Recommandation éditée par Holcim (Suisse) SA Le béton autocompactant Version 26.11.2004
Recommandation éditée par Holcim (Suisse) SA
Le béton autocompactant
Version 26.11.2004
Table des matières
Introduction 3
1. Généralités 4
1.1 Définition 41.2 Domaines d’application 41.3 Caractéristiques rhéologiques du SCC 5
2. Constituants du béton 6
2.1 Ciments et additions 62.2 Eau 72.3 Granulats 72.4 Adjuvants 82.5 Autres additions inertes 8
3. Composition du béton 9
3.1 Types de béton SCC 93.2 Particularités technologiques 93.3 Principes de formulation 103.4 Teneur en vides des granulats 113.5 Formulation du béton 123.6 Facteurs clés des propriétés du béton frais 12
4. Contrôles sur béton frais 14
4.1 Essai d’étalement (Slump Flow) 144.2 Essai de boîte en L (L-Box) 154.3 Essai d’entonnoir (V-Funnel) 154.4 Essai d’étalement modifié (J-Ring) 16
5. Fabrication et transport 17
5.1 Fabrication 175.2 Transport 17
6. Exécution 18
6.1 Coffrage 186.2 Mise en place 216.3 Finition des surfaces horizontales 236.4 Cure 23
7. Propriétés du béton durci 24
7.1 Résistance à la compression et module d’élasticité 247.2 Durabilité 257.3 Retrait et fluage 287.4 Chaleur d’hydratation 30
Références bibliographiques/normes 31
Copyright by
Holcim (Suisse) SA
Auteur
Product Management
de Holcim (Suisse) SA
en collaboration avec l’EMPA Dübendorf
1ère édition, 2005
Prix de vente
CHF 25.–
3
Introduction
Milieu des années huitante, des efforts importants ont
été entrepris au Japon afin d'améliorer la durabilité des
ouvrages en béton grâce à des mesures appropriées. A
l'origine d'une durabilité insuffisante on retrouvait
souvent un compactage du béton non conforme aux
règles de l'art. Ce constat fut le point de départ pour le
développement du béton autocompactant ou SCC (de
l'anglais Self Compacting Concrete). Le premier proto-
type d'un tel béton fut développé en 1988 par le pro-
fesseur Okamura de l'Université de Kochi. Sa première
utilisation pratique intervint deux années plus tard
pour la construction d'un pont. Cette découverte en
matière de technologie du béton suscita un énorme
intérêt au niveau mondial. A la fin des années nonante
on vit apparaître les premières applications en Suède,
en France et aux Pays-Bas. Peu après, de premiers élé-
ments d'ouvrages en béton SCC furent également réa-
lisés en Suisse.
Fig. 0.1
L'innovation prin-
cipale du béton
SCC réside dans la
phase du compac-
tage, facteur clé
de durabilité
Terminologie
Dans la présente brochure on fait la distinction entre
le béton vibré (au moyen de vibrateurs internes ou
externes, de coffrages vibrants, etc.) et le béton auto-
compactant (SCC).
Compactage contrôlé et homogène
grâce à l'utilisation de SCC
Homogénéité
Limitation des variations
des propriétés
Durabilité des
éléments en béton armé
Durabilité accrue
Fabrication Transport Compactage Cure
«L'idée de tirer profit des points forts
et de supprimer les points faibles con-
duisit au développement du béton
autocompactant.»
H. Okamura, 1997
Cette brochure constitue une recommandation pratique
afin de rendre plus facile et plus sûre la fabrication et
l'utilisation du béton SCC. D'une part, elle tente d'ex-
pliciter clairement les facteurs prépondérants pour les
propriétés du béton frais. D'autre part, il y est indiqué
dans quelle mesure les propriétés sur béton durci,
comme la résistance à la compression, l'étanchéité à
l'eau ou la durabilité, se différencient de celles d'un bé-
ton conventionnel vibré; à cet égard, ces performances
sont souvent meilleures.
Composition
Béton
4
Généralités
1. Généralités
1.1 DéfinitionLe béton autocompactant (dénommé aussi béton auto-
plaçant) est défini comme suit dans l 'Annexe nationale
NA de la norme SN EN 206-1 :
Le béton frais est appelé auto-plaçant lorsqu'il se
compacte suffisamment grâce à son poids propre
tout en ne présentant pas de ségrégation.
Dans cette brochure nous utiliserons systématique-
ment l'abréviation SCC, largement répandue et prove-
nant de la dénomination anglaise Self Compacting
Concrete, plutôt que celles de BAC ou BAP en usage en
France.
Le SCC et le béton vibré se différencient par les proprié-
tés du béton frais et le mode de mise en œuvre. Le
béton autocompactant est un béton qui se compacte
de lui même par effet gravitaire, sans aucun apport
d'énergie de compactage (par ex. vibration, damage).
Les propriétés caractéristiques de ce béton sont les sui-
vantes:
■ fluidité et viscosité élevées, sans aucune tendance
à la ségrégation (comme du miel)
■ désaération du béton pendant son écoulement
■ excellente aptitude au remplissage des moindres
recoins du coffrage par un béton homogène, même
Fig. 1.2.1
Durant la mise en
place et l'écoule-
ment d'un SCC,
les granulats
«nagent» à la sur-
face sans aucune
ségrégation
en présence de réservations, d'incorporés et de fer-
raillage dense. Le dispendieux et fastidieux travail
de vibration est ainsi supprimé.
1.2 Domaines d'applicationLe béton autocompactant constitue dans de nombreux
domaines une alternative intéressante au béton con-
ventionnel vibré. Ces domaines comprennent le bâti-
ment, le génie civil, les tunnels, la préfabrication et les
travaux d'assainissement et de réhabilitation. Comparé
au béton vibré, les arguments en faveur du béton auto-
compactant sont les suivants:
■ rendements améliorés et exécution plus rapide
■ réduction des nuisances sonores durant l'exécution
■ liberté accrue des formes de coffrage
■ facilité de bétonnage d'éléments exigus
■ qualité accrue des surfaces de béton
■ réduction/suppression des travaux de ragréage
■ facilité de bétonnage d'éléments avec une armature
dense ou importante
■ remplissage de parties difficilement accessibles
■ diminution de la pénibilité du travail et suppression
de l'apparition du syndrome du vibrateur.
Outre l'amélioration de la productivité des entreprises,
le béton SCC permet d'accroître la qualité et la durabi-
lité des ouvrages en béton.
5
Généralités
Caractéristiques rhéologiques du SCC
1.3 Caractéristiques rhéologiques du SCCLes propriétés déjà mentionnées sont obtenues grâce
à une teneur très élevée en farines (≤ 0,125 mm) quiensemble avec l'eau et l'adjuvant fluidifiant constitue
le coulis de ciment, sous forme d'une suspension colloï-
dale à viscosité élevée, dans laquelle «nagent» les gra-
nulats plus grossiers sans aucune tendance à la ségré-
gation. A cet égard, il est en principe indifférent que les
farines proviennent du ciment, de cendres volantes, de
fumée de silice ou de fillers minéraux, dans la mesure
où les interactions entre la suspension et le fluidifiant
permettent d'atteindre les caractéristiques rhéologi-
ques nécessaires.
Fig. 1.3.1
Bases de la rhéologie. Comportements
caractéristiques de différents coulis de
ciment et d'addition minérale, avec ou
sans adjuvant fluidifiant.
Des indications concernant les valeurs
visées pour l'ouvrabilité (étalement) et
pour le temps d'écoulement sont données
au chap. 4 et à la Fig. 3.6.1
Coup
le ré
sist
ant
Vitesse de rotation
Rhéologie
Branche de la mécanique qui étudie l'écoulement des
matériaux et l'interaction entre les états de sollicita-
tions (contraintes) et les déformations, en fonction de
leurs caractéristiques de viscosité, d'élasticité et de
plasticité.
la fl
uidi
té a
ugm
ente
coulis sans a
djuvant
coulis a
vec ad
juvants
le tempsd’écoulement
diminue
Le rhéomètre permet de mesurer lecouple résistant en fonction de lavitesse de rotation
sous l'effet de sollicitations imposées (contraintes de
cisaillement). La viscosité η est d'autant plus faible que
ces forces de frottement internes sont petites. Le béton
s'écoule et s'étale d'autant plus rapidement que la vis-
cosité est faible (fig. 1.3.1).
Lors de la fabrication du béton autocompactant on
s'efforce par conséquent d'ajuster sa fluidité et sa vis-
cosité de manière à permettre une mise en œuvre opti-
male. La viscosité du béton est généralement caracté-
risée par le temps d'écoulement nécessaire, par
exemple lors de l'essai d'entonnoir (chap. 4.3) ou le
temps nécessaire à l'obtention d'un diamètre fixé lors
de l'essai d'étalement (chap. 4.1).
Etant donné que le comportement rhéologique du béton
est surtout fonction des proportions volumiques des
constituants plutôt que de leurs proportions massiques,
on fera dans ce qui suit de préférence des considéra-
tions sur les dosages et les proportions en volume.
En plus de la fluidité élevée généralement obtenue
avec les bétons fluides, ce coulis (suspension) présente
une certaine viscosité, c'est-à-dire un comportement
analogue à celui du miel ou de certaines huiles miné-
rales très visqueuses. C'est la combinaison de cette vis-
cosité avec une fluidité très élevée qui confère au
béton sa stabilité envers la ségrégation ainsi que sa
capacité à se désaérer naturellement.
Ainsi, en plus de la fluidité, la viscosité du béton cons-
titue un second critère important pour caractériser le
comportement du SCC. Elle peut être déduite à partir
de la mesure des frottements internes d'un matériau
6
Constituants du béton
2. Constituants du béton
Fig. 2.1.1
Flextremo, le
ciment Portland
composé, compre-
nant les adjuvants
nécessaires au bé-
ton autocompac-
tant (ViscoCrete)
Fig. 2.1.2
Eléments préfabriqués avec un béton
autocompactant à haute résistance
Flextremo®2.1 Ciments et additionsEn principe tous les ciments conformes à la norme SN
EN 197-1 conviennent pour la fabrication de béton SCC.
Les ciments les plus fréquents sont les suivants:
■ le ciment Portland composé (Flextremo 3R et 4R, qui
sont des ciments spéciaux pour SCC)
■ le ciment Portland (Normo 4)
■ le ciment Portland au calcaire (Fluvio 4)
■ le ciment Portland au schiste calciné (Riteno 4)
■ le ciment Portland au laitier (Provato 3R).
