BETON Maître de conférence Ph D Olga Ozhyshchenko

BETON Maître de conférence, Ph. D Olga Ozhyshchenko Dnipropetrovsk 2015

Qu’est-ce que c’est qu’un béton? Béton est un matériau composite aggloméré constitué de granulats durs de diverses dimensions collées entre eux par un liant. Бетон — искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент или др. ), крупных и мелких заполнителей (песок, щебень/ гравий), воды. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды (например, асфальтобетон).

CONSTITUANTS DU BÉTON Dans les bétons courants, les granulats sont des grains de pierre, sable, gravier, cailloux et le liant est un ciment, généralement un ciment portland.

FABRICATION DU BÉTON схема производства бетона

PROPRIETES DU BÉTON Béton doit posséder de certaines propriétés: Résistance Bonne adhésion avec l’armature Densité suffisante (afin d’assurer la protection de l’armature) Demandes supplémentaires: Résistance gel / dégel Résistance au chaleur sous l’action des hautes températures à long terme Résistance à la corrosion sous l’action du milieu

Classification des bétons Les bétons se classifient d’après les paramètres suivants: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Structure Densité moyenne Type de liant Type des granulats (agrégats) Structure des grains Conditions de durcissement

Classification des bétons 1 D’après la structure • Béton de la structure dense. L’espace entre les grains de granulat sont entièrement remplie par le liant durci • Béton aux grandes pores à petite quantité de sable et sans sable • Béton aéré, c. à. d. avec des granulats et la porosité artificielle du liant durci • Béton cellulaire avec des pores fermés artificiels

Classification des bétons 2 D’après la masse volumique • Béton très lourd: > 2500 kg/m 3 • Béton lourd (béton courant): 2200 2500 kg/m 3 • Béton allégé : 1800 - 2200 kg/m 3 • Béton léger: 500 - 1800 kg/m 3 • Béton très léger: < 500 kg/m 3

Classification des bétons 3 D’après le type de liant • Béton de ciment (le ciment) • Béton silicate (la chaux) • Béton de gypse (le gypse) • Béton asphalte.

Classification des bétons D’après le type des • A la base desgranulats denses agrégats • A la base des agrégats poreux • A la base des granulats spéciaux (tenant compte les demandes de la protection biologique, résistance à la 4

Classification des bétons 5 D’après la composition des grains • Aux grandes pores avec des agrégats gros et fins • Aux petits pores avec des agrégats fins

Classification des bétons 6 D’après les conditions de durcissement • Béton de durcissement naturel • Durcissement sous la température et l’humidité bien définies à la pression atmosphérique • Traitement autoclave

Désignation admise des bétons • Béton lourd – béton avec la structure dense, utilisé pour les constructions portantes en BA, avec des grands pores, à la base d’un liant cimentaire, à n’importe quel durcissement • Béton aux petits pores – béton de la structure dense, lourd, à la base des agrégats fins, liant cimentaire, à n’importe quel durcissement • Béton léger – béton de la structure dense, à la base des agrégats cellulaires, liant cimentaire, avec des grands pores, à

STRUCTURE DU BÉTON

Hydratation de ciment Minéraux du CEM I: alite C 3 S bélite. C 2 S celite C 3 A alumoferrite C 4 AF + H 20 =

Résistance Impact des minéraux sur la résistance Durée de durcissement

Microstructure

STRUCTURE DE BÉTON • Structure de béton influence considérablement sur la résistance et la déformation du béton • Facteur principal impactant la structure – le rapport E/C (eau/ciment) du béton • Structure de béton c’est une grille spatiale composée du pierre cimentaire, remplie par des grains des granulats et traversée dans tous les sens par des pores (vides) des dimensions différentes qui contient de l’eau et l’air.

Schéma de l’état de contrainte du béton lors de la compression

PROPRIETES PRINCIPALES du BÉTON

RESISTANCE DU BÉTON BASES DE LA RESISTANCE LE MIEUX Béton travail en compression

Résistance dépend des facteurs suivants: • Structure de béton • Marque de ciment • Rapport E/C • Type des granulats • Conditions de durcissement • Forme d’état de contrainte • Forme géométrique et les dimensions de la section • Durée de la charge

Résistance peut être: • Résistance en compression üRésistance mesurée sur les cubes üRésistance mesurée sur les prismes/cylindres • Résistance à la traction axiale • Résistance au cisaillement • Résistance à la charge longue durée • Résistance à la charge répétitive • Résistance dynamique

Résistance en compression Résistance mesurée sur les cubes Résistance à la compression pour un cube de dimensions 15*15 cm est égale à f, de dimension 20*20 cm - 0, 93 f, de dimension 10*10 cm – 1, 1 f.

