Définition et classification
L’ emploi d’adjuvants répond à des considérations techniques et économiques. Certaines performances du béton frais et du béton durci ne peuvent être atteintes qu’avec l’aide d’adjuvants. Les adjuvants peuvent contribuer à diminuer le coût de la main-d’oeuvre et des matériaux ou celui de l’énergie de malaxage. En facilitant la mise en place des bétons, ils rendent possible l’application de méthodes plus économiques lors de la réalisation des chantiers.
Il convient généralement de procéder à des essais préliminaires en vue de déterminer l’efficacité des adjuvants.
La conformité des adjuvants pour le béton est régie par la norme NBN EN 934-2.
Les adjuvants sont constitués de molécules organiques, de synthèse ou naturelle, et de sels dissous dans l’eau. Ils sont ajoutés au béton lors du malaxage. Par leur action chimique ou physique, ces sub- stances modifient certaines propriétés du béton frais ou du béton durci comme par exemple l’ouvrabilité, la prise, le durcissement ou la résistance au gel.
Classification des adjuvants
Dosage
En général, les adjuvants sont introduits sous forme liquide, en petites quantités, lors du malaxage. Leur pourcentage en poids par rapport au ciment se situe en général entre 0,2 et 2%. Le dosage doit de toute façon être effectué selon les directives des fabricants. La part d’eau ainsi introduite dans le béton est prise en compte dans le calcul du E/C.
Les systèmes de dosage utilisés (bascules en cas de dosage pondéral, pompes et débitmètres en cas de dosage volumétrique) doivent être adaptés aux dosages visés et à la viscosité de l’adjuvant. Il est en effet important de pouvoir doser les adjuvants de façon très précise.
Les sous-dosages diminuent très rapidement l’effet recherché, alors que les sur-dosages peuvent avoir des effets indésirables tels que ralentissement de la prise, ségrégation, entraînement excessif d’air avec perte de résistance à la compression associée.
Principaux types d’adjuvants
Ils sont de loin les adjuvants les plus utilisés pour la confection du béton. Les plastifiants ont un effet "réduit" car moins concentrés ou provenant de dérivés du bois ou du maïs. Les superplastifiants, plus puissants, proviennent de la synthèse de molécules. Sur ceux-ci s’est concentré l’essentiel de l’effort de recherche des adjuvantiers : après les "mélamines" (PMS) et les "naphtalènes" (PNS), les "polycarboxylates" (PCP) et "éthers polycarboxiliques" (PCE) ont ouvert de nouvelles possibilités dans la réalisation des bétons. Leur utilisation doit toujours s’accompagner d’un réglage soigné de la répartition des fines particules du béton. Le mode d’action de ces adjuvants peut être décrit comme suit (fig. 1.4.1) :
- Pour un rapport E/C constant, les superplastifiants améliorent l’ouvrabilité du béton (A). Ce mode d’action est recherché pour prolonger les temps d’ouvrabilité ou encore pour bétonner par temps chaud. Le confort d’utilisation, et donc la qualité des réalisations sont grandement améliorés quand le superplastifiant est ainsi utilisé.
- A ouvrabilité constante, les superplastifiants permettent de réduire l’eau nécessaire, donc le rapport E/C (B). Les plastifiants permettent une réduction de ce rapport d’au moins 5% et les superplastifiants d’au moins 12%. Il en résulte un accroissement des résistances, de la compacité et de la durabilité des bétons. Les propriétés du béton se trouvent quasiment toutes améliorées quand le superplastifiant est utilisé pour réduire la quantité d’eau.
- Dans la pratique, c’est une action combinée (C) qui est obtenue, plus ou moins prononcée dans un sens ou dans l’autre.
Les accélérateurs
Les accélérateurs, improprement appelés parfois antigels, avancent le début de prise et permettent un dégagement plus rapide de la chaleur d'hydratation du ciment. La plupart d’entre eux accélèrent également le durcissement du béton.
L’effet des accélérateurs dépend beaucoup de leur constitution chimique et de celle du ciment utilisé.
Les premiers accélérateurs, à base de chlorures, ne sont plus utilisés de nos jours que dans le béton non armé du fait de leur action corrosive sur les armatures.
béton projeté bétonnage par temps froid
délais de décoffrage très courts
bétonnage au contact d’eaux courantes
ancrages
travaux de réparation
étanchement d’infiltrations et de voies d’eau.
Ces adjuvants retardent le début de la prise du ciment et prolongent ainsi le délai de mise en place du béton.
Les applications principales des retardateurs sont les suivantes :
- bétonnage par temps chaud
- transports sur des longues distances
- bétonnage de gros volumes ou de grandes surfaces
- suppression des joints de travail en cas d’arrêts programmés (pas de discontinuité entre les étapes de bétonnage)
- étalement de la chaleur d’hydratation dégagée dans la masse du béton.
Règle pratique
1% d’air entraîné dans le béton correspond à une réduction possible d’eau de gâchage d’environ 5 litres par m³ et produit sur l’ouvrabilité le même effet que 10 à 15 kg de fines.
1% d’air entraîné au-delà de 2% correspond environ à une réduction de 5% des résistances à 28 jours.
Règles générales pour l’utilisation des adjuvants
Si les adjuvants permettent souvent d’obtenir des performances intéressantes, il ne faut jamais perdre de vue qu’ils introduisent une complexité dans le système ciment-eau-granulats. C’est pourquoi tout usage d’adjuvant requiert beaucoup d’attention de la part des exécutants :
- Le mélange de certains adjuvants peut produire des réactions indésirables. Le risque augmente avec l’utilisation d’adjuvants provenant de producteurs différents.
- Sauf indication particulière, les adjuvants doivent être introduits dans le malaxeur après l’eau de gâchage, lorsque le mélange est déjà convenablement mouillé.
- Le stockage des adjuvants doit se faire dans un local protégé du gel et des rayons du soleil. Il faut respecter la date limite d’utilisation et ne pas utiliser des adjuvants dont les phases sont décantées.
Récapitulatif
