Le transport du béton Nicolas Bonaventure Arnaud Peterkenne Pierre-Benoît Pousset Gaëtan Verstraeten

Plan Introduction Les modes de transport Les adjuvants Trajet long Trajet court Les adjuvants

Introduction Transport du béton = étape clé Béton frais = matériau prêt à l’emploi => Transport rapide et sans altération des propriétés 2 phénomènes à éviter Évaporation Ségrégation => mélangeable Le transport du béton est une étape clé dans la construction d’un ouvrage du génie civil. En effet, le béton frais est un matériau prêt à l’emploi et son ouvrabilité n’est que de quelques heures. Il faut donc que le transport du béton soit rapide et n’altère pas les propriétés de celui-ci.   Pour limiter le temps de transport, la seule solution est de trouver une usine de production de béton à proximité du site de la construction. Actuellement, l’industrie du béton s’est développée à un point tel que le client peut trouver une usine de production implantée dans un rayon de 10 à 15km du lieu de la construction. Afin de conserver toutes les qualités du béton pendant le transport, deux phénomènes sont à éviter : ·        Le premier est l’évaporation de l’eau présente dans le béton. ·        Le second est le phénomène de ségrégation. Il s’agit de la séparation des différents composants présents dans le béton. La méthode de transport doit donc permettre au béton d’être livré sans perte significative d’eau et avec une ségrégation minimum des constituants. L’homogénéité du béton est obtenue grâce à une combinaison de plusieurs actions : ·        un processus de mélangeage au sein de l’usine ·        l’agitation durant le transport ·        un nouveau mélangeage sur le site de construction avant d’être coulé

Plan Introduction Les modes de transport Les adjuvants Trajet long Trajet court Les adjuvants Les « longs » trajets comprennent les transports de béton sur des distances allant de quelques centaines de mètres à plusieurs kilomètres.

Trajet long: le camion mixeur 2 fonctions Mélangeage du béton Transport du béton fraichement gâché Capacité 4 à 10 m³ les camions mixers sont des véhicules spécialisés conçus pour remplir 2 fonctions : ·        le mélangeage du béton ·        le transport du béton fraîchement gâché   Le transport du béton frais jusqu’au lieu de coulage fait appel à des bétonnières dont la capacité est de 4 à 10 m3.

Trajet long: le camion mixeur Avantages Conservation de l’homogénéité Inconvénients Inadapté à certains mélanges Le camion mixer est équipé d’une bétonnière rotative qui pendant le transport et avant le déchargement mélange convenablement les constituants du béton de manière à obtenir l’homogénéité du mélange. La vitesse de rotation du mixer peut être modifiée. C’est ainsi qu’un mélange dont l’homogénéité a été perturbée, peut être réhomogénéisé en faisant tourner la cuve à grande vitesse avant le déchargement du béton. Pendant le transport, la vitesse de rotation doit être adaptée au type de béton. Pour des bétons à faible teneur en ciment et d’une classe de consistance inférieur, une vitesse de rotation lente est recommandée. Les camions mixers sont déconseillés pour le transport de mélanges sable ciment. Pendant le transport de bétons additionnée en fibres, la cuve ne peut pas être tournée afin d’éviter les concentrations de fibres. Les camions mixers peuvent parfois être équipée de dispositifs spéciaux pour le déchargement du béton tels que : grue, tapis transporteur, pompe à béton.

Trajet long: le camion benne De grandes quantités de béton sont aussi fréquemment transportées dans des camions bennes.

Trajet long: le camion benne Avantages Polyvalence du camion Inconvénients Possibilité de ségrégation Evaporation Ce type de véhicule a comme désavantage de ne pas pouvoir agiter et mélanger le béton. Les différents composants ont donc tendance à se séparer.   Par conséquent, ce mode de transport est réservé à des bétons de moins bonne qualité, utilisés pour des applications à faibles risques telles que les soubassements de bordures de trottoirs. Lors de leur utilisation, les camions bennes doivent impérativement être couverts pour empêcher l’évaporation de l’eau de gâchage ou l’ajout d’eau de pluie.

