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7/21/2019 BA-dessin-coffrage-armature.pdf

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Bton arm

BET ATBETSance

80 Plan de coffrage et darmatures

Notions et dessin

Plans de coffrage et darmatures

o.Turlier

CRP La Rouguire

le 8 juin 2006

Ce cours vous propose une initiation au monde du bton arm, au travers dun survol des notions de calcul et de

fabrication, avec une emphase sur la reprsentation graphique, coffrage & ferraillage. A lissue de celui-ci, vous serez

mme dapprcier ce que reprsente un plan dexcution, et de le produire vousmme. Vous aurez pris conscience

des contraintes dexcution (dimensionnement des coffrages et armatures) dcoulant des calculs et saurez appliquer des

rgles constructives dlments types (fondations, poteaux, poutres, voiles, planchers).

fichier

:proj-cours-

0506

.tex

|dition

:8juin2006

12:2

9|version

:06


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i/ 2 8 juin 2006

Sommaire

1 Avant-propos 41-1 Objectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41-2 Organisation du cours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42 Connaissance du bton arm 62-1 Historique du bton arm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62-2 Ciments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122-3 Les granulats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172-4 Leau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182-5 Les adjuvants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192-6 Bton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19(2-6-1) Normes 19 (2-6-2) Gnralits 202-7 Fabrication manuelle des btons et mortiers . . . . . . . . . . . . . . 382-8 Btons prts lemploi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702-9 Armatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76(2-9-1) Normes 76 (2-9-2) Gnralits 76 (2-9-3) Rsistancescaractristiques des aciers 76 (2-9-4) Applications 77 (2-9-5) Fichesfabricants 83

2-10 Btonnage correct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

3 lments de calcul 1043-1 Notions sur les structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104(3-1-1) Introduction 105 (3-1-2) Quest-ce quune structure porteuse ? 105(3-1-3) But dune structure 106 (3-1-4) Charges et Forces 1073-2 Rsistance des matriaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114(3-2-1) Forces : actions, sollicitations 114 (3-2-2) Efforts et Matriaux 114(3-2-3) quilibre : forces de raction 117 (3-2-4) Hypothses de calcul duBA 120 (3-2-5) Calcul par lments finis 1213-3 Fondations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123(3-3-1) Principes 123 (3-3-2) Calcul 129 (3-3-3) Reprsentation 1323-4 Poteaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135(3-4-1) Principes 135 (3-4-2) Calcul 137 (3-4-3) Reprsentation 1393-5 Poutres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141(3-5-1) Principes 141 (3-5-2) Calcul 142 (3-5-3) Reprsentation 1433-6 Planchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145(3-6-1) Principes 145 (3-6-2) Calcul 150 (3-6-3) Reprsentation 1503-7 Voiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151(3-7-1) Principes 151 (3-7-2) Calcul 151 (3-7-3) Reprsentation 152

4 Dessin dexcution 1544-1 Coffrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154


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Notions et dessin Bton arm

AT BET Sance 80 : Plan de coffrage et darmatures 2 / 3

(4-1-1) Concepts 1544-2 Armatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154(4-2-1) Concepts 154

Annexes 156Documents externes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156Glossaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156Aller plus loin : liens Web externes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Rcapitulation des composantes pdagogiques de ce module

Prrequis Capacits Comptences

AT1 AT5 technologie,analyse Dessin plans de coffrage et

darmatures

Tableau 1 Objectifs du cours


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1 Avant-propos

Ce chapitre concerne lorganisation du cours bton arm.

Mini sommaire

1-1 Objectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41-2 Organisation du cours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1 ObjectifLobjectif principal de ce module est de vous faire apprhender la partie excutiondun projet de btiment.

Il est articul autour de 2 parties principales :

1. Initiation au calcul en Bton Arm2. Reprsentations graphiques associes au Bton Arm

Linitiation au calcul en Bton Arm a pour but de vous faire comprendre les prin-cipes mcaniques, de lapplication des forces jusquau calcul de dimensionnement desbarres pour rsister celles-ci.

A lissue de cette partie du module, vous connatrez aussi les diffrents composantsentrants dans la fabrication du bton arm, ainsi que les normes qui sy rattachent.

Enfin, il vous sera propos toute une srie dapplications concrtes, depuis le calcul

dune poutre avec une simple machine calculer, en passant par des logiciels sp-cifiques, puis gnralistes ; enfin par des visites de chantier, ou de bureau dtudes.

Les reprsentations graphiques associes au Bton Arm, dont les conventions sontrfrences par des normes que nous tudierons, concernent le coffrage et les ar-matures, pour la production de plans dexcutioncomplets. Nous tudierons des casparticuliers, et nous finirons le module par ltude et la ralisation dun projet completpar :

des croquis manuels un plan dexcution sur AutoCAD

1.2 Organisation du coursLes chapitres correspondent des niveaux quil faut matriser avant de passer auxsuivants.

Les sections correspondent des tapes, ordonnancs selon une progression logique.

Une rcapitulation est propose en fin de chapitre, soit sous forme de squenceanime (film en format *.avi ou *.mov) soit sous forme de questionnaire (type QCM),soit les deux.

Nous essaierons de calculer et reprsenter les lments suivants :


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Bton arm Organisation du cours

5 / 6 8 juin 2006

fondations : semelles filantes semelles isoles

poteaux

poutres planchers voiles


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2 Connaissance du bton arm

Mini sommaire

2-1 Historique du bton arm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62-2 Ciments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122-3 Les granulats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172-4 Leau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182-5 Les adjuvants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192-6 Bton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192-6-1 Normes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2-6-2 Gnralits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2-7 Fabrication manuelle des btons et mortiers . . . . . . . . . . . . . . . . 382-8 Btons prts lemploi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

2-9 Armatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762-9-1 Normes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762-9-2 Gnralits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2-9-3 Rsistances caractristiques des aciers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2-9-4 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

2-9-5 Fiches fabricants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2-10 Btonnage correct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

Le dosage des diffrents constituants du bton dpend du type de matriau recher-ch, dtermin par ses utilisations. En effet, ses proprits physiques et mcaniquesdpendent de sa composition et de facteurs extrieurs, tels que la temprature. Ilexiste diffrents types de bton.

On retiendra que, pour 1 m3 de bton, on utilise environ 350 400 kgde ciment, 175 200 kg deau, 500 550 kg de sables (dimension < 6 mm) et 1100 1200 kg degravillons (dimension comprise entre 1 et 25 mm) . Comme on vient de le voir, cesproportions varient dans de faibles proportions avec la qualit du bton recherch.

2.1 Historique du bton arm


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Bton arm Historique du bton . . .

7 / 8 8 juin 2006

Si1 les ingnieurs ont beaucoup contri-bu au dveloppement des btons, lidedy intgrer des armatures en aciers re-

vient un garde champtre et un jar-dinier. De mme, la mise au point du ci-ment moderne revient Louis Vicat, maisgyptiens et Romains utilisaient dj desliants pour la construction. Ainsi vont lesdcouvertes, faites de science, de savoir-faire et de hasard.

Les Romains furent sans doute les pre-miers fabriquer du ciment, ou liant hy-

draulique. Ils lobtenaient en ajoutant de la chaux grasse des cendres volcaniques,prises au pied du Vsuve, Pouzolles.

En France, les traditions romaines se perpturent jusquau XIIe sicle.

Lapparition des premiers btons se situe la fin du premier quart du XIXme siclelorsque la chaux hydraulique, liant utilis jusqualors, est remplace par le cimentPortland, base de calcaire et dargile.

La dcouverte du ciment

Le mlange de Chaux, dargile, de sable et deau est trs ancien. Les gyptienslutilisaient dj 2600 ans av. J.-C. Vers le Ier sicle, les Romains perfectionnrentce > en y ajoutant de la terre volcanique de Pouzzole, ce qui lui per-mettait de prendre sous leau, ou en y ajoutant de la tuile broye (tuileau), ce quiamliorait la prise et le durcissement. La systmatisation de la construction en b-ton (opus caementicium) permit les ralisations remarquables de larchitecture delEmpire Romain.

Pourtant, la dcouverte du ciment est attribue Louis Vicat, jeune ingnieur de

lcole nationale des ponts et chausses. En 1818, il fut le premier au monde fabri-quer, de manire artificielle et contrle, des chaux hydrauliques dont il dterminales composants ainsi que leur proportion. Prfrant la gloire dtre utile la fortune,il publia le rsultat de ses recherches sans dposer de brevet.

Pendant lanne 1908, Jules Bied, directeur du laboratoire de la socit Pavin deLafarge, dcouvre le Ciment Fondu C, fabriqu partir de calcaire et de bauxite,alors quil tait la recherche dun liant hydraulique qui ne soit attaqu ni par leaude mer ni par les eaux sulfates.

Sources : principalement http://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9ton et1 dautres . . .
http://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9tonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_b%C3%A9ton


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Notions et dessin Connaissance du . . .


Le bton moul et les pierres factices de ciment moul

Le bton de ciment est apparu en architecture grce aux btons mouls et aux pierres

factices, imitation des pierres de taille coules en bton ; souvent du bton de cimentprompt naturel.

La pratique du moulage dbuta au dbut du XIXe sicle dans les rgions o lonconnaissait dj le banchage du pis et grce la rapidit de prise du ciment promptnaturel (dit aussi ciment romain). Franois Cointeraux faisait dj des moulages Lyon et Grenoble la fin du XVIIIe sicle. Franois Lebrun en fit dans la rgion deMontauban vers 1830. Il btit notamment le petit pont de Grsol en 1835. FranoisCoignet fut un des plus importants promoteur du bton moul. Industriel lyonnais,il btit son usine de Saint-Denis (Paris) en 1855 en bton-pis quil breveta et necessa plus den faire la promotion ; sans rellement y parvenir du fait quil sopposaitaux grands btisseurs parisiens.

