Comment faire une plongée dans une dalle de béton ?

1. Introduction.

Le durcissement du béton est quelque chose dont on parle beaucoup, mais peu savent exactement ce qu’il est et comment il devrait être fait pour des résultats optimaux. Il n’y a pas de document consacré au béton, à la construction des chaussées, aux structures en général, à la durabilité et au contrôle de la fissuration où le durcissement n’est pas mentionné comme l’outil le plus économique et le plus efficace pour assurer un travail durable, résistant et sans fissures.

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Cet article recueille les informations les plus pertinentes actuellement disponibles dans la littérature sur ce sujet, afin que, de manière simple et rapide, le lecteur puisse en apprendre davantage sur les bases de cette technique, les méthodes existantes, les exigences et les mécanismes de durcissement pour divers environnements, ainsi que son impact sur la structure.

Nous sommes sûrs qu’une meilleure pratique de durcissement aboutira immédiatement à la qualité des constructions. C’est particulièrement important à une époque, comme aujourd’hui, où la durabilité des structures est devenue une question d’une importance extrême en raison de la nécessité de réhabiliter de plus en plus tôt les structures affectées par des environnements agressifs.

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2. Définitions.

Le durcissement, selon ACI 308R, est le procédé par lequel le béton fabriqué avec du ciment hydraulique mûrit et durcit au fil du temps, à la suite d’une hydratation continue du ciment en présence d’eau et de chaleur suffisantes (1).

Cette définition révèle deux choses importantes : le ciment nécessite une certaine quantité d’eau pour hydrater (en moyenne 25% de la masse de ciment), cependant, pour assurer tout au long du mélange de béton, la disponibilité de l’eau d’hydratation pour le ciment est souhaitable d’avoir une plus grande quantité, puisque l’hydratation est seulement possible dans un espace saturé. Ce n’est pas un gênant puisque même un béton avec un faible rapport eau/ciment, par exemple 0,45, a 80% d’eau au-dessus de ce qui est requis par le ciment pour hydrater, cependant un séchage prématuré du béton peut réduire l’eau dans le mélange, en particulier dans les éléments laminaires, à des niveaux où l’hydratation sera incomplète.

Tant qu’il y a assez d’eau, le ciment continuera à s’hydrater jusqu’à ce que tous les espaces interstitiels disponibles soient remplis de produits d’hydratation ou jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de ciment à hydrater.

Selon Powers (2) la clé du développement de la résistance mécanique et des caractéristiques de durabilité du béton n’est pas tant le degré d’hydratation du ciment, que le degré dans lequel les pores entre les particules de ciment ont été remplis de produits d’hydratation, en d’autres termes : la résistance et durabilité dépend fondamentalement du degré de porosité de la matrice de béton.

La figure Nro.1 montre le comportement macro du béton en termes de développement de résistance en fonction du temps et du type de durcissement fournis (3). Il est clair qu’un défaut de durcissement érode le potentiel de résistance mécanique du béton et même nuire économiquement au projet car un produit de résistance inférieure et la durabilité est obtenu à celui pour lequel il a été payé. La figure n° 2 montre le microcomportement des mortiers par rapport à une variable très importante telle que la perméabilité, la propriété directement liée à la durabilité et la résistance à un environnement agressif, en fonction du temps de durcissement (3) .Notez, à la figure Nro.2, que plus le rapport eau/ciment est élevé, plus le temps de durcissement est nécessaire pour atteindre le même niveau de perméabilité. Cela permet de conclure que le niveau de remplissage des pores avec des produits hydratants dépend non seulement du degré d’hydratation du ciment mais à partir du volume initial des pores dans la pâte. Ainsi, un béton avec un faible rapport eau/ciment nécessitera un degré d’hydratation inférieur pour atteindre un certain niveau de porosité désirée.

Revenant à la définition de durcissement, souligne également en elle, l’importance qu’il a pour une bonne hydratation et le développement des propriétés mécaniques de la chaleur. Pour atteindre le hydratation du ciment et du béton pour fragüe et durcir, il est nécessaire que le température du mélange dépasse 5°C, exigence qui n’est pas difficile à atteindre en notre environnement, mais cela peut être un défi dans certaines applications (réparation de dalles dans des chambres froides, placement de béton en haute montagne ou dans villes où les gelées se produisent).

