Béton fibré des parois moulées
BOTTE FONDATIONS – VINCI CONSTRUCTION FRANCE
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Déviation de la RN19 - BOISSY SAINT LEGER
AZZI Amin
Béton fibré des parois moulées
Béton fibré de parois moulées RN19 2
1. Exigences des normes et du marché
2. Recherche bibliographique
3. Problématique des parois moulées
4. Béton d’étude
5. Essais in situ
6. Essais de tenue au feu
7. La fabrication des bétons fibrés
SOMMAIRE
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LES EXIGENCES BÉTON PAROI MOULÉE RN 19
La résistance: Béton conforme en résistance⇒ Structure mécaniquement viable : (dosages en ciment, liant équivalent et eau)
FORMULATION BÉTON
La consistance: Béton facile à mettre en œuvre⇒ Etalement à la table à choc : 600± 50 mm
La stabilité du béton : Limiter le ressuage et la ségrégation du béton ⇒ Filtration Bauer (à 5min) < 15ml⇒ Ressuage statique < 5% ⇒ Temps d’écoulement du béton ( cône inversé) < 5 secondes
La tenue au feu: Intégration de fibres polypropylènes, ⇒ Ecaillage inférieur à 30 mm ⇒ Niveaux d’exigence N1 et N2 sous un HCM 100.
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RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE
Aucune recherche n’a été faite auparavant sur la rhéologie sur des bétons fibrés desparois moulées permettant de déterminer pourquoi les bétons fibrés mis en œuvre etrépondant aux normes ne permettent pas de réaliser des parois moulées sans défautsrécurrents.
La mise en place de fibres polypropylènes dans un béton de paroi moulée pour résisterau feu et donc au phénomène d’écaillage n’a jamais été réalisée.
La qualité de mise en œuvre du béton de paroi moulée est très sensible aux propriétésdu matériau à l’état frais, la rhéologie, la consistance, la stabilité et donc la formulationinitiale.
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PAROI DITE « ÉCOSSAISE»
Boue bentonitique
Béton amorçage (pollué)
Béton ascendant
Béton immobile
PROBLÉMATIQUE BÉTONNAGE
PAROI MOULÉE
DIFFICULTÉS DU BÉTON À CHEMINER DANS LA CAGE D ’ARMATURES
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BÉTON D’ÉTUDE
L IMITER L ’ INFLUENCE DE LA
TENEUR EN FIBRES
ADAPTER LA COMPOSITION
ÉVITER UN IMPACT RHÉOLOGIQUE DÉFAVORABLE
VÉRIFIER LA BONNE MISE EN PLACE DU
BÉTON DE PAROIS MOULÉE
RÉALISATION DES ESSAIS EN VRAIE GRANDEUR
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BÉTON D’ÉTUDE
La demande enadjuvant est très élevée(environ, deux fois plus qu’un béton paroimoulée non fibré)
Le dosage en lianta donc été augmentéà 450 kg/m3de façon à garder un rapport E/Cconstant.
Le dosage en fibres, en particulier à 2 kg/m3 mobilise une grande partie de lapâte pourleur enrobage malgré l’augmentation du liant et l’ajout de super-plastifiant.
Les résistances en compression sur les formules sont comprises entre49,3 et 56,7 MPa..
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Réaliser un prototype grandeur nature Réaliser un prototype grandeur nature
ETUDE DE FORMULATION BÉTON SUIVANT
DOSAGE DE FIBRES POLYPROPYLÈNE
Du fait de l’absence de retour d’expérience sur l’incorporation de fibres polypropylènedans le béton de fondations profondes, une étude de formulation béton a été réalisée enlaboratoire et en centrale.
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DES ESSAIS IN SITU
RÉALISATION DES ESSAIS EN VRAIE GRANDEUR
fibres
� Dimension des deux barrettes
2,90 m * 50 cm * 10 m Soit 14,5 m3 par barrette
Une barrette avec un dosage de 1,2 kg/m3fibres l’autre barrette avec 2 kg/m3fibres
cm cm
� Cage d’armatures
Filant HA 16 Espacement de 12 cm et 22 cm Cadre HA 12 espacement 20 cm
4 tubes soniques par cages.
16m3/h lente
� Bétonnage des barrettes
Cadence16m3/h Vidange béton très lente
Une heure d’attente avant début du coulage
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DES ESSAIS IN SITU
Bouchon lors bétonnage de la barrette ( à 2kg fibres) à 5m
SUIVI RÉALISATION DES BARRETTES
RC>> 35MpaAuscultation par transparence sonique
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DES ESSAIS IN SITU
SUIVI RÉALISATION DES BARRETTES
Barrette d’essai à 2kg fibresBarrette d’essai à 1,2kgfibres
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BÉTON D’ÉTUDE
FORMULATION DU BÉTON
� Résistance caractéristique en compression à 28 jours :C35/45
� Classe d’exposition XA1/XD3� Etalement à la table à chocs : 600 mm� Maintien de rhéologie : 2h30� Dosage en fines minimum de 430 kg/m3.