Trajet long: le camion agitateur Cuve fixe avec système de malaxage Avantages Conservation de l’homogénéité Inconvénients Inadapté au béton trop sec ou trop fluide Ce véhicule est équipé d’une cuve fixe pourvue d’un système d’e malaxage qui maintient l’homogénéité du mélange pendant le transport. Le déchargement s’effectue par le basculement de la benne ou par vis sans fin.   Les camions agitateurs ne sont pas recommandés pour les bétons très secs ou très fluides. Ils ne permettent pas l’obtention d’un mélange homogène après l’ajout d’adjuvants et /ou de fibres.

Plan Introduction Les modes de transport Les adjuvants Trajet long Trajet court Les adjuvants Les trajets « courts » comprennent les transports de béton sur le chantier même entre la bétonnière ou le mixer et le coffrage. Le trajet et les obstacles à vaincre déterminent les moyens à mettre en œuvre.

Trajet court: la pompe à béton Il s’agit d’un appareil qui sert à acheminer le béton au moyen de tuyaux rigides ou souples jusqu'aux lieux d'utilisation. permet l’acheminement du béton jusqu’à une portée de 52m Auparavant, le pompage du béton était seulement utilisé dans la construction d’ouvrages majeurs du génie civil qui requérait d’importantes quantités de béton, tels que les barrages ou les centrales électriques. Achemine le béton à l’endroit désiré via une pompe placée sur le camion mixeur Portée: +/- 50 mètres

Trajet court: la pompe à béton Avantages Atteindre des endroits difficiles d’accès Vitesse de coulage élevée (5x plus vite) Portée importante Inconvénients beaucoup d’ouvriers pour gérer efficacement les quantités de béton mises en œuvre Pas pour tous les types de béton En général, il faut augmenter la teneur en sable pour obtenir un mélange plus cohésif Actuellement, les entrepreneurs trouvent plus avantageux et rentable d’utiliser des pompes dans des applications où l’accès est difficile ou bien lorsque la vitesse de pose est importante.   En comparaison avec d’autres techniques, la pompe à béton permet de couler jusqu’à 5 fois plus de béton par heure. Ainsi, 50 mètres cube de béton par heure sont régulièrement coulé grâce aux techniques modernes de pompage. Cela suppose que l’entrepreneur dispose de suffisamment d’ouvriers et d’équipements pour prendre en charge de telles quantités. Les quantités habituelles des différents constituants du béton doivent être modifiée si la technique du pompage est utilisée. En effet, la plupart des mélanges ne conviennent à ce mode de placement à moins qu’il n’ait été spécialement mis au point pour cette technique. En général, il est nécessaire d’augmenter la teneur en sable pour rendre le béton plus cohésif. Dans certains cas, une quantité supérieure de ciment est également requise.

Trajet court: la pompe à béton Précautions d’utilisation Ø max granulats < 1/3 Ø tuyau Granulométrie continue Facteur E/C entre 0,42 et 0,65 Précautions pour l’utilisation d’une pompe à béton : - le diamètre maximal des granulats doit être inférieur à 1/3 du diamètre de la conduite - Granulométrie continue. - Le facteur E/C doit être compris entre 0.42 et 0.65.

Trajet court: le tapis transporteur Déplace facilement le béton d’un point à l’autre d’un chantier Le béton peut être facilement déplacer d’un point à l’autre d’un chantier à l’aide de tapis transporteur.

Trajet court: le tapis transporteur Avantages Enjambe facilement de petits obstacles Déchargement facile distance < 10 mètres Hauteur < 6 mètres Inconvénients Transport de béton fluide impossible Risque de ségrégation Avantages : - Un tapis transporteur permet d’enjamber facilement des petits obstacles (différence de hauteur d’un étage, un mur de séparation). - Ce type de livraison est particulièrement indiqué pour les distances de déchargement d’environ 10 mètres avec une hauteur allant jusqu’à 6 mètres.   Inconvénients : - Ne permet pas le transport de béton fluide - Risque de ségrégation.

