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Questionnaire

 

MATERIEL POUR LE BETONNAGE, LE TRANSPORT ET LE FINISSAGE DU BETON

 

1. SILO A CIMENT

a) Description.

b) Utilisation.

c) Dessin.

 

Image14.gif (24415 octets)

 

 

  1. BROUETTE A DOSAGE

a) Description.

b) Utilisation.

c) Dessin.

skip.gif (62625 octets)

 

 

3. DOSEUR AUTOMATIQUE

a) Description.

b) Utilisation.

Sert à doser automatiquement avec précision les quantités désirées.

 

c) Dessin.

  doseur automat.gif (16869 octets)

4. BETONNIERES

1.GENERALITES

a) Description.

b) Utilisation.

c) Entretien.

Tous les dispositifs doivent être soigneusement protégés de la poussière pour éviter une usure prématurée.

d) Sécurité.

 

e) dessins

 

betonniere_axe_h.jpg (94140 octets)

 betonniere_axe_v.gif (26508 octets)

maxa_h.jpg (84227 octets)2. BETONNIERES A ACTION CONTINUE.

a) Description.

 

 

5. CAMION MALAXEUR

  1. Description

Constitué d'un châssis de camion sur lequel est monté un tambour mélangeur rotatif, ce qui permet de transporter du béton fabriqué en centrale prêt à être coulé.

Le mouvement rotatif du tambour évite la ségrégation du béton pendant le transport.

b) Utilisation.

Sur chantier, après un dernier malaxage rapide, on procède à la vidange du tambour, soit en le basculant, vers le bas, soit en le faisant tourner en sens contraire.

La masse du béton s'évacue par une goulotte de déversement;

Capacité maximale de béton est de 9 à ….m³

Le contenu du camion mixer peut aussi être déversé dans une trémie de distribution, ce qui évite un temps d'attente au camion

  1. Dessins

camion_mix.gif (98476 octets)

fig. Camion mixer (au-dessus) et camion mixer-pompe avec flèche (en dessous).

 

 

6. POMPES A BETON

a) introduction

Les pompes permettent de transporter le béton d'un silo via un conduit vers le coffrage.

On distingue deux types de pompes à béton:

 

Les pompes mobiles: ces installations de pompage sont montées sur un châssis de camion ou sur un camion mixer. Elles sont habituellement pourvues d'un bras de distribution (flèche) et d'une conduite de longueur limitée. La pression de pompage se situe habituellement entre 50 et 85 bars.

 

Les pompes fixes: ces installations comprennent une pompe à béton et une colonne de tuyaux fixes et conviennent mieux pour des pompages sur des grandes distances et/ou de grandes hauteurs. Leur pression peut atteindre 200 bars.

 

b) installations de pompage

Les pompes à béton sont souvent du type à pistons. Le principe est illustré à la figure ci-contre. Deux pistons travaillent parallèlement en alternance. Quand le premier est en phase de pompage, le second est en phase d'aspiration. Le béton se déplace à chaque coup de piston de sorte que l'écoulement est discontinu.

La colonne de tuyau doit par conséquent être fermement fixée.

 pompe.gif (43657 octets)

 

Un autre type de pompe utilise un système de refoulement . (ilustré ci-dessous). La rotation d'une série de rouleaux presse un flexible qui évacue le béton de façon continue et sans à coups. Les pressions de pompage sont plus limitées avec ce système.

pompebet.jpg (175728 octets)

 

L'évolution de la pression dans les conduites dépend des paramètres suivants:

Il existe des tableaux qui permettent de déterminer l'installation de pompage nécessaire en fonction des contraintes pratiques telles que le débit demandé, le parcours des conduites (longueur, différence de niveau, courbes) et de la consistance du béton.

L'écoulement du béton frais à travers un tuyau en acier est soumis aux trois actions mécaniques suivantes:

L'étude du comportement d'une pâte ou d'une suspension épaisse dans un tuyau fait apparaître des efforts plus importants le long de la paroi qu'au centre de la conduite.

Cette propriété entraîne un freinage le long de la paroi, ce qui provoque une migration de fines particules du centre vers cette paroi. Cette migration des fines crée une couche lubrifiante de mortier fin contre la paroi.

Sans cet effet de lubrifiant, les granulats raclerait directement la paroi en provoquant un risque de blocage de la masse et une usure prématurée de la conduite. La granulométrie du béton à pomper doit par conséquent être aussi continue que possible afin d'éviter toute discontinuité dans le béton frais.

