Béton Armé : Cours – Résumé – Exercices corrigés
Béton Armé est un élément mélangé par plusieurs matériaux. Il est constitué par la réunion de deux matériaux que nous supposons simple; c’est le béton et l’acier, disposés d’une façon à utiliser d’une manière économique la résistance de chacun d’eu on appelle béton : le mélange dans des proportion convenable des éléments suivants :
Liant hydraulique (ciment)
Granulats (agrégats) (sable, gravier,…)
L’eau
On appelle béton armé le matériau obtenu en ajoutant au béton des barres en acier. Ces barres en acier sont généralement appelées armatures.
Dans l’association béton + acier, le béton résiste aux efforts de compression et l’acier résiste aux efforts de traction et éventuellement aux efforts de compression si le
béton ne suffit pas pour prendre tous les efforts de compression qui existent
1- Avantages du Béton Armé
a. L’intérêt économique : Le
béton est le moins coûteux des matériaux résistant à la compression et susceptible d’être associé à d’autres éléments. On dit que l’acier est actuellement le seul matériau utilisé dans la fabrication des armatures parce que sa résistance est moins chaire des matériaux pouvant être résistés à la traction.
b. La souplesse d’utilisation : le béton étant mis en place (dans des moules : coffrage) à l’état pâteux ; il est possible de réaliser des constructions aux formes les plus variées et les armatures peuvent être facilement liées. Les assemblages entre différents éléments en béton se réalisent par simple contact. Le béton armé se traite facilement à la préfabrication en usine.
c. Economie d’entretien : les constructions en béton armé ne nécessitent aucun entretien tandis que les constructions métalliques ont besoin d’être peintes régulièrement.
d. Résistance au feu : les constructions en béton armé se comportent beaucoup mieux en cas d’incendie que les constructions métalliques ou en bois. Le béton, grâce à sa mauvaise conductibilité thermique, retarde les effets de la chaleur sur les armatures, il est possible de remettre en service la construction après les réparations superficielles ce qui est impossible pour les constructions métalliques. Cette propriété a permis d’utiliser le béton armé dans certaines parties des fours.
e. Résistance aux efforts accidentels : le béton armé en raison de son poids important est moins sensible aux variations de surcharges que d’autres modes de constructions.
f. Durabilité : le béton armé résiste bien à l’action de l ‘eau et de l’air la seule condition à observer et la protection des armatures.
2. Les inconvénients du béton armé :
a. Le poids : les ouvrages en B.A sont plus lourds que les autres modes de construction.
b. L’exécution : pour exécuter un ouvrage en
béton armé il faut :
– Préparation de coffrage qui demande beaucoup de temps et un travail de charpente important. Ce coffrage doit rester en place jusqu’à ce que le béton atteint une résistance suffisante.
– le placement des armatures – pendant et après les mises en place du béton, il faut prendre des précautions pour le protéger contre le gel et l’évaporation de l’eau.
– Le contrôle de la qualité du matériau perfectionné lors du gâchage.
c. Brutalité des accidents : les accidents qui surviennent d’un ouvrage en béton armé sont en général soudains ou brutaux, en général ces accidents sont dus à des erreurs de calculs ou de réalisations.
d. Difficulté de modification d’un ouvrage déjà réalisé : il est difficile de modifier un élément déjà réalisé.
Béton
Béton est un matériau composite constitué de granulats gros et fins (gravier ou pierre concassée, sable), de ciment et d’eau. Le mélange entre le ciment et l’eau forme une pâte qui durcit. La pâte de ciment hydraté et le sable constituent le mortier. Celui-ci a pour rôle de se lier avec les gros granulats pour former un conglomérat solide. Les adjuvants et les additions servent à améliorer certaines caractéristiques du béton frais ou durci.
Le béton est né du besoin d’avoir un matériau de construction bon marché, malléable au moment de le mettre en place et résistant ensuite. La forme la plus ancienne du béton remonte à 7000 ans avant JC. Un matériau similaire était connu des égyptiens et des Romains, mais l’essor réel du béton tel qu’on le connaît aujourd’hui est dû à l’anglais Joseph Aspdin qui en 1824 fait breveter le ciment Portland.
Le ciment
Le ciment est un liant hydraulique : la réaction chimique entre la poudre de ciment et l’eau produit un minéral artificiel insoluble. Plus les grains de ciment sont fins, plus cette réaction (hydratation) s’opère rapidement. Le durcissement a lieu aussi bien à l’air que sous eau.
Le ciment Portland
Il s’agit d’un mélange, finement moulu de roche calcaire(craie) et de schiste (argile) , homogénéisé,séché, décarbonaté puis fondu(1500°C) dans un four rotatif. Ensuite ce mélange est refroidi rapidement et enfin broyé. On obtient ainsi le clinker Portland.
Le clinker est finement broyé pour donner un ciment. Ce broyage s’effectue dans des broyeurs à boulets, gros cylindres chargés de boulets d’acier et mis en rotation.
