Contrôle non destructif de la résistance du béton : méthodes de mesure, essais

Il est impératif de s'assurer de la résistance et de la durabilité des structures en béton lorsque l'on travaille avec elles. Le contrôle non destructif est une méthode efficace pour évaluer l'intégrité du béton sans causer de dommages. Cette technique permet de mesurer avec précision la résistance du béton tout en conservant l'état général de la structure.

Les essais non destructifs font appel à diverses méthodes, chacune ayant ses propres avantages. Ces techniques, qui vont des outils de base aux instruments sophistiqués, aident les ingénieurs et les constructeurs à évaluer la qualité du béton de manière utile et efficace. Une bonne compréhension du fonctionnement de ces tests peut vous aider à prendre des décisions avisées en matière d'entretien et de sécurité.

Cet article examine les différentes techniques d'essai non destructif de la résistance du béton. Nous allons passer en revue les procédures utilisées pour ces essais, les paramètres recherchés et les raisons pour lesquelles ils sont essentiels pour garantir la durabilité des constructions en béton. Ce guide vous fournira des informations utiles sur le domaine des essais de béton, que vous soyez un propriétaire intéressé ou un professionnel de la construction.

Technologies non destructives pour tester la résistance du béton

Le contrôle non destructif du béton consiste à évaluer l'état des structures en béton en examinant un certain nombre de variables qui ont une incidence sur la résistance du matériau, l'adhérence, l'épaisseur de la couche protectrice, la conductivité thermique, l'humidité et d'autres caractéristiques. Lorsque les volumes de contrôle sont importants mais que les caractéristiques de l'armature et du monolithe de béton ne sont pas connues, ce type de recherche est particulièrement pertinent.

Cet ensemble de techniques vous permet d'effectuer des recherches en laboratoire, sur le chantier de construction et même pendant l'utilisation de la machine.

• Préservation de l'intégrité de la structure testée.
• Possibilité d'éviter la nécessité d'organiser une évaluation en laboratoire directement sur le site de construction.
• Préservation totale des propriétés opérationnelles des bâtiments et des structures.
• Un champ d'application assez large.

Bien qu'il existe de nombreuses techniques et approches pour étudier le béton liquide et durci, ainsi que de nombreuses caractéristiques, la résistance est l'attribut et l'indicateur principal. La résistance détermine la gamme d'applications, les conditions de fonctionnement, la fiabilité et la durabilité de la structure. Par conséquent, le bâtiment s'effondrera simplement si, par exemple, le béton est plastique lorsqu'il est coulé, résiste au gel et présente les meilleures caractéristiques polyvalentes, mais n'est pas assez solide pour résister aux charges prévues.

C'est la résistance du béton qui compte et qui doit être examinée de près. Les normes GOST 22690-2015, 17624-2012 (procédure d'inspection) et 18105-2010 (description des règles générales d'inspection) servent de base à tous les essais. L'application de techniques mécaniques (impact, déchirure, écaillage et indentation) et l'inspection par ultrasons sont des exemples de méthodes non destructives.

Le béton est soumis à des essais non destructifs conformément au calendrier, si et quand cela est nécessaire, et à l'âge déterminé par le projet. La recherche a permis de comparer les indicateurs de propriétés réelles des matériaux obtenus avec ceux du passeport et d'évaluer la résistance à l'arrachement.

Par convention, les méthodes qui provoquent une destruction locale sont considérées comme non destructives. Leur principal avantage est la précision et la fiabilité des résultats. Les essais sont soumis à la réglementation GOST 22690-2015.

La nécessité de déterminer la profondeur de l'armature, l'intensité du travail et l'endommagement partiel de la surface du monolithe, qui peut (mais pas de manière significative) modifier ses propriétés opérationnelles, sont les principaux inconvénients de l'utilisation de la destruction locale pour mesurer la résistance du béton.

Bien que les méthodes d'impact et d'impulsion soient plus productives, leur applicabilité est limitée car elles ne permettent de tester que la couche supérieure de 25 à 30 millimètres de béton. Selon les résultats des tests effectués dans la presse des lots de contrôle, la surface doit être nettoyée, la couche endommagée doit être enlevée et les dépendances graduées des appareils doivent être mises en conformité avec la résistance réelle du monolithe.

