Béton Léger Structurel

Le béton léger structurel désigne normalement le béton, avec une densité sèche à l’air de 1440 kg à 1840 kg/m³, telle que déterminée par la méthode d’essai standard ASTM 567 - 05 pour déterminer la densité du béton léger structurel, qui donne une résistance à la compression sur 28 jours d’au moins 17 MPa lorsqu’il est mesuré conformément à la spécification standard ASTM C 330 / C 330-09M pour les agrégats légers pour le béton structurel, et qui est fabriqué à partir d’agrégats légers conformes à la spécification standard ASTM C 330–09M couvrant les produits d’expansion, de bouletage ou de frittage tels que les hauts fourneaux laitier, argile, diatomite, cendres volantes, schiste ou ardoise. Ils peuvent également être fabriqués avec des agrégats préparés en traitant des matériaux naturels, tels que la pierre ponce, les scories ou le tuf. Les granulats légers généralement utilisés pour produire du béton léger structurel se répartissent en trois grandes catégories : les granulats d’origine volcanique, les sous-produits de la combustion du charbon et les produits manufacturés. Ils ont généralement des densités allant de 560 à 1100 kg/m³ par opposition aux granulats de poids normal avec des densités comprises entre 1200 et 1750 kg/m³. Le béton léger structurel est généralement 25 à 35 % plus léger que le béton de poids normal, dont la densité oscille entre 2 240 et 2 400 kg/m³.

Bien que les propriétés des granulats (telles que le type, la taille de l’unité, la forme, le poids unitaire, etc.) affectent la résistance ultime du béton, la nature de la pâte de ciment aura une influence beaucoup plus grande. Le mélange doit avoir suffisamment de particules fines pour assurer la cohésion du mélange. Au cours du siècle dernier, des conceptions de mélanges de béton léger ont été développées pour répondre aux exigences de résistance de 35 MPa, normalement spécifiées pour le béton standard, tandis qu’au cours des deux dernières décennies, des résistances à 28 jours beaucoup plus élevées ont été atteintes. La résistance du béton est corrélée pour un affaissement donné à la quantité de ciment présent dans un enrobé et à la teneur en air plutôt qu’au rapport eau ciment. Bien que la résistance à la compression varie légèrement en fonction du type d’agrégats utilisés, l’ACI 211.2 fournit des indications sur la relation entre la résistance à la compression et la teneur en ciment.

Les spécifications pour le béton léger indiquent normalement une densité de béton maximale, une résistance à la compression minimale, un affaissement maximal et une plage de teneur en air acceptable. Bien que les proportions de matériaux varient considérablement selon les matériaux et le développement de la résistance, en tant que conception de mélange de départ, pour le béton léger structurel, remplacez un tiers des granulats de poids normal par des granulats légers. Pour atteindre une maniabilité donnée, les exigences d’affaissement peuvent être inférieures à celles d’un béton de poids normal. Des affaissements plus importants ou trop de vibrations peuvent entraîner l’émergence d’agrégats plus gros sur la surface, ce qui rend la finition plus difficile. Les tests de teneur en air doivent être effectués par la méthode volumétrique conformément à la norme ASTM C 173.

Bien que la cure externe reste nécessaire comme pour les bétons de poids normal, la porosité de la matrice en béton léger entraîne l’eau, contribuant à la cure interne et donc au développement de la résistance et de la durabilité dans le temps tout en atténuant la micro-fissuration en augmentant la surface d’interface des granulats cimentaires, et améliorer la résistance à la corrosion et aux intempéries.

Le béton léger nécessite des précautions particulières de mise en place et de pompage. Les agrégats légers ont généralement un taux d’absorption de 5 à 20 % en poids de l’agrégat sec et nécessitent généralement un pré-mouillage avant utilisation pour éviter la perte d’affaissement pendant le pompage. Alors que l’ingénieur de conception sera concerné par la densité et les caractéristiques de performance du mélange, l’entrepreneur aura un intérêt particulier à surveiller l’affaissement, la teneur en agrégats et la teneur en air et devra s’assurer que les conduites de pompage sont aussi grandes que possible (au moins 125 mm) avec le moins de zones de colmatage possible et la pression de pompage appliquée aussi faible que possible pour éviter la ségrégation.

Le béton léger améliore la résistance au feu, en partie parce que les granulats légers ont été soumis à des processus de chauffage pendant la fabrication. Avec le béton léger, le coefficient de dilatation thermique peut être significativement réduit d’environ un tiers et la conductivité thermique de plus de 25 %, avec de manière générale, plus le poids du béton est léger, plus les propriétés isolantes sont importantes.

Le béton léger structurel a été principalement utilisé pour réduire la charge permanente des structures en béton, ayant un rapport résistance / poids plus efficace que le béton de poids normal. Ils offrent aux ingénieurs civils la flexibilité d’améliorer la fonctionnalité et les conceptions architecturales avec des structures plus hautes, avec des portées plus longues, des fondations plus légères, des conceptions de toit expressives, une plus grande élasticité et donc une plus grande résistance aux mouvements sismiques. Ils ont principalement été utilisés dans les plates-formes pétrolières offshore, les tabliers de pont pour permettre un pont plus large pour des voies de circulation supplémentaires, des piliers et des poutres, des dalles et des éléments de mur dans les bâtiments à ossature en acier et en béton, les structures de stationnement, les murs inclinables, les dalles de recouvrement et les matériaux composites. dalles sur bacs métalliques. Ils ont également été utilisés avec succès dans l’industrie de la préfabrication pour fabriquer des éléments de plus grande taille sans augmenter le poids total.

Avec le béton léger, les réductions de coûts proviennent souvent de structures d’ingénierie nécessitant moins d’acier d’armature, des éléments structuraux de plus petite taille, des fondations plus légères et des colonnes et un volume de béton plus minces. La réduction de la charge morte entraîne une réduction des coûts de transport et de manutention. Ces réductions de coûts et les avantages dérivés du béton léger compensent normalement le coût plus élevé des matériaux.

Holderchem peut aider les architectes et les ingénieurs à optimiser les conceptions de mélanges de béton léger structurel. En fonction des exigences spécifiques du projet, il peut aider à trouver des granulats légers appropriés et proposer de fournir les produits chimiques de construction requis.