Fascicule-4-Formulation

7/24/2019 Fascicule-4-Formulation

1/41

ersion 2010

Formulation

des

Btons Projets

Comit Technique Asquapro


2/41


3/41

Fascicule Formulation page 4 Version D 2010

ASQUAPRO Comit Technique

3.2.2. Sables ..................................................................................................................... 21

3.3Fibres ........................................................................................................................... 213.3.1 Teneur en fibres ...................................................................................................... 223.3.2 Prcautions .............................................................................................................. 22

3.4Adjuvants et additions pour bton projet .................................................................. 223.4.1 Dfinition, mise en uvre et normalisation ............................................................ 223.4.2 Quel adjuvant employer ? ....................................................................................... 22

3.4.2.1.Cas des acclrateurs .......................................................................... 23

3.4.2.2. Quelle famille de produit ? ................................................................ 23

3.4.2.3.Quel produit dans la famille ? ............................................................. 26

3.4.2.4.Ne pas oublier que .............................................................................. 26

3.5Leau ............................................................................................................................ 26

4 BETONS ADAPTES A DES BESOINS SPECIFIQUES ............................................. 274.1Btons mis en uvre par temps chaud ou temps froid .............................................. 27

4.1.1 Gnralits .............................................................................................................. 274.1.2

Les consquences de la chaleur .............................................................................. 27

4.1.2.1Sur le bton frais (avant prise) ............................................................. 27

4.1.2.2Sur le bton au jeune ge (aprs le dbut de prise) .............................. 27

4.1.3 Rgles retenir par temps chaud ............................................................................ 29

4.1.4 Rgles retenir par temps froid .............................................................................. 30

4.2Btons prise et/ou durcissement rapide ................................................................... 304.2.1 Gnralits .............................................................................................................. 304.2.2 Les besoins ............................................................................................................. 31

4.2.3 La classification ...................................................................................................... 31

4.2.4 Comment les obtenir ? ............................................................................................ 31

4.2.5

Les acclrateurs ..................................................................................................... 314.2.6

Les ciments rapides ................................................................................................. 32

4.2.7 Rgles de formulation ............................................................................................. 33

4.2.7.1rgles gnrales .................................................................................... 33

4.2.7.2dosages ................................................................................................. 33

4.2.7.3exigences .............................................................................................. 33

4.2.8 Rle de la temprature ..................................................................................... 33

4.3Btons rsistant au gel-dgel ...................................................................................... 344.4Btons hautes performances .................................................................................... 34

5 BETONS DE SABLE ....................................................................................................... 34

6 REFERENCES CITEES DANS LE FASCICULE ...................................................... 357 ANNEXE .......................................................................................................................... 36

Fuseaux AFTES et AFNOR .................................................................................................. 37

Note Asquapro du 21 juin 2010 ............................................................................................ 38Utilit des fuseaux granulaires des mlanges projeter ................................................... 38

Modifications proposes par Asquapro .............................................................................. 38Prise en compte de la srie de tamis des normes europennes ......................................... 38Modification de la forme des fuseaux .............................................................................. 39

Fuseaux proposs par ASQUAPRO .................................................................................... 40


4/41



11 IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN

La meilleure formulation ne donnera toute sa mesure que si le bton est projet par unoprateur qualifi. Pour s'en assurer, l'ASQUAPRO recommande d'exiger des porte-lances

certifis et renvoie pour cela la rubrique formation-certification de son site Internetwww.asquapro.com . Ce prliminaire est essentiel car la mise en uvre a une grande influence surles performances du bton projet, bien plus encore que pour les btons couls. Nous nereviendrons plus sur ce sujet dans la suite de ce document.

La technologie de mise en uvre du bton par projection comporte quatre tapes, ayant chacune leurs

exigences propres vis--vis du mlange :

1re

tape : fabrication du mlange ; elle peut tre ralise en usine (pour les mlanges secs), en

centrale BPE ou in-situ selon les exigences relatives la cadence du chantier ou la prcision de la

composition raliser.

2me

tape : passage en machine ; le mlange doit tre formul de manire scouler facilement dans

le corps de la machine.

3me

tape : transfert du mlange depuis la machine jusqu la lance ; limportant est alors que le

mlange passe dans le conduit sans provoquer de bouchon tout en ayant des proprits rhologiques

adaptes en sortie de lance.

4me

tape : projection du mlange ; elle doit garantir dune part la bonne tenue du bton sur le support

avec les caractristiques mcaniques demandes et dautre part le minimum de pertes de matriaux.

Pour la voie mouille, la formulation est conditionne par la pompabilit. On peut largement sinspirer

des mthodes utilises pour la formulation des btons couls pomps mais il est ncessaire dintgrer

les contraintes de tenue du bton frais sur le support. La formulation doit tenir compte de la longueur

et du diamtre de la conduite.

Par contre, pour la voie sche, la formulation est principalement fonde sur lexprience.

Vous ne trouverez pas, dans ce document, de compositions prtes lemploi types qui risqueraient

dinduire en erreur un lecteur nophyte. En effet, la diversit des paramtres (lis aux matriels, aux

matriaux, la projection ou aux spcificits du chantier) et leur influence sur la formulation

constituent un ensemble complexe qui doit tre pris en compte, pour chaque cas, dans la recherche

dune formulation adapte la mise en uvre et aux caractristiques finales attendues.

Les spcifications sur les matriaux et la composition sont prcises dans le but dtre incorpores

dans les spcifications et articles dun C.C.T.P. pour travaux de bton projet.

Ce fascicule part du principe que le choix de la mthode de projection (voie sche ou voie mouille) adj t fait (voir fascicule mise en uvre ). Les principes de composition pour les deux mthodes

sont dvelopps sparment (pour faciliter la lecture, on a fait apparatre en bleu le texte relatif la

voie mouille). On aborde successivement la composition des btons dutilisation courante, les

constituants, puis la composition des btons projets adapts des besoins spcifiques. Le cas des

btons de sable n'est pas trait ici ; on renvoie la norme NF P 18-500 de juin 1995, issue du projet

national SABLOCRETE.


5/41



22 CCOOMMPPOOSSIITTIIOONNDDEESSBBEETTOONNSSPPRROOJJEETTEESSCCOOUURRAANNTTSS

2.1Gnralits

La composition des btons projets doit imprativement prendre en compte les modes de transfert etde mise en uvre spcifiques chaque mthode de projection :

Pour la voie sche, le mlange, sec ou faible teneur en eau, doit avoir une consistance

pulvrulente pour permettre le passage en machine et le transfert par lair comprim jusqu la

projection sur le support. Le compactage obtenu par la vitesse en sortie de lance permet la mise en

place dun bton consistance ferme tenant sur le support, mme sans adjuvant. Par contre, ce

compactage gnre des rebonds et des pertes, lis la force dimpact des matriaux sur le support.

La formation au contact du support dune couche compose des lments fins du mlange, ds le

dbut de la projection, caractrise laptitude de la projection voie sche lobtention dune liaison

de type cohsive. Il est rappel que ce processus na pas dquivalent en projection voie mouille.

Sachant que cest principalement la quantit de ciment prsente dans cette couche qui conditionne

la force de la liaison, cela impose de respecter un dosage minimum de ciment lors de llaborationde la formule, sans toutefois tre excdentaire.

Pour la voie mouille, le mlange est formul pour tre pompable, en machine et jusqu

lextrmit de la conduite de transfert (voir fascicule mise en uvre ). La tenue du bton sur le

support sapparente du collage , le critre de pompabilit nest donc pas suffisant et une

contrainte de formulation est que le bton frais ne doit pas saffaisser une fois en place. Pour cela,

lutilisation dun adjuvant raidisseur en sortie de lance est quasi obligatoire. Toutefois cet adjuvant

ne doit pas perturber la bonne mise en place du bton, en particulier le bon enrobage desarmatures, ni affaiblir les caractristiques mcaniques du bton.

L'ASQUAPRO propose dinterdire tout usage dagents raidisseurs base de silicates

alcalins (les aluminates tant dj interdits) car, outre leur effet nfaste sur lescaractristiques du bton, ils prsentent des risques graves pour la sant et l'environnement.Cette interdiction doit tre formule explicitement dans les pices crites des marchs.

2.2Co!osition "#s $tons !ro%#ts !ar &oi# s'()#

2.2.1 problmatique

La composition d'un mlange destin tre projet par voie sche se limite une optimisation en vue

de rduire les pertes lors de la projection. Lapproche est simple car la composition accepte des carts

importants comme le montre une tude suisse ralise par Pitro TEICHERT. Cette tude rassemble et

superpose toutes les courbes granulaires valides par les experts en bton projet, les porte-lancesexpriments ou certains fabricants de machine. On obtient alors un faisceau de largeur considrable

(cf. graphique ci-dessous).


6/41



Tamisats(%)

0,

160

0,

315

0,

63

1,

25

2,5

5

8

10

12,5

16

Cette multiplicit d'approche possible vient du fait que la mthode de projection par voie sche

autorgule la rpartition granulaire du bton en place par le jeu des pertes, plus ou moins importantes.

En considrant tous ces lments, on comprend pourquoi les recommandations actuelles sont fondes

sur des donnes empiriques et des constatations de chantier.

Les pertes gnres lors de la projection font que la composition du bton effectivement mis en place

est diffrente de celle du mlange initial. Cest ce niveau que rside la particularit dlaborationdune composition de bton projet par voie sche.

