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Guid uidee d’ut d’utili ilisa satio tionn du béton béton en sit s itee ma mari rititime me

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AVANT-PROPOS

Le présent document est un guide sur l’utilisation du béton dans les ouvrages maritimes. Sans s aux normes et règlements existants, il a pour objectif d’apporter des informations pratiques afin d formulation du béton la plus appropriée pour la réalisation d’un ouvrage fonctionnel, économiqu dans un environnement maritime. Il rappelle également les règles de l’art principales relatives à œuvre, au contrôle de la fabrication et de la mise en oeuvre du béton et à la gestion de l’e ouvrages en béton.

Il s’adresse essentiellement aux maîtres d’œuvre qui ont à préparer un projet d’ouvrage en bé environnement maritime, mais aussi à tous les acteurs de la construction dans les ports et su maritime en France métropolitaine et outre-mer. Ce document traite donc du matériau béton esse pour les ouvrages intérieurs aux ports maritimes, mais il peut aussi s’appliquer aux ouvrages de des ports, aux ouvrages de protection du littoral et aux établissements de signalisation maritime.

La rédaction du guide a été confiée principalement aux CETE du Sud-Ouest et de l’Ouest, du fait de leur expérience dans les travaux maritimes. En 2004, la nouvelle Equipe de Recherche A CETMEF du CETE de l’Ouest et basée à Saint-Brieuc a été chargée de rédiger la version fi compte de la nouvelle norme NF EN 206-1. La rédaction définitive intègre donc les dernières normatives et réglementaires, en particulier le nouveau fascicule 65 du cahier des clauses générales des marchés publics de travaux approuvé par arrêté du 06 mars 2008.


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COMITÉ DE RÉDACTION ET DE RELECTURE La rédaction de ce document a été assurée par :

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Benoît THAUVIN Michel MENGUY

CETE de l’Ouest LRPC de Saint Brieuc CETE de l’Ouest LRPC de Saint Brieuc

Ont participé à son élaboration : • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Abasse ABDALLAH DE 976 Véronique BAROGHEL-BOUNY LCPC Pierre BERGA LRPC de Bordeaux Philippe CHUBILEAU Service Navigation de la Seine Gérard DELALANDE LRPC d’Angers Jean-Marie GEOFFRAY LRPC de Clermont-Ferrand Gilbert GRIMALDI CETMEF Patrick GUIRAUD CIMBéton Aldéric HAUCHECORNE CETMEF Pascal LEBRETON CETMEF Alain LE MEHAUTE LRPC de Saint-Brieuc Gilles LE MESTRE LRPC de Saint-Brieuc Manuel LE MOINE DIR Nord-Ouest Robert LE ROY LCPC Christian NAVECH LRPC de Bordeaux Jean-Luc PERSON Port Autonome de Marseille Karim OUNOUGHI LRPC de Bordeaux You're Reading a Preview Denis ROUANET Conseil Général des Alpes-Maritimes Jean-Jacques TRICHET Unlock full accessCETMEF with a free trial. Nicolas ROUXEL LRPC de Saint Brieuc

Download With Free Trial

Des professionnels du ciment et du béton ont également été consultés : • • • • • •

l’ATILH (Association Technique de l’Industrie des Liants Hydrauliques) le CERIB ( Centre d’Etudes et de Recherches de l’Industrie du Béton) le CIMbéton (Centre d’information sur le ciment et ses applications) le FIB ( Fédération de l’Industrie du Béton) le SNBPE (Syndicat National du Béton Prêt à l’Emploi) le SNPB ( Syndicat National du Pompage du Béton)

Relecteurs : •

Jean-Claude BASTET


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LRPC d’Aix-en-Provence

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Chapitre 1 – Intro

SOMMAIRE

1. INTRODUCTION GÉNÉRALE ________________________________________ 1.1

Champ d’application du guide ___________________________________________

1.2

Objectif du guide ______________________________________________________

1.3

Contenu, articulation des chapitres _______________________________________

1.4

Qu’est-ce que le béton ? _________________________________________________

1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 1.4.6

Les ciments ____________________________ ________________________________ ___ Les granulats ____________________________________ ___________________________ Les additions ______________________________ _________________________________ Les adjuvants______________________________________________________________ Les ajouts ________________________________________________________________ L’eau de gâchage __________________________________________________________

2. SPECIFICITES DES OUVRAGES EN BETON EN ENVIRONNEMENT MARITIME _____________________________________________________________ 2.1

Typologie des ouvrages _________________________________________________

2.2

Construction __________________________________________________________

2.3

Agressivité du milieu ___________________________________________________

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6

Généralités _______________________________________________________________ Attaques externes sur le béton seul ______________________________ ________________ Attaques internes du béton __________________________________________________ Cycles de gel-dégel _______________________________ ___________________________ Corrosion des armatures _______________________________ _______________________ Bilan des attaques du bétonYou're pour un ouvrage a maritime Reading Preview____________________________

3. BETON EN SITE MARITIME, EXIGENCES ET SPECIFICATIONS ________ Unlock full access with a free trial. 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4

Exigences performantielles ______________________________________________

Résistance mécanique ________________________________ ________________________ Download With Free Trial Exigences esthétiques _____________________________ ___________________________ Ouvrabilité _______________________________________________________________ Exigences de durabilité ______________________________ _________________________

3.2

Référentiel technique ___________________________________________________

3.3

Stipulations ___________________________________________________________

3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 3.3.7 3.3.8

Généralités _______________________________________________________________ Durée d'utilisation du projet __________________________________________________ Types de béton ____________________________________________________________  Sign up to vote on this title Classes d'exposition ________________________________________________________ Classes de teneur en chlorures ________________________________________________  Useful  Not useful Spécifications principales pour la composition et les propriétés du béton ________________ Prévention contre les risques d'alcali-réaction ________________________________ ____ Prévention contre les risques de réaction sulfatique inte

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4. MISE EN ŒUVRE DU BETON _________________________________________ 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5

4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3

4.3 4.3.1 4.3.2

5.

Fabrication du béton _________________________________ ________________________ Transport du béton _________________________________________________________ Matériels couramment utilisés pour le transport du béton ___________________________ Cas spécifique du béton coulé sous l'eau ________________________________________ Dispositions constructives_____________________________________________________

Préfabrication_________________________________________________________

Fabrication des éléments en béton ____________________________________________ Transport et stockage _______________________________________________________ Blocs de défenses préfabriqués ________________________________ _________________

Environnement________________________________________________________

Aspect législatif____________________________________________________________ Mesures de protection du milieu ______________________________________________

CONTRÔLE DE LA QUALITE _________________________________________ 5.1

Démarche ____________________________________________________________

5.2

Exigences du Dossier de Consultation des Entreprises________________________

5.3

Analyse des offres______________________________________________________

5.4

Contrôle extérieur _____________________________________________________

5.4.1 5.4.2 5.4.3

6.

Structures coulées en place ______________________________________________

Analyse des plans d'assurance qualité (PAQ) _____________________________ _________ Vérification du contrôle intérieur __________________________________ ____________ Epreuves _________________________________________________________________

GESTION DES OUVRAGES _________________________________________ 6.1

Reading a Preview Dispositions constructivesYou're _______________________________________________

6.2

Surveillance __________________________________________________________ Unlock full access with a free trial.

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5

6.3 6.3.1 6.3.2

Généralités _______________________________________________________________ Dossier d'ouvrage __________________________________________________________ Download With Free Trial Surveillance continue de l'ouvrage ________________________________ ______________ Visites d'évaluation. ________________________________________________________ Inspections détaillées _______________________________________________________

Suivi des paramètres de durabilité du béton ________________________________

Généralités _______________________________________________________________ Méthodologie ___________________________________________________________

7. APPLICATION ______________________________________________________

 Sign up to vote on this title ANNEXES ________________________________________________________

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1. INTRODUCTION GÉNÉRALE L’agressivité très importante et les contraintes spécifiques de l’environnement marin ont rédaction de ce « Guide d’utilisation du béton dans les ouvrages maritimes ». Ce guide répond à plusieurs critères :    





Il est consacré aux travaux en site maritime : il s’applique aux ouvrages po maritimes et aborde donc les contraintes spécifiques de l’environnement marin. Il prend en compte les textes réglementaires les plus récents, notamment les évolutions normatives. Il évoque les dernières évolutions techniques notamment concernant l’amélio performances des bétons. Il est opérationnel et nourrit l’ambition de répondre aux préoccupations en m rédaction des cahiers des charges relatifs à la formulation du béton, à sa fabrica mise en œuvre et au contrôle de sa qualité. Il se veut pédagogique : au fil du texte des rappels de notions de béton permettent de compléter ses connaissances et de mieux appréhender les conseil recommandations. Enfin, il ambitionne d’être convivial grâce à de nombreuses illustrations et à pratiques.

1.1 CHAMP D’APPLICATION DU GUIDE

Ce document s’adresse d’une façon générale aux maîtres d’ouvrages, aux maîtres d’œu gestionnaires mais aussi aux laboratoires ayant à traiter des problèmes liés à l’utilisation en milieu maritime. Le guide intéresse ouvrages situés en métropole mais égalemen You'reles Reading a Preview DOM-TOM. Unlock full access with a free trial.

Il s’applique au béton non armé (NA), armé (BA) et précontraint (BP) utilisé pour la co Download With FreeouTrial d’ouvrages en site maritime (ouvrages à l’intérieur à l’extérieur des zones abritées maritimes) tels que les appontements, les quais, les digues, les ouvrages de soutène ouvrages mobiles, les passerelles et les ouvrages de construction et de réparation navales.

Le guide s’applique au béton coulé en place, qu’il soit fabriqué en centrale de Béton Prêt à (BPE) ou en centrale de chantier. Il s’applique aussi au béton préfabriqué, que ce soit en u des installations portuaires comme des formes de radoub ou sur des aires spécialement a sur le chantier. Le guide ne traite pas spécifiquement:


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- du béton destiné aux ouvrages d’art routiers proches de la mer mais situés en dehors maritimes,

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1.2 OBJECTIF DU GUIDE

Le présent guide a pour objectif principal d’apporter des informations pratiques afin de f choix du béton le plus approprié pour la réalisation d’un ouvrage maritime économique et Il doit permettre : 

au maître d’ouvrage : de définir son programme en matière de béton (durée d’util projet, exigences esthétiques, contraintes techniques et environnementales, niveau de l’ouvrage,…) ;



au maître d’œuvre : de définir les stipulations du cahier des charges en m formulation, de fabrication, de mise en œuvre et de contrôle de la qualité du béton



à l’exploitant : d’être sensibilisé à la problématique du béton notamment conc agressions spécifiques à l’environnement marin et aux pathologies é correspondantes, de prendre en compte la notion de durabilité afin d’optimiser d’entretien et de maintenance et de minimiser les gênes pour l’exploitation,



au professionnel de laboratoire : de conseiller et d’assister le maître d’œuvre et l’ex

1.3 CONTENU, ARTICULATION DES CHAPITRES

Le guide s’articule autour de sept chapitres. Ces chapitres suivent le chemine Reading Previewformuler, fabriquer,mettre en problématiques rencontrées et desYou're besoins pour adéfinir, contrôler un béton qui soit : Unlock full access with a free trial.  adapté à l’ouvrage concerné (type d’ouvrage, mode de construction, durée d’util projet), Download With Free Trial  adapté à sa technique de mise en œuvre durant la phase de construction,  performant et durable durant la vie de l’ouvrage (performance mécanique et résis actions de l’environnement). Le chapitre 2 « Spécificités des ouvrages en béton en environnement maritime » contexte et la problématique de la construction des ouvrages en béton en milieu portuai largement maritime. Sont abordées les spécificités liées à la typologie des ouvrages, à la construction et aux agressions de l’environnement marin.  Sign up to vote on this title

Le chapitre 3 « Les bétons en site maritime » permetdeUseful définir le béton. A partir des é Not useful contexte présentés au chapitre 2, ce chapitre décrit les exigences (mécaniques, d’ou esthétiques, de durabilité) que devra satisfaire le béton. Il présente ensuite le référentiel

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Le chapitre 5 « Contrôle de la qualité » a pour objectif de définir les modalités d’orga le contenu du contrôle de la qualité en phase d’exécution. Ce contrôle est fondamental. permet d’une part au maître d’œuvre de rédiger son cahier des clauses techniques pa (CCTP) en matière de contrôle de la qualité et d’autre part au laboratoire d’assister d’œuvre et de proposer un plan de contrôle adapté. Le chapitre 6 « Gestion des ouvrages » donne des pistes pour une gestion organisée et d’un patrimoine d’ouvrages maritimes en béton et décrit les précautions d’entretien à prév Le chapitre 7 « Applications » est un outil directement opérationnel pour le maître d’œu constitué d’un lot de fiches pratiques. Pour chaque type d’ouvrage, les fiches pratiques p sous forme synthétique les spécifications adaptées à l’ouvrage en fonction de la zone d’e les techniques de mise en œuvre et les contrôles correspondants.

