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Le contrôle des bétons
Laboratoire Régional des Ponts etChaussées de Toulouse
CETE du Sud-Ouest
Sandrine MARNAC et Marc DUMON
La norme NF EN 206-1
La norme NF EN 206-1 est applicable à tous les bétons de structure
• Les BPS = bétons à propriétés spécifiés• Les BCP = bétons à composition prescrite • Concernent :
– Le BPE– Les éléments préfabriqués– Les bétons fabriqués sur chantier
BPS • Classe de résistance à la compression
• Dimension maximale granulats
• Classe de teneur en chlorure
• Classe de consistance
Spécifications du client-prescripteur
et Garanties du producteur (Cas courant)
• Classe d’exposition
Béton pour lequel les propriétés requises et les caractéristiques supplémentaires sont spécifiées au producteur qui est responsable de fournir un béton qui satisfait à ces propriétés requises et à ces caractéristiques supplémentaires
Spécifications du client-prescripteur
BCPEtude • Dosage en ciment, type et classe
• E/C ou consistance (classe, valeur cible)
• Type, catégorie et % chlorures granulats
• Type et quantité d’adjuvants ou additions
• Origine des ciments, adjuvants ou additions
• D maxi granulats + limites de fuseaux
• Exigence de conformité à l’EN 206-1Réservé aux clients-prescripteurs expérimentés
Si formulation incomplète => le BCP est défini dans une norme (DTU 21)
L’engagement du producteur est limité au respect de la composition
Béton pour lequel la composition du béton et les constituants à utiliser sont spécifiés au producteur qui est responsable de fournir un béton respectant cette composition prescrite
Dénomination normalisée des bétons
BPS C30/37 XF1 CEMI52,5 385 Cl 0,20 S4 Dmax
22,4
Résistances mécaniques en
compression à 28 jours sur
cylindres/cubes
classed'exposition diamètre du
plus gros granulat
classe d'affaissement
classe de chlorures
dosage en ciment
type de ciment
béton à propriétés spécifiées
ÉprouvettesCylindriques / Cubiques
1515
15
16
32
11
22
Dmax ≤ 22,4 mm
avec coefficient correcteur
1010
10
(§ NA 5.5.1.1)
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
Résistances caractéristiques
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
Classes de résistance à la compression
Résistance caractéristique minimale sur cylindres (150
mm)
Résistance caractéristique minimale sur
cubes (150 mm)
C8/10 8 10
C12/15 12 15
C16/20 16 20
C20/25 20 25
C25/30 25 30
C30/37 30 37
C35/45 35 45
C40/50 40 50
C45/55 45 55
C50/60 50 60
C55/67 55 67
C60/75 60 75
C70/85 70 85
C80/95 80 95
C90/105 90 105
C100/115 100 115
Classe de résistance
30 MPa
C25/30
(béton normal ou béton lourd)
Cube
(Tableau 7)25 MPa
Cylindre
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
Cl 1,0
Cl 0,40
Cl 0,65
(% ions Cl- / masse de ciment)
Classes
BA 0,40 %
BA 0,65 %
NA 1,00 %
maxi
BP 0,20 %
CEM III
Cl 0,20
(§ 5.2.7)
Classes de chlorures
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
Selon la NF EN 206-1, les fréquences de contrôles et les critères de conformité sont exigés pour tous les bétons des familles ou de la famille élargie
Dans tous les cas (certification ou non) :Le respect des fréquences de contrôle par le producteur est obligatoire pour pouvoir déclarer la conformité de ses bétons à la norme
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
Généralités
Le producteur est responsable de l'évaluation de la conformité par rapport aux propriétés spécifiées du béton.
En général, le contrôle de production est
vérifié par des organismes d''inspection et de certification pour les centrales certifiées (marque NF BPE)
L'évaluation de la conformité doit se faire à partir des résultats d'essais obtenus au cours d'une période d'évaluation qui ne doit pas dépasser les douze derniers mois.
La conformité est évaluée sur des éprouvettes écrasées à 28 jours.
Si la résistance est spécifiée pour un âge différent, la conformité est évaluée sur des éprouvettes écrasées à l’âge spécifié.
Généralités
Tous les bétons doivent être soumis au contrôle de production sous la responsabilité du producteur.
La responsabilité et l'implication des membres du
personnel en charge de la gestion, de l'exécution et de la vérification de la qualité du béton doivent être définis.
Les missions de ces derniers sont consignées dans le manuel d'assurance qualité.