100

90

limit e

80 infrieure

limit e

70 suprieure

mlange

60

bt on

50

pert es

40

30

20

courbes gr anulaires d'un mlange rel projet par voie s che, du bton et des pertes

10

0

Tam i s (m m )

Document extrait du travail de thse de S.GEROMEY montrant la comparaison granulaire

du mlange avant introduction en machine et aprs projection, ainsi que celle des pertes.

Les mthodes classiques de formulation des btons couls nincluent pas ces pertes et ne sont donc pas

adaptes.

Les pertes ont pour consquence un appauvrissement en gros granulats et donc un enrichissement en

lments fins.


7/41



Epaisseur de la couche projete

Document de 1981 extrait du livre de C. Resse et M. Vnuat montrant lenrichissement de la teneur en cimenten fonction de lpaisseur de la couche projete (teneur en ciment maximale contre la surface rceptrice)

La composition nest pas le seul facteur influenant la quantit de pertes ; les autres paramtres sont

nombreux et variables sur un mme chantier. Ils sont lis :

au mlange :nature et forme des granulats

propret et teneur en fillers des sables

la projection :dbit et vitesse de sortie du mlange (pression dair)

pression de leau la lance

aux contraintes du chantier :rigidit du support

paisseur de la couche raliser

densit du ferraillage

lhabilet et lexprience des oprateurs de projection :distance lance-paroi

angle dincidence du jet de projection par rapport au supportrgularit du mouvement

dosage en eau.

Ces paramtres sont matrisables par la comptence des porte-lances et ladaptation du matriel de

projection. La part des pertes lies la formulation peut donc tre rduite de faon importante sachant

quun minimum de pertes estimes entre 15 et 20% sur une paroi verticale est indispensable

lobtention de la compacit du bton. Il est judicieux dlaborer une composition optimise. Le faible

cot dun mlange ne doit pas tre le seul critre de choix. Un mlange non optimis qui passe

gnralement en machine va produire une quantit de pertes importantes ce qui fait quau final le cot

du bton sur le support sera trs largement suprieur au cot du produit introduit en machine. On ne

fait pas dconomie en achetant de mauvais matriaux.


8/41



2.2.2 courbe granulaire des granulats

Cest la premire tape de la formulation. Lopration consiste dfinir la proportion des diffrents

granulats (sables et graviers) pour obtenir une courbe granulaire en accord avec les fuseaux qui

figurent dans les recommandations de lAFTES [TOS 117], dans la norme NF P 95-102 et depuis

2010, avec les fuseaux Asquapro, donns en annexe au prsent fascicule. Ces fuseaux ont t modifis

pour tenir compte du remplacement du tamis de 0,080 mm par celui de 0,063 mm dans les normes

europennes et des retours d'expriences sur plus de 30 ans concernant la forme des fuseaux entre lesabscisses 0,5 1,5 mm.

Fuseau de rfrence

Ces fuseaux fixent les limites hautes et basses qui rsultent du savoir-faire et de lexprience. Les

caractristiques granulaires des matriaux disponibles ne le permettent pas toujours, cependant il est

recommand dtudier la formulation pour obtenir linscription de la courbe dans les limites du fuseau

entre la coupe au tamis 0.315 et la coupe : 6mm pour D max = 8 ; 8 mm pour D max = 10 mm ; 10

mm pour D max = 12,5 mm ; 12,5 pour D max = 16 mm et 16 mm pour D max = 20 mm. La courbe

granulaire obtenue doit tre la plus continue possible.

Dimension du plus gros granulat

Pour le bton projet par voie sche, il est courant dutiliser un D max de 8-10 mm, voire

exceptionnellement jusqu' 20 mm grand maximum.

Le diamtre des tuyaux impose de respecter la rgle empirique : D max D tuyau / 3 x 1,2 [Resse]

pour viter la formation de bouchon.

Lpaisseur projeter et la densit darmatures sont galement considrer dans le choix de D max.


9/41



Remarques sur le rapport Sable/Gravillons (S/G)

Le rapport pondral S/G permet de caractriser la courbe granulaire du mlange de granulats.

Laugmentation du rapport S/G implique :

une diminution des rsistances, un retrait plus important,

des pertes moins leves.

Le choix de la valeur du rapport S/G est un compromis entre les rsistances et les pertes, lorsque la

fissuration nest pas prjudiciable. Mais ce rapport nest pas suffisant et il est indispensable dtudier

la courbe granulaire du mlange de granulats.

Exemple de S/G daprs les fuseaux granulaires de la norme NF P 95-102 et les recommandations de

lAFTES.

Mlange

granulaire dediamtre

maximum

gal

S*/G

Valeurinfrieure du

rapport

Valeur suprieuredu rapport

8 mm 3,54 7,33

10 mm 3 6,6

12,5 mm 1,85 4,26

16 mm 1,22 2,22

20 mm 1 1,9

*attention, dans ce tableau, la limite sable/gravillon est fixe 5 mm alors quelle est 4 mm

selon la norme NF EN 12 620.

En complment du S/G, la valeur d/D max avec d = D max /2 est pertinente. En effet lexprience a

montr quen la fixant sur la limite infrieure du fuseau granulaire recommand voire lgrement en

dessous, on obtient trs souvent un bon passage du produit pulvrulent dans la machine et un bon

compactage tout en limitant les pertes. Cela veut dire que la partie sable du mlange granulairedoit aussi tre de manire prfrentielle le plus prs possible de la limite basse du fuseau.

2.2.3 optimisation des lments fins

Sous la dnomination lments fins on entend tous les lments de taille strictement infrieure

80 m : le ciment, galement les fillers, la fume de silice, les cendres volantes et les fines du sable.

La composition dfinir est celle du mlange avant passage en machine, lajout en ciment apporte un

complment en lments fins infrieurs 80 m.

Ces lments fins ont un rle primordial lors de la mise en uvre (cf. fascicule mise en uvre

paragraphe 2.2.3).

Un fort pourcentage dlments fins rduit les pertes par rebonds, augmente les effets du retrait et

rduit le module dYoung du bton. Il prsente un risque de colmatage au niveau de la machine et des

tuyaux.

Les pertes tendent rguler le dosage en fines : un mlange initialement sous-dos en fines va

senrichir en lments fins lors de la projection grce aux pertes en lments plus grossiers. Par contre,

si le mlange initial est dj trs riche en fines, les pertes seront limites et il y aura peu


10/41



TAMISATS

#n

*

denrichissement en fines. Le ciment constituant la plus grosse partie des lments fins, le bton

projet par voie sche ne peut pas tre sous-dos en ciment.

La norme NF P 95-102 prconisait une teneur en lments fins comprise entre 17 et 23%. Cette normeindiquait un dosage minimum en ciment de 280 kg/m3 et un pourcentage de passant 80 msuprieure ou gale 17% en poids du mlange. Ces valeurs taient prendre avec prcaution car 280

kg/m3 reprsentent seulement 13% pour la part du ciment. La norme europenne impose dsormais unminimum de 300 kg/m

3.

Lexprience montre que le pourcentage de passant 63 m doit tre compris entre 21 et 23 % et que

la part du ciment ne doit pas tre infrieure 17%. Cela correspond un dosage minimum en ciment

pouvant varier (en fonction des masses volumiques respectives du ciment et des granulats), entre 330

et 380 kg pour une quantit de matire sche ncessaire lobtention dun mtre cube de bton

compact, sans pertes. Cela correspond environ 165 - 180 kg de ciment par tonne de mlange sec.

Graphique montrant le fuseau Afnor 0/8 mm (courbes grises), la courbe du mlange sec(prlev dans un big bag) et la courbe du bton en place daprs lanalyse du bton frais

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

aprs projection

fuseau AFNOR

mlange sec

mailles des tamis en mm

Analyses faites sur le chantier en 1997 sur le mlange sec et sur les prlvements de bton frais raliss au titre du contrle externe

concernant les travaux de rparation aprs lincendie dans le tunnel sous la Manche ( cette poque le tamis de 0.080 tait utilis).

2.2.4 paramtres doptimisation

A partir des paragraphes prcdents et de lexprience, on peut dfinir des paramtres de formulation

pour loptimisation de ladhrence, la limitation du retrait et les caractristiques en compression :

Elments fins < 63 m : compris entre 21 22% avec un dosage ciment de 375 400 kg/m3

et 3 4% de fines

Module de finesse de la partie sableuse 0,16-5mm du mlange : compris entre 3,2 et 3,5.

Pour cette partie sableuse, la valeur de la masse entre deux tamis de la srie ne doit pas

excder 20 25%. Cela revient faire la courbe la plus continue possible.

Les formulations courantes sont effectues partir des ressources locales en granulats : les sables ne

prsentent pas toujours les caractristiques optimises ci-dessus. Gnralement on fait au mieux pour


11/41



corriger la courbe des sables. Ces valeurs de modules de finesse ne sont pas une obligation mais elles

conditionnent lobtention des rsistances exiges pour les btons de classe 40 MPa.

Les spcifications retenues pour le choix des ciments et des critres des granulats sont indiques au

paragraphe 3 Les constituants .

2.2.5 consistance

Le mlange ainsi formul compos de sable, de gravillons et de ciment et ventuellement dadditifs a

une consistance1

pulvrulente, ce qui ncessite de prendre en compte des critres de volume apparentet de densit du mlange.

