Béton réfractaire et résistant à la chaleur

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Introduction générale: D’aprés les études menées par l’institut de recherche en construction (IRC), celles-ci montrent que le béton dispose de caractéristiques médiocre concernant la tenue au feu. Le principale danger qui le menace est l’effritement (ou éclatement). Incendie Éclatement Cet éclatement est attribué à la montée de la pression interstitielle lors de l’échauffement. La montée en température du béton lors de son exposition au feu entraine un réchauffement des particules d’eau contenues dans celui-ci. La montée en température de l’eau engendre une très forte pression dans les interstices. La vapeur d’eau qui ne peut s’échapper à cause de la grande masse volumique du béton et de sa faible perméabilité entraine l’ éclatement du béton Les recherches menées par l’IRC montrent que la tenue au feu du béton est influencée par: - Le type de granulat, - La résistance initiale du béton, - Sa teneur en humidité

Béton réfractaire et résistant à la chaleur PLan 1- Les solutions : 1-1 Le ciment fondu 1-2 Les granulats ALAG 3- Mise en œuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA

1- LES SOLUTIONS: Béton réfractaire et résistant à la chaleur SOMMAIRE 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION 1- LES SOLUTIONS: 1-1 LE CIMENT FONDU

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Quelles sont les différences de composition des ciments ? SOMMAIRE 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Ciment fondu Ciment Portland Ciment à base silicates de calcium Ciment à base d'aluminates de calcium Pourquoi le ciment Fondu ? Grâce à leur haute teneur en alumine et à l’absence de chaux libre, les bétons de Ciment Fondu peuvent résister à des températures élevées et à des chocs thermiques répétés Remarque: Le 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 œuvre.

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Quelles sont les propriétés du ciment fondu ? 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Caractéristiques 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

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Où et quand utiliser ces bétons à base de ciment fondu ? 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION 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… - Aires d’entraînement au feu, - Maisons du feu… Industries du feu Aires de feu - Garnissage de fours rotatifs, - Aire de dépotage de gaz liquéfié… Autres

2- LES GRANULATS ALAG 1- LES SOLUTIONS: Béton réfractaire et résistant à la chaleur 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 1- LES SOLUTIONS: 1-2 LES GRANULATS ALAG

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Les granulats Alag : Qu’es ce que c’est ? 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION - Ce sont des Granulats synthétiques silico-alumineux-calcique obtenus par fusion. (40% d’Alumine) - C’est un granulat extrêmement dur. Les granulats Alag sont disponibles en sac de 25 kg et en big-bag de 1,5 tonnes avec deux granulométries principales : Il existe 2 types de granulométrie: - Fin: 0-4 mm - Gros: 4-10 mm

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Quelles sont les propriétés des granulats Alag ? 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Propriétés Température Résistance aux chocs thermiques et aux températures de -180°C à +1100°C 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

3- MISE EN OEUVRE DU BETON CIMENT FONDU / GRANULATS ALAG Béton réfractaire et résistant à la chaleur 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION 3- MISE EN OEUVRE DU BETON CIMENT FONDU / GRANULATS ALAG

Béton Ciment Fondu / Granulats Alag Béton réfractaire et résistant à la chaleur Quelles sont les méthode de mise en œuvre des ces bétons? 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 Ouvrabilité: Le béton de ciment fondu / Granulats Alag présente généralement une consistance ferme. 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.

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Quelle est sa composition? 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Les Bétons Les Mortiers 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

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Remarques générales: 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Les granulats Alag et le 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 Béton réfractaire et résistant à la chaleur 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

Béton réfractaire et résistant à la chaleur SOL INDUSTRIEL DE FONDRIE 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.

Béton réfractaire et résistant à la chaleur 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 Béton réfractaire et résistant à la chaleur 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

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Qu’es ce que la fibre SIKA ? A quoi sert elle ? 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. L’ajout de fibres de polypropylène réduit l’effritement des béton lors d’un incendie. 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Principe: 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.

Béton réfractaire et résistant à la chaleur Résultats des essais: 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Sans fibres Avec fibres Les images illustrent l’effet des fibres de polypropylène sur l’éclatement après 2 heures d’exposition au feu.

Conclusion Béton réfractaire et résistant à la chaleur 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION Conclusion

Les 4 Règles à suivre pour améliorer Béton réfractaire et résistant à la chaleur Les 4 Règles à suivre pour améliorer la tenue au feu 1- Le ciment fondu 2- Les granulats ALAG 3- Mise en oeuvre 4- Exemples d’utilisations 5- Optimisation fibres SIKA CONCLUSION • 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, 1- 2- 3- 4-