Les ciments suivants conviennent mieux à la fabrica-
tion de béton répondant à des exigences plus élevées,
telles que haute résistance, délai de décoffrage rac-
courci ou bétonnage par temps froid:
■ le ciment Portland composé (Flextremo 4R, ciment
spécial pour SCC)
■ le ciment Portland à la fumée de silice (Fortico 5R)
■ le ciment Portland (Normo 5R)
■ le ciment Portland au schiste calciné (Riteno 5).
Les exigences particulières de fluidité du SCC imposent
un dosage en pâte de ciment très élevé, raison pour
laquelle ce béton comprend en général aussi des addi-
tions minérales. La plupart du temps, il s'agit de cendre
volante siliceuse selon SN EN 450 ou de farines inertes
de quartz ou de calcaire. A cet égard, la cendre volante
(Hydrolent) a un effet favorable, puisqu'elle permet
Flextremo 3R Ciment Portland composé,
CEM II/B-M (V-LL) 32,5 R
Flextremo 4R Ciment Portland composé,
CEM II/A-M (V-LL) 42,5 R
généralement d'abaisser le rapport eau sur ciment.
Les hautes exigences requises pour un béton autocom-
pactant ont conduit au développement de ciments
Portland composés spécialement adapté à la fabrica-
tion sûre et stable du SCC. Ces ciments, qui compren-
nent tous les constituants nécessaires à la pâte de
ciment d'un SCC, ont été développés par Holcim Suisse
et Sika Suisse sous le nom de marque Flextremo.
Les ciments Flextremo sont composés d'un mélange
précis des constituants suivants: ciment Portland, filler
calcaire de haute qualité, cendre volante siliceuse et les
adjuvants nécessaires au béton SCC (fluidifiant et sta-
bilisateur).
Ces ciments spéciaux pour béton SCC satisfont aux exi-
gences de la norme SN EN 197-1 et ils sont produits de
manière industrielle et avec une qualité régulière.
7
Constituants du béton
Eau
Fig. 2.2.1
L'eau potable
convient comme
eau de gâchage
2.2 Eau Toute eau du réseau public d'eau potable convient à la
fabrication de béton SCC. Les eaux recyclées de gâchage
et de lavage ne conviennent que sous certaines condi-
tions restrictives (voir «Guide pratique», chap. 1.2), en
raison d'éventuels effets indésirables sur les propriétés
du béton. Etant donné que le dosage en eau influence
de manière considérable la viscosité et la capacité
d'autocompaction du béton SCC, il est indispensable
de s'écarter le moins possible de la valeur planifiée. Il
est ainsi très important de mesurer et de prendre en
compte l'humidité des granulats et tout spécialement
du sable. Cas échéant, on tiendra également compte de
la teneur en eau des adjuvants.
Fig. 2.3.1
Choix de la granularité pour un SCC 0–16.
En bleu, valeurs limites absolues selon SN
EN 12 620. En rouge, fuseau conseillé pour
béton vibré. Le fuseau optimal pour SCC
est indiqué en blanc
0 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 45,6 22
8 16 32
20
40
60
80
100
Ouverture des tamis [mm]
Pass
ant[
% m
asse
] ≤ 99%
≤ 90%
≤ 60%
≥ 20%
≥ 50%
≥ 98%
≥ 85%
2.3 Granulats Les granulats roulés ou concassés peuvent en principe
être utilisés. Les granulats roulés en vrac présentent un
plus petit volume de vide intergranulaire, ce qui néces-
site une plus faible quantité de pâte de ciment pour le
remplir. La flottabilité des granulats concassés dans la
pâte de ciment est cependant meilleure, en raison de
leur plus grande surface spécifique à masse identique.
Afin d'empêcher tout risque de blocage du SCC par les
barres d'armature lors du coulage, on limite en général
le diamètre maximal des granulats à 16 mm. L'expé-
rience a néanmoins montré qu'il était également pos-
sible d'utiliser des granulats de diamètre maximal dif-
férent.
Le mélange pour béton (granularité) est caractérisé par
une teneur élevée en sable et en éléments fins. Le pas-
sant au tamis de 2 mm devrait être idéalement com-
pris entre 38 et 42%. De même, la proportion de farines
(≤ 0,125 mm) ne devrait pas être trop faible, l'optimumétant situé entre 4 et 8%.
Le choix d'une granularité continue appropriée est très
important, étant donné la forte incidence du volume
des vides sur la quantité nécessaire de pâte de ciment.
Afin d'assurer une bonne stabilité du SCC (éviter toute
ségrégation), il est recommandé de choisir un sable
spécialement optimisé, au besoin recomposé à partir
de plusieurs fractions.
8
Constituants du béton
Adjuvants
Fig. 2.4.1
Entreposage des adjuvants dans une
centrale à béton
Fig. 2.5.1
Mur ancré en béton apparent à l'arrière
du Parlement de Vaduz. Béton avec
Flextremo 3R et coloré au moyen de
pigments
2.4 AdjuvantsAfin d'obtenir la très grande fluidité requise d'un béton
SCC on utilise généralement un adjuvant fluidifiant de
la dernière génération, à base de polycarboxylates. Ces
adjuvants permettent de réduire de manière importante
le dosage en eau tout en ayant également un effet sur
la viscosité. L'efficacité d'un adjuvant peut être plus ou
moins prononcée selon le ciment et les additions utili-
sés (compatibilité). De plus, un dosage élevé en adju-
vant retarde généralement le début de prise.
L 'utilisation d'un adjuvant stabilisateur permet de ré-
duire le risque de ségrégation du SCC (ressuage, granu-
lats grossiers coulant vers le bas), qui devient ainsi plus
stable et moins sensible aux variations du rapport E/Céq.
Dans chaque cas, il convient donc de sélectionner les
adjuvants les mieux appropriés à un ciment donné au
moyen d'essais préliminaires. Sinon, il faut s'attendre à
devoir recourir à des dosages élevés en adjuvants, voire
à l 'apparition d'un raidissement prononcé avec perte
des performances recherchées du SCC.
2.5 Autres additions inertesEn plus des additions minérales indispensables carac-
térisant la composition de la pâte de ciment du SCC, les
additions inertes suivantes sont aussi parfois utilisées:
■ les pigments pour la coloration d'éléments architec-
toniques
■ les fibres d'acier comme armature constructive
■ les fibres de polyéthylène (fibres PE) pour améliorer
la résistance au feu
■ les fibres de polypropylène (fibres PP) pour empê-
cher les fissures de retrait plastique.
9
Composition du béton
3. Composition du béton
Fig. 3.1.1
Les différents types de béton SCC
Dosage en liant (ciment et additions)
Dos
age
en a
djuv
ants
faible
élevéType avecstabilisateur
Type intermédiaire
Type à fort dosageen liant
élevé (> 500 kg/m3)
faible (> 400 kg/m3)
1
2
3
3.1 Types de béton SCCLes types de béton SCC et leur formulation peuvent
varier considérablement d'un pays à l'autre. Cela, en
raison d'une part des caractéristiques des matériaux
constituants disponibles régionalement et, d'autre
part, en raison de la «philosophie» prévalant sur le plan
national. On fait généralement la distinction entre
deux types fondamentaux de SCC : le type à fort dosage
en liant et le type avec stabilisateur. Le type à fort dosage
en liant est caractérisé par une teneur élevée en élé-
ments fins et un dosage en liant (ciment et additions)
supérieur à 500 kg/m3. Ce type de SCC est moins sensible
aux éventuelles variations de production que le type
avec stabilisateur, qui est caractérisé par une teneur en
liant plus faible, à partir de 400 kg/m3. Pour ce dernier,
il est indispensable d'ajouter au mélange un stabilisa-
teur chimique afin d'augmenter sa viscosité et d'amé-
liorer ainsi sa stabilité envers la ségrégation. Pour la
composition du SCC en Suisse on recourt générale-
ment à un type intermédiaire, situé plus près du type
avec stabilisateur.
Quel que soit le type de SCC, il convient de tenir compte
également de l'apport des granulats en éléments fins
pour l'évaluation de la teneur totale en farines de la
recette (≤ 0,125 mm).
3.2 Particularités technologiquesLa composition d'un SCC doit offrir un rapport équili-
bré entre les propriétés recherchées sur béton frais ou
durci et les coûts de fabrication. Les principales proprié-
tés recherchées sur béton frais sont l'autocompaction,
la fluidité, la viscosité et la stabilité envers la ségré-
gation. La formulation du SCC repose sur les mêmes
bases technologiques que celles d'un béton vibré. Dans
le cas du béton vibré, il s'agit de remplir les vides entre
les granulats avec la pâte de ciment composée de
ciment, d'additions et d'eau, afin d'obtenir un béton
offrant les qualités requises (ouvrabilité et compacité).
Par contre dans le cas du SCC, la pâte de ciment doit
non seulement remplir les vides intergranulaires, mais
il faut en plus prévoir un volume excédentaire d'envi-
ron 65 à 100 l/m3. Dans le cas d'un mélange constitué
exclusivement de granulats concassés, cette valeur
peut même s'élever jusqu'à 100 à 120 l/m3. Cet excé-
Fig. 3.2.1
Volumes relatifs
de pâte de ciment
différents pour un
béton vibré
et un SCC
dent constitue une condition indispensable aux proprié-
tés de fluidité exceptionnelles des SCC (Fig. 3.2.1).
Etant donné que le volume des vides du mélange varie
en fonction de la nature et de la provenance des gra-
nulats, ceci peut entraîner des adaptations et modifi-
cations de la composition d'un SCC dans chaque cas
particulier.
Béton vibré Béton autocompactant(SCC)
Pâte de ciment: 280 l/m3Granulats: 720 l/m3
Dmax = 32 mm
Pâte de ciment: 365 l/m3Granulats: 635 l/m3
Dmax = 16 mm
Dans le béton SCC, le volume de pâte de ciment excède d'env. 65
à 100 l/m3 le volume des vides entre les granulats. C’est cet excé-
dent qui facilite l’écoulement et la mise en place du béton.