La pierre factice eut un succs dans le nord de la France dans les annes 1830grces aux ciments prompts de Vassy (Yonne) et de Pouilly-en-Auxois et surtout unvritable succs dans les Alpes, rgion de Grenoble, et le sud de la France grceaux ciments prompts naturels de Grenoble partir des annes 1840 (Ciment de laPorte de France par Dumolard et Viallet, Ciment dUriol par Berthelot et Ciment dela Prelle par la socit Vicat ; aujourdhui, seuls La Porte de France et la Prelle,proprits de Vicat, produisent du ciment prompt naturel en Europe) . On moulaittout, canalisation dgouts, vases, statues, ballustrades, pierres dangles, de claveaux,corniches, modillons, etc. Cette pratique sest rpandue ensuite dans de nombreusesgrandes villes dEurope : Madrid, Vienne, Budapest, Bratislava, Cracovie ainsi quenAfrique du Nord, Alger et Tunis. Les villes du nord de lItalie on aussi utilis le cimentmoul, grce au prompt import de Grenoble puis avec leurs ciments. Milan, Turin etGnes sont trs connues pour cela (Galeria Vittorio-Emmanuelle II de Milan). Maisil sagit-l de technique hrite des stuccatori, ciment moul en dcoration sur lastructure souvent de brique, non de pierres factices faisant partie intgrante de lastructure comme en France.

Lglise Sainte Marguerite au Vsinet ralise en 1864 par larchitecte L.A. Boileau

suivant le procd Coignet de construction de bton agglomr imitant la pierre,passe pour tre le premier btiment non industriel ralis en bton en France. Il y ena eu de bien antrieurs, notamment la maison de Coignet Saint-Denis. Mais cetteglise fut trs critique lors de sa ralisation en raison de sa morphologie mais aussidu procd Coignet qui a provoqu trs rapidement des marbrures noires sur les murs(en raison de prsence de mchefer dans le bton). Boileau lui-mme napprciait pasle bton et fit beaucoup pour dvaloriser le matriau. En Isre, dans les alentoursde Grenoble, on btissait de nombreuses maisons et surtout des glises avec deslments architectoniques de ciment moul comme lglise de Cessieu qui date de


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1850, celle de Champier de 1853 ou encore lglise Saint-Bruno de Voiron (1857-1871). Saint-Bruno de Grenoble (1869-1875) est entirement en pierres factices deciment prompt moul.

Les armatures avec le ciment arm

Cest vers 1870 que lon introduit des barres dacier dans le bton afin de compensersa faible rsistance la dformation et plus particulirement la traction. Le btonarm est n.

Larmature de mtal dans les mortiers provient des techniques de moulage en sculp-ture et fut utilis dabord par des jardiniers exprimentateurs. Joseph-Louis Lambot Miraval fabriqua en 1845 des caisses pour orangers et rservoirs avec du fil de fer

et du ciment, en 1849 une barque, pour son lac, et enfin en 1855 il posa un brevet: le ferciment , une combinaison de fer et de ciment (de mortier en fait) pour lesconstructions navales et les caisses fleur. Il construisit un canot en 1855 qui passainaperu lExposition universelle de Paris. Joseph Monier dposa en 1867, Paris,une demande pour un systme de caisses-bassins mobiles en fer et ciment appli-cables lhorticulture . Les annes suivantes, il dposa des additifs et constituasystmatiquement des procds darchitecture. Le ciment arm, un mortier arm enfait, tait un procd trop coteux et trop fragile pour tre utilis en architecture.Lglise Saint-Jean de Montmartre en 1894-1904 (briques enfile sur barres mtal-liques et remplies de mortier) et la toiture en vote du thtre de Tulle dAnatole

de Baudot en sont de rares exemples. Larchitecte utilise le procd conomiquede construction en ciment arm brevet par lingnieur Paul Cottancin. Ce systmeconsiste en une sorte de toile mtallique dont la trame et la chane sont formes parle mme fil de fer ; les parois sont constitues de briques empiles.

Linvention du bton arm

En Angleterre, des entrepreneurs comme Alexander Payne et plus srieusementThaddeus Hyatt, tentrent dans les annes 1870 dapprivoiser les armatures dans

les btons mais furent dsavous par des contradicteurs et quelques infortunes. Auxtats-Unis les armatures mtalliques du bton furent dvoiles par William E. Wardet exploites par Ernest Leslie Ransome, avec ses fer Ransome dans les annes 1880.

Il fallut attendre la matrise du bton arm, les rflexions techniques dingnieurspour voir apparatre un vritable intrt cimentier. Franois Hennebique abandonnaainsi son mtier dentrepreneur en 1892 et devint ingnieur consultant. Il eut unsuccs considrable. Cra une socit de franchises en construction et btit desdizaines de milliers ddifices.

Il publia le magazine Bton arm partir de 1898 pour faire connatre ses travaux

qui permirent la charpenterie monolithe dliminer le ciment arm trop mince ;


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dont son immeuble de la rue Danton Paris en 1898 et sa villa-tmoin Bourg-la-Reine entre 1894 et 1904, la fois maison, bureau dtude, salon de rception dontlarchitecture elle-mme est une prouesse technique. Edmond Coignet et Napolon

de Tedesco ont communiqu, les premiers en 1894, un mode de calcul rationnel desouvrages en bton agglomr et en ciment arm.

Ds le dbut du XXe sicle, les premiers immeubles en bton arm furent difis Paris. Puis rapidement apparurent dautres constructions, telles que des escaliers,des poutres ou des rservoirs. Ds 1920, ce nouveau matriau rvolutionna le do-maine architectural. De nombreux architectes contemporains, tels que Le Corbusieret Gropius, lutilisrent. De nos jours, le bton, matriau tout faire des ingnieurs,est la base du langage architectural.

Ce nest cependant que vers 1900 que le bton arm remplace peu peu les structuresmtalliques dans la construction douvrage de gnie civil et les premiers immeubles enbton arm furent difis Paris. Puis rapidement apparurent dautres constructions,telles que des escaliers, des poutres ou des rservoirs. Ds 1920, ce nouveau matriaurvolutionna le domaine architectural. De nombreux architectes contemporains, telsque Le Corbusier et Gropius, lutilisrent.

Lre des technologies

Les premires thories des calculs statiques apparaissent 30 ans plus tard. Les formes

hardies que permet le bton arm sont monnaie courante ds la deuxime moiti denotre sicle, et plus particulirement grce la dcouverte du bton prcontraint.De nos jours, le bton, matriau tout faire des ingnieurs, est la base du langagearchitectural.

La circulaire du 20 octobre 1906 pose les premiers fondements techniques du btonarm, admis figurer parmi les matriaux de construction classiques. De son ct,Charles Rabut, faisant ses premiers travaux thoriques sur le bton arm lcole desPonts et Chausses, lavait intgr son programme ds 1897, alors quil nexistaitencore aucun manuel traitant du sujet. Il fait ainsi dcouvrir cette technique de

jeunes ingnieurs, dont Eugne Freyssinet, le pre du bton prcontraint. Son brevetest dpos en 1929. Le chantier de sauvetage de la gare maritime du Havre en 1933constitue un formidable tremplin pour cette dcouverte. Mais, cest seulement aprsla Seconde Guerre mondiale que la prcontrainte commence se dvelopper. On doitaussi Eugne Freyssinet lide de la vibration du bton.

A partir des annes 30, Pier Luigi Nervi conoit des ouvrages en exploitant un procdconstructif de son cru fond sur lutilisation du ferro-ciment, reprise perfectionne dusystme Monnier. Le principe : des doubles ranges darcs se coupent angle droit(nervures). Lallgement de structure ainsi obtenu permet de dvelopper des portes

considrables. Tout comme Freyssinet, Albert Caquot a t sensibilis au bton arm.


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Il construisit en 1920 le premier pont en bow-string (arc tirants) Aulnoye et lancesurtout le premier pont haubans Pierrelatte en 1952.

Voici quelques dates repres :

Chronologie du B.A.

Date Inventeur/lieu Objet

1848 Joseph Lambot/ Paris barque en BA

1849 Joseph Mounier/ Paris bac fleurs,escalier, poutre,

rservoirs

1852 Paris 1 immeubles avec des

lments en BA

1891 Edmont Coignet

/ prfabrication des poutres1903 Frres Perret/ Paris 1 immeuble 100 % BA

1930 Eugne Freyssinet / Limoges bton prcontraint (gare SNCF)

Tableau 2.1 Dates cls du bton arm

La recherche de lexcellence

Le bton est aujourdhui le matriau de construction le plus utilis au monde, que cesoit en btiment ou en travaux publics, et ce depuis longtemps. Il a t slectionn

grce ses critres techniques, conomiques et mcaniques trs avantageux. Eneffet, il garantie une trs grande durabilit et rsistance ; il offre une bonne tenue aufeu, et ne ncessite aucun entretien. Il permet galement les plus grandes audacesarchitecturales, et une adaptation facile des formes trs varies : mis en place dansdes moules ou coffrages, il en pouse les volumes mme complexes. Par ailleurs, lesconstituants de ce matriau se trouvent facilement et leur cot sont intressants.Enfin, le bton, roche artificielle, a des proprits suprieures aux roches naturelles.

Ds les annes 20, la profession se rorganise pour faire face au nouveau marchde la construction en bton. Les outils de production se perfectionnent. Les matires

premires (sable, gravier, ciment) sont disponibles partout. Peu peu, la pierre cdele pas au bton.

Les besoins de logements de laprs-guerre engendrent le dveloppement de la pr-fabrication. Durant la priode 1950-1965, le nombre de logements construits chaqueanne passe de 50000 plus de 550000. Cest lpoquedes grands ensembles. En1973, le premier choc ptrolier stoppe net ce concept constructif, laissant la placeaux programmes de logements plus modestes.

La fin des annes 80 voit larrive du Bton Hautes Performances (BHP), dunersistance la compression suprieure 50 MPa. Alli la prcontrainte, ce matriaurvolutionne la construction des ouvrages dart qui deviennent plus fins, plus lancs


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et plus durables. Au dbut des annes 90, Bouygues, Lafarge et Rhodia explorentle domaine de lultra-haute rsistance, bien au-del des 150 MPa. En 1997, ilsdposent des brevets pour les Bton Fibr Ultra-hautes Performances (BEFUP).

Derniers progrs en date : les Btons AutoPlaants et AutoNivelants (BAP et BAN);mis en uvre sans vibration, ils simposent progressivement sur tous les chantiersdepuis 1998 et trouvent leurs applications aussi bien dans les fondations et dallesde maisons individuelles que dans les voiles douvrages ou de btiments

2.2 CimentsIl existe plusieurs sortes de ciments offrant des caractristiques diffrentes.

Le plus usuel est le ciment dit Portland 2.

