CONSTITUANTS DU BETON HYDRAULIQUE

Fabriqué à base d’un liant hydraulique : Le béton hydraulique Une technologie simple … Une science compliquée … Pr. Pierre Claude Aïtcin HYDRAULIQUE ? Fabriqué à base d’un liant hydraulique : LE CIMENT PORTLAND ARTIFICIEL (CPA) qui s'hydrate à froid pour former des constituants hydratés stables pratiquement insolubles C'est ce qui le différencie des plâtres et chaux qui sont solubles dans l'eau, et qui ont donc uniquement une fonction de liant aérien

Le cycle du Plâtre Prise Plâtre CaSO4,0,5H2O 110-130 °C Gypse Hydratation: +H2O Prise Plâtre CaSO4,0,5H2O 110-130 °C Gypse CaSO4,2H2O

Le cycle de la chaux Chaux éteinte Ca(OH)2 Chaux vive CaO + CO2 Extinction: +H2O Chaux éteinte Ca(OH)2 Durcissement dans l’air : +CO2 +H2O Chaux vive CaO + CO2 Calcaire CaCO3 800-900 °C

CONSTITUANTS DU BETON HYDRAULIQUE Ciment Eau Sables Graviers Mortiers Granulats + Adjuvants + Colorants + Fibres + Ajouts minéraux + Armatures passives : Béton armé + Câbles : Béton précontraint

CONSTITUANTS DU BETON PROPORTIONS TYPES Granulats : 60 - 78% V 70 - 85% M 35% $ Eau : 14 - 22% 6 - 9% Air : 1 - 6% Ciment : 7 - 14% 0% 9 - 18% 65%

CIMENTS PORTLAND ARTIFICIELS CPA = Clinker + gypse CPJ = Clinker + gypse + Ajouts minéraux Classes de résistance: 35, 45, 55, 65 Exemples: CPJ45, CPA55

CIMENTS PORTLAND ARTIFICIELS Prise et durcissement

CIMENTS PORTLAND ARTIFICIELS Durcissement

CIMENTS PORTLAND ARTIFICIELS Les ciments hydrauliques font du RETRAIT Si on ne fait pas attention!

CIMENTS PORTLAND ARTIFICIELS Les ciments hydrauliques font du RETRAIT

LES GRANULATS les cailloux, les graviers, les sables, les fillers Roches diverses : basalte, quartzite, silex, calcaire,silico-calcaire, grès, granite, etc...   à proscrire : feldspathes, schistes, biotites, opale, dolomies et calcaires tendres.

LES GRANULATS roulés, concassés ou semi-concassés

LES GRANULATS CONCASSES Concasseur à mâchoires Concasseur giratoire

LES GRANULATS SPECIAUX Les granulats lourds: la barytine (sulfate de baryum de densité d= 4,5), la magnétite (oxyde de fer d= 3,88), riblons, grenaille de fonte, etc. Les granulats légers: des argiles expansées (d= 0,35 à 0,60), des schistes expansés (d= 0,65 à 0,90), des laitiers expansés, des pierres ponces, des pouzzolanes, de la vermiculite obtenue à partir du mica (d= 0,05 à 0,12), de la perlite obtenue à partir d'un traitement thermochimique de la lave volcanique (d= 0,1 à 0,3) Les granulats très durs (pour couches d'usure): quartz , corrindon, carborandum, etc.

CARACTERISATION DES GRANULATS Granulométrie

CARACTERISATION DES GRANULATS Module de finesse des sables : Mf

CARACTERISATION DES GRANULATS Propreté : Equivalent de Sable ES

CARACTERISATION DES GRANULATS Forme : Coefficient d’Aplatissement A % pondéral des éléments qui vérifient E < G/1,58 Ex: A < 20% pour un 12/25 utilisé pour B40 d’un OA

ingrédients chimiques ajoutés à faibles doses (< 5% Ciment) LES ADJUVANTS ingrédients chimiques ajoutés à faibles doses (< 5% Ciment)   Jouent un rôle précis (ne sont pas des palliatifs) Doivent être efficaces mais non nocifs (attention effets secondaires! retard de prise, corrosion des armatures, perte de résistance finale, ...) Classés selon trois familles: les adjuvants agissant sur la cinétique d'hydratation les adjuvants agissant sur la rhéologie du béton frais les adjuvants divers

De plus en plus utilisés pour : LES AJOUTS MINÉRAUX De plus en plus utilisés pour : Leur coût écologie valorisation des sous-produits et produits de faible valeur commerciale amélioration de certaines propriétés du béton: maniabilité, retrait thermique, durabilité, ressuage,... Exemples: fillers calcaires cendres volantes laitier fumées de silice etc

LES AJOUTS MINÉRAUX Mode d'action filler de remplissage: extension du squelette granulaire pouzzolanique   Ajout + chaux + eau  C-S-H + ........   hydraulique Ajout + (catalyseur) + eau  C-S-H + ........

De plusieurs formes et constitutions LES FIBRES Fibres longues Fibres courtes De plusieurs formes et constitutions Leurs rôles : s’opposer à la propagation des microfissures : ductilité améliorer la cohésion du béton frais améliorer les résistances au choc, à la fatigue et à l’usure réduction de la fissuration de retrait augmenter les résistances mécaniques