Béton réfractaire et résistant à la chaleur LOBERT Jonathan – AMADEI Stéphane – LEQUEAU Marion MASTER 2 TNCR Béton réfractaire et résistant à la chaleur

INTRODUCTION GENERALE Pour résister à des conditions agressives INTRODUCTION GENERALE Une étude de l’institut de recherche en construction (IRC) à montré qu’il y avait de grandes interrogations sur la tenue au feu du Béton, en raison du danger d’effritement (ou éclatement). Incendie Éclatement Cet éclatement est attribué à la montée de la pression interstitielle lors de l’échauffement. Le béton ayant une faible perméabilité, la très forte pression de vapeur d’eau produite lors de l’exposition au feu ne peut s’échapper à cause de la grande masse volumique du béton. Les recherches menées par l’IRC montrent que la tenue au feu du BHR est influencée par: - Le type de granulat, - La résistance initiale du béton, - Sa teneur en humidité

4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA Pour résister à des conditions agressives PLAN 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA

1- LE CIMENT FONDU Pour résister à des conditions agressives 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION 1- LE CIMENT FONDU

Solution technique pour Bétons et mortiers Pour résister à des conditions agressives DESCRIPTION Ciment fondu Ciment à base d’aluminates de calcium Ciment Portland Ciment à base silicates de calcium 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Solution technique pour Bétons et mortiers Remarque: Ciment Fondu est conforme aux normes NF P 15-315 et BS 915 Partie 2. Il permet de formuler des bétons combinant durcissement rapide et ouvrabilité pour la mise en oeuvre. Les spécifications du ciment fondu vous sont présentées dans la fiche commerciale.

PROPRIETES Ainsi, grâce au Ciment fondu NF P 15-315 : Pour résister à des conditions agressives PROPRIETES Ainsi, grâce au Ciment fondu NF P 15-315 : Temps de prise similaire au ciment Portland mais durcissement plus rapide Béton atteint une résistance mécanique élevée au jeune âge, 25MPa à 6h: Décoffrage plus rapide Béton à faible porosité d’où une excellente résistance aux attaques acides Bonne résistance à la température et aux chocs thermiques: -180 °C à +1100 °C en complément du granulat Alag, Bonne résistance à l’abrasion et à l’usure 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION

- Aires d’entraînement au feu, - Maisons du feu… Pour résister à des conditions agressives Choix idéal pour des béton soumis à des températures élevées et à des chocs thermiques: - Planchers de fours, - Aires de dépose, - Quais à coke, - Incinérateur… 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Industries du feu - Aires d’entraînement au feu, - Maisons du feu… Aires de feu - Garnissage de fours rotatifs, - Aire de dépotage de gaz liquéfié… Autres

2- LES GRANULATS ALAG Pour résister à des conditions agressives 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION 2- LES GRANULATS ALAG

Pour résister à des conditions agressives DESCRIPTION Granulat synthétique silico-alumineux-calcique obtenus par fusion. (40% d’Alumine) C’est un granulat extrêmement dur. Alag est disponible en sac de 25 kg et en big-bag de 1,5 tonnes avec deux granulométries principales : 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Il existe 2 types de granulométrie: - Fin: 0-4 mm - Gros: 4-10 mm

PROPRIETES Température Pour résister à des conditions agressives PROPRIETES Température Résistance aux chocs thermiques et aux températures de -180°C à +1100°C 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Abrasion et poinçonnement Très grande résistance à l’abrasion, à l’impact et au poinçonnement Corrosion Résistance à la corrosion par les sulfates, les huiles, de nombreux produits chimiques agressifs et acides dilués Rapidité Remise en service possible entre 6 heures et 8 après la mise en place Les spécifications du granulat Alag vous sont présentées dans la fiche commerciale.

3- MISE EN OEUVRE DU BETON CIMENT FONDU / GRANULATS ALAG Pour résister à des conditions agressives 3- MISE EN OEUVRE DU BETON CIMENT FONDU / GRANULATS ALAG 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION

MISE EN OEUVRE Mise en oeuvre Béton Ciment Fondu / Granulats Alag Pour résister à des conditions agressives MISE EN OEUVRE Mise en oeuvre Béton Ciment Fondu / Granulats Alag Mise en oeuvre Béton Ordinaire 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Les bétons à base de CIMENT FONDU et de granulats ALAG se distinguent par leur haute teneur en Alumine et apportent une réponse adaptée aux problèmes tels que les températures élevées et les chocs thermiques. Par exemple: Travaux devant résister aux chocs thermiques à très basse température causés par les gaz liquides par exemple. Travaux devant résister aux hautes températures (jusqu'à 1100°C) et aux chocs thermiques.

