Bien que le béton soit un matériau de construction de base, la façon dont il est mélangé, coulé et durci peut affecter sa résistance. La détermination précise de la résistance du béton est essentielle pour garantir la longévité et la sécurité des structures. Cette résistance est mesurée à l'aide de diverses techniques, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients.
Une technique courante consiste à tester des cubes ou des cylindres de béton en laboratoire. Avant d'être soumis à des essais de compression, ces échantillons sont retirés du chantier de construction et durcis dans des conditions soigneusement contrôlées. Bien qu'elle nécessite du temps et des outils, cette méthode permet d'obtenir une image claire du comportement du béton sous pression.
L'utilisation de méthodes d'essai non destructives, telles que les essais de vitesse d'impulsion ultrasonique ou les essais au marteau pilon, est une stratégie supplémentaire. Ces techniques sont utiles pour déterminer la résistance du béton dans des bâtiments ou des structures déjà existants, car elles permettent des évaluations rapides sans mettre la structure en danger.
Chaque technique a sa place, en fonction des exigences particulières d'un projet donné. Les ingénieurs et les constructeurs peuvent garantir que les structures en béton respectent les règles de sécurité et fonctionnent comme prévu pendant toute leur durée de vie en comprenant et en choisissant la technique appropriée.
Les multiples facettes de la résistance du béton
La résistance du béton est un concept très large.
La résistance du béton se présente sous différentes formes :
- Résistance de calcul – permet de charger pleinement le béton de la catégorie choisie. Par défaut, cette valeur devrait être celle du produit après un essai standard de l'échantillon à 28 jours d'âge avec vieillissement naturel.
- La résistance normalisée est déterminée par les documents et les normes réglementaires.
- Résistance requise – symbolise la valeur minimale autorisée sous les charges conçues. Identifiée dans les laboratoires de construction.
- Résistance réelle – résistance reconnue directement lors des essais. C'est précisément elle qui constitue la résistance à la libération – pas moins de 70 % de la résistance de calcul.
- Résistance à l'arrachement – la valeur de cette caractéristique indique quand il est possible d'arracher des échantillons ou des produits sans déformations.
La résistance est définie comme la résistance à la compression cubique au sens courant du terme.
Toutefois, les ouvriers du béton, en particulier, précisent toujours clairement à quel attribut de qualité ils font référence :
Examinons plus en détail chacune d'entre elles séparément.
Résistance à la compression
La résistance cubique du béton a historiquement servi de base au marquage du béton. Ses valeurs sont déterminées en soumettant des échantillons cubiques à un essai de pressage à l'âge de 28 jours, avec des dimensions de nervures de 150×150 mm. Ce chiffre est considéré comme la norme industrielle pour déterminer la résistance du béton à la compression axiale.
D'autres tailles d'échantillons sont acceptables. Les données obtenues sont différentes en fonction du changement d'échelle.
D'autres calculs sont prévus dans ce cas pour égaliser les valeurs obtenues jusqu'au niveau cubique. Le processus est très simple : les valeurs sont multipliées par le facteur d'échelle C, dont la valeur est indiquée dans le document GOST 10180 – 2012.
La résistance prismatique (RB), bien qu'un essai standard d'échantillons cubiques soit effectué dans toutes les grandes usines, est la principale résistance des éléments en béton comprimé. Comparée aux échantillons standard testés avec un bord de 150 mm (R), elle affiche des valeurs inférieures. Il est intéressant de noter que la résistance diminue lorsque le rapport entre la hauteur (h) et la surface de base du prisme (a) augmente.
La valeur de la résistance devient comparativement stable à h/a=4. Par conséquent, la résistance temporaire à la compression axiale avec un rapport d'aspect de h/a=4 est utilisée pour calculer la résistance prismatique.
Pourquoi n'utilise-t-on que la résistance cubique si la résistance prismatique représente plus fidèlement les attributs primaires des échantillons de béton ?? Une question aussi ambiguë a une réponse très simple.