10
Composition du béton
Principes de formulation
3.3 Principes de formulationLa quantité des différents constituants du mélange
doit être calculée en volume, de la même manière que
pour un béton vibré. On calcule ainsi le volume relatif
qu'occupe chaque constituant dans un mètre cube
(1000 l) de béton autocompactant. Cette part s'obtient
en divisant la masse de chacun des constituants par sa
masse volumique.
Etant donné que le dosage en adjuvants d'un béton
SCC est généralement supérieur à 3 l/m3, on doit en tenir
compte pour le calcul de l'eau de gâchage ainsi que
pour celui du rapport eau sur ciment équivalent (E/Céq).
Le calcul est généralement effectué pour des granulats
supposés parfaitement secs. Pour obtenir les quantités
de granulats effectivement nécessaires, on doit par
conséquent tenir compte de la quantité d'eau présente
dans chaque classe granulaire sous forme d'humidité
(en général, de 4 à 9% dans le sable et de 1 à 3% dans
le gravier). La quantité d'eau à introduire dans le ma-
laxeur résulte de la différence entre l'eau de gâchage
théoriquement nécessaire et celle apportée par l'humi-
dité des granulats.
On tiendra compte dans ce calcul volumique de l'air
occlus (en principe, de 1 à 3% pour le béton autocom-
pactant) ainsi que de l'ajout éventuel d'air entraîné.
La formulation et le choix des constituants d'un SCC
résultent des mêmes exigences sur béton frais et sur
béton durci et ils obéissent aux mêmes critères que
ceux décrits au chapitre 2.1 du «Guide pratique». Dans
ce cas, la composante granulats prend toutefois une
signification centrale et accrue pour la formulation. Il
est vivement recommandé de respecter les indications
spécifiques données au chapitre 2.3 concernant la gra-
nularité. La figure 3.3.1 fournit quelques indications utiles
lorsque la composition d'un SCC s'écarte de la valeur
usuelle de 16 mm concernant le diamètre maximal des
granulats.
Grâce à son dosage élevé en liant (ciment et additions)
et à son faible rapport E/Céq (< 0,50), la résistance à la
compression d'un SCC dépasse très souvent celle géné-
ralement requise pour les bétons du bâtiment et du
génie civil. Des résultats pratiques concluants ont éga-
lement été obtenus pour des bétons SCC à hautes
résistance (> C40/50). Les bétons autocompactants à
hautes performances ne sont toutefois pas traités
dans cette publication, mais ses auteurs sont prêts à
fournir toute indication utile en cas de besoin.
Le ciment et les additions minérales constituent la part
prépondérante de la teneur en farines (≤ 0,125 mm), quidevrait être supérieure aux valeurs indicatives men-
tionnées à la figure 3.3.2 en fonction du diamètre maxi-
mal des granulats.
Le dosage en eau a des répercussions sur la classe de
résistance et sur la fluidité et la stabilité du béton
autocompactant, ainsi que sur sa durabilité et sa ten-
dance au retrait (voir le chap. 7). La figure 3.3.3 donne
des indications sur la relation existant entre le dosage
en eau et le niveau de qualité du SCC.
masse [kg]Volume [l] =
masse volumique [kg/l]
Classe Mélange pour béton
granulaire 0/8 mm 0/16 mm 0/32 mm
0/4 mm 60% 50% 45%
4/8 mm 40% 15% 15%
8/16 mm – 35% 15%
16/32 mm – – 30%
Fig. 3.3.1
Valeurs indicatives pour les proportions
des différentes classes granulaires consti-
tuant le mélange
Fig. 3.3.2
Teneur en farines
recommandées
pour un SCC en
fonction du dia-
mètre maximal
des granulats
Classe granulaire Teneur en farines
0/8 mm ≥ 550 kg/m3
0/16 mm ≥ 520 kg/m3
0/32 mm ≥ 500 kg/m3
Fig. 3.3.3
Niveau de qualité
d'un SCC en fonc-
tion du dosage
en eau
Dosage en eau Qualité du béton
> 200 l/m3 faible
180–200 l/m3 normale
< 180 l/m3 élevée
3.4 Teneur en vides des granulatsComme déjà mentionné au chapitre 3.2, on prévoira un
excédent de pâte de ciment d'environ 65 à 100 l/m3 par
rapport au volume des vides des granulats. La procédure
à suivre pour déterminer les différentes valeurs requises
est décrite ci-dessous.
Pour déterminer la teneur en vides, il faut tout d'abord
calculer la densité apparente. On remplit un récipient
de volume connu (par ex. 10 l) avec des granulats par-
faitement secs et présentant la granularité souhaitée.
La surface des granulats est arasée au bord supérieur
du récipient. Ensuite, on pèse cette quantité de granu-
lats et l'on extrapole la valeur ainsi obtenue pour 1 m3 :
Pour déterminer la teneur en vides des granulats on se
basera sur la moyenne de trois valeurs mesurées.
Pour les granulats courants du Plateau suisse on peut
partir d'une masse volumique comprise généralement
entre 2650 et 2700 kg/m3. La teneur en vides des gra-
nulats peut ainsi être calculée comme suit:
Dans le cas du béton SCC les granulats en vrac repré-
sentent environ 91% du volume total. Pour 1 m3 de béton,
cela représente donc 0,91 m3 ou 910 litres. En adoptant
un excédent de 90 l, le volume total nécessaire de pâte
de ciment (ciment, additions et eau) vaut alors approxi-
mativement:
Dans ce calcul volumique, on tiendra compte de la
teneur en air du béton en la déduisant du volume théo-
rique occupé par les granulats et la pâte de ciment, en
sorte que le total soit égal à 100% ou à 1000 l, y com-
pris l'air.
11
masse de granulatsDensité apparente = [kg/m3]
m3
densité apparenteTeneur en vides = 100 – · 100 [% vol.]
masse volumique
Pâte de ciment = 90 l d'excédent + teneur en vides x 910 l [l]
Exemple:
10 litres de granulats pèsent 19,1 kg
–ÿ densité apparente: (19,1 kg/ 10 l) · 1000 l/m3 = 1910 kg/m3
–ÿ teneur en vides: 100% – (1910 kg/m3/2650 kg/m3) · 100 = 28%–ÿ pâte de ciment: 90 l + 28% · 910 l = 345 l
Composition du béton
Teneur en vides des granulats
Pour l'élaboration d'un mélange pour béton SCC il est
aussi possible de procéder à partir de bases plus sim-
ples. D'un point de vue statistique, la teneur en vides
d'un recomposé 0/16 mm du Plateau suisse vaut en
moyenne 28% en volume, si le rapport sable sur gravier
est d'environ 1 : 1. En admettant une teneur en air de 2%
dans le béton, il en résulte un volume de pâte de
ciment nécessaire d'environ 325 l/m3 et une quantité
de granulats d'environ 1760 kg/m3 (calculée avec ρ =
2650 kg/m3).
En cas de granulats avec une forte proportion de ma-
tériaux concassés, comme fréquemment utilisés dans
les régions alpines, la teneur en vides d'un recomposé
0/16 mm de granularité similaire se situe en moyenne
vers 31% en volume. En admettant une même teneur
en air de 2% dans le béton, il s'ensuit un volume de
pâte de ciment nécessaire d'environ 350 l/m3 et une
quantité de granulats de 1720 kg/m3 (calculée avec ρ =
2650 kg/m3).
Fig. 3.4.1
Mise en œuvre d'un béton SCC renforcé de
fibres lors de travaux de réhabilitation
Temps d’écoulement au L-Box (viscosité)3 s 7 s
750 mm
Bullage, nids de gravierexcès de stabilisateur,E/Céq trop bas
Pas autonivelant, bullage,nids de graviermanque de pâte deciment
Ségrégationfort excès de pâte deciment
650 mm
12
3.5 Formulation du bétonLes différences essentielles entre béton vibré et béton
autocompactant sont indiquées à la figure 3.5.1, au
moyen d'exemples tirés de la pratique dans les centrales
de béton prêt à l'emploi. Remarquons qu'en raison d'exi-
Composition du béton
Formulation du béton
Fig. 3.5.1
Exemples de formulations typiques pour
du béton vibré et pour du béton autocom-
pactant, avec ou sans ciment Flextremo
0
Fig. 3.6.1
Valeurs limites des
paramètres déter-
minants pour la
fabrication d'un
SCC; le domaine
optimal est
indiqué en bleu
11 s
3.6 Facteurs clés des propriétés du bétonfraisLe comportement et les propriétés d'un béton SCC à
l'état frais dépendent étroitement de ses caractéristi-
ques rhéologiques (chap. 1.3). L 'expérience de ces der-
nières années a permis de rassembler des informations
suffisantes pour cerner les valeurs limites de certains
paramètres déterminants pour l'obtention d'un béton
autocompactant. Le domaine optimal, avec les valeurs
limites correspondantes, est montré à la figure 3.6.1
pour certains paramètres prépondérants. A cet égard,
il convient de ne pas oublier que l'ouvrabilité et les pro-
priétés d'un béton à l'état frais sont fonction du temps
et qu'elles évoluent rapidement. Ainsi, lors d'essais
préliminaires pour la production de béton SCC en cen-
trale de béton prêt à l’emploi on veillera à ce que les
performances d'ouvrabilité requises soient assurées à
l'arrivée du béton sur le chantier.
Ségrégationmanque d’adjuvant,
E/Céq trop élevé
gences généralement plus élevées, la quantité de pâte
de ciment nécessaire est plus importante dans le cas
du SCC destiné à la production d'éléments préfabri-
qués.
Slum
p Fl
ow (f
luid
ité)
Constituants de la recette pour 1 m3 de béton Béton vibré Béton SCC Béton SCC avec Flextremo
Masse volumique Masse Volume Masse Volume Masse Volume
[kg/l] [%] [kg] [l] [%] [kg] [l] [%] [kg] [l]
CimentFlextremo 2,93
Fluvio 3,06300 98 380 124 440 150
Addition Cendre volante 2,24 70 31
AdjuvantsFluidifiant 1,10 1,6 6,08 5,53
Stabilisateur 1,05 0,2 0,76 0,72
Sable 0/4 2,68 36 687 256 50 849 317 50 864 322
Gravier 4/8 2,70 5 95 36 20 339 127 20 346 129
Granulats Gravier 8/16 2,70 24 458 171 30 509 190 30 518 193
Gravier 16/32 2,70 35 668 249
Masse totale 1908 1697 1728
Eau 1,00 170 170 185 185 185 185
Air 2 20 2 20 2 20
Rapport E/Céq 0,57 0,47 0,42
Classe de consistance F3 SCC (F6) SCC (F6)
Volume de pâte de ciment 268 346 335
13
Composition du béton
Facteurs clés des propriétés du béton frais
3.6.1 Dosage en eau
Le dosage en eau peut être utilisé comme grandeur de
référence de la même manière que pour un béton con-
ventionnel vibré. Si le SCC est trop fluide (viscosité trop
faible, ouvrabilité trop élevée) et présente une forte
tendance à la ségrégation, on pourra réduire la quanti-
té d'eau dans la pâte de ciment. Si nécessaire, l'ouvra-
bilité du béton pourra être adaptée en augmentant le
dosage en adjuvant fluidifiant.