Ces critres varient en fonction de la teneur en eau du mlange pulvrulent :

pour un mlange dshydrat, cas des produits distribus en sacs, big-bags ou silos, la densit

apparente est de lordre de 1750 kg/m3, soit un coefficient de foisonnement de 1,25.

pour un mlange lgrement humidifi par la teneur en eau des granulats, la densit apparente

est de lordre de 1450kg/m3, soit un coefficient de foisonnement de 1,5.

Ces paramtres ne sont pas sans influence :

les dbits des machines projeter sont donns par rapport la capacit volumique du

dispositif mcanique de distribution du mlange, cest un volume apparent qui est donn et qui

passe en machine. Pour les mlanges livrs partir dune centrale de bton prt lemploi, lquivalent du poids

de mlange malax pour un mtre cube de bton va occuper 1,5 m3

dans la cuve du camion

malaxeur, cest un volume apparent qui est livr, si vous commandez 4 m3

la centrale, vous

devez avoir environ 6 m3de mlange sur le chantier pour une teneur en eau de 3% 4%.

2.2.6 Additions

On attire lattention du formulateur sur les effets secondaires lors de la projection de lajout

dadditions de type fumes de silice ou fillers (risque de dfaut denrobage des armatures).

De plus, lemploi de fumes de silice augmente le retrait du bton, conduisant une fissuration

superficielle (voir fascicule mise en uvre ).

On se reportera si besoin au document dapplication nationale de la norme NF EN 206-1 qui prcise

toutes les normes relatives aux additions.

2.2.7 Adjuvants

Les adjuvants sont des composants qui semploient un dosage 5 % du poids du ciment. Au-del de

5 % on parle dadditions pour les btons couls.

La norme NF EN 206-1 renvoie lEN 934-2.

Pour les btons projets la norme NF EN 934-5 sapplique.

En rgle gnrale, les adjuvants sont peu employs en voie sche. Ils peuvent toutefois tre utiliss

pour des applications particulires dans lesquelles on souhaite augmenter lpaisseur des couches

projetes en une passe (projection en plafond ou en vote). Voir le paragraphe 3.4. Constituants .

1: Le terme consistance nest pas pris ici au sens du paragraphe 4.2.1 de la norme NF EN 206-1, dans lequel il

est prcis quil ny a pas de classe daffaissement correspondant aux btons consistance terre humide destin tre compact par un procd particulier (ici la projection).


12/41



2.2.8 fibres

La composition dun mlange avec introduction de fibres doit tenir compte des pertes en fibres lors dela projection ce qui conduit un surdosage qui est fonction du type de fibres. Ce type de composition

ne peut tre valid que par une preuve dtude.

Voir le paragraphe 3.4. Constituants et lannexe A de la norme NF EN 14 487-1.

2.2.9 Eau

Leau tant rajoute la lance de projection, elle nest prise en compte quen fonction du mode de

fabrication du mlange :

Mlange industriel sec prt lemploi, leau nest pas prise en compte lors de la formulation,

les granulats ayant une teneur en eau infrieure 0.5%,

Mlange B.P.E. ou centrale sur chantier, la teneur en eau est limite 5% des granulats

(pourcentage en poids).

Leau ajoute la lance, doit avoir les mmes qualits que leau de gchage dun bton coul.

Elle doit donc tre conforme la norme NF EN 1008 eau de gchage pour bton


13/41



2.+ Co!osition "#s $tons !ro%#ts !ar &oi# o,ill#

Le texte est en bleu pour viter les confusions avec la voie sche.

2.3.1 problmatique

La projection de bton par voie mouille doit concilier lantinomie qui caractrise cette technique : le

mlange plastique pompable doit tre quasi instantanment raidi pour pouvoir tenir sur le support.

Gnralement les mlanges sont formuls partir des ressources locales en granulats, tout le travail de

formulation consiste optimiser la courbe de la composition granulaire et faire un emploi judicieux

dadjuvants.

La formulation dun mlange projeter par voie mouille doit tenir compte de plusieurs critres :

pompabilit du mlange dans la machine, dans le conduit de transfert et dans la lance de

projection (malgr le faible diamtre et les interactions de lair et de lagent raidisseur),

projectabilit du mlange en limitant les pertes,

collage du bton sur le support,

caractristiques attendues compte tenu de lutilisation dun raidisseur ou dun acclrateur

qui peut induire des pertes de rsistances mcaniques moyen et long terme, voire dans les pires

cas, rduire le bton en poussire au bout dune vingtaine dannes !

Le point le plus problmatique reste la pompabilit du mlange. La moindre difficult de pompage

peut gnrer des troubles importants dans la cadence des travaux ; les bouchons, tant pnibles

vacuer, ncessitent le plus souvent beaucoup de manutention et peuvent entraner des consquences

sur la qualit en place. De ce fait, la composition doit tre soigneusement tudie et sa

reproductibilit parfaitement assure.

Les mthodes classiques de formulation des btons couls sont adaptes pour les btons projets par

voie mouille. Il faut nanmoins les complter pour tenir compte de la tenue du bton (collage) sur le

support qui ncessite lemploi quasi obligatoire dun adjuvant raidisseur ou activateur de prise.

Les pertes sont aussi prsentes (de lordre de 10 15%) mais ne modifient pas la composition finale

du bton.

Les paramtres influenant la pompabilit sont nombreux et variables sur un mme chantier. Ils sont

lis :

-au mlange :

composition, teneur en fines

nature et forme des granulats.

adjuvantation

type et quantit de fibres utilises,

-au transport :

distance

diamtre de conduite

trac de la conduite

- lenvironnement du chantier et la temprature ambiante


14/41



Les paramtres influenant la tenue sur le support sont nombreux et variables sur un mme chantier.

Ils sont lis :

- la projection :dbit et vitesse de sortie du mlange (pression dair),

choix du type de raidisseur et mode dintroduction

-aux contraintes du chantier :rigidit du support,

paisseur de la couche raliser,

densit du ferraillage,

- lhabilet et lexprience des ouvriers porte-lance et/ou pilote de robot :distance lance-paroi,

angle dincidence du jet de projection par rapport au support,

rgularit du mouvement.

Ces paramtres sont matrisables par une composition labore ncessitant lemploi dadjuvants etdadditions, par la comptence des oprateurs et ladaptation du matriel de projection.

Un emploi non matris des adjuvants ncessaires au raidissement a une incidence directe sur la

qualit finale du bton en terme de rsistance et de durabilit.

2.3.2 courbe granulaire

Lapproche est comparable celle dcrite pour la voie sche.

Fuseau de rfrence

Linscription de la courbe granulaire obtenue se fait comme indique pour la voie sche.

Dimension du plus gros granulat

Pour le bton projet par voie mouille il est courant dutiliser D max de 8 12mm et 16 mm tant

considr comme un maximum. Le choix de D max. dpend du type de machine utilis et des

possibilits de ressources locales. Il est considrer galement dans le choix de D max lpaisseur

projeter et la densit darmature.

Remarques sur le rapport S/GCe rapport nest pas suffisant pour caractriser une composition voie mouille. Il est indispensable

dtudier la courbe granulaire du mlange de granulats en tenant compte des critres de pompabilit et

lobtention dune compacit optimum. La dtermination du rapport S/G peut se faire par la mthode

Baron Lesage mais en intervenant judicieusement sur le dosage des lments fins.

2.3.3 Les lments fins

La composition dfinir est celle du mlange avant passage en machine, lajout en ciment apporte un

complment en lments fins infrieurs 63 m.

Sous la dnomination lments fins on entend tous les lments de taille infrieure 63 m : leciment, galement les fillers, la fume de silice, les cendres volantes et les fines du sable.


15/41



Ces lments fins ont un rle primordial lors de la mise en uvre (cf fascicule mise en uvre

paragraphe 223).

Lexprience pour un bton courant montre que le dosage minimum en ciment dans le mlange sec ne

doit pas tre infrieur 400 kg/m3. Un dosage infrieur 400kg/m

3peut tre utilis cela ncessite une

formulation plus labore au niveau des ajouts en lments fins.

2.3.4 paramtres doptimisation

A partir des paragraphes prcdents et de lexprience, on peut dfinir des paramtres doptimisation :

Dosage minimum en ciment de 400 kg/m3.

Module de finesse de la partie sableuse 0,16-5 mm du mlange infrieur 2,5 mm,

Pour cette partie sableuse, la valeur de la masse entre deux tamis de la srie ne doit pas

excder 20 25%. Cela revient faire la courbe la plus continue possible.

Chronologie de la dmarche pour obtenir la composition :

Etude du rapport S/G pour obtenir la compacit optimum,

Dfinir le dosage en lments fins (ciment, filler, fines du sable) pour la pompabilit.

2.3.5 consistance

La pompabilit conduit choisir une consistance correspondant une classe daffaissement de S3 S4.

Les consistances de classe daffaissement S1et S2 sont dun emploi trs dlicat. Celle-ci doit aussi treadapte au type de pompe et au diamtre de sortie. Pour tre pompable le bton doit avoir un aspect

gras et ne doit pas ressuer ni avoir de sgrgation. Dans tous les cas on aura recours des plastifiants

ou superplastifiants voire des retardateurs ou inhibiteurs de prise (stabilisateurs) et des entraneurs

dair.