La méthode la plus populaire pour déterminer la classe du béton en menant des études à différents angles de la surface tout en tenant compte de l'élasticité et de la plasticité du matériau est la méthode de l'impulsion d'impact, qui est fréquemment utilisée pour mesurer la résistance du béton.

Grâce à un ressort, lorsqu'un percuteur sphérique frappe le béton, l'énergie de l'impact provoque une déformation de la surface qui se traduit par l'apparition d'un creux (déformations plastiques) et d'une force réactive (déformations élastiques).

L'énergie mécanique de l'impact est transformée en impulsion électrique par le convertisseur électromécanique, et la résistance à la compression est effectivement mesurée dans ces unités. Pour la recherche, on utilise un marteau de Schmidt.

Cette méthode présente l'avantage d'être facile à utiliser, de nécessiter peu d'équipement et de permettre d'identifier la classe du matériau. Les inconvénients de cette méthode sont notamment sa faible précision, due au fait qu'elle ne permet de mesurer que la résistance de couches aussi fines que cinq centimètres.

• Les scléromètres sont utilisés dans les tests – des marteaux à ressort spéciaux avec des tampons sphériques. Un rebond libre après l'impact est réalisé grâce au système de ressorts. La trajectoire du percuteur pendant le rebond est fixée sur une échelle avec une flèche.
• La résistance du matériau est déterminée par des courbes graduées qui tiennent compte de la position du marteau, car la valeur du rebond dépend directement de la direction.
• L'indicateur de recherche moyen est calculé sur la base de 5 à 10 mesures effectuées, la distance entre les points d'impact devant être d'au moins 3 centimètres.
• La plage de mesure des méthodes est comprise entre 5 et 50 MPa, et des dispositifs spéciaux sont utilisés.
• Principaux avantages : simplicité/rapidité de la recherche, possibilité d'évaluer la résistance de produits densément armés. Inconvénients : la détermination de la résistance du béton est effectuée dans la couche superficielle à une profondeur de 2 à 3 centimètres, les contrôles doivent être fréquents et nombreux.

La méthode la moins coûteuse pour tester la résistance du béton est la méthode de déformation plastique, qui mesure la dureté de la surface du béton en mesurant la marque laissée par une tige ou une bille d'acier intégrée au marteau. Après avoir positionné le marteau dans le plan perpendiculaire à la surface du monolithe, quelques coups sont donnés. Les empreintes du percuteur et du béton sont mesurées. Le rapport obtenu entre les tailles des empreintes est utilisé pour déterminer les caractéristiques de la surface du béton. Les données obtenues sont enregistrées et la valeur moyenne est recherchée.

Le dispositif de recherche de la déformation plastique fonctionne en appliquant une pression statique ou d'impact sur le tampon. Les dispositifs d'impact (marteaux à ressort/à main, dispositifs à pendule avec un tampon à disque/bille) sont plus fréquemment utilisés que les dispositifs à pression statique. Les appareils à pression statique sont rarement utilisés.

Les spécifications indiquent que le disque doit avoir une épaisseur d'au moins un millimètre, que la bille doit avoir un diamètre d'un centimètre, que l'énergie d'impact doit être supérieure ou égale à 125 N et que l'acier utilisé dans les matrices doit avoir une dureté minimale de HRC60. La technique est simple, rapide et appropriée pour les structures fortement renforcées ; cependant, elle n'est destinée qu'à vérifier la résistance maximale du béton de qualité M500.

D'autres techniques de contrôle non destructif comprennent les vibrations, l'acoustique, l'infrarouge, le potentiel électrique, etc. Les impulsions de choc, l'arrachage avec écaillage et les ultrasons sont considérés comme des techniques de base, mais ils sont utilisés moins fréquemment.

Le contrôle des structures exposées à des environnements agressifs, tels que ceux qui sont chimiquement affectés par des acides, des sels et des huiles, thermiquement affectés par des températures élevées et basses, et atmosphériquement affectés par la carbonisation de la couche supérieure, est considéré comme le plus difficile.

En utilisant une solution de phénolphtaléine pour mouiller la zone et en tapotant pour effectuer un examen, ils recherchent une couche avec une structure perturbée, l'enlèvent et nettoient la zone avec du papier de verre pour le contrôle. Ensuite, la destruction locale ou l'échantillonnage sont utilisés pour déterminer la résistance. Lors de l'utilisation de dispositifs à impulsion de choc et à ultrasons, la rugosité de la surface du monolithe ne doit pas dépasser Ra 25.

