Controle du béton sur chantiers

Controle du béton sur chantiers

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  PROCÉDURE DE CONTRÔLEDES BÉTONS SUR CHANTIER Y. BENNA Centre National d‘Etudes et de Recherches Intégrées du Bâtiment (CNERIB), Souidania, Alger [email protected] Ministère de l’Habitat et de l’UrbanismeMinistère de l’Habitat et de l’Urbanisme Centre National d’Études et de Recherches Intégrées du BâtimentCentre National d’Études et de Recherches Intégrées du Bâtiment
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  INTRODUCTION Béton matériau destinéà réaliser des ouvrages dans le domaines des BTPH. Sa fabrication sur chantier nécessite des moyens de mise en œuvre appropriés pour s’assurer qu’il possède les performances nécessaires : Contrôle continu du béton Quelle est la procédure de contrôle et quelles sont les exigences demandées?
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  Procédure de contrôle •Phase avant fabrication • Phase en cours de fabrication • Phase en cours de mise en œuvre
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  Procédure de contrôle •Phase avant fabrication – Essai d’ étude de composition – Essais de convenance – Essais de contrôle
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  Dossier d’étude • Essairéalisé en laboratoire avec constituants utilisés sur le chantier • Définit la formulation du béton appropriée en tenant compte à la fois des caractéristiques demandées et des conditions de mise en œuvre. • Permet de déterminer d’après la formulation appliquée le dosage précis de chaque constituant entrant dans la composition du béton envisagée. • Les dosages établis sur des matériaux à l’état sec.
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  Dossier d’étude • Principauxfacteurs à prendre en compte: – nature de l’ouvrage (massif, élancé et de faible épaisseur, etc.) – Classe d’exposition ( choix des constituants) – Résistance caractéristique – Dimension maximale des granulats – Densité du ferraillage – Mode de mise en place (béton pompé ou coulé en place.). – Durée du transport – Consistance du béton
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  Épreuve de convenance •Essai ayant pour but de vérifier qu’avec les moyens du chantier, on peut réaliser la composition de béton réalisée lors de l’essai d’étude. • Il a également pour but de vérifier que les quantités des constituants prévues correspondent bien à un mètre cube de béton mis en oeuvre.
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  Essai de contrôle •Vérifier la régularité de la fabrication et si les caractéristiques exigées sont bien respectées sur le chantier. • Afin de parvenir à assurer un contrôle efficace, il est recommandé de mettre en place une procédure de contrôle qui s’avère très pratique sur le chantier notamment lorsque les quantités de bétons fabriquées sont importantes en volume.
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       Phase en coursde fabrication • Vérification des constituants • Contrôle du béton frais • Contrôle du béton durci • Vérification des équipements
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  Vérification des constituants •Ciment : NA 442 • Eau : NA 1966 • Granulats : NA 5113 • Adjuvant : NA 774 • Additions : NA 16002
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  Contrôle du bétonfrais et durci • Consistance • Résistance • Masse volumique
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  Phase en coursde mise en œuvre • Contrôle de la résistance en compression et critère de conformité • Contrôle de production
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  Contrôle de larésistance à la compression selon NA 16002 • Repose sur une analyse statistique des résultats • Rc jugée par rapport aux critères de conformité. Critères de conformité pour les résultats d’essai de résistance à la compression Production continue Critère 1 Critère 2 Moyenne de n résultats (fcm ) [MPa] Chaque résultat individuel d’essai (fci ) [MPa] Au moins 15 résultats fcm ≥ fck + 1,48 σ fci ≥ fck – 4
