article 4.5. barbacanes - "PILES" - Sétra

REPARATIONS ET RENFORCEMENT DES OUVRAGES EN BETON ARMÉ ET PRÉCONTRAINT ****************** Traitements de surface (Ragréages locaux manuels, protections de surface)
Calfeutrements de fissures - Injections de fissures
Reconstitution et renforcement par béton projeté *****************
CCTP Type ***************** PRÉambule
Les opérations traitées dans ces documents sont des opérations qui relèvent
soit du domaine de l'entretien spécialisé, soit du domaine de la
réparation. Comme indiqué dans la norme NF P 95-101 « Ouvrages d'art. Réparation et
renforcement des ouvrages en béton et en maçonnerie - Reprise du béton
dégradé superficiellement. Spécifications relatives à la technique et aux
matériaux utilisés. », pour un ouvrage à entretenir ou à réparer : « ...Le choix du procédé de réparation et des matériaux à mettre en
?uvre est défini en fonction de la nature et de l'importance des désordres
constatés, en tenant compte des critères économiques des matériaux de
construction, des sujétions de chantier et des contraintes de site.
Cette définition résulte d'une analyse précise du processus de
dégradation, d'une parfaite connaissance de l'ouvrage à réparer et de son
environnement et implique de procéder systématiquement à une auscultation
et à un diagnostic préalables.
En tout état de cause, la réparation a pour but de remettre en état la
structure et d'empêcher le renouvellement des désordres... »
PRÉsentation
Ce CCTP type concerne tous les travaux en rapport avec les ragréages
locaux manuels et les protections générales de surface, les calfeutrements
de fissures, les injections de fissures et les reconstitutions ou
renforcements par béton projeté. Étant donné qu'il est destiné à être
utilisé avec des possibilités d'adaptations au cas par cas, il présente
quelques particularités :
. Le document est scindé en deux colonnes. Une colonne de droite qui donne
le texte rédactionnel du CCTP, et une colonne de gauche qui donne des
commentaires et des aides à la rédaction.
. Les éléments de commentaires de la colonne de gauche ne devront pas
figurer au document de rédaction finale.
. Les articles ou éléments d'articles concernant des techniques non
utilisées pour une réparation donnée sont à supprimer.
A - Composition d'un béton : Le béton est un matériau hétérogène obtenu par agrégation de granulats au
moyen d'un liant, et spécialement par un mélange de graviers, de sable, de
ciment, d'eau et d'ajouts éventuels. Les relations entre le béton et l'eau sont très intimes. Quand on mélange
l'eau au ciment, une partie de celle-ci va se transformer chimiquement et
se lier avec les autres composants pour former des cristaux, à l'origine de
la solidification. La pâte de ciment ainsi formée est utilisée comme une
colle qui va permettre la cohésion du mélange graviers et grains de sable.
L'eau en excès restant après l'hydratation du ciment va disparaître
progressivement dans les jours, les mois et parfois les années qui
suivront. La réaction chimique qui permet au béton de faire prise est lente : le
béton atteint une résistance mécanique à 7 jours de l'ordre de 50% de sa
résistance mécanique finale. La valeur prise comme référence dans les
calculs de résistance est celle obtenue à 28 jours (80% de la résistance
finale). Les valeurs précitées varient selon la qualité des ciments
utilisés. Un béton durci est constitué de granulats enrobés d'une pâte de ciment.
Celle-ci comporte des vides de plusieurs ordres de grandeur, allant de 10-8
m (pores capillaires) à 10-3 m (bulles). Ces vides, en particulier les
pores, contiennent une solution aqueuse qui est en équilibre chimique avec
les constituants solides du ciment. B - Fonctionnement du matériau Béton Armé : Le matériau béton seul ne résiste pas à la traction. Dans une pièce en béton, la zone tendue se fracture et entraîne la rupture.
