusqu’à la lance de projection. La projection est assurée par de l’air comprimé éventuellement associé à des adjuvants liquides.
projection par voie sèche : le mélange sec (granulats, ciment et éventuellement accélérateurs de prise et adjuvants) est fabriqué dans un malaxeur. Il est propulsé par de l’air comprimé le long d’une tuyauterie vers la lance de projection. L’eau arrive séparément à la lance en quantité nécessaire et réglable pour assurer l’humidification du mélange juste au moment de la projection sur la paroi.
projection par voie humide : le mélange granulats-ciment-eau est malaxé dans une centrale. Il est ensuite pompé le long d’une tuyauterie jusqu’à la lance de projection. La projection est assurée par de l’air comprimé éventuellement associé à des adjuvants liquides.
Le type de ciment est choisi en fonction de l’agressivité de l’environnement de l’ouvrage.
Des fibres métalliques peuvent être incorporées dans le béton à un dosage de l’ordre de 35 à 50 kg/m3. Elles permettent d’améliorer la cohésion du béton et sa tenue sur le support.
La technique du béton projeté permet de réaliser des couches de béton de faible épaisseur (quelques centimètres) et d’épouser parfaitement la géométrie du support.
Elle est utilisée en particulier pour la réalisation de travaux souterrains (soutènement de parois, de galeries ou de puits ou de front de taille de tunnels en cours de creusement) ou de travaux d’assainissement, aussi bien en travaux neufs qu’en réparation d’ouvrages anciens.
Des fibres métalliques peuvent être incorporées dans le béton à un dosage de l’ordre de 35 à 50 kg/m3. Elles permettent d’améliorer la cohésion du béton et sa tenue sur le support.
La technique du béton projeté permet de réaliser des couches de béton de faible épaisseur (quelques centimètres) et d’épouser parfaitement la géométrie du support.
Elle est utilisée en particulier pour la réalisation de travaux souterrains (soutènement de parois, de galeries ou de puits ou de front de taille de tunnels en cours de creusement) ou de travaux d’assainissement, aussi bien en travaux neufs qu’en réparation d’ouvrages anciens.
Formulation des bétons du futur
Deux principes permettent de formuler les nouveaux bétons, il faut :
POUR DIMINUER LA POROSITÉ, il faut :
POUR OPTIMISER LE SQUELETTE GRANULAIRE, il faut :
Béton fibré
Le béton fibré est un béton dans lequel sont incorporées des fibres.
A
la différence des armatures, les fibres sont réparties dans la masse du
béton. Elles permettent de constituer un matériau qui présente un
comportement homogène. Les fibres les plus couramment employées sont :
les fibres de verre, de synthèse ou métallique. Les bétons de fibres de
verre (composite ciment-verre - CCV) sont entre autres employés pour
réaliser des panneaux (panneaux d’habillage, panneaux décoratifs), des
bardages industriels, du mobilier urbain. Les bétons de fibres
métalliques ont une bonne résistance à la traction et à la flexion ; ils
sont utilisés dans les dallages ou en béton projeté dans les voûtes, le
chemisage des galeries ou les tuyaux préfabriqués. Les fibres de
polypropylène permettent de réaliser des motifs très précis pour
réaliser des panneaux décoratifs.
Les
fibres ont généralement pour rôle de renforcer l’action des armatures
traditionnelles en s’opposant à la propagation des microfissures.
Elles permettent d’améliorer :