Le ciment Portland est issu de la cuisson haute temprature dun mlange denviron2/3 de silicate de calcium (roche calcaire), le reste tant compos principalementdoxydes de fer et doxydes daluminium.

Lhydratation des silicates de calcium provoque le durcissement du mlange (la ptede ciment).

Le ciment est le principal constituant du bton dont la rsistance crot aveclaugmentation du dosage en ciment.

Cette appellation vient de la ville ponyme, situe au Sud de lAngleterre, disposant de carrires2

de roche calcaire comportant une proportion dargile : la portlandite qui par cuisson 1200

puisbroyage + mouture fine donne le premier ciment naturel


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Bton arm Ciments

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La classification des ciments et des chaux

Les types et les caractristiques des ciments sont nombreux. Chacun correspond une utilisation et des besoins prcis. Lescaractrisyiques dun ciment sont indiques sur le sac au moyen de codes et de lettres normalises. Nous vous proposonslexplication de ces codes afin de vous permettre de choisir le produit adapt vos besoins.

Etiquette- Voici un exemple dtiquette que vous pouvezrencontrer sur un sac de ciment. Les informations suivantes sontindiques le type !"#$ la classe de rsistance !%#$ lescaractristiques ! et la conformit !'#.

(1) Les types de ciment

Ciments Portland!dsi(nation C)*+C,- # + ls sont compossde /01 de clin2er3 et 01 de constituants secondaires. ls sontutiliss pour la confection de btons arms ou prcontraints et pourles ouvra(es dont le parement reste apparent.

Ciments Portland composs!dsi(nation C)4+C,- 5* ou 6# + lssont composs de 701 de clin2er et de &01 de constituantssecondaires. ls sont utiliss pour les travaux courants en btonarm.Ciments blancs !m8mes caractristiques que le ciment )ortlandartificiel# + ls sont utiliss pour des questions desthtique.

Ciments de haut fourneau!dsi(nation C9:+C,- * ou6# + ls sont composs de %; 7'1 de clin2er et de &7 +C,- C# composs de0 "/1 de clin2er et de (5cm%#. En ciment declasse &%$0 prsente au bout de %< @ours une rsistance minimale lacompression de &%$0 -pa et maximale de 0%$0 -pa.Les ciments possdant des caractristiques de rsistance leve deux

@ours sont si(nals par la lettre F. ls autorisent un dcoffra(e plus rapideet un meilleur btonna(e basse temprature.

(") Les caractristiques* chaque (roupe de lettres et de chiffres correspond une caractristiquespcifique + 9GH 9aute Geneur en Hilice I+ )- Fsistance leau de mer !N: ) "0+&"J# I+ ,H Fsistance aux eaux sulfates !K) ) "0+&"/# I+ C)% *(rment prcontrainte !N: ) "0+&"


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Classification des ciments courants

Autres ciments Ciment de laitier la chaux : CLX (norme NF P 15-306) Ciments maonner : CM (norme NF P 15-307) Ciment naturel : CN (norme NF P 15-308) Ciment alumineux fondu : CA (norme NF P 15-315) Ciment prompt naturel : CNP (norme NF P 15-314)

Le tableau suivant indique les emplois de ces ciments :

Choix des ciments en fonction du type douvrage et du type de btonTypes douvrages

ou de travaux Types de ciments

Fondations Tous ciments du type : CHF-CEM III/A ou B ou C ;CLC-CEM V/A ou B, voire CPJ-CEM II ouCPA-CEM I. Le ciment doit tre choisi en fonction delagressivit du milieu. Un ciment de caractristiquesES (ciment rsistant aux eaux contenant des sulfates)constitue une bonne prcaution.

lvations Voir au tableau suivant les rubriques Bton arm ounon arm et Bton hautes performances .

Dallages CPA-CEM I 52,5CPA-CEM I 42,5 ou 42,5 RCPJ-CEM II/A ou B 42,5 et 42,5 RCPJ-CEM II/A ou B 32,5 et 32,5 R

Scellements CPA-CEM ICPJ-CEM II/A ou B 42,5 R et 52,5 RCiment prompt naturel (CNP)Ciment alumineux fondu (CA) seul ou mlang auciment Portland

Ouvrages ncessitant desrsistances finales leves

CPA-CEM I 52,5 et 52,5 RCPJ-CEM II/A 52,5 et 52,5 R

Ouvrages exigeant unersistance leve courtterme

Ciment alumineux fondu (CA) (pour les conditionsdemploi, voir la norme FD P 15-316)

Ouvrages massifs CHF-CEM III/A ou B 32,5 ; 42,5 et 52,5CLK-CEM III/C 32,5CLC-CEM V/A 32,5


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Bton arm Ciments

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NF P 15-301 NF EN 197-1

Catgorie Dsignation Catgorie Dsignation

Ciment Portland CPA CEM I Ciment Portland CEM I

Ciment Portlandcompos

CPJ - CEM II / Aou B

Ciment Portland aulaitier

CEM II / A ou B -S

Ciment Portland la fume de silice

CEM II / A - D

Ciment Portland la pouzzolane

CEM II / A ou B -PCEM II / A ou B -Q

Ciment Portlandaux cendres vo-lantes

CEM II / A ou B -VCEM II / A ou B -W

Ciment Portlandaux schistes calci-ns

CEM II / A ou B -T

Ciment Portland aucalcaire

CEM II / A ou B -L

Ciment Portlandcompos

CEM II / A ou B -M (1)

Ciment de hautfourneau

CHF - CEM III / Aou BCLK - CEM III / C

Ciment de hautfourneau

CEM III / A, B ou C

Ciment pouzzola-nique

CPZ - CEM IV / Aou B

Ciment pouzzola-nique

CEM IV / A ou B(??)

Ciment au laitier etaux cendres

CLC - CEM V / Aou B

Ciment compos CEM V / A ou B

(??)Les symboles (S, V, L...)1

des constituants de cesciments sont associs auxdsignations et placsentre parenthses, saufle clinker (K) qui nestpas mis entre paren-thses (ex. CEM II / A(S) ; CEM III / BK)

Tableau 2.0 Dnomination des ciments : correspondance entre les normes NF P 15-301et NF EN 197-1


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Types de ciments Emplois recommands et particularits Contre-indications

CLX

Travaux hydrauliques et agricolesMaonnerie Agglomrs

Travaux souterrainsTrs onctueux et gras

Bton arm

Temps froid

CM CN

Travaux du btimentMaonnerie AgglomrsEnduitsPierres artificielles

Bton armMilieux trsagressifs

CA (alumineux)

Mise en service et dcoffrage trs rapidesRsistances exiges trs levesPieux dessais

Mortiers et btons rfractairesTemps de gelCertains milieux trs agressifsMarbres artificielsMlange prompt avec le CPANe pas mlanger avec dautres liants

Temprature >

30oC

Grande massetuvageEaux alcalines

CNP (prompt)

Rparation rapideAveuglement de voies deauScellementCachetage (travaux la mer)

MoulageEnduitsBton projet par voie schePrsence deaux agressives

Autres emplois

que ceux indiqus

Tableau 2.0 Emplois des ciments CLX, CM-CN, CA et CNP


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Bton arm Les granulats

17 / 18 8 juin 2006

la suite

Travaux souterrains :

en milieux chimi-

quement non agressifs

CPJ-CEM II/A ou B 32,5 et 32,5 R

en milieux chimi-quement agressifs

CHF-CEM III/A ou B 32,5 ; 42,5 et 52,5CLK-CEM III/C 32,5CLC-CEM V/A 32,5

Travaux en milieuxchimiquement agressifs

&%

Travaux la mer CHF-CEM III/A ou B 32,5 ; 42,5 et 52,5CLK-CEM III/C 32,5CLC-CEM V/A 32,5

Ciment alumineux fondu (CA)Les ciments doivent avoir galement la qualificationPM (prise mer) : norme NF P 15-317

Ouvrages en milieuxsulfats

&%

Stabilisation des sols CPJ-CEM II/A ou B 32,5 et 32,5 RCHF-CEM III/A ou B 32,5 ; 42,5 et 52,5CLK-CEM III/C 32,5CLC-CEM V/A 32,5

Maonnerie Ne pas utiliser des ciments classs R (Rapide) ou 52,5

pierre calcaireNHL (chaux hydraulique naturelle)MC (ciment maonner)Mortier btard

briquesCPA-CEM I 42,5CPJ-CEM II 42,5 ou 32,5

blocs de btonCPA-CEM I 42,5CPJ-CEM II 42,5 ou 32,5

Enduits CPJ-CEM II/A ou B 32,5 ou 42,5

MC (ciment maonner)NHL (chaux hydrauliques)Chaux ariennes (chaux grasse )Mortiers btards (chaux et ciment : on peut alorsutiliser du CPA-CEM I 42,5)

Ciments utiliser en fonction du type douvrage

2.3 Les granulatsCe sont des matriaux inertes caractriss par :


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Tableau 2.0 Ciments utiliser en fonction du type de bton

leur grosseur la nature des roches les constituant (igne : basalte,sdimentaire : calcaire,

mtamorphique : granit) leur provenance (naturelle,artificielle) leur forme

Ils font office de remplissage conomique, sans nuire la solidit de lensemble. Leurproportion est calcule en fonction de la destination du mlange.

On distingue deux types de granulats , selon leur origine : ceux provenant descarrires et qui sont des graviers issus de blocs de roches concasss et broys, etceux rouls, extrait du lit des rivires.

Les granulats sont classs suivant les dimensions des grains qui les constituent. Deplus, leur taille varie en fonction du type de bton recherch. on utilise en gnral,pour les ouvrages courants, des granulats constitus uniquement par du sable et desgravillons. On classe galement les granulats suivant leur poids. On distingue dunepart les granulats lgers, qui sont le plus souvent artificiels et fabriqus partir dematires minrales ; et dautre part, les granulats lourds qui servent la fabricationde btons destins assurer une protection contre les rayonnements atomiques.

2.4 LeauLeau de gchage doit avoir des qualits physico-chimiques bien dfinies :


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ouverte), au bton rfractaire, au bton dont la masse volumique est infrieure 800kg/m3 ou au bton de granulats non minraux.

