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Définition de béton

Le béton est un matériaux de construction fabriqué à partir du sable,gravillons,ciment et de l'eau,ce dérnier est aussi le matériaux le plus utilisé dans les construction civil.

Catégories de béton

Subdivision des catégories de béton

• Béton dosé à 150 kg de ciment type Portland normal /m³ de mélange.

• Béton dosé à 200 kg de ciment type portland normal /m³ de mélange.

• Béton dosé à 350 kg de ciment type portland normal / m³ de mélange ( béton R 270 : résistance cubique à 28 jours de maturation = 27Kg/cm² .

Matériaux

Le ciment

Le ciment doit avoir les caractéristiques établies par les normes en vigueur sur les liants hydrauliques.Le type de ciment et se résistance à utiliser pour chaque ouvrage , seront indiqués sur le plan de projet de l'ouvrage.

L'eau

l'eau doit être limpide et douce et ne doit pas contenir de pourcentage nuisibles de sels et autres substances hétérogènes qui par leur nature ou entité pourrait compromettre les caractéristiques de résistance et la durée normale du processus chimio-physique des la maturation du béton.

Le sable

Le sable doit provenir de fleuves ou des carrières ou de la désagrégation naturelle ou du broyage de roches compactes de nature siliceuse , quartzienne,granitique ou calcaire .

Le sable doit être propre,exempt de limon et de toute autre substance ou matériaux hétérogènes étranger qui par sa nature ou entité pourrait compromettre les caractéristiques de résistance et la durée normale de processus chimio-physique de la maturation du béton.

Le sable doit avoir des dimensions comprises entre 0.80 et 2.00 mm ,avec un assortiment permettant de constituer une courbe granulométrique continue.

Le gravier ou pierraille

Le gravier doit provenir de fleuves ou de carrière et,de toute manière, de la désagrégation naturelle de roches compactes de nature siliceuse,quartzienne ou calcaire. La pierraille doit provenir du concassage de roches compactes,de nature identique à celle du gravier,exempte de parties altérées en décomposition. le gravier et les pierres concassées doivent être propres, exempts de limon et de toute autre substance ou matériau compromettre les caractéristiques de résistance et la durée normale du processus chimico-physique de maturation de béton. le gravier et les pierres concassées doivent avoir, normalement, des dimensions comprises entre 5 et 25 mm. la dimension maximale peut etre augmentée a 50 m, pour des coulées d'importante épaisseur et faiblement armées. en general la dimension maximal de l'agrégat ne doit pas dépasser le 20 % de la distance minimale entre les parois des coffrages et non supérieure a 75 % de la distance minimale entre les fers d'armature, la limite maximale de 75 mm étant toujours fixées. Le maître de l’ouvrage se réserve le droit d'autoriser l'Entrepreneur qui en ferait demande expresse, à utiliser des éléments de dimension supérieures à ce qui est établi par la présente spécification. en tout cas, l'assortiment doit être forme d'un minimum de trois parts de gravier ou pierraille opportunément proportionnée, afin de constituer une courbe granulométrique continue. Pour la coulée des pieux, le diamètre max de l'agrégat ne doit pas dépasser le 30 mm.

Acier d'armature

les Barres d'acier pour l'armature métallique doivent avoir les caractéristiques prescrites par les normes technique en vigueur. les types d'acier à employer pour chaque ouvrage seront celui indiqué dans le relatif plan de projet. En outre, les barres doivent être dépourvues de défauts apparents, tels que lézardés, bavures, brûlures, et autres. on devra effectuer dans les laboratoires officiels des essais de traction et de pliage sur des échantillons des barres employées pour l'armature métallique, des coulées conformément aux prescriptions des normes en vigueur.

Composition granulométrique des agrégats

La composition granulométrique du mélange d’agrégats, exprimée en pourcentage de poids pour chacun des agrégats passant au tamis à maille carré, doit normalement être comprise entre les maximums et les minimums indiqués sur le tableau suivant. L’entrepreneur, avant de commencer la fourniture d’agrégats, en chantier, doit établir, en accord avec le maître de l’ouvrage, la série granulométrique à utiliser pour les mélanges.