1.4 QU’EST-CE QUE LE BETON ?

Facile à mouler et compatible avec l’acier, le béton est le matériau de construction le plus utilisé. Il permet de réaliser des portées importantes et des formes complexes. C’est pour l’essentiel un mélange de grains minéraux de dimensions variables et d’eau minéraux, appelés granulats, sont inertes. D’autres, les liants, réagissent avec l’eau en for pâte qui fait prise et qui durcit dans l’air ou sous l’eau en donnant naissance à un composite de hautes performances. Il peut être utilisé tel quel ou renforcé par des armatures. On parle alors de béton armé, pré fibré,… Des constituants complémentaires comme les adjuvants sont incorporés à faible You're Reading a Preview recherchées de ses proprié le mélange. Ils ont pour action de provoquer les modifications frais ou durci. Unlock full access with a free trial. Le béton se présente donc sous deux états physiques successifs : tout d’abord sous la fo mélange plus ou moins liquide, leDownload béton frais, puis progressivement sous la forme d’un With Free Trial solide, sorte de pierre artificielle, le béton durci. Le premier état permet la mise en place dans son contenant (coffrage, moule). Cette faculté d’ouvrabilité est caractérisée par la co Le deuxième constitue le produit fini. Proposé sous la forme et l’aspect souhaités, il doit n fournir les résistances mécaniques exigées tout en assurant la durabilité.

On considère qu’un béton est durable s’il conserve aussi longtemps que nécessai d’utilisation du projet), à la fois son intégrité structurelle et les qualités requises. Cette faculté est mise à l’épreuve par les contraintes d’exploitation des ouvrages,mais au Sign up to vote on this title diverses agressions de l’environnement ambiant. Dans le présent document, on tr  Useful  Not useful sévère qui i spécificités des ouvrages construits en site maritime, milieu particulièrement prendre des dispositions adaptées.

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1.4.1.1 Caractéristiques normalisées des ciments courants Les ciments courants sont couverts par la norme NF EN 197-1 de février 2001 qui s composition, les exigences et les critères de conformité. Les ciments conformes à cet gâchés et mélangés avec des granulats et de l’eau de façon appropriée, doivent conserver une ouvrabilité pendant quelques heures afin de permettre son transport et sa mise en après des périodes prédéterminées, atteindre des niveaux de résistance fixés par le c charges. 1.4.1.1.1 Types de ciments

Les ciments courants sont divisés en cinq types principaux :

• CEM I Ciment Portland, • CEM II Ciment Portland composé, • CEM III Ciment de haut fourneau, • CEM IV Ciment pouzzolanique, • CEM V Ciment composé (au laitier et aux cendres). On distingue plusieurs ciments appartenant au même type principal grâce à l’association suivantes : A, B ou C pour le clinker (selon la proportion), S pour le laitier de haut fournea la fumée de silice, P pour la pouzzolane naturelle, Q pour la pouzzolane naturelle calciné les cendres volantes siliceuses, W pour les cendres volantes calciques, L ou LL pour l suivant la teneur totale en carbone organique.

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1.4.1.1.2 Composition

Constituants principaux CEM I CEM II / A

Ciments Portland composés CEM II / B CEM III / A Ciment de haut fourneau

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Ciment Portland


CEM III / B CEM III / C CEM IV / A

Ciment pouzzolanique CEM IV / B CEM V / A Ciment composé CEM V / B

100 6

94

20 21

80 79

35 36

65 64

65 66

35 34

80 81

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95 11

5 89

35 36

65 64

55 18

45 64

18

30 31 50

30 31

40 38 50

20

Clinker Autre constituant principal (laitier, fumée de silice, pouzzolanes, cendres volantes, schiste c alciné, calcaire) Laitier de haut fourneau


Fumée de silice, pouzzolanes, cendres volantes

Download With Free Trial Pouzzolanes, cendres volantes siliceuses

Les ciments CEM II, III, IV et V sont associés aux lettres « A » et « B » (le CEM II associé à la lettre « C ») qui correspondent à une proportion plus ou moins importante d Comme l’illustre le tableau ci-dessus, un ciment désigné avec la lettre « A » contiendra d de clinker qu’un ciment désigné avec la lettre « B » et, a fortiori, qu’un ciment « C ». Un type « B » contiendra donc plus de constituants principaux autres que le clinker (laitie fourneau, fumée de silice, pouzzolanes, cendres volantes, schiste calciné, calcaire)  qu’un Sign up to vote on this title type « A ».  Useful  Not useful On pourra également noter que la proportion de laitier de haut fourneau (dans les ciment et CEM V) peut être relativement importante (jusqu’à 95 % dans le CEM III/C) alors que

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Par exemple un ciment Portland composé contenant au total une quantité de laitier granu fourneau (S), de cendres volantes siliceuses (V) et de calcaire (L) comprise entre 6 et masse, appartenant à la classe de résistance 32,5, et présentant une résistance à court term est identifié par : Ciment Portland composé NF EN 197-1 CEM II/A-M (S-V-L) 32,5 R CE

1.4.1.2 Ciments courants à caractéristiques complémentaires normalisées Pour les travaux à la mer, certaines propriétés complémentaires des ciments peuvent être Elles font l’objet de normes spécifiques. 1.4.1.2.1 Ciments pour travaux à la mer (PM) NF P 15-317

Les ciments n’ont pas tous la même capacité à résister aux agressions chimiques liées à l’e à l’eau de mer. L’emploi de ciments présentant des caractéristiques adaptées de résista agressions est donc indispensable. Ces ciments présentent des teneurs limitées en tricalcique (C3A) qui leur permettent de conférer au béton une résistance accrue à l’agre ions sulfate en présence d’ions chlorure, au cours de la prise et tout au long de la vie de l’o Ces ciments comportent la mention PM sur l’emballage et le bon de livraison. 1.4.1.2.2 Ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates (ES) XP P 15-319

Les eaux séléniteuses constituent un milieu particulièrement agressif, qui nécessite l’e ciments spécifiques. Ces ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates prése teneurs en aluminates tricalcique (C 3A) qui leur permettent de conférer au béton une accrue à l’agression des ions sulfate au cours de la prise et tout au long de la vie de l’ouv Reading aetPreview ciments comportent la mention ES You're sur l’emballage le bon de livraison. Unlock full access with a free trial.

1.4.1.2.3 Ciments à teneur en sulfures limitée (CP) NF P 15-318

Ces ciments ont une teneur en sulfures inférieure à une valeur donnée. La norme pré Download With Free Trial classes notées CP1 et CP2. Ils sont destinés aux ouvrages en béton précontraint. Ils com mention CP sur l’emballage et le bon de livraison. 1.4.1.3 Autres ciments

D’autres types de ciments existent. Ils diffèrent des ciments courants (CEM I à V) composition et certaines de leurs propriétés. Il s’agit notamment du ciment d’alum  calcium (anciennement ciment alumineux fondu, NF P Sign 15-315) duonciment up to et vote this title prompt na les caractéristiques peuvent être utiles pour certains travaux à la mer.  Useful  Not useful 1.4.1.3.1 Ciment d’aluminates de calcium (EN 14647)

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Sa durabilité en milieu maritime est attestée par plusieurs réalisations qui, soixante-dix tard, étaient en parfait état. On peut notamment citer un quai sur le port d’Halifax en Canada et le Montrose Bridge en 1930 en Ecosse. Toutefois, son coût relativement élevé en limite l’utilisation. L’emploi du ciment alumin nécessite de plus certaines précautions regroupées dans la norme P 15-316 « Emploi alumineux fondu en éléments de structure ». En particulier, il est impératif de respecte règles suivantes :

• le rapport eau totale/ciment ( E/C) doit toujours être inférieur ou égal à 0,40 ; • le dosage en ciment ne doit jamais être inférieur à 400 kg/m3. 1.4.1.3.2 Ciment prompt naturel (NF P 15-314)

Les constituants de ce ciment lui confèrent des propriétés particulières de prise et de dur rapides, de quelques minutes à une demi heure, et de résistance aux acides, aux sulfates et mer. Le ciment prompt naturel est agréé « Prise Mer » (norme NF P 15-317). Les résistances en compression sont faibles à court terme (minimum garanti de 19 MPa à mais progressent pendant plusieurs années, avec la compacité du béton, assurant ainsi u durabilité.

En pratique, ce ciment, peu utilisé pour les bétons de structure, a des propriétés très inté pour les travaux urgents : colmatage de fissures, aveuglement de voies d’eau, s calfatage, travaux entre marées, enduits imperméables. La formulation d’un béton de ciment prompt diffère peu de celle des bétons cou You're Reading a Preview modulation du temps de prise s’effectue par ajout d’acide citrique (les retardateurs po Portland ne sont pas efficaces avecUnlock ce ciment). full access Le with dosage a free trial.en ciment est compris entre 3 kg/m . Download With Free Trial

Pour les travaux de scellement et de calage, il est souhaitable de lui préférer des produ l’emploi admis à la marque NF-Produits spéciaux pour les constructions en béton hydrau

1.4.2 Les granulats Le granulat est constitué d’un ensemble de grains minéraux qui, selon leurs dimensions  Sign up to vote on this title entre 0 et 125 mm), se situe dans l’une des familles suivantes :  Useful  Not useful - fillers, - sablons,

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La nature minérale des granulats est un critère fondamental pour leur emploi, chaq possédant des caractéristiques spécifiques en terme de résistance mécanique, de tenue au propriétés physico-chimiques. Les granulats les plus usuels pour la fabrication des mort bétons sont élaborés à partir de matériaux d’origine alluvionnaire (granulats roulés ou con à partir de roches massives (granulats concassés). La taille d’un granulat répond à de granulométriques précis. Les granulats sont classés en fonction de leur granularité (di dimensionnelle des grains) déterminée par analyse granulométrique à l’aide de tamis vidéogranulomètre. Le granulat est désigné par le couple d/D avec : d : dimension inférieure du granulat, D : dimension supérieure du granulat.

Granulats les plus courants en travaux maritimes Familles Dimensions Caractéristiques 0/D D < 2 mm avec au moins Fillers 85 % de passant à 1,25 mm et 70 % de passant à 0,063 mm 0/D d = 0 et D ≤ 4 mm Sables 0/D D ≥ 6,3 mm Graves d/D d ≥ 2 mm et D ≤ 63 mm Gravillon s d/D d = 31,5 mm et D = 50 ou 63 mm Ballasts You're Reading a Preview Unlockclasses full access with a free trial. Les intervalles d/D et 0/D sont appelés granulaires. Les granulats doivent être conformes à des normes. Ils constituent le squelette du Download With Free Trial régularité de leurs caractéristiques conditionne donc celles du béton. Les granulats pour l’objet de deux principales normes de référence.

• La norme NF EN 12620 - Granulats pour béton Cette norme définit des catégories pour chaque caractéristique des granulats et des fille dans la fabrication du béton. Elle spécifie les caractéristiques (physiques et chimiques) r l’évaluation de la conformité des granulats et au système de maîtrise de la production.  Sign up to vote on this title

de définition, conformité et codif • La norme XP P 18-545 Granulats : éléments  Useful  Not useful Cette norme définit les règles générales permettant d’effectuer les contrôles des granu regroupe en codes les catégories définies dans la norme NF EN 12620 pour les dive

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1.4.3 Les additions

Les additions sont définies dans la norme NF EN 206-1 « Béton. Partie 1 : Spé performances, production, et conformité » d’avril 2004. Une addition est un « matéria

finement divisé et pouvant être ajouté au béton afin d’améliorer certaines de ses propriét lui conférer des propriétés particulières ».

Les additions ont deux modes d’action :

• un effet sur la granulométrie, dit également « effet filler », qui est un remplissa éléments les plus fins (additions) des vides laissés par les éléments les plus gros (sab • et, éventuellement, une contribution directe à la résistance par la formation d’hy général à long terme. Les additions pouzzolaniques (cendres volantes, fumées de silices…) ont la capacité de avec la chaux libérée par le ciment pour former des silicates de calcium hydratés. Les la activés par le ciment mais présentent une hydraulicité qui leur est propre. Enfin, les fillers peuvent produire, par l’action des aluminates du ciment, des hydrates d’un autre ty aluminates). Par ailleurs, ils accélèrent l’hydratation du ciment Portland.

