Temps de bétonnage : béton autoplaçant

Conseils pour temps de bétonnage de béton autoplaçant sur coffrages et banches COSMOS.

Recommandations pour la mise en œuvre de béton autoplaçant dans les coffrages et banches métalliques COSMOS

Les BAP (bétons autoplaçants) sont des bétons hyper-fluides qui se mettent en place, sans vibration, sous l'effet de leur propre poids et de leurs caractéristiques d'écoulement. Les BAP doivent présenter une grande fluidité et pouvoir s’écouler avec un débit suffisant sans apport d’énergie externe (vibration) à travers des zones confinées (armatures) en présence d’obstacles ou se mettre en place dans des coffrages de grande hauteur. Les BAP doivent s’opposer à la ségrégation « dynamique » (en phase de coulage) et à la ségrégation « statique » (une fois en place) afin de garantir l’homogénéité des caractéristiques et de ne pas présenter de ressuage ou de tassement.

La formulation des BAP repose sur trois critères :

  • Fluidification de la pâte
  • Limitation des frottements entre les granulats pour favoriser l’écoulement
  • Stabilisation du mélange pour éviter les risques de ségrégation.

Ainsi de par leur formulation spécifique, les bétons autoplaçants offrent des caractéristiques exceptionnelles d’écoulement et de remplissage et permettent d'épouser des formes de coffrages complexes. Homogènes et stables, ils présentent des résistances et une durabilité analogues à celles des bétons traditionnels, dont ils se différencient par leurs propriétés à l’état frais.

Les bétons autoplaçants se comportant comme un liquide, exercent une pression hydrostatique perpendiculairement aux faces coffrantes des coffrages et banches COSMOS utilisées. L’hyper-fluidité des BAP conduit à prendre des dispositions spécifiques (préparation, organisation et coordination) pour éviter des déversements et à adapter l’ouvrabilité au temps de transport et de mise en œuvre sur chantier dans les coffrages.

Pour un bon déroulement d’un chantier avec voiles architectoniques en béton autoplaçant et des différentes phases de mise en œuvre de ce béton particulier dans les coffrages, des recommandations ont été rédigées par l’Association française du génie civil (AFGC) dans le cadre du projet national BAP.

Choix du béton autoplaçant (BAP)

  • Le choix du béton est à définir par l’entreprise de construction et le fournisseur de béton, tout en respectant le cahier des charges fixé par le maître d’œuvre. La fluidité des BAP peut être caractérisée par la mesure de l’étalement au cône d’Abrams (slum flow).

Mesure d’étalement

  • Cet essai caractérise la mobilité du béton autoplaçant en milieu non confiné et permet de vérifier la fluidité du béton lors de la réception. Des valeurs cibles de l’ordre de 600 à 750 mm correspondent à l’étalement moyen conseillé d’un béton autoplaçant.
  • La valeur cible doit être définie en fonction des caractéristiques de la formulation et des conditions et méthodes de mise en œuvre sur chantier.

Temps de prise du béton autoplaçant (BAP)

  • Le béton autoplaçant se comporte comme un liquide et exerce une pression hydrostatique perpendiculairement à la face coffrante des banches.
  • Le BAP mis en œuvre doit faire sa prise au fur et à mesure du coulage régulier de celui-ci, dans les coffrages.

Mesures et contrôles de la pression hydrostatique.

  • Lors du bétonnage d’ouvrages en hauteur (supérieur à 2m80), la vitesse de coulage est limitée.
  • Le contrôle de la poussée hydrostatique doit impérativement être pris en compte pour ce type de béton spécifique par des mesures de pression sur les tiges d’entretoises traversantes diam. 23mm les plus sollicitées.
  • Ces mesures doivent être réalisées afin de surveiller l’évolution de la pression du béton sur les coffrages, qui ne doit en aucun cas dépasser la résistance du coffrage COSMOS utilisé, soit une force de traction maximale sur les tiges traversantes diam. 23 mm de 17T.
  • De manière générale, il est demandé de faire 4 niveaux de mesures de pression pour une hauteur totale de coffrage. Pour ce faire, nous recommandons l'utilisation de cellules de charge géotechnique de type GLÖTZL KN250M parfaitement adaptées aux banches métalliques COSMOS.
  • Les cellules de charge (capteurs de pression) devront être installées sur les tiges traversantes neuves (uniquement) diam. 23mm les plus sollicitées. Pour exemple, les cellules de charge doivent être positionnées sur les deux banches inférieures pour un bétonnage d'une hauteur de 9m (superposition de 3 banches de 3m et de résistance à la pression de 12T/m²).
  • Afin de ne pas dépasser la hauteur de béton frais maximale autorisée, le coulage du BAP doit impérativement se faire de manière régulière et constante. Pour exemple : En tenant compte d'une température extérieure de 15°, de l'utilisation de banches résistantes à la pression de 12T/m2, d'une pression hydrostatique et d’une densité de béton de 2,4T/m³: la hauteur maximale de béton frais autorisée est de 5m. Soit une vitesse constante de coulage en 4h de temps pour une ht 5m (merci de bien vouloir consulter notre BE pour toute hauteur de coulage supérieure).