MELANGE AGREGAT
TAMIS A MAILLE CARRé MM DE COTE			POURCENTAGE PASSANT
75	50	30	100
30	15	15	60+80
15	7.5	7.5	40+60
2	2	2	20+40

Essais préliminaire sur les bétons

Les essais préliminaires doivent être effectués par l’entrepreneur avant le commencement des coulées et sur la base d’un programme soumis au maître de l’ouvrage et approuvé par lui. Pour chacune des catégories de béton à employer et pour chacun des cas où la consistance ou la maniabilité du béton devront satisfaire certaines normes, en fonction des sections spéciales de la coulée, l’entrepreneur doit effectuer les essais préliminaires de chaque composant des mélanges et de leurs dosages afin de déterminer le mélange « optimal » : c'est-à-dire possédant le degré de résistance requis par le projet et en même temps les qualités requises pour la maniabilité qui sont nécessaires lors de la mise en œuvre.

A ces fins, il faut opportunément examiner et expérimenter, selon de convenables mélanges, les éléments suivants :

-Agrégats de caractéristiques mécaniques diverses
-Agrégats avec granulométries diverses
-Dosage de l’eau
-Dosage du ciment.

Il faut se rappeler que, la qualité et de dosage du ciment restant inchangés, le béton qui atteint les limites de résistance les plus élevées demandées à une catégorie déterminée, est celui qui a en même les caractéristiques suivantes :

-La teneur totale en eau, y compris aussi celle des agrégats, exprimée dans le rapport eau/ciment, doit être égale ou inférieure à 0,50
-Les agrégats ayant le plus haut degré de dureté
-Le mélange d’agrégats qui, étant le mieux assorti du point de vue de la granulométrie, a un minimum de vides auxquels correspond un plus grand poids par volume.

Si le béton à basse teneur en eau, pour de différentes raisons plus spécialement dues à des caractéristiques non élevées de dureté des agrégats ou à l’étroitesse des sections de coulée ou fortement armées, présente une consistance trop sèche et donc une maniabilité insuffisante même en utilisant les meilleurs techniques, on peut augmenter le dosage de l’eau mais, en même temps il faudra augmenter le dosage du ciment, afin que le rapport initial eau/ ciment reste inchangé. La maniabilité du béton peut être améliorée moyennant l’emploi d’additifs fluidifiants, selon les doses et les caractéristiques propres du produit, indiquées par le fournisseur. L’utilisation de ces produits ne doit en aucune façon compromettre les minimums de résistance exigés du béton d’une catégorie déterminée, dans ce but, il faudra effectuer, préalablement, une série d’épreuves de résistance du béton avec l’additif fluidifiant. Le mélange optimal qui est propre de la catégorie, déterminée à la suite des épreuves préliminaires, non plus tard de 30 jours, doit être utilisé et contrôlé pendant toute la durée des coulées. La détermination préliminaire de la résistance de chaque catégorie de béton a pour but seulement de déterminer le mélange optimal propre de la catégorie.

Emploi des différentes catégories de béton et types d’acier

Béton

Seulement à titre indicatif pour l’entrepreneur, pour les structures indiquées ci-après ou pour parties d’elles exécutées le plus communément, on adopte les catégories suivantes de béton :

• Catégorie 150 Kg/m3 de ciment seulement pour béton maigre pour sous-œuvre
• Catégorie 200 Kg/m3 de ciment pour coulés non armées en général,
• Catégorie R 270 (350 Kg/m3)

-Pieux de fondation préfabriqués et coulés en œuvre
-Radiers et plaque de fondation flexibles
-Plinthes flexibles
-Semelles de fondation continue
-Structures fines hors terre pour bâtiments civils et industriels
-Planchers mixtes et dalles
-Petits ponts routiers
-cuves
-murs de soutènement ou de retenue
-structures pour soutien de colonne de procédé.
Le maître de l’ouvrage se réserve le droit de modifier les catégories ci-dessus, en accord avec les spécifications et plans du projet. On adopte les autres catégories de béton, R 300 et supérieur seulement dans les cas expressément exigés par le projet pour des fondations et des structures d’importance particulière.

