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Chapitre 4 : Les Adjuvants du béton 1 . . D. SOW, Cours de Matériaux. Chapitre

Chapitre 4 : Les Adjuvants du béton 1 . . D. SOW, Cours de Matériaux. Chapitre 4 : LES ADJUVANTS DU BETON 4.1. INTRODUCTION L'évolution des connaissances du béton et les exigences nouvelles en matière de propriétés ont incité les chercheurs et les utilisateurs à introduire dans les formulations de nouveaux produits afin d'obtenir des propriétés singulières. Ainsi, on assiste à une explosion de la gamme des bétons pour répondre aux demandes des industriels. En 1964, est créée la Commission Permanente des Liants hydrauliques et des mortiers et bétons (COPLA). Elle était chargée de l’agrément et du contrôle des adjuvants ayant une efficacité et pouvant être employés en toute sécurité et d’en établir la liste officielle. Un adjuvant pour béton est un produit incorporé au moment du malaxage du béton à une dose inférieure ou égale à 5 % en masse de la teneur en ciment du béton, pour modifier les propriétés du mélange à l’état frais et/ou durci. On cherche à agir sur le temps de prise, les caractéristiques mécaniques et de mise en œuvre. Les adjuvants sont surtout utilisés pour : - diminuer le coût des constructions en béton ; - obtenir certaines propriétés dans le béton de la façon la plus efficace (maniabilité) ; - s’assurer de la qualité du béton durant le malaxage, le transport, la mise en place et le mûrissement dans des mauvaises conditions de température ; - régler certains problèmes urgents durant des opérations de bétonnage. Ainsi, des publications scientifiques ont montré que pour augmenter la résistance en compression d’un béton, il suffisait, entre autres, de diminuer autant que possible le rapport eau/ciment du béton ; pour y arriver, on diminue la quantité d’eau de gâchage en utilisant de fortes doses de fluidifiants. En effet, c’est grâce aux fluidifiants (maintenant appelés superplastifiants) que l’on arrive à fabriquer des bétons à hautes performances qui peuvent finalement contenir moins d’eau de gâchage qu’il n’en faut pour hydrater complètement les grains de ciment. Quel que soit l’adjuvant, les spécifications normatives visent d’abord à définir et à quantifier sa fonction, c’est-à-dire la façon dont il modifie, dans le sens recherché, les propriétés du béton, ensuite, à limiter les effets non recherchés sur les autres propriétés du béton. La norme européenne, EN 934-2, fixe les prescriptions et les exigences pour les adjuvants utilisés dans les bétons. 4.2. DEFINITIONS On utilise en général trois mots pour décrire du béton frais : la maniabilité, la consistance et la plasticité. Le terme maniabilité traduit la facilité ou la difficulté de mise en place, de la consolidation et de la finition du béton à l’intérieur des coffrages sans qu’il ne se produise de ségrégation dangereuse. Le terme consistance se rapporte au degré de mouillage du béton depuis son état le plus sec jusqu’à son état le plus humide. Le terme plasticité précise certains aspects de la consistance du béton. Un mélange n’ayant aucune ou très peu de plasticité est difficile à mouler tandis qu’un mélange qui a une plasticité moyenne ou bonne, se moule plus facilement. L’essai d’affaissement permet de déterminer la consistance du béton pour des dosages en ciment et en granulats donnés. L’affaissement donne une idée de la maniabilité. Chapitre 4 : Les Adjuvants du béton 2 . . D. SOW, Cours de Matériaux. 4.3. PLASTIFIANT/REDUCTEUR D’EAU Adjuvant qui, sans modifier la consistance, permet de réduire la teneur en eau d’un béton donné, ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmente l’affaissement/l’étalement, ou qui produit les deux effets à la fois. On obtient généralement une augmentation de la résistance avec les agents réducteurs d’eau si dans un mélange donné on diminue le dosage en eau sans modifier le dosage en ciment et l’affaissement. Ces adjuvants peuvent avoir un rôle de lubrifiant. Les grains anhydres sont ainsi recouverts d’une pellicule d’eau juste nécessaire pour réduire les forces de frottement et ce processus permet une réduction de l’eau de gâchage sans inconvénient sur la maniabilité du béton. Ils trouvent leur emploi dans l’industrie du béton manufacturé, qui exige des bétons fermes, pouvant être démoulés rapidement, dans les grands travaux de génie civil nécessitant des résistances élevées, ainsi que pour le bétonnage avec coffrages glissants. Par rapport au témoin et à consistance égale, il permet d’avoir : - une réduction du dosage en eau supérieure ou égale à 5 % ; - une résistance à la compression à 7 et à 28 jours supérieure ou égale à 110 %. 