Le matériau béton : connaissances générales

Gilles Chanvillard, Entpe - Collection Les cours de l'Entpe

169 pages, parution le 01/01/2002

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Résumé

Le matériau béton fait grise mine dans l'esprit des non-initiés : matériau pollueur, envahisseur, terne,... Pourtant ce matériau permet des prouesses technologiques telles que barrages, ponts, immeubles, tunnels, centrales nucléaires... Il est également le matériau de base de l'artisan maçon et de nombreux bricoleurs.

Le matériau béton est polyvalent sans aucun doute mais il est avant tout multiple. Et de cette multiplicité nait l'intérêt de ce domaine. Etablir une cohérence qui permette de comprendre les liens et les différences entre un mortier d'enduit de façade et le béton d'un pont haubané, tel est l'objectif principal de ce document.

Sa rédaction est passionnée, légère et attrayante. Chacun de nous peut encore s'émerveiller devant la complexité d'un matériau qui possède autant de facettes et de possibilités. Ce document se veut un polycopié de cours et il n'a pas la prétention d'être exhaustif quant à son contenu.

Pour alléger la lecture, de nombreuses figures illustrent le texte, chacune étant le résultat d'expériences particulières et il ne s'agit pas de généraliser quantitativement ces illustrations à tous les bétons.

Bien qu'incomplet, ce polycopié constitue cependant un ensemble autonome.