En sortie de lance il convient de corriger la plasticit devenue excessive par lintroduction dun

raidisseur-acclrateur de prise.

2.3.6 Additions

Contrairement la voie sche lemploi dadditions est utile pour optimiser le squelette granulaire.

On se reportera au document dapplication nationale de la norme NF EN 206-1 qui prcise toutes les

normes relatives aux additions.

2.3.7 Adjuvants

Lemploi des adjuvants est pratiquement toujours ncessaire llaboration dune formulation

voie mouille.Les adjuvants sont des composants qui semploient un dosage 5 % du poids du ciment. Au-del de

5 % on parle dadditions. Dans ce cas au titre de la norme NF EN 206-1 ils sont classs sous la

rubrique Autres additions qui peuvent tre incorpors en accord avec lutilisateur dans le bton

pour lui confrer des proprits particulires. Ces autres additions doivent faire lobjet dtudesjustificatives. Pour le bton projet, la norme qui le concerne (EN 934-5) autorise un dosage > 5%.

Voir le tableau demploi au chapitre constituant 3.4 au chapitre suivant.


16/41



2.3.8 fibres

Les fibres influent sur la pompabilit par augmentation de la cohsion du mlange. Celle-ci doit tre

corrige par une adaptation de la quantit de la pte dlments fins et lintroduction dadjuvants

pour casser la cohsion.

2.3.9 Eau

Comme pour la voie sche, leau doit avoir les mmes qualits que leau de gchage dun bton coul.

Elle doit donc tre conforme la norme NF EN 1008 eau de gchage pour bton

Leau efficace comprend :

Leau de gchage introduite au malaxage

Une partie de leau apporte par les granulats

Leau contenue dans les adjuvants liquides introduits au malaxage

Ne pas oublier leau apporte par lintroduction des adjuvants liquides la lance.

Leau va conditionner la rsistance par le rapport E/C. La dmarche est comparable celle des btons

couls.

Il est ncessaire de rgler la consistance par lemploi des adjuvants plastifiants ou superplastifiants

plutt quavec un ajout deau.


17/41



++ LLEESSCCOONNSSTTIITTUUAANNTTSS

+.1 Ci#nt

Il est prcis que lemploi des ciments est codifi dans la norme NF EN 197-1. Lattention est attire

sur le fait que cette codification ncessite de prendre en compte les complments dannotation

conservs pour lemploi sur le territoire franais, annotation prise mer par exemple, en cas

demploi dans dautres pays de la communaut europenne il convient de vrifier que la composition

du ciment est compatible avec la classe denvironnement de louvrage, toujours pour notre exemple de

travaux la mer le pourcentage de clinker et la teneur en C3A.

Pour choisir le ciment le mieux adapt votre application, il vous faut dabord rpondre aux questions

suivantes :

1)

Sagit-il de travaux dfinitifs ou provisoires ? Faudra-t-il une phase provisoire (cas

particuliers de venues deau, zones congeles, autres contraintes lies au support) ?

2) Quelle est la rsistance vise 28 jours ?3) Y a-t-il des exigences de rsistance court terme ? si oui, lesquelles ?

4) Quelle est la durabilit recherche ? Dans quel environnement ?5) A quelle saison les travaux seront-ils effectus ?

6) Les granulats sont-ils potentiellement ractifs vis--vis de lalcali-raction ?7) Quelles sont les exigences esthtiques (couleur, autres) ?

8) Sagit-il dune application particulire ? (bton prcontraint ? bton rfractaire ?)

Remarque : la mthode de projection (voie mouille ou voie sche) ninfluence pas directement le

choix du type de ciment. A noter toutefois que la classe 32,5 suffit rarement pour les btons projets.

Voici comment vos rponses ces questions vont vous guider vers le type de ciment adapt :

3.1.1 Travaux dfinitifs ou provisoires ?

Sil sagit de travaux dfinitifs, les ciments normaliss sont obligatoires pour les marchs publics car

ils prsentent les garanties maximales de durabilit.

Pour les travaux ou les phases provisoires, on cherche galement utiliser en priorit des ciments

normaliss qui, combins aux adjuvants, couvrent une trs large gamme dutilisation. Seules des

contraintes bien particulires (tels que les supports trs humides ou congels, travaux en zone de

marnage) conduisent lemploi de ciments non normaliss.

Les ciments non normaliss sont :

des ciments spciaux qui rpondent des besoins spcifiques lorsque les ciments

normaliss, mme adjuvants, nont pas les performances exiges : ils sont gnralement utiliss

pour des travaux provisoires avant une phase dfinitive ; ce sont des ciments labors qui font

lobjet de plan dassurance qualit, dAgrments Techniques Europens et de marquage CE.

mais parfois aussi des ciments mal rfrencs (provenance inconnue, caractristiques

imprcises) qui ne prsentent aucune garantie de qualit et, de ce fait, ne sont jamais utiliss en

ouvrages dart.


18/41



3.1.2 Rsistance vise 28 jours ?

La rponse cette question dfinit en grande partie la classe de ciment utiliser.

Pour la voie mouille partir de la classe de rsistance C35/45 et pour la voie sche partir de la

classe C40/50, on utilise le plus souvent un ciment de classe 52,5. Pour des rsistances infrieures, on

utilise un ciment de classe 42,5.

Dans une certaine mesure, on peut compenser une classe de ciment infrieure par un dosage suprieur.

Toutefois, cette approche ne permet pas toujours dobtenir une teneur en fines compatible avec la

projectabilit du mlange par voie sche (fourchette de la norme NF P 95-102 entre 17 et 23%

dlments infrieurs 80 m cf formulation)

3.1.3 Exigences de rsistance court terme ?

Les exigences de rsistance court terme jusqu 24 heures sont rpertories dans la norme NF

EN 14487-1 (tableau 8) en trois classes : J1, J2 et J3 (voir graphique ci-dessous). Les courbes A, B, C

dterminent la limite entre ces diffrentes classes. J1 est le domaine compris entre les courbes A et B.J2 est compris entre B et C. J3 est au-dessus de la courbe C.

On dfinit tout dabord la classe de rsistance court terme exige.

Une composition donne permet dobtenir des classes de rsistance court terme diffrentes en

fonction de la temprature du bton, paramtre-cl de la cintique de durcissement aux jeunes ges.

Les tableaux ci-dessous montrent, en voie sche puis en voie mouille, comment choisir un type de

ciment permettant datteindre le niveau souhait de rsistance court terme :


19/41



Voie sche

Temprature bton frais J1 J2 J3

5 15C CEM I 52,5 et

acclrateur dos

moins de 5%

ouCiment rapide de typeciment Portland sans

gypse2

CEM I 52,5 et

acclrateur dos plus

de 5%3

ou

Ciments spciaux

rapides

Ciments spciaux rapides

ou

CEM I 52,5 et

acclrateur dos plus

de 5% au-dessus de 10C

15 25C CEM I 52,5 CEM I 52,5 et

acclrateur dos

moins de 5%

ou

Ciment rapide de type

ciment Portland sans

gypse

CEM I 52,5 et

acclrateur dos plus

de 5%

ou

Ciments spciaux rapides

25C a 35C CEM I 52,5 CEM I 52,5 CEM I 52,5 etacclrateur dos moins

de 5%

Remarque : les ciments CEM I 52,5 R facilitent lobtention de rsistances leves au

jeune ge mais augmentent la fissuration due au retrait.

Voie mouille

Temprature bton frais J1 J2 J3

5 15C bton de CEM I 52.5 R

et dun acclrateur

dos plus de 5%

bton de CEM I 52.5 R

et dun acclrateur

dos plus de 5%

performances impossibles obtenir actuellement

15 25C bton base de CEM I

52.5R et dun

acclrateur dos

moins de 5%

bton base de CEM I

52.5R et dun

acclrateur dos plus

de

5%

performances impossibles

obtenir

actuellement

25 35C bton base de CEM I

52.5 R et dun

acclrateur dos

moins de 5%

bton base de CEM I

52.5 R et dun

acclrateur dos plus

de 5%

bton base de CEM I

52.5 R et dun

acclrateur dos plus

de 5%

3.1.4 Environnement et durabilit recherche ?

Se rfrer aux classes denvironnement de la norme NF EN 206-1

Mise en garde : on assiste actuellement une volution de la formulation des exigences : on nimposeplus (ou de moins en moins) dexigence de moyens mais, de plus en plus, des exigences de

performance. Cest une volution logique quil est utile de poursuivre. Il faut nanmoins admettre que

nous en sommes seulement au dbut de cette dmarche et quil est aujourdhui impossible de garantir

une durabilit de 120 ans, comme cela est parfois exig La premire production de ciment ne date

que de 1842 et le dbut de lessor du ciment industriel ne remonte quaux annes 1880 !

2Frquemment utilis en Allemagne

3Attention la durabilit si trop fort dosage en acclrateur


20/41



Dans ce paragraphe sur le choix du ciment, insistons sur le fait que la durabilit ne dpend pas du seul

ciment mais de la formulation (interactions entre tous les composants) et de la mise en uvre du

bton. Le choix dun ciment adapt ne peut en aucun cas garantir la durabilit de lensemble du

matriau bton, toutefois la notion dun dosage minimal reste toujours un critre de durabilit.

