Produit ajouté en très faible quantité aux bétons (dose inférieure à 5% du poids de ciment)avant ou pendant le malaxage, dans le but d'améliorer certaines de leurs propriétés, soit à l'état frais, soit pendant la prise et le durcissement, soit à l'état durci.

On le définit d'après son action principale, même s'il a plusieurs actions secondaires.

Généralités

L'adaptation du béton aux exigences technologiques (fort ferraillage) et ambiantes d'un chantier (temps chaud, temps froid, gel ...) a des limites.

Il arrive qu'il soit impossible , compte tenu des constituants disponibles (ciments, granulats) de trouver une formulation de béton convenant aux problèmes de bétonnage posés sur le chantier ou pouvant s'adapter à certaines techniques modernes.

Les adjuvants, qui sont des substances chimiques organiques (plastifiants, plastifiants-réducteurs, fluidifiants, entraîneurs d'air) ou inorganiques (accélérateurs de prise et de durcissement) permettent de modifier la rhéologie des bétons avec des teneurs en eau nettement inférieures aux bétons non adjuvantés. En plus, ils permettent d'accélérer ou retarder la prise, selon les exigences ambiantes du chantier.

De ce fait, les adjuvants peuvent être considérés comme un des constituants du béton au même titre que les éléments de base : le ciment, les granulats , l'eau et l’air occlus(on parle ainsi souvent de " cinquième " élément à part entière). Ils sont ainsi utilisés pour optimiser le rapport qualité/prix lors de la formulation des bétons. Ils permettent souvent d'étendre la gamme d'utilisation de ces derniers.

On ne doit toutefois pas perdre de vue que ces produits ne donnent que des moyens supplémentaires pour agir sur la qualité du béton en améliorant certaines de ses caractéristiques, ils ne peuvent en aucun cas apporter une solution valable à une mauvaise formulation de béton, ou à une mise en oeuvre déficiente

Techniquement parlant :

Ce sont des substances chimiques organiques ou inorganiques qui, ajoutées aux bétons, mortiers, ou coulis, modifient :

‑ la rhéologie

‑ la cinétique d'hydratation (temps de prise et de durcissement)

‑ les performances mécaniques...

Chaque adjuvant est défini par une fonction principale et une seule , caractérisée par la ou les modifications majeures qu'il apporte à des bétons à l'état frais et/ ou à l'état durci.

L'efficacité de la fonction principale de chaque adjuvant peut varier en fonction de son dosage et de sa compatibilité avec les matériaux utilisés.

La classification des adjuvants est basée sur leur fonction principale : plastifiant, plastifiant-réducteur d'eau, fluidifiant, entraîneur d'air ...

un adjuvant commercial est donc un produit "pur" ou un mélange de plusieurs produits permettant de réaliser un compromis acceptable.

2- Pourquoi utiliser des adjuvants de béton

Amélioration des conditions de mise en œuvre / Ouvrabilité du béton plastique

Les premiers adjuvants ont selon toute probabilité été utilisés dans le but d'améliorer le malaxage, la mise en place et la finition du mélange plastique. C'est une considération importante pour l'architecte, parce que cela permet de réduire ou d'éliminer le ressuage, la ségrégation, la formation de nids de cailloux et autres défauts superficiels disgracieux pouvant résulter du manque de plasticité du mélange. La plupart des adjuvants utilisés, qu'ils soient agents entraîneurs d'air, retardateurs de prise, ou réducteurs d'eau, amélioreront l'ouvrabilité. Bien que cette amélioration soient considérée comme un effet secondaire, c'est souvent la principale raison pour laquelle on recourt aux adjuvants.

Amélioration des performances mécaniques

La résistance des bétons a longtemps été limitée car on ne peut pas augmenter indéfiniment les dosages de ciment sans prendre d’autres risques

Avec l’aide des adjuvants, on va pouvoir baisser considérablement la teneur en eau des bétons tout en hydratant mieux le ciment disponible ; le résultat est une augmentation des résistances finales

Amélioration de la durabilité

Le béton a une solidité proverbiale ; c’est un matériau dont la robustesse est unanimement reconnue ; mais, sa surface de contact avec le milieu extérieur doit faire l’objet d’une grande attention si on veut lui conserver un rôle esthétique

Car cette surface est susceptible de se dégrader sous l’influence de certains facteurs tels que : le manque de compacité, la perméabilité, les facteurs climatiques, ou les agressions chimiques.

Les fissures , si elles se produisent , vont aussi limiter la durabilité des bétons

Les adjuvants sont là pour limiter grandement ces risques notamment en augmentant la compacité des bétons, et en protégeant les armatures par un meilleur enrobage. Voir pour cela, la faible perméabilité des BHP, et leur liaison parfaite aux armatures

Sans oublier la « cure » des bétons qui va limiter les pertes d’eau trop rapides par la surface

3- Classification des adjuvants

Ceux qui agissent sur l’ouvrabilité

Plastifiant

Adjuvant qui, introduit dans l’eau de gâchage, a pour fonction principale, à même teneur en eau, de conduire à une augmentation de l’ouvrabilité d’un béton, mortier ou coulis, sans en diminuer les résistances mécaniques

Fluidifiant

Produit qui permet, à même ouvrabilité, une forte réduction de la teneur en eau du béton (d'où augmentation de la résistance du béton) ou qui, à même teneur en eau, augmente notablement cette ouvrabilité,( ce qui peut se mesurer en constatant une augmentation importante de l’affaissement ou de l’étalement)

Il peut aussi produire les 2 effets à la fois (réduction d’eau et augmentation de l’ouvrabilité)

II n'augmente toutefois pas de façon appréciable la teneur en air.

Ceux qui agissent sur la prise

Accélérateur de prise

Produit qui diminue dans une mesure compatible avec la mise en oeuvre le temps pris par les bétons pour passer de l'état plastique à l'état solide.

Accélérateur de durcissement

Produit qui accélère le développement des résistances initiales des bétons. Très fréquemment la durée de prise est raccourcie dans une mesure compatible avec la mise en oeuvre. Note: Par le dégagement de chaleur qui résulte de son emploi, l'accélérateur de durcissement facilite le bétonnage par temps froid.

Antigel

Produit qui, par sa présence en solution ou en mélange dans l'eau de gâchage, abaisse notablement le point de congélation de l'eau des bétons sans agir sur la vitesse de prise et de durcissement.

Retardateur de prise

Produit qui accroît le temps pris par les bétons pour passer de l'état plastique à l'état solide, sans influencer notablement le développement ultérieur des résistances ; celles ci toutefois sont souvent supérieures aux résistances du témoin au delà de 28 jours, et même dans un délai plus court

Le début de prise correspond au moment ou l’on constate une brusque augmentation de la viscosité de la pâte, et son échauffement ,

La fin de prise correspond au moment ou la pâte devient totalement rigide

Ceux qui agissent sur les autres propriétés

Entraîneur d'air

Produit qui entraîne et stabilise un nombre élevé de bulles d'air petites et séparées qui sont réparties uniformément dans la masse. L'entraîneur d'air peut améliorer l'ouvrabilité et la cohésion des mélanges frais et il a pour fonction d’ augmenter la résistance au gel des bétons durcis.

En contrepartie, la présence de bulles peut entraîner une chute des résistances mécaniques

Hydrofuge

Produit qui réduit la perméabilité des bétons durcis aux fluides sous pression et/ou produit qui réduit la capacité d'absorption par capillarité des bétons durcis.

4- Un peu de physique-chimie : mode d’action des adjuvants

Les superplastifiants / hauts réducteurs d’eau

Il s’agit de fluidifier le mélange de béton par dispersion rapide des particules de ciment qui sinon ont tendance à rester agglomérées au contact de l’eau seule

Cet effet dispersant est obtenu grâce à la répulsion électrostatique crée par la présence de molécules « plastifiantes » de signes identiques qui viennent se coller à la surface des grains de ciment

Les forces ainsi crées étant supérieures aux forces d’attraction des grains de ciment entre eux, la fluidification se produit sous l’influence du malaxage du béton

L’hydratation du ciment sera par le fait même beaucoup plus poussée ( rendement cimentaire de 80% au lieu de 60% pour un béton classique), ce qui explique le gain de résistance

Les retardateurs de prise

Il s’agit de ralentir la croissance des cristaux qui se forment lorsque le ciment commence à faire sa prise .

On incorpore pour cela un faible dosage de molécules qui vont ralentir la diffusion des ions à l’intérieur du mélange en formant une sorte d’enveloppe imperméable autour des grains de ciment:ainsi la formation des cristaux, et donc la prise sera beaucoup plus lente à se produire ; attention, si on dose trop fortement ces produits, on peut bloquer définitivement la prise.

L’efficacité dépendra du type de ciment , de la teneur en eau, et de la température extérieure

Les accélérateurs de prise

Il s’agit à l’inverse de favoriser la diffusion des ions Calcium en rajoutant une concentration supplémentaire relativement importante sous forme de sels , en général chlorures ou nitrates
Ces ions vont favoriser la cristallisation , ce qui va accélérer le durcissement du mélange

Ces produits favorisent également la dissolution des éléments actifs comme la chaux et l’alumine, ainsi que l’hydratation de silicates

En hiver ils sont largement utilisés , sinon la prise est ralentie par le froid, et la nuit, le gel détruit les premiers hydrates formés…..

Les entraîneurs d’air

Il s’agit de créer un réseau régulier de fines bulles d’air dont le rôle sera , le béton une fois durci, de limiter les dégâts dus aux cycles hivernaux de gel/dégel : ils forment un grand nombre de petits « vases d’expansion » par les quels l’eau rentre lorsqu’elle se dilate un peu avant de geler

Certains additifs tensioactifs ayant une particularité de posséder une extrémité ayant une affinité avec l’air , et l’autre avec l ‘eau vont arriver à stabiliser un réseau dense de très fines bulles en leur évitant de se regrouper (on dit : en évitant la coalescence de ces bulles)

La plasticité du béton est augmentée par la présence de ces fines bulles,

Attention, L'emploi d'air entraîné dans le béton ne garantit pas à lui seul la résistance aux dommages dus au gel.. Un béton dense, bien compacté, dont le rapport eau‑ciment est faible, peut acquérir une résistance élevée aux conditions hivernales.

La quantité d’air entraîné dépend du dosage de l’adjuvant, de la quantité des éléments fins, de la plasticité du béton, de la vitesse et de la durée de malaxage, et de la vibration lors de la mise en place

Les hydrofuges

Il s’agit de réduire la capillarité des bétons

Ces produits agissent physiquement en bouchant les capillaires grâce à leurs particules hydrophobes à surfaces spécifiques élevées .Il se crée aussi des précipités insolubles par réaction avec la chaux : ces cristaux légèrement expansifs bouchent les capillaires

5- Problèmes liés aux excès d’eau / La solution : les adjuvants

La maniabilité du béton conditionne la réussite de sa mise en oeuvre, et par conséquent, sa compacité

Cette compacité est étroitement liée à la composition du béton mais surtout à sa teneur en eau.

On peut avoir un béton fluide en ajoutant une quantité importante d'eau, nettement supérieure à celle nécessaire à l'hydratation du ciment. L'eau excédentaire, après durcissement du béton, s'évapore et laisse des pores rendant le matériau béton vulnérable à différentes agressions chimiques, en plus des caractéristiques mécaniques nettement amoindries.

Ainsi donc, la recherche de la qualité et de la durabilité du béton passe toujours par l'amélioration de la maniabilité et par la diminution de la teneur en eau.

L'excès d'eau de gâchage est indésirable parce que les vides du mélange initial, remplis d'eau, se transforment en espaces libres dès que l'eau non requise par l'hydratation s'est évaporée. Et la quantité d'eau de gâchage est dans la réalité toujours nettement plus importante que celle qu'exige l'hydratation ! Il existe donc, même dans les conditions les plus favorables, un système de vides considérable…

En d’autres termes, on peut dire que l’eau excédentaire dans les bétons est néfaste,

car elle provoque de nombreuses dégradations comme :

Retrait, gonflement, création de réseaux capillaires lors de la prise
Diminution des performances mécaniques ( voir courbe en fonction du rapport E/C)
Plus grande sensibilité au gel à cause de la porosité
Accroissement des risques de certaines dégradations chimiques : carbonatations, corrosions
Encrassement rapide des surfaces par moisissures diverses qui recherchent les porosités…

EVOLUTION DES RESISTANCES EN FONCTION DU RAPPORT E/C

6- Les domaines d’utilisation des divers adjuvants

Domaine des Plastifiants

Béton pour dallages (béton pompé, etc.

Béton maigre: blocs manufacturés

Béton routier.

Béton coulé sous l’eau pour diminuer le délavage

Béton très ferraillé

Sables manquant de fines.

Injection (coulis et mortiers).

Domaine des superplastifiants

Réalisation de bétons à compacité et donc durabilité élevée (pour ouvrages d’art par ex.)

Bétons à haute performance ( BHP)

Bétons auto-plaçants et auto-nivelants (tels ceux pour chape fluide)

Bétons destinés à la préfabrication lorsque l’on veut augmenter leur résistance à court terme

en réduisant le dosage de l’eau ; ce qui peut aussi permettre de réduire les cycles d’étuvage

sans avoir recours aux accélérateurs de prise

Béton avec recherche d’un parfait enrobage des armatures

Domaine des retardateurs de prise

Bétons mis en place sur de fortes épaisseurs : ouvrages d’Art, Barrages

(pour diminuer la chaleur d’hydratation dégagée, et donc les risques de fissures qui en découleraient)

Tout bétonnage par temps chaud

Transports de béton sur de longues distances

Bétons injectés en continu

Parois moulées dans le sol

Reprises de bétonnage (pour coulages effectués par tranches décalées de plusieurs heures)

Mortiers stabilisés utilisables plusieurs jours sur chantier

Graves ciment que l’on veut pouvoir les laisser maniables plusieurs heures

Effet secondaire : amélioration des résistances mécaniques à long terme du fait

d’une meilleur hydratation des grains de ciment

Domaine des Accélérateurs

Décoffrage rapide (réduction du temps de prise)

Bétonnage par temps froid

Mise du béton hors gel

En préfabrication : augmentation de la rotation des coffrages

Travaux d'étanchement, travaux à la mer (entre deux marées).

Réparations rapides, remise en circulation rapide des routes ou de pistes d’aéroports

Scellements.

Domaine des Entraîneurs d'air

Routes, barrages, ponts

Travaux maritimes. Travaux en montagne

Ouvrages exposés au gel, à l'action des eaux agressives.

Domaine des Hydrofuges

Mortiers pour enduits

Chapes étanches pour cuvelage

Citernes‑Réservoirs‑Piscines- Fosses-Tuyaux

Galeries‑Tunnels et Travaux souterrains

Tous bétons pour assainissement et restant en contact prolongé avec l’eau

(surtout si sous pression)

Bétons apparents décoratifs lorsque l’on veut éviter les risques d’efflorescences

7- Nouveaux types de béton rendus possibles grâce aux adjuvants

Bétons auto-plaçants

Ce sont des bétons très fluides , homogènes et stables qui peuvent être mis en place dans les moules et coffrages sans l’utilisation de vibration.

Ces nouveaux bétons n’ ont pu voir le jour que grâce à l’existence de superplastifiants de nouvelle génération : produits qui augmentent beaucoup la maniabilité des bétons sans risque de ségrégation des éléments

Ceci engendre un grand nombre d’avantages :aussi bien pour la rapidité de mise en place que pour la suppression de nombreux défauts de surface .Tous les intervenants y trouvent leur compte

Très rapidement, ils ont été adoptés en usine de préfabrication, car ils permettent la suppression des nuisances sonores.

Sur chantier, ils permettent de confectionner des bétons auto-nivelants pour les dallages ; et dans l’avenir ils seront de plus en plus utilisés par injection dans les coffrages verticaux

Bétons haute performance

Ce sont des bétons qui ont vu le jour dans les années 1980 pour les ouvrages d’art et certaines structures exceptionnelles ; le principe est d’exploiter les dernières innovations techniques : fumées de silice, et nouveaux superplastifiants ; ceci de façon à réduire la teneur en eau tout en hydratant mieux les particules de ciment.

La fluidité de départ permet une bonne mise en place même en présence d’un forte densité de ferraillage . De plus, le béton peut être facilement pompé, sans nuire, par la suite à une montée en résistance rapide : en finale on arrive de 60 à 100 MPa

La compacité du béton est améliorée de façon spectaculaire avec ce principe.

Ce type de béton est mis en œuvre sur les ouvrages les plus connus : Pont de l’Ile de Ré, Grande Arche de la Défense, Pont de Joigny, Pont de Normandie, viaducs TGV, etc….

Dans le futur, les experts pensent que ce type de matériau permettra d’alléger les structures, ce qui engendrera une réduction des coûts de construction pouvant aller jusqu’à 20% de moins

8- Dosage des adjuvants

Doses d’emploi :

Ces produits ont des doses d’utilisation très diverses ; d’une façon générale, on peut indiquer :

Les plastifiants : 0,2à 0,5 % du poids de ciment au mètre cube de béton
Les superplastifiants :0,5 à 3%
Les accélérateurs : 0,5 à 3 %
Les retardateurs : 0,15 à 2 %
Les hydrofuges : 0,2 à 2%
Les entraîneurs d’air :0,02 à 0,2%

Méthodes d’introduction :

Plusieurs systèmes de doseurs sont mis à la disposition des utilisateurs d'adjuvants. Ils permettent une utilisation rationnelle et fiable de ces produits.

Les doseurs récents font largement appel à l'électronique et se présentent sous forme de deux types principaux.

Doseurs électroniques à débitmètres

Il s'agit de doseurs volumétriques dans lesquels une pompe centrifuge est associée à un compteur volumétrique. Un débitmètre, situé en aval de la pompe, décompte à chaque tour une certaine quantité de produit.

Cette gamme de doseurs peut être mono ou multiproduits. Sa précision, de l'ordre de 1 à 2%, est fonction du choix du débitmètre. La dose minimale de produit est généralement de 50 ml dans les doseurs standards. Toutefois, pour des applications très spéciales, il existe des doseurs atteignant une précision de 5 ml.

Bascules à adjuvants

Il s'agit d'un système pondéral qui fait partie intégrante de la centrale à béton, pouvant être intégré au calculateur gérant les composants du béton.

Le principe est simple: un réservoir est suspendu à une jauge de contrainte fonctionnant soit par traction, soit par compression; la vidange du produit est commandée par une vanne électro-pneumatique .La précision de cette bascule est de l'ordre de 20 g.

Il convient de noter que les systèmes de dosage actuels comportent de nombreuses sécurités permettant d'alerter, en temps voulu, l'utilisateur en cas de fonctionnement défectueux.

9-Précautions d’emploi

Tout d'abord il est indispensable lors de l'utilisation d'un adjuvant de s'assurer que:

l'efficacité, ou fonction annoncée, est bien confirmée par des essais;
les caractéristiques de l'adjuvant ne sont pas trop pointues, ceci afin de connaître les risques encourus sur le chantier par tout écart de dosage, ou de qualité des matériaux;
les effets secondaires sont acceptables;
les dosages requis sont compatibles avec la précision du matériel de dosage fourni
la compatibilité ciment-adjuvant est bonne (ce qui dépend de plusieurs paramètres tels que : teneur en C3A, finesse de mouture, degré de sulfatation pour le ciment ; et pour les adjuvants : la longueur de chaîne du polymère, la teneur en sulfate résiduel, etc. )

Pour cela , les fabricants d’adjuvants disposent désormais de techniques de laboratoire tels ceux de la méthode MBE (Mortier de Béton Equivalent) qui peuvent faire économiser beaucoup de temps dans la mise au point de formules de béton adjuvanté. On pourra ainsi tester rapidement des formules très variées sur de très petites quantités de matière dont on va suivre l’évolution rhéologique et thermique ; ceci sera ensuite transposé fidèlement à la formulation de béton définitive

Effets défavorables à connaître

Les adjuvants peuvent avoir certains effets secondaires qui peuvent parfois poser problème ; par exemple :

Sur l’augmentation du retrait durant le durcissement du béton (particulièrement lors de l'emploi des fluidifiants, des entraîneurs d'air, des accélérateurs et des hydrofuges)

Ainsi qu'on peut le prédire d'après les effets exercés par le rapport eau‑ciment sur le retrait, les adjuvants qui augmentent les besoins en eau du ciment augmentent le retrait et ceux qui en diminuent les besoins, diminuent le retrait. Dans la proportion souvent utilisée comme accélérateur (2 pour cent en poids de la quantité de ciment), le chlorure de calcium peut augmenter le retrait dû au séchage dans une proportion pouvant atteindre 50 pour cent.

L'effet d'ensemble produit par l'emploi de béton à air occlus n'est pas une augmentation du retrait. Par contre,si on les utilise dans des proportions plus fortes qu'il n'est normalement prévu, certains adjuvants peuvent augmenter considérablement le retrait; aussi doit on apporter une grande attention aux proportions utilisées.

· Sur les résistances : perturbation du développement normal de la résistance finale du béton (ceci concerne particulièrement les entraîneurs d'air, les hydrofuges et les accélérateurs); c'est à dire action inverse de l'effet voulu sur la prise selon la quantité ajoutée (particulièrement lors de l'emploi d'entraîneurs d'air et d'hydrofuges);

· Sur la résistance chimique :résistance amoindrie aux eaux et aux sols ayant une agressivité chimique; risque de corrosion des armatures augmenté p.ex. dans le cas où l'adjuvant contient des chlorures.

10- Pourquoi la gamme des Plastifiants/Superplastifiants représente près de 60 % des adjuvants consommés

Sur la mise en place du béton frais :

une ouvrabilité fortement améliorée donc une parfaite mise en place dans les coffrages

une meilleur pompabilité

un temps de vibration écourté, un ressuage limité( car moins d’eau)

une plus grande cohésion, avec temps réduit de déchargement du camion

un bon maintien de la plasticité (slump) , même par climat chaud

2. Sur le béton durci

Une amélioration de la finition

Un gain de résistance à tous les ages du béton

Des bétons plus durables, plus denses, et moins perméables

Au niveau économique

La possibilité d’économies de ciment

Des frais d’entretien réduits

11- Les autres types d’adjuvants

Les adjuvants anti-retrait

Le retrait est dit « plastique » , car il se produit déjà au moment ou le béton commence tout juste sa prise,

Ceci met en œuvre plusieurs mécanismes complexes

Le premier responsable est lié à la tension superficielle de l’eau du béton

Lorsque l’eau contenue dans les pores du béton de très faible diamètre ( de 2, 5 à 50 nm) remplis d’eau commencent à s’évacuer , il se forme des ménisques incurvés qui tirent sur les parois de ces pores.

Si les pores sont de plus de 50 nm, ces forces deviennent négligeables, à l'inverse, si les pores sont plus petits que 2,5nm, ils ne laissent pas le ménisque d’eau se former

Ce sont donc des adjuvants qui agissent chimiquement en réduisant la tension superficielle de l’eau pour contrer ce mécanisme de départ qui provoque le retrait du béton

Domaines d’utilisation :

Tabliers de ponts, cuvelages divers, sols de parking, et tout type de sol à haute performance

ou les fissures sont particulièrement indésirables

Les inhibiteurs de corrosion

Dans un béton récent, les armatures d'acier sont protégées de l'oxydation car elles se trouvent dans un milieu basique dont le pH est de l'ordre de 11, 5 à 12,5.

L'acier est alors recouvert d'une sorte de couche protectrice ;on dit qu'il est passivé.

Par la suite, à cause de la porosité interne et de la présence d'humidité, ce pouvoir passivant s'amenuise, et la corrosion des aciers va commencer: la rouille étant expansive, ceci peut créer des éclatements localisés aux endroits ou les épaisseurs d'enrobage sont trop faibles

( Par le passé , ceci était encore aggravé par le manque de connaissance qui engendrait de grossières erreurs de conception telles que : mauvais dosage de ciment, mauvaise vibration, mauvais enrobage des armatures, etc..)

Dans le béton précontraint la corrosion peut être plus grande et surtout plus grave que dans le béton armé ordinaire car les armatures utilisées ont un diamètre plus faible, elles sont soumises à de fortes tensions, et elles ont une structure et un état de surface différent (aciers spéciaux).

Certaines règles essentielles sont à respecter afin d'éviter ou de retarder au maximum la corrosion

- recouvrement et enrobage suffisant des armatures d'acier par le béton (au moins 2 cm) ;

- utilisation d'un liant assez fin (meilleure imperméabilité), à faible ressuage, stable, contenant assez peu de sulfates et très peu de chlorures (électrolytes) ;

- confection d'un béton compact, imperméable, homogène, à faible rapport E/C (mais plastique) ;

- conservation' humide après gâchage et pendant plusieurs jours (meilleure résistance, vitesse de carbonatation moins rapide).

Les adjuvants dits « anti-corrosion » parviennent à maintenir la couche protectrice passivante à la surface des aciers de renfort. Ces produits prolongent la vie des structures et sont très conseillés en zones humides

Les agents de cohésion

Ce sont des adjuvants qui trouvent leur utilité pour faciliter le pompage des bétons (réduction de la pression nécessaire) , augmentent aussi les possibilités de distances de pompage

Ils réduisent la ségrégation des bétons désactivés, et les risques de délavage du béton coulé sous l’eau

Les additifs pour béton léger

Ce sont des agents moussants très puissants; Ils produisent une mousse abondante qui va se stabiliser dans le béton , ce qui va faire baisser la densité ; ceci permettra des applications dans les formules de bétons allégés pour réhabilitation de planchers ( par ex : les colloïdes pour stabilisation de billes de polystyrène), ou avec d’autres formulations et de faibles teneurs en ciment pour remplacer des remblais de tranchées qui seront facilement réexcavables

Les produits de cure

Ces produits sont souvent cités parmi les adjuvants alors qu’ils ne sont pas incorporés à la masse du béton, mais pulvérisés à leur surface pour former un film protecteur continu qui va limiter le risques de fissuration par retrait d’eau rapide ( effets du vent et de la chaleur)

Ils sont fabriqués par les mêmes sociétés qui fournissent les adjuvants traditionnels ,et sont soumis également à la norme NF .

Leur rôle est particulièrement important dans les conditions extrêmes de vent et de chaleur ambiante

12 – La Normalisation des adjuvants

Prescriptions générales de la Nouvelle Norme NF EN 934-2 :

La nouvelle Norme Européenne recense 11 caractéristiques générales pour chaque adjuvant:

L'homogénéité

Elle est évaluée par un examen visuel. Une ségrégation de l'adjuvant peut être tolérée . Les limites fixées par le fabricant doivent être respectées.

La couleur

Elle est évaluée par un examen visuel, elle doit être uniforme et similaire à la description fournie par le fabricant

Le composant actif

II est analysé par infrarouge selon la norme NF EN 480‑6 ; le spectre du composant actif doit être reconnaissable.

La densité relative

Elle est mesurée selon la norme ISO 758.et doit être encadrée dans une moyenne définie

L'extrait sec conventionnel

C’est le taux de matières sèches compris dans l’adjuvant. Mesuré selon EN 480-8

La valeur du pH

II détermine le caractère acide ou basique à ± 1 près de l'adjuvant. II est mesuré selon la norme ISO 4316.

L’effet sur le temps de prise au dosage maximal recommandé

Les résultats doivent être indiqués dans le rapport selon EN 934-2

La teneur en chlore total

Mesurée selon ISO 1158 , elle doit être ≤0 ,1% en masse, ou à la valeur indiquée par le fabricant

La teneur en chlorures solubles

Mesurée selon EN 480-10, elle doit être ≤0 ,1% en masse, ou à la valeur indiquée par le fabricant

La teneur en alcalins

Exprimée en Na2O équivalent, elle est mesurée selon la norme NF EN 480‑12.

Le comportement à la corrosion

Un adjuvant ne doit pas favoriser la corrosion de l'acier enrobé dans le béton.

prescriptions complémentaires définissant les paramètres du béton j

Familles Propriétés Prescriptions complémentaires

d'adjuvants

_______________________________________________________________________________________

Réduction d'eau ‑ Pour le béton adjuvanté : ≥ 5 % par rapport au béton témoin.

Plastifiant/ Résistance à la compression - A 7 jours et à 28 jours : béton adjuvanté ≥110 % du béton témoin.

Réducteur d’eau Teneur en air du béton frais ‑ Pour le béton adjuvanté : ≤ 2 % en volume au dessus de celle du béton témoin, sauf indication contraire du fabricant

(à consistance égale)

_____________________________________________________________________________________________________

Réduction d'eau Pour le béton adjuvanté : ≥ 12 % par rapport au béton témoin.

Super Résistance à la compression ‑A 1 jour : béton adjuvanté ≥ 140 % du béton témoin.

plastifiant ‑A 28 jours : béton adjuvanté ≥ 115 % du béton témoin.

Haut réducteur d’eau Teneur en air dans le béton frais ‑ Pour le béton adjuvanté : ≤ 2 % en volume au dessus de celle du béton témoin, sauf indication contraire du fabricant

(à consistance égale)

_____________________________________________________________________________________________________

Augmentation de la consistance ‑ Augmentation de l'affaissement ≥ 120 mm par rapport aux (30 +/‑10) mm initiaux.

‑ Augmentation de l'étalement ≥ 160 mm par rapport aux (350 +/‑ 20) mm initiaux.

Super- Maintien de la consistance ‑ 30 minutes après l'ajout, la consistance du béton adjuvanté ne doit pas tomber au dessous de la valeur initiale de la consistance du béton témoin.

Plastifiant

Haut réducteur d’eau Résistance à la compression - A 28 Jours : béton adjuvanté ≥ 90 % du béton témoin.

Teneur en air dans le béton frais - Pour le béton adjuvanté : ≤ 2 % en volume au dessus de celle du béton témoin, sauf indication contraire du fabricant

(à rapport E/C égal)

______________________________________________________________________________________

Ressuage - Pour le béton adjuvanté: ≤ 50 % de celui du béton témoin.

Rétenteur Résistance à la compression ‑ A 28 jours : béton adjuvanté ≥ 80 % du béton témoin.

d'eau Teneur en air du béton frais ‑ Pour le béton adjuvanté : ≤ 2 % en volume au dessus de celle du béton témoin, sauf indication contraire (à consistance égale) du fabricant

_____________________________________________________________________________________

Teneur en air du béton frais ‑ Pour le béton adjuvanté : ≥ 2,5 % en volume au dessus du béton témoin.

‑ Teneur en air total : 4 à 6 % en volume.

Entraîneur

d'air Caractéristiques des vides d'air - Facteur d'espacement dans le béton adjuvanté : ≤ 0,200 mm.

dans le béton durci

Résistance à la compression -A 28 jours : béton adjuvanté ≥ 75 % du béton témoin.

(à consistance égale)

_______________________________________________________________________________________

Temps de début de prise ‑ A 20°C : pour le mortier adjuvanté : ≥ 30 minutes.

‑ A 5°C : pour le mortier adjuvanté : ≤ 60 % de celui du mortier témoin.

Accélérateur Résistance à la compression ‑ A 28 jours : béton adjuvanté ≥ 80 % du béton témoin.

de prise ‑ A 90 jours : béton adjuvanté ≥ au béton adjuvanté à 28 jours.