A noter! De nombreux facteurs influencent la résistance d'un échantillon de béton, mais les principaux sont les matières premières elles-mêmes, la composition choisie et les conditions de durcissement. Toutefois, un compactage inadéquat peut également être à l'origine d'une résistance "médiocre" de l'échantillon à la compression axiale la résistance. Malheureusement, cette situation n'est pas inhabituelle.
En laboratoire, il est physiquement difficile de créer un échantillon de béton rigide bien compacté, alors que ce n'est pas le cas pour les mélanges plus mobiles. Pour cette raison, il est courant de considérer la résistance cubique comme la résistance primaire afin d'éviter que l'erreur humaine ne fausse les valeurs obtenues. La résistance prismatique est cependant utilisée dans la conception des structures en béton armé.
Résistance à la traction par flexion
La fonction première du béton, quelle que soit sa marque, est de supporter des charges de compression. C'est précisément ce qui fait sa force. Ainsi, une propriété telle que la résistance à la traction du béton en flexion n'est pratiquement jamais utilisée dans la construction ou l'industrie." Ces indicateurs sont utiles pour les tâches liées à la conception.
Comme il peut être difficile de générer les charges requises pour un échantillon, tester la résistance à la traction d'un mélange de béton sous flexion est donc une procédure relativement peu courante dans les laboratoires de construction. Par conséquent, ces caractéristiques sont plus délibérées. Les concepteurs utilisent des chiffres et des valeurs qui ont été obtenus historiquement dans les écoles de conception.
Résistance au transfert
La résistance au transfert du béton est un concept réel. Les chantiers n'utilisent pas cette terminologie et les contremaîtres ne savent pas toujours de quoi il s'agit et comment l'utiliser." Cette définition, uniquement liée à la production, indique la résistance du béton au point de compression lorsque la contrainte de l'armature est transmise au béton.
Il est impossible de fabriquer un produit précontraint de qualité sans cette caractéristique cruciale. La documentation de conception et les autres documents techniques relatifs au produit en béton armé fabriqué normalisent cette valeur. Il reçoit généralement un minimum de 70 % de la résistance nominale.
Comment peut-on déterminer la résistance du béton ?? Bien sûr, c'est très facile.
Pour ce faire, la résistance de transfert du béton est calculée à l'aide de la formule simple suivante :
- Rbp = 0.7B,
- Où : Rbp – résistance de transfert ;
- B – résistance de calcul ;
- 0.7 – coefficient constant.
Attention! Il est conseillé de mettre le produit hors tension si la valeur obtenue lors de l'essai correspond à la valeur calculée. Si ce n'est pas le cas, la décision de prolonger la durée de précontrainte du produit est laissée à l'appréciation du technologue ou du chef de laboratoire.
Appareils et équipements pour déterminer la résistance du béton
La résistance du béton peut aujourd'hui être déterminée à l'aide de diverses techniques.
Les dispositifs nécessaires sont utilisés conformément à ceux-ci :
- Presse – équipement standard de tout laboratoire de construction. Il peut avoir différents principes de fonctionnement, mais le plus fiable et le plus populaire est le principe hydraulique. Il existe de nombreux modèles et types d'appareils de ce type. Certains ne peuvent tester que des échantillons de béton : des cubes pour la compression et la tension des poutres en ciment. D'autres élargissent leur champ d'application pour tester des blocs de grande taille, des briques et d'autres matériaux. Vous pouvez l'utiliser pour déterminer la résistance du béton en quelques minutes seulement, il vous suffit de savoir comment l'utiliser et enregistrer les valeurs nécessaires.
- Les appareils permettant de déterminer la résistance du béton à l'aide d'une méthode non destructive ont acquis une popularité sans précédent aujourd'hui. Un scléromètre peut être utilisé pour vérifier la résistance des structures en béton lors des inspections sur les chantiers de construction et dans les bâtiments mis en service depuis longtemps. Pas besoin de couper des cubes en bois massif. Tout est beaucoup plus facile. En même temps, le prix de ces appareils est assez élevé – selon le type et les fonctions de l'appareil destiné à déterminer la résistance du béton par une méthode non destructive. Vous pouvez tester la structure requise vous-même, sans l'aide de spécialistes. Il suffit de respecter scrupuleusement tous les paramètres indiqués dans le mode d'emploi. Comment utiliser un scléromètre, vous pouvez regarder plus en détail dans la vidéo de cet article.
