Béton - Définition

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Pratique industrielle du béton

La fabrication du béton

Le béton peut être confectionné dans une bétonnière mobile (électrique ou thermique) pour les petites quantités. Mais il est aussi fabriqué dans des centrale à béton. Si nous sommes en présence d'un chantier qui demande de grandes quantités, une centrale mobile est parfois installée directement sur le chantier; ce qui permet d'augmenter le débit de livraison au chantier. De plus, cela nécessite moins de camions malaxeurs pour le transport du béton étant donné que la distance parcourue est plus courte.

Il existe deux types de centrale à béton : chargement à sec (Dry-Batch) et le chargement pré-mélangé (Pré-Mix) . Le Dry-batch consiste à mélanger les agrégats et adjuvants charger par convoyeurs directement dans la bétonnière. Cette méthode nécessite que la bétonnière malaxe pendant 5 minutes. Le Pré-Mix consiste à mélanger les agrégats et adjuvants dans un malaxeur dans l'usine pour ensuite le déverser dans la bétonnière qui est prête à faire sa livraison.

L’acheminement du béton

Camion-pompe à béton en action lors de travaux de rénovation d'un hôtel de Ploumanac'h, Perros-Guirec

Le mode, la durée et les conditions de l’acheminement du béton sont des éléments déterminants dans sa formulation. Ils ont chacun une influence particulière sur sa manœuvrabilité et sa qualité.

Le béton se transporte soit par des moyens manuels (seau, brouette...), soit, pour de grandes quantités, par des moyens mécaniques. Dans ce cas, il est généralement transporté depuis la centrale à béton par camions malaxeurs appelés «toupies» dont la capacité est de 4 m3 maximum pour un camion 4x2 ou 4x4, 6 m3 maximum pour un camion 6x4 et, 8 m3 maximum pour un camion 8x4, et à 10 m3 pour un camion semi-remorque 2 essieux de 38 tonnes. Au Québec les capacités varient pour un camion 10 roues 5 m3, pour un camion 12 roues 7 à 8 m3 pour un semi-remorque 2 essieux 10 m3 et pour un semi-remorque 3 essieux 13 m3.

Une fois sur le chantier, il est transvasé soit dans des bennes à béton (350 litres à 3 m3 et à volant ou à manchette) qui sont levées à la grue pour être ensuite vidées dans le coffrage, soit dans une pompe à béton qui est accouplée à un mât de distribution du béton. Certaines toupies sont aussi équipées d’un tapis roulant, d’une dizaine de mètres, permettant dans certains cas de se passer du moyen de levage.

Le béton peut aussi être projeté à l'aide d'un compresseur pneumatique, cette technique est très utilisée pour réparer des ouvrages en béton.

Le temps de prise du béton commence à partir du mélange et malaxage, à sa fabrication. Le transport entame donc ce temps et doit être le plus rapide possible pour préserver un maximum de manœuvrabilité du béton pendant sa mise en place. En général la durée moyenne pour le transport et la mise en œuvre du béton est de 2 heures, au-delà de cette durée, les centrales à béton ne garantissent plus la qualité car le béton a déjà commencé à faire prise.

La température lors du transport est aussi importante. La rapidité de prise du béton est fortement influencée par la température ambiante. Lors du malaxage il est ainsi possible d'utiliser de l’eau froide par très grosses chaleurs et de l’eau chaude par temps froid. Certain camions sont également calorifugés

La mise en œuvre du béton

Coulage d'une dalle en béton

Les propriétés rhéologiques du béton à l'état frais peuvent permettre de distinguer différents types de béton :

  • béton vibré : nécessite une vibration (aiguille vibrante, banche vibrante ...) pour une bonne mise en place dans le coffrage ;
  • béton compacté au rouleau : béton très raide qui est mis en place à l'aide d'un rouleau compresseur (utilisé principalement pour les chaussées, les pistes d'atterrissage ou les barrages);
  • béton projeté : béton raide mis en place par projection sur une surface verticale ou en surplomb (il existe deux techniques : la projection par voie humide et la projection par voie sèche) ;
  • béton pompé : béton fluide qui peut être acheminé sur plusieurs centaines de mètres à l'aide d'une pompe à béton ;
  • béton auto-plaçant et béton auto-nivelant : bétons très fluides qui ne nécessitent pas de vibration, la compaction s'effectuant par le seul effet gravitaire.

De façon courante, le béton est coulé dans un coffrage (moule à béton). Pendant son malaxage, son transport et sa mise en œuvre, le béton est brassé et de l’air reste emprisonné en lui. Il faut donc enfoncer des aiguilles vibrantes dans le béton pour faire remonter ces bulles d’air en surface. La vibration a aussi pour effet de couler plus facilement le béton dans le coffrage, de répartir ses agrégats et son liant autour des armatures et sur les faces et les angles qui seront visibles, de le rendre homogène mécaniquement et esthétiquement. Le béton est coulé par couches d’environ 30 cm pour la simple raison qu’un vibreur courant fait 30cm de haut. Lorsque l’on enfonce un vibreur dans le béton, il faut atteindre la couche inférieure pour la marier avec la dernière couche sans poches jointives.

La cure du béton est importante au début de sa prise. Elle consiste à maintenir le béton dans un environnement propice à sa prise. Il faut éviter toute évaporation de l’eau contenue dans le béton (par temps chaud et/ou venteux), ce qui empêcherait la réaction chimique de prise de se faire et mettrait donc en cause la résistance du béton.

Il faut aussi éviter les chocs thermiques. La réaction exothermique du béton, éventuellement ajoutée à une forte chaleur ambiante fait que le béton pourrait « s’autocuire ». À l’inverse il faut protéger le béton du froid ambiant pour que la réaction chimique du béton s’amorce et qu’elle s’entretienne pendant un laps de temps minimum (jusqu’à 48h pour les bétons à prise lente). Dans le cas de grands froids, les coffrages sont isolés (laine de verre ou tentes chauffées) et doivent rester en place jusqu’à ce que le béton ait fait sa prise.

Le vieillissement du béton

« Maladie du béton »

Selon sa composition (alcali-réaction ou réaction sulfatique interne), ses additifs et selon les conditions de sa préparation (température, etc.) ou de son coulage ou selon les contraintes qu'il a subies (attaques chimiques, séismes, vibrations, chocs thermiques, etc.), le béton vieillit plus ou moins bien.
De nombreux tests et études portent sur la durabilité des bétons. En particulier, la caractérisation des matériaux par acoustique ultrasonore permet de détecter des changements structuraux du matériau.

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