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  Contrôle de larésistance à la compression selon NA 16002 Nombre de résultats d’essai de résistance pour un béton produit Critère 3 Moyenne des résultats d’essais bruts (fcmi ) pour un béton produit [MPa] 2 fcmi ≥ fck -1,0 3 fcmi ≥ fck +1,0 4 fcmi ≥ fck +2,0 5 fcmi ≥ fck +2,5 6 fcmi ≥ fck +3,0
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  Contrôle de larésistance à la compression selon NA 16002 • fcm  : moyenne des résistances en compression de l'ensemble des échantillons ; • σ : écart type généralement pris égal à 3 MPa; • fcmi : moyenne des résistances en compression de trois éprouvettes ; • fci : valeur individuelle de la résistance à la compression ; • fck : résistance caractéristique spécifiée du béton
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  Contrôle de larésistance à la compression selon NA 16001 Constance de la qualité 0,63 * σ < s15 < 1,37 *σ σ est estimée à 3 MPa et l’écart-type s est calculé sur les quinze derniers résultats. La conformité est établie si la relation ci-dessus est vérifiée
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  Exemple: cas d’unchantier nb d'éch Classe fck fci28 (MPa) fci28 >fck -4 f cmoy fci28 >fck +k 1,00 C25/30 25 22,50 ok 21.83 fci28 >fck +1 26 2,00 C25/30 25 23,00 ok 3,00 C25/30 25 20,00 non 1,00 C25/30 25 28,00 ok 28.1 fci28 >fck +3 28 2,00 C25/30 25 32,00 ok 3,00 C25/30 25 26,00 ok 4,00 C25/30 25 26,00 ok 5,00 C25/30 25 28,50 ok 1,00 C25/30 25 36,50 ok 37.62 fci28 >fck +1 26 2,00 C25/30 25 41,35 ok 3,00 C25/30 25 35,00 ok 1,00 C25/30 25 25,00 ok 30.15 fci28 >fck +1 26 2,00 C25/30 25 34,10 ok 3,00 C25/30 25 26,50 ok 4,00 C25/30 25 35,00 ok
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  Exemple Les deux relationssuivantes sont à vérifier : fcm ≥ fck + 1,48 σ 0,63 σ < s15 < 1,37 σ σ = 3 MPa •fcm ciblée =25 +1,48 *3 = 29,44 MPa •fcm obtenue = 29.43 MPa •Ecart type « s15 » = 5.20 MPa il faut que fcm obtenue ≥ fcm ciblée. 3.23 < s15 < 4.11
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  CONTRÔLE DE PRODUCTION 1.Contrôle: matériaux / équipements / procédés de production et propriétés du béton 2. Contrôle béton
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  Essais de contrôledu béton • Essais destructifs • Essais non destructifs Normes d’essais et norme d’évaluation des résistances mécaniques
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  Essais destructifs • RESISTANCEA LA COMPRESSION (NA 5075 Essai sur béton durci — Résistance à la compression des éprouvettes.) • Corps d’épreuve – Cylindre – Cube – Carotte (remis par le client)
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  Essais destructifs • Larésistance à la compression du béton est déterminée à 28 jours d’âge • La résistance obtenue est désignée par fc28 = F/A A F fc = A F fc =
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  Essais destructifs Relation entrefckcyl et fckcub (NA 16002) Classe C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/40 C40/45 fck cyl. (MPa) 16 20 25 30 35 40 fck cube (MPa) 20 25 30 37 45 50
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  Essais destructifs Moules pouréprouvettes de béton
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  Essais destructifs CAROTTAGE : •Prélèvement d’éprouvettes de béton sur l’ouvrage (NA 5071: Essais pour béton dans les structures — Carottes — Prélèvement, examen et essais en compression.) • Choix de l’emplacement • Zone sans armatures
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  Essais destructifs CAROTTAGE :paramètres influents • Dimensions de l’éprouvette • Diamètre maximal des granulats • Élancement (rapport L/D) • Conditions de conservation
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  Essais destructifs CAROTTAGE : Exigencessur dimensions • Diamètre Dcar > 3 Dmax (granulat) • Rapport L/D = 2 si comparaison cylindre • Rapport L/D = 1 si comparaison cube Rapport L/D Facteur de correction de la résistance 1.75 1.50 1.25 1.00 0.98 0.96 0.93 0.87 Correction sur élancement