Trajet court: le tapis transporteur Comment éviter la ségrégation ? Ajout d’une cheminée en fin de tapis => homogénéité rétablie Pour éviter la ségrégation, on rajoute en fin de tapis une cheminée de longueur minimale de 60 cm. En effet, grâce à cette cheminée, la vitesse du béton est réduite et on a donc l’homogénéité du mélange. (faire petit dessin au tableau)

Trajet court: la grue avec cufa Permet de transporter le béton du mixeur au coffrage Capacité de 250 litres à 2000 litres Le béton peut être transporté de la bétonnière ou du mixeur au coffrage à l’aide d’un cufa. La capacité d’un cufa varie de 250 litres à 2000 litres. Le poids total du cufa (béton + poids du cufa) peut varier entre 700 et 5000 kg

Trajet court: la grue avec cufa Avantages Polyvalence Efficace face aux conditions d’accès difficiles Inconvénients Lent Nécessité d’une grue de levage en permanence Veiller à la fluidité du mélange Risque de ségrégation C’est une des méthodes la plus polyvalente et la plus utilisée pour couler du béton mais c’est aussi une des plus lentes. (On doit charger, transporter de manière précise à l’endroit dit, décharger) De plus, une grue doit être disponible en permanence pour transporter le cufa. Bien entendu, la capacité de levage de la grue doit être suffisante pour le déplacement du cufa. Certaines contraintes sont liées à l’utilisation du cufa :   -                           Le béton doit être suffisamment fluide pour assurer un déchargement sans problème. -                           Un manchon est parfois nécessaire pour limiter la hauteur de chute dans le coffrage. Il est à noter qu’il existe également des risques de ségrégation.

Trajet court: le dumper Utilisé dans une large gamme d’applications Capacité entre 0,3 et 0,75 m³ Les dumpers sont utilisés dans une large gamme d’applications sur la plupart des sites de construction. Ils ont des capacités comprises entre 0,3 et 0,75m³, 0,5m³ étant la capacité la plus courante.

Trajet court: le dumper Avantages flexibilité Inconvénients Impossibilité de transporter du béton trop fluide Nécesité d’aménager des surfaces planes Risque de ségrégation Bien que les dumpers soient capables d’opérer sur des surfaces accidentées, il est conseillé, pour des raisons de sécurité et pour éviter tout gaspillage de béton, de préparer des chemins assez plats. Il faut également éviter d’utiliser ce type de véhicule pour transporter des bétons trop fluides car les vibrations et secousses peuvent conduire au phénomène de ségrégation.

Trajet court: la brouette Pour le transport de petites quantités de béton sur un chantier Contenance: +/- 70 litres Les brouettes sont utilisées pour le transport de petite quantité de béton sur des distances réduites. Une brouette moyenne à une contenance de 70 litres. -

Trajet court: la brouette Avantages maniabilité Inconvénients Difficulté pour transporter du béton trop fluide Risque de gaspillage Risque de ségrégation Le transport à la brouette du béton très liquide est déconseillé. (gaspillage et ségrégation) Quelques chiffres : - Un mètre cube de béton représente 15 à 20 brouettes - 50 litres de béton pèse 120 kg.

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Les adjuvants Retardateur de prise Trajet > 1 heure 30 Fluidifier le béton en cas de pompage Il est parfois nécessaire d’ajouter un retardateur de prise lorsque le temps du trajet est plus long qu’1h30. Des adjuvants servent aussi à fluidifier le béton dans le cas où il devra être pompé.   D’après les spécifications de la norme, les adjuvants doivent être ajoutés dans l’eau de gâchage du béton pour obtenir une répartition optimale dans la masse du béton. Par contre, certains produits comme les fluidifiants, ont une durée d’action limitée dans le temps. C’est la raison pour laquelle il est souvent préférable de les ajouter sur chantier. La règle dans ce cas pour que le mélange soit homogène est de malaxer 1 minute par mètre cube de béton.