Acier

Pour tous les types d’ouvrages mentionnés ci-dessus, ainsi que pour ceux qui leur sont assimilables, on peut prescrire n’importe quel type d’acier. Normalement, un seul type est utilisé, sauf pour des structures d’une remarquable importance, pour lesquelles, par rapport à la catégorie de béton exigée, il faut que le type d’acier soit convenablement choisi. De toute façon il faudra tenir compte, en établissant les projets, des possibilités d’approvisionnement local pour ce qui concerne les différents types d’acier.

Façonnage et mise en place de l’acier d’armature et travaux de coffrages

Prescriptions particulières pour l’acier d’armature

Pour l’usinage, les tolérances, le façonnage, les jonctions, la couverture et la distance entre les fers, il faudra respecter les prescriptions des normes techniques en vigueur en tenant compte des prescriptions ci-après indiquées. Les éléments d’armature doivent être coupés et façonnés d’après les dessins du projet. Leur façonnage doit être effectué à froid et mécaniquement ou avec tout moyen apte à l’obtention des angles de courbure prévus. On ne doit procéder à des « jonctions » que dans les cas où la longueur des barres ou des tiges doit être supérieure à la longueur des barres ou des tiges doit être supérieure à la longueur commerciale. Dans les jonctions par superposition, la longueur de leurs parallèles, au net depuis le crochet, d’extrémité, doit, être égale à 40 fois au moins au diamètre. Le crochet d’extrémité doit avoir un développement semi-circulaire avec un diamètre de façonnage égal à 5 fois le diamètre des barres. Le façonnage des barres doit être effectué d’après un raccord circulaire ayant un rayon qui ne doit pas être inférieur à 10 fois leur diamètre. Les aciers à adhérence améliorée ne doivent pas être façonnés avec les crochets d’extrémité. L’épaisseur minimale de béton recouvrant l’armature métallique )épaisseur de l’enrobage) doit être, en partant du bord extérieur de la barre de surface, celle qui figure au tableau ci-dessous. Le maître de l’ouvrage se réserve le droit de la variation de ces valeurs, suivant les données spécifiques et les dessins de projet.

structure	au contact de l'air		au contact de la terre
	non agressif	agressif	non agressif	agressif
pilier	2.5	4	4	7.5
					plafond	105	2.5
poutres	2.5	4	4	7.5
					Murs	2.5	4	4	7.5
structures en général de fondation			4cm

Les barres destinées à l’armature du béton, doivent être exemptes de toute substance susceptible de compromettre l’adhérence parfaite de ce dernier. Elles doivent être mises en œuvre dans le respect du nombre, dimensions, formes et positions prescrites par le projet. Elles doivent être attachés entre elles, avec du fil de fer réduit, à tous leurs points d’intersection, pour qu’elles constituent une cage rigide capable de rester exactement en place sans subir aucune déformation ou torsion en cours de la coulée. On devra vérifier également si l’espace existant entre les fers extérieurs de cette cage et les parois les plus proches du coffrage, correspond aux prescriptions relatives aux épaisseurs à recevoir et que la distance existante entre deux fers contigus ne soit pas inférieure au diamètre de la plus grosse des deux barres, et en tout cas non inférieure à 2 cm.