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  Essais destructifs CAROTTAGE : Résistanceà la compression fc = F/A Facteur de correction – si D > 95 mm pas de correction – si D< 95 mm appliquer un facteur de correction Interprétation (NA 17004) • Fmoy ≥ 85 % fck
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  Essais non destructifs Méthodeaux ultrasons  Méthode par le scléromètre
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  Méthode aux ultrasons NA5027 Essais pour béton dans les structures —Détermination de la vitesse de propagation du son. • Permet de déterminer la vitesse de propagation d’ondes longitudinales à travers un élément en béton. N.B : • Utilisé pour évaluer l'homogénéité du béton in situ, pour délimiter des zones ou surfaces de faible qualité ou des détériorations de la structure du béton. • Ne peut pas se substituer aux essais pour la détermination de la résistance du béton à la compression ;
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  Méthode par lescléromètre NA 2786 : Essais pour béton dans les structures — Essais non destructifs — Détermination de l'indice de rebondissement. Spécifie une méthode permettant de déterminer l'indice de rebondissement d'une surface de béton durci, à l'aide d'un marteau en acier projeté par ressort. • N.B : • Utilisé pour évaluer l'homogénéité du béton in situ, pour délimiter des zones ou surfaces de faible qualité ou des détériorations de la structure du béton. • Ne peut pas se substituer aux essais pour la détermination de la résistance du béton à la compression ;
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) Lorsqu'une structure existante doit être modifiée ou redimensionnée ; • En cas de doute du fait d’une mauvaise exécution ou de la dégradation du béton • En cas de non conformité de la résistance à la compression obtenue sur des éprouvettes normalisées ; Essai réalisé sur carotte Essai combiné
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  Exigences relatives àla résistance caractéristique minimale à la compression sur site par rapport aux classes de résistance conformes à la NA 16002
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par l'essai sur carottes Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par des méthodes indirectes Évaluation dans le cas où la conformité du béton fondée sur des essais normalisés est remise en question
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) • Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par l'essai sur carottes • Approche A (15 carottes) Valeur la plus faible entre : f ckis = f m(n) is - 1,48 x s ou f ckis = fisfaible + 4 • f m(n)is: moyenne des résistances en compression de l'ensemble des échantillons ; • s : écart type de l'ensemble ou pris égal à 2 MPa; • fisfaible : valeur faible de la résistance à la compression ; • fckis : résistance caractéristique spécifiée du béton in situ.
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  Exemple : ApprocheA (15 carottes) 17,9 19,6 23,9 23,6 28 23,2 17,7 21,9 25 22,4 24,4 24,6 22,8 22,7 25,4 Moy = 22,87 S = 2,68 f ck is = 22.87 - 3.96 = 18.91MPa ou f ck is = 17.7 + 4 = 21.7 MPa f ck is ≥ 21 MPa
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) • Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par l'essai sur carottes • Approche B ( 3 à 14 carottes) Valeur la plus faible entre : f ckis = f m(n) is - k Ou f ckis = fis faible + 4 • f m(n)is: moyenne des résistances en compression de l'ensemble des échantillons ; • fisfaible : valeur faible de la résistance à la compression ; • fckis : résistance caractéristique spécifiée du béton
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  Exemple : ApprocheB ( 3 à 14 carottes) 21,27 13,89 22,29 14,64 22,27 19,36 20,57 15,61 21,21 17,28 25,27 f m(n) is = 19,42 MPa k = 5 MPa f ck is = 19.42 - 5 = 14.42 MPa Ou f ck is = 13.89 + 4 = 17.89 MPa f ck is ≥ 21 MPa
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par des méthodes indirectes Variante 1 — Corrélation directe avec des carottes Variante 2 — Étalonnage avec des carottes pour un intervalle de résistance limité en utilisant une relation établie