La norme NF EN 206-1 sinscrit dans une dmarche de normalisation des btons destructure qui coordonne plusieurs sries de normes :

Les normes relatives aux constituants : granulats ( NF EN 12620, daot 2003),ciments courants (NF EN 191-1 de fvrier 2201), adjuvants ( NF EN 934-2 de sep-tembre 2002), eau de gchage (NF EN 1008 de septembre 2003)

Les normes relatives aux essais : srie des essais pour btons frais (NF EN 12350)et srie des essais pour btons durcis (NF EN 12390)

Les normes relatives au dimensionnement, les Eurocodes et en particulier EN NF

1992 concernant le calcul des structures en bton

enfin, les normes dexcution, DTU 21 concernant lexcution des ouvrages en btonde mars 2004, dont la mise jour vise lharmoniser avec lentre en vigueur de NFEN 206-1.

La norme NF EN 206-1 comporte des volutions par rapport la norme XP P18-305. Ces volutions concernent : La clarification des responsabilits techniques duprescripteur, du producteur et de lutilisateur du bton Un vocabulaire nouveau (typede bton, classes de rsistances, classes dexposition, classes de consistances... )

Limposition de frquences leves de prlvements dans la norme du contrle deproduction, Des critres de conformit plus exigeants pour les btons de rsistancecaractristique infrieure ou gale 30 Mpa Limposition dune mesure et dunemention de la teneur en chlorures de chaque bton.

La Norme NF EN 206-1 rgit dsormais les diffrentes normes applicables lexcution des ouvrages en bton : les divers codes de calcul (eurocodes), les normesdes composants, les normes des essais sur bton frais et durci, les normes dexcution.Elle est donc aujourdhui incontournable et constitue une tape importante danslamlioration de la qualit et de la durabilit des btons.

2.6.2 Gnralits

Le tableau ci-dessous donne les rsistances a priori qui peuvent tre prises en comptedans les calculs en fonction du dosage en ciment du bton. (Pour le bton prt lemploi, il faut se rfrer la norme XP P 18-305 daot 1996.)

Par exemple, pour un bton avec du ciment de classe 52,5, fabriqu dans les condi-tions courantes, avec un dosage de 375 kg/m3 , on peut admettre une rsistancecaractristique 28 jours de 25 MPa, soit fc28= 25 MPa.


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Bton arm Bton

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Rsistance caractristique du bton classique 28 jours (fc2860 MPa)

Rsistancecaractristique

du bton 28 jours (fc28)

Classes du ciment

42,5 et 42,5 R 52,5 et 52,5 R

Conditions de fabrication du bton (en kg/m3 )

conditionscourantes

conditionscourantes avec

autocontrlesurveill

conditionscourantes

conditionscourantes avec

autocontrlesurveill

16 MPa 300

20 MPa 350 325 325 350

25 MPa 1 400 375 350

30 MPa non admis ?? ?? ??cas justifier par1une tude appro-fondie

Tableau 2.0 Rsistance du bton en fonction du dosage de ciment (rappel : le BAELne sapplique quaux btons doss 300 kg/m3 )


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Chaux hydrauliques naturelles NHL, norme NF P 15-311

LES CLASSES DE RSISTANCELes ciments sont rpartis en trois classes, 32,5 - 42,5- 52,5, dfinies par la valeur minimale de la rsistance

normale du ciment 28 jours.La rsistance normale dun ciment est la rsistance mca-nique la compression mesure 28 jours conformment la norme NF EN 196-1 et exprime en N/mm2

(1 N/mm2 = 1MPa = 10 daN/cm2 = 10 bars).

La classe R correspond une rsistance au jeune geplus leve que la classe normale correspondante (N).

Les liants hydrauliques sont des produits ayant la proprit de durcir au contact de leau,et qui, aprs durcissement, conservent leur rsistance et leur stabilit mme sous leau.

CIMENTS USAGE SPCIFIQUE

LES LIANTS HYDRAULIQUESLES CIMENTS LES CHAUX

Rsistances la compression

Dsignation 2 jours 28 joursde la classe Limite Limite Limite

infrieure infrieure suprieure

32,5N - 32,5 52,532,5R 1042,5N 10 42,5 62,542,5R 2052,5N 20

52,5 -52,5R 30

Ciment prompt naturel CNP, norme NF P 15-314

Ciment alumineux fondu CA, norme NF P 15-315

Ciment maonner CM, norme NF P 15-3071. Les ciments Portland composs concernent six ciments contenant unconstituant autre que le cl inker prcis par un symbole D, L, P, S, T, V (ouW) selon la nature du constituant : fume de silice, calcaire, pouzzolane,

laitier, schistes calcins ou cendres volantes.Dans ce type de ciments figu-re galement un ciment contenant plusieurs des constituants ci-dessus.

2. Les lettres A, B, C fournissent une information sur la proportion deconstituants autres que le clinker.

Ainsi que les chaux hydrauliques naturelles :

Ciments Portland CEM I

Ciments Portland composs (1) CEM II/ A ou B (2)

Ciments de haut-fourneau CEM III/A, B ou C (2)

Ciments pouzzolaniques CEM IV/ A ou B (2)

Ciments composs CEM V /A ou B (2)

LES TYPES DE CIMENTSLes liants hydrauliques les plus utiliss dans la construc-tion sont les ciments qui reprsentent une production den-

viron 20 millions de tonnes en France en 2000. Leschaux hydrauliques qui constituent une autre famillereprsentent environ 400 000 tonnes. Ce sont des mat-riaux qui font lobjet de fabrications industrielles et decontrles garantissant leur conformit aux normes.Les ciments courants bnficient dun double marquageCE + NF qui atteste : pour le marquage CE, que les produits sont conformesaux rglementations europennes en matire de sant, descurit et de respect de lenvironnement, et sont doncrglementairement aptes lusage ; pour le marquage NF associ au marquage CE, que lesproduits bnficient de garanties complmentaires sur leurcomposition, leurs performances et leur contrle.La norme de rfrence des ciments courants est la normeeuropenne EN 197-1 publie par lAFNOR sous la rf-rence NF EN 197-1 Ciment Partie 1 : composition, sp-cifications et critres de conformit des ciments courants .Les ciments sont subdiviss en cinq types selon la natureet la proportion des constituants :

EXEMPLE DE MARQUAGE CONFORME LA NORME EUROPENNE NFEN197-1


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Bton arm Bton

23 / 24 8 juin 2006

Selon lorigine des matires premires, ce mlange peuttre corrig par apport de bauxite, oxyde de fer ou autresmatriaux fournissant le complment dalumine et de sili-ce requis.

Avant darriver aux produits finis que sont les diffrentstypes de ciments, le mlange de dpart va passer succes-sivement par diffrentes phases durant lesquelles lamatire va subir une transformation chimique et cristallineimportante :

Les ciments usuels sont fabriqus partir dun mlange de calcaire et dargile dans desproportions voisines de 80% - 20%.

(voie sche, la plus usuelle)

MATIRES PREMIRES

Broyage < 200m

CRU

Cuisson 1 450

CLINKER

Broyage < 100mavec gypse

CIMENT

80 % de calcaire (CaCO3)20 % dargile (SiO2 - Al2O3)Correctifs : bauxite, oxydes de fer, laitier...

Composition chimique (poids)

Chaux Silice Alumine Oxyde ferrique(CaO) (SiO

2) (Al

2O

3) (Fe

2O

3)

65 70 % 18 24 % 4 8 % 1 6 %

4 phases cristallines principales

% enNotation Nom Formule poids

symbolique chimique moyen

C3S s il icate t ri ca lc ique ou a li te 3 CaO, S iO2 62

C2S s il icate b icalcique ou bl ite 2 CaO, SiO2 22

C3A aluminate tricalcique 3 CaO, Al2O3 8

C4AF alumino-ferrite ttracalcique 4 CaO, Al2O3, Fe2O3 8

Clinker + autres constituants ventuels : laitier de hautfourneau, cendres volantes, calcaires, fumes de silice.

LES CIMENTSFABRICATION

COMPOSITIONSTADES DE FABRICATION


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CIMENTS USUELSCEM I

Bton arm en gnral coul sur place ou prfabriqu.

Bton prcontraint. Dcoffrage rapide, mise en service rapide (de prfren-ce classe R).

Btonnage jusqu temprature extrieure entre 5 et10 C.

Bton tuv ou auto-tuv.

CEM II / A OUBCes ciments sont les plus couramment utiliss CEM II / A ou B classe R : travaux ncessitant une rsis-

tance initiale leve (dcoffrage rapide par exemple). Bton en lvation, arm ou non, douvrages cou-

rants. Fondations ou travaux souterrains en milieux non agressifs. Dallages, sols industriels.

Maonneries. Stabilisation des sols.

CEM III / A, B ou CCEM V / A ou B

Travaux souterrains en milieux agressifs (terrainsgypseux, eaux dgouts, eaux industrielles).

Ouvrages en milieux sulfats : les ciments produitssont tous ES, ciments pour travaux en eaux hauteteneur en sulfates, en conformit la norme XP P 15-319.

Travaux la mer ; les ciments produits sont tous PM,ciments pour travaux la mer, en conformit la normeNF P 15-317.

Btons de masse. Travaux en bton arm ou non, hydrauliques et souter-

rains (fondations). Travaux ncessitant une faible chaleur dhydratation. Stabilisation des sols.

AUTRES CIMENTS USAGESPCIFIQUE

Le ciment alumineux fondu

Ouvrages exigeant une rsistance leve court terme. Btonnage par temps froid (jusqu-

10 C pour desbtons massifs).

Pour bton devant subir des chocs thermiques ou uneforte abrasion (utilisation de granulats synthtiques alu-mino-calciques).

Pour bton devant rsister des tempratures jusqu1 250 C.

Travaux la mer. Travaux en milieu fortement agressif A3* (pH 4 5,5). Travaux en milieu trs fortement agressif A4* (pH


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Bton arm Bton

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Ncessaire lhydratation du ciment, elle facilite aussi lamise en uvre du bton ou du mortier.Attention : un excs deau diminue les rsistances et ladurabilit du bton.Leau doit tre propre et ne pas contenir dimpurets nui-

sibles (matires organiques, alcalis). Leau potableconvient toujours. Le gchage leau de mer est vi-ter, surtout pour le bton arm. Les caractristiques deseaux requises pour la confection des mortiers et desbtons sont prcises dans la norme NF P 18-303.

LEAU DE GCHAGE LES ADJUVANTS

NATURE

Les plastifiants teneur en eau gale, ils augmentent la maniabilit du bton.