Les éléments fins (de taille inférieure à 80 μm) contenus dans le béton ont une influence sur la limitation du ressuage , la cohésion du béton à l’état frais, la compacité et l’ parements. La norme NF EN 206-1 distingue deux types d’addition minérale :

• les additions quasiment inertes, de type I, • les additions à caractère pouzzolanique ou hydraulique latent, de type II. Preview Cette notion de type d’addition estYou're liée auReading fait queacertaines additions (celles de type II et de type I) ont un rôle bénéfiqueUnlock sur full lesaccess performances with a free trial.du béton (en terme de résis durabilité…) et que cette aptitude peut être prise en compte dans la formulation du réduisant notamment la quantité deDownload ciment : With l’exigence relative au dosage minimal en c Free Trial remplacée par la même exigence appliquée au liant équivalent (voir Art 3.3.6 du guide) NF EN 206-1 et son annexe nationale NA (5.2.5.2.1) reprennent pour cela le concept de k . La norme NF EN 206-1 définit les modalités de prise en compte de ces additions : Leq = C + k.A Leq: Liant équivalent [kg/m 3] C : Quantité de ciment [kg/m 3] A : Quantité d'addition [kg/m 3]


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Les additions actuellement normalisées en France sont les suivantes : Addition

Norme

siliceuse

NF P 18-509

calcaire

NF P 18-508

Cendres volantes pour NF EN 450-1 béton

Laitier vitrifier moulu NF P 18-506 de haut fourneau

Fumée de silice

NF P 18-502 puis NF EN 13263-1

Type

k

Définition

Les additions siliceuses sont des produits finement divisés plus de 96,0 % (valeur spécifiée inférieure) et à plus de 9 I 0,20 limite absolue inférieure), par de la silice exprimée en SiO produit sec et obtenue par broyage et/ou sélection de roche ou de cristobalites synthétiques définies par la norme. Les additions calcaires sont des produits secs finement div par broyage et/ou sélection, provenant de gisements de ro I 0,25 pouvant être dolomitiques, massives ou meubles, dont les ca sont définies par la norme. Poudre fine constituée principalement de particules vitreu sphérique, dérivées de la combustion du charbon pulvéri propriétés pouzzolaniques et composées essentiellement Al2O3 , la proportion de SiO2 réactive, définie et déterminée la norme NF EN 197-1, constituant au moins 25 % en masse volantes sont obtenues par précipitation électrostatique ou m II 0,40 particules pulvérulentes contenues dans les gaz de combu à par les chaudières brûlant de l’anthracite pulvérisé ou bitumineuse. Les cendres volantes présentent 0,60 pouzzolaniques, mais ont également une influence sur d’aut du béton frais et durci : les besoins en eau (plus fai importants), le temps de prise (généralement augmenté) et initiale (réduction relative). Il provient du laitier vitrifié (granulé ou bouleté), cop fabrication de la fonte, obtenu par trempe du laitier de hau fusion. Selon le taux d’addition et la finesse de mouture, le Reading a Preview peut intervenir en combinaison avec le ciment comm II You're 0,90moulu hydraulique dans le but de modifier certaines propriét Unlock full access with a free trial. notamment : comportement en milieu agressif et à l’a exothermicité, porosité. Download With La fumée de Free silice Trial est une poudre amorphe finement divisé la production d’alliages de silicium ou contenant du silic entraînée par les gaz, depuis la zone de combustion des système de captage. Les fumées de silices sont utilisées pou par remplissage des vides du béton en complém II 1,00 compacité composants et pour leurs propriétés pouzzolaniques (voir à 3.5.2 relatif aux bétons à hautes performances). Leur dosag 2,00 10 % du poids de ciment. Elles peuvent s’employer brute sont alors très volatiles), densifiées, en barbotine (en suspen ou mélangées au ciment (CEM II [D] aux fumées de  silice). Sign up to vote on this title

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1.4.4 Les adjuvants

Un adjuvant est un « produit dont l’incorporation dans le béton à faible dose ( ≤ 5 % d

ciment) provoque des modifications de certaines propriétés du béton à l’état frais et/ou du

La norme NF EN 934-2 fixe les prescriptions et les exigences pour les adjuvants utilis béton. Elle s’applique aux adjuvants pour bétons non armés, armés et précontraints utilisé bétons fabriqués sur chantier, prêts à l’emploi et préfabriqués. La classification des adjuvants dépend de leur fonction principale :

Accélérateur de prise Accélérateur de durcissement Plastifiant/réducteur d’eau Superplastifiant/haut réducteur d’eau Rétenteur d’eau Hydrofuge de masse Retardateur de prise Entraîneur d’air

Adjuvant qui diminue le temps de début de transition du mélange passer de l’état plastique à l’état rigide (le « temps de prise diminué). Adjuvant qui augmente la vitesse de développement des résis initiales du béton, avec ou sans modification du temps de pri « temps de durcissement » est diminué). Adjuvant qui, sans modifier la consistance, permet de réduire la t en eau d’un béton donné ou qui, sans modifier la teneur en ea augmente l’affaissement et/ou l’étalement (c’est-à-dire la maniabili qui produit les deux effets à la fois. Adjuvant qui, sans modifier la consistance, permet de réduire fort la teneur en eau d’un béton donné ou qui, sans modifier la teneur e en augmente considérablement l’affaissement et/ou l’étalement (c’ dire la maniabilité) ou qui produit les deux effets à la fois. Adjuvant qui réduit la perte d’eau en diminuant le ressuage. Adjuvant qui réduit l’absorption capillaire du béton durci. Adjuvant qui augmente le temps de début de transition du mélange passer de l’état plastique à l’état rigide (le « temps de prise augmenté). You're Reading a Preview Adjuvant qui permet d’incorporer, pendant le malaxage, une qu Unlock fulldeaccess a free trial.uniformément réparties et qui subs contrôlée fineswith bulles d’air après durcissement. L’utilité d’un béton à air entraîné est justifiée p durabilité en ambiance hivernale Download With Free Trial rigoureuse.

1.4.5 Les ajouts

Un ajout est un produit (en dehors du ciment, des granulats, des additions, des adjuvants e incorporé au béton. Exemple 1 : l’inhibiteur de corrosion  Sign up to vote on this title Il s’agit d’un produit qui, incorporé dans le béton lors de sa fabrication, peut ralentir le ph  Useful  Not useful de corrosion des armatures.

Le Réseau Scientifique et Technique du ministère de l’Équipement possède à ce jour

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1.4.6 L’eau de gâchage

L’eau dans le béton sert à hydrater le ciment. Toutes les eaux ne sont pas utilisables peuvent contenir des éléments qui modifient le comportement et les propriétés du béton prise, résistance, durabilité, aspect du béton…). L’eau couramment utilisée est celle du réseau d’eau potable. Toutefois, elle peut pr pompage d’eau des nappes phréatiques ou de cours d’eau. Dans ce dernier cas, le prod béton doit produire une analyse de l’eau qui doit conclure à la conformité vis-à-vis de la n EN 1008 avant de pouvoir être employée. En particulier, l’eau trop pure, caractérisée par peut entraîner une dissolution (ou lixiviation) du liant.

Le fascicule 65 A du CCTG interdit le gâchage à l’eau de mer pour les ouvrages en b ou précontraint. Nous préconisons d’interdire le gâchage à l’eau de mer pour les ouvrage non armé ou faiblement armé également.

NB : la norme relative au béton (NF EN 206-1) distingue l’eau totale contenue dans le bét l’eau efficace (qui intervient dans les spécifications de fabrication du béton par le biais d eau/ciment) dans la mesure où une partie de l’eau initiale peut être absorbée par les granu la notion d’eau efficace au 3.3.6).




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Chapitre 2 – Spécificités des ouvrages en béton en enviro

2. SPECIFICITES DES OUVRAGES EN BETON EN ENVIRONN MARITIME

Les ouvrages en site maritime sontYou're spécifiques pour plusieurs raisons. Leur spécificité e Reading a Preview liée à la variété des types de structure. Ensuite, la réalisation de ces ouvrages est soum Unlock full access with a free trial. contraintes de mise en œuvre particulières. Enfin, ces ouvrages sont exposés à un envir qui cumule souvent les facteurs favorisant la détérioration du béton et de l'acier qu'il peut c Download With Free Trial L'agression spécifique est celle de l'eau de mer. Elle est multiple : chimique de par la co minérale du milieu, mécanique du fait de ses déplacements en masse et locaux que sont le et la houle. De plus, les effets climatiques, tels les variations locales de la température l'ensoleillement et le vent, indépendamment de leur nocivité propre, peuvent inhiber ou ca réactions entre l'eau de mer et les constituants du béton.

2.1 TYPOLOGIE DES OUVRAGES




Les ouvrages maritimes permettent de répondre à différentes utilisations :  Useful  Not useful 

chargement et déchargement de marchandises en vrac ou contenues dans des conte

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Le béton, qu'il soit non armé, armé, ou précontraint, est utilisé pour la construction de types d'ouvrage :              

quai constitué d'un mur en blocs en béton, quai constitué d'un voile en béton armé encastré sur une semelle, quai constitué d'une paroi moulée, quai constitué de caissons en béton armé ou précontraint, quai sur pieux, bajoyers et radiers de forme de radoub ou d'écluse, ducs d'albes d'amarrage et d'accostage, passerelles de lamaneurs ou de passagers, enrochements artificiels de digue, rampes, ouvrages mobiles, tourelles en mer, phares, pylônes, espars, corps morts, lests de bouées de signalisation, etc…

2.2 CONSTRUCTION

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Unlock full access with a free trial. La spécificité des ouvrages en béton apparaît également en phase de construction par la des techniques de mise en œuvre du béton :

   


béton coulé en place, béton coulé en zone de marnage, béton coulé sous l'eau, béton préfabriqué.

Chacune de ces modalités de construction nécessite l'utilisation de différents matériels  conditionner les dispositions constructives et les propriétés du béton (donc sa formulation) Sign up to vote on this title  

pompage, mise en œuvre au tube plongeur,

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Les conditions environnementales introduisent également des contraintes non négligeable de construction :  





le cycle des marées peut imposer l'organisation du travail en fonction de la marée, la météorologie et notamment le vent nécessite de prendre des dispositions pa pour la cure des parements, la houle et le marnage conditionnent le dimensionnement des coffrages (tenue tempête par exemple), les conditions d'accès au chantier peuvent nécessiter des moyens de transport exce (barges, hélicoptères).

2.3 AGRESSIVITE DU MILIEU



Durant son utilisation, un béton armé exposé à un environnement maritime est soumis à  types d'agressions : Sign up to vote on this title 

Useful  Not agressions mécaniques dues aux sollicitations d'exploitation desuseful ouvrages, à l'ac houle, à l'abrasion due aux chocs, à l'érosion due à l'effet des vagues,

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marnage est critique pour le béton, tandis que pour le béton armé, les risques de corr armatures sont forts dans la zone d'aspersion. A contrario, en immersion totale, l'attaque est moindre.

2.3.1 Généralités 2.3.1.1 Agressivité des eaux, sols et autres matériaux

Les activités dans une zone portuaire peuvent générer de la pollution susceptible d'endom béton des ouvrages. L'absence de protection étanche des ouvrages portuaires facilite la pé et la circulation d'eau dans le béton. Les eaux pluviales se chargent de matières agressiv béton lors de leur ruissellement sur les revêtements de terre-plein et sur les différent stockés et viennent ensuite percoler au travers du béton.

De plus, l'eau de mer qui entoure la plupart des ouvrages en béton est polluée par les di des industries et des navires.

Un ouvrage situé en site maritime peut donc être soumis à diverses agressions ayant po l'action des sels, de gaz et d'autres éléments en solution dans l'eau (eau de mer, eau de sur eaux de ruissellement peuvent être chargées de sels minéraux les plus divers en fon matériaux rencontrés. Les éléments les plus agressifs sont soit acides, soit salins (chlorure sulfates de sodium, de calcium et de magnésium).

