Béton Flashcards
Le béton c’est quoi?
Matériaux composés d’un mélange de ciment et d’eau enrobant des granulats gros et fins
Quelles sont les réactions chimiques entre l’eau et le ciment?
- Durcissement (hydratation)
- Dégagement de chaleur
- Réduction de volume (retrait endogène)
Quelle est la composition du béton?
Ciment, Eau et Granulats (Sable et Pierre)
De quoi est composé un liant?
Ciment et ajouts de minéraux
De quoi est composé la pâte de ciment?
Liant, Eau et Adjuvants
De quoi est composé du mortier
Pâte de ciment et granulats de sable
De quoi est composé le béton?
Mortier et granulats de pierre
Vrai ou Faux : Le ciment est du béton?
Faux
De quoi est composé le béton armé?
Armature en acier et béton
De quoi est composé du béton renforcé de fibres?
Fibres et béton
Quelles sont les 4 classes de fibres existantes?
Synthéthique, naturelle, métallique et verre
Quels sont les usages du béton?
Bâtiments, Barrages, Routes, Ponts, Aéroports, Éléments préfabriqués
Quelle est la production de ciment au monde, au canada et au québec?
4.1 milliards de tonnes/an, 13 millions de tonnes/an et 2.3 millions de tonnes/an
Quelle est la production de béton dans le monde, au Canada et au Québec?
6 milliards de m3/an, 26 millions de m3/an et 4.5 millions de m3/an
Quels sont les avantages du béton?
Matériau économique, Production d’éléments de formes variées, Propriétés mécaniques intéressantes, Bonne résistance au feu, Bonne durabilité
Quels sont les désavantages du béton?
Utilisation de volume de matériau important, Durée d’éxécution prolongée et Faible résistance à la traction
Quelle particularité ont les compositions granulaires?
Gamme de dimensions des particules très vaste
Quelles caractéristiques ont les structure poreuse du béton?
Elles sont complexes et s’étendent à plusieurs échelles
Quelle est la raison que le béton a une évolution des propriétés dans le temps?
L’hydratation graduelle du ciment
Avec quels propriétés du milieu ambiant le béton est-il en équilibre?
Thermique (Modifie la cinétique d’hydratation du béton Initiation de déformations (déf. thermique)), Hydrique (Initiation de déformation (retrait, fluage)) et Chimique (Entrée d’agents nocifs pour la durabilité du matériau (chlorures, sulfates))
Résumé : Température, Humidité et agents chimiques
Quel type de rapport Eau/Liant ou Eau/Ciment est meilleur dans le béton et pourquoi?
Les rapports faibles car ça améliore la résistance et la durabilité du béton
Quel impact a le volume de pâte de ciment sur le béton?
Influence la capacité d’échauffement et de maniabilité
Quel impact a le volume de granulats sur le béton?
Influence beaucoup la rigidité du béton
Quels sont les compositions typiques en volume d’un béton?
Air 1-9%, Liants 7-15%, Eau 14-21%, Granulats fin (sable) 25-30%, Gros granulats 30-50% et adjuvants max : environ 2%
Quels types d’adjuvants existe-t-il?
Agent entraineur d’air, Réducteur d’eau, Superplastifiant, Réducteur de retrait, Retardateur, Accélérateur et autres
Quel est la composition des composé du béton?
Eau 14-21%, Pâte de ciment 25-40%, Granulats 60-75% et mortier 50-70%
Quels sont les caractéristiques principales d’un mélange typique 30 MPa?
Granulats de 20 mm, E/C = 0.46
Quels sont les différents types de malaxeurs?
