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Centre Scientifique et Technique de la Construction

25/04/2018

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Adjuvants pour béton : développements récents 2005/02.01

De récents développements dans le domaine des adjuvants ont ouvert de nouvelles possibilités d'utilisation au béton. Ces produits offrent en effet de multiples avantages. En revanche, l'obtention d'une amélioration des performances du béton nécessite une bonne connaissance des effets secondaires des produits utilisés.

Superplastifiants

Les superplastifiants permettent d'augmenter l'ouvrabilité d'un béton sans y ajouter d'eau (préjudiciable à sa résistance en compression et à sa durabilité), de réduire sa teneur en eau sans modifier son ouvrabilité ou de cumuler les deux effets.

Après les superplastifiants de première génération, avec les lignosulfonates, et de deuxième génération, à base de mélamine (ou naphtalène) sulfonate, une nouvelle génération de produits est apparue : les éthers de polycarboxylate (PCE). Les PCE sont non seulement chimiquement différents des générations précédentes, mais ils ont également une action différente, puisqu'ils dispersent le ciment par encombrement stérique entre les particules, plutôt que par répulsion électrostatique.


Les superplastifiants sont employés pour le pompage des bétons sur de grandes distances.
L'arrivée des PCE a été capitale pour le développement des bétons autocompactants. Ceux-ci permettent d'appliquer des méthodes de construction innovatrices et de réparer d'anciennes structures dont la complexité géométrique et la difficulté d'accès pouvaient antérieurement empêcher l'utilisation de béton. Ces bétons, s'écoulant sur de longues distances, sont aptes à combler des vides qui auraient été inaccessibles autrement. Mis en place sans être vibrés, ils permettent de remplir des formes complexes ou à densité d'armatures élevée, tout en nécessitant cependant une finition et une cure adéquates.

Accélérateurs de prise et/ou de durcissement non chlorés

La prise du béton est ralentie lorsque la température diminue. Les accélérateurs de prise et / ou de durcissement permettent d'accroître la vitesse d'hydratation des mortiers et des bétons, ce qui est nécessaire en particulier lors du bétonnage par temps froid. Ils offrent également l'avantage de raccourcir le délai de décoffrage.

Le chlorure de calcium est l'accélérateur le plus couramment utilisé en Belgique. Avec la publication de la nouvelle norme sur les bétons (NBN EN 206-1), les habitudes devront changer. En effet, vu les problèmes de corrosion pouvant être initiés par les chlorures, cette norme stipule qu'il est dorénavant interdit d'utiliser du chlorure de calcium dans les bétons armés et précontraints, ainsi que dans les bétons contenant des éléments métalliques.

Il existe aujourd'hui des accélérateurs de prise et de durcissement non chlorés. La littérature mentionne :

Inhibiteurs de corrosion

Hormis leur rôle d'accélérateur de prise, les nitrites de calcium et de sodium sont les plus anciens inhibiteurs de corrosion utilisés dans le béton. Ces produits se retrouvent dans de nombreuses applications aux USA et au Japon, où ils ont prouvé leur efficacité. En oxydant le fer, les nitrites ont une action «passivante» sur les armatures. En raison de certaines craintes quant à leur toxicité, ils sont cependant moins utilisés en Europe.

De nouveaux inhibiteurs, composés organiques, sont apparus récemment sur le marché. Leur mécanisme d'action repose sur l'adsorption à la surface du métal, entraînant la formation d'un film organique sur l'acier. Ce film établirait une barrière contre les attaques chimiques et électrochimiques des armatures. Une recherche a été menée au CSTC afin de vérifier l'efficacité réelle de ces produits.

Réducteurs de retrait

Le mécanisme d'action des réducteurs de retrait est basé sur le principe de réduction de la tension superficielle. Il est donc tout à fait différent de celui des adjuvants compensateurs de retrait, qui provoquent une expansion de la pâte de ciment.

Une recherche menée au CSTC en collaboration avec le CRIC portait sur six réducteurs de retrait commercialisés. Les mesures d'angle de contact de solutions extraites de pâtes de ciment comprenant ces réducteurs de retrait ont montré que ceux-ci diminuent la tension superficielle de l'eau présente dans le ciment. Les produits testés peuvent réduire le retrait de séchage et le retrait chimique jusqu'à 65 % à 28 jours.

Dans le cadre d'une autre recherche conduite au CSTC, des mesures de retrait endogène de bétons à hautes performances ont montré une réduction de 40 % du retrait endogène après 6 jours en cas d'utilisation d'un réducteur de retrait.

Certains effets secondaires liés à l'usage de réducteurs de retrait ont également été mis en évidence (augmentation de l'ouvrabilité, de la quantité d'air entraîné, du temps de prise, baisse de la résistance en compression).




(*) Guidance technologique 'Mise en œuvre des bétons spéciaux' subsidiée par la DGTRE en Région wallonne et par l'IWT en Région flamande.



  • V. Dieryck, ir., conseiller technologique (*)
    chef adjoint du laboratoire 'Technologie du béton', CSTC
  • J. Desmyter, ir., conseiller technologique (*)
    chef de la division 'Technologie et Environnement', CSTC
  • C. Bleiman, dr. ir., directeur du CRIC
 
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