L'agressivité de l'eau chargée est liée à l'aptitude de celle-ci à réagir avec certains constitu matrice cimentaire du béton : les agents agressifs dissous dans l'eau constituent une chimiquement agressive pour le béton qui peut provoquer You're Reading a Preview différents types de réactions formulation n'est pas adaptée. Unlock full access with a free trial.  Les attaques acides : le béton présente un caractère basique élevé induit par les hydratés de la pâte de ciment (la phase interstitielle du béton a un pH très élevé Download With Free Trial donc présenter une sensibilité vis-à-vis des solutions acides telles que les eaux chargées en dioxyde de carbone, les eaux résiduaires, les eaux des industries ( agro-alimentaires) contenant des acides organiques, les eaux chargées en acides mais aussi les eaux pures.  La lixiviation : dans une structure en béton exposée à l'air ambiant, l'eau s'évapo épaisseur limitée à quelques centimètres. Les pores sont saturés lorsque le bét contact de manière prolongée avec l'eau. Des ions en provenance du milieu  de la n peuvent transiter dans la phase liquide interstitielle du béton. En fonction Sign up to vote on this title éléments chimiques qui pénètrent dans le matériau, il peut en résulter des Useful Not useful chimiques de dissolution ou de précipitationet donc  une lixiviation progre hydrates.

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En plus de ces sollicitations, les ouvrages sont soumis à l'endommagement dû aux ch frottement des navires (barge tapant contre une poutre de rive par exemple), aux corps f également à l'abrasion des sables et galets transportés par l'eau de mer. Les enrochements de type tétrapode ou acropode sont particulièrement exposés à ce type de sollicitation. Enfin, dans le cadre de leur utilisation, les ouvrages sont soumis à des charges d'exploita ouvrages de chargement et de déchargement des marchandises, notamment les postes à sollicités par des charges aux caractéristiques variées :    

grues et portiques sur rails, engins de levage sur roues ou patins, engins de manutentions, stockages divers (en vrac ou conditionné).

Ces sollicitations peuvent être de très courte durée et de grande intensité. Les désordres a ces agressions, quand les sollicitations dépassent la résistance mécanique du béton, so souvent localisés : éclats de béton et fissuration.

Le concepteur devra donc identifier les exigences attendues en terme de propriétés méca béton pour résister aux agressions évoquées ci-dessus. Le lecteur pourra se reporter à c paragraphe 3.1.1 pour l'identification et la formulation de ces exigences pour obtenir résistant mécaniquement. L'ouvrage devra, au besoin, intégrer des dispositifs de protection pour protéger au max Reading a Preview parties qui risquent des agressionsYou're excessives (défenses d'accostage, plaques métallique métalliques d'angle,…) Unlock full access with a free trial. Download With Free Trial

2.3.2 Attaques externes sur le béton seul

Le processus chimique d’attaque des bétons par l’eau de mer résulte de plusieurs réaction moins simultanées et interdépendantes faisant appel à différents mécanismes : dissolution réaction d’échange de bases, précipitation de composés insolubles, cristallisation de sels (ettringite). Sign up to vote on this title



2.3.2.1 Attaque des chlorures  Useful  Not useful Les ions chlorures présents naturellement dans l'eau de mer, principalement les chl magnésium MgCl2 et les chlorures de calcium CaCl 2 sont agressifs vis-à-vis du béton.

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Le sulfate de magnésium MgSO 4 réagit avec la portlandite Ca(OH) 2 et provoque la disso lixiviation) du liant.

Le sulfate de calcium CaSO 4 réagit avec l’aluminate tricalcique C 3A (provenant du conduit à la formation d’ettringite, gel expansif, d’où gonflement, fissuration et éclat béton.

Contrairement aux autres attaques, l’agressivité des sulfates est accrue dans les climats fro

2.3.2.3 Cristallisation des sels dissous Dans la zone située juste au-dessus du niveau d’eau, la cristallisation à l’intérieur des béton des sels dissous provoque des dommages dus à leur expansion. Ce phénomène sensible sous les climats arides où l’évaporation de l’eau de mer se produit à l’intérieur Sous les climats tempérés, l’évaporation a lieu en surface, d’où un effet moindre. Le sulfate de magnésium est particulièrement agressif à cet égard.

2.3.2.4 Développement d'organismes vivants Le développement des algues et mollusques marins à la surface du béton est gén considéré comme bénéfique. En effet il maintient une humidité qui s’oppose à la pénét gaz et de l’oxygène en particulier. Cependant, un excès de dépôt, en augmentant le p surface de certains éléments de structure élancés comme les pieux, peut provoquer des s statiques et cycliques non négligeables. Exceptionnellement, certains mollusques ayant un particulière pour les marnes peuvent détruire les granulats qui en sont constitués (phéno rencontré dans la zone du golfe persique). You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.

2.3.3 Attaques internes du béton Download Free Triald'attaque interne ne sont pas sp Tout béton peut subir une attaque interne. LesWith phénomènes aux environnements marins mais ont besoin de présence d'eau pour se produire.

2.3.3.1 Réaction alcali-granulat La réaction alcali-granulat (RAG) est une réaction interne au béton entre la solution interstitielle du béton et certains granulats, produisant un gel silico-calco-alcalin expa risque de gonflement, fissuration et éclatement du béton. Sign up to vote on this title

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Trois conditions sont nécessaires pour amorcer et entretenir ces réactions :

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• le béton contient des granulats réactifs vis-à-vis de l'alcali-réaction (roches à risq gneiss, granite, calcaires dolomitiques…) ;

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• la teneur en alcalins actifs est élevée (essentiellement apportés par le ciment) ; • l'environnement est humide.

Seule une partie de l'eau de gâchage sertReading à l'hydratation du ciment. L'autre partie, néces You're a Preview bonne mise en œuvre du béton, se retrouve ensuite piégée dans le béton et peut alim Unlock full access with a free trial. réaction alcali-granulat. Download With Free Trial

Pour les structures maritimes immergées ou en zone de marnage et les parties d'ou environnement humide (pluie, eaux de ruissellement, sol humide, etc…), le phénomène e par l'apport d'eau extérieure.

En milieu marin les alcalins contenus dans l'eau de mer peuvent favoriser une alcali-ré surface des structures. Sign up to vote on this title



2.3.3.2 Réaction sulfatique interne  Useful  Not useful La réaction sulfatique interne (RSI) est définie par la formation différée d'ettringite expansif pouvant générer des gonflements) dans un matériau cimentaire après la prise du

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Comme pour la réaction alcali-granulat, la réaction est activée par la présence d'eau (i apportée par le milieu extérieur) et les symptômes sont proches de ceux de la réacti granulat : gonflement du béton avec faïençage visible en parement.

* du béton lors de sa prise

Avec l'évolution des matériaux et des techniques de construction, les températures peuven des niveaux très importants dans les éléments de structure. Cette pathologie risque d développer si le prescripteur n'intègre pas des principes de prévention dans son cahier des


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2.3.4.2 Ecaillage du béton de surface surface

Ce phénomène se situe principalement sur les surfaces horizontales où se dépos concentrent les sels de déverglaçage ou dissous dans les embruns d’eau de mer. Il ac particulier les effets destructeurs des cycles de gel-dégel. Il agit directement sur la peau qu’il décolle par cristallisation des sels.

2.3.5 Corrosion des armatures

L’acier et le béton forment un couple complémentaire dans lequel l’acier ren caractéristiques mécaniques du béton en traction et le béton protège physiqu chimiquement l’acier de la corrosion. L’hydratation du ciment produit une solution in basique de pH élevé qui confère une protection chimique aux armatures noyées dans le bé Deux processus peuvent altérer la protection assurée par le béton : •

l’évolution des caractéristiques du béton d’enrobage des armatures par carbonatation,

•

la pénétration d’agents agressifs, notamment les ions chlorures, jusqu’au niveau des ar

La carbonatation affecte, de manière générale, tous les ouvrages non constamment im cause du dioxyde de carbone présent dans l’air atmosphérique) tandis que la pénétr chlorures est spécifique à certains environnements comme le milieu marin où les zones aux sels de déverglaçage.

En environnement marin, la pénétration des chlorures est le phénomène principal de corr armatures.

2.3.5.1 Pénétration Pénétration des chlorures

En milieu saturé en eau, cas des structures immergées, les chlorures pénètrent dans la po béton par un phénomène de diffusion, sous gradient de concentration en chlorures entre riche en chlorures et le cœur exempt de chlorure.

Lorsque la structure est soumise à des cycles d'humidification-séchage en présence de (zone de marnage, exposition aux embruns), les chlorures migrent avec la phase li capillarité, phénomène plus rapide que la diffusion.  Sign up to vote on this title

Lorsque la teneur en chlorures devient importante au niveau des armatures, il y a dépa  Useful  Not useful puis corrosion des armatures. La concentration critique en chlorures libres est d'environ poids de ciment.

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2.3.5.2 Carbonatation

L’air contient du dioxyde de carbone à un taux moyen de 0,03 % en volume, qui réag hydrates, principalement principalement sur la Portlandite (Ca(OH) 2), pour former du carbonate de calciu

CO2 + Ca(OH)2 ⎯⎯> CaCO3 + H2O Ce phénomène consomme de la portlandite et conduit à une chute du pH de la solution int ce qui entraîne une dépassivation dépassivation des aciers. Le dioxyde de carbone pénètre à l’intérieur des pores du béton par un phénomène de diff dans le processus de diffusion du dioxyde de carbone, l’humidité relative des pores du b un rôle primordial. Ainsi, lorsque les pores du béton sont saturés d’eau, cas des structures immergées, la péné extrêmement faible et la carbonatation pratiquement inexistante. De la même façon, si le béton se trouve dans un milieu très sec, la quantité d’eau est in pour dissoudre le gaz carbonique et le béton ne se carbonate que modérément. Par contre, lorsque la structure est soumise à des cycles d'humidification-séch d'humidification-séchage age (zone de zone exposée à la pluie et au vent, zone de condensation…), le phénomène de carbona rapide. La vitesse de carbonatation est d'autant plus faible que la porosité de la pâte de ciment est f

2.3.6 Bilan des attaques attaques du béton béton pour un ouvrage maritime maritime

La situation de l’ouvrage par rapport au milieu marin est un paramètre déterminant des r dégradation encourus. Quatre zones de dégradation peuvent ainsi être définies : 







Les zones d’embruns marins sont celles qui ne sont pas en contact direct avec liquide. L’ouvrage est soumis aux embruns et brouillards marins qui peuvent trans sels sur des distances importantes. importantes. Les zones d’aspersion sont situées au-dessus du niveau de l’eau à marée haute. Le soumis aux éclaboussures provoquées par les vagues sur une hauteur variable. La zone de marnage s’étend sur une hauteur déterminée par la différence entre le l’eau à marée haute et celui à marée basse. Cette zone est alternativement im  Sign up to vote on this title émergée. Useful Not useful La zone d’immersion se situe sous le niveau  de l’eau à  marée basse. Le béton continuellement immergé.

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Tous les éléments présentés dans le chapitre 2 : - la typologie des ouvrages et leurs utilisations, - la nature du béton (armé, non armé, précontraint), - les modalités de construction et les dispositions constructives, - les contraintes environnementales en phase de construction, - l'agressivité du milieu durant l'utilisation de l'ouvrage,

sont tout autant de paramètres fondamentaux qui doivent être pris en compte le plus tô dans la démarche de conception d'un ouvrage en béton situé en site maritime. Leur prise permet en effet au maître d'ouvrage d'être pertinent dans la définition de ses besoins exigences, et au maître d'œuvre de les traduire en stipulations (voir paragraphe sur les performantielles).

L'identification et la formulation des exigences permettent ainsi au concepteur de prescrire adapté répondant aux besoins et aux contraintes (voir paragraphe sur les spécifications du




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3. BETON EN SITE MARITIME, EXIGENCES ET SPECIFICATION Ce chapitre donne les outils nécessaires au maître d'ouvrage pour définir ses besoins, ses et ses contraintes, et au maître d'œuvre pour spécifier le béton (par partie d'ouvrage) contexte et aux problématiques évoqués au chapitre précédent.

