Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Paul ACKER : Ingénieur ECP, docteur de l’ENPC - Chef de la division Bétons et ciments pour ouvrages d’art au Laboratoire central des Ponts et chaussées
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’hydratation du ciment est une réaction exothermique et thermo-activée. Dans les pièces massives (ou calorifugées), l’exothermie se traduit par une élévation de la température qui peut atteindre, dans certaines zones, une cinquantaine de degrés. Dans les pièces de plus faible épaisseur, la thermo-activation peut être mise à profit, sur chantier et surtout en usine de préfabrication, pour accélérer la croissance des résistances. Après un rappel des principales propriétés thermiques des ciments et des bétons, cet article présente les trois principaux effets thermomécaniques qui sont importants pour l’ingénieur, à savoir :
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les risques de fissuration dans les ouvrages massifs ou de géométrie complexe et les modèles numériques qui permettent d’analyser ces risques (et, le cas échéant, de faire le choix entre les techniques qui permettent de limiter les ouvertures des fissures) ;
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les techniques industrielles qui permettent d’accélérer, sur chantier ou en usine, la croissance des résistances mécaniques du matériau, grâce à divers types de traitements thermiques (thermomaturation) ;
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les méthodes de chantier qui permettent d’estimer, dans les heures qui suivent la prise du béton, la résistance mécanique acquise en des points choisis de l’ouvrage, à partir de l’enregistrement des températures dans l’ouvrage lui-même (maturométrie).
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VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 1993 par Marc MAMILLAN
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Maturométrie3. Traitements thermiques du béton
3.1 Généralités
L’apport d’une énergie thermique en cours de prise permet d’accélérer le durcissement du béton. Ce couplage thermomécanique, souvent appelé thermo-activation, peut être mis à profit sur les chantiers et, surtout, dans les usines de préfabrication. En 1983, Marc Mamillan écrivait, en introduction de la version antérieure de cet article : « ... le traitement thermique constitute le moyen le plus efficace pour obtenir la résistance nécessaire au démoulage en quelques heures... ». Cela n’est plus tout à fait exact, aujourd’hui. Le développement des bétons de hautes performances, avec l’usage des adjuvants et des ajouts minéraux (et notamment des fumées de silice, qui font maintenant partie de certains ciments) a montré qu’il était possible d’obtenir des résistances mécaniques très élevées à des âges inférieurs à 24 heures (les échéances visées sont souvent 18 ou 20 heures, car ce sont elles qui permettent de garantir le respect d’un planning basé sur des cycles quotidiens), et cela pour un coût global qui est du même ordre.
Il faut ajouter à cela que tout traitement thermique conduit à une diminution des performances mécaniques à long terme, alors que, inversement, les formulations de type hautes performances conduisent à leur augmentation, ainsi qu’à une amélioration de la plupart des caractéristiques qui contribuent à la durabilité du matériau.
Les formulations de type hautes performances, cependant, ne sont pas toujours les meilleures. L’exemple récent des ponts-mixtes, pour lesquels ce type de formulation a été fréquemment proposé par les entreprises au début des années 90, a fait apparaître que, lorsqu’il y a des risques de fissuration au jeune âge par retrait empêché, l’utilisation de ces bétons n’est pas la meilleure solution.
Cet exemple de ponts-mixtes (constitués d’une poutraison métallique associée, par des connecteurs, à une dalle en béton) montre aussi que ces deux procédés d’accélération du durcissement ne sont pas équivalents : la voie des bétons à hautes performances n’est acceptable que dans le cas de la préfabrication des éléments de hourdis (mais cela pose alors le problème du mortier de liaison) ; la voie des traitements thermiques ne l’est que si l’on chauffe...
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Traitements thermiques du béton
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ACKER (P.), ULM (F.J.) - Modélisation des ouvrages en béton soumis à des effets thermiques et/ou hydriques : in Emploi des éléments finis en Génie civil - La maîtrise de la modélisation des ouvrages. - Livre 2, Chap. 6, Hermès, Paris, 1996.
-
(2) - ACKER (P.) - Effets thermiques dans les bétons en cours de fabrication et applications aux ouvrages d’art : de nouveaux outils, pour une optimisation simultanée du coût et de la qualité. - Annales de l’ITBTP, n× 442, Série Béton 235, p. 61-77, fév. 1986.
-
(3) - ACKER (P.) - Comportement mécanique du béton : apports de l’approche physicochimique. - Rapport de recherche des LPC n× 152, Paris, 120 p., 1988.
-
(4) - BAMFORTH (P.B.) - Early-age thermal cracking in concrete. - Slough institute of concrete technology, Tech. n× TN/2, 1982.
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(5) - BASTIAN (G.), KHELIDJ (A.) - Propriétés thermophysiques d’un béton fraîchement coulé. - Bulletin...
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