Une quantité suffisante de fine est nécessaire pour assurer une lubrification entre les grains et contre la paroi.

Des grains de forme ronde ou cubique sont préférables aux granulats longs et aplatis.

Un béton pompable présente généralement les caractéristiques suivantes:

D max (mm)

Quantité de fines kg/m³ *

8

525

16

450

32

400

63

325

 

* à augmenter de 10% en cas de granulats plats ou angulaires.

La consistance du béton n'est pas déterminante du point de vue pompabilité. Les pompes à béton peuvent facilement pomper un béton de classe S2 avec un débit de 30 m³ par heure.

Cette quantité ne doit pas être sous estimée . Pour une dalle de 15 cm d'épaisseur, cela représente une surface de 200 m² à lisser par heure. Solutionner le manque de personnel en rendant le béton plus fluide par des ajouts d'eau doit être totalement proscrit.

 

7. SERRAGE DU BETON FRAIS

 

    1. Introduction

Du béton fraîchement coulé contient entre 15 et 20% d'air occlus. Un béton durci dans cet état serait très poreux, ce qui aurait une influence néfaste sur sa résistance et sa durabilité

Une augmentation de la teneur en air diminue donc la résistance à la compression

La surface du béton après décoffrage sera moins uniforme; On y observera des trous et des cavités. Le béton ne remplira peut être pas complètement les coins et le recouvrement des armatures risque d'être insuffisant.

Des forces de cohésion entre les particules de béton frais empêche celui-ci de s'écouler de telle manière qu'il puisse atteindre par lui-même sa plus haute compacité.

Si on veut permettre à l'air de s'échapper et de combler tous les vides, il faut vaincre toutes ces forces; ce qui nécessite une énergie.

Les méthodes applicables sont classées en deux groupes:

 

 

La vibration

 

      1. Aiguille vibrante

 

          1. Principe de fonctionnement

La vibration de l'aiguille est provoquée par la rotation d'une masse excentrée par rapport à son axe.

L'accélération de même que le temps de vibration sont déterminants pour le compactage. L'aiguille vibrante a une certaine fréquence et transmet ses vibrations au béton. Une fréquence de 3.000 rotations par minutes (50 Hz) met principalement en vibration les constituants plus gros (granulats) tandis qu'une fréquence 18.000 rotations par minute (300 Hz) agit surtout sur les particules fines (ciment..-.).

Les aiguilles vibrantes électriques tournent habituellement à 12.000 rotations par minute (200 Hz). Cette valeur est considérer comme un compromis entre ce qui est réalisable techniquement avec des moteurs électriques et la fréquence propre du béton. L'expérience nous apprend que cette fréquence conduit à un bon effet de serrage.

On choisit une aiguille vibrante en fonction de son diamètre et de son mécanisme de transmission (voir point suivant). Un grand diamètre implique en effet une plus lourde masse excentrée, une plus grande force centrifuge, un déplacement et une sphère d'influence plus importants. On peut dire grosso modo que le diamètre de la sphère d'influence vaut dix fois le diamètre de l'aiguille vibrante.

 

1.2 Types d'aiguilles vibrantes

Le type le plus répandu est l'aiguille vibrante à effet de balancier. Une transmission flexible couplée à un moteur électrique ou thermique y est fixée. Ces aiguilles vibrantes sont très fiables, ont une longue durée de vie et sont économiques à l'entretien. Comme désavantages, il faut mentionner le bruit, le poids (qui restreint la maniabilité) et le rayon d'action limité (± 6 m).

De plus en plus, on voit apparaître sur le marché, des aiguilles vibrantes avec moteur électrique incorporé. Ces aiguilles sont reliées à la source d'énergie par un fil électrique de 25 à 75 m de long, ce qui leur procure une liberté de mouvement fort intéressante.

Le type le moins utilisé est l'aiguille vibrante pneumatique.

1.3 Utilisation

Le choix d'un diamètre d'aiguille est souvent fonction de sa maniabilité et du diamètre de sa sphère d'influence. Un temps de vibration court combiné à une faible distance entre les points de vibration est conseillé par rapport à des temps de vibration plus longs à des distances plus importantes.