Dans lesprit de la dmarche performancielle ci-dessus, des essais de vieillissement acclr sur la

formule de bton choisie sont ncessaires. Les difficults rsident non seulement dans lareprsentativit des essais mais surtout dans le passage du temps acclr au temps rel . Ces

connaissances vont saffiner avec des retours dexprience de plus en plus nombreux. Il ne reste qu

tre patient !

3.1.5 Influence des conditions climatiques ?

Se reporter au paragraphe Adaptation des besoins spcifiques temps chaud/temps froid . du

prsent document.

En cas dexigences de rsistance au jeune ge, voir les tableaux du 3.1.3 qui prennent en compte

leffet de la temprature.

3.1.6 Ractivit des granulats ?

Si lutilisation de granulats potentiellement ractifs vis--vis de lalcali raction est envisage, le choix

dun ciment faible teneur en alcalins peut tre ncessaire pour satisfaire le bilan des alcalins totaux

[Recommandations pour la prvention des dsordres dus lalcali raction, 1994]. Toutefois ces

recommandations sont prendre avec prudence. Pour la voie mouille elles sont applicables car le

bton aprs projection garde sa composition initiale de fabrication. Pour la voie sche, la couche au

contact du support est fortement enrichie en ciment et ne contient pas de granulats et ne devrait donc

pas prsenter de phnomne de raction alcali-silice, pour le reste on peut envisager de prendre en

compte un enrichissement moyen en ciment (pouvant atteindre jusqu 20%) pour calculer le bilan desalcalins. Pour tout ce qui concerne les essais acclrs, il est ncessaire de scier les prouvettes dans

des caisses et faire trs attention la fiabilit du positionnement des plots de mesure.

3.1.7 Exigences esthtiques ?

Pour obtenir un parement avec un objectif daspect uniforme (couleur ou texture), il est ncessaire de

raliser une couche finale (dpaisseur 1 2 cm) dont la fonction est uniquement esthtique. Cette

couche finale relve de la technique des enduits. Il est possible pour des teintes claires de raliser cette

couche avec un bton projet base de ciment blanc ou clair non retouche.

Il est plus difficile de garantir lobtention dune couleur donne en bton projet quen bton coul.

Cest encore plus dlicat en voie sche quen voie mouille. On peut alors tre amen distinguer le

rle structurel du bton, sans exigence de couleur et utiliser un enduit pour rpondre aux besoins

dordre esthtique.

De manire gnrale, le ciment, comme toutes les fines, a une forte incidence sur lesthtique finale du

bton. Pour le bton projet, son influence concerne essentiellement la couleur.

Pour obtenir un bton de teinte claire, il faut utiliser un ciment clair. Un filler clair ajout un ciment

sombre ne suffit pas.

Les ciments blancs sont trs rarement utiliss pour les btons projets. Ils sont nanmoins

indispensables pour rparer des constructions en bton blanc (par exemple : le ministre des finances

Bercy, la tour hertzienne de la Sainte Baume) ou pour raliser des ouvrages en bton de teinte trsclaire (caisse dpargne de Bordeaux-Mriadec) ou des intrados de tunnel (e.g. tunnel de Sisteron).


21/41



Lajout de colorants est assez frquent (talus, falaises). Il ne modifie pas le choix du ciment, le

colorant tant en fait un filler inactif ordinaire. En cas de choix de teintes fonces, il est pratiquement

impossible de garantir luniformit de laspect final.

Les dfauts esthtiques (efflorescences, ) ne proviennent pas exclusivement du ciment mais de

lensemble de la formule de bton et des variations de lhumidit ambiante.

3.1.8 Bton prcontraint Bton rfractaire

Pour l'emploi du bton en association avec des armatures postcontraintes il est recommand de choisir

une formulation avec utilisation de granulats dont les critres de qualit sont imprativement tous de

classe A indic A (voir spcifications ci-dessous). Pour les sables, le critre de propret doit tre

caractris par une valeur d'quivalent de sable suprieur 85.

Pour un emploi du bton projet dans un site soumis de fortes tempratures (four de cimenterie par

exemple), il est impratif d'utiliser un mlange formul partir de ciments et de granulats qualifis de

"rfractaires", ces formulations sont labores par des fournisseurs spcialiss en matriaux

rfractaires.

+.2 Gran,lats !o,r $tons #t orti#rs !ro%#ts

Les spcifications des granulats sont celles des normes NF EN 12-620 (granulats pour btons) , NF

EN 13-139 (granulats pour mortiers) et XP P 18-545.

Dans cette dernire norme, les granulats sont codifis par des lettres (A, B, C et D). Ces codes sont de

plus indics. Dans un C.C.T.P., en fonction des classes denvironnement, il convient de prciser les

codes et indices correspondant aux conditions du projet (voir chapitre 10 de la norme XP P 18-545).

Pour tenir compte du mode de mise en uvre, le code spcifier pour la commande des granulats pour

bton projet est le code A : les caractristiques doivent toutes tre indices A.

Pour les btons de rsistance de classe suprieure ou gale C45/55, les valeurs suivantes sont

spcifier :

Valeur spcifie (Vss) 90% si plus

de 14 rsultats

Module de finesse

Valeurs limites MFA

Tolrances sur Vs2,4 MF 3.2

E 0,6 ( 0,3)

Absorption deau ABA Vss 2,5

Rsistance mcanique

Coefficient de Los Angeles LAA LA30%

Coefficient daplatissement

D10mm AA

D10 mm AA(NF P 18-561)

FI 25%

FI 20%

Propret des sables SE SE 85

3.2.1. Gravillons

La codification spcifier est GrA. L'attention est attire sur lincidence de langularit desgranulats, caractrise par le coefficient daplatissement qui nest plus mesur que sur les matriaux

alluvionnaires ou marins au sens de la norme XP P 18-545.


22/41



Pour la formulation dun mlange destin la projection il convient de vrifier que les gravillons issus

de matriaux concasss sont proches des valeurs indiques dans le tableau ci-avant.

Pour la voie mouille

En cas demploi de gravillons concasss, il est ncessaire damliorer la formulation avec un adjuvant

pour le pompage.

Pour la voie sche

En cas demploi de gravillons secs et poreux, il y a un risque daffaiblissement de la liaison

pte/granulats par absorption de leau, cela justifie le critre dabsorption deau des gravillons

infrieur 2,5.

3.2.2. Sables

Compte tenu de limportance de la propret des sables, la valeur exige pour lquivalent de sable

visuel doit tre suprieure ou gale 85. Cette valeur est plus svre que celle exige dans la normeXP P18-545 mais elle conditionne les critres de qualit du bton projet ainsi quun bon passage en

machine. Elle est indispensable pour les rsistances 40 MPa.

+.+ Fi$r#s

Les fibres employes dans les btons et mortiers projets sont du mme type que celles employes

pour les btons et mortiers couls.

Les lments spcifiques aux caractristiques des fibres ne sont pas repris dans ce document, se rfrer

la norme NF EN 14889-1 pour les fibres dacier et la norme NF EN 14889-2 pour les fibres

polymres, ainsi qu'aux documents techniques des fabricants.

Il faut noter quil na pas t possible de transformer fibres dacier en fibres mtalliques dans la

norme europenne cause de la prsence de cette dnomination dans une norme europenne

antrieure en cours dapplication. Nanmoins, le groupe de travail bton projet a admis

lutilisation de la norme NF EN 14889-1 pour les fibres de fonte amorphe cites ci-aprs ( la fonte

amorphe contient, comme lacier, du fer, du carbone mais avec un pourcentage plus lev, et du

chrome).

Les fibres sont utilises pour rpondre diffrentes attentes :

Anti-fissuration de retrait (fibres mtalliques ou synthtiques)

Amlioration du comportement en flexion (plutt fibres mtalliques, voire certaines fibres

synthtiques sous rserve de confirmer le caractre ductile de la rupture)

Rsistances aux chocs (fibres mtalliques)

Rsistance la corrosion (fibres synthtiques ou en fonte amorphe ; noter toutefois que pour

les fibres mtalliques classiques la corrosion est superficielle et ne peut tre gnante quau plan

esthtique)

Limitation des phnomnes dcaillage en cas dincendie (fibres polypropylnes

monofilament de diamtre infrieur 50 m).


23/41



3.3.1 Teneur en fibres

Le dosage en fibres dans le mlange de dpart doit tenir compte du taux dappauvrissement li au

mode de projection, savoir, titre indicatif pour les fibres mtalliques :

30 50 % en voie sche,

5 20 % en voie mouille.

3.3.2 Prcautions

Certaines fibres prsentent une incompatibilit avec un milieu alcalin. Cest le cas des fibres de

polyester et des fibres de verre dont la protection des extrmits ou des surfaces de rupture peut poser

problme.

+.- A"%,&ants #t a""itions !o,r $ton !ro%#t

3.4.1 Dfinition, mise en uvre et normalisation

Pour les btons couls, les adjuvants sont des composants qui semploient un dosage 5 % dupoids du ciment. Au-del de 5 % on parle dadditions. Pour les btons projets, on peut aller au-delde 5% pour les adjuvants spcifiques (voir NF EN 934-5 ).

Les adjuvants et additions se prsentent soit sous forme de liquides, soit sous forme de poudres. Dans

tous les cas, ils sont mis en uvre avec un contrle du dosage, au mme titre que tout autre composant

entrant dans la formule de bton.