Résistance en compression: Résistance mesurée sur les prismes/cylindres Résistance prismatique (cylindrique) est inférieure à celle de cube, et elle se diminue avec l’augmentation du rapport h/a. Influence des forces de frottement sur la partie moyenne de prisme se diminue avec l’augmentation de son hauteur et en cas de h/a=4 la valeur de fc, prism devient stable et égale approximativement à 0, 75 fck, cube.

Résistance à la traction axiale: Résistance à la traction est 10. . 20 fois plus petite!!! Résistance à la traction fct

Résistance au cisaillement: Cisaillement: Rsh=2 Rbt Cassage: Rsh=2 Rbt

Résistance à la charge longue durée: Limite de la résistance à la compression axiale de longue durée est égale à peu près à 0, 9 fc, c’est à dire que lors de l’action prolongée de la charge on observe l’évolution des déformations considérables non élastiques et le béton se détruit sous les contraintes plus petites qu’en cas de compression simple fc.

Résistance à la charge répétitive: En cas des charges répétitives plusieurs fois on observe l’apparition des microfissures. La résistance baisse. Limite de la résistance (limite d’endurance) dépend de la quantité de cycles chargedécharge n et du rapport des contraintes minimales et maximales ρ. Si n ~ 107 f ≈ 0, 5÷ 0, 7 fc

Résistance dynamique: En cas de la charge dynamique de grande intensité mais de courte durée , l’effet de l’augmentation de la résistance du béton a lieu. C’est la résistance dynamique. Cet effet s’explique par la capacité de béton (qui travaille uniquement de la façon élastique pendant un certain lap de temps d’application de la charge dynamique) d’absorber l’énérgie. Plus le temps de charge τ est petit, plus le koefficient dunamique de la résistance du béton est grand Si τ=0, 1 sec f ≈ 1, 2 fc

Classes et marques du béton • Classe du béton à la compression C C 8/10. . C 50/60 • Marque du béton d’après la résistance geldégel F F 50, F 75, F 100, F 150, F 200 Où même F 300, F 400, F 500 • Marque du béton d’après l’ étanchéité W W 2, W 4, W 6 Où même W 8, W 10, W 12 • Marque du béton d’après la densité moyenne D: 3

Classification des bétons suivant la résistance à la compression • Signification fck, cube • Dimensions des échantillons 15*15 cm • Age 28 jours • Température 20± 2 о. С • Cmax=C 50/60 (pour la France Cmax=C 90/105) • Assuration statique 0. 95

Redistribution de la résistance (courbe de Gauss)

Classes de résistance du béton Résistance en compression , mésurée sur cube Désignation: C X / Y Résistance en compression , mésurée sur cylindre Classe C 12/15 С 16/20 С 20/25 С 25/30 С 30/35 (С 30/37) С 32/40 С 35/45 С 40/50 С 50/60 fck, cyl (MPa ) 12 16 20 25 30 - 35 40 50 25, 5 29 32 36 43 35 40 45 50 60 fck, pris m 15 18, 5 22 (MPa 11 ) 20 25 fck, cub en 15 – norme ukrainienne 30 Note: vert e en bleu – norme française

ДБН В. 2. 6 -98: 2009

DEFORMABILITE DU BÉTON TYPES DEFORMATIONS Виды деформаций бетона: Объемные – во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности. Силовые – от действия внешних сил. Бетону свойственно нелинейное деформирование, поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия делят на 3 вида: деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой, деформации при длительном действии нагрузки и деформации при многократно повторяющемся действии нагрузки.

DÉFORMABILITÉ DU BÉTON Déformation de béton où εе – déformation élastique, εpl – déformation plastique-élastique

MODULE DE DÉFORMABILITÉ DU BÉTON Module d’élasticité initiale lors de la compression Еc correspond uniquemenent aux déformations élastiques qui surgissent lors de chargement instantanné

REFERENCES ДБН В. 2. 6 -98: 2009 Бетонні та залізобетонні конструкції. К. : Мінрегіонбуд України, 2011. – 71 с ДСТУ Б В. 2. 7 -214: 2009 Бетони. Методи визначення міцності за контрольними зразками