4.4. SUPERPLASTIFIANT/HAUT REDUCTEUR D’EAU Adjuvant qui, sans modifier la consistance, permet de réduire fortement la teneur en eau d’un béton donné, ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmente considérablement l’affaissement/l’étalement, ou qui produit les deux effets à la fois. On peut utiliser un béton superplastifié de deux façons différentes : - soit sous forme de béton fluide. C’est un béton qui a un rapport eau/ciment normal, mais qui possède une telle fluidité qu’on peut le mettre en place en ne le vibrant pratiquement pas ou très peu, sans qu’il ait ressuage ou ségrégation ; - soit sous forme de béton à haute résistance. C’est un béton qui a un rapport eau/ciment très faible et une maniabilité de l’ordre de celle que l’on utilise dans les bétons que l’on met en place par vibration. Par rapport au témoin et à consistance égale, il permet d’avoir : - une réduction du dosage en eau supérieure ou égale à 12 % ; - une résistance à la compression à 1 jour supérieure ou égale à 140 % ; - une résistance à la compression à 28 jours supérieure ou égale à 115 %. Par rapport au témoin et à rapport eau/ciment égal, il permet d’avoir : - une augmentation de l’affaissement au cône d’Abrams supérieure ou égale à 120 mm à partir d’une valeur initiale de 30 ± 10 mm ; - une augmentation de l’étalement supérieure ou égale à 160 mm à partir d’une valeur initiale de 350 ± 20 mm ; - une résistance à la compression à 28 jours supérieure ou égale à 90 %. 4.5. RETENTEUR D’EAU Adjuvant qui réduit la perte d’eau en diminuant le ressuage. Le béton frais a tendance à se compacter légèrement et progressivement depuis le moment où il est mis en place dans les coffrages jusqu'au début de prise ; une partie de son eau interne, en quelque sorte essorée, remonte en surface : c’est le phénomène de ressuage qui entraîne des déformations indésirables et même des fissures. La valeur du ressuage correspond à la quantité d’eau totale remontant à la surface d’une éprouvette cylindrique de 25 cm de diamètre et de 28 cm de haut. Chapitre 4 : Les Adjuvants du béton 3 . . D. SOW, Cours de Matériaux. Par rapport au béton témoin et à consistance égale, il permet d’avoir : - une quantité d’eau ressuée inférieure ou égale à 50 % ; - une résistance à la compression à 28 jours supérieure ou égale à 80 %. 4.6. ENTRAINEUR D’AIR Adjuvant qui permet d’incorporer pendant le malaxage, une quantité contrôlée de fines bulles d’air uniformément réparties et qui subsistent après durcissement. Un béton courant contient, en général, entre 1 et 2 % d’air occlus. L’air entraîné améliore la durabilité des bétons exposés à l’humidité durant des cycles de gel et de dégel. L’air entraîné améliore aussi grandement la résistance des surfaces de béton à l’écaillage causé par les sels de déglaçage. L’air entraîné améliore enfin de façon significative la maniabilité du béton frais et élimine pratiquement ou réduit tout au moins considérablement les risques de ségrégation et de ressuage. Par rapport au béton témoin et à consistance égale, il permet d’avoir : - une quantité d’air entraîné (en plus de la quantité d’air occlus dans le béton témoin) supérieure ou égale à 2,5 % ; - une résistance à la compression à 28 jours supérieure ou égale à 75 %. 4.7. ACCELERATEUR DE PRISE Adjuvant qui diminue le temps de début de transition du mélange, pour passer de l’état plastique à l’état rigide. Les accélérateurs de prise servent surtout à maintenir un temps de prise raisonnable par temps froid ; mais ils réduisent aussi le temps de prise aux températures plus élevées, ce qui peut être un avantage mais devient un inconvénient lorsque ce temps est insuffisant pour transporter le béton et le mettre en place. C’est pourquoi la norme impose, d’un coté, une réduction minimale du temps de prise à 5 °C mais impose, d’un autre côté, à 20 °C, un temps de prise suffisamment long. Par rapport au témoin et à consistance égale, il permet d’avoir : - un temps de début de prise à 20 °C supérieure ou égale à 30 min ; - une réduction du temps de début de prise à 5 °C inférieure ou égale à 60 % ; - une résistance à la compression à 28 jours supérieure ou égale à 80 %. 4.8. ACCLERATEUR DE DURCISSEMENT Adjuvant qui augmente la vitesse de développement des résistances initiales du béton, avec ou sans uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-4 1 .pdf