généralités sur le béton

1. LES BÉTONS
1ère Partie :
Généralités - Théorie

2. LES COMPOSANTS DU BÉTON
• CIMENTS (Liant)
• GRANULATS
– Sable(s)
– Gravier(s)
– Caillou(x)
• EAU
• ADJUVANT(S)
BÉTON :
MATÉRIAU
HÉTÉROGÈNE

3. LES CIMENTS - CONSTITUANTS
CLINKER (K)
LAITIER GRANULÉ DE HAUT FOURNEAU (S)
CENDRES VOLANTES (V ou W)
POUZZOLANES (Z)
FILLERS (F)

4. LES CIMENTS - FABRICATION

5. LES CIMENTS - NORMALISATION
NF P 15-301 de juin 1994
en application depuis janvier 95
Type I Ciments Portland
Type II Ciments Portland composés
Type III Ciments de haut fourneaux
Type IV Ciments pouzzolaniques
Type V Ciments au laitier & aux cendres
CINQ TYPES :

6. LES CIMENTS - CORRESPONDANCE
1994 Depuis 1995 :
CPA CPA-CEM I >95% clinker, reste autres
CPJ CPJ-CEM II / A >80% clinker, reste autres
CPJ-CEM II / B >65% clinker, reste autres
CHF CHF-CEM III / A >35% clinker, <65% laitier
CHF-CEM III / B >20% clinker, <80% laitier
CLK-CEM III / C > 5% clinker, <95% laitier
CLK
CPZ CPZ-CEM IV / A >65% clinker, <35% pouz.
CPZ-CEM IV / B >45% clinker, <55% pouz.
CLC CLC-CEM V / A >65% clinker, <30% laitier
CLC-CEM V / B >40% clinker, <50% laitier

7. CLASSE
DE
RÉSIST
E.
Résistance
minimale à
2 jours
(MPa)
Résistance normale (MPa)
À 28 jours
Limite Inférieure
À 28 jours
Limite Supérieure
32,5
32,5 R
-
 13,5
 32,5
 32,5
 52,5
 52,5
42,5
42,5 R
 12,5
 20,0
 42,5
 42,5
 62,5
 62,5
52,5
52,5 R
 20,0
 30,0
 52,5
 52,5
-
-
LES CIMENTS – CLASSES DE
RÉSISTANCE

8. LES CIMENTS – PRISE
Hydratation
Prise
Durcissement
Nécessaire à la
cristallisation
Début de la cristallisation
avec  de la viscosité et
échauffement
Continuation de la
cristallisation (lente
et progressive)

9. CHOIX DES CIMENTS – CPA-CEM I
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : 113
Prise : Normale Durcissement: Rapide
Retrait : Assez fort Chaleur : Forte
Froid : Très sensible Stockage : Court
Principales utilisations :
Bétonnages (BA & BP) avec durcissement rapide
souhaité (décoffrage anticipé) en milieux non
agressifs.
Éléments en béton préfabriqué car supporte bien
l’étuvage.
Précautions d’emploi :
Très faible résistance aux eaux agressives.
Précautions de stockage – humidité très
dommageable.

10. CHOIX DES CIMENTS – CPJ-CEM II
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : 100
Prise : Normale Durcissement: Normal
Retrait : Normal Chaleur : Normale
Froid : Sensible Stockage : Normal
Principales utilisations :
Ciment le plus utilisé. Existe en PM.
Bétonnages courants (BA & BP) dans l’air, dans
le sol et dans l’eau sans agression particulière.
Éléments en béton préfabriqué car supporte bien
l’étuvage.
Précautions d’emploi :
Faible résistance aux eaux agressives.
Ne convient pas en fondations en cas de doute
sur l’agressivité du sol ou des eaux.

11. CHOIX DES CIMENTS – CHF-CEM III
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : 105
Prise : Normale Durcissement: Assez lent
Retrait : Normal Chaleur : Faible
Froid : Sensible Stockage : Normal
Principales utilisations :
Bonne résistance aux eaux agressives.
Peut être utilisé en fondations.
Ouvrages massifs et / ou travaux souterrains.
Travaux BA en milieu humide ou agressif.
Précautions d’emploi :
Dessiccation très dommageable.
Craint le froid et l’excès d’eau de gâchage.