On les met en uvre :

lors de la fabrication des produits pr-mlangs en usine et livrs sur chantier en sacs, big-bags

ou en silos (adjuvants en poudre)

ou

lors du malaxage en centrale BPE (forme poudre ou liquide)

ou

lors de la projection, la sortie en extrmit de la conduite.

Dans tous les cas il faut sassurer de leur rpartition homogne dans le bton.

Les adjuvants classiques du bton font lobjet de la norme NF EN 934-2.

Il existe une norme (NF EN 934-5) qui sapplique aux adjuvants du bton projet.

Cette norme introduit notamment des lments concernant l'alcalinit et l'acidit des produits.

3.4.2 Quel adjuvant employer ?

La question se poser est :

Quelle est la ou les caractristiques du bton frais ou durci que je souhaite apporter ou modifier ?

Le choix dun adjuvant ou dune addition se dfinit dans un premier temps en terme de famille de

produit : plastifiant, superplastifiant, entraneur dair, acclrateur, stabilisateur, hydrofuge, addition

siliceuse, calcaire, etc.


24/41



3.4.2.1.Cas des acclrateurs

Ils peuvent tre classs en deux familles en fonction de leur action :

Famille 1 : court terme (en quelques dizaines de minutes, voire quelques heures) : il sagit des

acclrateurs de durcissement. Ils ont pour rle dacclrer la vitesse de monte en rsistance du bton

court terme par une acclration de la formation des hydrates.

Famille 2 : trs court terme : il sagit des raidisseurs (action instantane) et des acclrateurs de prise

(action en quelques minutes). Les raidisseurs ont pour rle dacclrer la rigidification au contact du

support. Aprs la rigidification, les acclrateurs de prise permettent de raliser, aprs quelques

minutes, une nouvelle passe de projection sur la passe prcdente ayant commenc sa prise. De cette

faon, il est possible de projeter une couche paisse en plusieurs passes dans un mme poste de

projection.

Les adjuvants pour bton projet (cf NF EN 934-5) cumulent gnralement les fonctions de

raidissement et dacclration de la prise.

Il faut sassurer quils ne nuisent pas la rsistance plus long terme ou la durabilit.

Il est donc important, quelle que soit la dnomination employe, acclrateurs, raidisseurs, activateurs

ou autre, de bien dfinir le moment o on veut obtenir lacclration : au moment de larrive du bton

sur le support ou pour pouvoir solliciter plus rapidement le matriau ?

Il est prcis que, si certains acclrateurs de durcissement peuvent avoir une action sur la dure de

prise, linverse les acclrateurs de prise nacclre pas la monte en rsistance.

La fonction anti-gel des acclrateurs de prise nest pas prendre en compte car la projection doit

seffectuer (sauf cas particulier) sur un support dont la temprature est suprieure +5C.

On dsigne gnralement comme alcalins les produits base daluminates et de silicates de

sodium.

Les aluminates sont interdits en France.

L'ASQUAPRO propose dinterdire lemploi des silicates, du fait :

quils prsentent des risques importants pour la sant des utilisateurs et lenvironnement,

quils nuisent fortement aux rsistances mcaniques des btons, moyen et long terme, en cas

de dpassement dun dosage de 3% 5% suivant les produits,

quils apportent des alcalins supplmentaires (bilan des alcalins vis--vis de lalcali-raction).

Il est important de spcifier cette interdiction des acclrateurs alcalins dans lesC.C.T.P. de faon viter que certaines entreprises fassent leur chiffrage sur la base deces produits peu coteux.

Les produits non alcalins couvrent aujourdhui toute la gamme dutilisation possible.

3.4.2.2. Quelle famille de produit ?

Les tableaux suivants permettent de dterminer la famille de produits employer en fonction descaractristiques du bton frais ou durci que lon souhaite apporter ou modifier.


25/41



Caractristiquesrecherches

Mode deprojection

Typedadjuvantset ajouts

Effet recherch Effet ngatif etcorrection possible

Mthode dvaluation

pompabilit VM Plastifiants

Superplastifiants

Augmente la

plasticit teneuren eau constante

Peut modifier le

temps de prise.Peut entraner de

lair.Ncessite lemploidun acclrateur de

prise

Mesure de la pression

de pompage

Retardateurs deprise

Permet de maintenirlouvrabilit du

bton en fonctiondu dosage

Bloque la prise .Ncessite lemploidun activateur

Vrification de laplasticit

Amlioration desrsistances

VM Plastifiants,Superplastifiants

A teneur en eauconstante augmentela plasticit.

Ncessite lemploidun raidisseur pourla tenue du bton

Peut modifier letemps de prisePeut entraner de

lair

Mesure de lpaisseurmise

en place

Tenue en place VM Entraneurs dair Augmente le

rendementvolumique

Diminution des

rsistancesmcanique

s


en place

Tenue en place VM Acclrateurs deprise

Rduit le temps demise en uvre dubton.

Augmente delpaisseur mise en

place

Diminution possibledes rsistancesDfauts denrobagedes armatures


en place

Fumes de siliceAugmente lathixotropie et la

cohsion du bton

Tendance floculer corriger par un

superplastifiant.

Augmente le retrait


en place

VS Raidisseurs Rduit le temps demise en uvre dubton. Modifie le

rebond et lacompacit.Augmentelpaisseur mise enplace

Diminution possibledes rsistancesDfauts denrobage

des armatures


en place

Fumes de silice Augmente lathixotropie et lacohsion du bton

Tendance floculer Mesure de lpaisseurmise

en place

Augmentationdes rsistancesinitiales

VM Acclrateurs dedurcissement

Leffet est fonctionde la temprature. Ilpeut tre intressantde les coupler avec

un superplastifiant.

Peut diminuer lesrsistances pluslong terme.Augmente le retrait.

Peut acclrer ledbut de prise

Mesure des rsistancesmcaniques au jeunege

VS Acclrateurs dedurcissement

L'effet est fonctionde la temprature

Peut diminuer les

rsistances pluslong terme du bton.

Augmente le retrait.Peut acclrer ledbut de prise

Mesure des rsistances

mcaniques au jeunege


26/41



Caractristiquesrecherches

Mode deprojection

Typedadjuvantset ajouts

Effet recherch Effet ngatif etcorrection possible

Mthode dvaluation

Augmentationdes rsistancesmcaniques

VM PlastifiantsSuperplastifiants

Rduction de lateneur en eau ouvrabilit

constante

Peut modifier letemps de prise.Peut entraner de

lair.

Mesure des rsistancesmcaniques

Fumes de silice Ractionpouzzolanique etaugmentation de la

compacit

Tendance floculer( corriger par unsuperplastifiant)

Mesure des rsistancesmcaniques

Diminution duretrait


Rduction de lateneur en eau ouvrabilitconstante

Peut modifier letemps de prise.Peut entraner delair.

Mesure du retrait

Augmentation dela durabilit


Rduction de lateneur en eau ouvrabilit

constante.Amlioration de lacompacit

Peut modifier letemps de prise.Peut entraner de

lair.

Mesure de la porosit

Fumes de silice Augmente lacompacit, larsistance labrasion,

certainsenvironnements

agressifs et

lalcali-raction

Tendance floculer( corriger par unsuperplastifiant)Augmente le retrait


VS Fumes de silice Augmente lacompacit, larsistance labrasion, certains

environnements

agressifs et lalcali-raction

Tendance floculer( corriger par unsuperplastifiant)

Augmente le retrait


Rsistance auxeffets du gel

VM Entraineurs dair Augmente lerendementvolumique.formation de micro

bulles dair rpartiesdans la matrice

Diminution desrsistancesmcanique

s

Mesure de la distancemoyenne entre bullessur prlvements debton durci

PlastifiantsSuperplastifiants

Rduction de la

teneur en eau ouvrabilitconstante.

Amlioration de lacompacit.

Peut modifier le

temps de prise.Peut entraner delair.

Essai dcaillage

Etanchit VM Hydrofuges demasse

Obturation durseau capillaire

Mesure de la

permabilit leausous pression


27/41


28/41



-- BBEETTOONNSSAADDAAPPTTEESSAADDEESSBBEESSOOIINNSSSSPPEECCIIFFII00UUEESS

-.1 Btons is #n ,&r# !ar t#!s ()a," o, t#!s roi"

4.1.1 Gnralits

Les prcautions prendre pour obtenir des btons projets de qualit mme par temps chaud ou froid

suivent les mmes rgles de lart que pour les btons couls. Elles sont prendre en considration au

niveau de la formulation du bton et au niveau de sa mise en uvre.

Une des particularits du bton projet est dtre utilis en paisseur moyenne (10-20 cm), rarement

protg par un coffrage et rarement en bton de masse. De ce fait, les btons projets sont plus

sensibles aux tempratures extrieures : celle du support et celle de lair extrieur.

Or, aux jeunes ges, la vitesse dhydratation du ciment, donc du durcissement du bton, est

pratiquement proportionnelle sa temprature et la durabilit du bton se joue au tout premier ge

puisque cest ce moment quil possde une vulnrabilit maximale au phnomne de dessiccation.

4.1.2 Les consquences de la chaleur

4.1.2.1 Sur le bton frais (avant prise)

Les modifications de la cintique dhydratation du ciment entranent :

une prise plus rapide,

une perte de rhologie.

La maniabilit du bton se dgrade plus rapidement. Elle peut amener des difficults de pompage et de

mise en place du bton projet par voie mouille.