Stationnaires (usine), mobile (camion-malaxeur) et Axes horizontales, verticales ou inclinées
Quels sont les objectifs du malaxage
L’uniformité du béton, l’entraînement de l’Air et des bonnes propriétés à l’air frais
Quels sont les différentes variables de malaxages
Introduction des constituants, temps de malaxage et énergie de malaxage
+ Important pour bétons hautes performances et avec fibres
Quels sont les étapes de malaxages
- Chargement du malaxeur
- Malaxage
- Vidange du malaxeur
Quels sont les étapes de simulation du malaxage en laboratoire
Chargement, déchargement, transport, énergie de malaxage
Quels sont les propriétés du béton frais
Maniabilité, consistance, ségrégation, ressuage, temps de prise et capacité d’échauffement
Que représente la maniabilité du béton
Facilité de mise en place, de consolidation et de finition du béton
Que représente la consistance du béton
L’état plus ou moins humide du béton
Que représente la ségrégation du béton
Tendance des constituants à se séparer dû à leurs densités relatives et dimensions différentes. Propriété à éviter en malaxant pour obtenir un mélange homogène/uniforme
Que représente le ressuage du béton?
La propriété à éviter avec l’eau qui remonte à la surface du béton
Que représente le temps de prise du béton?
Temps entre le début du malaxage et la prise
Qu’est-ce qui influence le temps de prise?
Type de ciment, température du mélange et température ambiante, quantité de ciment, rapport E/C et adjuvants
Que représente la capacité d’échauffement?
La température qui se dégage du béton en relation avec la température externe
Quelle complication peut survenir lors de l’échauffement du béton?
(T int - T ext) = contrainte de traction et si celle-ci est plus grande que la résistance en traction, il y a fissuration
Avec quel appareil mesure-t-on l’échauffement du béton?
Calorimètre
Qu’est-ce qui influence l’échauffement du béton?
Chaleur d’hydratation du ciment, quantité du ciment, capacité calorifique des composantes du béton et diminution de la température initiale du béton (glace, refroidissement des composantes)
Quels sont les facteurs qui influencent les propriétés à l’état frais du béton?
Quantité de pâte vs granulats, rapport E/C, Granulométrie des granulats et proportion
des gros granulats et des granulats fins, Forme et caractéristique des granulats, utilisation ou non d’air entraîné ou d’adjuvant
Quelles sont les propriétés du béton durci?
Résistance mécanique, Durabilité, Perméabilité, Stabilité volumétrique
Qu’est-ce que la résistance mécanique du béton durci?
Compression, flexion, traction, cisaillement et module élastique
Qu’est-ce que la durabilité du béton durci?
Résistance aux cycles de gel/dégel, sels de déglacages, l’abrasion/l’usure et au feu
Qu’est-ce que la stabilité volumétrique du béton durci?
Déformation thermique, retrait, fluage
Quelle est la résistance à la compression du béton ordinaire (BO)
20 à 40 MPa
Quelle est la résistance à la compression du béton à hautes performances (BHP)
> 50 MPa (MTQ)
70 MPa (CSA)
Quelle est la résistance à la compression du béton à ultra hautes performances (BUP)
En chantier : 160 MPa (record)
En labo : 200 MPA et plus (record de 810 MPa)
Quel est la composition du béton ordinaire?
Rapport E/C plus grand ou égal à .40, liant 300-400 kg/m^3, parfois ajout de minéraux, sable et pierre
Quel est la composition du béton haute performance?
Rapport E/C entre 0.3 et 0.4, liant 350-450 kg/m^3, ajout de minéraux, sable et pierre
Quel est la composition du béton ultra haute performances
Rapport E/C entre 0.15 et 0.25, liant 800-1000 kg/m^3, ajout de minéraux, sable, mais pas de pierre
À quoi est équivalent la force de tension du béton?
7 à 11% de la force en compression
À quoi est équivalent la force de tension indirect du béton?
8 à 14% de la force de compression
À quoi est équivalent la force de flexion du béton?
11 à 23% de la force en compression
Qu’arrive-t-il si la force de traction est beaucoup plus grande que la force en compression critique
La résistance en flexion n’est pas controllé en traction
À quoi équivaux la force de cisaillement?