Prescriptions particulières pour les coffrages

Tout béton destiné à recevoir une armature même légère, doit être fait en coffrage. Les bétons non armés peuvent être coulés sans coffrage ; sauf dans des cas déterminés, la coulée sous fondation doit être faite directement sur la terre (couche de propreté). Les coffrages peuvent être construits en bois ou en fer selon la meilleure convenance et la disponibilité de l’entrepreneur. Ils doivent être aptes à supporter le poids des structures à couler et la charge du personnel, de tous les équipements et moyens fixes et mobiles, à utiliser pour la coulée ainsi que toute autre charge et poussée. Ils devront être montés de façon que, pendant la coulée, ils ne puissent être assujettis à des déformations de plans et d’alignements par rapport à ceux du projet, et devront aussi être aptes, en général pour les structures horizontales, à permettre le premier décoffrage, les étais restant à leur place dans le nombre et position nécessaires jusqu’à la complète maturation de la structure soutenue. Il faudra étudier et soigner tout spécialement dans le projet, le montage et le décoffrage des coffrages et de leurs ouvrages de soutènement pour les structures ayant d’importantes portées et charges ou de toute façon des caractéristiques marquées. Dans la construction des coffrages en bois il faudra avoir le plus grand soin afin que les surfaces de contact avec la coulée soient exemptes de ressauts, dentelures, renfoncement et / ou dénivellements. On aura particulièrement soin d’obtenir une parfaite jonction des planches entre elles afin d’éviter des dispersions de coulis pendant la collée et d’obtenir des surfaces répondant aux qualités requises. Dans l’armature de parois il n’est pas permis d’utiliser des étais en bois à laisser incorporés dans la coulée. Ces étais doivent être réalisés en fer avec des petits blocs de béton aux extrémités afin que les fers ne fassent pas saillie sur la surface de la coulée finie, ou bien avec des éléments convenables en plastique d’un type à approuver par le maître de l’ouvrage. Sauf prescription contraire expresse, les coulées doivent être réalisées avec des arêtes arrondies, dans ce but, il faudra pré-arranger dans les coffrages des lattes appropriées, convenablement façonnées. Pendant, le montage des coffrages on aura soin de disposer en leur lieu et place, selon les niveaux et les alignements exacts, les caissettes servant à déterminer et réserver les emplacements destinés à loger et ancrer, aux percements et en général à toutes les ouvertures de passage, tant verticales qu’horizontales, tant enterrées que hors terre, qui sont utiles pout le montage futur d’installations et équipements de tout type, tant définitifs que provisoires. Les caissettes en bois, métal ou en tube ronds et / ou quadrangulaires en PVC ou ciment pour la formation des prises d’ancrage pour boulons, charpentes, etc… doivent être à leur place exacte et solidement fixées ou coffrage, elles devront être graissées à l’extérieur avant la coulée pour faciliter l’extraction une fois que le béton à durci. Elles devront être munies des percements pour le passage des barreaux transversaux pour l’ancrage des pièces rapportées et, si nécessaire, du bouchon de fond. Après l’exécution et avant de poser les ancrages, les sièges qui auront été ainsi formés devront être soigneusement nettoyés. En cas de gel ils seront remplis avec du matériau souple (polystyrène expansé, etc…) pour éviter que l’eau, qu’ils pourraient contenir puisse, en gelant, lézarder le béton.

Modalités d’exécution du béton

Préparation du béton

La préparation du béton doit être normalement effectuée à l’aide d’un moyen mécanique. La préparation manuelle peut être acceptée seulement pour de petites quantités isolées, à la suite d’une autorisation de la part du maître de l’ouvrage. Les moyens pour la préparation du béton doivent en tout cas être appropriés à l’entité de l’ouvrage à réaliser et aux programmes d’exécution en considérant aussi que, la continuité régulière des opération de coulée de chaque structure doit être assurée. Le dosage des composants du mélange doit être normalement effectué avec des équipements mécaniques.
La quantité et les caractéristiques de chaque composant du mélange à préparer doivent être constantes et correspondre exactement à celles qui sont résulté optimales selon les essais préliminaires exécutés pour une catégorie déterminée de béton. Lorsque la température de l’air tombe au dessous de valeurs non compatibles avec la bonne réussite des coulées et avec leur maturation et si d’après les programmes établis pour les opérations, il n’est pas permis d’interrompre ma production, il faut utiliser, lorsqu’on prépare le béton, un additif anti-gel, selon les doses, modalités, limites de températures minimales supportables et délais minimum d’actions du produit, prescrits par le fournisseur. L’emploi de ces produits ne doit en aucun cas compromettre les limites de résistance demandées à une catégorie donnée le béton. Dans ce but, une vérification sera effectuée par une série d’épreuves cubiques sur le béton, opportunément mélangé avec l’additif anti-gel. Toujours dans le cas de températures très basses et particulièrement persistantes au dessous de 0°C, on peut procéder à un réchauffement des composants de la coulée et de la coulée elle-même par les moyens, les équipements et les méthodes les plus indiquées en caractéristiques et puissance, par rapport aux températures à atteindre et aux quantités à préparer.
De toute façon, l’entrepreneur ne peut pas procéder à l’exécution de mélanges et coulées dans des températures, y comprises celles prévisibles dans le cours de la nuit, inférieures à +4°C sauf une explicite autorisation de la part du maître de l’ouvrage. L’entrepreneur doit ainsi soumettre à l’approbation du maître de l’ouvrage le programme et les modalités à adopter pour le mélange, la coulée et la protection durant la prise. La coloration en rouge des mélanges peut être prescrite pour les bétons à utiliser pour coulées de solins autour de caniveaux pour câbles électriques ou d’instruments, pour la couverture de tranchées ou de câbles enterrés, de dallages placés sur des parcours de câbles comme indiqués auparavant. Cette coloration est normalement obtenue en mélangeant, lors de la préparation des bétons, des colorants en poudre (oxyde de fer) en raison d’environ 5 Kg par m3 de mélange.

