Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

Points d’article



Après l’achèvement des travaux monolithiques, une étape assez longue d’exposition et de gain de résistance du béton armé commence. Nous vous indiquerons le type de soin dont le béton a besoin lors du durcissement, comment l’accélérer et quels phénomènes physiques et chimiques accompagnent ce processus..

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

Chimie de durcissement

La construction de structures en béton qui répondent pleinement aux caractéristiques de conception est un véritable art qui ne peut être appréhendé sans comprendre la séquence complexe et continue des transformations qui s’opèrent dans la structure du matériau. Les prototypes de liants de construction, qui rappellent vaguement le ciment moderne, sont apparus au 3ème ou 2ème millénaire avant JC. Cependant, la composition et le rapport des composants de tels mélanges ont été choisis exclusivement expérimentalement jusqu’à la fin du 18ème siècle, lorsque le soi-disant « ciment romain » a été breveté. C’était le premier jalon dans l’approche scientifique du développement du béton structurel..

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

La nature chimique du durcissement du ciment moderne est très complexe, elle comprend une longue chaîne de processus s’écoulant les uns dans les autres, au cours de laquelle se forment d’abord les liaisons chimiques les plus simples, puis des liaisons physiques de plus en plus fortes, conduisant à la formation d’un matériau monolithique ressemblant à de la pierre. Cela n’a aucun sens de considérer ces processus en détail pour une personne inexpérimentée en chimie en tant que science, il est beaucoup plus utile d’évaluer les signes externes de tels phénomènes et leur signification pratique.

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

Dans la construction moderne, un mélange de ciment majoritairement Portlandic est utilisé, composé d’argile cuite, de gypse et de calcaire, et du point de vue de la chimie, d’oxydes de calcium, de silicium, d’aluminium et de fer. Les matières premières primaires subissent un traitement thermique et un broyage fin, après quoi les composants sont mélangés dans une proportion précisément définie. Le principal objectif du traitement dans le processus de production est de rompre les liaisons chimiques et physiques naturelles des substances, qui sont ensuite restaurées en présence d’eau. Le ciment, contrairement à l’argile et à la chaux non traitées, durcit en raison non pas du séchage, mais de l’hydratation, par conséquent, le mouiller après le durcissement final ne conduit pas à un ramollissement et à une augmentation de la viscosité.

Résistance du béton

Contrairement aux liants atmosphériques, qui durcissent rapidement à l’air, le ciment durcit pendant presque toute la durée de vie des structures en béton. Cela est dû au fait que des substances restent dans l’épaisseur du produit congelé qui n’ont pas eu le temps de réagir avec l’eau. En effet, lors de la réalisation d’un mélange de béton, on y ajoute de l’eau en une quantité évidemment insuffisante pour la réaction de toutes les particules du liant minéral. Cela est dû au fait que l’augmentation de la teneur en eau du béton entraîne son délaminage, un retrait important lors du durcissement et l’apparition de contraintes internes..

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

Néanmoins, les restes de minéraux continuent de réagir, car le béton a une teneur en humidité non nulle dans son épaisseur. De ce fait, son durcissement ne se produit pas instantanément, mais sur une longue période. De toute la période de durcissement, on peut distinguer la période la plus intense, qui pour le béton sur ciment Portland est de 28 à 30 jours. Si pendant ce temps le produit en béton se trouve dans des conditions appropriées, il assume 100% de la résistance nominale. Dans le même temps, en seulement 6 à 8 jours de durcissement, la résistance du béton atteint 60 à 70% de la marque et un tiers de la résistance calculée du produit acquiert déjà 2-3 jours..

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Spécificités saisonnières

Le durcissement des mélanges sur un liant de ciment s’accompagne de deux processus: une légère augmentation de volume et un dégagement de chaleur. Pour cette raison, le déroulement des réactions de durcissement peut différer considérablement en fonction des conditions externes..

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

Vous devez d’abord faire face à l’augmentation du volume. Ce procédé présente certains avantages pratiques: il facilite la séparation du coffrage et pré-étire l’armature, augmentant la qualité de l’adhérence et permettant à l’acier de percevoir la charge de traction presque immédiatement après son apparition, en contournant l’étape de déformation élastique. Les conséquences négatives de la dilatation surviennent dans les situations où le béton est contraint par le coffrage, par exemple lors du coulage de chapes en béton, de chevilles dans des structures monolithiques préfabriquées et de la production de produits dans des coffrages permanents rigides. Dans de tels cas, un dispositif à coque compressible est nécessaire pour compenser la dilatation linéaire..