ATTENTION ! Le temps de prise du BAP est le temps nécessaire à compter du début du coulage pour ne jamais dépasser la hauteur de béton frais maximale autorisée (cf tableau ci-dessous), soit une force de traction maximale de 17T sur les tiges traversantes diam. 23mm. Le cas échéant, le coulage devra être impérativement stoppé car la hauteur de béton frais dépasse le maximum autorisé. Le coulage ne pourra continuer que si la condition de prise du béton est confirmée. Pour ce faire, il suffit de prélever dans un seau de 10 litres un échantillon-témoin, à chaque toupie.

Hauteur maximale autorisée de bétonnage (pour une température extérieure de 15°) en tenant compte : du type de banche COSMOS utilisé, de la pression hydrostatique et d’une densité de béton de 2,4T/m³.

Gammes Coffrages COSMOS Pression maximale autorisée exercée sur les coffrages Hauteur maximale autorisée de BAP frais Pression maximale autorisée sur les tiges traversantes Ø23mm
Élite Métal 100mm 10T/m² 4,20m 17T
COB2010 170mm 10T/m² 4,20m 17T
Cosfort Métal 120mm 12T/m² 5,00m 17T
Cosfort Métal CH 120mm 12T/m² 5,00m 17T
COB2020 170mm 12T/m² 5,00m 17T
 

Ce temps de prise devra être impérativement confirmé à l'entreprise de construction par le fournisseur de béton en fonction : du type de béton, de la mesure d'étalement (slum flow) et de la température extérieure. La durée du bétonnage, qui va définir sa vitesse, dépend du volume total de béton à mettre en œuvre, de la résistance des banches employées et des moyens de coulage utilisés (benne, pompe).

Banches COSMOS et tiges traversantes

Afin de compenser les poussées hydrostatiques sur les coffrages, il est indispensable de prendre des précautions particulières pour leurs mises en œuvre :

  • Utiliser un coffrage métallique COSMOS résistant et adapté au BAP (résistance de 12T/m2).
  • Renforcer éventuellement le coffrage pour résister à la pression en pied de banche.
  • Utiliser un coffrage propre et étanche.

L’extrême fluidité des bétons autoplaçants nécessitent une utilisation de banches parfaitement étanches à toutes les jonctions verticales et horizontales. C’est pourquoi nous vous conseillons d’utiliser des coffrages récents et de soigner le joint au niveau de leur appui sur la dalle pour éviter toute fuite de béton. Ce qui se peut se traduire si nécessaire par la mise en place de talonnettes, de joints d'étanchéité en mousse adhésive.

  • Réaliser des calages rigoureux des armatures et des réservations. Tout comme les coffrages, les éléments noyés dans le béton (réservations, mannequins) subissent une poussée importante et doivent être dimensionnés et fixés en conséquence. Ce qui se traduit par des raidisseurs supplémentaires pour éviter les déformations et des aimants plus puissants pour assurer leur maintien.
  • Utiliser des tiges entretoises neuves diam. 23mm traversantes aux banches et écrous neufs (Norme EN 10045-1 et NF P 93-350). Les passages de tige supérieurs à la banche (hors béton) ne sont aucunement utilisables en cas de coulage avec BAP.
  • Doubler les écrous sur les tiges traversantes diam. 23 les plus sollicitées (sur les deux banches inférieures, lors d'une superposition de trois banches de résistance 10 ou 12T/m2) afin de limiter les efforts au desserrage.
  • Serrer les tiges traversantes de manière uniforme avec les clés de coffrage sans rallonge.
  • Utiliser des cellules de charge sur les tiges traversantes les plus sollicitées, afin de contrôler la pression exercée. Attention, les cellules de charge ne doivent en aucun cas se situer dans une zone avec réservation.
  • Si l’effort maximal autorisé sur les tiges traversantes diam. 23 mm risque d'être dépassé, il faut stopper le coulage car la hauteur de béton frais dépasse le maximum autorisé.
  • Limiter la hauteur de chute du BAP à 80 cm maximum.
  • Pour des voiles de grande hauteur (supérieure à 2,80m), il faut adapter par exemple la vitesse de bétonnage et prendre des précautions particulières.
  • Respecter rigoureusement la vitesse de coulage autorisée, en fonction du type de banche et de la densité du béton utilisés.
  • Maintenir une vitesse de coulage aussi constante que possible, en fonction de la résistance à la pression des banches et de la prise du béton.
 