- Un autre appareil conçu pour identifier les principales caractéristiques est un marteau pour déterminer la résistance du béton. Avant la généralisation des appareils de mesure en verre, le marteau standard de Kashkarov était constamment utilisé sur les chantiers de construction et dans les laboratoires. La réalisation d'un essai par la méthode du rebond élastique est assez difficile. Cette méthode de détermination de la résistance du béton requiert certaines compétences et connaissances. La norme GOST 229690-88 relative à la détermination de la résistance du béton par des méthodes non destructives vous aidera à vous orienter dans ce domaine. Mais il est préférable de maîtriser le rebond élastique dans la pratique – de cette façon, il y a plus de chances d'apprendre à effectuer correctement ce type d'essai.
| La méthode | Description de la méthode |
| Test de résistance à la compression | Mesure la pression que le béton peut supporter avant de se rompre, généralement à l'aide d'une presse hydraulique. |
| Test de résistance à la flexion | Détermine la résistance du béton aux forces de flexion, souvent utilisé pour les poutres en béton. |
| Test du cylindre fendu | Évalue la résistance à la traction en appliquant une pression sur les côtés d'un échantillon cylindrique jusqu'à ce qu'il se fende. |
| Essai de vitesse d'impulsion ultrasonique | utilise des ondes sonores pour vérifier la densité et l'uniformité du béton, ce qui permet d'estimer sa résistance. |
| Essai au marteau de rebond | Mesure la dureté de la surface à l'aide d'un marteau à ressort afin d'estimer la résistance du béton. |
| Échantillonnage par carottage | Il consiste à prélever des carottes dans la structure en béton et à les tester en laboratoire pour en déterminer la résistance. |
La détermination de la résistance du béton est cruciale pour garantir la longévité et la sécurité des projets de construction. Chaque technique de mesure de la résistance présente un ensemble unique d'avantages et d'inconvénients. Alors que les méthodes plus conventionnelles, telles que les essais de compression, offrent une norme précise, les approches plus récentes offrent plus de rapidité et de flexibilité. Le choix de la meilleure approche dépend des exigences particulières du projet et des circonstances disponibles.
En termes de précision et de fiabilité, les techniques conventionnelles telles que l'essai de compression restent les meilleures. Ces tests sont largement reconnus dans l'industrie et offrent un indicateur précis de la capacité de charge du béton. Ils nécessitent toutefois une préparation minutieuse de l'échantillon et un durcissement, ce qui peut prendre du temps.
Inversement, les techniques d'essai non destructives telles que les essais au marteau pilon et la vitesse d'impulsion ultrasonique fournissent un moyen rapide d'estimer la résistance du béton sans causer de dommages structurels. Ces techniques sont utiles pour évaluer le béton in situ et repérer d'éventuels problèmes dans les structures existantes, même si elles ne sont pas aussi précises que les essais de compression.
En fin de compte, la méthode choisie est déterminée par les particularités du projet, telles que le niveau de précision requis, l'état du béton et les ressources disponibles. Comprendre les avantages et les inconvénients de chaque technique permet de garantir que la stratégie choisie répond efficacement aux exigences du projet et améliore la sécurité et l'efficacité globales de la construction.
La résistance du béton doit être déterminée afin de garantir sa performance et sa durabilité lors des projets de construction. Diverses techniques, allant des tests de base et des inspections visuelles à des méthodes plus sophistiquées, offrent des perspectives distinctes sur la résistance et la qualité du béton. La compréhension de ces techniques, de leurs avantages et de leurs inconvénients, aide les ingénieurs et les constructeurs à prendre des décisions éclairées et à garantir la longévité et la sécurité des structures.
Vidéo sur le sujet
Arrachement avec écaillage et écaillage de la nervure. Essais sur le béton
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