Transport du béton

Le transport du béton à pied de coulée doit être effectué par les moyens les plus appropriés et les plus rapides, normalement des moyens mécaniques permettant d’éviter la séparation des éléments composants le mélange. Le temps s’écoulant entre le moment où le béton est chargé sur le moyen de transport et la mise en coffrage ne doit pas dépasser les 15 minutes, à moins que le moyen de transport ne soit muni de malaxeur. Le béton ne doit pas être déversé dans le coffrage, quel que soit l’équipement utilisé (camion à bascule, goulotte en tôle, benne, etc.) d’une hauteur supérieur à 1,50m. Le béton peut également être transporté au moyen de pompes du type à poussée mécanique, dans ce cas, pour améliorer la fluidité, on pourra ajouter, après autorisation du maître de l’ouvrage, des additifs fluidifiants ou bien le dosage de l’eau peut être augmenté, pourvu que soient respectées les modalités et les prescriptions exposées au paragraphe « Essais préliminaires sur les bétons ». A chaque interruption du service, il faut nettoyer la pompe et les tuyauteries avec un jet d’air et d’eau sous pression.

Béton.jpg

Béton de propreté pour sous- œuvres

Quelle que soit la nature du terrain portant, il faut couler au dessous du plan de détail une couche en béton dosé à 150 Kg de ciment Portland normal par m3. La couche, d’une épaisseur minimale de 5 cm, doit être damé et porté aux cotes prévues par le projet. La saillie minime du radier des bords géométrique de la fondation ne doit pas être inférieure à 5cm.