12% de la force en compression
Qu’a de particulier le béton à ultra hautes performances?
Il a été utilisé de manière fibré pour la première fois au monde en chantier pour réhabiliter un pont et plusieurs projets pilotes au québec l’utiliseraient
Quels sont les facteurs qui influencent les propriétés du béton durci?
Le rapport massique E/C (plus faible = plus résistant et durable), la qualité des granulats, la proportion des constituants du mélange, utilisation ou non d’air entraîné, Cure ou mûrissement du béton et quantité d’eau de malaxage
Quel est l’influence de la cure du béton sur sa résistance en compression?
plus la cure est longue, plus la résistance en compression augmente
Qu’est-ce que le test d’imperméabilité mesure?
La vitese de pénétration de l’eau dans le béton
Quels sont les facteurs de la perméabilité?
Des réseaux de pores continues (diminue) ou discontinues(augmente), l’endommagement (augmente)
Quels sont les différents types de changements volumétriques?
Déformation thermique, Retrait endogène, Retrait de séchage, Déformations sous changement, fluage
Quelles sont les déformations thermiques possibles dans le béton?
Dilatation ou contractionQ
Qu’entraîne une déformation thermique?
Changement de longueur ou une déformation
Par quoi est causé un retrait endogène dans du béton?
Par l’hydratation du ciment (inévitable) avec l’eau de gâchage qui provoque une contraction
Quel est le facteur d’influence qui augmente le retrait endogène?
La diminution du rapport E/C
Qu’est-ce que le retrait de séchage?
Le départ d’eau du béton vers le milieu ambiant
Quels sont les facteurs d’influence qui augmente le retrait de séchage?
Un rapport E/C élevé, une grande surface exposée, une humidité relative faible et une quantité d’eau élevé p/r au volume de béton
Vrai ou Faux? Le béton armé possède un retrait de séchage et endogène (total) équivalent à 50% de celui du béton non-armé?
Vrai
Quel est l’effet d’une cure à eau sur le retrait du béton?
Diminution du retrait
Quelles sont les différents parties dans une déformation sous chargement?
Partie linéaire élastique et partie non-linéaire avec endommagement
Que représente la pente de la partie linéaire dans une déformation sous chargement?
Le module élastique E
À quoi correspond la contrainte dans un comportement linéaire élastique de déformation sous chargement?
module élastique E * déformation élastique
Que représente le fluage?
Une déformation différée présentée par un spécimen de béton soumis à un chargement constant
Quels sont les facteurs d’influence du fluage?
Le fluage est proportionnel à la contrainte, l’âge et la résistance du béton au moment d’application (résistance plus élevé = fluage plus faible) et période de temps de l’application (fluage augmente avec la durée du chargement)
Que constitue la déformation totale d’une colonne de bâtiment?
Fluage, Retrait au séchage et endogène et déformations instantannées et élastiques
Quels sont les différents types de joint?
Joints de construction, de dilatation, d’isolement et de retrait (aussi rupture ou contraction)
Vrai ou Faux? Les romains ont inventés le béton?
Faux
Quand aurait été découvert le béton?
Durant le néolithique, l’époque des hommes qui vivaient dans des cavernes creusées
Quel est le cicle circulaire du gypse?
Gypse -> chaleur -> plâtre -> +Eau -> Gypse
Qu’est-ce qui a été découvert avec des feux qui chauffaient des cavernes
La propriété liante de la chaux
Quel est le cycle circulaire de la chaux?
Chaux vive -> +eau -> Chaux hydratée -> +eau +air -> +chaleur -> chaux vive
Quelle méthode était utilisé autrefois pour jointoyer des blocs de pierre et des moellons?
L’utilisation des mortiers faits avec de la chaux diluer avec du sable
Comment le ciment naturel est produit?
En calcinant à de hautes températures des galets de calcaire pour produire des nodules à broyer
Quelle est la différence entre la chaux et le ciment face à leurs réactions avec l’eau?