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

Le dégagement de chaleur peut avoir des effets à la fois positifs et négatifs. Vous devez d’abord comprendre que le chauffage de la masse de béton durcissant est le plus prononcé dans les 50 premières heures après la préparation du mélange. L’intensité du chauffage augmente proportionnellement aux dimensions du produit, car il est plus difficile d’éliminer la chaleur du béton. Vous devez également tenir compte du fait que le béton à haute teneur en ciment chauffera plus que de mauvaise qualité.

Aux basses températures de l’air, la capacité du béton à chauffer pendant le durcissement rend relativement facile le maintien des conditions de température normales. Malgré le fait que dans des conditions normales, la température minimale pour les travaux de béton est de +5 ° C, il est possible de couler les produits dans un coffrage fixe en polystyrène expansé même par temps de gel jusqu’à -3 ° C: le propre dégagement de chaleur permettra de maintenir la température requise. Même les structures en béton ordinaires peuvent être protégées avec des matériaux isolants pour maintenir le régime de température souhaité ou pour équiper des serres dans lesquelles une température positive est simplement maintenue. Il est important de noter qu’après que le béton a pris 50 à 60% de sa résistance, le gel n’a pas d’effet destructeur, car la plupart de l’eau a déjà eu le temps de réagir. Cependant, le taux de durcissement tombe presque à zéro, ce qui doit être pris en compte lors de la détermination du temps d’exposition.

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

Par temps chaud, le réchauffement naturel du mélange de béton a un effet négatif. L’eau s’évapore trop rapidement de la surface, de plus, le chauffage provoque une dilatation linéaire, accompagnée de l’ouverture de fissures, ce qui est inacceptable lors du durcissement du béton. Par conséquent, les produits massifs exposés au soleil doivent être constamment humidifiés et refroidis à l’eau courante au moins dans les 7 à 10 premiers jours après le versement. Le reste du temps de durcissement, le béton peut rester sous la couverture du film de polyéthylène.

Accélération de la prise et du développement de la force

Selon la marque, le béton prend 20 à 30 heures pour enfin prendre forme, après quoi il peut être coulé abondamment avec de l’eau pour rendre le processus de durcissement plus intense. Une température élevée favorise également un durcissement accéléré, mais uniquement à condition que le chauffage soit uniforme sur toute l’épaisseur du produit coulé. Ainsi, dans les usines de produits en béton, le durcissement est accéléré en versant de la vapeur sur le produit à une température de 70 à 80 ° C, mais il faut se rappeler qu’un chauffage au-dessus de 90 ° C est destructeur pour le durcissement du béton.

Comment le béton gagne en résistance et comment accélérer le durcissement

La vitesse maximale de développement de la résistance peut être assurée par le rapport eau-ciment correct du mélange préparé, établi par GOST 30515 2013. Vous pouvez également accélérer le processus en ajoutant divers additifs: chlorure de calcium, sulfate et chlorure de sodium, carbonate de sodium (soude). Mais il faut se rappeler que l’utilisation des accélérateurs de prise est limitée par leur contenu limitatif, ainsi que par le type de structure en béton, la marque du béton et des armatures, et le type de ciment utilisé. GOST 30459–96 peut apporter plus de clarté sur cette question..

En conclusion, il faut noter qu’en génie civil, la nécessité d’accélérer le durcissement du béton est extrêmement rare. Le béton acquiert assez rapidement l’essentiel de la force de la marque.Par conséquent, dans le cas du coulage des sols ou des bandes renforcées, les opérations de construction peuvent être poursuivies déjà 7 à 10 jours après l’achèvement des travaux monolithiques. Si nous parlons de la fondation, cela n’a presque aucun sens d’accélérer le durcissement: la base du bâtiment doit subir un retrait dans un délai d’un an pour que la couche de sol de support ait le temps de se stabiliser et que les éventuelles déformations puissent être éliminées avec une couche corrective ou lors de la construction de la boîte..

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