les différents types de renforcement du béton projeté · projetéest réalisépar des treillis...

Les différents types de

renforcement

du Béton Projeté

S. Mathieu, C. Larive

2Villeurbanne, 28 octobre 2010

Pourquoi le renforcer ?

• Car c’est du béton ! Avec les effets des retraits: - plastique (avant prise donc quasi immédiat)- hydraulique (après prise)

• Car il est souvent utilisé dans des milieux confinés donc fortement sollicités en cas d’incendie.

• Car en réparation il doit enrober des armatures restaurées ou additionnelles.

• Car en travaux neufs il est projeté sur des surfaces àconforter donc pouvant induire des contraintes généralement de flexion.


Renforcement vis-à-vis du retrait

• Le retrait plastique : tout en ayant pris les précautions qui s’imposent (mouiller le support, E/C maitrisé, cure et courants d’air limités!) les fibres micro synthétiques dosées de 600 à 900 g/m3 améliorent le comportement du béton projeté vis-à-vis des effets du retrait avant prise.

• Le retrait de dessiccation : ses effets sont souvent couverts par le renforcement mis en place pour des raisons de sollicitations mécaniques.


Renforcement vis-à-vis du feu

• L’ajout d’environ 2 kilogrammes de fibres micro synthétiques par m3 de béton limite généralement fortement l’écaillage dûau feu.

Cela s’applique également au béton projeté !

• En disparaissant à faible température, les fibres créent une multitude de microcavités servant de chambres de décompression pour la vapeur d’eau libérée dans le béton. L’écaillage est fortement limité voir même supprimé.

• Exemple: béton projeté avec un dosage de 2 kg/m3 de fibres polypropylène monofilament de 32 µm


Béton non renforcé : écaillage


Béton écaillé : détail


Béton renforcé à 2kg/m3: pas d’écaillage


Réparation d’ouvrage structurel

• Le béton projeté assure l’enrobage d’armatures précontrainte ou non dans le cadre de réparation ou de renforcement d’élément d’un ouvrage. Il assure également la continuité avec le béton en place.

• Exemple: Ceinture en béton projeté armé et

précontraint du viaduc de Terenez

Projection en forte épaisseur (50 cm)


Création d’un chanfrein à 45° pour permettre l’évacuation des rebonds


Si le ferraillage est trop dense, nécessité d’un souffleur

Pour limiter la densitédes aciers, l’utilisation mixte d’armatures principales et de fibres métalliques pourrait être envisagée.


Renforcement en travaux neufs: tunnel-talutage-bassin-etc…

• A l’origine le renforcement des éléments en béton projeté est réalisé par des treillis métalliques, simple ou double nappe (en tunnel, soutènement immédiat par

BP et boulonnage, recommandation AFTES n°31-1979)

• Préparer la surface

• Fixer le TS à la paroi

• Projeter en comblant

tous les vides.


Renforcement en travaux neufs : le béton de fibres métalliques

• Les avantages d’exploitation du BPRFM principalement en soutènement provisoire d’ouvrages souterrains ont amené à se poser la question :

« comment valider le BPRFM

vis-à-vis du BP armé de TS ? »


L’essai de poinçonnement flexionDalle 60 x 60 x 10 cm3

reposant sur un cadre de 50 x 50 cm². Piston de 10 x 10 cm²piloté à vitesse constante.

Enregistrement de l’effort de poinçonnement jusqu’à une flèche de 30 mm. Intégration de la courbe pour obtenir l’énergie en Joule jusqu’à 25 mm de flèche.


Comparaison entre Béton ProjetéArmé et BPRFM

TS 150 x 150 - 5 X 5 (suisse 1994)Énergie à 3 mm = 213 JÉnergie à 25 mm = 782 J

Béton de fibres métalliques 50 kg/m3Énergie à 3 mm = 226 JÉnergie à 25 mm = 404 J


Recommandations AFTES n° 126 de 1994

• La première valeur de comparaison d’énergie est de 500 Joules pour un TS 100 x 100 -3,5 x 3,5.

• Les valeurs courantes actuelles (e.g. A89) sont de :

Moyenne des essais à 700 Joules

Aucune valeur inférieure à 600 Joules.

• Dans certains cas il est demandé 800, 1000 et même 1200 Joules.


Les Bétons Projetés renforcés de fibres métalliques, synthétiques et autres..

Les fibres métalliques :

Après de nombreux essais dans les années 80 il s’avère que les fibres métalliques en fil tréfilédonnent les meilleurs résultats.Les plus courantes sont àcrochets, d’autres ont les bouts aplatis.+ augmente la charge de 1ère

fissuration+ stable dans le temps et en T°C+ pas de problème de corrosion…….

- Agressivité mécanique


Les Bétons Projetés renforcés de fibres métalliques, synthétiques et autres..

Les fibres macro-synthétiques :

Arrivées il y a quelques années sur le marché, ces fibres présentent des avantages intéressants :

- pas de corrosion même en surface.

- pas d’agressivité vis-à-vis de l’homme et des étanchéités !

- résistance en traction et flexion pouvant être très honorables

Par contre le fluage a priori nettement plus élevé semble compromettre leur utilisation en renforcement de structures armées.


Exemples de résultats d’essai de plaque (même campagne d’essais)

• Fibres métalliques 30 kg/m3

• Effort maxi 69,74 kN à 4 mm

• Énergie maxi de 1249 Joules et effort maxi de 28,5 kN à 25 mm

• Essai à 17 jours sur plaque 60 -60 -11 cm



• Fibres macro-synthétique 5 kg/m3

• Effort maxi 40.51 kN à 0.1 mm

• Énergie maxi de 505 Joules et effort maxi de 12 kN à 25 mm




• Fibres macro-synthétiques 7 kg/m3

• Effort maxi 46.66 kN à 16.5 mm. 1ère fissuration à 30 kN (1.25 mm)

• Énergie maxi de 845 Joules et effort maxi de 34.6 kN à 25 mm




• Autres types de fibres ??? Toutes ne sont pas efficaces

• Effort maxi 35,81 kN à 0.5 mm.

• Énergie maxi de 130 Joules et effort maxi de 2.5 kN à 25 mm



Synthèse sur les renforcements

Pas de consensus à ce jour, travail en cours à l’ASQUAPRO

Quelques questions ?

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