Comment doit-on ajuster les mélanges de béton avec des fibres macrosynthétiques ?

Les bases

Lorsque nous parlons d’une conception de mélange de béton standard, il y a quatre ingrédients principaux : Le ciment, les granulats grossiers, les granulats fins et l’eau. Les proportions de ces matériaux sont dictées par les spécifications du projet ainsi que par les propriétés physiques des ingrédients. En plus des ingrédients standard, des adjuvants et des additifs peuvent être inclus dans le mélange de béton pour obtenir des propriétés spécifiques. Les adjuvants sont par exemple des entraîneurs d’air, des réducteurs d’eau et des accélérateurs. Les exemples d’additifs sont la fumée de silice, les cendres volantes et la couleur.Pour connaître les proportions à respecter pour le béton cliquer sur dosage beton dalle

Quand et pourquoi devons-nous ajuster le mélange de béton ?

Nous devons revoir et potentiellement ajuster la conception du mélange de béton lorsque des fibres macrosynthétiques sont introduites dans la matrice en raison totale de la surface de la fibre macrosynthétique introduite aux niveaux de dosage plus élevés.

Le taux de dosage standard pour les fibres microsynthétiques est de 0,5 à 1,5 pcy. À ce niveau de dosage, il est rare que le mortier soit insuffisant pour enrober le gros agrégat et les fibres microsynthétiques, et il n’est donc pas nécessaire d’ajuster les proportions du mélange.

Toutefois, la plupart des avantages techniques définis attribuables aux fibres macrosynthétiques sont obtenus lorsque le niveau de dosage est de 3,0 à 11,0 pcy. Ce taux de dosage plus élevé signifie une augmentation de la surface de la fibre que le composant de la matrice de mortier du mélange de béton doit pouvoir revêtir.

Les fibres ne seront pas performantes si elles ne sont pas ancrées dans le béton. Pour être ancrées dans le béton, les fibres doivent être encapsulées dans le mortier ; c’est ainsi que la liaison mécanique est créée. Il devient très apparent par une inspection visuelle quand un ajustement doit être envisagé. Si, en regardant le mélange, seuls les agrégats grossiers et les fibres semblent être visibles, alors il y a un besoin d’augmenter la fraction de mortier.

Un exemple typique d’ajustement de mélange

Pour démontrer la mécanique de l’ajustement d’un mélange de béton, nous allons passer par les calculs que l’on rencontrerait typiquement pour ajuster une conception de mélange. Cet exercice vise à illustrer ce que les personnes instruites dans l’art feraient pour commencer le processus d’ajustement des proportions du mélange.

Pour cet exemple, la conception initiale du mélange est la suivante :

  • Le granulat grossier est une pierre concassée ASTM #57 (1″ à #4) avec une gravité spécifique sèche en vrac de 2,75. Le poids unitaire compact sec de la pierre est de 102 pcf.
  • L’agrégat fin est un sable naturel répondant à la granulométrie d’un sable à béton ASTM avec une gravité spécifique sèche en vrac de 2,62.
  • Le ciment est un Portland de type I avec une gravité spécifique de 3.15.
  • La résistance à la compression à 28 jours souhaitée est de 4 000 psi.

Il s’agira d’un mélange sans air, et nous utiliserons un réducteur d’eau à haut rendement (HRWR) pour améliorer la maniabilité sans affecter négativement le rapport eau-ciment. La fibre macrosynthétique sera soit FiberForce 650 (fibres macrosynthétiques à ruban gaufré), Performance Plus DOT (mélange macrosynthétique fibré) ou Macro-Pro (fibres macrosynthétiques fibrillées hautement modifiées).

 

Notes d’ajustement supplémentaires

A mesure que le niveau de dosage des fibres macrosynthétiques augmente de 3,0 pcy à 4,0 pcy et plus, la quantité de granulats grossiers remplacés peut devoir être augmentée. Ceci est en relation directe avec l’augmentation de la surface introduite par la fibre.

Notre exemple ne montre pas tous les calculs réels nécessaires pour effectuer ces changements. Un certain nombre d’autres facteurs pourraient contribuer à l’ajustement des poids, y compris la gradation du granulat grossier, le module de finesse du sable et, s’il est utilisé, si les cendres volantes sont de type  » C  » ou  » F « .

Ce qui est important lorsque nous concevons un mélange de béton, c’est que le volume total des ingrédients donnera environ 27,3 pieds cubes par verge cube (sur papier). Accordé, la plupart des mélangeurs prêts à l’emploi visent probablement 27,0 pieds cubes par verge cube, ce qui est acceptable. Ce qui n’est pas acceptable, c’est que le rendement soit inférieur à 27 pieds cubes par verge cube.

En conclusion, chaque fois que FiberForce 650, Performance Plus DOT ou Macro-Pro est spécifié à un taux de dosage de 3,0 pcy ou plus, il est important que la conception du mélange de béton soit revue. Il est recommandé d’effectuer des mélanges d’essai préparés dans le laboratoire de la bétonnière afin que l’entrepreneur en béton et le professionnel des mélanges prêts à l’emploi puissent observer la consistance et la maniabilité du mélange.

 

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