Nous demandons à l’utilisateur de consulter impérativement notre bureau d’études qui lui indiquera la procédure de coulage et consignes de sécurité spécifiques au BAP, en fonction du type de banches métalliques COSMOS utilisé mais aussi :

  • Du type de béton utilisé.
  • De la hauteur de coulage.
  • De l'épaisseur du voile.
  • De la température extérieure.

Agents de démoulage

L’huile de décoffrage de qualité et son application jouent un rôle primordial dans la réussite du parement. Il convient d'utiliser un agent de démoulage adapté spécifiquement au BAP et au type de banches métalliques COSMOS utilisé afin d’éviter les phénomènes de micro-bullage.

Bétonnage

  • Mise en œuvre à la benne à manchette traditionnelle. Le béton est mis en œuvre par le haut du coffrage au moyen d’une goulotte. La manchette est glissée dans le coffrage pour réduire impérativement la hauteur de chute (maximum 80 cm). Il est nécessaire d’adapter les diamètres de la manche sous la benne par rapport au béton traditionnel (60 à 80 mm au lieu de 150 à 200 mm) pour qu’elle puisse être introduite entre les armatures. Pour maîtriser l’esthétique des voiles béton, il convient de limiter au maximum la hauteur de chute.
  • Mise en œuvre par pompage en tête de coffrage avec tube plongeur Le tube plongeur doit être suffisamment introduit dans le coffrage pour limiter au maximum la hauteur de chute.
  • Comme pour tous les bétons, il convient lors des phases de coulage de prendre en compte les conditions climatiques et de mettre en œuvre des dispositions particulières en dehors de la plage de températures usuelles (5 °C à 25 °C).

Cure soignée

  • Les BAP étant plus sensibles aux phénomènes de retrait par dessiccation, une cure soignée est nécessaire.
  • Comme pour tous types de béton, des délais de décoffrage différents peuvent générer des différences de teintes des parements.

Conclusions

Les BAP affirment leurs performances au fil des réalisations sur chantier et en usine de préfabrication, ils s’imposent progressivement et remplaceront dans les prochaines années pour un grand nombre d’applications les bétons mis en œuvre par vibration.

Les BAP sont la réponse à l’évolution: – des exigences techniques et esthétiques des maîtres d’ouvrage, des maîtres d’œuvre et des architectes. – des contraintes économiques des entreprises (amélioration de la productivité des chantiers et en usine). – de l’amélioration des conditions de travail et de sécurité sur les chantiers et dans les usines.

Ces nouveaux bétons autoplaçants sont générateurs d’économies globales sur les chantiers, de réduction des nuisances, de diminution de la pénibilité des tâches, d’esthétique, de durabilité. Le développement de l’utilisation des BAP dans les prochaines années suppose une parfaite synergie entre tous les acteurs de la construction et nécessite une adaptation et une évolution des techniques de production du béton et de mise en œuvre, une préparation en amont des chantiers pour adapter son organisation et les techniques de construction (cadences, coffrages etc.) et une conception globale tirant le meilleur profit de l’adéquation entre le béton et l’ouvrage à chaque étape du chantier.

Le béton autoplaçant doit être spécifié au niveau de l’appel d’offres et intégré dans les choix structuraux dès la conception du projet jusqu’à sa réalisation afin d’optimiser le coût global de l’ouvrage. Les compositions sont optimisées en fonction des applications visées, des contraintes techniques et économiques.

 
< Page précédenteBÉTON STANDARD Page suivante >HUILE DE DÉCOFFRAGE
Concu et fabriqué en France

Conçu et fabriqué
en France

Performance et longévité

Performance
et longévité

Devis gratuit

Devis
gratuit

La force d'un réseau

La force
d'un réseau