Tout comme avec les basses températures, les processus d’hydratation, de durcissement et de résistance sont retardés, par temps chaud, ces processus sont accélérés. Alors qu’un mélange durci à basse température peut À 28 jours une résistance égale ou supérieure à celle de conception, par temps chaud, un développement rapide de la résistance initiale est généré, mais, si le processus de durcissement est insuffisant ou insuffisant, il est possible que la résistance potentielle du béton ne soit pas atteinte.

L’ ACI 305 définit le climat chaud comme : toute combinaison de température ambiante élevée, faible humidité relative, vitesse du vent et rayonnement solaire, qui affecte la qualité du mélange frais ou du béton trempé. Dans certains documents, la définition ci-dessus est complétée par la mention de la température minimale que le mélange doit présenter pour que l’état du béton soit donné par temps chaud, la valeur est de 29°C.

En ce qui concerne les conditions de transformation et de pose du béton, l’ACI 306 définit le climat froid comme : période pendant laquelle, pendant plus de trois jours consécutifs, les conditions suivantes se présentent :

• La température moyenne quotidienne de l’air est inférieure à 5°C,
• et Pendant plus de la moitié de la journée (ou une période de surveillance de 24 heures), la température de l’air ne dépasse pas 10 °C.

Bien que la définition ci-dessus ne cite pas l’humidité relative, elle est d’une importance vitale lorsqu’il s’agit de durcir correctement le béton afin qu’il puisse développer son plein potentiel. Une faible humidité relative est importante lors du décodage de l’élément non seulement en raison de la fissuration qui peut provoquer un choc thermique entre un environnement très froid et la masse de béton chaud, mais aussi parce que bien sûr le séchage qui peut être généré et qui, bien sûr, diminue l’hydratation du ciment.

3. Raisons de durcissement du béton

Pratiquement durcissement du béton consiste à assurer les conditions optimales d’humidité et de température nécessaires pour que le béton développe sa résistance potentielle (compression et flexion), réduisant la porosité de la pâte, en particulier dans le revêtement de béton sur les armatures, ce qui entraîne une diminution de l’humidité et de l’entrée agressive dans l’élément en béton trempé, assurant ainsi que la structure respecte la durée de vie de conception requise par le propriétaire. Par conséquent, il est nécessaire de durcir le béton en arrosant l’eau sur sa surface, lorsque des conditions suffisantes existent pour considérer que le béton, par lui-même, n’aura pas assez d’eau pour développer ses propriétés ou, bien que cela soit suffisant, une bonne partie s’évapore du mélange en raison de l’incidence de agissant sur la surface libre de l’élément.

Une bonne et rapide durcissement augmente la résistance à l’abrasion des planchers en béton, des rails et des travaux hydrauliques, réduit la possibilité de fissuration par rétrécissement plastique, et, bien qu’il ne puisse pas l’éviter, ralentit le retrait de séchage provoquant se développer à un âge de structure telle que la résistance mécanique, surtout en cas de stress, a atteint un niveau suffisamment élevé pour qu’il puisse contribuer, en relation avec l’armature, à contrôler la fissuration.

4. Quand et comment guérir le béton

Les exigences de durcissement des structures, le type de durcissement à appliquer et leur étendue peuvent varier en fonction de nombreux facteurs, parmi lesquels on peut citer : le type d’élément structurel, les matériaux qui le composent, en particulier le type de ciment, les conditions climatiques de la région et même le microenvironnement entourant la structure, le type de structure, les conditions de service, la durabilité souhaitée et, enfin, le degré d’agressivité de l’environnement environnant.

Selon l’ACI 308 : « Les mesures de durcissement doivent être mises en œuvre dès que le béton risque de sécher prématurément et lorsque ce séchage détériore le béton ou empêche le développement des propriétés requises ».

« Le guéri doit être prolongé jusqu’à ce que le séchage de la surface de béton n’affecte pas le béton et jusqu’à ce que l’hydratation du cimeentiter ait progressé de telle sorte que les propriétés souhaitées pour le béton ont déjà été obtenues, ou jusqu’à ce qu’il devienne clair que les propriétés souhaitées continueront à se développer sur leur propre.

L’ expérience du constructeur avec les conditions climatiques dans lesquelles le béton est travaillé dans sa région et avec les mêmes mélanges qui sont fabriqués sur place ou offerts par des usines à béton, constitue le meilleur guide pour estimer les exigences de durcissement, le système à utiliser et le temps pendant lequel il doit être prolongé .