3.6.2 Adjuvants
Les adjuvants permettent en premier lieu de réduire la
demande en eau du béton et de modifier sa viscosité.
L'efficacité des adjuvants varie en fonction du ciment
et des additions avec lesquels ils interagissent (compa-
tibilité). D'une manière générale, il faut s'attendre à un
début de prise retardé lorsque le dosage en adjuvant
est élevé.
L'utilisation d'un adjuvant stabilisateur diminue la ten-
dance à la ségrégation du SCC (ressuage, séparation
des granulats grossiers), qui devient ainsi plus stable et
plus robuste sur une plus large plage du rapport E/Céq.
3.6.3 Excédent de pâte de ciment
Un excédent de pâte de ciment dépassant 90 l/m3 peut
s'avérer nécessaire en cas de faible valeur du rapport
E/Céq ou d'une proportion élevée de granulats concas-
sés. L'étanchéité et la résistance à la compression d'un
tel béton s'en trouveront améliorées. Si le volume ex-
cédentaire de pâte de ciment est nettement inférieur
à 90 l/m3, on doit s'attendre à un étalement plus fai-
ble, ainsi qu'à une tendance accrue à l'apparition de
blocages au droit des barres d'armature, de nids de gra-
vier et de bullage sur les parements.
3.6.4 Granulats
Le sable est un facteur important pour la fabrication
du SCC vu qu'il a une influence déterminante sur ses
propriétés à l'état frais. Si la proportion de sable aug-
mente par rapport au gravier, la demande en eau et le
rapport E/Céq augmentent, tandis que la viscosité di-
minue. Et inversement en cas de diminution de la pro-
portion de sable. Le sable présente une demande en
eau réduite lorsque sa teneur en fines est faible; la
demande en eau est au contraire accrue en cas de
sable avec une teneur en fines élevée.
3.6.5 Ciment
L' influence du ciment sur l'ouvrabilité dépend de sa
composition minéralogique, de sa finesse de mouture
et des adjuvants avec lesquels il est utilisé simultané-
ment. L'utilisation du ciment Flextremo, spécialement
développé et optimisé pour le béton SCC, permet de
produire des bétons autocompactants plus tolérants à
l'égard de la variabilité des autres constituants et, par
conséquent, plus robustes.
3.6.6 Additions
Les additions les plus fréquemment utilisées en Suisse
sont la cendre volante siliceuse (ρ ~ 2250 kg/m3) et le
filler calcaire (ρ ~ 2700 kg/m3). Dans le cas du Fluvio 4
(CEM II/A-LL 42,5 N) (ρ ~ 3050 kg/m3) le filler calcaire
est ajouté au ciment lors de la mouture. Ces additions
conviennent toutes deux à la fabrication du béton SCC.
Elles peuvent aussi être utilisées simultanément (par
ex. CEM II A-LL plus cendre volante siliceuse ou ciment
CEM II/B-M (V-LL)). En cas d'ajout de cendre volante
siliceuse, le béton SCC présente un comportement plus
visqueux à l'état frais, ainsi qu'une compacité et une
résistance à la compression à 28 jours plus élevées, plu-
tôt qu'en cas d'ajout de filler calcaire.
Fig. 3.6.2
Conséquences
d'une ségrégation
(canaux de ressu-
age, vagues) résul-
tant d'un mélange
trop fluide
(à cause du rapport
E/Céq trop élevé ou
d'une combinaison
inappropriée
ciment/addition/
adjuvant)
14
Contrôles sur béton frais
4. Contrôles sur béton frais
Fig. 4.1.1
Détermination de l'étalement
(Slump Flow)
Fig. 4.1.2
Représentation schématique de l'essai
d'étalement
100 mm
200 mm
300 mmEtalement
(Slump Flow)
≥ 800 mm
En plus de la capacité à se compacter de lui-même, les
propriétés les plus importantes pour la mise en œuvre
du SCC sont la fluidité, la viscosité et la résistance
envers la ségrégation.
Il existe de nombreux procédés pour effectuer le con-
trôle de ces propriétés sur béton frais. Ils vont du com-
plexe et coûteux rhéomètre à béton, jusqu'au simple
cône servant à la mesure de l'étalement (Slump Flow).
Il n'existe aucune norme en la matière actuellement en
Suisse.
Pratiquement, il est possible de caractériser les proprié-
tés rhéologiques d'un béton SCC au moyen du cône
servant à la mesure du Slump ainsi qu'au moyen de la
boîte en L ou de l'entonnoir en V. Les divers procédés
d'essais fréquemment utilisés sont présentés ci-après.
4.1 Essai d'étalement (Slump Flow)Pour la détermination de l'étalement (Slump Flow) on
utilise le même cône que celui normalement utilisé
pour l'essai d'affaissement. Ce cône est placé sur une
plaque d'étalement, à surface propre et humidifiée et
de dimension suffisante (≥ 800 par 800 mm), puis il
est rempli de béton SCC. Le cône est ensuite soulevé et
le SCC en sort en formant une galette qui s'élargit sous
sa propre énergie, sans qu'il soit nécessaire de soulever
et de laisser retomber la plaque, comme dans l'essai
classique d'étalement. La valeur de l'étalement corres-
pond au diamètre moyen de la galette de béton ainsi
obtenue, qui devrait être comprise entre 600 et 800
mm. La tendance à la ségrégation peut être évaluée
qualitativement. Les granulats grossiers devraient être
répartis uniformément et aucune concentration ou
séparation de fines ne devrait apparaître sur les bords
de la galette. Il est utile de documenter le résultat de
cet essai au moyen de photographies.
La façon de disposer le cône n'est pas réglementée en
Suisse par une norme. L'important est de procéder tou-
jours de la même manière. Lorsque la petite ouverture
se trouve en bas (fig. 4.1.1 du haut), le remplissage du
cône avec le SCC est facilité et son soulèvement est
empêché. Dans ce cas il en résulte une valeur d'étale-
ment plus élevée de 20 à 40 mm, par rapport à celle
obtenue avec le cône disposé en sens contraire pour le
même béton.
d1
Ø =d1 + d2
2
d 2
15
4.2 Essai de boîte en L (L-Box)La procédure d'essai dans la boîte en L est la suivante: la
partie verticale de la boîte est remplie de béton. En-
suite le volet est soulevé, ce qui provoque l'écoulement
du béton qui doit passer au travers d'un grillage, formé
de 3 barres d'armature ø 16 mm distantes de 50 mm,
avant de pouvoir atteindre la partie horizontale de la
boîte. On mesure le temps nécessaire dès l'ouverture du
volet jusqu'à la fin de l'écoulement du béton dans la
4.3 Essai d'entonnoir (V-Funnel)La procédure d'essai avec l'entonnoir est la suivante:
l'entonnoir dont les dimensions sont définies à la figure
4.3.1 est rempli de béton jusqu'en haut. Le clapet de fer-
meture situé à sa base est ensuite ouvert, ce qui pro-
voque l'écoulement du béton, dont on mesure le temps
nécessaire jusqu'à ce que l'entonnoir se soit entière-
Contrôles sur béton frais
Essai de boîte en L
Fig. 4.2.1
Représentations
schématique et
photographique
de l'essai de boîte
en L (L-Box)600
mm
200 mm 100 mm
600 mm700 mm
h1
h2150 mm
Volet
Armature
Fig. 4.3.1
Essai d'entonnoir
utilisé pour
mesurer le temps
d'écoulement
du béton
150 mm
65 mm
425 mm
490 mm75 m
m
Clapet de fermeture
partie horizontale. Ce temps d'écoulement devrait être
compris entre 3 et 7 secondes. On peut aussi mesurer
la hauteur atteinte aux deux extrémités de la partie
horizontale par le béton (h1 et h2), afin de qualifier sa
capacité d'autonivellement. Le rapport h2/h1 devrait
être supérieur à 0,80. L'essai permet en outre de véri-
fier la capacité du béton à s'écouler au travers d'un
réseau d'armatures d'écartement défini.
ment vidé. Dans la littérature scientifique, ce temps
d'écoulement est souvent le critère utilisé pour définir
la viscosité du béton autocompactant. Plus le béton
s'écoule rapidement hors de l'entonnoir, plus sa visco-
sité est faible. Un temps d'écoulement compris entre 8
et 14 secondes est recommandé pour le béton SCC.
16
Contrôles sur béton frais
Essai d'étalement modifié
100 mm
200 mm
300 mm
Table d’étalement ø 650 mm
ø 450 mmJ-Ring
300 mm
Fig. 4.4.1
Dispositif de l'essai d'étalement modifié
(J-Ring)
4.4 Essai d'étalement modifié (J-Ring)L'essai d'étalement modifié (J-Ring) fut développé au
Japon et consiste à faire s'écouler le béton au travers
de barres d'armature afin de pouvoir évaluer sa ten-
dance au phénomène de blocage. A cet effet, le béton
s'écoule à partir du cône disposé au centre d'un anneau
métallique. Sur cet anneau de 300 mm de diamètre
sont soudées des barres d'armature ø 16 à 18 mm, espa-
cées régulièrement d'environ deux fois et demi leur
diamètre. Le béton SCC satisfait pleinement aux per-
formances recherchées de fluidité avec faible tendance
à la ségrégation et d'enrobage complet des armatures,
lorsque il s'écoule de manière uniforme au travers de
cet anneau et lorsque la répartition des granulats pa-
raît homogène, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur
de l'anneau.
