La composition d’un béton ne pouvant résulter que d’un compromis entre la recherche d’une qualité déterminée et l’obligation d’accepter un t minimum d’inconvénients qui en dérivent, les conditions auxquelles doivent satisfaire les bétons en fonction d’un certain nombre d’usages courants sont examinées ci-dessous.
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On entend par – là un béton ne recevant que des efforts assez faibles ou agissant par son poids propre et dont les plus gros granulats ont un calibre faible par rapport à la plus petite dimension de l’ouvrage : ainsi, par exemple, un béton de cailloux dont les plus gros éléments atteindraient 60 mm, qui servirait à la construction d’un mur de soutènement de 0,50 m d’épaisseur. Dans un tel ouvrage, on compte surtout sur la masse du béton pour résister à la poussée des terres et non pas tellement sur sa résistant propre.
Si un béton de ce type n’a pas à faire face à des conditions particulières (présence d’eau, éventuellement agressive, usure par frottement, points d’ancrage, etc.), on peut admettre des tolérances assez larges du point de vue de la compacité. Avec des cailloux, le dosage est de l’ordre de 250 kg de ciment /m3 et, avec du gravillon, 300 kg/m3. Le ciment à utiliser est de la classe 325 au plus. Rappelons qu’il est préférable, dans ce cas, d’utiliser une plus grande quantité de ciment d’une classe de résistance inférieure. La compacité, l’ouvrabilité et la résistance aux agents agressifs ne peuvent qu’un gagner. L’affaissement au Cône d’Abrams peut varier de 5 cm pour du béton damé et descendre jusqu’à 10 cm pour du béton coulé lorsque une plus grande facilité de moulage est nécessaire.
On peut rattacher à cette catégorie les bétons dits « maigres » visant :
- Le simple remplissage de volumes ne concourant pas à la stabilité des constructions mais pour lesquels un simple remblaiement en sable ou terre ne serait pas admissible en raison des tassements probables.
- La mise en état de propreté d’un fond de fouille peu résistant , de manière à permettre la circulation des ouvriers exécutant par exemple le montage des armatures du béton armé de fondation. En cas de fouille dans des sables propres et graveleux, on pourra aller jusqu’à employer sur place le sable tout venant, ce qui est formellement prohibé pour le béton de structure.
Suivant les cas d’espèce, le dosage pourra même descendre jusqu’à 150 kg de ciment par m3 de béton.
Le béton de gravillon destiné à cet emploi doit s’adapter à diverses conditions :
Les dimensions des pièces en béton armé sont en général faibles et la présence d’armatures nécessite que le calibre du gravillon ne dépasse pas le quart de la plus petite dimension de la pièce et les 3⁄4 de la plus petite distance séparant deux armatures ou une armature et le coffrage lorsqu’il n’est prévu pour la mise en place qu’une vibration faible ou même un simple piquage.
La distance minimale à respecter entre le coffrage et une armature doit être au moins égale au diamètre nominal de celle-ci (c’est-à-dire le diamètre par lequel est désignée l’armature dans les barèmes et factures, compte tenu de ce que les aciers à haute adhérence n’ont pas de diamètre géométriquement déterminé).
En outre, cette distance comptée à partir des étriers entourant l’armature ne doit pas être inférieure.
- 10 mm dans les locaux couverts et clos non exposés aux condensations.
- 20 mm pour les parements exposés aux intempéries ou condensations.
- 40 mm pour les parements exposés aux embruns et brouillards salins.
Cette figure représente un béton destiné à une grosse pièce peu ou pas ferraille (gravillons dessinés en traits pleins et pointillés et, en surpression la section d’une poutre en béton armé. Les gravillons figurés en pointillés sont ceux qui empiétant sur les coffrages et la armatures et qu’il faudrait enlever aussi un peu de mortier correspondant aux parties d’armatures autres que celles qui se superposaient partiellement aux gravillons enlevés. Il se produirait aussi un réarrangement des gravillons restants,
mais au total, le rapport (gravillon / mortier (sable )) serait mortier (sable) diminué. Donc, plus une pièce en béton armé est petite et ferraillée, plus il faut diminuer le diamètre des plus gros gravillons, mais plus aussi il faut augmenter la proportion de
La présence d’armatures souvent serrées et les dimensions assez modestes en général des pièces de béton armé font intervenir un phénomène appelé « effet de paroi » qui exige que l’on introduise d’autant moins de gravillon dans le béton que la pièce est de faible dimensions et que le ferraillage y est plus serré.