Constituants CEM I 52,5 N CE CP2 NFGargenville
CEM I 52,5 N CE CP2 NF Couvrot
Sablon LC 0/1 La Chapelle La Reine
0/4 SMBP
4/10 SMBP
10/20 SMBP
MASTERFIBER 12mm
BASF PRELOM 510
BASF GLENIUM SKY 841
BASF GLENIUM B201F
SIKA TEMPOFLOW 464
SIKA TEMPO 11
CARACTÉRISATION DU BÉTON EN LABORATOIRE
Afin d’optimiser la formule, nous avons modifié :
� Type du ciment� Types d’adjuvants� Dosage des adjuvants� Dosage des fibres
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BÉTON D’ÉTUDE
LES ESSAIS DE CARACTÉRISATION DU BÉTON EN LABORATOIRE
Essais de stabilité:
� Essai ressuage de filtration Bauer� Essai ressuage Statique (méthode ASTM C232)� Constante visqueuse au tribomètre rotatif� Temps d’écoulement au cône d’Abrams inversé
Mesures complémentaires:
� Température du béton� Air occlus� Masse volumique du béton frais
Essai d’ouvrabilité:
� Etalement� L-box
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BÉTON D’ÉTUDE
RÉSULTATS DES ESSAIS DE CARACTÉRISATION DU BÉTON EN LABORATO IRE
� Des masses volumiques qui sont prochesdes valeurs théoriques (2290 kg/m3) et quimontrent qu’il n’y a pas d’effetd’entraînement d’air par les fibres.
� Les valeurs de temps d’écoulement aucôneinversésontsatisfaisantes.
� Les valeurs de ressuage et de filtrationtraduisent unebonne stabilité du béton.
� Les constantes visqueuses sont faibles
� Les mesures de consistance réalisées sur laformule nominale sont dans l’intervallerequis (550mm à 650mm).
Constituants Formulation à 1,2 kg de fibres PP (kg/m3)
Formulation à 1,6 kg de fibres PP (kg/m3)
Formulation à 2kg de fibres PP (kg/m3)
CEM I 52,5 N Gargenville
300 310 315
Cendres Volantes d’Hornaing
130 130 135
Sablon 0/1 La Chapelle La Reine
220 220 210
0/4 SMBP 540 535 5304/10 SMBP 250 250 24010/20 SMBP 610 600 600
GLENIUM SKY 841 3 3 3PRELOM 510 2,7 2,7 2,7
MASTERFIBER 12mm
1,2 1,6 2
Eau efficace 185 190 195
Les formules retenues
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DES ESSAIS IN SITU
RÉALISATION DES DALLETTES => DIMENSIONNEMENT VIS -À-VIS DES EFFETS
DE L ’ INCENDIE DES ÉLÉMENTS DE BÉTON ARMÉ
CHOIX DE LA COMPOSITION DE BASE
(AVEC PLUSIEURS DOSAGES DES FIBRES)
DES ESSAIS DE SÉLECTION
FIXER LE DOSAGE EN FIBRES
DES ESSAIS DE CONVENANCE
Dimensionnement vis-à-vis des effets de l’incendie Dimensionnement vis-à-vis des effets de l’incendie
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DES ESSAIS IN SITU
PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS DES ESSAIS
� Les dallettes de sélection :
- Géométrie d’une dalle de dimension : 1,30 X 1,30 X 0,25m
- Ferraillage minimum => treillis soudé pour la tenue de la dalle.
- Essai réalisé sans chargement.
de convenance : � Les dallettesde convenance :
- Géométrie d’une dalle de dimension : 8,00 X 1,60 X 0.40 m
- Le ferraillage de la face exposée au feu est le même que le ferraillage réel à mettre en œuvre côté paroi moulée exposée au feu.
- Essai réalisé avec chargement.
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DES ESSAIS TENUE AU FEU
ESSAIS DE SÉLECTION
Dalletteavec 1,2kg fibres
Dalletteavec 1,6kg fibres
Dalletteavec 2kg fibres
Les parois du four Mise en place des capteurs
Vu de l’intérieur du four Vu de l’extérieur du four
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DES ESSAIS TENUE AU FEU
RÉSULTATS DES ESSAIS DE SÉLECTION
Trace des patins
Écaillage localisé (faible, inférieur à 30mm)
Vue de la dallette formule 1,2 kg fibres après l’essai au feu
Dalletteavec 1,6kg fibres
Dalletteavec 2kg fibres
Aucune trace d’écaillage n’a
été constaté
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DES ESSAIS TENUE AU FEU
ESSAIS DE CONVENANCE
Dallette avec 1,2kg fibres
Mise en place des capteurs
Chargement de la dalle
Une sollicitation thermique de type HCM pendant une durée de120 minutes,
Une sollicitation mécanique dont le moment de flexion produit le même niveau de contrainte decompression en face inférieure que le maximum retenu dans les calculs de dimensionnement.
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DES ESSAIS TENUE AU FEU
ESSAIS DE CONVENANCE
Trace des patins
Aucune trace d’écaillage n’a été constaté
Dallette avec 1,2kg fibres
Evaluation comprend :
Appréciation de la propension à l’écaillageLe relevé des températures à différentes profondeurs dans le bétonLa température en face non exposée pendant l’essai.
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LA FABRICATION DES BÉTONS FIBRÉS
LES IMPÉRATIFS DU CHANTIER
� Réduire l’impact environnemental:
- Réduction des flux de transport- Utilisation de cendres volantes
- Bilan carbone
Assurer la régularité des bétons: � Assurer la régularité des bétons: - Maîtrise de la régularité du dosage en fibres- Garantie de l’introduction des fibres dans
le béton- Traçabilité et enregistrement des dosages
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LA FABRICATION DES BÉTONS FIBRÉS
LES SOLUTIONS TECHNIQUES
� Installation de deux centrales sur sites
- Livraison par semi-remorque en dehors des heures de bouchons
- Flux de véhicules réduit de moitié- Production réalisée : 850 m3/jour
Utilisation de doseur de fibres: � Utilisation de doseur de fibres: - Une première : utilisation de doseur de
fibres à grande échelle- Introduction des fibres dans le béton avant
le malaxage, adaptation de l’automatisme- Présence de caméra dans les doseurs et
bâchage des installations
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