Contrôle non destructif du béton GOST 17624-2026

La méthode ultrasonique d'essai de résistance du béton consiste à mesurer la vitesse de l'onde lorsqu'elle traverse le monolithe. Il existe deux méthodes de sondage par ultrasons : l'une consiste à fixer des capteurs sur un côté d'une surface, l'autre à installer des capteurs sur différents côtés par rapport à l'échantillon testé. Le contrôle de la résistance des couches profondes de la structure ainsi que de sa surface est rendu possible par la méthode à travers.

L'équipement de contrôle par ultrasons est utilisé pour trouver les défauts, évaluer la qualité du bétonnage et déterminer la profondeur d'armature du béton et du monolithe. Ces appareils permettent de contrôler en continu l'augmentation/la diminution de la résistance et d'examiner régulièrement différentes formes.

Le type et le volume de la charge, la quantité de liant utilisée, la façon dont la solution de béton est préparée et la façon dont elle est compactée ont tous un impact sur la relation entre la résistance du béton et la vitesse des ultrasons. Le principal inconvénient de cette approche est l'imprécision importante des résultats de l'étude.

Étant donné la vitesse élevée des ultrasons (environ 4500 m/s) dans le monolithe de matériau, la dépendance d'étalonnage de la vitesse d'onde et de la résistance du béton est calculée à l'avance pour chaque composition d'essai. Pour un béton particulier et une composition ambiguë, l'utilisation de deux dépendances graduées peut entraîner une erreur importante.

La capacité d'effectuer de manière répétée des études de masse sur des produits de n'importe quelle forme et d'effectuer efficacement un contrôle continu de l'augmentation/la diminution de la résistance de la structure en mode en ligne sont les principaux avantages du contrôle de la résistance du béton à l'aide d'une méthode ultrasonique non destructive.

Types d'essais : tableau de valeurs

Chaque technologie d'essai non destructif de la résistance du béton a des valeurs de résistance à la compression recommandées ainsi que ses propres fourchettes de valeurs. Les valeurs maximales de mesure sont déterminées par les fabricants des instruments utilisés et par les résultats empiriques. Les tableaux offrent un moyen plus pratique d'interpréter les données de recherche en résumant les fourchettes et les erreurs.

Des sections de la surface du monolithe de la zone requise où il n'y a pas de dommages évidents et de délaminations amorphes sont généralement utilisées pour mesurer la résistance du béton. En outre, la température de l'air ambiant doit être positive.

Pour garantir la longévité et la sécurité des constructions, il est essentiel d'appréhender la résistance du béton sans causer de dommages. Sans compromettre l'intégrité du béton, les techniques de contrôle non destructif fournissent des informations utiles sur sa qualité. Ces méthodes sont essentielles pour évaluer les bâtiments actuels et orienter les travaux d'entretien ou de réparation.

Chaque technique disponible a ses propres avantages et ses meilleures applications. Par exemple, la vitesse d'impulsion ultrasonique permet d'identifier les défauts internes, et les essais au marteau pilon permettent d'évaluer rapidement la dureté de la surface. Pour obtenir des résultats précis et fiables, il faut savoir quand et comment appliquer ces techniques.

En conclusion, les essais non destructifs sont un instrument essentiel pour l'évaluation du béton. Les professionnels peuvent obtenir une image claire de la résistance et de la qualité du béton en choisissant la méthode appropriée et en l'appliquant correctement, ce qui se traduira par des structures plus sûres et plus résistantes.

Pour évaluer la longévité et l'intégrité des structures sans causer de dommages, les essais non destructifs de la résistance du béton sont essentiels. Cet article examine plusieurs techniques permettant de déterminer la résistance du béton, notamment la vitesse d'impulsion ultrasonique, le carottage et les essais au marteau pilon. Les avantages et les inconvénients de chaque technique varient, il est donc essentiel de choisir la meilleure en fonction des exigences particulières et de l'état du béton.

Vidéo sur le sujet

Détermination de la résistance du béton par la méthode de séparation avec écaillage : Pratique contre théorie

Impulsion d'impact. Méthode non destructive de détermination de la résistance du béton.

Etude des structures en béton d'une maison privée par la méthode de contrôle non destructif Pulsar 2.1

Webinaire "Règles et méthodes de contrôle non destructif de la résistance du béton" (en anglais)

Méthodes de contrôle de qualité non destructif du béton et des structures en béton armé.