Pour le béton armé, les armatures doivent être conçues de telle sorte que l'on puisse encore ultérieurement y introduire une aiguille vibrante. Il va de soi que le diamètre de l'aiguille doit être inférieur à la plus petite distance mesurée horizontalement entre 2 armatures. Au cas où le réseau d'armatures est trop dense, il faudra envisager une autre méthode de serrage.

En fonction du diamètre de l'aiguille vibrante, la norme DIN 4235 - 2e partie propose, dans le cas d'un béton ordinaire, de laisser, entre les points à vibrer, les distances suivantes

Diamètre de l'aiguille vibrante (mm)

Diamètre de la sphère d'influence (cm)

Distances (cm)

< 40

30

25

40 à 60

50

40

> 60

80

70

 

 

Les distances sont plus petites que les sphères d'influence pour garantir un chevauchement des zones vibrées et pour assurer ainsi l'interpénétration des bétons de deux sphères contiguës.

La rongeur de l'aiguille et l'épaisseur des couches de béton à vibrer doivent correspondre. En général une épaisseur de 30 à 50 cm est conseillée (fig. VIII/19). Pour assurer une bonne homogénéité entre les différentes couches de bétonnage, il faut faire descendre l'aiguille jusqu'à 10 cm de profondeur dans la couche précédente.

Une aiguille vibrante ne sert pas à déplacer le béton horizontalement. Le compactage du béton coulé sur un plan incliné doit se faire en commençant par le bas (fig. VIII21).

aiguille_vib.gif (10828 octets)

 

On laisse l'aiguille vibrante s'enfoncer verticalement (ou presque verticalement) dans le béton. Pour éviter une ségrégation, il faut limiter le temps de vibration. L'aiguille doit être retirée quand la surface du béton commence à reluire. La durée de remontée de l'aiguille doit être telle que le trou laissé par l'aiguille puisse se refermer complètement.

Le béton peut être vibré tant que, par son poids propre, l'aiguille descend dans le béton et tant qu'en sortant l'aiguille, le trou se referme aisément.

Les armatures ou autres éléments noyés ne peuvent être touchés par l'aiguille. En cas de contact les armatures vont propager les vibrations vers les bétons déjà compactés. Ceci donne des hétérogénéités de compactage, éventuellement visibles dans la surface décoffrée. Autre conséquence, l'adhérence béton - acier peut être perturbée.

La norme DIN demande de laisser une distance suffisante entre l'aiguille vibrante et le coffrage afin d'éviter, autant que possible, une éventuelle vibration du coffrage. Si le coffrage ne vibre pas en phase avec le béton, il y a en effet un danger d'aspiration d'air par les joints du coffrage, ce qui sera visible à la surface du béton après décoffrage. Un coffrage mis localement en vibration dérangera la cohésion du béton frais à la surface du coffrage et entraînera des ségrégations locales.

C'est ainsi que des concentrations de petites particules fines peuvent se produire et créer à la surface du béton des taches plus sombres et luisantes. Des effets de ressuage peuvent aussi naître.

Quand le béton entre dans sa phase de durcissement, le mélange du béton frais avec le béton précédemment coulé n'est plus possible. La ligne de séparation entre les deux couches est appelée " joint de reprise ". Puisque ces joints sont les points faibles du système constructif global et puisqu'ils défigurent le parement du béton après décoffrage, il est souhaitable:

Rendre la couche de contact rugueuse favorisera largement l'adhérence entre les couches de béton frais et durci. La couche superficielle du béton durci formée par ressuage doit être enlevée avant de recommencer le bétonnage.

 

      1. Vibreurs de coffrage
      2.  

        Les vibreurs de coffrage sont installés à l'extérieur du coffrage. Les vibrations sont transmises successivement au coffrage et au béton. Cette méthode n'est intéressante que dans les cas où la somme des sphères d'influence des parois mises en vibration est plus grande que l'épaisseur de la couche de béton frais se trouvant entre ces parois. Vu les dimensions limitées de ces sphères d'influence, ce procédé est donc adapté au serrage d'éléments de construction hauts et à parois fines (parois, colonnes, poutres), qui sont difficiles à vibrer autrement.

        Le moteur vibrant à utiliser et les distances à respecter dépendent du matériau de coffrage, de sa construction et de la consistance du béton : ces paramètres doivent donc être déterminés expérimentalement.

