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RÉSUMÉ
Matériau très utilisé dans la construction, le béton a un comportement très complexe, car il passe d’un état quasi liquide à un état solide. L’objectif de cet article est de détailler les caractéristiques et les éléments de comportement du béton qu’il soit frais ou durci. Ainsi, les différents stades de ce béton sont abordés. La rhéologie du béton (pendant fabrication et mise en oeuvre), le ressuage, la ségrégation et le retrait plastique et la cure, sont les éléments de réflexion autour du béton frais. Quant au béton durci, son comportement instantané sous diverses sollicitations, le différé (retrait, fluage), les propriétés de transport (par exemple la perméabilité), et les effets des hautes températures sur le béton, notamment en cas d’incendie, sont analysées.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean Michel TORRENTI : Directeur scientifique de l’École française du béton (EFB)
INTRODUCTION
Le béton est le matériau le plus utilisé dans la construction. La connaissance de son comportement revêt donc un grand intérêt industriel. Ce comportement est très complexe, car le matériau passe d'un état quasi liquide à un état solide, et continue d'évoluer dans le temps.
Ce document aborde ces différents stades en essayant de mettre en avant les points qui intéressent particulièrement l'ingénieur.
Le paragraphe sur le béton frais est consacré à la rhéologie du béton lors de sa fabrication et de sa mise en œuvre. Une attention particulière est portée aux conséquences possibles pour le chantier.
La partie relative au béton durci traite du comportement instantané du béton sous diverses sollicitations (compression, traction, sollicitations dynamiques), ainsi que du comportement différé (retrait, fluage) qui revêt un grand intérêt pour la plupart des structures précontraintes.
Enfin, sont abordées les questions des propriétés de transport (perméabilité, diffusivité), si importantes pour la durabilité des structures en béton, et le cas particulier du comportement du béton en cas d'incendie.
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- Version archivée 1 de juil. 2003 par Paul ACKER
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2. Béton durci
Le document traitant des aspects liés au comportement du jeune âge des bétons, nous nous intéresserons ici au comportement du béton durci. Nous traiterons de son comportement mécanique, mais aussi des propriétés en rapport avec sa durabilité.
2.1 Comportement instantané
La résistance en compression simple du béton est le paramètre fondamental du comportement pour l'ingénieur de bureau d'études. Sous cette valeur et son utilisation se cachent, cependant, un certain nombre d'hypothèses que nous allons présenter.
Tout d'abord, l'ingénieur de bureau d'études s'intéresse à une valeur caractéristique le plus souvent à 28 jours. Cette durée ne signifie pas que les réactions d'hydratation du ciment sont terminées. C'est, en fait, un compromis entre un délai trop long pour le contrôle et l'obtention d'une valeur représentative de la résistance finale que l'on peut considérer comme acquise après plusieurs mois de réaction d'hydratation.
Pour un béton dont le ciment est un Portland, on peut estimer que le gain de résistance entre 28 jours et un an est de l'ordre de 15 %. Il sera beaucoup plus important pour des bétons composés avec des cendres volantes ou du laitier de haut fourneau.
La résistance caractéristique est, de plus, une grandeur statistique qui correspond au fractile 5 % de la distribution des résistances. Cela signifie que, pour 5 % seulement des essais, la résistance mesurée est plus faible que la résistance caractéristique. En effet, le béton étant fabriqué avec des matériaux hétérogènes qui peuvent varier sur la durée d'un chantier et qui sont mis en œuvre dans des conditions variables (température, hygrométrie, mais aussi conditions de chantier), sa résistance varie au cours d'un chantier. La résistance moyenne du béton est donc plus élevée que sa résistance caractéristique.
La norme NF EN 1992-1-1 (Eurocode 2-Calcul des structures en béton, notée EC2 par la suite) donne une différence de 8 MPa entre la résistance moyenne et la résistance caractéristique, ce qui correspond, pour une distribution suivant une loi normale, à un écart-type...
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