Du béton frais au béton durci : Classification des bétons

23 Avril 2019
 

Introduction

La norme béton NBN EN 206 et le complément national  NBN B15-001 sont la base normative pour la spécification de tous les bétons de structure. Le béton peut être spécifié soit comme béton à propriétés spécifiées (BPS) soit comme béton à composition prescrite (BCP). En fonction de la spécification, les responsabilités des parties impliquées diffèrent. Dans le cas du béton à propriétés spécifiées (BPS), le producteur de béton se porte garant du respect de l’ensemble des performances spécifiées. Le producteur doit mettre en place un système de gestion de la qualité qui comprend des contrôles sur les matières premières, des vérifications de paramètres de production et un autocontrôle de conformité des produits finis. Seul le BPS peut faire l’objet de la certification BENOR.

benor

 

Cette certification, validée par des contrôles réalisés par une tierce partie, démontre la capacité du producteur à satisfaire aux exigences demandées et élimine généralement la nécessité de faire des contrôles sur chantier (souvent réalisés dans des conditions non-idéales pour la confection et la conservation des éprouvettes). L’auteur de projet peut toutefois prévoir des contrôles sur la mise en oeuvre, la finition et la protection du béton frais. Dans le cas du béton à composition prescrite (BCP), il incombe au prescripteur de vérifier que la spécification répond aux exigences générales de la norme NBN EN 206 et que la composition prescrite permet d’obtenir les performances recherchées. Pour le béton à composition prescrite, la garantie de la centrale à béton porte uniquement sur le respect de la composition prescrite.

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Fig 2.1.1 Essai de résistance à la compression sur cube

 

 

Spécification du BPS

La spécification du béton à propriétés spécifiées (BPS)  se fait selon la norme NBN EN 206 et comprend 4 "données de base" :

  • classe de résistance à la compression
  • domaine d’utilisation et classes d’exposition ou classes d’environnement
  • dimension maximale des granulats
  • consistance.

Celles-ci sont éventuellement complétées par une ou plusieurs "données complémentaires".

Résistance à la compression


Le béton est tout d’abord spécifié selon sa résistance à la compression, exprimée en N/mm2. Les classes de résistances sont toujours désignées par
la lettre "C", de l’anglais "Concrete", suivie de 2 valeurscorrespondant aux résistances mesurées respectivement  sur éprouvettes cylindriques et cubiques.
Exemple : C 30/37
C indique qu’il s’agit de béton de masse volumique normale ou de béton lourd,
30 désigne la résistance caractéristique minimale à la compression mesurée sur cylindre (Ø = 150 mm, h = 300 mm),
37 désigne la résistance caractéristique minimale à la compression mesurée sur cube de 150 mm d’arête.
La norme européenne définit 16 classes de résistance entre C8/10 et C100/115 (tab 2.1.1).


Si la masse volumique du béton est inférieure à 2000kg/m3, on parle de béton léger. A ce moment, cette classification commence par "LC", de l’anglais "Lightweight Concrete", avec 14 classes de résistance variant de LC8/9 à LC80/88.

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Tab 2.1.1 Classes de résistance à la compression. En encadré, les classes de résistance les plus courantes

 

Domaine d’utilisation et classes d’exposition ou d’environnement

Domaine d’utilisation
Etant donné que les exigences de durabilité sont différentes en fonction du domaine d'utilisation, il faut indiquer si le béton est non-armé (BNA), armé (BA) ou
précontraint (BP).

Teneur en chlorures
En fonction du domaine d’utilisation, la teneur en chlorures du béton doit être limitée afin de se prémunir du
risque de corrosion induite par les chlorures. En Belgique, les limites sont les suivantes :

  • 1,00% pour le BNA
  • 0,40% pour le BA
  • 0,20% pour le BP.


La teneur en chlorures du béton est calculée sur la base de la quantité de chlorures apportée par chacun des constituants, rapportée à la masse de liant. À cet effet,
on peut partir d’une teneur maximale autorisée dans les normes produits ou d’une teneur indiquée par le producteur.

Classes d’exposition et classes d’environnement
La norme NBN EN 206 définit 6 catégories d’agressions potentielles, qui sont subdivisées en 3 ou 4 classes selon l’agressivité. Au total la norme définit ainsi 18
classes d’exposition "X". Ces classes sont détaillées et complétées d’exemples au tableau 2.1.2.

L’auteur du projet peut combiner plusieurs classes en fonction de l’exposition prévue pour l’élément en béton.


Pour chaque classe d’exposition, la norme européenne et son complément national belge spécifient des exigences de formulation du béton, afin de garantir que
celui-ci résiste aux agressions associées :

 

  • classe de résistance minimale
  • dosage minimal en ciment
  • rapport E/C maximal
  • éventuellement teneur en air minimale.

En Belgique, la norme NBN B15-001 introduit la notion de classes d’environnement "E". Treize classes d’environnement courants y sont définies et s’appliquent généralement  aux pratiques belges en matière de béton.
L’auteur du projet est invité à n’en choisir qu’une seule (sauf pour les classes EA qui sont à combiner avec une classe EE ou ES).

La norme belge introduit également la notion de "Types de béton" pour représenter facilement l’ensemble des exigences minimales. Le type de béton est noté sous la
forme T(x,xx) avec x,xx le rapport E/C maximal, éventuellement suivi de la lettre A (de l’anglais "Air") lorsqu’une teneur en air minimale est d’application.
Le tableau 2.1.3 reprend, pour les classes E, les classes X correspondantes et les types de béton associés, ainsi que les exigences minimales de composition.