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par des méthodes indirectes Variante 1 — 18 couples de résultats (18 résultats d’essais sur carotte et 18 résultats d’essais indirects). Tracer sur un graphique la courbe fcarotte = f (indirect) et Établir la courbe de tendance
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) f ckis = f m(n) is - 1,48 x s ou f ck is = fisfaible + 4 s : écart type de l'ensemble ou pris égal à 3 MPa; À comparer au tableau 1 l’évaluation pour chaque zone d’essai doit être fondée sur au moins 15 aires d’essai 14 16 18 20 22 24 26 28 30 3400 3600 3800 4000 4200 4400 Évaluation de la résistance à la compression sur site
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) Variante 2 — au moins 09 couples de résultats a) Choisir une zone d’essai comportant au moins neuf aires d’essai. b) À chaque aire d’essai, obtenir un résultat d’essai de scléromètre ou de vitesse de propagation du son selon le cas (R ou V). et déterminer fRsur sur la courbe de base c) A chaque aire d’essai, prélever et soumettre à l’essai une carotte (fis). e) Pour chaque aire d’essai, déterminer la différence de la résistance sur site entre la valeur mesurée sur la carotte et la valeur donnée par la courbe de base, ris fff −=δ
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  Courbe de basepour l’essai au scléromètre R Indice de rebondissement déterminé selon NA 2786
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton (NA 17004) Variante 2 — au moins 09 couples de résultats Calculer : moyenne des ‘n’ résultats s, écart type Calculer la valeur, Δf, selon laquelle la courbe de base doit être décalée, à partir de : ris fff −=δ )n(mfδ sxkff )n(m −δ=∆
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  Principe servant àl’obtention de la relation entre la résistance à la compression sur site et les données d’essais indirects 1 : Courbe de base δf : Différence entre la résistance individuelle des carottes et la valeur de résistance selon la relation de base 2 : Δf Valeur du décalage de la courbe de base 3 : Relation entre la méthode d’essai indirecte et la résistance à la compression sur site pour le béton particulier étudié
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  R fr fisδf = fis - fr 35 25 28 3 30 18 23,2 5,2 26 10 17,7 7,7 29 18 21,9 3,9 32 20 25 5 30 18 22,4 4,4 32 20 24,4 4,4 32 20 24,6 4,6 30 18 22,8 4,8 δfm(n) 4,78 s 1,28 Λf = δfm(n) - 1,67 x 1,28 = 2,64
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton (NA 17004) Variante 2 — Estimation de la résistance à la compression sur site (comme variante 1) l’évaluation pour chaque zone d’essai doit être fondée sur au moins 15 aires d’essai f ckis = f m(n) is - 1,48 x s ou f ckis = fisfaible + 4 s : écart type de l'ensemble ou pris égal à 3 MPa; À comparer au tableau 1
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  Évaluation de larésistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004) Évaluation dans le cas où la conformité du béton fondée sur des essais normalisés est remise en question • au moins 15 résultats d’essais sur carottes f m(n)is≥ 0.85 (f ck + 1,48 x s) Et fisfaible≥0.85 (f ck – 4)
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  Exemple : 17,9 19,6 23,9 23,6 28 23,2 17,7 21,9 25 22,4 24,4 24,6 22,8 22,7 25,4 Moy =22,87 s = 2,68 22.87 ≥ 0.85 (25+ 3.96)= 24.6 Et 17.7 ≥ 0.85 (25– 4)= 18.85
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  CONCLUSION • Le contrôleest un moyen pour vérifier le niveau de performance, puis le niveau de qualité, requis pour les bétons. • Le contrôle étant un moyen pour réguler la qualité d’une production. • La rigueur du contrôle dépend, d’une part, de la qualité de prestation des entreprises (contrôle interne), et d’autre part, de l’importance du projet. • Le niveau de contrôle est exprimé par le type d’essai à réaliser, la taille des prélèvements, la fréquence des prélèvements et les critères de conformité.