12. CHOIX DES CIMENTS – CLK-CEM III
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : 105
Prise : Normale Durcissement: Lent
Retrait : Faible Chaleur : Très Faible
Froid : Très Sensible Stockage : Normal
Principales utilisations :
Très bonne résistance aux eaux agressives.
Utilisé pour construction de réservoirs
fermentescibles, sols d’usines chimiques et tous
milieux agressifs.
Précautions d’emploi :
Dessiccation très dommageable.
Craint le froid et l’excès d’eau de gâchage.

13. CHOIX DES CIMENTS – CPZ-CEM IV
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : ???
Prise : Normale Durcissement: Lent
Retrait : Assez faible Chaleur : Faible
Froid : Très Sensible Stockage : Durable
Principales utilisations :
Très bonne résistance aux eaux agressives.
Tous travaux BA ou BP, grande masse ou travaux
maritimes.
Bétons gras et onctueux. Bonne imperméabilité.
Production faible en France métropolitaine.
Précautions d’emploi :
Dessiccation et froid très dommageables.
Éviter l’utilisation de ciment de fabrication
récente.

14. CHOIX DES CIMENTS – CLC-CEM V
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : 110
Prise : Normale Durcissement: Lent
Retrait : Très faible Chaleur : Faible
Froid : Peu Sensible Stockage : Court
Principales utilisations :
Travaux importants en BA aériens ou
hydrauliques.
Travaux en grande masse
Bétons gras et onctueux. Bonne étanchéité.
Peu de fissuration.
Précautions d’emploi :
Éventement très dommageable.
Certains milieux très agressifs.

15. CHOIX DES CIMENTS – CA Alumineux Fondu
NF P 15 315
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : 450
Prise : Normale Durcissement: Très rapide
Retrait : Important Chaleur : Très forte
Froid : Peu Sensible Stockage : Court
Principales utilisations :
Résiste très bien aux eaux agressives.
Travaux nécessitant des résistances élevées
très rapidement (1 à 2 jours).
Travaux par temps de gel, à la mer, en milieu
agressif.
Précautions d’emploi :
Éviter les climats chaud et la dessiccation.
Étuvage à proscrire. Grande masse à proscrire

16. CHOIX DES CIMENTS – CNP Prompt
NF P 15 314
Caractéristiques : Prix (CPJ base 100) : 300
Prise : Très rapide Durcissement: Très rapide
Retrait : Important Chaleur : Très forte
Froid : Peu Sensible Stockage : Court
Principales utilisations :
Début de prise : 2mn 30s après gâchage en
mortier 1 / 1. Mise en service ¼ d’heure.
Travaux urgents (réparations).
Travaux à la marée.
Scellements – Retardateur de prise livré avec sac
15 mn maximum.
Précautions d’emploi :
Ne pas rebattre. Eviter l’utilisation sans sable.
Éviter l’excès d’eau.

17. LES GRANULATS
PROPRIÉTÉS ESSENTIELLES
Granulométrie (dimensions)
Propreté
Variétés

18. LES GRANULATS
GRANULOMÉTRIE
Classes Granulaires
Courbes Granulométriques
Mailles du
Tamis
REFUS TAMISATS
En masse En Masse En %
D = 8 mm -- 2 000 g 100
D = 5 mm 80 g 1 920 g 96
D = 2,5 mm 180 g 1 740 g 87
D = 1,25 mm 440 g 1 300 g 65
D = 0,63 mm 440 g 860 g 43
D = 0,315 mm 360 g 500 g 25
D = 0,16 mm 300 g 200 g 10
D = 0,08 mm 160 g 40 g 2
40 g

19. LES GRANULATS – COURBES
GRANULOMÉTRIQUES
PET
PETITS MOYENS GROS
FINS MOYENS GROS
S A B L E S GRAVILLONS
C O U R B E G R A N U L O M É T R I Q U
MODULE
TAMIS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMISATS
en
%
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
0,080 0,100 0,125 0,160 0,200 0,250 0,315 0,40 0,60 0,63 0,80 1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 3,15 4,00 5,00 8,3 9 10 12,5 16 20 25
Mailles
du Tamis
Tamisats
En %
D = 8 100
D = 5 96
D = 2,5 87
D = 1,25 65
D = 0,63 43
D = 0,315 25
D = 0,16 10
D = 0,08 2