Lvaporation plus rapide de leau de gchage provoque :

un raidissement plus rapide,

et donc un risque de rajout deau intempestif qui serait nfaste au bton.

A titre dexemple sur un mlange plastique pour une projection par voie mouille, un affaissement au

cne dAbrams de lordre de 10 cm mesur pour une temprature du bton frais de 20C passera

environ 4 5 cm si la temprature augmente 35C.

Sur un mlange pulvrulent humide pour une projection par voie sche, le temps demploi dumalaxage la projection sera rduit de 2 heures pour une temprature de 20C 45 minutes sila temprature monte 35C.

4.1.2.2 Sur le bton au jeune ge (aprs le dbut de prise)

Une acclration du processus de durcissement du bton due une lvation de temprature induit :

une augmentation des rsistances aux jeunes ges,

mais une structure minralogique peu ordonne et donc des rsistances 28 jours plus faibles

(loptimisation des rsistances long terme tant obtenue avec une cure 13C).


29/41



Lvaporation plus rapide de leau partir dune temprature > 35C, dune hygromtrie < 65% et

dune vitesse du vent > 20 km/h entrane :

une augmentation de la porosit et de la permabilit de la couche superficielle du bton,

une dtrioration de linterface pte-granulat,

une moindre protection des armatures (carbonatation de la couche de surface plus poreuse),

un affaiblissement des proprits mcaniques,

un affaiblissement de la liaison par adhrence,

une hydratation imparfaite du ciment,

une fissuration due au retrait plastique.


30/41



4.1.3 Rgles retenir par temps chaud

REGLES LIEES A LA FORMULATION

Ciment :utiliser des ciments faible chaleur dhydratation,

limiter lemploi de ciments de classe R (trop ractif)

Granulats :

propres et protgs du soleil lors du stockage

viter les granulats porosit importante

dans le cas de projection par voie sche veiller ce que la temprature des granulats ne soit pas

trop importante aprs leur schage.

Eau de gchage :pour la voie sche, pas de recommandations particulires

pour voie mouille, appliquer les dispositions du BPEne jamais rajouter deau larrive sur le chantier

Adjuvants : pour la voie sche pas de recommandations particulires

pour la voie mouille, utiliser des retardateurs de prise, les plastifiants ont un effet secondaire de

limitation de la dessiccation

REGLES LIEES A LA MISE EN UVRE

Produits pulvrulents secs :temprature de stockage infrieure 50 C

VOIE SECHE

Produits pulvrulents humides :Limiter le temps demploi entre le malaxage et la mise en uvre en fonction de la temprature :

temprature 20C : temps demploi jusqu 2 heures

de 20C 25C : temps demploi jusqu 1h30

de 25C 30C : temps demploi jusqu 1h

de 30C 35C : temps demploi jusqu 45min

au-del de 35C : diffrer la projection

VOIE MOUILLEE

Produits plastique, mlange BPE : Si la formulation ne prend pas en compte les contraintes de temprature, appliquer les mmes

rgles que pour le mlange pulvrulent humide.

Si la formulation prend en compte lajout dadjuvants retardateurs de prise, le temps demploi doit

tre valid par des essais de convenance.

PROTECTION CONTRE LA DESSICCATION (VS et VM)

Laction la plus efficace est lhumidification pendant une semaine (strict minimum 72 h), par

pulvrisations rgulires deau.

On peut utiliser des produits de cure ou mettre en place des gotextiles humides ventuellement

complts par des bches plastiques, permettant dviter la dessiccation (en fonction de la vitesse

dvaporation, lefficacit des produits de cure peut tre limite).


31/41


32/41



Le bton projet par voie sche nayant pas ces contraintes de tenue de la maniabilit dans le temps,

lacclrateur peut tre ajout soit en bout de lance sous forme liquide, soit en poudre dans le mlange

projeter sec, au moment de son introduction dans la machine.

4.2.2 Les besoins

Les mlanges projeter prise rapide et durcissement rapide sont trs utiles :

pour tenir et adhrer sur support humide et/ou ruisselant sans saffaisser,

pour obtenir une remise en service rapide de louvrage trait,

pour appliquer rapidement une paisseur importante sans affaissement,

pour mettre en scurit une paroi,

basses tempratures, pour atteindre un seuil minimum de rsistance avant la venue du

gel,

pour augmenter les cadences davancement.

4.2.3 La classification

Se rfrer au tableau 8 de la norme NF EN 14 487-1.

4.2.4 Comment les obtenir ?

Nous avons le choix entre lutilisation dacclrateur de prise pour ciment Portland ou lutilisation de

ciment prise et durcissement rapide.

4.2.5 Les acclrateurs

Ils sont utiliss :

soit des dosages dadjuvant (< 5%),

soit des dosages dadditions, entre 5 et 10% du poids de ciment (voir norme NF EN 934-5).

Dans tous les cas, ils doivent tre considrs comme des composants part entire du bton.

Il est important de tenir compte du mode de dosage de lacclrateur. Lajout dun produit liquide au

niveau de la lance se fait de manire volumtrique. De ce fait, il naura pas la prcision et la fiabilit

dun acclrateur en poudre dos de manire pondrale en usine dans un bton sec prt lemploi.

Les acclrateurs sont nombreux et de composition varie. Noublions pas que le premier des

acclrateurs est la chaleur. Il est possible de distinguer les grandes familles :

les chlorures de calcium,

les bases alcalines et leurs sels : KOH, NaOH et les silicates et aluminates de sodium,

les nitrates et nitrites de calcium,

le formiate de calcium,

les drivs de laluminium : les hydroxydes, sulfates daluminium et aluminates ractifs.

Ces ajouts, en modifiant le processus dhydratation, peuvent avoir des consquences sur la durabilit

du bton :

par exemple, le chlorure de calcium va former un monochloroaluminate de calcium qui a la

particularit de corroder les aciers. Cest pourquoi lutilisation des chlorures de calcium est trsrglemente,


33/41


34/41



les clinkers de ciments Portland sans ajout de gypse.

Le rle rgulateur de celui-ci nest plus recherch.

4.2.7 Rgles de formulation

4.2.7.1rgles gnrales

Les btons rapides suivent les mmes rgles de formulation que les btons de ciment Portland en ce

qui concerne la granulomtrie. Seul le dosage de lacclrateur ou du ciment rapide diffre des btons

projets classiques.

Il est conseill de contacter les fournisseurs pour avoir des caractristiques plus prcises sur les

dosages dacclrateur ou de ciment rapide.

4.2.7.2dosages

Dans le cas de lutilisation dun ciment rapide, son dosage est fonction aussi bien des rsistances aux

jeunes ges que de celles 28 jours.

Dans le cas de lutilisation dun acclrateur, les rsistances initiales sont fonction de son dosage. Les

rsistances lchance de 28 jours dpendent du type dacclrateur utilis, de son interaction avec le

type de ciment et du dosage de ce dernier. Leffet dun acclrateur sera diffrent entre un ciment

CEM I 52.5 et un CEM II ou III.

Le tableau ci-dessous rsume, titre indicatif, lefficacit maximum des diffrentes solutions dosage

courant en fonction de la temprature en reprenant la classification nonce ci-dessus :

Temprature du bton frais Bton base de CEM I acclr Bton base de ciment rapideAdjuvant< 5%

Additif> 5%

Portland sansgypse

Autres cimentsrapides

5 15C J1 J 2 J 1 J 3

15 25C J2 J3 J 2 J 3

25 35C J3 J3 J 3 J.3

4.2.7.3exigences

Le choix de la classe de rsistance dsire aux jeunes ges sera fonction des performances demandes

ce bton.

Par exemple, la rsistance peut tre :

denviron 1 MPa quelques minutes si lon dsire juste un effet anti-affaissement,

plus de 10 MPa 3 heures si lon veut que ce bton soit rapidement sollicit.

Il est trs important denvisager la durabilit long terme de ce genre de bton ds le dbut de la

formulation, et de choisir le ciment ou lacclrateur le mieux adapt.

4.2.8 Rle de la temprature

La formulation de ces btons doit tenir compte de la temprature ambiante lors de lapplication.Comme tous les btons, leur temps de prise et leur cintique de durcissement seront fonction de :

la temprature de chaque ingrdient (ciment, sable, eau etc),


35/41



la temprature du support,

la temprature ambiante.

A mme niveau dexigence de rsistance, un bton rapide appliqu en t a besoin dun dosage en

acclrateur moins important quen hiver. Cest pour cela aussi que la performance dun bton rapidese juge par temprature froide.

A contrario, les btons base de ciment rapide ont besoin par temps chaud dun retardateur. Il est

ncessaire dviter une prise trop rapide avant la fin du compactage par martelage des graviers. Une

prise excessivement rapide peut se traduire par une compacit plus faible et donc des rsistances

galement plus faibles.

-.+ Btons rsistant a, 5#l6"5#l

Pour le bton projet par voie mouille, les recommandations classiques de la norme NF EN 206-1(tableau F1 en annexe F) et les Recommandations pour la durabilit des btons durcis soumis au gel

dites par le LCPC en dcembre 2003, sont applicables mais on connat peu de cas pratiques

d'application vu les domaines d'emploi de la voie mouille.

Pour le bton projet par voie sche, le principe de mise en uvre permet dobtenir des teneurs en air

proches de celles indiques dans le tableau F1 de la norme NF EN 206-1 [Grmey]. Les retours

d'exprience montrent qu'on peut obtenir une excellente durabilit, mme en rgions trs froides, sans

avoir besoin de recourir des entraneurs d'air dont la matrise serait par ailleurs dlicate en voie

sche.

