Béton a haute performance

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Béton a haute performance

  1. 1. Parmi les matériaux de construction, le béton est celui quiest le plus fréquemment utilisé.Ces dernières années ont été marquées par l’évolutionrapide des caractéristiques mécaniques des matériaux deconstruction (acier, bois, composites et autres). Dans lesecteur des travaux publics notamment, les bétons dehautes performances ont suscité l’intérêt de nombreuxchercheurs et industriels.
  2. 2.  Définition : Par convention on appelle BHP, un béton dont la résistancemécanique moyenne à la compression à l’âge de 28 jours estsupérieure à 60 MPa. Le BHP contient les constituantssuivants : des granulats ordinaires, du ciment portlandordinaire de la fumée de silice, parfois d’autres ajoutsminéraux comme des cendres volantes et des adjuvants(fluidifiant).
  3. 3. Ciments :Pour l’élaboration des BHP, on utilisegénéralement des ciments portland qui estégalement choisis en fonction de leurcompatibilité avec les fluidifiants utilisés.Fluidifiant :Les fluidifiants contribuent à la bonnedispersion des fines tout en autorisantune réduction de la quantité d’eau pourune même fluidité. Il est égalementvérifié que leur action sur le début et lafin de prise du ciment utilisé est mineure.Les matériaux decomposition :Granulats :Ils occupent la majeure partie du volumedu béton, leur choix est donc primordialpour la conception des BHP. Un granulatest généralement caractérisé par sa forme,sa nature minéralogique, sescaractéristiques mécanique et sagranulométrie.Fumées de silice :La fumée de silice est le matériau le plussouvent utilisé pour formuler des BHP,récupérées dans les filtres à poussière del’industrie du silicium et de ses alliages.Cendre volante :La cendre volante est un sous produitindustriel récupéré dans les filtres àpoussière de cheminée des centralesthermiques, fonctionnant au charbonpulvérisé ou au lignite, cette poudre sereprésente sous forme finement divisée.
  4. 4.  La fumée de silice ou microsilice est une pouzzolanesartificielles dune grande finesse, environ 100 fois plusfin que le ciment (grain moyen inférieur à 1 micron),elle est obtenue lors de la fabrication de certainsproduits siliceux. La fumée de silice n’est cependantpas qu’une pouzzolane très réactive, elle a d’autrespropriétés intéressantes. En effet, la petite taille desparticules de fumée de silice permet de comblerl’espace entre les grains de ciment, ce qui amélioredonc le remplissage des vides et de ce fait possède despropriétés qui sont bénéfiques au béton
  5. 5. Défloculation des grainsde ciment Obtenue grâce àl’utilisation de superplastifiants ce qui conduità une réduction sensible dela quantité d’eau degâchage.L’extension de l’étendugranulaire du mélange : Cette extension est obtenue parl’utilisation d’éléments ultra fin telque la fumée de silice, fillers delaitier, cendre volante….etc.chimiquement réactifs dessinés àremplir les micros vides del’empilement des grains enaméliorant ainsi la compacitéLes voies d’obtention des bétons à hautesperformancesDans les perspectives d’améliorer les propriétés constructives du béton,différents chercheurs se sont attachés à explorer les voies visant à formulerun béton de très haute compacité grâce à l’utilisation des constituants dequalité et avec réduction maximale du dosage en eau. Deux voies de naturesphysico-chimique différentes se sont dégagées pour obtenir des hautesperformances :
  6. 6. Caractéristique à l’état frais :Maniabilité :L’effet lubrifiant des superplatifiants permet aux particules solides deglisser les unes sur les autres. Le matériau frais se déforme facilement,même sous un effort modéré. Par exemple, dans l’essai au cône d’Abrams, le béton s’étale et présente des affaissements généralementsupérieurs à 20cm.Les caractéristiques des BHP
  7. 7. Caractéristique à l’état durci :Les propriétés physiques :La masse volumique :Généralement la masse volumique d’un BHP est légèrementsupérieure à celle d’un béton ordinaire. Ceci est dû à la meilleurecompacité des BHP.Masse volumique apparente = 2400 à 2500 pour les BHPMasse volumique apparente = 2350 à 2400 pour BODéformation des BHP :Les déformations libres (retrait) :Sont des propriétés de premières importances pour le constructeur.La construction d’un ouvrage durable passe donc par la maîtrise desdéformations libre. La température et le teneur en eau sont deuxparamètres qui contrôlent les déformations libres.
  8. 8. Fluage des bétons à hautes performances :Le fluage d’un BHP est très inférieur à celui d’unbéton usuel. Le coefficient de fluage, égal au rapportde la déformation différée sur la déformationinstantanée est compris entre 1 et 1,5 pour les BHPalors qu’il est de 2 pour les bétons ordinaires.
  9. 9. Propriétés mécaniques :Résistance a la compression et a la traction :Une conséquence heureuse de la proximité initiale des gains deciment est l’accroissement très rapide de la résistance encompression, une fois dépassé la période dormante. Onatteint à 28 jours des valeurs comprises couramment entre60 et 130 MPa, et souvent beaucoup plus élevées.Les spécialistes distinguent les BHP par rapport au BétonOrdinaire, le tableau suivant donne les différents types debéton selon la résistance à la compression:
  10. 10. ClasseRésistanceà la compression à 28 jours(en MPa)Béton ordinaire 20 à 50Béton à hautes performances 60 à 100Béton à très hautes performances 100 à 150Béton exceptionnel > 150La résistance en traction croît corrélativement avec la résistanceen compression, mais de façon moins spectaculaire. On peut direque l’on double la première lorsque l’on triple la seconde.
  11. 11. Durabilité des bétons à hautes performances :La porosité et la perméabilité de ces bétons améliorer parailleurs la durabilité. La résistance aux agressions chimiquescomme peuvent l’être les bétons en milieu marin ou en milieuagressif. Il en est de même pour la résistance au gel. Larésistance aux agents agressifs (ions chlore, sulfates, eau demer, acides …), le faible risque de corrosion des armatures,la forte résistance au cycle gel-dégel ainsi que la faibleperméabilité sont autant de propriétés qui qualifient cebéton comme étant durable.
  12. 12. Applications Les grandes résistances à court terme de 24h00à 3jrs permettent un décoffrage rapide ainsique des mises en précontraintes rapides. Ainsiles BHP sont utilisés pour des ouvrages:précontraints, préfabriqués, coulés en place..
  13. 13. Applications Ces propriétés élevées au jeune âge conduisent àpréconiser l’utilisation de ce BHP pour les ouvragessoumis à de fortes sollicitations mécanique (bâtimentsde grande hauteur, ponts, réservoirs, centralesnucléaires, etc). La résistance en milieu agressif conduità les préconiser pour les travaux en milieu marin ouagressif. Enfin lorsque le béton doit être pompé sur unegrande hauteur, le BHP est recommandé du fait de sagrande manoeuvrabilité
  14. 14. Le grand pont trans-océanique de la Baie de Hangzhou 36 km2008
  15. 15. BRUXELLES
  16. 16.  Centre-Bus RATP de Thiais (Val-de-Marne),

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