LES BETONS - Académie de Nancy-Metz

Le béton est un pseudo solide en 'perpétuelle évolution'. Ses propriétés sont fonction :
• de son âge,
• de son histoire,
• des contraintes qu'il supporte,
• du milieu ambiant (température et hygrométrie).
Il subit deux types de déformations :
• des déformations instantanées (spontanées), qui se produisent en l'absence de toute charge et se
traduisent par des variations de volume : gonflement et retrait,
• des déformations sous charges qui sont :
• d'abord instantanées, élastiques ou plastiques,
• puis lentes sous charges de longue durée (fluage).
4.1 LES DEFORMATIONS SPONTANEES
Elles sont dues aux propriétés intrinsèques des ciments et aux mouvements de l'eau libre contenue dans le béton.
• Gonflement : Il ne s'observe que dans le cas de béton immergé. Pour une longue durée d'immersion, après
∆l
stabilisation : ε = < 1.
5x10−4
l
• Retrait thermique : La prise du ciment est exothermique. Le refroidissement du béton entraîne une diminution des
dimensions. Cette variation de masse volumique apparente est généralement négligeable.
• Retrait hydraulique : Conservé dans un milieu non saturé, le béton restitue une partie de son eau libre au milieu
ambiant et subit une contraction, ce qui entraîne une variation de volume. Si le temps de conservation est suffisamment
long, un équilibre s'instaure et le retrait se stabilise. Les facteurs qui influent sur le retrait sont :
• le dosage en Ciment, • le temps (t), • l'épaisseur des pièces,
• le rapport E/C, • l'humidité relative du milieu, • le % d'armatures, etc ...
La déformation de retrait peut s'écrire : ε = ε xr(t)
avec :
r r∞
εr∞ : déformation finale, qui dépend des facteurs ci-dessus et en particulier des conditions climatiques,
r(t) : loi fonction du temps variant de 0 (t = 0) à 1 ( t = ∞)
r(t)
1
0,5
0,8
6 mois 1 an 2 ans
4 ans
Pour des pièces non massives, à l'air libre, normalement armées, on peut prendre :
• εr∞ : 3.10-4 dans le quart Sud-Est de la France,
• εr∞ : : 2.10-4 dans le reste de la France.
• Les effets du retrait : Si on maintient à longueur fixe une pièce en béton non armé tout se passe comme si on exerçait
sur elle un effort de traction pour compenser son raccourcissement dû au retrait.
En prenant Eb ≈ 10000 MPa (module différé) pour fc28 = 25 MPa on obtient : σ(r) = Eb x εr = 3 MPa (à comparer avec ft28)
Il en résulte que si le retrait est gêné les fissures sont inévitables. Dans les structures hyperstatiques, les déformations
dues au retrait sont difficilement calculables, aussi il faut les limiter :
• en prenant des précautions d'exécution,
• en prévoyant des joints de dilatation.
• Variation de température : Le coefficient de dilatation du béton est estimé à εb = 10 -5 m/m/°C
F. Gabrysiak - Matériaux - Les Bétons - Chapitre 4 16
0,9
(t)