         

        Les coffrages en bois sont mieux vibrés à basse fréquence car l'amortissement interne augmente fortement avec les fréquences croissantes. Les coffrages en acier, par contre, peuvent être vibrés à haute fréquence. Les vibrateurs doivent être fermement arrimés au coffrage, de préférence aux raidisseurs. Les vibreurs disponibles sur le marché sont aussi bien électriques, pneumatiques ou mécaniques.

         

         

      3. Tables vibrantes
      4.  

        La table vibrante est principalement utilisée dans l'industrie des produits en béton. Les coffrages sont fixés à la table vibrante (une plaque horizontale rigide) qui est mise en vibration par un moteur vibrant. Cette méthode de serrage permet la mise en œuvre de bétons très secs, surtout si la vibration est complétée par une compression.

         

      5. Vibreurs de surface

Ces vibreurs sont intéressants pour le serrage de constructions minces et horizontales telles les dalles de béton, les routes, etc. L'amplitude doit être suffisante pour garantir une efficacité en profondeur. Le poids de la poutre (ou de la plaque) vibrante, le moteur vibrant et le nombre de vibrations à apporter par unité de longueur au béton à serrer sont autant d'autres paramètres déterminants.

 

    1. SERRAGE PAR CHOCS

Cette méthode de serrage est apparentée à la vibration car elle part aussi d'une mise en mouvement périodique du mélange. Le serrage par chocs se distingue de la vibration par:

Chaque cycle comprend en effet un lent mouvement ascendant suivi d'une brusque chute et d'un court temps d'arrêt durant lequel l'énergie cinétique acquise lors de la chute se transforme en énergie de serrage.

Ce cycle est perpétué par la rotation d'une came qui, alternativement, soulève et laisse retomber la table à laquelle est fixé le coffrage. Le remplissage du moule et le serrage du béton s'opèrent simultanément. On peut donc répandre le mélange progressivement et en couches minces dans le coffrage sans interrompre le processus.

Cette méthode de travail facilite l'évacuation de l'air du mélange et garantit un serrage uniforme du béton sur toute l'épaisseur de l'élément. Cette méthode est principalement utilisée pour la production de produits en béton de grande superficie et de faible épaisseur.

 

    1. SERRAGE PAR COMPRESSION
    2.  

      La compression introduit l'énergie de serrage à la surface du béton frais. De là, elle va se propager progressivement dans l'ensemble de la masse de béton.

      Cette méthode va souvent de pair avec une mise en vibration préalable ou simultanée. Le béton frais doit contenir suffisamment d'éléments fins pour faciliter le mouvement des granulais dans la masse.

      Les granulais ne peuvent être poreux car l'eau s'introduit dans les pores lors de la compression et les quitte lors de la diminution de pression en formant autour des grains un film qui nuit à l'adhérence du mortier.

      Cette méthode de serrage est surtout utilisée pour la production en grande série d'éléments de dimensions relativement modestes (carrelages, dalles de trottoirs, etc.).

       

    3. SERRAGE PAR LAMINAGE (aplatissement)
    4.  

      Le laminage est une variante du serrage par pression. Contrairement à cette dernière méthode où la machine et le béton bougent à peine l'un par rapport à l'autre, il y a, lors du laminage, un déplacement du béton par rapport à l'engin de serrage ou vice-versa.

      La pression peut aussi bien s'exercer à l'extérieur du béton, par un rouleau ou un piston par exemple, qu'à l'intérieur même de la masse, par une vis hélicoïdale.

      Cette méthode de serrage est utilisée pour la production d'éléments ronds et creux tels les tuyaux, de petits éléments peu épais tels les tuiles, des hourdis en béton précontraint, etc.

       

    5. CENTRIFUGATION

La centrifugation est une des méthodes dans laquelle l'énergie de serrage agit de l'extérieur sur la masse de béton. La force centrifuge remplit un double rôle .

- le serrage du béton et

- l'expulsion de l'eau excédentaire.

Prenons un moule donné (par exemple circulaire) rempli partiellement de béton. Si on impose une rotation au moule, le mélange va se comprimer et se compacter le long de la paroi sous l'effet de la force centrifuge. Il est clair que ce procédé de serrage n'est utilisable qu'en usine. Il est surtout adapté à la fabrication de longs éléments creux jusqu'à 45 m) en béton armé ou précontraint à section circulaire ou polygonale tels les tuyaux, les poteaux d'éclairage, etc. court