Les plastifiants rducteurs deau mme maniabilit, ils augmentent les rsistances m-caniques.

Les superplastifiantsIls provoquent un fort accroissement de la maniabilit dumlange.

Les acclrateurs de priseet de durcissement

Ils diminuent les temps de prise ou de durcissement duciment.

Les retardateurs de priseIls augmentent le temps de prise du ciment.

Les entraneurs dairIls entranent la formation de microbulles dair uniform-ment rparties.

Les hydrofuges de masseIls diminuent labsorption capillaire des btons et mortiersdurcis.

Ils protgent le bton frais de la dessiccation.

DOMAINES DEMPLOI

Bton manufactur,travaux de gnie civil,btonnage avec coffrages glissants.

Dito.

Ralisation de fondations, dallages, radiers,sols industriels, routes, etc.,BHP et bton pomp.

Btonnages par temps froid, dcoffrages rapides,scellements, travaux en galerie, travaux sous leau, etc.

Btonnages par temps chaud, en grande masse, aveccoffrages glissants, reprises de btonnage.

Btons exposs au gel, aux sels de dverglaage, auxeaux agressives, btons routiers.

Ouvrages hydrauliques (canaux, murs de fondation, rete-nues deau...), mortiers dtanchit (chapes, joints demaonnerie, galeries de tunnels).

Btonnages de routes, pistes, dallages, planchers.

LES ADJUVANTS MODIFIANT LA MANIABILIT DU BTON

LES ADJUVANTS MODIFIANT LA PRISE ET LE DURCISSEMENT

LES ADJUVANTS MODIFIANT CERTAINES PROPRITS DU BTON

LES PRODUITS DE CURE

LEAU DE GCHAGE

LES ADJUVANTSLes adjuvants sont de plus en plus utiliss. Ils modifient en les amliorant les proprits des

btons et des mortiers auxquels ils sont ajouts (en faible proportion : < 5% du poids de ciment).Tous les adjuvants font lobjet de la norme de dfinition et des exigences NF EN 934-2 ainsi

que dune marque de qualit NF Adjuvants.


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DIMENSIONS DE GRANULATS(Norme de dfinition XP P 18-540)

Les granulats entrant dans la composition des mortiers et btons sont dans lensembledes grains minraux appels fillers, sables, gravillons ou graves, suivant leurs

dimensions comprises entre 0 et 125 mm.

LES GRAVILLONSLes matriaux les plus usuels pour les mortiers et btonssont dorigine alluvionnaire (dits rouls), semi-concasssou concasss obtenus partir de roches massives.

GranulomtrieLes gravillons 5/20 qui sont les plus usuels ont une granu-lomtrie adapte la composition des btons.Les tout-venants de rivire ou de carrire possdent outrop ou pas assez dlments fins (sables), ce qui les rendimpropres lusage pour des btons en lvation.

PropretDe mme que pour les sables, les gravillons doiventtre propres. Ils ne doivent contenir ni argile, ni matiresterreuses, ni poussires provenant du concassage.En effet, si la surface des gravillons est sale, ladhrenceavec les cristaux hydrats du ciment est mauvaise.

LES SABLESGranulomtrie

Un sable de bonne granulomtrie doit contenir lafois des grains fins, moyens, et gros.

Les sables trs fins, de dunes ou marins sont viter.

PropretLes sables doivent tre propres. La propret est fourniepar lessai dquivalent de sable (norme XP P 18-597).

Foisonnement du sableLes dosages pondraux ou volumtriques sont indiquspour des sables secs.Leau produit un foisonnement, cest--dire une augmenta-tion apparente de volume dont il faudra tenir compte dansles dosages volumtriques.

LES GRANULATS SPCIAUXDautres granulats naturels ou artificiels peuvent treemploys pour raliser des btons usages spcifiques :

Granulats hautes caractristiqueslabors industriellement

Il sagit de granulats labors spcialement pour rpondre certains emplois, notamment granulats trs durs pourrenforcer la rsistance lusure de dallages industriels(granulats ferreux, carborundum) ou granulats rfrac-taires.

Granulats lgers

Les plus usuels sont largile ou le schiste expanss (normeNF P 18-309) et le laitier expans (NF P 18-307). Dunemasse volumique variable entre 400 et 800 kg/m3 selon letype et la granularit, ils permettent de raliser aussi biendes btons de structure que des btons prsentant unebonne isolation thermique.Les gains de poids sont intressants puisque les btonsraliss ont une masse volumique comprise entre 1 200 et2 000 kg/m3.Le polystyrne expans, le lige, la vermiculite sont ga-lement utiliss pour raliser des btons trs lgers en iso-lation ou pour des chapes.

LES GRANULATS

, , ,a is e 8 0

FINS MOYENS GROSGRAVILLONS CAILLOUXSABLES

Tamisatse

d - dimension D - dimension

Dsignation des grains les des grains les

plus petits (mm) plus gros (mm)Fillers 0/D 0 2Sablons 0/D 0 1Sables 0/D 1 6,3Gravillons d/D 1 125Graves 0/D 0 6,3Ballast d/D 25 50

La granulomtrie permet de dterminer lchelonnementdes dimensions des grains contenus dans un granulat.Exemple de courbes granulomtriques dun sable et dedeux gravillons


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Bton arm Bton

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Lassociation ciment-eau gnre des ractions extrmementcomplexes. Les silicates et aluminates qui se dveloppentdans la phase dhydratation, forment un gel cristallin quimarque le dbut du phnomne de prise.

Le dveloppement et la multiplication de ces micro-cris-taux au cours de la phase de durcissement, qui peutdurer plusieurs mois, expliquent laugmentation des rsis-tances mcaniques et font du ciment une vritable rochecomposite.Avant datteindre son stade final et durant son hydratation,la pte de ciment passe par trois phases successives :

la phase dormante : la pte reste en apparence inchan-ge malgrle dmarrage des premires ractions ;

le dbut et la fin de prise : aprs une deux heurespour la plupart des ciments, une augmentation brusque

de la viscosit se produit, accompagne dun dgage-ment de chaleur : cest le dbut de prise ; la fin de priseest effective lorsque la pte cesse dtre dformable etdevient un matriau rigide ;

le durcissement : lhydratation du ciment se poursuit, etla rsistance mcanique continue crotre durant plu-sieurs mois ; la rsistance 28 jours est la valeurconventionnelle de contrle.

Le ciment est un liant hydraulique qui durcit au contact de leau et acquiert rsistanceet stabilit mme sous leau.

LE CIMENT

La propritessentielle du bton frais est la maniabilitquicaractrise son aptitude remplir les coffrages et enro-ber convenablement les armatures.

De nombreux facteurs influent sur la maniabilit: nature etdosage en ciment, forme des granulats, granulomtrie,emploi dadjuvants et, bien entendu, dosage en eau.

Il ne faut cependant pas considrer que le dosage en eaupeut tre augmentau-deldune certaine valeur dans leseul but damliorer la maniabilit.Les consquences dun tel choix seraient :

- la diminution de la compacit et, corrlativement,des rsistances,

- une porositaccrue,- un risque de sgrgation des constituants du bton,- un retrait augment,- un tat de surface dfectueux se traduisant notam-

ment par le bullage.

La teneur en eau doit tre strictement limite au minimumcompatible avec les exigences de maniabilitet dhydrata-tion du ciment.

Aujourdhui, une gamme dadjuvants plastifiants, plasti-fiants rducteurs deau, fluidifiants permettent dobtenir laplasticitsouhaite pour le bton tout en limitant le dosa-ge en eau.

La grandeur qui caractrise la maniabilit est la consis-tance ; sa mesure peut tre effectue facilement sur lechantier avec la mthode du cne dAbrams ou slumptest, qui est un essai daffaissement dun volume de btonde forme tronconique, mesurconformment la normeNF P 18-451.

Des mthodes plus prcises sont utilises en laboratoireou pour mesurer la maniabilitde btons spciaux : flowtest, maniabilimtre LCPC

LE BTON FRAIS

PRISE DURCISSEMENT MANIABILIT


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LES MORTIERS

MORTIERS DE CHANTIERMORTIERS PRTS LEMPLOI

Les mortiers fabriqus sur le chantierCest encore le cas trs souvent pour des menus travaux ;le plus grand soin doit tre apporttant au stockage quaumlange des constituants qui seront choisis en fonction delouvrage raliser :

type et classe du liant,

nature et granulomtrie du sable,dosage en eau,nature des adjuvants.

Les mortiers industriels secs prmlangsComme la plupart des produits industriels, ces mortiersfont lobjet de contrles tous les stades de leur labora-tion, ce qui constitue pour l utilisateur une scurit.Les avantages prsents par ces produits sont :

prdosage de composition constante, garantde rgularitet de qualit,

gain de temps pour prparer le mortier,chantiers plus propres.

Les producteurs proposent de nombreuses formules stan-dard rpondant la plupart des besoins.

Les mortiers frais retards, stabiliss,prts lemploi

Les mortiers frais retards et stabiliss sont labors etlivrs par des centrales tout comme le bton prt lemploi.Du fait quils sont retards, ces mortiers peuvent tre livrset stocks en quantitimportante sur le chantier.On peut les utiliser dans un dlai allant jusqu36 heures.

Le mortier est un mlange de liant - chaux ou ciment -, de sable, deauet ventuellement dadjuvants.

FORMULATION ET PERFORMANCESSelon les performances souhaites, on utilise des formu-lations varies, notamment en ce qui concerne les liants :

Les mortiers de cimentLes mortiers de ciment, trs rsistants, prennent et durcis-sent rapidement. De plus un dosage en ciment suffisantles rend pratiquement impermables.Les dosages courants sont de lordre de 300 400 kg deciment pour 1 m3 de sable.

Les mortiers de chauxLes mortiers de chaux sont gras et onctueux. Ils durcissentplus lentement que les mortiers de ciment, surtout lorsquela chaux est calcique.

Les mortiers btardsLe mlange de ciment et de chaux permet d obtenirconjointement les qualits de ces deux liants. Gnrale-ment, on utilise la chaux et le ciment par parties gales ;mais on mettra une quantitplus ou moins grande de l unou de lautre suivant lusage et la qualitrecherche.