5. Mécanique de durcissement.

Comme les composants sont joints par le processus de mélange jusqu’à ce qu’il acquiert leurs propriétés définitives, le béton traverse plusieurs phases ou étapes bien marquées qui permettent également de différencier les exigences de durcissement pour chacun d’entre eux. Can Il est donc nécessaire de mettre en œuvre des soins pour éviter l’évaporation prématurée de l’eau du mélange dès le moment même de son transport vers le site de pose, pendant elle et continuez-les pendant le réglage et le développement de la résistance. Pour chacune de ces étapes, il peut être nécessaire de mettre en œuvre différentes mesures de durcissement.

Cela nous permet d’arriver à une première conclusion : toutes les structures ne guérit pas la même chose. Ainsi, le durcissement d’une structure en béton armé, dans un endroit défini, dans des conditions environnementales spécifiques, avec le type de matériau à utiliser (type de ciment, rapport eau/ciment) et avec les spécifications d’un concepteur de conception en termes de résistance (comment il doit évoluer, niveau maximal à atteindre) et durabilité (durée de conservation requise, degré de perméabilité, résistance à la pénétration de substances nocives, amplitude maximale de la fissure) donnée, est une activité qui doit être conçue.

Même si le La structure recevra un revêtement spécial (peinture, revêtement époxy) ou sera plaqué, il peut être nécessaire d’étudier l’opportunité d’utiliser des conservateurs qui laissent des résidus sur la surface qui empêchent l’adhérence des revêtements ultérieurs, ou définir la méthode à utiliser pour les enlever.

Il convient de mentionner ici les différentes méthodes de durcissement existantes : Fondamentalement, il existe deux systèmes de durcissement qui permettent de maintenir un certain niveau d’humidité dans le béton.

• Application continue ou fréquente d’eau.
• Utilisation de matériaux d’étanchéité ou de composés cicatrisants liquides pour prévenir l’évaporation

5.1. durcissement avec de l’eau :

Dans le cadre du système, plusieurs procédures sont envisagées :

Par immersion :

C’ est la méthode qui produit les meilleurs résultats, mais présente des inconvénients pratiques, car elle implique l’inondation ou l’immersion complète de l’élément béton.

En utilisant des gicleurs d’arrosage :

Avec cette méthode, vous obtenez de bons résultats et il est facile à exécuter. Il a l’inconvénient que l’application intermittente ou occasionnelle, peut conduire à une mauvaise durcissement. L’eau pour le durcissement du béton doit être exempte de contaminants et des matériaux nocifs. L’eau potable et généralement l’eau qui répond à la norme de pétrissage du béton (ASTM C-59) peuvent être utilisées en général. L’eau de durcissement ne devrait être à une température telle que de créer lors de l’application d’un choc thermique sur le béton, car il peut le fissurer. Il est recommandé que l’eau ne soit pas à une température inférieure à 11°C que la température de masse du béton.

Utilisation de tissus de fibres ou d’autres matériaux absorbants :

Ces tissus gardent l’humidité sur les surfaces verticales et horizontales, mais ils doivent être humidifiés périodiquement, avec le risque que si vous ne maintenez pas le durcissement du niveau d’humidité est pauvre. En outre, ils posent le problème d’absorber éventuellement l’eau utile du béton. Ils doivent être correctement chevauchés et tranchés et du sable ou des sacs avec de la terre ou d’autres matériaux lourds doivent être placés sur leurs extrémités afin d’empêcher le vent de les désorganiser et de découvrir des parties de l’élément en béton.

Cuissé avec du sable, de la terre ou de la sciure de bois :

Le durcissement est utilisé avec un certain succès en couvrant le béton avec certains des matériaux susmentionnés ; les deux premiers sont très utiles lorsqu’il y a des vents forts. En plus des inconvénients des tissus fique, ils ont le problème qu’ils peuvent tacher le béton ou le détériorer comme c’est le cas avec la sciure de bois à forte teneur en acide tanique.

5.2. Matériaux d’étanchéité.

Cette catégorie comprend les feuilles et les composés de cicatrisation liquide qui forment une membrane.

Film de Plastique : Ils sont légers et facilement répartis sur des surfaces horizontales ; dans les éléments verticaux, leur utilisation est plus compliquée. Le film plastique doit avoir une épaisseur minimale de 0,1mm. Les plastiques blancs, transparents et noirs sont généralement utilisés. Les premiers reflètent les rayons du soleil tout en protégeant, ils sont utiles, comme ceux transparents, par temps chaud. Le plastique noir absorbe la chaleur des rayons du soleil et chauffe la partie structurelle, pour cette raison, il est utile de générer une bonne durcissement du béton à basse température ou d’accélérer les résistances « libres » en tirant parti du rayonnement solaire. Lorsqu’une excellente finition en béton est nécessaire, comme dans le cas du béton architectural « vue faciale », l’utilisation de films plastiques pour le durcissement peut entraîner l’apparition de taches sur le béton en raison de la distribution inhomogène de l’eau et du mouvement des substances solubles dans le béton. surface.

