Utilisation d’un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

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Les constructeurs compétents comprennent à quel point il est important d’introduire de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux dans leur pratique. Le monde connaît le renforcement composite depuis longtemps, mais sa production de masse et son application ont décollé il y a seulement quelques années. Nous vous expliquerons les caractéristiques du travail avec des armatures en fibre de verre en utilisant l’exemple d’une fondation.

Utilisation d'un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

Forces et faiblesses des barres d’armature composites

Ne vous attendez pas à ce qu’un matériau de construction soit une offre unique et unifiée. Cependant, une application correcte conformément aux conditions de fonctionnement permet d’obtenir des résultats vraiment exceptionnels. Il en est de même avec le renforcement composite: en utilisant ses qualités positives et en nivelant les négatives, il est possible d’assurer un fonctionnement à long terme à des coûts de matériaux inférieurs.

Utilisation d'un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

Le principal avantage du renforcement en verre-polymère est considéré comme sa limite élevée inhérente d’effet destructeur – presque 2,5 fois plus élevée que celle de l’acier. L’armature composite est bien meilleure pour effectuer des travaux de compensation des forces de traction dans une masse de béton que l’acier. Surtout si l’on considère que lors de la production, les tiges en plastique peuvent être dotées d’une texture de surface qui contribue à l’adhérence la plus efficace à la masse de béton..

Utilisation d'un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

Un autre avantage évident est sa résistance extrêmement élevée aux environnements agressifs. Les structures en béton qui sont en permanence dans des conditions d’humidité élevée ou exposées à des solutions salines, dans le cas des armatures avec des matériaux composites, ont une durée de vie beaucoup plus longue. Il ne faut pas oublier les manifestations de l’électrolyse: les propriétés diélectriques du plastique peuvent être à la fois un plus et un moins..

Non sans une mouche dans la pommade: le renfort en fibre de verre perd irréversiblement ses propriétés lorsqu’il est chauffé. Cela nous oblige à reconsidérer la faisabilité de son application du point de vue de la sécurité incendie. Lorsqu’il est chauffé à 150–200 ° С, le renfort perd ses propriétés de résistance, si des polymères thermodurcissables étaient utilisés comme liant, le renfort perd sa résistance de manière irréversible.

Utilisation d'un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

Un autre inconvénient du renforcement composite est son faible module d’élasticité, c’est-à-dire sa faible résistance à la flexion. Pour cette raison, dans les structures à chocs concentrés, il est nécessaire de poser des armatures en fibre de verre dans des quantités jusqu’à 4 fois supérieures au contenu standard pour la section par rapport aux armatures en acier..

Avantages dans le cadre de la fondation

La flexibilité du renfort polymère permet son transport en bobines, ainsi la longueur d’un élément individuel est pratiquement illimitée. Avec le faible poids du matériau (3 à 4 fois moins que celui de l’acier), toutes les autres propriétés permettent une livraison bon marché sans l’utilisation de véhicules longs, ainsi qu’une grande facilité d’utilisation.

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Les fondations ne sont pas exposées aux flammes nues et aux températures élevées lors d’un incendie, c’est pourquoi une faible résistance thermique n’est pas un inconvénient majeur. La grande flexibilité du renforcement ne peut être importante que lors de travaux dans des structures avec des nœuds d’impacts concentrés, par exemple lors de la construction de grilles. Cependant, il est possible de restaurer la résistance du béton aux charges de flexion en posant une quantité relativement faible d’armature en acier, ou simplement en augmentant le nombre de pieux..

Utilisation d'un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

La résistance à la corrosion de la fibre de verre est bien plus importante pour les fondations. Ce n’est pas si important dans l’hydrophobisation et l’imperméabilisation ultérieures du béton, cependant, la susceptibilité des fondations en bandes à se rompre en raison d’une augmentation du volume du métal corrosif peut être négligée dans le cas de l’utilisation d’un renforcement polymère. La fibre de verre est optimale pour la construction de fondations flottantes dans les zones sans drainage et avec une teneur élevée en composés chimiquement actifs dans les eaux supérieures. Même dans des conditions normales, l’utilisation d’armatures en fibre de verre permet de réduire la couche protectrice du béton à un minimum de 15–20 mm, permettant ainsi de déplacer l’armature dans la zone d’absorption effective maximale de la charge.

Calcul de l’armature composite

Si les méthodes de calcul des armatures en acier sont bien maîtrisées par la plupart des constructeurs, la conception des fondations avec armatures en fibre de verre est toujours considérée comme un sujet insuffisamment couvert. La raison en est les différentes propriétés physiques et mécaniques des armatures, qui ne sont pas encore prises en compte dans la plupart des codes du bâtiment existants. La méthode la plus simple pour calculer les armatures composites est la méthode de remplacement à résistance égale, dans laquelle les tiges d’acier sont remplacées par des tiges en plastique renforcé de verre avec une réduction de taille de deux valeurs (soit 8 mm au lieu de 12 mm ou 14 mm au lieu de 18 mm). Cependant, il est recommandé d’effectuer le calcul des fondations complexes selon le schéma général à partir de zéro, afin de ne pas perdre de vue la différence significative de la valeur du module d’élasticité.