Les sables utiliss sont gnralement siliceux ou silico-calcaires ; leur granulomtrie est de prfrence continue.Les mortiers peuvent comporter diffrents types dadju-vants selon la caractristique recherche : plastifiants,entraneurs dair, retardateurs de prise, hydrofuges.Lincorporation de fibres de verre ou de polypropylnepermet dobtenir des mortiers prsentant une cohsionsuprieure et moins fissurables.

EMPLOIS DES MORTIERS

Le hourdage de maonnerieLa construction ralise en lments maonns (blocs debton, pierre de taille, briques), ncessite leur assemblageavec un mortier qui doit prsenter des caractristiquesmcaniques suffisantes pour assurer la transmission descharges et une compacitsuffisante pour tre tanche.

Les enduitsCe domaine dapplication constitue lun des plus vastesdbouchs des mortiers.A ctdes enduits traditionnels en trois couches dcritsdans le DTU 26.1, se dveloppent aujourdhui des enduitsmonocouches pais, ainsi que des enduits isolants.

Les chapesLes chapes ont pour fonction dassurer la mise niveau dudallage et la rgularitde sa surface.Les chapes peuventconstituer la finition. Elles peuvent aussi constituer le sup-port dun revtement de sol.

Les scellements et les calagesLa multiplicitdes problmes de scellement et de calagea conduit les producteurs de mortiers industriels mettreau point des produits spcifiques adapts aux travaux raliser : scellements dlments de couverture, dl-ments de second uvre, de mobiliers urbains, de regardsde visite.

plus grande plasticit plus de chaux

plus grande rsistance plus de ciment


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Bton arm Bton

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Fabrication sur le site Approvisionnement et stockage des constituants dans

des conditions prcises, propres et labri de lhumidit Dosage des constituants

Pondralement si possible ou volumtrique Malaxage

Selon le matriel, respecter les prcautions dechargement et le temps de malaxage (1 3 minutes)

APPROCHE PRATIQUEEmploi de courbes types ou dabaques.

Exemple : abaque de Dreux. Bton normal 0/ 20(voir graphique).

Abaque n1 - Bton fin - D = 12,5 mm

LES BTONS

FABRICATION ET TRANSPORTApprovisionnement du chantier pardu bton fabriqu en centrale

Transportpar toupies, le temps de transport est limit1h30. Les rajouts deau sont interdits. Pour approvisionnerle lieu de coulage, on utilise gnralement des bennes,des tapis ou des pompes bton.

FORMULATIONAPPROCHE RGLEMENTAIRE

Dosage en ciment

Rfrence selon les cas :

pour le BPE : norme XP P 18-305 dosage minimum enfonction des environnements et du type de bton (nonarm, arm, prcontraint) valeurs variant de 200 385kg/m3 pour une rsistance du bton allant de B16 B40,

pour les ouvrages gnraux en bton : DTU 21,pour le bton banch: DTU 23.1,pour les fondations : DTU 13.11 et 13.2.

Choix du cimentVoir rubrique Domaines demploi des ciments.

Dosage en eauVarie selon la plasticitrecherche et lemploi ou non dunadjuvant.Le rapport E

Cvarie gnralement de 0,45 0,60.

Choix et dosage des granulats

Les classes granulaires couramment utilises :

0/5 pour le sable,5/15 ou 5/20 pour les gravillons.Le choix sera fonction de :paisseur de louvrage,distance entre armatures,paisseur denrobage des armatures requise.

Choix et dosage des adjuvantsSelon performances et conditions demploi.Dosage selon prconisation du fournisseur et aprs essaien fonction notamment du ciment utilis.


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COFFRAGESLes coffrages doivent :tre suffisamment rigides pour supporter la pousse du

bton ;tre tanches pour viter les fuites de laitance aux joints ; avoir un parement nettoy et trait avec un agent de

dmoulage appropri.

ARMATURES

Pour viter leur dplacement pendant la mise en place dubton et son serrage, les armatures doivent tre correcte-ment cales et positionnes.

MISE EN PLACELimiter la hauteur de chute ;prvoir des couches horizontales successives nexc-

dant pas 60 80 cm de hauteur ;maintenir une vitesse de btonnage aussi constante que

possible ;vrifier le bon enrobage des armatures ;viter la mise en place lors de trop fortes pluies pouvant

entraner un lavage des gros granulats et un excs deaudans le bton, surtout sa surface.

SERRAGELe serrage est indispensable pour obtenir des btonsprsentant de bonnes caractristiques mcaniques etphysiques, durables, avec des parements russis.La vibration interne (mthode la plus usuelle)

On utilise des aiguilles vibrantes lectriques, pneuma-tiques ou thermiques, de 25 150 mm de diamtre, enfonction du volume du bton vibrer.

On peut galement utiliser dautres techniques telles que :La vibration externe par vibrateurs de coffrageLa vibration externe par rgle vibrante

SURFAAGELe surfaage du bton frais est destinfermer sa surfa-ce, cest--dire augmenter la compacit de la partiesuprieure de louvrage, qui est sensiblement horizontale.Lobjectif recherchest aussi un fini de surface lisse et unebonne planit.Le surfaage est ralisavec divers matriels : talochesmanuelles ou mcaniques, lisseuses rotatives.

CURELa cure du bton est la protection apporte pour viter sadessiccation et lui assurer une maturation satisfaisante.Elle est particulirement ncessaire pour les dalles et leschausses, surtout lorsque les conditions atmosphriquessont dfavorables : vent, soleil, hygromtrie faible...

BTONNAGE PAR TEMPS CHAUDOU PAR TEMPS FROID

Par temps chaud

Par temps chaud, llvation de temprature du btonajoute la chaleur dhydratation du ciment peut conduire une dessiccation importante et des gradients ther-miques susceptibles de provoquer des fissures.

Les prcautions consistent :employer un retardateur de prise ;limiter la temprature du bton frais : ciment faible cha-

leur dhydratation, eau de gchage refroidie ;protger le bton frais contre la dessiccation par une

cure du bton adquate.

Par temps froidA partir dune temprature infrieure 5C, la prise peuttre suffisamment affecte pour altrer lvolution desractions dhydratation et, lorsque la temprature baisseen dessous de 0C, entraner le gel du bton.Les prcautions les plus gnralement adoptes (seulesou conjointement) sont :le choix dun ciment prise et durcissement rapides ;un dosage en eau aussi faible que possible ;le chauffage du bton (chauffage de leau ou des granu-

lats) ;lemploi dadjuvants tels que les acclrateurs de prise et

les acclrateurs de durcissement ;le calorifugeage des coffrages ;ltuvage du bton au cours de son durcissement ;la protection de sa surface.

MISE EN UVRE

LES BTONS


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Bton arm Bton

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Moulabilit (toutes les formes sont possibles)DurabilitRsistance mcanique, aux chocsRsistance au feu (matriau incombustible classMo)

Isolation acoustique : une paroi de 18 cm de bton pro-cure un isolement acoustique normalisDn de 57 dB(a).

Expression architecturaleIntgration lenvironnementEconomie

PERFORMANCES

DIVERSIT

Btons usuels arms ou non (gamme de rsistance 20

40 MPa).Btons prcontraints pour raliser des pices forte-

ment sollicites la flexion.

Btons Hautes Performances (BHP) (gamme de rsis-tance 60 100 MPa).Ils sont galement plus durables, plus tanches grce une porosittrs faible.

Btons lgers (gamme 200 1500 kg/m3)Pour la rhabilitation, lisolation thermique et chaque foisque le gain de poids est prpondrant pour un ouvrage.

Btons lourds pour confinement de matires radioac-

tives.

Btons de fibres (acier, verre, fibres synthtiques) pourralisation de plaques minces, coques et amliorer latenue la fissuration.

Btons caractre architectural grce leurs colora-tions et aux nombreux traitements de surface possibles :

- bouchardage,

- dsactivation,- polissage.

Les btons sont multiples en fonction de louvrage et des exigences.

LES BTONS


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LE BTIMENT

Le bton a sa place dans les btiments dhabitation (loge-ments), coles, hpitaux... aussi bien que dans lesconstructions lies lactivitprofessionnelle (usines, ate-liers, commerces, bureaux) ou dans des ralisationsdiverses (socio-culturelles, sportives ou de loisir...).

Ses qualits lui permettent de rpondre aux exigences desdiffrentes parties de la construction :

structure enveloppe plancher couverture

Le bton fait partie de notre cadre de vie.Performances et souplesse demploi permettent au bton dtre prsent

dans tous les domaines du btiment et des travaux publics.

LES TRAVAUX PUBLICS

Les pontsLes progrs tech-niques, et en parti-culier lvolution descaractristiques dubton, permettent deraliser des portesa tte ig na nt 8 00 mpour les ponts hau-banns.

Les tunnelsPour les tunnels, lebton est soit coulen place, soit utilis

dans des voussoirsprfabriqus. Ceux-ci sont poss lavancement de la machine forer - letunnelier - et permettent de chemiser la galerie.

Les barragesLes grands barrages sont le plus souvent en bton per-mettant des implantations dans les sites les plus difficiles.

Les routesLa chausse btonprend une part deplus en plus importan-te dans les grandesvoiries routires et

autoroutires, grce au dveloppement de techniquesmodernes : bton armcontinu, dalle paisse, traitementde surface, ainsi que dans les pistes de chars et daro-dromes.Les voiries faible trafic montrent un regain dintrtpour les solutions bton, qui leur assurent durabilit etfaible cot dentretien.

Autres ouvragesIl faut galement citer les ouvrages hors du commun :structures offshore ou centrales nuclaires, dont les exi-gences requirent des btons aux caractristiques mca-niques et la durabilitleves.

LES BTONSDOMAINES DEMPLOI


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Bton arm Bton

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LE BTON COUL EN PLACECette solution, la plus dveloppe (plus de 70 % du btonconsomm), a bnficices dernires annes damliora-tions des techniques dlaboration du bton (bton prt lemploi) et de sa mise en uvre sur chantier : btonpomp, coffrages plus performants, plus srs et mieuxadapts aux besoins - banches, tables, coffrages tunnels,coffrages glissants. La qualit du bton sen trouve

amliore, ainsi que sa finition.Deux filires dlaboration du bton sont utilises.

La fabrication sur chantierLes outils de malaxage du bton vont de la btonnire la centrale de grande capacit suivant les exigences duchantier.