3.1 EXIGENCES PERFORMANTIELLES

3.1.1 Résistance mécanique Le béton d'un ouvrage en site maritime doit résister à de multiples sollicitations mécanique : charges d'exploitation, chocs, abrasion et érosion. Pour résister à ces sollic doit posséder des propriétés et des caractéristiques spécifiques. Ce paragraphe les présente les outils pour les mesurer et les contrôler. 3.1.1.1 Résistance à la compression

La résistance à la compression est la propriété la plus fréquemment mesurée sur béton d sert au dimensionnement des structures. La résistance à la compression normative du bé résistance à la compression à 28 jours. You're Reading a Preview

Lors de l'établissement d'un projet,Unlock la définition d'une de résistance à la compres full access with a freevaleur trial. jours n'est pas suffisante pour définir le béton. Download With Free Trial

La norme NF EN 206-1 définit seize classes de résistance pour les bétons de masse v normale et les bétons lourds : Classe C8/10 C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45

f ck-cyl (en N/mm2) f ck-cube (en N/mm2) 8 10 12 15 16 20  Sign up to vote on this 20 25 title 25 useful  Useful  Not30 30 37 35 45

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La valeur fck-cyl est la résistance caractéristique éxigée à 28 jours mesurée sur des cyli dimensions normatives. La valeur fck-cube est la résistance caractéristique éxigée à 28 jours mesurée sur des dimensions normatives.

La résistance caractéristique est la valeur de la résistance en dessous de laquelle peuven 5 % de la population de tous les résultats des mesures de résistance possibles effectué volume de béton considéré.

Remarque 1 : Influence de la formulation sur les performances du béton

La compacité de la pâte conditionne, parmi d’autres paramètres, la résistance du béton. Féret [11] a établi loi empirique dans laquelle il tient compte de la résistance de la pâte de ciment pour le calcul de la ré bétons :

f c

⎛ ⎞ ⎜ ⎟ 1 ⎜ ⎟ = K × Rc × E ⎜ 1 + 3,15 × ⎟ ⎜ ⎟ C ⎠ ⎝

2

où : f c : résistance du béton en compression à j jours K: coefficient granulaire R c: résistance du ciment mesurée sur mortier normal1 E: Quantité d'eau en kg C: Quantité de ciment en kg You're Reading a Preview

La Figure 1 donne l’évolution de f c/R c enUnlock fonction du rapport full access with a massique free trial. eau sur ciment (E/C) dans le cas illustre l’influence du rapport E/C sur la résistance du béton.

DownloadleWith Trial pour la résistance du béton. Ce Le rapport E/C est le paramètre de composition plusFree important détermine également la porosité de la pâte de ciment durcie (propriété liée à la compacité) qui joue un rôle pour la durabilité du béton. L’importance du rapport E/C vis-à-vis de la durabilité du matériau est expli détail au paragraphe 3.3.6. 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 c

R / 1,0 c f

0,8 0,6


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Remarque 2 : Influence de la mise en œuvre sur les performances du béton

Bien formuler un béton et soigner sa composition par le choix de constituants adaptés est nécessaire, mais pour obtenir un béton de qualité, c’est-à-dire résistant, durable et offrant des parements esthétiques. Il est i que les moyens de mise en œuvre soient adaptés et correctement utilisés afin de chasser l’air piég fabrication, par serrage du béton, sans provoquer de ségrégation. En effet, la présence d’air dans le béton réduit considérablement la résistance de celui-ci : 5 % d’air dans faire chuter la résistance de plus de 30 % selon Neville [42].

Cet air peut être de l’air entraîné lors de la fabrication, de l’air occlus (résidu d’un serrage insuffisant) ou des vides laissés après le départ de l’eau libre en excès.

Remarque 3: Influence de la température

Une élévation de la température active les réactions d’hydratation du ciment et favorise le développement d élevées au jeune âge. Cependant, cet effet bénéfique à court terme peut réduire également les résistances terme.

Le traitement thermique des bétons est souvent utilisé en préfabrication afin d’obtenir le plus rapidement résistances nécessaires au décoffrage. Il convient de trouver un compromis entre l’obtention des résistan âge et les résistances à long terme. L’additif au fascicule 65 impose que la résistance à 28 jours du thermiquement soit au moins égale à 90 % du même béton non traité. You're Reading a Preview

Les essais pour mesurer et contrôler la résistance du béton: Unlock full access with a free trial. Les opérations de décoffrage et de manutention nécessitent une mesure fiable de la rési béton dans l'ouvrage. Cette mesure permet également de quantifier un facteur important p Download With Free Trial est de la durabilité, de l'aspect du parement et de la tenue mécanique.  Les éprouvettes d'information C'est la méthode classique pour évaluer la résistance au jeune âge du béton dans l'ouv consiste à réaliser des éprouvettes d'information conservées dans des conditions "voisines de l'ouvrage . Ces éprouvettes sont écrasées en laboratoire à un âge donné pour déterm résistance en compression.  Ces résultats permettent, en fonction de valeurs de résistances à: Sign up prévues to vote onde thisprocéder title 

un décoffrage,

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La maturométrie:

Les méthodes de détermination de la résistance du béton évoquées ci-dessus présentent un cer d'inconvénients :

Du fait des différences en terme de rapport volume de béton sur surface d'échange avec l'extérie systématiquement un écart entre l'historique de la température au sein des éprouvettes d'information e l'ouvrage. Ces différences sont d'autant plus importantes que les pièces de béton sont de forte épaisseur. L durcissement du béton étant influencés par la température, il existe donc des différences importantes entre mesurée sur éprouvette d'information et la résistance réelle du béton dans l'ouvrage (voir norme EN 1379

La maturométrie permet de s'affranchir de ces difficultés. La méthode consiste, à partir du suivi de la tem sein de l'ouvrage, à déterminer par calcul (au jeune âge) le degré d'avancement des réactions correspondant au durcissement du béton.

Basée sur la "loi de maturité" ("deux bétons de même composition ayant même valeur de maturité a résistance quelle que soit l'histoire des températures ayant conduit à cette valeur de maturité"), la maturom de connaître la résistance du béton in situ à partir de la relation entre le degré d'avancement et la rési relation est déterminée par étalonnage pour une formulation de béton particulière.

La maturométrie s'appuie sur le fait établi que, pour un béton donné, la résistance au jeune âge ne dé l'histoire thermique. La loi d'Arrhénius s'est révélée être la plus appropriée pour décrire la sensibilité de durcissement du béton à la température. Elle comprend un paramètre unique, l'énergie d'activation Ea, q degré de sensibilité du béton. K(T) = A.exp( − Ea ) RT A: Constante de proportionnalité R: Constante des gaz parfait (8314 J/mol.K) Ea: Energie d'activation apparente du béton (J/Mol)

Un béton donné est caractérisé par You're son énergie d'activation apparente et sa courbe de référen Reading a Preview maturité /résistance). L'application de la loi d'Arrhénius permet alors de transformer un historique de a free quelconque en une valeur de maturité de Unlock laquellefullonaccess peut with déduire latrial. résistance mécanique. Download With Free Trial


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3.1.1.2 Résistance au choc et à l'abrasion D'une façon générale, le classement d'un béton vis-à-vis de cette propriété va dans le m que la résistance à la compression et à la traction. Néanmoins, il est préférable de d spécification performantielle plus directe. En effet, la formulation d'exigences en résistance au choc et à l'abrasion orientera vers l'utilisation de granulats durs et un cimentaire de haute qualité. Les exigences souhaitées en terme de résistance aux chocs et à l'abrasion peuvent être d deux manières : - exigence de moyens : Dans ce cas, les exigences portent sur la nature des composants du béton :

Composants Ciment

Granulats

Fibres

Qualité visée Exemple Compacité de la Addition d'éléments ultra-fins matrice cimentaire comme la fumée de silice

Essais

Essai Los Angeles: Utilisation de granulats alumineux Résistance mécaniqu Densité élevée et synthétiques. Ils se caractérisent chocs des granulats par une densité élevée et une Essai Micro-Deval: dureté exceptionnelle dureté Résistance mécaniq l'usure des granulats

Résistance à la traction

Ajout de fibres métalliques

Dans le cas d'emploi de fibres, des essais de qualification sont nécessaires afin d'optimise de la fibre à retenir : nature, longueur, épaisseur, géométrie, dosage,… You're Reading a Preview

Unlock full access with a free trial. - exigences performantielles : Dans ce cas, les exigences portent sur les propriétés finales du béton.


La Compagnie Nationale du Rhône (CNR) a développé dans le cadre d'une problématiqu (barrages) deux essais de qualification du béton vis-à-vis de sa tenue à l'abrasion et aux c essais sont bien évidemment applicables dans le cadre d'une problématique maritime :

Abrasion Choc

Attaque sur éprouvette d'un jet d'eau charg Essais sur métaux antisable - L'indice d'abrasion est donné usure référence à l'empreinte équivalente sur le  due Mesure du volume d'une empreinte Sign up to vote on this title Essais de tenue aux chocs d'une boule métallique sur chocs  Useful  Not useful éprouvette

Ces essais permettent de déterminer un "indice CNR". Cet indice permet de classer

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Dans ce guide, nous nous limiterons à l'esthétique et à la qualité du parement en béton d visibles des ouvrages (poutres de rive, fronts de quai, plate-forme de quai,…). Les ex formuler portent sur les éléments suivants :  la teinte,  la texture,  la régularité,  les tolérances de forme.

Remarque : Même si l'ouvrage ne présente pas de caractère esthétique particulier, nous co tout de même fortement au maître d'ouvrage de formuler des exigences en terme de parement pour les parties visibles de l'ouvrage. La maîtrise d'œuvre devra donc spécifications adéquates pour répondre à ces exigences.

3.1.3 Ouvrabilité Le béton frais a la capacité de se déformer et de s’écouler ce qui permet de le transp exemple en le pompant, et de remplir les coffrages. Cette aptitude du béton à la déform souvent traduite par les termes de consistance, de maniabilité ou d’ouvrabilité, mais c consacrés par la pratique ne traduisent que partiellement et de manière conventionnelle béton frais. La consistance traduit la quantité d’énergie à fournir au matériau pour le mettre en Reading Preview expulsant tout l’air piégé lors duYou're malaxage eta du transport. Les notions de mani d’ouvrabilité sont les traductions de l’aptitude du béton à se déformer pour des condition Unlock full access with a free trial. en œuvre données. L'ouvrabilité est une caractéristiqueDownload du béton With fondamentale Free Trial en phase de construction. Elle tout d'abord essentiellement l'entrepreneur qui aura à mettre en œuvre le béton. Mais elle aussi le maître d'ouvrage puisque la maîtrise de l'ouvrabilité peut avoir une inciden durabilité future de la structure en béton. Au regard des spécificités des ouvrages en site elle doit donc être parfaitement maîtrisée. Deux paramètres permettent de caractériser cett la consistance et la teneur en air du béton frais.

3.1.3.1 La consistance du béton frais Pour les bétons courants, on convient de caractériser globalement leur aptitude àêtre mis Sign up to vote on this title dans les coffrages par la mesure d’une grandeur unique. On appelle consistance la gran  Useful  Not useful mesurée. La bonne consistance du béton est celle qui permet de mettre le béton en œuvre dans l’ouv

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Ajustement de la quantité d'eau en centrale de béton prêt à l'emploi : Pour des bétons ordinaires, le fournisseur de béton pourra procéder en centrale à des c d'eau dans une fourchette de plus ou moins 20 l/m 3 à condition de respecter égal tolérances de plus ou moins 5 %. La consistance des bétons spéciaux (BAP notamment) est très sensible aux variations d d'eau. Ces dernières devront être limitées (< 10 l/m 3) et parfaitement maîtrisées.

Les outils pour mesurer et contrôler la consistance du béton frais : La consistance n’est pas une caractéristique intrinsèque du béton mais dépend de l’appare à la mesurer. C’est pourquoi, quand on donne une valeur de consistance, il faut expliquer manière elle a été mesurée. Pour mesurer et contrôler la consistance du béton, il existe différents essais parmi lesquels

• le cône d’Abrams (NF EN 12350-2) Il s’agit de l’essai le plus courant et l’un des plus simples. L’essai consiste à remplir de moule tronconique en trois couches tassées avec une tige d’acier de 16 mm de diamètre couche est piquée 25 fois. Le moule est ensuite soulevé avec délicatesse et l’on mesur après l’affaissement (ou slump). Classe d’affaissement (NF EN 206-1)

Affaissement

You're Reading a Preview S1 Entre 10 et 40 mm Unlock full access with a free trial.