Papier imperméable :

Son utilisation est similaire à celle des films plastiques. Lorsque vous utilisez du papier pour couvrir les plaques, un certain dégagement doit être prévu de sorte qu’il dépasse d’eux ; en outre, des matériaux lourds (sable, planches, etc.) sont nécessaires pour empêcher le vent de le déplacer.

6. Composés de durcissement

Les composés de polymérisation liquide formant des membranes doivent satisfaire aux spécifications ASTM C 309.

Les matières premières normalement utilisées dans la fabrication de composés de durcissement comprennent les cires, les résines, le caoutchouc chloré et les solvants hautement volatils. Ces composés doivent être conçus de manière à former un joint peu de temps après qu’ils ont été appliqués ; en outre, ils ne doivent pas réagir avec de la pâte de ciment.Normalement, un pigment (blanc, gris, rouge) est ajouté à ces composés de durcissement, afin de provoquer la reflet des rayons du soleil ; en outre, le pigment rend le composé visible à l’opérateur, facilitant le contrôle de la couverture.

Les composés formant des membranes sont normalement appliqués avec un fumigateur manuel ou des gicleurs mécaniques. Ils sont recommandés pour être appliqués en deux couches, dont la seconde doit être appliquée perpendiculairement à la première pour assurer l’uniformité du joint.

Le moment optimal pour l’application de composés liquides est celui dans lequel il est observé que l’eau libre a disparu de la surface du béton, mais sans retarder l’application tellement que le composé est absorbé dans les pores de surface du béton.Conditions environnementales critiques : haute température, une faible humidité relative et des vents forts, en plus de prévoir l’utilisation de barrières de vent et de nuances qui fournissent de l’ombre, le durcissement avec de l’eau doit être combiné avec l’application du composé liquide. La procédure comprend la pulvérisation d’eau, continuellement et doucement, sur la surface du béton pendant environ 2 heures, puis procéder à l’application du composé de cicatrisation liquide.

Les composés formant des membranes présentent de grands avantages par rapport aux autres systèmes qui peuvent être exploités par le constructeur (1) :

• Ils n’ont pas besoin d’être maintenus humidifiés pour s’assurer qu’ils n’absorbent pas l’eau du mélange.
• Très facile à utiliser, contrairement aux tissus, sable, paille, herbe.
• Ils peuvent être appliqués avant le début de l’application de durcissement humide et se complètent mutuellement.

Bien qu’il ne s’agisse pas d’un composé de polymérisation, l’application d’un retardateur d’évaporation devient de plus en plus efficace dans la construction des sols et des chaussées car elle permet de faire l’accord après la fin de l’exsudation et avant le réglage final, sans ajouter d’eau à la surface, une pratique qui peut affaiblir la surface du sol durci. Ce sont des produits biologiques en solution Produits aqueux qui ont la capacité de produire un film moléculaire à la surface de l’eau d’exsudation qui réduit le taux d’évaporation de l’eau du mélange.

7. Séquence de durcissement et durée des différentes étapes.

L’ ACI 308 R se réfère au fait qu’en raison des phases à travers lesquelles le béton passe de sa construction jusqu’à ce que la structure atteigne les propriétés de conception, trois types différents d’actions de durcissement doivent être différenciés au fil du temps. Celles-ci seront appliquées collectivement ou sélectivement à une structure en fonction des conditions spécifiques du travail. Ces trois actions de durcissement sont :

durcissement initial : procédure mise en œuvre une fois le réglage ou la finition de l’élément est terminé et qui vise à prévenir la perte d’humidité de la surface. Le durcissement initial est applicable aux mélanges avec très peu d’exsudation ou qui n’exsudent pas, ou dans le cas des milieux qui favorisent une grande évaporation de l’eau à partir de la surface du béton, ou lorsqu’une combinaison de ces deux circonstances se produit, le séchage de la surface (aspect mat) peut commencer avant que le béton présente le réglage initial et avant que le réglage soit terminé. Il est donc nécessaire d’éviter la perte d’humidité du béton en appliquant une brume humide (augmente l’humidité relative et diminue le taux d’évaporation), l’application de retardateurs d’évaporation et l’utilisation d’éléments qui modifient les conditions climatiques sur le site, tels que : l’ombre, les pare-vent et les enceintes.