17
Fabrication et transport
5. Fabrication et transport
5.1 FabricationTous les types de malaxeur conviennent en principe
pour la fabrication du béton autocompactant. De bons
résultats sont obtenus avec les modèles courants de
malaxeur, de ceux à cuve et train de palettes à axes ver-
ticaux comme de ceux à auge et arbres rotatifs à axes
horizontaux, utilisés aussi bien en centrale de béton
prêt à l’emploi, en centrale de chantier ou en usine de
préfabrication.
Pour la fabrication d'un SCC, notamment pour l'intro-
duction de ses différents constituants, on appliquera
les mêmes procédures que celles recommandées dans
le cas du béton vibré (voir chap. 2.4 du «Guide pratique»),
bien entendu en les adaptant aux conditions locales
dans chaque cas particulier. Une attention spéciale doit
être accordée à l'humidité des granulats, dont les varia-
tions devraient être le plus possible limitées. Des son-
des d'humidité dans les silos à granulats sont vivement
conseillées à cet effet, afin de permettre une adapta-
tion automatique de l'ajout d'eau dans la recette.
La bonne homogénéité du SCC et l'effet optimal des
additions et des adjuvants, souvent fortement dosés,
sont essentiellement dépendants de l'intensité et du
temps de malaxage, qui doivent être suffisants.
C'est la raison pour laquelle on se base généralement
sur un temps de malaxage de 120 secondes, après intro-
duction de tous les constituants. Cette valeur constitue
une moyenne qui, dans certains cas, peut être légère-
ment adaptée en fonction de l'efficacité du malaxeur.
L'utilisation du Flextremo, composé d'un mélange pré-
homogénéisé de ciment avec les additions et les adju-
vants nécessaires, facilite grandement l'obtention d'un
mélange homogène et permet de ce fait de réduire le
temps de malaxage à environ 90 secondes.
5.2 TransportEn raison de sa fluidité élevée, le béton SCC ne peut
être transporté qu'au moyen d'un camion malaxeur. Il
est indispensable de faire tourner la toupie lentement
pendant toute la durée du transport. Un clapet de fer-
meture est recommandé pour les transports dans des
endroits à forte pente. Avant de décharger le béton, il
faut faire tourner la toupie à vitesse élevée durant
deux minutes environ.
Fig. 5.2.1
En raison de sa
fluidité élevée,
le béton SCC doit
être transporté en
camion malaxeur
Comme dans le cas du béton vibré, l'ouvrabilité du
béton SCC peut se modifier pendant la durée du trans-
port. La manière et l'ampleur de cette modification
dépendent de nombreux facteurs comme les types
d'adjuvants, le dosage en eau, la durée du transport et
la température. Les producteurs de béton doivent en
tenir compte de manière adaptée à leur expérience.
Dans une certaine mesure, il est possible d'en tenir
compte en corrigeant pour la fabrication les exigences
d'ouvrabilité spécifiées par le client et normalement
souhaitées au moment du déchargement sur le chan-
tier. En cas de retard imprévu et du raidissement du
béton qui peut s'ensuivre, il est également possible
dans le cas du SCC d'effectuer certaines corrections
appropriées sur le chantier. Le temps de malaxage
minimal recommandé en cas de rajout d'adjuvant dans
le camion malaxeur doit être impérativement respecté,
afin d'assurer la dispersion de l'adjuvant et sa réparti-
tion homogène dans l'ensemble du chargement de
béton. Tout rajout d'eau est en revanche à proscrire.
Il est très important d'appliquer toujours et de manière
rigoureuse les mêmes procédures lors de la fabrication
du SCC et, ceci, également pour des facteurs apparem-
ment moins importants et souvent négligés dans le
cas du béton vibré. Des résidus d'adjuvants dans le
malaxeur à béton ou des restes d'eau dans le camion
malaxeur, résultant de la fabrication et du transport de
bétons différents, peuvent ainsi entraîner certains pro-
blèmes.
18
Exécution
6. Exécution
6.1 CoffrageL'estimation de la pression exercée par le béton frais
ainsi que les exigences relatives à l'aspect des pare-
ments ont une influence déterminante sur le choix du
type de coffrages et sur leur coût. La consistance spé-
cialement fluide des bétons SCC soulève en particulier
la question d'une éventuelle adaptation des coffrages
traditionnels en ce qui concerne la rigidité et l'étan-
chéité. A cet égard, de nombreux résultats d'essais per-
mettent de dédramatiser la question. Lors du bétonnage
d'un mur, la pression exercée sur les coffrages par un
béton SCC est environ égale à la pression hydrostatique;
la pression est souvent même légèrement inférieure à
cette dernière (cela dépend des caractéristiques du
béton, notamment de sa consistance, et de la vitesse
de remplissage du coffrage). Dans le cas d'un béton
traditionnel, la pression exercée sur le coffrage peut
être tout aussi élevée et atteindre la pression hydro-
statique pendant la vibration (voir Hoffmann et Lee-
mann, 2004).
Les sollicitations du coffrage de murs n'excédant pas
une hauteur d'étage normale (h ≤ 3 m) ne sont pas plusélevées dans le cas du SCC par rapport au béton vibré.
Les mêmes types de coffrage en bois ou métalliques
peuvent en principe être utilisés. Afin d'éviter des
déformations trop importantes du coffrage et un éven-
tuel tassement du béton mis en place, il est cependant
vivement recommandé d'utiliser un matériel de coffrage
suffisamment rigide comme les coffrages panneaux
avec poutrelles, les coffrages-cadres ainsi que les ban-
ches de coffrage pour des hauteurs plus importantes
(fig. 6.1.1 à 6.1.3). Les coffrages panneaux sont par con-
tre déconseillés (fig. 6.1.4).
Concernant l'étanchéité du coffrage, les exigences ne
sont pas plus élevées pour les bétons SCC que pour les
bétons vibrés de consistance molle à fluide. En dépit de
la fluidité très élevée des bétons SCC, les écoulements
ou pertes de laitance de ciment au travers de joints de
coffrage non étanche ou au droit des pieds de coffrage
Une collaboration est vivement conseillée entre le
producteur du béton, le fournisseur du coffrage et
l'entreprise mettant en place le béton, afin de pro-
céder au choix d'un système de coffrage approprié
et économique.
Dans le cas de murs en béton SCC de hauteur d'étage
normale, aucun coût supplémentaire n'est en prin-
cipe nécessaire pour assurer une rigidité et une
étanchéité suffisantes des coffrages; les coffrages
traditionnels en bois ou métalliques peuvent être
utilisés sans précaution particulière.
Fig. 6.1.1
Coffrages panneaux avec poutrelles
(h ≤ 3 m)
Fig. 6.1.2
Coffrages-cadres
(h = 3 à 5 m, selon type)
Fig. 6.1.3
Banches de coffrage
(h = 3 à 9 m, selon type)
19
Exécution
Coffrage
Fig. 6.1.6
Pied de coffrage-
cadre étanché avec
un joint en
mousse expansive
Fig. 6.1.4
Les coffrages pan-
neaux ne sont pas
recommandés
pour du SCC en
raison de leur rigi-
dité trop faible
Fig. 6.1.5
Coffrage au moyen
de métal déployé
d'un arrêt de
bétonnage avec
armature conti-
nue. Exemple d'un
radier en SCC de
1,10 m d'épaisseur
Exemple de calcul pour un coffrage-cadre lourd avec
une pression admissible de 80 kN/m2 (= 8 t/m2)
Mur de hauteur h = 3,20 m et 0,20 m d’épaisseur
Béton SCC de masse volumique γ = 2350 kg/m3
Pression sur le coffrage = pression hydrostatique =
γ · g · h = 2350 · 10 · 3,20 = 75 200 N/m2 =
75,2 kN/m2 < 80 kN/m2
sont en effet souvent moins importantes pour les
bétons SCC que pour les bétons vibrés, ceci, grâce à leur
viscosité élevée (due notamment à la présence d'adju-
vant stabilisateur ST). Cette propriété permet même de
réaliser le coffrage vertical de joints entre étapes de
bétonnage au moyen de métal déployé, à la condition
toutefois que celui-ci soit étayé de manière suffisam-
ment rigide (fig. 6.1.5). Par conséquent, il est suffisant
mais impératif de respecter les précautions habituelles
permettant d'assurer une bonne étanchéité des cof-
frages: mousse expansive en pieds de coffrage (fig.
6.1.6), absence de trou, etc.
Les coffrages-cadres lourds peuvent supporter les pres-
sions exercées par le béton frais jusqu'à 80 kN/m2 sans
subir de déformations excessives. Ce qui signifie que
même dans l'hypothèse d'une pression hydrostatique,
ces systèmes permettent de bétonner sans autre des
murs en SCC d'une hauteur jusqu'à 3,50 m. Lorsque la
hauteur des coffrages dépasse 3,50 m, il est indispen-
sable de faire appel à des spécialistes et de recourir à
un matériel spécifique renforcé (fig. 6.1.2 et 6.1.3, par
exemple).
Pour concevoir le système de coffrage et effectuer son
dimensionnement (en particulier celui des tiges), il est
nécessaire de déterminer la pression exercée par le
béton et son développement au cours du temps, soit
au moyen d'essais et mesures réalistes, soit par un cal-
cul. La norme SIA 261/1 (al 3.2.4) indique qu'en cas de
béton autocompactant et en l'absence d'essais spécifi-
ques, on admettra comme pression sur le coffrage la
plus grande des valeurs entre 40 kN/m2 et la valeur
prudente de la pression hydrostatique. Des indications
et recommandations plus précises sont en outre don-
nées dans la norme DIN 18 218 «Béton frais dans des
coffrages verticaux» (en allemand seulement). Il peut
20
en effet s'avérer avantageux de tenir compte de l'in-
fluence des propriétés intrinsèques du béton et du pro-
cédé ou des moyens de bétonnage mis en œuvre (vitesse
de remplissage du coffrage) sur les pressions exercées
par le béton SCC, celles-ci étant en réalité souvent infé-
rieures à la pression hydrostatique.
Le coffrage des réservations et les incorporés seront
fixés de manière à résister à la poussée d'Archimède.
D'une manière générale, l'aspect des murs après décof-
frage est d'un niveau de qualité supérieur et plus uni-
forme (absence de nid de gravier) s'ils ont été réalisés
en SCC plutôt qu'en béton vibré, toutes autres choses
par ailleurs égales (coffrage et soin durant l'exécution).
Il est également possible de réaliser des murs en béton
SCC apparent (fig. 6.1.7), moyennant un soin particulier
au niveau de la composition et de la fabrication du
béton et pour autant que l'on respecte toutes les recom-
mandations nécessaires à la réalisation avec succès
d'un béton apparent traditionnel (voir la brochure de
Holcim « Béton apparent »).
Le seul point pouvant éventuellement poser problème,
suivant le niveau d'exigence relatif à l'aspect des pare-
ments, est un bullage parfois important, mais toujours
sous forme de micro-bulles uniformément distribuées.
Celui-ci peut en général être fortement atténué, voire
supprimé, par une série de mesures adéquates concer-
nant :
■ la formulation du béton: limitation du dosage en
eau ou du rapport E/Céq; cas échéant, usage d'adju-
vants appropriés; usage d'un ciment à mouture plus
fine, par ex. Flextremo 4R
■ le choix du type de peau de coffrage: de préférence
absorbant
■ le soin apporté à la préparation des panneaux de
coffrage: nettoyage, produit de décoffrage uniformé-
ment réparti et sans excès, essuyage des surfaces ruis-
Exécution
Coffrage
Fig. 6.2.1
Mise en place aisée du béton SCC par
un seul ouvrier : au moyen d'une benne
dans le cas d'une dalle ou d'une benne
munie d'un tube dans le cas d'un mur
Fig. 6.1.7
Mur en béton SCC
apparent avec
ciment Flextremo
4R coulé en une
seule étape
21
Exécution
Mise en place
selantes au moyen d'un chiffon, sinon l'excès de produit
empêche la remontée des bulles d'air vers la surface
■ la mise en place du béton.
6.2 Mise en placePar rapport au béton vibré, la mise en place du béton
SCC est grandement facilitée et peut généralement
être réalisée par une seule personne, même dans le cas
de volumes importants (fig. 6.2.1). Elle peut être effec-
tuée avec la plupart des techniques habituelles, par
exemples au moyen d'une benne, d'une pompe (depuis
le haut ou depuis le bas) ou directement depuis la gou-
lotte du camion malaxeur. En revanche, la mise en place
au moyen d'un ruban transporteur n'est pas recom-
mandée. Il est en outre conseillé de ne pas laisser tom-
ber le béton en chute libre d'une hauteur supérieure à
3 à 5 m, afin de limiter le risque de ségrégation. A ce
sujet, il faut savoir que les SCC sont moins sensibles au
risque de ségrégation durant la chute dans le coffrage
que les bétons traditionnels vibrés. Lorsque les exigences
concernant l'aspect sont élevées (béton apparent) il est
néanmoins recommandé de limiter la hauteur de chute
à 1 à 2 m au maximum. La qualité du béton SCC est lar-
gement influencée par la vitesse de mise en place et le
temps dont il dispose pour se désaérer naturellement.
A cet égard, il faut savoir que la désaération du béton
SCC est fonction de la distance parcourue et de la durée
pendant laquelle il s'écoule pour se mettre en place.
Lorsque le béton SCC est mis en place au moyen d'une
benne, des mesures adéquates seront prises pour assu-
rer l'étanchéité de celle-ci, en particulier de son disposi-
tif d'ouverture et de fermeture. La benne sera ouverte
de manière à ce que le béton SCC s'écoule lentement et
régulièrement. Pour bétonner les murs, il est préférable
d'utiliser une benne munie d'un tube. Le coulage au
moyen d'une benne doit s'effectuer avec un minimum
de déplacements. En fonction de la grandeur de l'élé-
ment d'ouvrage à bétonner, de sa complexité et de la
densité du ferraillage, il convient de répartir les points
de coulage en sorte que le béton SCC s'écoule dans le
coffrage sur une distance de 7 à 10 m pour se mettre en
place dans le coffrage. Ainsi par exemple, un mur de 16 m
de longueur ne nécessite qu'un seul point de coulage
en son milieu.
Lorsque le béton SCC est pompé, sa mise en place peut
être effectuée depuis le haut ou depuis le bas:
■ Lorsque le béton est mis en place depuis le haut (fig.
6.2.2), la pression qu'exerce le béton frais sur le coffrage
est au plus égale à la pression hydrostatique, voire infé-
rieure; elle dépend de la vitesse de remplissage du cof-
frage et de la consistance du béton. Si cette vitesse est
normale, la pression peut être estimée à partir des indi-
cations données dans la norme DIN 18 218 pour un béton
fluide. Ainsi dans le cas d'un mur de 5 m de hauteur par
exemple, la pression exercée par le béton frais corres-
pond à la pression hydrostatique, si la vitesse de mon-
tée du béton dans le coffrage est supérieure 3,50 m/h.
■ Si le béton SCC est injecté à l'aide d'une pompe
depuis le bas du coffrage (fig. 6.2.3), le béton en mou-
vement est à l'état quasi-liquide pendant toute la
durée du pompage; ainsi, c'est la pression hydrostati-
que sur la totalité de la hauteur du mur qui s'exerce
durant tout le pompage. Au voisinage du point d'injec-
tion, la pression sur le coffrage peut même être plus
élevée de 5 à 10% par rapport à la pression hydrostati-
que (influence de la pression de la pompe). Certaines
difficultés peuvent apparaître lorsque le béton est
pompé depuis le bas, car la pression est plus élevée. Il
faut veiller en outre à ce qu'il n'y ait aucune interrup-
tion de pompage excédant quelques minutes. Sinon le
SCC se rigidifie dans le coffrage, ce qui nécessite une
Fig. 6.2.3
Mise en place du
SCC à la pompe
depuis le bas du
coffrage avec
détail du dispositif
d'injection
Fig. 6.2.2
Mise en place du SCC à la pompe depuis le
haut du coffrage
22
pression plus élevée lors de la reprise du pompage et
par conséquent des sollicitations accrues du coffrage.
Dans ce cas, les coffrages d'évidements doivent aussi
être fixés plus solidement, afin de résister à la poussée
d'Archimède plus importante qui en résulte.
Lorsque le béton SCC est pompé, on s'efforcera par con-
séquent de l'introduire de préférence depuis le haut. Il
est en outre recommandé d'introduire le SCC si possi-
ble à partir d'un seul endroit, en sorte qu'il coule et
remplisse de lui-même l'élément d'ouvrage à bétonner
et puisse ainsi se désaérer de manière optimale durant
sa mise en place. Il convient toutefois de limiter la lon-
gueur du cheminement horizontal dans les coffrages
en sorte que le béton demeure homogène. Le risque de
ségrégation dynamique est en effet d'autant plus éle-
vé que la distance parcourue est grande et la densité
Exécution
Mise en place
tinue du SCC. Il est par conséquent conseillé d'utiliser
une pompe de capacité moyenne pour le pompage du
béton SCC. Ceci est d'autant plus nécessaire dans le cas
d'un béton apparent avec des exigences élevées en
matière d'aspect. A l'instar de ce que l'on observe par-
fois dans le cas des bétons vibrés, toute interruption de
bétonnage peut en effet aussi se manifester par des
différences de teinte marquées entre les couches suc-
cessives de béton. Cas échéant, cet effet néfaste peut
toutefois être fortement atténué par un brassage de la
zone d'interface entre nouvelle et ancienne couches de
béton SCC, au moyen d'une barre d'armature ou de
tout autre outil approprié.
Les principes et recommandations ci-dessus s'appli-
quent également aux éléments horizontaux (radiers,
dallages, dalles). Pour de grandes surfaces horizontales
bétonnées en une seule étape, on s'efforcera en outre
de travailler à partir d'un endroit et d'avancer ensuite
de manière continue, si possible sans devoir revenir sur
des zones où l'on est déjà intervenu. Et ceci, pour cha-
cune des phases de travail, à savoir le coulage du béton
SCC, le réglage et la finition de sa surface ainsi que le
traitement de cure.
Pour des éléments de forte épaisseur (> 0,50 m), il peut
s'avérer utile de couler le béton SCC en deux couches
successives, avec un court laps de temps entre elles
afin de permettre à la première couche, la plus impor-
tante, de se désaérer et tasser légèrement avant de
couler la couche supérieure de finition, d'une épaisseur
non inférieure à 100 mm. Ceci permet de faciliter la
finition ultérieure de la surface et d'éviter le marquage
de la nappe supérieure d'armature (légères bosses, voire
apparition de fissures dans certains cas; phénomènes
que l'on peut aussi constater dans le cas de dalles ou
radiers très épais en béton ordinaire vibré).
Le béton SCC n'est en principe adapté que pour la réa-
lisation de surfaces parfaitement horizontales. Il est
néanmoins possible de réaliser des éléments avec une
très faible pente n'excédant pas 1%. Pour ce faire, il con-
vient de limiter le rapport E/Céq et l'étalement (Slump
Flow) aux valeurs les plus faibles possibles et de les
contrôler soigneusement. Des pentes un peu plus for-
tes sont également réalisables moyennant certaines
modifications de la recette (ajout de fibres) et/ou du
Fig. 6.2.4
Mise en place du
béton SCC sur un
très grand chan-
tier au moyen
d'une installation
de pompage fixe
avec mâts de
distribution
d'armature élevée. Selon l'expérience, une distance de
15 m est un maximum pour un SCC avec ciment Flex-
tremo.
Le pompage du béton SCC peut être effectué aisément
sur de grandes distances, avec même moins de difficul-
tés que dans le cas d'un béton traditionnel vibré, en rai-
son de sa fluidité très élevée à l'état frais (fig. 6.2.4). Le
frottement dans les tuyaux et la pression nécessaire à
la pompe sont moins élevés avec le SCC, tout comme le
risque de pannes et d'interruptions de pompage ainsi
que les coûts d'entretien de l'installation. La capacité
nécessaire de l'installation peut être plus faible, en rai-
son de la mise en place plus rapide et en principe con-
23
Fig. 6.3.2
Finition de la sur-
face supérieure
d'une dalle en SCC
au moyen d'une
règle flottante
Fig. 6.3.1
Finition de la surface supérieure d'une
dalle en SCC au moyen d'une taloche
processus de mise en œuvre du béton SCC. Dans ce cas,
il est indispensable de procéder à des essais de faisabi-
lité et de mise au point.