S2

Entre 50 et 90 mm

Download With Free Trial S3 Entre 100 et 150 mm

S4

Entre 160 et 210 mm

S5

≥ 220 mm

Tableau 1 : Classes d’affaissement du béton frais (cône d’Abrams)

Lorsque la classe d'affaissement est S5, l'essai au cône d'abrams n'est plus adapté.Il conv Sign up to vote on this title de faire un essai d'étalement. Useful Not useful 

• L'essai d'étalement

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La norme NF EN 206-1 définit les classes de consistance pour cet essai : Classe d’étalement (NF EN 206-1)

Diamètre d’étalement

F1

≤ 34 cm

F2

Entre 35 et 41 cm

F3

Entre 42 et 48 cm

F4

Entre 49 et 55 cm

F5

Entre 56 et 62 cm

F6

≥ 63 cm

Tableau 2 : Classes d’étalement du béton frais

Nota : il existe d'autres essais permettant la mesure de la consistance du béton frais. Pour l connaître, le lecteur pourra se reporter à la norme NF EN 206-1. 3.1.3.2 La teneur en air du béton frais

L'air occlus dans le béton : Lors du malaxage du béton, les pales du malaxeur des bulles d’air qui, si ell You're Reading aintroduisent Preview pas stabilisées par un adjuvant entraîneur d’air, éclatent aussitôt. Cependant un béto full access withdont a freele trial. contient toujours un certain nombreUnlock de bulles d’air diamètre est presque toujours s un millimètre. Download With Free Trial Cet air piégé dans le béton durci, aussi appelé air occlus, peut occuper 1 à 2,5 % du vol Ces bulles d’air grossières n’ont rien de comparable avec les millions de petites bu entraînés qui sont stabilisées par l’ajout des molécules tensio-actives des agents entraîn Ces bulles sphériques ont un diamètre compris entre 10 μm et 1 mm, leur diamètre moye l’ordre de 50 μm. Un béton à air entraîné qui contient un volume d’air total de 5 à 6 % l’air occlus) contient de 0,5 à 1,5 million de bulles par centimètre cube de pâte de ciment h

La mesure de la teneur en air s’effectue à l’aide d’un aéromètre à béton sur le princ Sign up to vote on this title réserve de compressibilité du béton frais. 

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Sur béton frais, l’air entraîné réduit le ressuage et améliore l’ouvrabilité, ce qui p

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D'une façon générale, en environnement marin, on cherche à augmenter la compacité du de limiter la pénétration des agents agressifs. L'utilisation des entraîneurs d'air n'est recommandée.

3.1.4 Exigences de durabilité 3.1.4.1 Notion de durabilité

On dit que le béton est durable s’il conserve aussi longtemps qu’il le faut à la fois son in les caractéristiques requises. La durabilité du béton armé est directement liée à :  ses propriétés de transfert, c’est-à-dire à la résistance qu’il oppose à la pénétrati diffusion des agents agressifs en son sein (pénétration des chlorures et du di carbone par exemple),  sa susceptibilité à développer des pathologies internes (alcali-réaction, réaction interne par exemple). La durabilité introduit donc des notions de propagation et de cinétique. 3.1.4.2 Durabilité du béton vis-à-vis de la corrosion des armatures 3.1.4.2.1 Pénétration des chlorures

La présence d’ions chlorure en concentration élevée dans le béton au niveau des provoque une dépassivation de l’acier et par suite sa corrosion. Les chlorures, provenant You're a Preview environnant, pénètrent dans le béton selonReading un processus assimilé à une diffusion. Le coe diffusion des ions chlorure est Unlock donc full unaccess paramètre fondamental de la durabilité with a free trial. armé, lorsque ce dernier se trouve exposé à des sels marins. L’évaluation de ce p peut ainsi aider au choix de la formulation du béton adaptée à l’environnement mari Download With Free Trial Taux de corrosion Dé gr ad at ion pr ogr essive d es ar mat ur es Di f f f usion d es chlor ur es et d u d io x yd e d e car bone


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3.1.4.2.2 Pénétration du gaz carbonique

La carbonatation du béton est un phénomène conduisant à la corrosion des armatures armé. La réaction du gaz carbonique présent dans l’atmosphère avec la pâte de ciment e abaissement du pH du béton avec pour conséquence une dépassivation des acie dépassivation est particulièrement préjudiciable en présence d’ions chlorure. La perméa gaz est donc un paramètre fondamental de la durabilité du béton armé. Elle cara capacité du béton à résister à la pénétration des gaz . D’une manière générale, la progression du front de carbonatation diminue avec le temps (la carbonatation prov diminution de la porosité). Cette vitesse dépend des caractéristiques du matériau (poros du ciment,…) et de l’humidité relative du milieu.

Carbonatation


0

Unlock full access with a free trial.

100

Humidité Relative (%


La dégradation du béton armé en site maritime est essentiellement due à la corrosion des par pénétration des chlorures et dans une moindre mesure par carbonatation du béton d' On s’intéressera donc plus particulièrement à la durabilité vis-à-vis de la corrosion des arm donc à la « capacité » du matériau à résister en premier lieu à la pénétration des chloru second lieu à celle du gaz carbonique. Sign up to vote on this title

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Pénétration des chlorures dans le béton : Le profil de concentration en chlorures libres dans un béton est une courbe conc profondeur strictement décroissante (profil de diffusion) si les cycles d’humidité/séc négligeables. Sinon, ce profil n’est décroissant qu’à partir d’une certaine profondeur. Concentration en chlorures [Cl-]

Cl-

Cl-

Cl-

n o i s u f f i d e d e n o Z

n o i t c e v n o c e d e n o Z


Cl-


Ar matur e


Enr o ba bage

3.1.4.3 Durabilité vis-à-vis de l'alcali-réaction et de la réaction sulfatique interne L'alcali-réaction et la réaction sulfatique interne se manifestent par l'apparition d'un fissures sous forme d'un maillage plus ou moins régulier. A ce stade, les fissures mo propriétés de transfert du béton et peuvent donc favoriser la pénétration des agents (chlorures, gaz carbonique) et donc la corrosion des armatures.  Sign up to vote on this title

useful  Not Ensuite, l'altération peut devenir structurelle et modifierlesUseful propriétés mécaniques du béto

En milieu maritime, la prévention contre les risques d'alcali-réaction et de réaction

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Comment réaliser un béton durable ?

En première approche, un béton durable est un béton de faible porosité capillaire. L capillaire est le volume total des canaux qui traversent le béton, ce qui correspond au volu les grains de ciment non comblé par les hydrates. Pour réduire la porosité capillaire, on peut : - densifier la pâte en diminuant la quantité d'eau par rapport à la quantité d'élém (ciment et fines des granulats) tout en maintenant une maniabilité suffisante compte moyens de serrage par l'utilisation d'un plastifiant/réducteur d'eau ou d'un superplasti réducteur d'eau, - intensifier le durcissement en augmentant le dosage en ciment : la réaction d'hydr ciment produit des hydrates : plus le dosage en ciment est élevé, plus il se forme d'hy remplissent peu à peu les canaux capillaires et donc diminuent le volume des capillaires, - augmenter l'étendue granulaire , essentiellement en défloculant les grains fins du cim microns à 10 microns environ) grâce à l'utilisation d'un plastifiant/réducteur d'eau superplastifiant/haut réducteur d'eau, - utiliser des ultra-fines comme les fumées de silice par exemple, - optimiser le squelette granulaire.

D'autres facteurs sont essentiels à la durabilité d'un béton et orientent la formulation du You're fonction du type d'exposition du béton : Reading a Preview

Unlock :full access a free du trial.ciment, la proportion d'hydrate - La résistance aux agents chimiques selon lawith nature aux agents chimiques sera plus ou moins importante. Pour un béton devant rési With Trial environnement agressif, on utiliseraDownload des ciments deFree caractéristiques complémentaires PM respectent les spécifications chimiques des normes NF P 15-317 (ciment pour travaux à l XP P 15-319 (ciment pour travaux à haute teneur en sulfates). - La résistance au gel/dégel : le facteur essentiel pour la durabilité au gel/dégel est la dist les bulles d'air et pas seulement la porosité : on a intérêt à créer un réseau de micro-bulles rapprochées par l'utilisation d'un adjuvant entraîneur d'air, ce qui a pour effet d'aug porosité du béton.




La durabilité du béton réel est fonction de la qualité dela Useful mise en œuvre et dépend notam Not useful facteurs suivants : - La qualité de la vibration du béton : un manque de vibration entraîne l'emprisonn

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3.2 REFERENTIEL TECHNIQUE

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L'utilisateur du béton dispose, pour atteindre les exigences présentées dans le paragraphe référentiel technique constitué de normes, de fascicules, de guides techni recommandations… qui va le guider et lui permettre de définir un cahier des charges béton adapté à l'ouvrage qu'il souhaite construire (cf. annexe "Contexte réglementaire et no

3.3 STIPULATIONS Les stipulations permettent au maître d'œuvre de formaliser et rendre contractuelles les identifiées au paraphe 3.1.

3.3.1 Généralités

Un ouvrage en béton doit répondre à trois exigences fondamentales :  Il doit résister aux charges auxquelles il est soumis : performance mécanique.  Il doit résister aux diverses actions agressives de son environnement : dur matériau.  Il doit conserver son aspect et la qualité de ses parements : pérennité de l’aspect. Le béton doit conserver ces propriétés pendant toute la durée d'utilisation de l'ouvrage. You're Reading a Preview Les caractéristiques à prescrire pour garantir ces trois propriétés sont intimement liées à : Unlock full access with a free trial.  la nature de l’ouvrage : sa fonction, sa destination, sa durée de vie ;  son exposition : l’agressivité de son environnement ;  la géométrie de la structure.Download With Free Trial

Les stipulations portent d'une part sur le matériau lui-même : La composition du béton :  nature et dosage des différents constituants,  dosage minimal en ciment,  teneur en chlorures, etc…




Les propriétés du béton à l'état frais :  consistance,

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Mais également sur la façon de le mettre en œuvre dans l'ouvrage : Les techniques de mise en œuvre :  transport,  pompage,  serrage,  cure,etc… Les dispositions constructives :  enrobage nominal des armatures,  diamètre et espacement des armatures,  assainissement,etc…




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Rôle et responsabilité des différents intervenants dans la prescription du béto

La norme NF EN 206-1 introduit les notions de prescripteur, de producteur et d'utilisateu le rôle et les responsabilités de ces différents intervenants dans la « chaîne » de stipulatio

Le prescripteur est responsable de la spécification du béton, c’est-à-dire qu’il doit s’a bien prendre en compte tous les paramètres qui permettront de définir le béton à utiliser. de prescription du béton fait intervenir plusieurs acteurs : le maître d’ouvrage, le maître d l’entreprise.

Le maître d'ouvrage définit la durée d'utilisation du projet, la fonction et l'aspect so l'ouvrage et détermine les classes d'exposition. Le maître d'œuvre définit les stipula répondent aux exigences du maître d'ouvrage. L'entreprise met en œuvre les stipulations d'œuvre d'une manière qui dépend des moyens dont elle dispose. Le prescripteur doit s’assurer que toutes les exigences pertinentes pour obtenir les nécessaires du béton sont comprises dans les spécifications données au producteur. Le pr doit entre autre prescrire toutes les exigences sur les propriétés du béton qui sont néce transport, à la mise en place, à la vibration, à la cure du béton et à tout autre traitement ulté Le producteur (très souvent il s’agit d’une centrale de béton prêt à l’emploi, dans certa peut s’agir de l’entreprise quand le béton est fabriqué sur le chantier) est responsa conformité et du contrôle de production du béton. L’utilisateur (l’entreprise) est responsable de la mise en œuvre du béton dans la structure

Stipulations You're Reading a Preview réglementaires

(normes et règlements) NF EN 206-1 Fascicule 65 A Download With Free Trial


Stipulations complètes

+ Exigences particulières du prescripteur lié à la spécif icité de l’ouvrage - consistance,  Sign up to vote on this title - résistance au jeune âge,

Not useful - Useful etc… aspect,

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3.3.2 Durée d'utilisation du projet

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La durée d'utilisation du projet que doit exiger le maître d'ouvrage dépend du type d'ouv sa fonction (importance sociale, économique et stratégique), ainsi que des conditions p d'exploitation et éventuellement d'environnement. La durée d'utilisation du projet exigée p différente selon la partie d'ouvrage considérée. La norme NF EN 206-1 définit la durée de vie comme étant la " période durant

comportement du béton dans la structure demeurera à un niveau compatible avec les exi performance de la structure si celle-ci est correctement entretenue ".