La chaux ramolie avec l’eau tandis que le ciment durci
Qu’est-ce qui améliore les propriétés de la chaux?
La présence d’argile, de silice et d’oxyde de fer
Quand et ou le ciment industriel a fait son apparition?
En Europe, Russie et États-unis au 19e siècle
Qui aurait découvert le ciment Portland?
Joseph Aspdin, un maçon anglais
Comment est obtenu le plâtre?
En déshydratant du gypse avec une température entre 120 et 160 degrés celsius
Comment on obtient la chaux?
En chauffant la roche calcaire à une température de 850 degrés celsius
Comment on obtient le ciment?
En chauffant un mélange dosé de chaux, silice, d’alumine et d’oxyde de fer à une température de 1450 degrés celsius
Qu’est-ce que le ciment portland?
Des liants hydrauliques car ils font prise et durcissent en se combinant chimiquement à l’eau
Ou trouve-t-on la chaux?
Dans la pierre calcaire
Ou trouve-t-on la silice?
Dans l’argile
Ou trouve-t-on l’Alumine?
Dans l’argile
Ou trouve-t-on l’oxyde de fer?
Dans des minerais de fer
Ou trouve-t-on du sulfate?
Dans le gypse
Vrai ou Faux? Le ciment est très peu dispendieux et n’influence pas la quantité utilisé dans le béton?
Faux, tout l’inverse
Quels sont les étapes de frabrication du ciment?
Broyage des matériaux, Cuisson à 1500 degrés celsius, ajout du gypse et broyage
Qu’obtient-on lorsque l’on broie les matériaux pour créer du ciment?
Le CRU
Qu’obtient-on lorsqu’on cuit les matériaux du ciment?
Le Clinker
Qu’obtient-on lors de l’ajout de gypse et du broyage final des matériaux du ciment?
Du ciment
Pourquoi simplifie-t-on la notation des oxydes?
Pour simplifier l’écriture de la composition chimique des cristaux complexes qu’on retrouve dans le clinker et dans la pâte de ciment hydraté
Quels sont les équations chimiques et les abréviations de la chaux, la silice, l’alumine, l’oxyde de fer, les alcalis et le gypse?
CaO (C), SiO2 (S), Al2O3 (A), Fe2O3 (F), K2O et Na2O (Alcalis) et CaSO4 (CS)
Quels sont les types de minéraux possibles?
C3S, C2S, C3A et C4AF
Quels est la vitesse de réaction, la chaleur libéré, la valeur de cimentation au début et très tard du C3S?
Modéré, modéré, bonne, bonne
Quels est la vitesse de réaction, la chaleur libéré, la valeur de cimentation au début et très tard du C2S?
lente, petite, mauvais, bonne
Quels est la vitesse de réaction, la chaleur libéré, la valeur de cimentation au début et très tard du C3A?
Rapide, grande, bonne, mauvaise
Quels est la vitesse de réaction, la chaleur libéré, la valeur de cimentation au début et très tard du C4AF?
Lente, petite, mauvaise, mauvaise
Dans l’ordre décroissant, quels composés minéraux réagissent le plus rapidement dans le ciment?
C3A, C3S et C2S & C4AF
Quels sont les différents types de ciment?
GU, MH ou MS, HE, LH et HS
Dans quel cas est utilisé le ciment de type GU?
Usage dans 70% des cas
Dans quel cas est utilisé le ciment de type MH ou MS?
Dans les ouvrages massifs et en contact avec des sulfates
Dans quel cas est utilisé le ciment de type HE?
Dans les colonnes de bâtiment et dans la préfabrication
Dans quel cas est utilisé le ciment de type LH?
Dans les ouvrages massifs tel qu’un barrage
Dans quel cas est utilisé le ciment de type HS?
Dans les ouvrages en contact avec des sulfates, les murs de soutènement, tunnels et les réservoirs souterrains