Dosage d’un béton constitué de ciment fondu seul et de granulats Alag Pour résister à des conditions agressives 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Dosage d’un béton constitué de ciment fondu seul et de granulats Alag Dosage d’un mortier constitué de ciment fondu seul et de granulats Alag Dosage d’un béton contenant des granulats siliceux traditionnels et du ciment fondu seul Dosage d’un mortier contenant du sable et du ciment fondu seul

Pour résister à des conditions agressives REMARQUES GENERALES Ouvrabilité: Le béton de ciment fondu / Granulats Alag présente généralement une consistance ferme. 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Vibration: Le béton de ciment fondu / Granulats Alag doit être mis par vibration en appliquant les règles de l’art. Dosage en eau: Une performance satisfaisante ne peut être obtenue qu’en appliquant les règles de l’art du bétonnage, notamment en respectant scrupuleusement le rapport E/C< 0,4. Alag et Ciment Fondu ont la même composition minéralogique, et cette grande affinité chimique permet d’obtenir une adhérence très intime et homogène entre la pâte et les granulats d’un béton de Ciment Fondu/Alag. Les propriétés physiques des granulats et du ciment, comme par exemple le coefficient d’expansion, sont également similaires. Cela explique les exceptionnelles propriétés thermiques, mécaniques et chimiques du béton de Ciment Fondu/Alag.

4- EXEMPLES D’UTILISATIONS Pour résister à des conditions agressives 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION 4- EXEMPLES D’UTILISATIONS

SOL INDUSTRIEL DE FONDERIE Pour résister à des conditions agressives SOL INDUSTRIEL DE FONDERIE Chantier: Agrandissement de l’atelier de fusion à Wassy (52) en Avril 2001. Usine spécialisée dans les engins T.P, Agricoles et Automobiles. Mise en place de 2 fours à induction de 8 tonnes. 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Contraintes: Zones de circulations: Résister à des chariot élévateurs de 7 tonnes transportant la fonte liquide. Zones de vidange des fours et planchers: Résister à des contraintes d’abrasion, poinçonnement et chocs thermiques, jusqu’à +1100 °C. Solution utilisée: Mise en place de béton Ciment fondu / Alag sur les 300 m² concernés. Performance après 5 ans d’exploitation: les 8 à 10 cm de béton exposés à des conditions très difficiles sont à ce jours toujours en bon état.

AIRE D’EXERCICE D’INCENDIE Pour résister à des conditions agressives AIRE D’EXERCICE D’INCENDIE Chantier: Construction d’une aire d’incendie pour l’entraînement au feu des pompiers. Centre de ravitaillement des essences à Cergy (71) en 2000. 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Contraintes: Dalles soumises à des conditions extrêmes de chocs thermiques et de température, jusqu’à +1100 °C. Résister à des feux carburant de 5 minutes, puis au refroidissement brutal lors de l’extinction, à raison d’une moyenne de 5 entraînement par an. Solution utilisée: Mise en place d’une dalle béton Ciment fondu / Alag de 8 cm d’ép. sur les 120 m² concernés incluant un réservoir de 60 cm de profondeur. Performance après 5 ans d’exploitation: En service depuis 2001, les 8 cm de béton exposés à des conditions très difficiles donne entière satisfaction après 25 cycles d’entraînement en 5 ans.

5- OPTIMISATION FIBRES SIKA Pour résister à des conditions agressives 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION 5- OPTIMISATION FIBRES SIKA

Pour résister à des conditions agressives DESCRIPTION L’incorporation des fibres SIKA dans un béton lui procure une forte cohésion interne. On observe que les béton et les mortiers fibrés avec SIKA sont moins sensibles à la propagation des fissures. 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION L’ajout de fibres de polypropylène réduit l’effritement des béton lors d’un incendie. En fondant à une température relativement basse de 170 °C, les fibres de polypropylène créent des « canaux » permettant à la pression de vapeur de s’échapper du béton, empêchant ainsi les petites « explosions » qui provoquent l’éclatement. Dosage: En utilisation courante, le dosage est de: - 1 sachet de 600 g par m3 de béton. a) Sans fibres b) Avec fibres Les images illustre l’effet des fibres de polypropylène sur l’éclatement après 2 heures d’exposition au feu. Les spécifications des fibres SIKA vous sont présentées dans la fiche commerciale.

CONCLUSION Pour résister à des conditions agressives 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION CONCLUSION

Règles à suivre pour améliorer Pour résister à des conditions agressives Règles à suivre pour améliorer la tenue au feu • Employer du granulat de type Alag (au lieu du granulat siliceux) pour réduire l’éclatement et augmenter la résistance au feu, • Afin de réduire l’effritement, utiliser du granulat de poids normal (au lieu du granulat léger), • Employer du ciment fondu (au lieu du ciment classique) pour augmenter la résistance au feu, • Ajouter des fibres de polypropylène de type SIKA au mélange pour diminuer l’éclatement, Remarque générale: Un excès d’eau est néfaste à la qualité des béton. (Un faible rapport E/C permet une hydratation optimum du béton) 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION