Etude de l'influence des paramètres de formulation sur les propriétés d'un béton autoplaçant

Abstract

Les bétons autoplaçants (BAP) sont connus comme étant des bétons très fluides, homogènes, qui se mettent en place sous le seul effet de la gravité. Ces bétons sont élaborés selon une formulation spécifique: fort dosage en sable et en éléments fins (filer, laitier, pouzzolane ou cendres volantes), emploi de superplastifiants et éventuellement d’un agent colloïdal qui permet d’assurer l’homogénéité du mélange. Les différentes approches visant à concevoir des bétons autoplaçants ont abouti à des formulations de bétons ayant un volume de pâte plus important que celui des bétons ordinaires pour des résistances mécaniques égales. La formulation la plus connue est celle de OKAMURA. Les BAP sont caractérisés par une fluidité importante et surtout par une diminution de la ségrégation et du ressuage. Pour obtenir ces propriétés, on ajoute de fortes teneurs en ajouts minéraux. En effet, la combinaison de plusieurs matériaux cimentaires ayant des granularité différentes permet également d'améliorer de façon générale la compacité du béton. Les additions minérales telles que le laitier, la pouzzolane ou même les filers sont disponibles en abondance en Algérie mais malheureusement non exploitées suffisamment comme additions aux mélanges cimentaires. L’objectif de ce travail est d’étudier l’influence des paramètres de formulation sur les propriétés d’un béton autoplaçant, à travers la valorisation du laitier d’El-Hadjar. Ainsi, le laitier a été introduit aux mélanges de béton en substitution du ciment à différents pourcentages. Deux types de superplastifiants, appartenant à deux générations différentes, ont été utilisés. L’étude menée a permis en premier lieu de conclure que la méthode OKAMURA appelée aussi « Méthode Générale » pouvait être utilisée avec les matériaux locaux avec quelques modifications concernant surtout l’optimisation de la teneur en sable et en superplastifiant ainsi que la teneur en eau. Il s’agissait au début, de fixer tous les paramètres afin de pouvoir étudier l’effet du laitier sur les propriétés des BAP à l’état frais et à l’état durci. L’étude expérimentale a montré que du point de vue ouvrabilité et rhéologie, une teneur en laitier de 20% peut donner un bon béton autoplaçant sans ressuage ni ségrégation, avec un optimum de 15%. Le laitier algérien a le même effet sur les mélanges de BAP quelque soit la nature du superplastifiant utilisé. À 15% de teneur en laitier, l’ouvrabilité peut être retenue jusqu’à 60 minutes en utilisant le superplastifiant PC à base de polycarboxylate. Le superplastifiant PC à base de polycarboxylate est plus efficient, du point de vue ouvrabilité et rhéologie, que le superplastifiant PNS à base de Polynaphtalène Sulfonate. Le seuil de cisaillement et la viscosité plastique sont inversement proportionnels à l’étalement des BAP. Les résistances mécaniques diminuent en présence du laitier, mais redeviennent comparables à celles du béton de référence à long terme, au-delà de 28 jours.