Sommaire

CHAPITRE 1 : PRESENTATION GENERALE DES CIMENTS ET BETONS
- 1.- LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION
  - 1.1.- Matériau et création
  - 1.2.- Les matériaux traditionnels
    - 1.2.1.- La terre crue
    - 1.2.2.- La pierre
    - 1.2.3.- Le bois
  - 1.3.- Les liants
    - 1.3.1.- Le plâtre
    - 1.3.2.-La chaux
    - 1.3.3.- Le ciment Romain
- 2.- LE MATERIAU BETON
  - 2.1.- Le ciment hydraulique
  - 2.2.- Historique du béton
  - 2.3.- Evolution de la formulation du béton
  - 2.4.- Malaxage et mise en oeuvre
- 3.- EVOLUTION DU BETON DE STRUCTURE
  - 3.1.- Les performances mécaniques
  - 3.2.- Une évolution matérielle rapide
  - 3.3.- Le béton aujourd'hui
  - 3.4.- Les bétons de demain
- 4.- QUELQUES CONSIDERATIONS ECONOMIQUES
  - 4.1.- Données sur les ciments et bétons
  - 4.2.- Données sur les granulats
  - 4.3.- Cout d'un béton
- 5.- PRESENTATION DU DOCUMENT
  - 5.1.- Introduction
  - 5.2.- Chapitre 2 Le béton comme un empilement compact de grains
  - 5.3.- Chapitre 3 Le béton : un empilement compact fluide puis résistant
  - 5.4.- Chapitre 4 Du béton frais au béton durci : l'hydratation
  - 5.5.- Chapitre 5 Le comportement du béton : matériau et structure
  - 5.6.- Chapitre 6 Le béton : un matériau durable
  - 5.7.- Chapitre 7 Approche de la formulation d'un béton
CHAPITRE 2 : LE BETON COMME UN EMPILEMENT COMPACT DE GRAINS
- 1. L'EMPILEMENT DES GRAINS
  - 1.1.- Notion de compacité
  - 1.2.- Cas d'un mélange binaire
  - 1.3.- Du mélange binaire au squelette granulaire d'un béton
- 2.- LES GRANULATS
  - 2.1.- Présentation générale
  - 2.2.- Propriétés essentielles
  - 2.3.- La granulométrie
  - 2.4.- La finesse du sable
  - 2.5.- Propriétés des granulats
  - 2.6.- Densité des granulats
- 3.- LE CIMENT PORTLAND ARTIFICIEL
  - 3.1.- Matières premières et composition type d'un ciment portland
  - 3.2.- Notions élémentaires sur la fabrication du ciment portland artificiel
    - 3.2.1.- Cuisson du cru et élaboration du clinker
    - 3.2.2.- Du clinker au ciment portland
  - 3.3.- Caractérisation du ciment
- 4.- LES FINES COMPLEMENTAIRES OU ADDITIONS MINERALES
  - 4.1.- Les laitiers vitrifiés moulus granulé de haut fourneau
  - 4.2.- Les cendres volantes
  - 4.3.- Les additions calcaires
  - 4.4.- Les fumées de silice
- 5.- CLASSIFICATION DES CIMENTS
  - 5.1.- Les différents types de ciments
  - 5.2.- Masse volumique d'un ciment
  - 5.3.- Performances mécaniques des ciments
  - 5.4.- Exemple de dénomination de ciments
CHAPITRE 3 : LE BETON : UN EMPILEMENT COMPACT FLUIDE PUIS RESISTANT
- 1.- VEAU DE GACHAGE
  - 1.1.- Les spécifications sur l'eau
  - 1.2.- Les rôles de l'eau
- 2.- VEAU ET LA CONSISTANCE D'UN BETON
  - 2.1.- Notion de consistance
  - 2.2.- Consistance d'un béton ordinaire
    - 2.2.1.- Notion d'air occlus
    - 2.2.2.- L'eau et l'empilement granulaire
    - 2.2.3.- Influence de la taille du plus gros granulat
  - 2.3.- Consistance d'un béton à hautes performances
    - 2.3.1.- Les mécanismes de floculation
    - 2.3.2.- Les adjuvants défloculants
    - 2.3.3.- Influence de la défloculation
    - 2.3.4.- Spécificités rhéologiques des bétons défloculés.
  - 2.4.- La consistance dans le temps et les propriétés associées
- 3.- NOTION DE RESISTANCE
CHAPITRE 4 : DU BETON FRAIS AU BETON DURCI : L'HYDRATATION
- 1.- LES MECANISMES D'HYDRATATION
- 2.- ASPECT CHIMIQUE
  - 2.1.- Mécanismes généraux de l'hydratation
  - 2.2.- Le silicate tricalcique (C3S)
  - 2.3.- L'aluminate tricalcique (C3A) et le gypse
  - 2.4.- Le silicate dicalcique (C2S)
  - 2.5.- L'alumino ferrite trétracalcique (C4AF)
  - 2.6.- La réaction pouzzolanique
- 3.- ASPECT PHYSIQUE
  - 3.1.- La microstructure à une heure
  - 3.2.- La microstructure à deux heures
  - 3.3.- La microstructure à cinq heures
  - 3.4.- La microstructure à 3 jours
  - 3.5.- La microstructure à un mois
  - 3.6.- La personnalité des ciments
- 4.- ASPECT MECANIQUE
  - 4.1.- Influence de la composition des ciments
  - 4.2.- Porosité de la microstructure
  - 4.3.- Porosité et résistance
CHAPITRE 5 : LE COMPORTEMENT DU BETON : MATERIAU ET STRUCTURE
- 1. LE COMPORTEMENT AU JEUNE AGE
  - 1.1.- Notion de prise et facteurs influents
  - 1.2.- Influence du rapport E/C
  - 1.3.- Influence du ciment
  - 1.4.- Influence de la température
- 2.- LE BETON DANS LA STRUCTURE
  - 2.1.- Introduction
  - 2.2.- Le retrait thermique endogène
  - 2.3.- Le retrait hydrique endogène
  - 2.4.- Le retrait hydrique exogène
CHAPITRE 6 : LE BETON : UN MATERIAU DURABLE
- 1.- NOTION DE DURABILITE
  - 1.1.- Considérations générales
  - 1.2.- Considérations microstructurales
    - 1.2.1.- Perméabilité et diffusivité
    - 1.2.2.- Morphologie de la porosité
    - 1.2.3.- Interface pate-granulat : l'auréole de transition
    - 1.2.4.- Additions minérales et microstructure
  - 1.3.- Etat initial de la structure : fissuration précoce
    - 1.3.1.- Le ressuage
    - 1.3.2.- Le retrait plastique
    - 1.3.3.- Les retraits endogènes
- 2.- LES DIVERSES AGRESSIONS
  - 2.1.- La carbonatation
  - 2.2.- Les chlorures
  - 2.3.- La corrosion des armatures
  - 2.4.- Durabilité du béton dans un environnement sulfatiqué
  - 2.5.- La durabilité au gel
    - 2.5.1 - Le gel en pleine masse
    - 2.5.2- Les adjuvants entraineur d'air
    - 2.5.3- L'écaillage de surface
  - 2.6- L'alcali-réaction
CHAPITRE 7 : APPROCHE DE LA FORMULATION D'UN BETON
- 1.- LA FORMULATION DU BETON
  - 1.1.- Notions générales sur la formulation
  - 1.2.- Données de base pour la formulation
- 2.- CAS D'UN BETON ORDINAIRE
  - 2.1.-Détermination de la dimension maximale des granulés
  - 2.2.- Détermination de la courbe granulométrique optimale
  - 2.3.- Détermination des dosages en eau et air
    - 2.3.1.- Notion d'eau efficace
    - 2.3.2.- Dosage en eau et consistance visée
    - 2.3.3.- Influence de la taille du plus gros granulat
    - 2.3.4.- Autres facteurs a prendre en compte
  - 2.4.- Détermination du dosage optimal en fines
  - 2.5.- Détermination des dosages en ciment et additions minérales
    - 2.5.1.- Notion de résistance cible
    - 2.5.2.- Prise en compte de l'activité des additions
    - 2.5.3.- Exemple de calcul de la résistance moyenne
  - 2.6.- Prise en compte des prescriptions relatives à la durabilité
- 3.- CAS DES BETONS A HAUTES PERFORMANCES
  - 3.1.- Les limites du béton ordinaire
  - 3.2.- Approche de la compacité des BHP
  - 3.3.- Approche du dosage en eau des BHP
  - 3.4.- Du BHP au BTHP
- 4.- QUELQUES EXEMPLES DE FORMULATION DU BETON
  - 4.1.- Exemple 1 : béton de bâtiment
  - 4.2.- Exemple 2 : béton d'ouvrage type mur de soutènement
  - 4.3.- Exemple 3 : béton prêt à l'emploi très plastique
BIBLIOGRAPHIE
INDEX

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Caractéristiques techniques

	PAPIER
Éditeur(s)	Aléas
Auteur(s)	Gilles Chanvillard, Entpe
Collection	Les cours de l'Entpe
Parution	01/01/2002
Nb. de pages	169
Format	17 x 24,5
Couverture	Broché
Poids	337g
Intérieur	Noir et Blanc
EAN13	9782843010125
ISBN13	978-2-84301-012-5