LE BTON PRFABRIQU La production industrialise de composants sest axe

depuis plusieurs annes sur les composants de struc-ture :- poteaux et poutres en bton prcontraint ou arm,- composants de faade,- lments pour planchers : prdalles, poutrelles, dalles

alvoles,

- dalles de couverture.

Deux domaines se sont plus particulirement dveloppsces dernires annes :des composants standardiss ne ncessitant pas de

moyens de manutention trop lourds : blocs, poutrelles,tuiles, pavs, tuyaux, lments de voiries ;

des lments en bton apparent dont la finition et laqualitexiges par lutilisateur ne sont que trs difficile-ment ralisables sur chantier.

Cette spcialisation, allant dans le sens de la qualit, apermis ces produits dtre plus comptitifs dans un mar-chdevenu plus difficile.

Le BPELappellation Bton Prt lEmploi (BPE) est rserveau bton prpar en usine dans des installations fixes(centrales) et transport jusquau lieu dutilisation dansdes camions malaxeurs (btonnires portes), ou dansdes camions bennes pour certains btons fermes.La production industrielle du BPE est un facteur de qualitdes produits, grce la gnralisation des btons nor-maliss produits en centrale. La norme XP P 18-305 quisapplique au bton prt lemploi distingue deux catgo-ries de btons : les btons caractres normaliss(BCN), les btons caractres spcifis (BCS) et intro-duit des spcifications pour les btons en fonction de len-vironnement de louvrage.Elle va dans le sens dune meilleure adquation du btonde louvrage raliser avec un environnement donn.

LES BTONSFILIRES DE RALISATION


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La formeLes coffrages et les moules de natures trs diverses per-mettent la ralisation de toutes les formes imagines,

grce la plasticitdu matriau.Les paramtres essentiels sont : la composition du bton, les moules et les coffrages, la mise en uvre.

Le bton offre aux constructeurs une varit dapparences qui permet denrichir aussibien larchitecture des constructions que les traitements esthtiques

des ouvrages les plus usuels.

Le bton dsactiv

La dsactivation consiste faire reparatre les granulats la surface du bton frais.

Le bton coul en placeColor ou non, il se marie parfaitement avec les autrestypes de bton.

Les dalles et pavs en bton prfabriquLeurs formes et leurs couleurs varies sharmonisent aveclenvironnement.

La teinteLa teinte du parement est apporte par les composants dubton. Gris ou blanc, le ciment, mlangaux lments les

plus fins du sable (les fines), donne au bton brut dedmoulage sa teinte de fond. Elle peut tre modifie parlajout de colorants - oxydes mtalliques ou ventuelle-ment pigments de synthse - en donnant la prfrenceaux colorants naturels.

Les paramtres essentiels sont : les ciments, les gravillons, les sables, les colorants.

LaspectLa surface peut tre lisse ou rugueuse, comporter descreux et des reliefs, reproduire des motifs dcoratifs.Les dispositions adoptes lors du moulage ou de la mise

en uvre, les traitements de surface avant ou aprsdmoulage, crent une varitinfinie daspects qui serontaccentus par la lumire : les btons bruts de dcoffrage, les traitements de surface,

- le lavage, - le polissage,- le sablage, - la dsactivation,- le grsage, - le dcapage l acide .

LES BTONSMATIRE DAPPARENCE ET DESTHTIQUE

MATIRE DE LAMNAGEMENT URBAIN


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Bton arm Bton

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CIMENTS ET LIANTS

NF EN 197-1 (2001) - Ciment Partie 1 : composition,spcifications et critres de confor-mitdes ciments courants

NF P 15-302 (1995) - Liants hydrauliques - Ciments usage tropical - Composition, sp-cifications et critres de conformit

NF P 15-307 (2000) - Liants hydrauliques - Ciments maonner - Composition, spcifi-cations et critres de conformit

NF P 15-311 (1996) - Chaux de construction

NF P 15-314 (1993) - Liants hydrauliques - Cimentprompt naturel

BTONS

FD P 18-011 (1992) - Classification des environnementsagressifs

XP P 18-305 (1996) - Bton prt lemploi

NF P 18-405 (1981) - Btons - Essais dinformation -Confection et conservation desprouvettes

FD P 18-503 (1989) - Surfaces et parements de bton -lments didentification

FD P 18-504 (1990) - Bton - Mise en uvre des btons

de structure

NF P 98-303 (1988) - Pavs en bton

XP P 98-307 (1996) - Dalles en bton pour revtementsde sols extrieurs ou assimils

XP P 98-335 (1993) - Mise en uvre des pavs et dallesen bton, des pavs en terre cuiteet des pavs et dalles en pierrenaturelle

NORMES CIMENTS BTONS

NF P 15-315 (1991) - Liants hydrauliques - Ciment alumi-neux fondu

FD P 15-316 (1991) - Liants hydrauliques - Emploi duciment alumineux fondu en l-ments de structure

NF P 15 317 (1995) - Liants hydrauliques - Ciments pourtravaux la mer

NF P 15-318 (1998) - Liants hydrauliques - Ciments teneur en sulfures limite pourbton prcontraint.

XP P 15-319 (1995) - Liants hydrauliques - Ciments pourtravaux en eaux haute teneur ensulfates


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DOCUMENTS RGLEMENTAIRES

NORMES ET FASCICULES DU CCTG APPLICABLES AUX MARCHS PUBLICSDE TRAVAUX DE GNIE CIVIL

Fascicule 25 - Excution des corps de chausses

Fascicule 28 - Excution des chausses en bton deciment (2001)

Fascicule 29 - Travaux, construction, entretien des voies,places et espaces publics, pavs et dalles en bton ou enroche naturelle

Fascicule 62 (Titre I, Section I) - Rgles techniques deconception et de calcul des ouvrages et constructions enbton armsuivant la mthode des tats limites (BAEL 91)

Fascicule 62 (Titre I, Section II) - Rgles techniques deconception et de calcul des ouvrages et constructions enbton prcontraint suivant la mthode des tats limites(BPEL 91)

Fascicule 65 A - Excution des ouvrages en bton armou en bton prcontraint par post-tension

Fascicule 65 B - Excution des ouvrages de gnie civil defaible importance en bton arm

NF P 98-115 (1992) - Assises de chausses - Excutiondes corps de chausses

NF P 98-116 (1991) - Assises de chausses - Graveciment

NF P 98-128 (1991) - Assises de chausses - Btonscompacts routiers et graves traitesaux liants hydrauliques et pouzzo-lamiques hautes performances

NF P 98-170 (1992) - Chausses en bton de ciment -Excution et contrle

NORMES ET DTU APPLICABLES AUX MARCHS PUBLICSDE TRAVAUX DU BTIMENT

XP P 11-211 (DTU 13.11) - Fondations superficielles

XP P 11-212 (DTU 13.2) (1992) - Fondations profondespour le btiment

NF P 11-221 (DTU 14.1) (1993) - Travaux de btiment -Travaux de cuvelage

XP P 10-202 (DTU 20.1) (1994) - Parois et murs en maon-nerie de petits lments

NF P 10-203-1 et 2 (DTU 20.12) (1993) - Conception dugros-uvre en maonnerie des toitures destines rece-voir un revtement dtanchit

NF P 18-201 (DTU 21) (1993) - Travaux de btiment -Excution des travaux en bton

NF P 10-210-1 et 2 (DTU 22.1) (1993) - Murs extrieurs enpanneaux prfabriqus de grandes dimensions du typeplaque pleine ou nervure en bton ordinaire

NF P 18-210 (DTU 23.1) (1993) - Murs en bton banch

NF P 15-201-1 et 2 (DTU 26.1) (1993) - Enduits aux mortiersde ciments, de chaux et de mlange pltre et chaux arienne

NF P 14-201-1 et 2 (DTU 26.2) (1993) - Chapes et dallesbase de liants hydrauliques

NF P 84-204-1 (DTU 43.1) (1994) - Travaux dtanchitdes toitures - Terrasses avec lments porteurs en maon-nerie (CCT)

NF P 84-205-1 (DTU 43.2) (1993) - tanchitdes toituresavec lments porteurs en maonnerie de pente 5% (CCT)


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Bton arm Bton

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BIBLIOGRAPHIE (SLECTION)ATILH : Les btons, bases et donnes pour leur formula-tion, Eyrolles, 1996.

ATILH : La durabilit des btons, Presses de lcoleNationale des Ponts et Chausses, 1992.

ATILH : Guide pratique pour lemploi des ciments, Eyrolles,1998.

BARON J., SAUTEREY R., (diteurs), Le bton hydrau-lique, Presses de lENPC, 1982.

CIMBTON : Fiches techniques (34) - Le ciment, lesbtons et leurs applications.

CIMBTON : Collection technique catalogue sur demande.

CIMENTS FRANAIS : La fabrication du ciment,Eyrolles, 1993.

YVES MALIER : Les btons hautes performances, dumatriau louvrage, Presses de lcole Nationale desPonts et Chausses, 1990.

VENUAT M., La pratique des ciments, mortiers et btons,tome 1 : Caractristiques des liants et des btons, Mise enuvre des coulis et mortiers, (2me dition), Editions duMoniteur, 1989.

ORGANISMES PROFESSIONNELSATILH - Association Technique de Ilndustrie des LiantsHydrauliquesTl. 01 55 23 01 30 - Fax 01 49 67 10 46

CIMBTON - Centre dinformation sur le ciment et sesapplicationsTl. 01 55 23 01 00 - Fax 01 55 23 01 10

SFIC - Syndicat Franais de llndustrie CimentireTl. 01 55 23 01 23 - Fax 01 55 23 01 24

Adresse des trois organismes :7, place de la Dfense

LA DFENSE 492974 Paris-la-Dfense Cedex

EN SAVOIR PLUS


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2.7 Fabrication manuelle des btons et mor-tiers

LES MATRIAUX

LES LIANTS HYDRAULIQUES 2 LES GRANULATS 4 LEAU DE GCHAGE 7 LESADJUVANTS 8

LES MORTIERS

LES MORTIERSDE CIMENTS 9

LES MORTIERSDE CHAUX 10 LES MORTIERS BTARDS 10 LES MORTIERS DE HOURDAGE DE MAONNERIE 10 LES MORTIERSPOUR ENDUITS 11 LES MORTIERSPOUR CHAPES 16 LES MORTIERSPOUR SCELLEMENTS 16

LES BTONS

LES DIFFRENTSTYPES DE BTONS 18 LA PRPARATION DES CONSTITUANTS 21 LE MALAXAGE 23 LES DIFFRENTSASPECTS DU BTON 24 LA MISE EN UVRE ET LES COFFRAGES 25 LES PRCAUTIONS PRENDRE 26 LES BTONNAGES SPCIAUX 28 LES MORTIERS INDUSTRIELS 31 LES BTONS ET LES MORTIERS PRTS LEMPLOI 32

1

Sommaire


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Bton arm Fabrication . . .