Des exemples types de classe d’environnement sont donnés à la figure 2.1.2

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Fig 2.1.2 Exemples de classes d’environnement courantes

 

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Tab 2.1.2 Classes d’exposition selon les normes NBN EN 206 et NBN B15-001
a) note : un environnement très sec ne se trouve pas ou très rarement, en Belgique
b) eau saumâtre : eau légèrement salée peu profonde qui se rencontre principalement sur les plaines côtières, dans la zone des polders de la région de Dixsmude, dans quelques polders de Flandre Orientale et aux alentours du port d'Anvers pour lesquelles l'altitude de 6 m est définie comme la limite jusqu'à laquelle ces régions s'étendent
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(1) Un type de béton T(1,50) peut être utilisé exceptionnellement dans des applications de béton non armé telles par exemple les bétons de propreté pour fondations.
(2) La résistance au gel de granulats de dimension nominale D ≤ 4 mm est considérée comme satisfaisante ; celle de granulats de dimension nominale D > 4 mm (à l'exception des granulats légers) est considérée comme satisfaisante si :
- ou bien, l'absorption d'eau suivant la norme NBN EN 1097-6 :2013 est plus petite ou égale à 1,0% ;
- ou bien, le coefficient LA déterminé suivant la norme NBN EN 1097-2 :2010 est plus petit ou égal à 25 ;
- ou bien, en cas d'exposition aux classes d'exposition de XF1 jusqu'à XF3 compris (classes d'environnement EE2, EE3 ou ES2) :
- soit le granulat, après un essai suivant la norme NBN EN 1367-1 :2007 appartient à la classe F4 suivant la norme NBN EN 12620 ;
- soit le granulat, après un essai suivant la norme NBN EN 1367-2 :2010 appartient à la classe MS35 suivant la norme NBN EN 12620 ;
- ou bien, en cas d'exposition aux classes d'exposition XF4 (classes d'environnement EE4 ou ES4) :
- soit le granulat, après un essai suivant la norme NBN EN 1367-1 appartient à la classe F2 suivant la norme NBN EN 12620 ;
- soit le granulat, après un essai suivant la norme NBN EN 1367-2 appartient à la classe MS25 suivant la norme NBN EN 12620.

 

 

 

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(3) Béton sans air entraîné sauf si imposé par le prescripteur
(4) Un ciment à haute résistance aux sulfates (conforme à la norme NBN B12-108) ou une combinaison de ciment et de laitier granulé de haut-fourneau moulu conforme à l'ATG ''Laitier de haut-fourneau moulu - LMA" comprenant au moins 66% m/m de LMA au regard de la quantité totale de ciment + LMA doit être utilisé si la teneur en sulfate > 600 mg/kg dans l'eau et > 3 000 mg/kg ou 2 000 mg/kg (voir note c du tableau 2 de la norme NBN EN 206 :2013 + A1 :2016) dans le sol. Dans le cas du LMA, la haute résistance aux sulfates doit être démontrée suivant les règles définies dans l'Agrément Technique (ATG) pour les laitiers moulus, couverte par un ATG certifié et référant à la présente norme.
Tab 2.1.3 Classes d’environnement et spécifications minimales du béton selon la NBN B15-001

 

Dimension maximale du granulat
Un béton peut également être classifié par la dimension supérieure du plus gros granulat (Dmax).
Il est conseillé de ne pas sélectionner un Dmax supérieur à :

  • 1/5 a avec a = la distance entre les parois du coffrage ou l’épaisseur de la dalle
  • 3/4 b avec b = l’écartement entre les barres d’armature
  • 1,5 b’ avec b’ = l’écartement entre les barres d’armature à l’endroit des soudures d’armature
  • c avec c = l’épaisseur d’enrobage
  • 2/5 e avec e = l’épaisseur de la couche de compression d’un plancher composite.
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Fig 2.1.3 Dimensions à prendre en compte pour le choix du Dmax

 

 

 

Classe de consistance
La consistance est caractérisée par différents essais de consistance : l’affaissement (S) (fig 2.1.4), le serrage (C) ou l’étalement (F). Il n’y a pas de liens directs entre les classes définies par chaque essai.

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Classe S1 - Rigide ou ferme

 

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Classe S2 - Semi-plastique

 

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Classe S3 - Plastique
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Classe S4 - Fluide
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Classe S5 - Très fluide

 

 

Données complémentaires

L'auteur de projet ou l’entreprise peuvent compléter la spécification du béton avec des données complémentaires, qui pourront faire l’objet d’échanges avec le producteur du béton, dont quelques exemples (non-exhaustifs) sont :

  • Exigences liées aux constituants :
    • type de ciment (p.ex. ciment SR en cas de présence de sulfates)
    • type de granulats (calcaire, granulats recyclés, …)
    • béton à air entraîné • ajout de fibres (type, quantité, …)
    • conformité à l’annexe D de la NBN EN 206 (béton pour ouvrages géotechniques spéciaux)
  • Exigences sur le béton frais :
    • durée de maintien d’ouvrabilité
    • température minimale ou maximale du béton frais
    • dégagement de chaleur maximal Exigences liées à la mise en oeuvre :
    • longueur maximale de pompage Exigences sur le béton durci :
    • classe d’absorption d’eau par immersion "WAI"
    • prévention de la réaction alcali-silice (RAS).