L'Eurocode 1 introduit la notion de " durée d'utilisation de projet ". Elle corresp fonctionnement normal et à une maintenance courante pour un niveau de service donné également faire intervenir des considérations esthétiques (aspect des parements, par exemp Les durées d'utilisation des projets classiquement exigées sont de 50 ans pour les bâtime 100 ans pour les ouvrages d'art. A noter que certains bâtiments exceptionnels sont désorm avec une durée d'utilisation du projet exigée de 70 ans et qu'une durée d'utilisation du pro ans a été exigée à l'occasion de divers grands projets (Pont Vasco de Gama au Portuga sous la Manche, Pont de Rion-Antirion en Grèce, Viaduc de Millau en France…). Les spécifications pour la composition et les propriétés du béton définies dans la norm 206-1 sont établies pour garantir une durée de vie de 50 ans.

Si une durée de vie supérieure à 50 ans est exigée, on se reportera aux spécifications des You're Reading a Preview qui introduisent cette notion de choix de durée de vie dans le mode de calcul de l'ouvrage.

Unlock full access with a free trial. Pour les ouvrages maritimes, les opérations d'entretien ou de réparation peuvent être re difficiles du fait des contraintes d'accessibilité, des marées, de la météo… Le maître d'ouv Download With Free Trial donc avoir intérêt, même pour un ouvrage modeste mais dont la fonction est pérenne, à e durée d'utilisation du projet de 100 ans ou plus.

3.3.3 Types de béton Les armatures du béton armé ou de précontrainte incorporées dans le béton peuvent se sous l'action des agents agressifs (carbonatation ou pénétration des chlorures).La prév Sign supplémentaires up to vote on this title risque de corrosion des armatures nécessite des exigences par rapport à  Useful  Not useful non armé. De plus, les conséquences de la corrosion des armatures de précontrainte étant bien pl

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Le béton non armé est un béton ne contenant ni armature en acier ni pièce métallique l’exception des éléments en acier permettant la manutention des parties préfabriquées doivent résister à la corrosion.

Le maître d'œuvre devra s'assurer que le béton livré est un Béton à Propriétés Spécifi produit dont le fournisseur garantit les performances (résistance, consistance, etc…). Les Bétons à Composition Prescrite (BCP) sont des produits pour lesquels la compos constituants à utiliser sont spécifiés au producteur par le prescripteur. Ces produits sont aux chantiers très spéciaux ayant fait l'objet d'une étude spécifique du béton.

3.3.4 Classes d'exposition

3.3.4.1 Présentation des classes d'exposition La durabilité d'un béton est fonction du type d'attaque extérieure qu'il pourrait subir p durée d'utilisation et, pour chaque type d'attaque, du niveau d'agressivité croissant vis-à-v d'attaque considéré.

La durabilité du béton est prise en compte dans les textes normatifs et réglementaires via de classe d’exposition . Le prescripteur identifie les agressions de l’environnement aux béton de l’ouvrage ou de chaque partie d’ouvrage sera exposé pendant la durée d’utilisa structure.

La détermination des classes d’exposition est fondamentale. You're Reading a Preview Elle constitue la première prescription du béton. Elle permet de définir ses exigences en terme de performan Unlock full access a free trial. durabilité en adéquation avec l’environnement dewith l’ouvrage. Download With Free Trial

Il existe dix-huit classes d'exposition à prendre en compte regroupées en six correspondant chacune à un type d'attaque extérieure particulier. A chaque classe d’e correspondent des spécifications sous forme d’exigences minimales à respecter. En site seules quatre de ces catégories sont concernées :

Corrosion induite par la carbonatation  Sign upne to s'appliquent vote on this titlequ'aux béton La norme définit quatre classes d'exposition. Ces dernières BA ou BP.  Useful  Not useful 

Classe

Description de l'environnement

Exemples informatifs illustrant le choix des classes d'exposition

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Pour les parties d'ouvrage situées en site maritime, seules les classes XC1 et XC4 utilisées.

Corrosion induite par les chlorures ayant une origine autre que marine Lorque le béton contenant des armatures ou des pièces métalliques noyées est soumis a d'une eau ayant une origine autre que marine contenant des chlorures, y compris de déverglaçage, les différentes classes d'exposition sont classées comme suit : 

Classe

XD1 XD2

XD3



Surfaces de béton exposées à des chlorures transportés par voie Humidité modérée aérienne. Piscines Béton exposé à des eaux industrielles Humide, rarement sec contenant des chlorures. Eléments de ponts exposés à des contenant des chlorures. Alternance d'humidité et de projections Chaussées. séchage Dalles de parc de stationnement de véhicules.

You're Reading a Preview Ces classes d'exposition peuvent concerner les ouvrages sur lesquels sont stockés des p vrac contenant des chlorures ayantUnlock une origine quetrial. marine ou les ouvrages en régio full accessautre with a free nécessitant l'utilisation de fondants pour l'exploitation du port. Les ouvrages en métropo généralement pas concernés par cesDownload classes. With Free Trial

Corrosion induite par les chlorures présents dans l'eau de mer La norme définit trois classes d'exposition. Ces dernières ne s'appliquent qu'aux bétons de ou BP. Lorsque le béton contenant des armatures ou des pièces métalliques noyées est s contact des chlorures présents dans l’eau de mer ou à l’action de l’air véhiculant du sel m  trois classes d’exposition sont : Sign up to vote on this title 

Classe Description de l'environnement

Exposé à l’air véhiculant du sel

Useful informatifs   Not usefulillustrant Exemples le choix des classes d'exposition

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Sont à classer en XS3 les éléments de structure en zone de marnage et/ou exposés aux lorqu'ils sont situés à moins de 100 m de la côte, parfois plus, jusqu'à 500 m environ, configuration des lieux.

Sont à classer en XS1 les éléments de structure situés au-delà de la zone de classeme situés à moins de 1 km de la côte, parfois plus, jusqu'à 5 km lorqu'ils sont exposés véhiculant du sel marin, suivant la configuration des lieux. Ce ne sont pas en général des maritimes (bâtiments, ouvrages routiers, etc…).

Pour les parties d'ouvrage situées en site maritime, toutes les classes peuvent être utilisées

Attaque gel/dégel avec ou sans agent de déverglaçage La norme définit quatre classes d'exposition. Ces dernières s'appliquent à tous les types soumis à une attaque significative due à des cycles de gel/dégel alors qu'il est mouillé. 

Classe



Saturation modérée en eau Surfaces verticales de bétons sans agent de déverglaçage exposées à la pluie et au gel. Surfaces verticales de bétons des Saturation modérée en eau ouvrages routiers exposées au gel XF2 avec agents deYou're déverglaçage à l'air véhiculant des agents de Reading a et Preview déverglaçage. Unlock full access with a free trial. Forte saturation en eau, sans Surfaces horizontales de bétons XF3 agent de déverglaçage exposées à la pluie et au gel. Download With Free Trialet tabliers de pont exposés Routes aux agents de déverglaçage et surfaces de bétons verticales Zones de marnage, zones directement exposées aux XF4 soumises à des projections projections d'agents ou à des embruns déverglaçage et au gel. Zones des structures marines soumises aux projections et exposées au gel .

XF1


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En cas de gel faible ou modéré, la classe d'exposition qui doit être retenue est XF1 (san déverglaçage) ou XF2 (avec agent de déverglaçage). En cas de gel sévère, la classe d'exposition qui doit être retenue est XF3 (sans déverglaçage) ou XF4 (avec agent de déverglaçage).

Pour Saint-Pierre-et-Miquelon et les Terres Australes et Antarctiques Fran classement est XF4.



Attaques d'origine chimique

Lorsque le béton est exposé aux attaques chimiques se produisant dans les sols naturels, le surface ou les eaux souterraines, la norme définit trois classes d'exposition. Ces s'appliquent à tous les types de béton.

Les environnements chimiques agressifs classés ci-dessous sont fondés sur des sols et eaux souterraines na à une température eau/sol comprise entre 5°C et 25°C et où la vitesse d'écoulement est suffisamment faible être assimilée à des conditions statiques.

Le choix de la classe se fait par rapport à la caractéristique chimique conduisant à l'agression la plus élévée

Lorqu'au moins deux caractéristiques agressives conduisent à une même classe, l'environnement doit être dans la classe immédiatement supérieure, sauf si une étude spécifique démontre que ce n'est pas nécessaire.

Caractéristique Méthode d'essai XA1 chimique de réference Eaux de surfaces et souterraines You're Reading a Preview et ≤ 600 SO42- en mg/l EN 196-2 Unlock full access≥ 200 with a free trial. ≤ 6,5 et ≥ 5,5 pH ISO 4316 ≥ 15 Free et ≤ 40 CO2 agressif en mg/l prEN 13577:1999 Download With Trial ISO 7150-1 ou ISO ≥ 15 et ≤ 30 NH4+ en mg/l 7150-2 ≥ 300 et ≤ 1000 Mg2+ en mg/l ISO 7980 Sol ≥ 2000 et ≤3000 SO42- mg/kg a) total EN 196-2 b) c)

XA2

XA3

> 600 et ≤ 3000 < 5,5et ≥ 4,5

> 3000 et < 4,5 et ≥ > 100 jusqu'à satur

> 40 et ≤ 100 > 30 et ≤ 60

> 60 et ≤

> 1000 et ≤ 3000

> 3000 jusqu'à satur

>3000c) 12000

> 12000 ≤24000

et

≤

> 200 Baumann  la prati N'est pas rencontré dans Sign up to vote on this title Gully useful a) Les sols argileux dont la perméabilité est inférieure à 10-5 m/s peuvent être classés une classe inférie  Useful  Notdans

Acidité ml/kg

DIN 4030-2

b) La méthode d'essai prescrit l'extraction du SO42- à l'acide chlorhydrique ; alternativement il est possib

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3.3.4.2 Choix des classes d'exposition Chaque béton d’une partie d’ouvrage peut être soumis simultanément à plusieurs environnementales. Pour chaque partie d'ouvrage, le prescripteur passe donc en revue ch catégories d'exposition (XC, XS, XF, XA). Pour chacune d'elle, il sélectionne la classe d' correspondante. Un même béton peut être soumis simultanément à plusieurs actions environnementales et être classé dans plusieurs classes d’exposition différentes. Dans ce cas, le béton devra res exigences définies pour chaque classe.

Exemple :

Pour une poutre d'accostage en béton armé se situant à la fois en zone de marnage e d'embruns à Brest.

- Corrosion induite par la carbonatation :

La classe d'exposition à retenir est XC4 car l'élément est dans une zone d'alternance d'h de séchage.

- Corrosion induite par les chlorures ayant une origine autre que marine :

You're Reading car a Preview il n'y a pas lieu de retenir ces classes d'exposition nous sommes dans le cas où les chlo d'origine marine, sauf s'il y avait stockage de produits fortement chargés en sel sur les qua Unlock full access with a free trial.

- Corrosion induite par les chlorures présents dans l'eau de mer : Download With Free Trial

L'élément se situant en zone de marnage et en zone d'embruns la classe d'exposition à XS3.

- Attaque gel/dégel : Brest étant en zone de gel faible, il n'y a pas lieu de ici de retenir cette classe d'exposition.

- Attaques chimiques :


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 Useful  Not useful Cette partie d'ouvrage n'étant pas en contact avec un sol ou une eau souterraine, il n'y a pas lieu ic cette classe d'exposition.

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Le tableau ci-dessous donne la classe de teneur en chlorures en fonction du type de béton

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Type de béton

Condition particulière

Classe de teneur en chlorures Cl 1,0 Cl 0,40

Béton non armé (NA) Béton armé (BA) cas général Béton armé (BA) dans un ouvrage maritime Béton précontraint (BP)

Cl 0,20 par post-tension par pré-tension

Béton précontraint (BP) dans un ouvrage maritime

Cl 0,20 Cl 0,15 Cl 0,15

Classe de teneur en chlorures en fonction du type de béton

Exemple : Pour une poutre d'accostage en béton armé se situant à la fois en zone de marnage e d'embruns à Brest, la valeur à retenir est Cl 0,20. You're Reading a Preview


Vérification d'une formule de béton : Download Withbéton, Free Trial Pour déterminer la teneur en chlorures d'un la somme des contributions de constituants doit être calculée selon une des méthodes décrites dans la norme NF EN l'article 5.2.7. - Première méthode :

Le calcul est fondé sur la teneur maximale en chlorures du constituant fixée dans la norm au constituant, ou sur celle déclarée par le producteur, pour chacun des constituants. Sign up to vote on this title

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Exemple d'application : Constituants

dosage sec en teneur en Quantité de 3 kg/m de béton chlorures en % chlorures en kg

Sable 0/4

825

0,004

0,0346

Gravier 4/10

330

0,001

0,0033

Gravier 10/20

660

0,001

0,0067

Ciment

385

0,02

0,08

adjuvant

2.31

0,1

0,0023

eau efficace

184

0,005

0,0092

Total:

0,136

La quantité de chlorures par rapport à la quantité de ciment est donc de 0,136/385 soit 0,0 strictement inférieure à 0,2.

