Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le béton est fabriqué à partir de ciment, de granulats et d'eau. Et ses propriétés dépendent directement de sa formulation. Un besoin de propriétés spécifiques peut aboutir à des modifications de formulation. Cet article présente tous les aspects liés à la formulation, depuis le choix des composants, jusqu'aux méthodes utilisées. Et il conclut sur les méthodes de contrôle par l'essai des bétons obtenus.
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Gérard BERNIER : Maître de Conférences à l’École nationale supérieure de Cachan
INTRODUCTION
Le béton, depuis son origine, a été réalisé à partir des composants de base que sont : le ciment, l’eau et les granulats. Les romains le confectionnaient à partir de chaux, de céramique écrasée et de sable volcanique (Vitruvius « de Architectura » 1er siècle av. J.C.). Le Panthéon de Rome, an 124 après J.C., est couvert par une gigantesque coupole en béton [1]De Architectura..
Si le matériau est plastique donc moulable lors de sa fabrication, il acquiert ses propriétés au cours du temps. Une fois mature, le béton doit être considéré comme un composite constitué de granulats et d’une pâte de ciment durcie, dont les propriétés dépendent, pour une grande part, de sa formulation.
L’évolution des connaissances du matériau, 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 assiste-t-on à une explosion de la gamme des bétons pour répondre aux demandes des industriels. En retour, les maîtres d’œuvre, s’appropriant les connaissances de ces nouveaux matériaux, proposent des ouvrages innovants. Il s’agit réellement d’une révolution dans la mesure où le matériau est conçu en fonction d’un nombre de critères de plus en plus important et par conséquent des formulations différentes seront définies pour chaque ouvrage.
Toutefois, il ne faut pas se faire d’illusion, la formulation élaborée résulte le plus souvent d’un compromis répondant au mieux aux propriétés recherchées. Après avoir établi la composition théorique, et bien souvent avec l’aide de l’expérience, il sera nécessaire de réaliser et de faire évoluer la formule en laboratoire, avant de la tester dans un processus industriel jusqu’à la mise en œuvre.
Pour éviter des formulations de béton inadaptées, le législateur encadre de plus en plus celles-ci en définissant des limites de formulation. Les dernières normes européennes à statut de normes françaises (ou, à défaut, les normes françaises en vigueur) seront prises pour référence dans ce document. L’évolution rapide de ce domaine incitera donc le lecteur à prendre en compte les dernières normes en vigueur sur ce sujet.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de août 1984 par Michel ADAM, Joseph BENSIMHON, Guy COQUILLAT, Jacques DARDARE, Georges DREUX, Jean-François FERRIOT, Francis GORISSE, René LESAGE, Roger LACROIX
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Critères de base pour la formulation des bétons4. Contrôles des formulations de béton
4.1 Essais d’études
Les essais d’études ont pour objectif la qualification de la formulation. L’ensemble des spécifications doit être contrôlé, à commencer par celles du béton frais, densité, ouvrabilité, air entraîné puis celles du béton vieillissant et durci.
Agir sur un paramètre de formulation fait généralement évoluer toutes les propriétés du béton frais. Toutefois, si celles-ci ne sont pas trop éloignées de celles recherchées, on peut considérer que, lorsqu’on agit sur un paramètre de formulation pour modifier une propriété, les autres ne sont affectées qu’au second ordre. Attention, certaines études peuvent être longues et onéreuses et demandent à être entreprises très en amont de la formulation (cas des granulats siliceux susceptibles de réactivité avec les alcalins).
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Densité
La formulation est toujours exprimée en masse de composants pour un mètre cube de béton. Or, compte tenu des nombreuses hypothèses faites lors de la formulation, rien ne dit que l’ensemble des constituants occupera le volume prévu.
La mesure de la densité expérimentale γ ex et sa comparaison avec la densité théorique γ th permet de valider la formulation ou au contraire de la corriger.
En effet, si γ ex /γ th > 1, la compacité est plus grande que celle prévue, le volume réalisé est inférieur à celui prévu et le béton est surdosé en pâte. Le squelette granulaire n’occupe pas un volume suffisant.
Inversement, si γ ex /γ th < 1, le volume est plus grand que prévu et le béton sous-dosé en pâte.
Les corrections doivent donc être apportées à la formulation jusqu’à ce que la densité théorique soit égale à la densité expérimentale (on suppose ici que les autres caractéristiques ne sont pas affectées).
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Ouvrabilité
Les spécifications rhéologiques du béton frais doivent être conformes. Suivant les bétons, affaissement au cône, étalement, viscosité ou essai spécifique type boîte en L pour les BAP ou compactabilité pour les BCR, etc. seront contrôlés.
Sauf spécification particulière imposée, il faut...
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Contrôles des formulations de béton
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - VITRUVE (traduction) - De Architectura. - (De l’architecture), Édit. Perrault, Édit. Nizard, Paris 1852 www.archi-med.com/pdf/textes/pouzzolane.pdf
-
(2) - * - Maturométrie [Béton hydraulique] C 2 235, § 4.1.
-
(3) - * - Retrait [Béton hydraulique] C 2 235, § 1.4.
-
(4) - * - Retrait thermique [Béton hydraulique] C 2 235, § 2.2, C 2 240, § 3.4.
-
(5) - * - Retrait hydraulique du béton après durcissementC 2 240, § 3.3.
-
(6) - BARON (J.), OLLIVIER (J.P.) - La durabilité des bétons. - Collection ATILH, École française du béton, Presses de l’École nationale des ponts et chaussées (1992).
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...
ANNEXES
Dans les Techniques de l’Ingénieur, traité Construction (déjà cités dans l’article)
TOURENQ (C.) - Granulats sables, graviers et concassés de carrières. - C 902 (1989).
ROSSI (P.) - Bétons de fibres métalliques (BFM). - C 2 214 (1998).
ADELINE (R.) - Béton de poudres réactives. - C 2 216 (1999).
GEOFFRAY (J.-M.) - Béton hydraulique. Mise en œuvre. - C 2 230 (1996).
MUREZ (M.) - Béton architectonique. - C 2 232 (2000).
ACKER (P.) - Prise et durcissement des bétons. Les effets thermomécaniques. - C 2 235 (1998).
GODART (B.) - Le ROUX (A.) - Alcali-réaction dans le béton. Mécanisme, pathologie et prévention. - C 2 252 (1995).
PERCHAT (J.) - Règles BAEL. Bétons de granulats légers artificiels. - C 2 318 (1998).
HAUT DE PAGE
Thèses
De LARRARD (F.) - Structures granulaires et formulation des bétons. - Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (2000).
UNG QUAC (H.) - Théorie de la dégradation du béton et développement d’un nouveau modèle d’endommagement en formulation incrémentale. - Ecole nationale des Ponts et Chaussées (2003).
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NF EN 206-1...
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