durcissement intermédiaire : procédure de durcissement à mettre en œuvre lorsque l’affinage du béton est terminé, mais le réglage final n’a pas encore été présenté. Pendant cette période, il peut être nécessaire de diminuer l’évaporation, mais le béton n’est pas encore capable de recevoir une application directe d’eau, ni de résister aux dommages Mécanique produite lors de l’installation de couvercles en plastique, bâches, papier imperméable ou tout autre matériau de protection. Dans ces conditions, l’application de membranes de durcissement, pulvérisation d’un composé curateur avec fumigateur, est très utile pour prévenir l’évaporation, tandis que le béton forge et permet d’effectuer des mesures de durcissement complémentaires.

Final durcissement : Mesures de durcissement qui sont effectuées après le réglage fin du béton, une fois qu’il a déjà présenté le réglage final et a commencé le développement de la résistance. Des exemples de mesures de durcissement définitives sont : application de toits humides, inondations, application d’irrigation de l’eau ou de composés de durcissement.

Le durcissement final devrait commencer à être appliqué car une certaine zone de la dalle est affiné, par exemple, puisque la finition de réglage fin pour commencer le durcissement peut constituer un retard injustifié qui peut entraîner une perte d’eau importante du béton dans les Zones plus tôt réglées. Lors du durcissement des structures à risque élevé de fissuration dans les climats chauds, le durcissement avec une membrane de durcissement peut être effectué simultanément avec l’accord effectué par l’équipement de pavage, puis une fois que le béton atteint le réglage final peut être complété par l’application de tissus humidifiés, sacs en toile de jute humide ou l’irrigation de l’eau sur la surface de sorte que la température du béton diminue.

Après avoir décrit les trois actions qui constituent un processus de guérison, nous comprenons la nécessité de planifier consciencieusement la guérison d’une structure importante et la relativité de la phrase : le meilleur guérisseur est l’eau. La méthode de durcissement applicable, parmi les nombreuses disponibles, dépendra, comme on l’a vu, de la rapidité de séchage de la surface du béton, du fait que le réglage initial et final a déjà eu lieu et si les opérations de réglage ont été terminées ou non. Cela implique que vous devez connaître avec une certaine approximation les temps de durcissement pour le béton en question et dans les conditions climatiques particulières qui prévalent dans le travail.

La

finition du béton (réglage) doit de préférence être effectuée après l’exsudation du béton et après le réglage initial du béton, car avant, la surface ne résiste pas aux travaux de réglage, ni les machines et leurs opérateurs. Si sur une dalle dans une cave, par exemple, la finition est faite pendant l’étape de l’exsudation, l’eau peut être piégée sous une fine couche de surface densifiée entraînant un délaminage du béton, qui avec la circulation se détériore très jeune. Photo Nro.3 montre cette situation sur un revêtement en béton.De même, le travail de réglage fait avec une surface remplie d’eau d’exsudation provoquent la formation d’une pâte de ciment encore plus faible par l’excès d’eau, ce qui se traduira par une pâte de ciment encore plus faible étage avec faible résistance à l’abrasion et poussiéreux. Savoir quand l’exsudation se termine est relativement facile, car l’apparence brillante de la surface est perdue, mais il est possible que l’évaporation de l’eau d’exsudation soit égale à la quantité d’eau exsudative, dans ce cas, de mauvaises décisions peuvent être prises.

Pour sortir du doute, il est d’usage de placer un plastique transparent (60x60cm) sur le béton et d’observer, après quelques minutes, s’il y a condensation due à l’eau d’exsudation. Habituellement, le travail d’affinage, lorsqu’il est fait à la main, commence, dans la pratique, après la fin de l’exsudation, étant dans de nombreux cas même nécessaire d’ajouter un peu d’eau à la surface pour obtenir l’accord. La texturation de surface (estampage par exemple) doit être effectuée entre le réglage initial (auquel le sol résiste déjà à la pression de moisissure et à un léger compactage) et le réglage final, lorsqu’il n’est plus possible texturizar a no ser que se empleen medios mecánicos.

Bibliografía.

( 1). ACI Committee 308 R « Guide to Cure Concrete », American Concrete Institute, Detroit, 2001. (2). Power, T.C., « A discussion of Cement Hydration in Relation to the Cure of Concrete », Actes, Highway Research Board, V.27, 1948. (3). Kosmatka et Panarese, W.C., « Conception et contrôle des mélanges de béton », Portland Cement Association, Skokie. Ill, 13e édition, 1988.