Utilisation d'un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

La première partie du calcul des fondations contient la détermination des effets sur la base du bâtiment et s’effectue de la même manière que pour les structures en béton armé. La deuxième partie commence par déterminer les dimensions transversales suffisantes des éléments structurels en béton et ici les premières différences peuvent être observées. Étant donné que la résistance à la traction de l’armature en fibre de verre est plus élevée et que la couche de protection est minimale, la section transversale suffisante est de 25 à 30% inférieure au minimum standard pour un produit en béton armé avec une section transversale égale des éléments d’armature. Cela ne s’applique pas à la détermination de la largeur du plan inférieur de la fondation, qui est toujours déterminée à partir des charges réelles et de la capacité de support du sol. Par conséquent, lors du renforcement avec un renforcement composite, il est avantageux de prêter attention aux fondations des sections complexes..

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L’étape suivante est le choix d’un remplacement équivalent pour l’armature en acier, qui consiste à préserver non seulement la résistance, mais aussi toutes les autres propriétés physiques et mécaniques. La principale nuance est que le renforcement en fibre de verre subit un allongement linéaire 3 à 4 fois supérieur avant de cesser de résister à l’effet destructeur. Cela signifie que la section transversale totale des éléments d’armature dans la zone de traction doit être proportionnellement plus élevée que lors de l’utilisation d’armatures en acier. L’avantage de l’utilisation d’un renforcement en fibre de verre dans ce cas ne s’exprime que par des tolérances élevées pour l’ouverture des fissures – pour le renforcement en polymère, le contact avec l’air ou l’humidité n’est pas critique, mais l’effet des forces de gel sur le béton ne doit pas être négligé. La tendance générale est la suivante: les résultats des économies sur le volume de mélange de béton doivent être orientés vers le renforcement de l’armature composite dans les zones désignées.

Règles d’utilisation du matériau

Les différences dans le travail avec le renforcement en polymère résident non seulement dans la méthode de calcul, mais également dans les méthodes de traitement des matériaux. En particulier:

  1. La coupe du renfort en fibre de verre doit être effectuée avec une torche chaude ou un coupe-boulon. Le sciage de renfort polymère par tous les moyens conduit à la formation de copeaux microscopiques nocifs.
  2. Le pliage du ferraillage n’est autorisé que lors de la fabrication d’éléments de renforcement structurel. Il est réalisé en chauffant la section pliée à 100-120 ° C à l’aide d’un sèche-cheveux électrique, suivi d’un refroidissement naturel après que le produit a pris la forme souhaitée..
  3. Lors du stockage d’un renfort composite, protégez-le de la lumière directe du soleil et des températures élevées..
  4. Lors du déroulement du renfort, il faut tenir compte de sa grande élasticité. Pour soulager le stress dans les spires, l’extrémité de l’armature doit être temporairement fixée au corps de la bobine avec une chaîne d’un mètre de long. Si la bobine est fournie sans bobine, 2-3 anneaux de fil doivent être attachés à la bobine avant de couper les clips pour éviter le glissement des tiges..

Tricotage de structures de renforcement spatial

Le processus d’assemblage d’un cadre en verre-polymère de renforcement est fondamentalement différent du liant métallique. La racine de la plupart des différences est la longueur pratiquement illimitée des tiges: un faisceau parallèle de tiges est rarement utilisé. Pour cette raison, le cadre de l’ensemble du produit est beaucoup plus pratique à tricoter en place, puis à le décharger dans le coffrage. Ceci est également facilité par le faible poids et la résistance à la corrosion: pour la sécurité du renfort en fibre de verre, il suffit de le couvrir du soleil..

Utilisation d'un renforcement en fibre de verre composite pour la fondation

La préparation des pièces du cadre, comme dans le cas des tiges en acier, doit être effectuée avant l’assemblage, c’est-à-dire que tous les travaux sont effectués principalement par le procédé de fabrication. Les données des rangées aux coins et aux jonctions doivent être effectuées avec des réticules visqueux, et si nécessaire, augmenter le moulage par liaison parallèle avec un chevauchement d’au moins 20 diamètres. Les réticules sont tricotés en tressant chacune des tiges perpendiculaires avec un anneau, qui tire le renfort ensemble. Pour le liage parallèle, 3-5 sangles sont installées en 2 tours. Vous pouvez utiliser à cette fin à la fois des attaches en nylon et du ruban PET avec son rétrécissement thermique ultérieur..

S’il est nécessaire d’inclure des ancrages de forme complexe dans l’armature, ils sont pliés en métal ou des produits pliés en usine sont utilisés dans les joints de la structure où l’armature en fibre de verre peut faire son travail. Dans ce cas, il est nécessaire d’augmenter l’épaisseur de la couche protectrice sur le lieu d’installation des éléments en acier et de réaliser un tas de matériaux différents avec du fil polymère.

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