Chapitre I - Le Béton Armé [PDF]

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Volet I : LE BETON ARME

I.

GENERALITES : 1. Définition et propriétés du béton armé : Le béton armé est obtenu par incorporation au béton d’armatures en acier. C’est donc

un matériau essentiellement hétérogène. En effet, le béton de ciment présente des résistances à la compression assez élevées, de l’ordre de 20 à 60MPa, mais sa résistance à la traction est faible, de l’ordre de 1/10 de sa résistance à la compression (soit 2 à 4MPa). De plus, le béton de ciment a un comportement fragile. De par ses propriétés, l’acier présente une bonne résistance à la traction et aussi à la compression (200 à 500MPa). Alors, pour palier à la faible résistance du béton en traction et sa fragilité, on lui associe des armatures en acier : c’est le béton armé.

V LE

OLET

BETON

I

ARME

2. Avantages du béton armé : Le béton armé présente les avantages suivants : a) Sa souplesse d’utilisation : on peut réaliser en BA, des ouvrages de formes quelconques. En effet, le béton étant mis en place à l’état pâteux, il est possible de réaliser en BA des constructions aux formes plus variées et pour lesquelles la question des assemblages ne pose pas de problèmes compliqués car, lorsque les armatures ont été convenablement disposées, les assemblages se réalisent d’euxmêmes après prise et durcissement du béton coulé à l’intérieur du coffrage. b) Son économie d’entretien : une bonne durabilité et un faible entretien. Tandis que les constructions métalliques ont besoins d’être peintes périodiquement, les constructions en béton armé, au contraire, ne nécessitent pratiquement aucun entretien. c) La possibilité d’obtenir des éléments préfabriqués : on peut réaliser en atelier des éléments préfabriqués qu’il suffira ensuite d’assembler sur le chantier. d) Mise en œuvre simple : il n’est pas nécessaire d’avoir recours à des ouvriers spécialisés.

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Volet I : LE BETON ARME

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3. Inconvénients du béton armé :

4.4.Le décoffrage :

a) Son poids : les ouvrages en béton armé sont plus lourds que les ouvrages en construction métalliques correspondants. Il en résulte qu’ils nécessitent des fondations plus importantes donc d’un prix de revient plus élevé.

Après durcissement du béton, lorsque les résistances mécaniques de celui-ci sont suffisantes. Cette opération se déroule en deux parties : les parois latérales du moule sont enlevées dans une première phase, puis plus tard, les étais sont ôtés pour mettre l’élément en

b) Les sujétions d’exécution :

charge. Sauf disposition particulière, le décoffrage ne devra avoir lieu qu’après au moins 28

-

Les armatures doivent être mise en place avec précision

-

La nécessité d’un étaiement : la fabrication des coffrages représente souvent un

jours du bétonnage.

travail de charpente importante et de ces coffrages demeurent immobilisées jusqu’à ce que le béton ait atteint une résistance suffisante. -

II.

LES COMPOSANTS DU BETON ARME :

Pendant et après la mise en place du béton, des précautions sont à prendre durant

1. Définition :

un certain temps pour protéger les aciers contre la corrosion. Les réparations Le béton est un matériau composite fabriqué à partir et dans des proportions bien

sont difficiles lorsque la corrosion s’installe ;

définies :

c) La difficulté de modifier ou de renforcer un ouvrage en béton armé existant.

4. Mode d’exécution d’un ouvrage en béton armé : Quatre opérations sont nécessaires pour l’exécution d’un ouvrage en BA, à savoir :

-

de granulats : sable et graviers

-

du ciment

-

de l’eau

-

et éventuellement de produit d’addition « fines » et d’adjuvants destinés à améliorer ses caractéristiques

4.1.Le coffrage : Il reçoit le béton frais et le maintien jusqu’à son durcissement. Le moule ou coffrage est généralement en bois, mais il peut être en métal, en terre cuite, en béton, en matière plastique…. Le moule est supporté par des étaiements ou un cintre.