6.3 Finition des surfaces horizontalesL'écoulement et l'étalement par gravité du béton SCC
ne suffisent parfois pas à assurer une parfaite planéité
de la surface supérieure de grands éléments horizon-
Exécution
Finition des surfaces horizontales
terminer le début de la prise, qui dépend de la compo-
sition du béton et des conditions de température. Dans
le cas du béton SCC avec ciment Flextremo 3R, l'expé-
rience montre que la finition à l'hélicoptère doit être
effectuée environ 7 à 10 heures après la mise en place
du béton.
taux (radiers, dalles, dallages). Vers la fin du bétonnage,
il peut être utile d'accompagner cette opération par
exemple au moyen d'un râteau. Une demi à une heure
et demi après la mise en place du béton SCC, il est en
outre indispensable de procéder au minimum à un
talochage de la surface pour refermer les éventuelles
fissures de tassement du béton frais (fig. 6.3.1). En cas
d'exigences de planéité plus élevées, on peut égaliser
et talocher la surface supérieure au moyen d'une règle
flottante en deux passes rapides et croisées (fig. 6.3.2).
Etant donné la composition particulière du béton SCC
(teneurs élevées en ciment et en éléments fins), la qua-
lité des surfaces finies est souvent supérieure à celle
obtenue avec un béton traditionnel vibré et ne néces-
site ainsi pas obligatoirement une finition à l'hélicop-
tère. Il est évident que le résultat est aussi fortement
dépendant du soin apporté à cette opération et de la
qualification du personnel.
En cas de finition à l'hélicoptère, le béton SCC permet
d'obtenir une surface supérieure quasi-vitrifiée. Cette
technique nécessite des essais préalables afin de dé-
6.4 CureD'une manière générale, on prendra dans le cas d'un
béton SCC les mêmes dispositions que pour les bétons
traditionnels vibrés. Les recommandations données
dans le «Guide pratique» Holcim s'appliquent égale-
ment au béton SCC. On tiendra compte toutefois du
fait que le béton SCC est caractérisé par un volume de
pâte de ciment plus important et par un rapport E/Céqsouvent plus faible qu'un béton vibré. Il est ainsi beau-
coup plus sensible à la cure, à laquelle il faut par con-
séquent accorder une attention accrue. Il est vivement
recommandé de protéger de la dessiccation au moyen
de feuilles plastiques ou d'un produit de cure les gran-
des surfaces horizontales (radiers, dallages, dalles), et
ce immédiatement dès la fin de la mise en place du
béton. Les éléments en béton demeurant dans les cof-
frages (murs, poteaux) ne sont par contre pas concer-
nés par ces dernières mesures (voir les fiches d'infor-
mation de Holcim (Suisse) SA).
En cas d'exigences accrues concernant la rapidité de dé-
coffrage ou en cas de bétonnage par temps froid, on uti-
lisera de préférence un ciment plus réactif et de classe
de résistance 42,5R, comme par exemple le Flextremo 4R.
24
Propriétés du béton durci
7. Propriétés du béton durci
Lorsque le béton SCC est formulé et mis en œuvre de
manière adéquate, ses propriétés à l'état durci (résis-
tance, déformation, durabilité) ne se différencient guère
de celles d'un béton ordinaire vibré. Souvent elles sont
même meilleures, en particulier lorsque le béton spé-
cifié doit répondre à des exigences courantes, ce qui est
généralement le cas dans le domaine du bâtiment.
7.1 Résistance à la compression et moduled'élasticitéDans une région donnée et pour des granulats de même
nature, la résistance à la compression d'un béton à un
âge fixé, par exemple 28 jours, dépend principalement
de la résistance du ciment et du rapport eau sur ciment
équivalent. Ainsi, la résistance à la compression d'un bé-
ton SCC ne se différencie pas de celle d'un béton ordi-
naire vibré, à valeurs identiques des paramètres détermi-
nants (fig. 7.1.1). En réalité, il est clair que la résistance
d'un béton (spécialement la montée en résistance au
jeune âge) est en outre fortement influencée par les con-
ditions de température, effet qui n'est pas abordé ici.
Dans le cas du béton ordinaire vibré pour bâtiment, le
rapport E/Céq est généralement compris entre 0,5 et
0,6; il peut même s'élever parfois jusqu'à 0,7. Dans le
cas d'un béton SCC pour le même usage, avec ou sans
ciment Flextremo, le rapport E/Céq est de l'ordre de
0,45. Il en résulte que la résistance à la compression du
béton SCC est souvent plus élevée (d'une à deux clas-
ses de résistance) que celle d'un béton vibré équiva-
lent, du moins dans le domaine des bétons ordinaires
du bâtiment.
Le module d'élasticité du béton dépend dans une large
mesure de la nature des granulats utilisés (coefficient
kE). Il dépend aussi, mais dans une moindre mesure, de
la résistance du béton, comme montré sur la fig.7.1.2.
Les fuseaux indiqués sur cette figure ont été tracés à
partir de la relation entre la valeur moyenne du module
Ecm et la résistance moyenne à la compression sur cube
0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,600
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Rapport E/CéqRési
stan
ce à
la co
mpr
essi
on s
ur c
ube
f cm
,28
[MPa
]
Flextremo 3R
Flextremo 4R
Bétons avecCEM I 42,5
Bétons avec CEM I 32,5
20 30 40 50 60 700
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Résistance à la compression sur cube fcm,28 [MPa]
Mod
ule
d’él
astic
ité E
cm[1
03M
Pa]
5
Fig. 7.1.1
Résistance du béton à la compression à 28
jours en fonction du rapport E/Céq et de la
classe de résistance du ciment, mesurée
sur cubes conservés dans les conditions
normalisées (T ≈ 20°C et HR = 95%).
Fuseaux bleus: domaines de variation pour
les bétons vibrés ou SCC. Points: valeurs
mesurées pour SCC avec Flextremo.
Fig. 7.1.2
Module d'élasticité Ecm du béton en fonc-
tion de sa résistance à la compression à 28
jours, mesuré sur éprouvettes conservées
dans les conditions normalisées. Fuseaux
bleus: domaines de variation selon la
norme SIA 262 pour les bétons vibrés en
fonction de la nature des granulats.
Courbe blanche: Valeur moyenne généra-
lement mesurée pour bétons vibrés avec
les granulats du plateau Suisse. Points:
valeurs mesurées pour SCC avec Flextremo
et granulats de diverses provenances.
graviers allu
vionnaires
calcaire con
cassé
roches micassé
es
Flextremo 4R
Flextremo 3R
25
Propriétés du béton durci
Durabilité
fcm à l'âge de 28 jours, telle que définie dans la norme
SIA 262:
Ecm = kE · fcm
Le module d'élasticité du béton dépend en fait des
quantités relatives de granulats et de pâte de ciment.
Etant donné que la pâte de ciment est en proportion
plus importante dans un béton SCC et qu'elle présente
un module généralement plus faible que les granulats,
le module du béton SCC est environ 10% inférieur à
celui d'un béton vibré de résistance identique et pro-
duit avec des granulats de même nature. En pratique,
cette réduction modérée du module d'un béton SCC est
cependant souvent atténuée, voire compensée, par l'ef-
fet dû à l'augmentation de la résistance du béton, tel
que mentionné précédemment.
7.2 DurabilitéLes quantités de ciment et de farines ainsi que le rap-
port eau sur ciment équivalent sont des facteurs déci-
sifs pour la durabilité d'un béton, qu'il s'agisse d'un
béton vibré ou autocompactant. Le béton SCC offre une
meilleure durabilité qu'un béton vibré, répondant aux
classes d'exposition usuelles du bâtiment, étant donné
son dosage en ciment plus élevé et son rapport E/Céqgénéralement plus faible. Ainsi, un béton SCC satisfait
normalement sans difficulté aux exigences d'un béton
étanche et des classes d'exposition XC4 et XF1.
La résistance envers des attaques plus sévères (classe
d'exposition supérieure à XC4 ou XF1) est générale-
ment aussi possible avec un béton SCC, moyennant
certaines précautions supplémentaires au niveau de sa
formulation, de sa production et de sa mise en œuvre,
également nécessaires dans le cas d'un béton vibré.
Dans ces cas là, les normes exigent généralement d'ap-
porter la preuve d'une résistance suffisante au moyen
d'essais (voir normes SIA 262 et SN EN 206-1).
Dans le cas d'attaques chimiques (classes d'exposition
XA1 à XA3), les normes exigent en outre impérative-
ment le recours à des spécialistes pour formuler la
composition du béton et fixer les essais nécessaires.
Suivant la classe d'exposition et face à certaines atta-
ques de nature chimique, la composition du ciment
peut également avoir une influence sur la durabilité.
Le béton SCC confectionné avec du ciment Flextremo
constitue à cet égard fréquemment une solution favo-
rable, étant donné qu'il s'agit d'un ciment Portland
composé avec de la cendre volante (Hydrolent).
Pour toutes les raisons mentionnées ci-dessus, le béton
SCC avec ciment Flextremo permet généralement d'as-
surer une durabilité suffisante à élevée pour la plupart
des classes d'exposition, comme illustré ci-après au
moyen de divers résultats d'essais à titre d'exemple.
0
0 ,5
1,0
1,5
2,0
0,3 0,4 0,5 0,6
Rapport E/Céq
Coef
ficie
ntde
per
méa
bilit
é K
[10–
16m
2 ]
Fig. 7.2.1
Coefficient de perméabilité à l'air du
béton en fonction du rapport E/Céq
(bétons vibrés et SCC). Ce coefficient
constitue aussi un indicateur de la vitesse
de carbonatation
3
7.2.1 Perméabilité et étanchéité à l'eau
En raison de leurs teneurs élevées en ciment et en fari-
nes ainsi que de leur faible rapport E/Céq, les bétons
SCC offrent d'excellentes performances de perméabili-
té et d'étanchéité à l'eau, généralement meilleures que
celles d'un béton ordinaire vibré.
La figure 7.2.1 indique que le coefficient de perméabili-
té à l'air dépend linéairement du rapport E/Céq quel
que soit le type de béton.
Compte tenu d'un rapport E/Céq généralement infé-
rieur, la perméabilité du béton SCC est environ 30 à
50% plus faible que celle d'un béton vibré courant du
bâtiment.
