béton.

« 3. 2 Coulage Le béton peut être transporté jusqu’au chantier par des toupies, bétonnières montées sur camion.

Une pompe à béton achemine le matériau en hauteur ou sur des sites difficilement accessibles aux camions.

Sur les gros chantiers, le pompage du béton permet des cadences beaucoup plus importantes que si l’on emploie des bennes amenées par grue sur le lieu du coulage.

Le béton peut également être projeté au moyen de compresseurs pneumatiques.

Ce matériau, qui ne nécessite pas de coffrage, est utilisé lors de la construction de piscines, ou pour conforter des talus de terre instables risquant de s’écrouler. 3. 3 Vibration Une fois coulé dans un coffrage, le béton est vibré à l’aide d’aiguilles ou par des vibreurs électriques montés directement sur le coffrage.

L’air expulsé durant cette phase provient des cavités entre les graviers, qui se remplissent de la pâte fine de ciment et de sable.

La vibration permet un mélange efficace et améliore le durcissement. 3. 4 Durcissement La température ambiante a une grande influence sur le durcissement, ou prise, du béton.

Par temps de gel, il peut être nécessaire de chauffer l’eau, parfois même les agrégats, avant de malaxer et de couvrir le matériau pour retenir la chaleur dégagée par les réactions exothermiques lors de la prise du ciment.

Par temps très chaud, au contraire, on doit arroser le béton et le garder à l’ombre, afin que l’eau nécessaire à la prise ne s’évapore pas et provoque un retrait, c’est-à-dire une diminution de volume de la pièce.

Ce phénomène engendre des fissures dans le béton.

Plus le béton est maintenu humide sur une longue période, plus sa résistance sera importante.

La prise a lieu en quelques heures. 3. 5 Décoffrage Pour les pièces préfabriquées et les éléments non porteurs, il est possible de décoffrer quelques heures seulement après le coulage.

En général, par temps doux, on coule le béton le soir pour le décoffrer le lendemain matin.

Les éléments porteurs, comme les poutres ou les planchers, doivent rester plusieurs jours dans leur coffrage : le béton doit durcir suffisamment pour supporter leur propre poids, ainsi que les charges qui y seront appliquées. 1 m 3 de béton ordinaire contient 350 kg de ciment, 420 l, ou 590 kg, de sable 0/5, 820 l, ou 1 180 kg, de gravier 5/15 et 15/25, et de 210 l d’eau, y compris celle contenue dans les granulats s’ils sont humides. 4 BÉTON ARMÉ ET PRÉCONTRAINT Le béton présente une excellente résistance à la compression, environ 450 DaN/cm 2, mais dix fois moindre en traction ou en cisaillement.

Dans une pièce en béton supportant une charge, une poutre par exemple, la partie haute travaille en compression et la partie basse exerce des efforts de traction.

Des études sur la résistance des matériaux permettent de déterminer dans chaque cas les parties d’une pièce en béton travaillant en compression ou en traction.

Pour reprendre les efforts de traction du béton, des barres d’acier sont noyées dans le béton.

L’acier, qui possède une résistance égale en traction et en compression, est placé aux endroits où le béton est le plus fragile. Jadis, les aciers employés étaient des barres rondes de surface lisse, mais ce type d’acier n’offre pas une adhérence suffisante sur le béton.

En cas d’effort important, il glisse dans le matériau et les contraintes ne se transmettent plus correctement. Aujourd’hui, ces aciers lisses sont surtout utilisés pour des attentes d’armatures, c’est-à-dire des aciers qui font la liaison entre deux éléments d’une même pièce, mais coulée en deux fois.

Par exemple, un mur très long ne peut pas se couler en une seule fois.

Des aciers lisses sont coulés dans la première partie, puis ressortis partiellement pour être noyés également dans la deuxième partie à couler.

Ainsi, on évite les fissures qui apparaissent à la liaison des deux pièces en béton. En structure, les barres d’acier mises en œuvre le plus souvent sont torsadées.

Elles sont dites à haute adhérence, car leur surface rugueuse permet un lien intime avec le béton, et les contraintes peuvent se transmettre entre les deux composants. Les armatures du béton permettent une grande économie de béton mais nécessitent des précautions particulières de mise en œuvre.

Il est ainsi indispensable que l’acier soit correctement enrobé de béton et ne soit pas au contact avec le milieu extérieur.

Si l’acier vient à rouiller, au contact de l’air humide ou de l’eau, sa section utile (la section d’acier non rouillé) diminue et la résistance de la structure est réduite.

Au contraire, la rouille, en gonflant, peut faire éclater le béton et conduire à la ruine de la pièce. L’idée d’associer le fer et le béton a trouvé sa première application en 1848, lorsque Lambot construit une barque en béton armé à Marseille.

Puis, à partir de 1852, les premiers immeubles en béton armé sont construits à Paris.

Monnier élabore des bacs à fleurs à Versailles, puis fabrique des escaliers, des réservoirs et des poteaux.

Coignet produit des poutres préfabriquées.

En 1930, un ingénieur français, Freyssinet, met au point la précontrainte des armatures. La précontrainte permet d’augmenter encore la résistance des pièces en béton, et d’allonger la portée des éléments porteurs.

Deux principes de précontrainte cohabitent.

La précontrainte par armature adhérente, pour laquelle les barres d’acier sont mises en tension dans le coffrage avant de couler.

Lorsque le béton est suffisamment sec, les efforts sur les barres sont relâchés.

Une grande tension intérieure règne dans la pièce.

La deuxième méthode, appelée précontrainte par post-tension, consiste à passer les barres d’acier dans des gaines qui traversent la pièce en béton, et à les mettre en tension après le séchage du béton, au moyen d’ancrages posés à leurs extrémités.

Cette méthode est réservée aux pièces fabriquées sur le chantier.

La précontrainte par armature adhérente nécessite un matériel lourd et sert principalement aux éléments préfabriqués en usine, comme les poutrelles de plancher par exemple. Dans tous les cas, l’effet de la précontrainte agit un peu comme la pression exercée par les mains aux extrémités d’une rangée de livres que l’on soulève ensemble.

Bien que les livres du centre ne soient pas supportés directement, l’ensemble de la rangée reste solidaire. La précontrainte, dont la technique reste délicate et coûteuse, est utilisée principalement pour des pièces préfabriquées et sur chantier pour des travaux importants, comme les tabliers de pont, ou les planchers de très grande portée. 5 PRODUITS PRÉFABRIQUÉS EN BÉTON Le besoin de gagner du temps sur les chantiers a conduit à utiliser des éléments normalisés, et donc à produire en usine des pièces de dimensions et de qualités égales.

Il existe aujourd’hui de très nombreux produits préfabriqués en béton.

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