2. Les granulats : Il constitue le squelette du béton et souvent d’origine naturelle (roches naturelles)

4.2.Le ferraillage :

On distingue :

Le ferraillage consiste à mettre en place les armatures dans le coffrage. La forme donnée

-

les granulats concassés obtenus par concassage après abattage de roche massive

aux barres sont portées sur des feuilles de conformation (nomenclature) qui servent à la

-

les granulats roulés de forme arrondie, ils sont obtenus par concassage suivi d’un

commande et au façonnage.

criblage des roches. De forme naturelle qui résulte de l’érosion, ils sont extraits en rivière ou en sablière.

4.3.Le bétonnage : Le béton frais vient ensuite à remplir le coffrage dans lequel se trouve les ferraillages.

Les classes granulaires les plus usuelles sont les suivantes :

La mise en place de ce dernier s’effectue par piquage, pilonnage, vibration ou pervibration.



fillers : d ≤ 0,08mm

Cette opération est suivie par la « cure » du béton, notamment pour les éléments susceptibles



sables : 0,08 < d < 6,3mm



gravillons : 2 ≤ d ≤ 31,5mm

aux déformations tels que le plancher.

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Volet I : LE BETON ARME

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La dimension maximale des granulats est en général limitée à 25mm pour les bétons

Dosage

Ciment

courants. Dans le cas du ferraillage très serré, on peut la limiter à 10 ou 15mm.

Sable [l]

Granulats [l]

Destination

Non armé : béton de propreté, dallage,

[sac] 200

4

400

800

250

5

400

800

massif ordinaire 3. Le ciment :

Non armé : aire de manutention

Le ciment est un liant hydraulique. Gâcher avec l’eau, le ciment forme une pâte qui fait

lourde, hangars des véhicules

prise et durcit par suite de réaction d’hydratation. Il conserve sa résistance et sa stabilité même sous l’eau. Parmi les catégories de ciment les plus utilisées, on peut citer le Ciment Portland

Armé : déconseillé

300

6

400

800

Armé : BA courant non porteur, c’està-dire linteaux, chainages, auvents,

Artificiel CPA CEM I 42,5.

paillasses, appuis de fenêtre Non armé : idem 4. L’eau de gâchage :

Armé : éléments porteurs tels

L’eau doit être propre et sans matières organiques. L’eau de mer est interdite. Le dosage

350

7

400

800

qu’ossature, poutres, longrines, dalles

en eau doit être suffisante pour permettre l’hydratation du ciment et la maniabilité du béton au

et planchers, poteaux, radiers,

cours de sa mise en œuvre sans toutefois compromettre, par excès, les caractéristiques finales

fondations Armé : éléments porteurs supportant

3

du béton. La quantité d’eau pour 1m de béton est de l’ordre de 190 litres. 400

8

400

800

des charges plus importantes : ponts, barrages, …

5. Les adjuvants : Il s’agit de produits d’addition destinés à améliorer certaines caractéristiques du béton. A l’état frais, on pourra ajouter au béton l’accélérateur de prise, l’accélérateur de durcissement ou encore le retardateur de prise. Par contre, au béton durci, on peut y associer l’hydrofuge de masse et le colorant.

7. Les armatures : 7.1.Rôles des armatures : L’acier disposé dans les parties tendues des pièces va permettre d’assurer la reprise des efforts en traction. Il s’appelle ainsi « armature de résistance ou armature principale ». En plus de ce principal rôle, les aciers permettent :

6. La composition du béton : La composition du béton est le résultat d’une étude consistant à définir le mélange



de s’opposer à la fissure



d’assurer la liaison entre diverses pièces (reprise de bétonnage)



d’assurer la sécurité des constructions

optimal des différents composants visant à réaliser les objectifs poursuivis en termes de qualité -

une bonne ouvrabilité

-

une bonne résistance

-

une bonne durabilité

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7.2.Les aciers utilisés comme armatures de béton armé : Les aciers se caractérisent par leur nuance (doux, mi-dur ou dur), leur forme (lisse ou haute adhérence) et leur limite élastique nominale. On distingue les barres lisses (Fe E215 et Fe E235) et les barres à haute adhérence Fe E400 et Fe E500. Il y a lieu de noter que les treillis soudés sont techniquement intéressants pour constituer les armatures des éléments plans. Les diamètres courants des armatures en barres de 12m sont : 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32 et 40mm. Le soudage des armatures est généralement interdit mais pour permettre leur assemblage, on utilise des fils dits « fils recuits ».

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