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LES LIA NTS HY DRA ULIQUESLes liants hydrauliques sont des produits ayant la proprit de durcir aucontact de leau,et qui aprs durcissement conservent leur rsistanceet leur stabilit mme sous leau.Ce sont des matriaux qui fontlobjet de fabrications industrielleset de contrles garantissant leurconformit aux normes.

La conformit est atteste par lamarque NF - liants hydrauliquesappose sur les sacs.

Les ciments les plus usuels fontlobjet de la norme NF P 15-301 Liants hydrauliques CIMENTS COU-RANTS, composition,spcifications et critres de conformit,ils sontsubdiviss en cinq types selon la nature et la proportion des constituants :

LES MAT RIAU X

2

LES MAT RIAU X


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L E S M A T R I A U X

Les ciments blancs sont des ciments de ces familles, leurs conditionsdutilisation sont les mmes que celles des ciments gris.

Dautres ciments font lobjet de normes spcifiques,notamment :

Ciments Portland CPA - CEM I

Ciments Portland composs CPJ - CEM II/A ou B

Ciments de haut-fourneauCHF - CEM III/A ou BCLK - CEM III/C

Ciments pouzzolaniques CPZ - CEM IV/A ou B

Ciments au laitieret aux cendres CLC - CEM V/A ou B

Ciment prompt naturel CNP,norme NF P 15-314

Ciment alumineux fondu CA,norme NF P 15-315

Ciment maonner CM,norme NFP 15-307

Ciment naturel CN,norme NF P 15-308


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Pour certains ouvrages particuliers,des caractristiques complmen-taires peuvent tre requises ;les ciments concerns font lobjet denormes spcifiques;selon les cas on utilisera :

En milieux agressifs :

des ciments pour travaux la mer (PM) (NF P 15-317),des ciments pour travaux en eaux haute teneur en sulfates(ES) (P 15-319) ;

Pour le btonnage en grande masse :

des ciments faible chaleur dhydratation initiale (CP) (NF P15-318).

Les liants ragissent avec leau et doivent donc tre protgs delhumidit pendant leur stockage en les conservant dans un endroit sec ;les sacs doivent tre isols du sol (stockage sur des palettes parexemple).

LES GRA NULATSLes granulats entrant dans la composition des mortiers et btons sontdans lensemble des grains minraux appels fines,sables,gravillons,cailloux ou graves,suivant leurs dimensions comprisesentre 0 et 80 mm.

Selon la norme de dfinition NF P 18-301,les granulats sont classsselon leurs dimensions :

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Ainsi que les chaux hydrauliques :

Chaux hydrauliques naturelles XHN,norme NF P 15-310

Chaux hydrauliques artificielles XHA,norme NFP 15-312


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LES SA BLES

Granulomtrie

Un sable de bonne granulomtrie doit contenir la fois des grains fins,moyens et gros.Les grains fins se disposent dans les intervalles entre lesgros grains pour combler les vides.

Le mortier obtenu est ainsi plus rsistant et dune meilleure compacit.

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DIMENSIONS DES GRANULATS

d - dimension D - dimensionDsignation des grains des grains

les plus petits les plus gros(mm) (mm)

Fines 0/D 0 0,08Sables 0/D 0 6,3

Gravillons d/D 2 31,5

Cailloux d/D 20 80

Graves d/D 6,3 80


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Certains sables sont viter,notamment les sables lapin,gnrale-ment trs fins,les sables crus qui manquent de fines et les sables dedunes ou de mer qui contiennent des sels nfastes pour les constituantsdes ciments.

Propret

Les granulats,et en particulier le sable utilis pour la fabrication des

mortiers et des btons,doivent tre propres.La premire preuve faire subir au sable,la plus simple,consiste enprendre une poigne et le frotter entre les mains.Si le sable laisse unetrace colore,cest quil contient des impurets.

Il convient alors de le laver,en vitant cependant dentraner la fractionfine du sable.En cas dexigence particulire, la proportion dimpurets(boues et matires organiques) peut galement tre contrle par unlaboratoire.

Foisonnement du sable

Tous les dosages pondraux ou volumtriques,aussi bien pour les mor-tiers que pour les btons,sont indiqus pour des granulats secs.

Or,sur chantier,les sables sont humides.Leau produit un foisonnement,cest--dire une augmentation apparente de volume dont il faudra tenircompte dans les dosages volumtriques.

Dans les tableaux qui traitent des diffrentes compositions des mortierset btons,nous indiquons un dosage avec du sable sec et un dosage avecdu sable humide,correspondant un foisonnement denviron 20 %.

LES GRAVILLONS

Les matriaux les plus usuels pour les mortiers et btons sont doriginealluvionnaire (dits rouls),semi-concasss ou concasss de roches massives.

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Granulomtrie

Les gravillons 5/20 que lon trouve chez les ngociants en matriaux ontune granulomtrie adapte la composition des btons.

Il nen est pas de mme pour les tout-venants de rivire ou de carrire.Gnralement,ces matriaux possdent ou trop ou pas assez dl-ments fins (sables),ainsi que des cailloux,ce qui les rend impropres lusage pour des btons en lvation.

Propret

De mme que pour les sables, les gravillons doivent tre propres.Ils ne doivent contenir ni argile,ni matires terreuses,ni poussires pro-venant du concassage.

En effet,si la surface des gravillons est sale, ladhrence avec les cristauxhydrats du ciment est mauvaise.

LEAU DE GCHAGE

Ncessaire lhydratation du ciment,elle facilite aussi la mise en uvredu bton ou du mortier (effet lubrifiant) dans la mesure o on nabusepas de cette influence par un excs deau qui diminue les rsistances etla durabilit du bton.

Leau doit tre propre et ne pas contenir dimpurets nuisibles (matiresorganiques,alcalis).Leau potable convient toujours.Le gchage leau de

mer est viter, surtout pour le bton arm.Les caractristiques des eaux requises pour la confection des mortierset des btons sont prcises dans la norme NF P 18-303.

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LES A DJUVANTS

Les adjuvants sont de plus en plus utiliss.Ils modifient les proprits desbtons et des mortiers auxquels ils sont ajouts (en faible proportion :


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LES MO RT IERSLES MO RT IERS

Dans toute construction,il est indispensable de runir entre eux les dif-

frents lments (blocs de bton,briques,moellons,etc.) au moyen dunmortier de ciment ou de chaux qui a pour rle :

de solidariser les lments entre eux ;

dassurer la stabilit de louvrage ;

de combler les interstices entre les blocs de construction.

Le mortier est obtenu par mlange dun liant chaux ou ciment ,desable,deau et ventuellement dadjuvants.

LES MORTIERS DE CIMENTS

Les mortiers de ciments, trs rsistants, prennent et durcissent rapidement.De plus,un dosage en ciment suffisant les rend pratiquement impermables.


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LES MORTIERS DE CHAUX

Les mortiers de chaux sont gras et onctueux.Ils durcissent plus lente-ment que les mortiers de ciments.

LES MORTIERS B TA RDS

Le mlange de ciment et de chaux permet dobtenir conjointement lesqualits de ces deux liants.Gnralement,on utilise la chaux et le cimentpar parties gales,mais on mettra une quantit plus ou moins grande delun ou de lautre suivant lusage et la qualit recherche :

LES MORTIERS DE HOURDAGE

DE MAONNERIE

On utilise des sables dont les grains les plus gros nexcdent pas5 mm.Le dosage le plus usuel est de 1 volume de liant (chaux hydrau-lique,ciment ou mlange des deux) pour 3 volumes de sable.

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La quantitdeau, qui joue un rle important,ne peut tre fixe

a priori.En rgle gnrale, on adopte une valeur voisinede la moitidu poids de liant, qui peut nanmoins tre rduite

lorsquon utilise un plastifiant.

plus grande plasticit plus de chaux

plus grande rsistance plus de ciment


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Premire couche dit e gobet is

Fonct ion :assure ladhrence de lenduit au support.

Composit ion :500 600 kg de ciment par m3de sable 0/3 mm.

Le ciment de type CPA - CEM I ou CPJ - CEM II est de classe 32,5

ou 42,5 (la classe 52,5 et les ciments de classe R sont viter).

Le sable doit comporter peu dlments fins (sable dit rche ou creux).

Deuxime couche ou corps denduit

Dlai dapplication aprs ralisation de la premire couche :au moins

48 heures.Fonct ion :impermabilisation de la faade, planit.

Composit ion :voir tableau joint, fonction du liant utilis.

M ise en uvre :aprs rhumidification du gobetis (viter quil ruisselle),


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LE BTIMENT

Le bton a sa place dans les btiments dhabitation (loge-ments), coles, hpitaux... aussi bien que dans lesconstructions lies lactivitprofessionnelle (usines, ate-liers, commerces, bureaux) ou dans des ralisationsdiverses (socio-culturelles, sportives ou de loisir...).

Ses qualits lui permettent de rpondre aux exigences desdiffrentes parties de la construction :

structure enveloppe plancher couverture

Le bton fait partie de notre cadre de vie.Performances et souplesse demploi permettent au bton dtre prsent

dans tous les domaines du btiment et des travaux publics.

LES TRAVAUX PUBLICS

Les pontsLes progrs tech-niques, et en parti-culier lvolution descaractristiques dubton, permettent deraliser des portesa tte ig na nt 8 00 mpour les ponts hau-banns.

Les tunnelsPour les tunnels, lebton est soit coulen place, soit utilis

dans des voussoirsprfabriqus. Ceux-ci sont poss lavancement de la machine forer - letunnelier - et permettent de chemiser la galerie.

Les barragesLes grands barrages sont le plus souvent en bton per-mettant des implantations dans les sites les plus difficiles.

Les routesLa chausse btonprend une part deplus en plus importan-te dans les grandesvoiries routires et

autoroutires, grce au dveloppement de techniquesmodernes : bton armcontinu, dalle paisse, traiteme

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