- Deuxième méthode :


Le calcul est basé sur la teneur en chlorures des constituants, calculée mensuellement sur la somme des moyennes des 25 dernières déterminations Download With Free Trialde la teneur en chlorures, augm 1,64 fois l'écart-type calculé pour chaque constituant. Cette méthode s'applique particulièrement aux granulats marins et en l'absence de valeur normalisée.

3.3.6 Spécifications principales pour la composition et les propriétés du béton Une fois qu'ont été choisis :  la durée d'utilisation du projet,  le type de béton,  les classes d'exposition et de chlorures,


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Eau efficace :

L'eau efficace (E eff ) est la quantité d'eau qui participe à la réaction d'hydradation du cime à la prise du béton. Dans la fabrication du béton l'eau est apportée sous différentes formes : Eau apportée par les granulats et les sables : E gr Eau apportée par les adjuvants : E adj Eau apportée par l'unité de fabrication : E cent Eau absorbée par les granulats et les sables : E abs L'eau efficace est donc : E eff = Egr + Eadj + Ecent - Eabs

Calcul de la quantité d'eau apportée par les granulats : Cette quantité d'eau se calcule à partir des teneurs en eau (%) données par l'unité de fa Soit gr 1 et gr 2 deux coupures de granulat et TE 1 et TE2 leurs teneurs en eau respectives. M2 leurs masses humides (pesées par l'unité de fabrication). Egr = Egr1 + Egr2 = M1TE1 + M2TE2 [kg/m3] Calcul de la quantité d'eau absorbée par les granulats : Soit abs1 et abs2 les coefficients d'absorption respectifs des deux granulats. Eabs = Eabs1 + Eabs2 Reading a Preview 3 = M1(1 - TE1)abs1 + MYou're 2 (1-TE2)abs2 [kg/m ] Unlock full access with a free trial.

With Free Calcul de la quantité d'eau apportéeDownload par un adjuvant : Trial Soit adj un adjuvant de densité d (en kilogrammes par litre) et de pourcentage d'extr L'adjuvant est dosé à l litres par mètre cube de béton. Eadj = dl(1-x) [kg/m3]

Résistance et rapport E eff /Léq : Sign up to vote on this title



Le rapport E eff /Léq est difficilement mesurable compte tenu de l'incertitude sur l'humidité useful  Useful sable et des gravillons. Or pour une formule de béton donnée,leNotrapport E eff /Léq résistance mécanique du béton (voir les lois empiriques de Feret et de Bolomey).

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Critère n° 3 : Teneur minimum en ciment (ou liant équivalent)

La teneur minimum en ciment (ou liant équivalent) est un critère de durabilité : aug dosage en ciment permet d'intensifier le durcissement du béton. Mais ce critère, associé a Eeff /Léq, répond surtout au besoin d'assurer une quantité minimale de pâte interstitielle granulats. Il s'agit d'un critère de sécurité pour s'assurer qu'il y a, en tout point, de la enrober et "coller" tous les grains. Lorsque la taille des grains diminue, la surface totale de enrober étant plus grande, il est nécessaire d'augmenter le dosage en ciment afin d'a enrobage suffisant. Ainsi, pour chaque classe d'exposition, un dosage minimal en ciment (ou en liant équiv défini.

En environnement maritime et pour un béton coulé en place, elle varie de 330 kg/m environnement peu agressif à 385 kg/m 3 pour un environnement très agressif.

ATTENTION AU SURDOSAGE EN CIMENT Un surdosage en ciment entraîne inévitablement des problèmes de mise en œuvre durcissement rapide et augmente de beaucoup le retrait au séchage. Par conséquent, il durabilité du béton armé et donc de l'ouvrage. Plus la pièce est massive, plus le surdosage en ciment est préjudiciable en raison du p d'exothermie qui provoque une élévation importante de température à l'intérieur de la pièc You're Reading a Preview Cet effet présente les dangers suivants : Unlock full access with a free trial. - l'élévation de température accentue tous les problèmes de retrait du béton, - une réaction sulfatique interne peut être provoquée. Download With Free Trial

Demander un dosage en ciment de plus de 450 kg/m3 est préjudiciable ! Liant équivalent :

Le concept de liant équivalent permet de prendre en compte certaines additions détermination des teneurs en ciment. En effet, certaines additions participent au phénomèn du béton ou le favorisent. Il convient donc d'en tenir compte.  Sign up to vote on this title La norme NF EN 206-1 définit les modalités de prise en compte de ces additions : 

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Léq = C + kA L

Liant équivalent

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[kg/m 3]

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Les valeurs limites du rapport A/(A+C) sont données dans le tableau NA.F.1 de la norm 206-1.

Critère n° 4 : Teneur minimale en air

Pour les bétons soumis à une attaque de type gel/dégel, le facteur essentiel pour la durab distance entre les bulles d'air : on a intérêt à créer un réseau de micro-bulles d'air très ra par l'utilisation d'un adjuvant entraîneur d'air. La spécification porte sur le respect d'u minimale de 4 % de la teneur en air du béton. Cependant, dans le cas de béton armé ou pré une augmentation de la porosité du béton d'enrobage peut favoriser la corrosion des métalliques.

En environnement maritime, on cherche à augmenter la compacité du béton afin de pénétration des agents agressifs. L’utilisation des entraineurs d’air n’est donc pas recomm

Critère n° 5 : Nature du ciment

Dans les marchés de travaux, il est impératif de spécifier dans le cahier des clauses te particulières (CCTP) d’utiliser des ciments dits « prise mer » pour les ouvrages en site Ils sont identifiés par leur désignation normalisée suivie de la notation PM.

Bien souvent, les ciments dits « prise mer » sont également résistants aux « eaux séléniteu Cette caractéristique complémentaire leurReading confère aune bonne tenue dans un milieu à haute You're Preview 2 sulfates . Unlock full access with a free trial.

Dans le cas où la partie d'ouvrage comprend des armatures de précontrainte, l'utilisation d Download With Free CP (teneur ayant la caractéristique complémentaire en Trial sulfures limitée) est obligatoire. C ciments dont la teneur en sulfures est inférieure à une valeur donnée.

Le fascicule de documentation FD P 15-010 donne des recommandations pour le choix de Ces recommandations permettent de remarquer le fait que certains ciments au laitier CEM V) sont adaptés aux travaux à la mer. Les autres ciments listés, s'ils sont confo norme NF P 15-317, peuvent également être employés pour des travaux maritimes. Le fascicule de documentation FD P 15-010 fournit également douze fiches techniques rel  précises qui décrivent la composition, les valeurs minimales résistance, le Sign up togaranties vote on thisde title habituels, ainsi que les emplois nécessitant des précautions particulières pour chacun des  Useful  Not useful ciment. Ces fiches permettent par exemple de déterminer quels ciments semblent plus ad travaux en grande masse, quels ciments seront susceptibles de produire un béton

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Conditions d’exposition

Immersion totale

Degré d’agressivité

Moyennement agressif

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Zones de marnage Zones aspergées

Fortement agressif

CEM I avec C 3A ≤ 10 %

CEM I avec C 3A ≤

CEM II/A et B avec C 3A ≤ 10 %

Ciments contenant du la

Choix du ciment

CEM III/C CEM III/A et B

CEM III/A et B

CEM V/A et B

CEM V/A et B

Ciments alumineux (*)

avec laitier ≥ 60 %

(**)

avec chaux CaO du ciment ≤ 50 %

CEM III/C

Ciments alumineux

Recommandations pour le choix du ciment en eau de mer

3.3.7 Prévention contre les risques d'alcali-réaction En complément des exigences découlant des classes d'exposition, le maître d'ouvrage doit niveau de prévention à exiger pour l'ouvrage par rapport aux risques de désordres dus Readingde a Preview réaction et à leurs conséquences.You're Le principe détermination du niveau de préven s'appliquer à un ouvrage entier ou àUnlock différentes parties d'un même ouvrage. full access with a free trial. Le guide du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) "Recommandation prévention des désordres dus à l'alcali-réaction" de juin Download With Free Trial1994 détaille la démarche de niveau de prévention. Il existe trois niveaux de prévention : 





niveau A : pas de précaution particulière (par exemple, lorsque le béton exposé directement à un environnement humide, lorsque la construction importance stratégique ou lorsque l'entretien ou le remplacement est aisé),  de niveau B : précautions particulières (par exemple l'apparition Sign up tolorsque vote on this title à la fois probable du fait de l'exposition  du Useful béton etpeu tolérable en fonc Not useful nature de la construction et des conditions d'entretien ou de remplacement), niveau C : précautions exceptionnelles (par exemple ouvrages exception

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Tableau "catégorie d'ouvrage" du guide LCPC :

Catégorie I

- Ouvrages en béton de classe < C16/20. - Eléments non porteurs situés à l'intérieur d'un bâtiment. - Eléments aisément remplaçables. - Ouvrages provisoires. - La plupart des produits préfabriqués en béton.

Catégorie II

- La plupart des bâtiments et des ouvrages en génie civil

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Ouvrages de génie civil pour lesquels le maître d'ouvrage l'apparition du rique d'alcali-réaction inadmissible tels que : - bâtiments réacteurs de centrales nucléaires et réfrigérants. Catégorie III - barrages. - tunnels. - ponts ou viaducs exceptionnels. - monuments ou bâtiments de prestige.

Les ouvrages maritimes courants sont en catégorie II, voire III pour des ouvrages str pour le maître d'ouvrage.

Tableau "classes d'exposition à l'environnement climatique" du guide LCPC : Classes d'environnement

Types d'ouvrages ou de parties d'ouvrages You're Reading a Preview

Classe 1

environnement sec ou Unlock full access withpeu a freehumide trial.

Classe 2

environnement > 80 % ou en contact Downloadavec Withune Freehygrométrie Trial l'eau

Classe 3

environnement avec une hygrométrie > 80 % et gel et fondan

Classe 4

Environnement marin

Pour un ouvrage en site maritime, la classe d'exposition à l'environnem systématiquement la classe 4.  Sign up to vote on this title

Niveau de prévention

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Classed'exposition Useful Not useful

à l'environnement climatique 1 2 3 4

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Pour les ouvrages maritimes, les opérations d'entretien ou de réparation peuvent être re difficiles du fait des contraintes d'accessibilité. Le maître d'ouvrage peut donc avoir intér pour un ouvrage modeste mais dont la fonction est pérenne, à rechercher un niveau de p B, voire C pour un ouvrage que le maître d'ouvrage considérerait comme stratégique.

Le niveau de prévention vis-à-vis du risque d'alcali-réaction doit être explicitement stipu cahier des clauses techniques particulières (CCTP) du marché.

3.3.8 Prévention contre les risques de réaction sulfatique interne Le maître d'ouvrage doit également évaluer le niveau de prévention à exiger pour l'ou rapport aux risques de désordres dus à la réaction sulfatique interne et à leurs conséqu principe de détermination du niveau de prévention peut s'appliquer à un ouvrage e différentes parties d'un même ouvrage. Le guide du LCPC "Recommandations pour la prévention des risques de réaction interne" d'août 2007 détaille la démarche de choix du niveau de prévention. La démarche de prévention s’organise en quatre étapes fondamentales :

• • • •

identification des parties d’ouvrage susceptibles de développer une RSI, choix de la catégorie de risque dans laquellea Preview se trouve l’ouvrage ou la partie d’ouv You're Reading caractérisation de l’environnement, full access with a free trial. détermination du niveau deUnlock prévention.

Download With Free Identification des parties d’ouvrages susceptibles de Trial développer une RSI

Les éléments d’ouvrages susceptibles de développer une RSI sont les éléments préfab béton subissant un traitement thermique et les parties d’ouvrage définies comme étant critiques.

Une pièce critique est une pièce de béton pour laquelle la chaleur dégagée ne sera partiellement évacuée vers l’extérieur et conduira à une élévation importante de la temp  béton (épaisseur supérieure à 0,25 cm). Sign up to vote on this title 

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 Not useful

Attention à ne pas faire l’amalgamme entre pièce critique et pièce massive car les deux no bien distinctes :

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