Technologie des matériaux de construction 2 (TMC v02 (3)

1. Technologie des matériaux de construction 2 (TMC 2)

2.

Bétons
1) Introduction
2) Fabrication du béton
3) Mise en œuvre des bétons
4) Qualité d’un bon béton
5) Le béton armé
6) Le béton Précontraint

3. 1) Introduction

La technologie des matériaux traite des domaines d'application de la science des
matériaux dans la construction, c'est-à-dire la sélection des matériaux, la
détermination de leurs propriétés, la connaissance de leurs propriétés, les techniques
de mise en œuvre, les méthodes d'essai, le développement de nouveaux matériaux
ou
systèmes
de
matériaux.
L'utilisation des matériaux pose la question du choix du matériau le mieux adapté aux
applications envisagées.

4.

Les matériaux de construction regroupent tous les
matériaux entrant dans la construction de
structures en béton armé et métalliques et
largement utilisés dans les travaux publics (routes,
ponts, aéroports, etc.). Avant d'utiliser un matériau
de construction, il est important de connaître ces
différentes propriétés pour prévenir son
comportement.

5. I.3.Définitions Les matériaux de construction regroupent tous les matériaux entrant dans la construction de structures en béton

armé et métalliques et
largement utilisés dans les travaux publics (routes, ponts, aéroports,
etc.). Avant d'utiliser un matériau de construction, il est important de
connaître ces différentes propriétés pour prévenir son comportement.

6.

Critères de choix d’un matériau de construction
- Cahier des charges:
Description et forme du projet : Objectifs et Contraintes (Les fonctions principales
de la construction, c'est-à-dire de mise en charge, Durée de vie: durabilité)
Conditions d’utilisation et des températures :
Environnement (Milieu chimique, Température) ;
Caractéristiques et propriétés intrinsèques des matériaux:
Propriétés physico-chimiques et mécaniques (Résistance à la rupture, à
l'usure, à la corrosion, conductibilité thermique)
Procédé : Elaboration, mise en œuvre ;
Disponibilité et coût (Le prix de revient des diverses solutions possibles)

7.

Classification des matériaux de construction
Les matériaux de construction se répartissent en trois catégories bien connues :

8. Béton Historique Historiquement, le béton est né du besoin d’avoir un matériau de construction bon marché, malléable au moment

de le mettre en place et résistant ensuite. La forme la
plus ancienne du béton remonte à 7000 ans avant Jésus Christ. L’essor réel du béton
tel qu’on le connaît aujourd’hui est dû à l’anglais Joseph Aspdin qui en 1824 fait
breveter le ciment Portland.
Avec une consommation estimée à environ 6 milliards de mètre par année, le béton
est le matériau manufacturé le plus utilisé au monde.

9.

Introduction
Le béton est un matériau composite aggloméré, dont les granulats constituent et
représentant, environ 80% de son poids.
Il est constitué de granulats gros et fins (gravier ou pierre concassée, sable), de
ciment et d'eau.
Le mélange entre le ciment et l'eau forme une pâte qui durcit.
La pâte de ciment hydraté et le sable constituent le mortier.
Les adjuvants et les additions servent à améliorer certaines caractéristiques du
béton frais ou durci.
De son faible couts,
Sa facilité de mise en œuvre,

10.

Pourquoi le béton est le matériau le plus utiliser?
Le béton de ciment est actuellement le matériau de construction le plus utilisé et le
plus connu, en raison :
Disponibilité : Sa disponibilité de ses constituants et de ses performances
mécaniques et de durabilité qu’il assure.
Transportable : poudre grise en sac ou en vrac
Constructible : adjoindre l’eau et malaxer
Flexible : remplir toutes les formes avec une différence de volume très faible (Sa
facilité de mise en œuvre),
Durable : pour les siècles surtout résistant à l’eau, barrages, tuyaux, etc.
Economique : De son faible couts,

11.

=

12.

13.

Les différents constituants du béton :
a) Ciment matériaux se présente sous forme de poudre très fine , qui durcit au contacte
de l’eau , Le ciment est également appelé liant hydraulique. Cette capacité de prise est
recherchée en construction , pour préparer les bétons ,
b) Les granulats :Les granulats utilisés sont des graviers de carrières ,blocs de roche
concasses et broyés , ou des granulats roulés , extraits du lit des rivières. La taille des
granulats est indiquée par deux chiffres , le diamètre maximum et la diamètre minimum,
Exemple un gravier 3/8 :est composé des particules, dont le diamètre varie entre 3 et 8.
,

14. c) Le sable : Les grains de sable ont un diamètre inferieur à 4 mm

15.

d) Eau de gâchage
L’eau utilisée pour la fabrication des mélanges de béton doit être de l’eau potable
dépourvue de toutes impuretés et odeurs. En général toutes les eaux potables peuvent
être utilisées pour la production du béton.
Exigences requises pour les eaux de gâchage : NF EN 1008
- Eau potable : aucun essai
- Eaux usées : non
- Eaux d’origine souterraine
- Eaux naturelles de surface

16.