L'idée d'incorporer dans cette zone un matériau résistant à la traction
pour pallier cette défaillance a permis de voir naître le Béton Armé. Les armatures résistant à la traction, incorporées dans le béton, sont des
aciers qui reprennent les efforts et répartissent la fissuration du béton. Cette association du matériau béton et d'armatures d'acier permet de
pallier la faible résistance à la traction du béton (de l'ordre de 1/10 de
sa résistance en compression, celle-ci valant 25 à 40 MPa pour les bétons
classiques), car les armatures d'acier présentent une très bonne résistance
à la traction (500 MPa). Elle est efficace non seulement par cette
complémentarité de résistance des deux matériaux mais aussi parce que : - l'acier adhère bien au béton (l'adhérence béton-acier est une
condition indispensable au bon fonctionnement d'une pièce en béton
armé),
- le béton protège chimiquement et mécaniquement l'acier. Pour une
bonne protection des aciers, des valeurs minimales d'enrobage de ces
derniers sont à respecter : de l'ordre de 3 cm ou 5 cm en sites
agressifs (marin, industriel...),
- les 2 matériaux ont sensiblement le même coefficient de dilatation
thermique. Nota : Bien que les zones tendues du béton armé aient une bonne résistance,
il faut remarquer qu'une pièce en béton armé est « normalement fissurée »
dans les zones sollicitées à la traction. Les fissures qui y sont relevées
sont dites de fonctionnement (0.2 à 0.4 mm d'ouverture). C - Principaux défauts du matériau :
Le béton armé est un matériau hétérogène (ciment, granulats, sable, eau et
aciers) qui s'altère dans le temps ou qui peut présenter des défauts de
réalisation. Les parements des ouvrages en béton sont soumis à des agressions multiples.
Ces parements peuvent être sujets à des altérations plus ou moins
importantes du fait de nombreux facteurs : - erreur de conception ou de mise en oeuvre,
- mauvais choix des composants,
- chocs et impacts de toute nature,
- érosions et usures de toute nature,
- contraintes trop élevées,
- vibration et travail à la fatigue,
- effets des cycles thermiques naturels ou accidentels,
- pollution accidentelle interne ou externe,
- attaque du liant par les agents atmosphériques,
- attaque des autres constituants par les agents atmosphériques,
- phénomènes électrochimiques.
En général, un processus de dégradation superficielle du béton est la
conséquence de l'effet concomitant de plusieurs de ces facteurs. La
connaissance de ces facteurs est essentielle avant toute définition et mise
en ?uvre du processus de réparation de bétons dégradés. C.1. Défauts d'aspect mineurs
Tout d'abord, il faut prendre en considération tous les défauts d'aspect
des parements béton (cf. Défauts d'aspect des parements en béton - Guide
technique LCPC) qui sont pour la plupart dus à des défauts de mise en ?uvre
du matériau à l'exécution.
Ces défauts d'aspect peuvent être classés comme ayant un impact :
- esthétique sans conséquence physique (variations de teintes,
efflorescences, taches noires, pommelages, traces de rouille),
- esthétique avec conséquences possibles sur la pérennité (ressuage,
nids de cailloux, fuites de laitance, soufflures). Ces défauts peuvent être repris suivant des méthodes indiquées dans le
guide technique précité. C.2. Dégradations
Bien que se caractérisant par des défauts d'aspect des parements, les
dégradations sont liées au fonctionnement ou au comportement « anormaux »
de la structure, postérieurs à la construction. Les principaux effets de la dégradation des ouvrages en béton armé sont : - les fissures,
- les épaufrures (fragments de béton détachés de la masse de l'ouvrage),
- l'écaillage (décollement de la couche de mortier laissant les
granulats à nu et pouvant se poursuivre par un délitage de la surface
sous forme d'écailles),
- la désagrégation (désorganisation de la peau du béton pouvant se
poursuivre par une destruction avancée du béton d'un élément
d'ouvrage).
Le tableau suivant rassemble les principaux effets observés par type de
cause :
| |Effets | |
| |Fis|Epa|Eca|Dés|En |
| |sur|ufr|ill|agr|activ|
| |es |ure|age|éga|ité |
| |Fra|s | |tio|ou en|
| |ctu|Ecl|ext|n |évolu|
| |res|ate|ern| |tion |
| | |men|e | | |
| | |ts | | | |
|Causes | | | | | |
|Abrasion, érosion | | | |X |OUI |
|Attaque |X | | |X |OUI |
|bactériologique | | | | | |
|Attaque par les |X |X | |X |OUI |
|chlorures | | | | | |
|(interne) | | | | | |
|Attaque sulfatique|X | |X |X |OUI |
|(externe) | | | | | |
|Carbonatation |Après | | | |
| |corrosio| | | |
| |n des | | | |
| |aciers | | | |
|Chocs |X |X | | |NON |
|Corrosion des |X |X | | |OUI |
|armatures | | | | | |
|Défauts |X |X | | |NON |
|d'exécution | | | | | |
|Dépassement de la |X | | | |OUI |
|capacité mécanique| | | | | |
|Gel-dégel |X | |X |X |OUI |
|Gradient thermique|X | | | |OUI |