-.-

Btons 3 )a,t#s !#roran(#s

La formulation dun tel bton ncessite la mme rigueur que les btons classiques haute performance

en ce qui concerne la voie mouille. Pour les btons voie sche il est impratif dutiliser des

granulats de code A indice A.

L'attention est attire sur leffet de mouillage des grains de fume de silice qui va se traduire par un

supplment deau dlicat compenser par un ajout de superplastifiants rducteur deau pour obtenir

une rduction du rapport eau/liant quivalent.

BBEETTOONNSSDDEESSAABBLLEE

Ces btons font lobjet dune norme NF P 18-500 et dun guide qui ont t publis aprs les

exprimentations conduites dans le cadre du Projet National SABLOCRETE .

On parle de bton de sable et non de mortier car leur dosage en ciment est semblable celui dun

bton traditionnel. Ils ne contiennent pas de gravillons. Ils sont formuls partir dun sable 0-4 mm et

dune forte proportion de fillers.

Leur projection seffectue uniquement en voie mouille.

Leur domaine demploi est li leur aptitude tre transports sur de longues distances et aux faiblespertes quils gnrent. Ceci est particulirement intressant dans les petites galeries dassainissement.


36/41



77 RREEFFEERREENNCCEESSCCIITTEEEESSDDAANNSSLLEEFFAASSCCIICCUULLEE

Norme AFNOR

NF P 95-102 2002 Rparation et renforcement par bton projet (des ouvrages dart)

XP P 18-545 2008 Granulats pour bton : dfinition, conformit, codification

NF P 15-314 1993 Ciment Prompt

NF P 18-500 1995 Bton de sable

Normes europennes homologues par lAFNOR (NF EN)

NF EN 14487-1 2006 Bton projet : dfinitions, spcifications et conformit

NF EN 14487-2 2006 Bton projet : Excution

NF EN 206-1 2002 Bton : spcifications, performances, production et conformit

NF EN 197-1 2001 Ciments courants : composition, spcifications et conformitNF EN 12-620 2008 Granulats pour btons

NF EN 13-139 2003 Granulats pour mortiers

NF EN 1008 2003 Eau de gchage pour bton

NF EN 14647 2006 Ciment daluminate de calcium : composition, spcifications et

conformit

NF EN 14 889-1 2006 Fibres dacier

NF EN 14 889-2 2006 Fibres polymres

NF EN 934-2 1998 Adjuvants pour bton : dfinitions, exigences, conformit et marquage

NF EN 934-5 2005 Adjuvants pour btons projets : dfinitions, exigences et conformit

NF EN 1504 3 2006 Produits et systmes de rparations structurelles et non structurelles

Recommandations

AFTES 1993 : La technologie et la mise en uvre du bton projet supplment au TOS n117

AFTES 1994 : La technologie et la mise en uvre du bton projet renforc de fibres TOS 126

LCPC dcembre 2003 Durabilit des btons durcis soumis au gel

ASQUAPRO 1997 Prvention, hygine et scurit lors des projections des mortiers et btons

Fascicules du Guide ASQUAPRO

Fascicule Mise en uvre du bton projet (2007)

Bibliographie

RESSE C et VENUAT M., 1981, Projection des mortiers, btons et pltres , Techniques et

applications, Btiment & T.P. Edit par les auteurs

TEICHERT P. 1991 Bton projet dit par LAICH SA Avegno Suisse

PROJET NATIONAL SABLOCRETE, 1994, Presses de lENPC

GEROMEY S., 2003 Evaluation des paramtres dobtention de la qualit des btons projets utiliss

dans les soutnements provisoires, des revtements dfinitifs et des renforcements douvrages. Thse

sci. : Institut National des Sciences Appliques de Lyon.


37/41


38/41



FF,,ss##aa,,::AAFFTTEESS##ttAAFFNNOORR

F,s#a, "# ; 3 <

F,s#a, "# ; 3 1;

F,s#a, "# ; 3 12=


39/41



NNoott##AAss>>,,aa!!rroo"",,2211%%,,iinn22;;11;;

Utilit des fuseaux granulaires des mlanges projeter

En 1974, lAssociation Franaise des Travaux en Souterrains a imprim, dans le premiernumro de sa revue TOS, des fuseaux granulaires destins donner des indications sur la

granularit la plus continue possible quil y avait lieu de rechercher pour formuler les

mlanges pour btons destins tre mis en uvre par projection.

Depuis leur parution, ces fuseaux que lEDF avait mis au point pendant les travaux

damnagement hydraulique ArcIsre, ont t utiliss en France, par tous les ingnieurs qui

formulaient des mlanges projeter.

Ces fuseaux AFTES sont relativement troits, principalement par rapport aux allemands

(DIN), suisses (SEI), amricains (ASTM), ce qui est un avantage lorsquon cherche formuler un mlange dont la courbe doit tre la plus continue possible.

Les retours dexprience des chantiers ont alors montr que, lorsque les mlanges projeteravaient t formuls de manire ce que leur courbe granulaire sinscrive dans un des

fuseaux recommands par lAFTES, la faisabilit de la projection tait vrifie et surtout que

le bton mis en uvre tait de bonne qualit.

De ce fait, lutilisation de ces fuseaux sest gnralise en France et ils ont t dabord repris

dans le guide du bton projet de l'AFB qui les a tendus aux travaux hors souterrain en

1976, puis par lAFNOR dans la norme NF P 95-102 homologue en 1992 et actualise en

2002.

Les normes europennes NF EN 144871 et 14487-2 concernant le bton projet doivent

maintenant tre appliques mais, malheureusement, aucun fuseau granulaire spcifique un

mlange projeter ny est propos, mme titre indicatif.

Si la norme NF P 95-102 est supprime, les fuseaux que nous utilisons disparatront.

Il ne restera alors que ceux des recommandations de lAFTES et ceux quAsquapro pourrait

mettre au point en tenant compte des modifications rcentes des normes (pour ce qui concerne

les dimensions des tamis en particulier) et des retours dexprience cumuls depuis plus de

trente ans.

La prsente note est consacre la mise au point de ces fuseaux ASQUAPRO.

Mo"ii(ations !ro!os#s !ar As>,a!ro

Prise en compte de la srie de tamis des normes europennes

Les normes europennes prvoient lutilisation dun tamis mailles carres de 0,063 mm

alors que, jusque l, les analyses granulomtriques commenaient, en France, au tamis de0,080 mm.


40/41



Lallure dune courbe granulaire partant de 0,063 mm est peu diffrente de celles qui

commencent 0,080 mm, nous allons donc utiliser le tamis de 0,063 mm pour respecter les

nouvelles normes.

Il faut toutefois remarquer quavec le tamis de 0,063 mm, le passant ne contient pas les grains

de ciment suprieurs cette maille (qui pourtant existent). Lorsque lon veut dterminer lateneur en ciment et en fines dun bton venant dtre projet, il faut donc tenir compte du

rapport Ciment/fines qui peut tre relev sur la courbe du mlange aux tamis 0,100 ou 0,125.

Une autre modification concerne la coupure sable/gravillon qui tait fixe 5 mm lorsque les

premiers fuseaux AFTES ont t recommands (en 1974).

Maintenant les sables disponibles chez les fournisseurs sont tous des 0/4 mm, il faut

galement en tenir compte pour tracer les nouveaux fuseaux.

Modification de la forme des fuseaux

Les retours dexprience sur les formulations faites pendant 30 ans en utilisant les fuseaux

recommands, ont montr que les courbes sortaient parfois du fuseau, en fonction des

granulats disponibles sur le site des travaux.

Dans ce cas, le formulateur recherche le rapport S/G donnant la meilleure courbe et, si cela ne

suffit pas, il peut tudier des mlanges ternaires, changer de classe de ciment ou encore

ajouter des fillers.

Malgr cela, la courbe peut sortir du fuseau et, dans ce cas, il a t constat que :

si elle sort par le bas entre 0,5 et 2 mm, ce nest pas catastrophique au contraire, car

beaucoup de trs bons btons sortent des fuseaux dans cette zone,

si elle sort par le haut dans cette mme zone, le bton risque fort dtre de mauvaise

qualit, difficile projeter et avec beaucoup de pertes.

Tous les formulateurs expriments ont donc cherch crer des mlanges les plus continus

possibles mais avec une courbe se situant dans la partie infrieure du fuseau entre 0,5 et 2 mmet, si elle sortait du fuseau dans cette zone, ils ntaient pas inquiets.

Tous ceux qui ont pratiqu de la sorte savaient donc quil aurait fallu incurver les fuseaux vers

le bas mais les rares qui se sont tracs ces fuseaux modifis, les ont gard pour leur usage

personnel.

Le comit technique dASQUAPRO a dcid de proposer, titre indicatif, des fuseaux tenantcompte de tout ce qui a t expos ci-dessus. Ces fuseaux sont donc ajouts au prsent

fascicule formulation du guide technique.


41/41


FF,,ss##aa,,::!!rroo!!oossss!!aarrAASS00UUAAPPRROO

Fuseau asquapro 0 / 8 mm


Fuseau asquapro 0 / 12,5 mm


Fascicule-4-Formulation

Documents

Transcript of Fascicule-4-Formulation