Teneur en air du béton frais - Pour le béton adjuvanté : ≤ 2 % en volume au dessus de celle du béton témoin, sauf indication contraire du fabricant

(à consistance égale)

_______________________________________________________________________________________

Résistance à la compression ‑ A 20°C et 24 heures : béton adjuvanté ≥ 120 % du béton témoin.

Accélérateur ‑ A 20°C et 28 jours : béton adjuvanté ≥ 90 % du béton témoin.

de ‑ A 5°C et 48 heures : béton adjuvanté ≥ 130 % du béton témoin.

durcissement

Teneur en air du béton frais - Pour le béton adjuvanté : ≤ 2 % en volume au dessus de celle du béton témoin, sauf indication

contraire du fabricant

(à consistance égale)

_______________________________________________________________________________________

Temps de prise -Début de prise : pour le mortier adjuvanté : ≥ à celui du mortier témoin + 90 minutes.

-Fin de prise : pour le mortier adjuvanté : ≤ à celui du mortier témoin + 360 minutes.

Retardateur Résistance à la compression ‑ A 7 jours : béton adjuvanté ≥ 80 % du béton témoin,

de prise

‑ A 28 jours : béton adjuvanté : ≥ 90 % du béton témoin.

Teneur en air du béton frais -Pour le béton adjuvanté : ≤ 2 % en volume au‑dessus de celle du béton témoin, sauf indication

contraire du fabricant

(à consistance égale)

______________________________________________________________________________________

Absorption capillaire ‑ Essai sur 7 jours, après 7 jours de conservation : pour le mortier adjuvanté : ≤ 50 % en masse du mortier témoin

Hydrofuge ‑ Essai sur 28 jours, après 90 jours de conservation : pour le mortier adjuvanté: ≤ 60 % en masse du mortier témoin

de masse Résistance à la compression - A 28 jours : béton adjuvanté ≥ 85 % du béton témoin.

Teneur en air du béton frais - Pour le béton adjuvanté ≤ 2% en volume au dessus de celle du béton témoin ,sauf indication contraire du fabricant

(à consistance ou E/C égal)-

13 -EN CONCLUSION

On peut affirmer que l'utilisation des adjuvants dans l'industrie du béton a littéralement bouleversé la technologie de ce matériau. Les adjuvants permettent :

Un contrôle de l'ouvrabilité du béton afin de pallier aux problèmes engendrés par les délais de transport ou de mise en oeuvre

Une mise en oeuvre par pompage

Une accélération de la rotation des coffrages

Un temps de mûrissement restreint etc ....

L'implantation des adjuvants sur le marché a permis de faire naître une nouvelle génération de bétons plus durables, pratiquement exempts de porosité , mais surtout de rendre les bétons conventionnels plus faciles à mettre en œuvre

La nouvelle norme Européenne confirme et rationalise leur usage au meilleur profit de l’utilisateur final

14 -BIBLIOGRAPHIE

Organismes qui sont impliqués dans le domaine des adjuvants:

SYNAD Syndicat des producteurs d’adjuvants 3 rue Alfred Roll 75849 PARIS CEDEX 17

CERIB Centre de recherche de l’industrie du béton à Epernon 28

Ecole Française du béton/Cimbéton 7 place de la Défense 92974 Paris La Défense cedex

Documentation sur les adjuvants et les bétons (liste non exhaustive)

Norme NF EN 934-2 diffusée par l’AFNOR , Tour Europe Paris La Défense

La durabilité des bétons par J Baron et J.P. Ollivier Presses des Ponts et Chaussées

Les bétons à haute performances par Y.Malier « «

La corrosion et la protection des aciers dans les bétons « «

Construire avec les bétons ouvrage CIMBETON Editions du Moniteur

Nouveau guide du béton G.Dreux et J.Festa Editions Eyrolles

La pratique des ciments mortiers et bétons M.Venuat Editions du Moniteur

15 - Lexique de certains termes du domaine des bétons adjuvantés

BAP Béton auto-plaçant ne nécessitant pas de vibration pour sa mise en place

BHP Béton de résistance mécanique comprise entre 60 et 100 Mpa

BTHP Béton à très haute résistance mécanique > 100 MPa

Compacité Rapport entre le volume théorique sans vide, et le volume apparent

Fines Eléments fins de dimension< 0,063 mm.

Fluage Déformation lente et irréversible du béton sous son propre poids, ou sous charge

Fluidifiant =Superplastifiant

Ressuage Remontée d’eau en surface d’un dallage si manque de cohésion du béton (si mauvaise formule)

Slump valeur en centimètre de l’affaissement d’un cône de béton réalisé à l’aide d’un cône métallique appelé « cône d’Abrams »