Coulage du béton

Avant de commencer le coulage il faudra vérifier que : Avant de commencer le coulage il faudra vérifier que : - l’armature métallique corresponde exactement au projet en nombre, position et diamètre des barres, par leur cintrage, jonctions, décalages, recouvrements, distances, couvertures, points d’attache et encore que la fixation des cages soit à même de garantir leur stabilité pendant le coulage.
- Un nettoyage soigneux des coffrages ait bien été effectué et que toute trace de corps étrangers a été éliminée.
- Toutes les pièces rapportées soient placées dans des coffrages.
- Tous les boulons, tirefonds, manchons, plaques, tubulures et autres, tant sur les structures verticales qu’horizontales, sous ou hors terre, nécessaires au futur montage d’installations et équipements de n’importe quel type, tant définitifs que provisoires, aient été disposés à leur exacts niveaux, alignements et positions.
- Un arrosage abondant et répété des coffrages et autres ouvrages en briques, ciment ou autre, à incorporer dans la coulée, ait été effectué surtout durant les périodes chaudes.
- Des coffrages en bois d’éventuels défauts (déformations, fissurations, etc…) dus aux retrait et gonflements des planches, ait été éliminé.
- Les moyens appropriés et les équipements mobiles et fixes pour levage, transport et distribution du béton qui soient effectivement capable de faire face à la production prévue, sans aucune interruption et tels que, pendant les opérations, ne résultent pas des heurts, secouements ou autre qui pourrait compromettre la stabilité des coulées et leur maturation aient été installés.
- Dans les cas de coulées d’importance particulière, nécessitant pour leur achèvement, les limites des coulées journalières en fonction des points de reprise les plus convenables par rapport à leur importance et des caractéristiques dimensionnelles et statiques des ouvrages des plusieurs jours, ait été déterminé à l’avance. Dans ce but, l’entrepreneur devra soumettre au maître de l’ouvrage un programme précis d’exécution des coulées, comportant la spécification des points d’interruption et de reprise déterminés. Le maître de l’ouvrage se réserve, de toute façon, de fournir des prescriptions particulières à ce sujet. Le béton doit être placé et distribué en œuvre par couches successives d’une épaisseur de 30 cm et compacté par des vibreurs ayant soin de ne pas causer le déplacement de l’ensemble de l’armature métallique et, que même ma partie la plus petite de la section de la coulée soit remplie et compactée jusqu’à ce qu’un voile de coulis n’affleurera à la surface. La progression de la coulée doit s’effectuer en continuité sur l’ensemble de la section à combler, verticalement et horizontalement, de façon qu’aucune des surfaces de contact des sections de béton en progression n’ait du tout commencé le processus chimico-physique de la maturation. Cette norme devra être respectée jusqu’à la fin de la coulée de chaque unité structurale ou au moins jusqu’aux limites fixées pour la reprise. Afin d’âtre en mesure de respecter ces normes, il faudra, si nécessaire, accentuer les moyens générale, pour la coulée d’unités structurales d’ouvrages importants, ou ayant des caractéristiques particulières. La surface horizontale des coulées doit être parfaitement plane et finie à la planche à dresser, les surfaces en contact avec les coffrages, doivent, après le décoffrage, avoir une surface lisse, avec des plans uniformes, compacts, sans différence de couleurs, vides ou bavures. Normalement, les bétons doivent être vibrés, particulièrement dans les cas où le rapport eau ciment est inférieur à 0,45 et dans les cas où on adopte des bétons ayant des caractéristiques plus élevées. La vibration du béton doit être exécutée dans les 15 minutes après la coulée, avec des appareils à air comprimé, électriques ou mécaniques ayant une fréquence normalement comprise entre 8 000 et 12 000 vibrations par minute ; compte tenu du fait que la fréquence des vibrations est en fonction de la granulométrie et des diamètres des fers de l’armature métallique. Les vibrateurs doivent être immergés et retirés lentement du béton, à une vitesse non supérieur à 8 – 10 cm/ seconde, pour éviter la formation de vides dans le béton. On évitera également tout contact entre le vibrateur et toute barre de l’armature métallique. La profondeur de chaque couche à vibrer ne dépassera pas les 40 cm y compris une épaisseur de 10 cm appartenant à la couche précédente. La vibration doit commencer et continuer de façon que la masse entière soit travaillée avec homogénéité et doit être interrompue lorsqu’un voile de coulis affleure à la surface, la continuation de la vibration pourrait provoquer la stratification des constituants du béton. En présence d’armatures métalliques très rapprochées, la vibration doit être effectuée par des vibrateurs à lame dont la longueur ne doit pas dépasser 20 cm. Les reprises de coulées non prévues par le projet et par le programme doivent être normalement évitées. Si elles se révèlent nécessaires, elles devront être autorisées selon les règles de l’art, à peu près perpendiculairement à la direction des efforts de compression en excluant les zones de moment fléchissant maximal. Les surfaces de contact faisant l’objet de lavées et passées avec du coulis de ciment. Quand la coulée de béton est effectuée en présence d’eau il faut utiliser les équipements et les méthodes les plus appropriés pour empêcher son délavage et pour garantir un bon compactage.
http://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/archives-th12/archives-structure-et-gros-oeuvre-tiacc/archive-1/beton-arme-application-des-regles-ccba-1968-c2303/