20. LES GRANULATS – COURBES
GRANULOMÉTRIQUES

21. LES GRANULATS – PROPRETÉ
GRAVIERS : SABLES :
NF P 18 541 :
1,5 % gravillons roulés
 3,0 % gravillons concassés
NF P 18 541 :
ES  75 sables roulés
ES  65 sables concassés
ESSAI :
P1 Masse sèche d’un
échantillon avant lavage
Lavage à grande eau puis
desécharge
P2 Masse sèche de
l’échantillon après lavage
P = P1 – P2 p/P2 en %
EQUIVALENT DE SABLE :
NF P 18 598

22. GRANULATS COURANTS densité de 2,5 à 2,7
GRANULATS LOURDS densité de 8 à 4
GRANULATS LEGERS densité de 0,1 à 0,8
GRANULATS DURS
LES GRANULATS – VARIETÉ

23. NF P 18 303
Eau de gâchage des bétons
L’EAU DE GÂCHAGE

24. Plastifiants réducteurs d’eau
Superplastifiants hautement réducteurs d’eau
Rétenteurs d’eau
Entraineurs d’air
Accélérateurs de prise
Accélérateurs de durcissement
Retardateurs de prise
Hydrofuges
EN 934.2
LES ADJUVANTS

25. LES BÉTONS – PROPRIÉTÉS
ESSENTIELLES
Dimensions des granulats
Ouvrabilité
Résistance

26. LES BÉTONS - CLASSIFICATION
Résistance à la compression en MPa
Consistance (ouvrabilité) F  4 cm
5  P  9 cm
10  TP  15 cm
FL  16 cm
Dimension des granulats
Dosage minimal de ciment en Kg / m³
Désignation du ciment
B25 P 0/20 - 300 CPJ-CEM II / A 32,5

27. LES BÉTONS – FUSEAUX SABLE
PETITS MOYENS GROS
PETITS MOYENS GROS
FINS MOYENS GROS
S A B L E S GRAVILLONS CAILLOUX
C O U R B E G R A N U L O M É T R I Q U E
MODULE
TAMIS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMISATS
en
%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
REFUS
en
%
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
0,080 0,100 0,125 0,160 0,200 0,250 0,315 0,40 0,60 0,63 0,80 1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 3,15 4,00 5,00 8,3 9 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80
Un peu trop grossier : Mf 2,80 à 3,20
Préférentiel : Mf 2,20 à 2,80
Un peu trop fin : Mf 1,80 à 2,20

28. LES BÉTONS – FUSEAUX
GRANULATS

29. LES BÉTONS – COMPOSITIONS
Facteur de
composition
Bonne
ouvrabilité
Bonne
résistance
Finesse du sable Plutôt fin Plutôt grossier
Rapport G/S
Gravier / Sable
À diminuer À augmenter
Dosage en eau (E) À augmenter À diminuer
Granularité
Continue
préférable
Discontinue légère-
ment préférable
Dimension maxi.
des granulats (D)
Plutôt petite Plutôt grande
FACTEURS D’ÉTUDE :

30. LES BÉTONS – COMPOSITION -
THEORIES
Méthodes de DREUX, FAURY, BOLOMEY, etc. :
DONNÉES DE BASE :
 Détermination de la dimension maximale des
granulats, courbes granulomètriques sable et
graviers ;
 Résistance et consistance désirée.
COMPOSITION :
 Détermination du ratio G/S pour rentrer dans
les fuseaux recommandés ;
 Détermination du ratio C/E pour garantir la
résistance et la compacité ;
 Essais de convenance à réaliser
impérativement.

31. • 3 abaques disponibles :
Béton 0/16
Béton 0/25
Béton 0/40
• Exemple de composition de béton à partir d’un
abaque : Le CCTP précise le béton suivant que vous
devez formuler :
B30 0/40 300 CPJ-CEM II / A 32,5
Vous désirez un béton avec un slump de 8 cm
Valable avec des ciments type
CPA-CEM I ou CPJ CEM II
LES ABAQUES DE
COMPOSITION DES BÉTONS

32. 115 litres d’eau
450 litres de sable 0/5 500 litres de
cailloux 20/40
350 litres de gravier 5/25
350 kilo de ciment
LES ABAQUES DE
COMPOSITION DES BÉTONS