26
Propriétés du béton durci
Durabilité
L'étanchéité d'un béton (vibré ou SCC) peut être mesu-
rée et évaluée selon différents procédés, notamment
au moyen de l'essai DIN 1048 modifié EPFL qui fournit
d'excellents résultats pratiques (fig. 7.2.2 et 7.2.3). Cet
essai permet de déterminer la profondeur de pénétra-
tion d'eau sous pression (10 bars durant 48 heures) et
de la comparer à des valeurs limites graduées en fonc-
tion du niveau d'exigences. La fig. 7.2.4 présente à titre
d'exemple quelques valeurs mesurées pour des bétons
SCC avec ciment Flextremo. On peut constater que ces
valeurs sont extrêmement faibles en comparaison avec
7.2.2 Résistance à l'attaque du gel en présence de sel
Il a été prouvé expérimentalement que la résistance au
gel en présence de sel de déverglaçage est «suffisante»
à «bonne» après 28 jours pour le béton SCC avec
ciment Flextremo 3R ou 4R, selon la méthode d'essai
TFB (fig. 7.2.5) ; et ceci, sans même devoir nécessaire-
ment recourir à un adjuvant entraîneur d'air (LP).
A l'âge de 28 jours, la résistance au gel en présence de
sel est généralement:
■ «suffisante» lorsque le rapport E/Céq ≤ 0,45■ «bonne» lorsque le rapport E/Céq ≤ 0,42.L'échelle de qualification de l'essai TFB est la suivante:
élevée – bonne – suffisante – insuffisante – mauvaise.
De plus, cette résistance augmente encore souvent d'une
classe («bonne» et «élevée», respectivement) lorsque
l'essai est répété à l'âge de 3 mois.
Fig. 7.2.2
Exemples de profondeurs de pénétration
mesurées :
a) béton vibré; 0/32; E/Céq ≈ 0,6;
non étanche
b) béton vibré; 0/32; E/Céq ≈ 0,5; étanche
c) SCC avec Flextremo; 0/16; E/Céq ≈ 0,45;
étanche
Fig. 7.2.5
Analyse au microscope d'une lame mince
de béton (SCC avec Flextremo) pour la
qualification de sa résistance au gel en
présence de sel, selon la méthode TFB
a b c
Valeurs mesurées pour SCC Valeurs limites, graduées
avec Flextremo 3R ou 4R selon les exigences
moyennes maximales normales élevées
2 à 4 mm 5 à 8 mm 50 mm 30 mm
Fig. 7.2.4
Résultats d'essais d'étanchéité selon
procédé DIN 1048 modifiéFig. 7.2.3
Appareillage pour
l'essai d'étanchéité
à l'eau selon le
procédé DIN 1048
modifié
les valeurs limites, et que ces bétons présentent en
général une excellente étanchéité.
27
Propriétés du béton durci
Durabilité
7.2.3 Résistance à l'attaque par les sulfates
Certains essais tendent à prouver une relativement
bonne résistance du béton SCC avec ciment Flextremo
à l'attaque par les sulfates (fig. 7.2.6). Ceci est certaine-
ment dû, à l'effet bénéfique de la cendre volante, d'une
part, et à la très faible perméabilité à l'eau d'un tel
béton, d'autre part. En conséquence, un tel béton peut
être considéré comme résistant à l'attaque par les sul-
fates, du moins dans les cas de faible agressivité con-
formément aux normes (classe d'exposition XA1).
Une résistance satisfaisante à l'attaque par les sulfa-
tes du béton SCC a également été vérifiée selon la pro-
cédure d'essai d'AlpTransit d'une durée de deux ans.
Fig. 7.2.6
Mesure de l'expansion en cas d'attaque
par des sulfates pour un SCC 0/16 avec
450 kg/m3 de Flextremo 4R et un rapport
E/Céq de 0,40, selon la méthode TFB et à
l'âge de 28 jours
Fig. 7.2.7
Essais performance sur bétons avec E/Céq
= 0,45 et constitués de granulats 0/16
potentiellement fortement réactifs
(expansion mesurée selon essai Microbar
de 0,23 à 0,28%, dépassant largement la
valeur limite de réactivité fixée à 0,11%)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
0 1 2 4 6 8 12 16 20 24
Durée de l’essai en semaines
Expa
nsio
n [‰
]
valeur limite après 6 mois
2 échantillons soumis à l’attaquede sulfates
échantillon de réfé-rence (sans attaque)
0
0,1
0,2
0,3
0 4 8 12 16 20
Durée de l’essai en semaines
Expa
nsio
n [‰
]
valeur limite après 5 mois
béton vibré,400 kg/m3 Fluvio 4
SCC, 450 kg/m3 Flextremo 4R
7.2.4 Résistance à la réaction alcalis-silice
Une excellente résistance à la réaction alcalis-silice de
béton SCC, confectionné avec du ciment Flextremo et
des granulats potentiellement fortement réactifs, a été
prouvée au moyen d'essais performance (fig. 7.2.7).
Comme déjà mentionné pour d'autres attaques de
nature chimique, ceci est dû à l'effet bénéfique de la
cendre volante, d'une part, et à la très faible perméabi-
lité à l'eau d'un tel béton, d'autre part.
Par rapport à d'autres essais similaires mais néces-
sitant des mesures sur une à deux années (par ex.
ASTM, AlpTransit), l'essai TFB est fortement accéléré
et ne dure que six mois. Cela, grâce à une imprégna-
tion des éprouvettes de mortier ou de béton sous
forte pression d'une solution de sulfate de sodium
représentant une concentration de 30 000 mg SO4/l.
28
Propriétés du béton durci
Retrait et fluage
7.3 Retrait et fluageEn dépit de l'affirmation fréquemment répandue que
les bétons SCC seraient caractérisés par un retrait plus
important, le béton SCC avec ciment Flextremo présente
en général un retrait de dessiccation similaire à celui
d'un béton traditionnel vibré de type C20/25 (B35/25),
comme fréquemment utilisé dans le bâtiment. Ceci
résulte du fait qu'un béton SCC présente très souvent
une résistance à la compression supérieure et un rap-
port E/Céq de l'ordre de 0,42 à 0,48, soit plus faible que
celui d'un béton vibré. Le facteur prépondérant sur l'in-
tensité du retrait de dessiccation est le dosage en eau
150 200 300 400 500 600 7000,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
Vale
ur fi
nale
du
retr
ait[
‰]
Dosage en ciment [kg/m3]
250
225
150
0,700,60
béton courantpour bâtimentC20/25 (B35/25)
0,50
0,40
0,30
125
Dosage en eau en l/m3Rapport E/Céq
Fig. 7.3.1
Influence du do-
sage en ciment, du
dosage en eau et
du rapport E/Céq
sur la valeur finale
du retrait de des-
siccation (mesuré
sur prismes 100 x
100 x 400 mm à
partir du 5e jour,
en environnement
sec HR = 50%)
du béton. Pour une quantité d'eau fixée, l'intensité du
retrait n'est influencée que dans une faible mesure par
le dosage en ciment et le rapport E/Céq. Afin de limiter
raisonnablement la grandeur du retrait, il est par con-
séquent recommandé de limiter le plus possible le
dosage en eau et, en aucun cas, de dépasser 200 l/m3.
D'un autre côté, il est vrai qu'à résistance à la compres-
sion identique, un béton SCC est en principe caractérisé
par un retrait de dessiccation supérieur ( jusqu'à 25%)
à celui d'un béton vibré, en raison de ses dosages en
eau et en liant forcément plus élevés pour un même
rapport E/Céq.
200
175
100
SCC avecFlextremo
bétonscourants
29
Propriétés du béton durci
Retrait et fluage
Fig. 7.3.2
Valeur du retrait de dessiccation après 3
mois en fonction du dosage en eau (mesu-
ré sur prismes 120 x 120 x 360 mm selon
SIA 262/1 sous HR = 70%).
Ligne et fuseau bleus: valeur moyenne et
domaine de variation usuel (± 30%) pour
tout béton, vibré ou SCC. Points: valeurs
mesurées pour SCC avec Flextremo
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
140 150 160 170 180 190 200
Dosage en eau [l/m3]Re
trai
tapr
ès 3
moi
s [‰
]
retrait accr
u
retrait mod
éréFlextremo 4R
Flextremo 3R
Sur la base de très nombreux résultats expérimentaux
avec des bétons vibrés, il est établi que l'intensité du
retrait de dessiccation augmente à peu près linéaire-
ment avec le dosage en eau du béton. Les résultats
d'essais indiquent que cette relation de dépendance
n'est pas modifiée dans le cas des bétons autocompac-
tants. Les résultats d'essais sur béton SCC avec ciment
Flextremo ne font en effet apparaître aucune différence
significative par rapport aux valeurs établies pour les
bétons vibrés (fig. 7.3.2). Dans le cas du SCC avec Flex-
tremo 3R, le retrait mesuré est inférieur ou égal à la
valeur moyenne probable pour tout béton; il est au
contraire légèrement supérieur à cette valeur moyenne
dans le cas du SCC avec Flextremo 4R.
Au cas où le fluage du béton aurait un rôle significatif
sur le comportement de l'ouvrage, il est recommandé
de déterminer sa valeur au moyen d'essais, car il est
difficile, en l'état actuel des connaissances, de donner
des indications fiables sur la différence existant entre
béton SCC et béton vibré. Les essais sont en effet peu
nombreux, leurs résultats sont souvent contradictoires
et font ressortir des différences, heureusement peu
importantes, aussi bien dans un sens que dans l'autre.
Fig. 7.3.3
Utilisation massive
de SCC pour un
revêtement de
tunnel jusqu'à
0,80 m d'épaisseur
30
ficulté ces valeurs limites de température. En effet, le
ciment utilisé est un ciment de classe de résistance
32,5 R et, surtout, il s'agit d'un ciment Portland compo-
sé comprenant environ 70% de clinker et 30% d'addi-
tions minérales de nature pouzzolanique ou inerte
(cendres volantes et filler calcaire).
Ainsi une recette de béton autocompactant avec 430
kg/m3 de ciment Flextremo 3R présente-t-elle durant
les premiers jours à peu près la même réactivité et le
même dégagement de chaleur qu'une recette de béton
traditionnel et vibré avec 300 kg/m3 de ciment Port-
land courant CEM I 42,5 N (Normo 4).
Dans un tel cas, il est en outre vivement conseillé de
recouvrir le béton le plus rapidement possible après sa
mise en place au moyen de nattes thermo-isolantes,