Fabrication et transport :
Approvisionnement des matériaux
Stockage des constituants
1.1 Stockage des granulais
Sur la plupart des chantiers les granulats (sables graviers, et
cailloux) stockés à l'air libre (préférence :Une aire, légèrement
inclinée (pour permettre l’écoulement des eaux de pluies) doit être
aménagée). Sans que cela présente des inconvénients majeurs;
il conviendra cependant d'éviter toute souillure au contact du
terrain naturel qui devra, de préférence‫ ة‬être préalablement
recouvert d’une petite couche de béton de propreté.
Par ailleurs. l'exposition aux intempéries peut faire varier dans
d'importantes proportions la teneur en eau des granulats, et il
conviendra d'en tenir compte pour le dosage en eau ajoutée au
malaxage.

17.

1.2 Stockage ciment :
Pour les petits chantiers, le ciment doit être
conservé sur des palettes (généralement en
bois) disposées sur un sol plat et sec. Les sacs
seront protégés de la pluie, des remontées de
l’humidité, et contre tout choc susceptible de
les déchirer. Si le chantier utilise plusieurs
types de ciments à la fois, il est impératif de les
séparer afin d’éviter tout risque d’erreur.
Pour les chantiers de grande importance le
ciment est livré par des camions cocottes puis
déchargé et stockés sur des silos verticaux
(Figure) dont la capacité peut dépasser les 300
tonnes.

18.

6.2.3. Eau de gâchage
La bétonnière comporte en général un réservoir doseur d’eau. Une partie de l’eau est souvent introduite
avant chargement pour rincer la cuve et le reste de l’eau est ajoutée au début du malaxage.
il était très difficile de régler le doseur d’eau définitivement en raison des variations de la teneur en eau
du sable qui peut être nulle par grande sécheresse et atteindre 10% par temps pluvieux, ce pourcentage
représentant 60 litres pour un béton dosé à 600 litres de sable par mètre cube en œuvre.
De nos jours les grandes centrales à béton sont équipées d’hygromètre capable de mesurer avec
précision la teneur en eau et un dispositif permet de corriger automatiquement, en fonction de cette
teneur en eau, l’apport d’eau extérieure.

19.

Malaxage des constituants : le malaxage est une phase importante de la fabrication du
béton, car il va conditionner la qualité de son homogénéité.
Pour assurer la réussite de cette opération, il faut choisir un matériel adapté et
déterminer un temps de malaxage suffisant. Le malaxage des matériaux se fait, en
général, à l'aide d'apparails mécaniques tels que malaxeurs et bétonnières.

20.

a- le matériel de malaxage :
Les bétonnières:
Ce sont des appareils qui assurent le mélange des
constituants par simple rotation de la cuve suivant un axe
qui peut être horizontal ou légèrement incliné. Des
palettes solidaires de la cuve assurent l’entraînement des
matériaux qui retombent par gravité. Ce mouvement de
brassage assure le mélange des constituants.
Les
bétonnières
sont
simples,
robustes
et
plus
particulièrement adaptés aux petits débits de production.

21.

Les malaxeurs: IL sont à axe vertical, Ces appareils assurent une homogénéité du
mélange supérieure à celle obtenue avec les bétonnières, grâce au déplacement relatif
des composants à l’intérieur du mélange.
La plus part des malaxeurs sont à axe verticaux. Le béton subit un puissant effet de
brassage à la fois de le sens vertical et dans le sens horizontal.
Ce type de matériel est le mieux adapté à l’obtention de bétons de qualité très
homogènes.

22.

Les paramètres du malaxage:
Une fois déterminé l’appareil adapté au béton à réaliser, le malaxage, pour être efficace, doit prendre en
compte certains paramètres :
• l’ordre d’introduction des composants,
• la vitesse de rotation de la cuve,
• le temps de malaxage
L’ordre d’introduction des composants , D'après certains recherches, il semblerait que I’on accroîtrait
sensiblement les résistances du béton (en traction en particulier) en pré-enrobant le gros granulat
(malaxage préalable du gros granulat avec une partie du ciment et de l'eau), le sable avec le reste du
ciment et de l’eau étant introduit ensuite;

23.

Vitesse et durée de malaxage
La vitesse de rotation de ces matériels est fonction du diamètre de la cuve ; il est de l'ordre de 15 à 20
tours par minuter On admet, en général, comme vitesse optimale pour les bétonnières :