On sait que le principe du béton armé consiste à utiliser au mieux les qualités mécaniques respectives du béton et de l’acier : ce dernier résiste bien aux efforts de traction (partie inférieure des poutres posées sur deux appuis et soumises à une flexion) alors que le béton, qui possède une bonne résistance à l’écrasement, supporte les efforts de compression à la partie supérieure de la poutre. La résistance à l’écrasement du béton est donc ici primordiale.
Tableau de résistances caractéristiques Fc28 en fonction du ciment et du dosage
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Fc28
16 MPa
20
22
25
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Ft28
1,56 MPa
1,80
1,92
2,10
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300 kg/m3 350
x
x
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325
350
400
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325
350
375
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300
325
350
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CC : Conditions courantes de fabrication des bétons
AS : Avec auto-contrôle surveillé
x : Cas à justifier par une étude appropriée.
Le dosage normal du béton armé et 350 kg de ciment par m3 de béton. La plasticité mesurée au Cône d’Abrams peut varier de 6 cm pour des pièces d’assez fortes dimensions et peu ferraillées à 15 cm pour des pièces minces ou très ferraillées dans lesquelles la pénétration du béton est difficile et suivant la méthode de mise en place.
béton
Le dosage à utiliser est de l’ordre de 300 kg de ciment portland 45 ou ciment portland de fer ou ciment au laitier et à la pouzzolane avec 800 litres de gravillons 5/20 et 450 litres de sable. La quantité d’eau doit être juste suffisante pour que le damage puisse être effectué sans reflux latéral du béton et avec obtention d’une surface fermé. (Soit un affaissement au Cône d’Abrams de 5 cm environ).
Le béton caverneux est un béton dans lequel on réserve volontairement des vides dont l’importance globale est de l’ordre de 30% mais qui, individuellement, doivent être aussi gros que possible. Ils répondent à certaines préoccupations particulières :
- Diminution de la conductibilité thermique du béton
- Diminution de la quantité de matériaux nécessaires.
- Diminution du poids (dentiste environ1,9 à 2 au lieu de 2,3 à 2,4).
- Diminution de la porosité.
Cette dernière qualité nécessite quelques éclaircissement : il est évident qu’un tel béton, qui renferme des vides importants et communiquant entre eux est perméable, c’est-à- dire qu’il peut être traversé par un liquide ; on fait de cette manière des dalles supportant le sable utilisé pour la fabrication des eaux. Par contre, l’eau baignant un morceau de béton caverneux à sa partie inférieure ne s’élève pas à l’inférieur de ce béton, alors qu’un béton imperméable mais poreux (c’est-à-dire ne comportant que des canaux capillaires) aspire l’eau. C’est par ce mécanique que les vieux murs construits en matériaux poreux absorbent l’eau du sous-sol.
Un mur construit en béton caverneux doit être protégé par un enduit étanche pour éviter la pénétration de la pluie, mais il s’opposera aux remontées d’humidité.
Le béton caverneux est composé de granulats aussi réguliers que possible en forme et en diamètre, de cailloux ou gravillons, pourvu que leur calibre de dépasse pas le 1/6 de l’épaisseur de l’ouvrage à construire (comme on cherche à créer un vide maximal, des sphères de même diamètre donneraient théoriquement la meilleure solution), d’un peu de sable et de ciment. Le dosage en ciment portland doit être aussi faible que possible et ne devrait pas dépasser 275 kg. La quantité d’eau ne peut être précisée ; elle est à déterminer par essais successifs de manière à obtenir un enrobage correct de tous les agrégats par une pâte de ciment bien onctueuse pour les coller suffisamment les uns aux autres au voisinage de leurs points de contact, tout excès étant susceptible d’entraîner un égouttage de la pâte de ciment des parties supérieures avec obturation des vides à la partie inférieure.
Cette technique peut présenter un certain intérêt dans des bâtiments destinés à l’élevage de bétail lorsqu’il y a lieu de la préserver du froid et de l’humidité. Son intérêt serait accru par l’utilisation de granulats légers naturels ou artificiels qui permettent également d’augmenter l’isolation thermique.