Généralités
Le système de contrôle de production doit être passé en revue au moins tous les deux ans par la direction du producteur pour s'assurer de son aptitude à l'emploi et de son efficacité (revue de direction)
Toutes les données se rapportant au contrôle de production doivent être enregistrées (registres n°1 et 3)
Généralités
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L’essai initial (Annexe A) :
• Il doit démontrer que le béton respecte les exigences spécifiées :
A l’état frais
A l’état durci
• Réalisé avant d’utiliser
un nouveau béton
une nouvelle famille de béton
• Alternatives possibles à cet essai
Données recueillies sur la base d’essais précédents
Expérience acquise sur une durée conséquente
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
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L’essai initial (Annexe A) :
• Conditions d’essai
entre 15°C et 22°C (ou T° proche des conditions d’emploi)
sur 3 gâchées (min) et donc 3 éprouvettes (min)
résultat de l’essai = moyenne de la résistance des gâchées ou charges
• Si l’essai porte sur une famille, le nombre de formules à échantillonner doit couvrir la gamme des compositions
(dans ce cas le nombre de gâchées par formule peut être ramené à 1)
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
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Fréquence de contrôle de conformité
• Un jour de production :
au moins 50 m3
si la production est inférieure à 50 m3/j => cumul des jours nécessaires pour produire 50m3
• Une semaine de production :
Définitions de durées :
une période de 7 journées consécutives comprenant au moins 5 jours de production, ou une période plus longue pour arriver à 5 jours de production.
(§ NA.8.2.1.2)
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
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Critères de conformité pour la résistance à la compression • L’évaluation se fait sur des éprouvettes essayées à 28 jours
Continue
Initiale
Production
≥ fck – 4≥ fck + 1.48 σ≥15
≥ fck – 4≥ fck + 43
Tout résultat individuel (fci) N/mm2
Moyenne de n résultats (ftm) N/mm2
Critère2Critère 1Nombre n de résultats sur le volume défini
• Pour une famille de béton :
•Le critère 1 s’applique au béton de référence y compris les résultats transposés•Le critère 2 s’applique à chaque résultat individuel
Non conforme si l’un des deux critères n’est pas respecté
(Tableau 14)
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
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Critères de conformité pour la résistance à la traction par fendage
Lorsque cette résistance est spécifiée, l’évaluation se fait sur des éprouvettes essayées à 28 jours
Non conforme si l’un des deux critères n’est pas respecté
Continue
Initiale
Production
≥ ftk – 0.5≥ ftk + 1.48 σ≥ 15
≥ ftk – 0.5≥ ftk + 0.53
Tout résultat individuel (fti) N/mm2
Moyenne de n résultats (ftm) N/mm2
Critère2Critère 1Nombre n de résultats sur le volume défini
(Tableau 16)
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
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Actions à entreprendre en cas de non-conformité du produit
• Le producteur doit:
Prendre des mesures correctrices si les contre-essais valident la non-conformité , (ex : passage en revue de direction des procédures de contrôle de production concernées)
Avertir le prescripteur et l’utilisateur , si la non-conformité à la spécification (non évidente à la livraison) est confirmée,
Vérifier les résultats d’essai non conformes, et s’ils sont validés prendre des mesures pour éliminer les erreurs,
Consigner les actions concernant les points précédents
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
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Test d’identification pour la résistance à la compression
• Plan d’échantillonnage, sont définis : Le volume de béton à tester Le nombre d’échantillons à prélever (sur différentes gâchées ou charges)
Indique si le volume particulier de béton défini est conforme à la classe de résistance
• Les éprouvettes : Sont préparées et conservées selon la norme NF EN 12390-2.Détermination de la résistance à la compression selon la norme NF EN 12390-3Résultat = moyenne de 2 éprouvettes (au moins) Si l’étendue des résultats > 15 % de la moyenne, les résultats sont écartés sauf justification
En cas de doute sur la qualité d’un lot
Désignations, spécifications et modalités de contrôle des bétons
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Famille de base :Ensemble de compositions de bétons utilisant le même ciment et la même addition de type II (CV,laitier, fumée de silice).
Famille élargieFamille élargie (possible si NF)(possible si NF) :- BPS conformes à la NF EN 206-1
Et - classe de résistance C8/10 à C55/67Et - ni « légers » ni « lourds ».
Famille de bétons
La constitution des familles est de la responsabilité du producteur
Contrôle des bétons : notion de famille
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Sélection de la famille de béton
• Les dispositions recommandées lors de la sélection d’une famille quand l’expérience du concept de famille est limitée sont :
Granulats similaires (géologie, type) et additions de type 1
Béton sans et avec adjuvants réducteur d’eau/plastifiant
Ciment d’un seul type, d’une seule classe de résistance, d’une seule origine
Toute la gamme des classes de consistance
Bétons dans un domaine limité de classes de résistances
• Les bétons contenant des additions de type 2 feront partie d’une autre famille
• Les bétons contenant des adjuvants modifiant la résistance à la compression sont traités isolements ou en famille séparée.
Contrôle des bétons : notion de famille
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Familles : modalités d’application dans le cadre de la certification
• La notion de famille peut être élargie Ex : famille = ensemble des bétons courants de l’unité de production dans la limite du respect de la notion de famille
Si la famille est élargie à des bétons formulés avec différents ciments (famille de bétons NF uniquement),
- vérification de σ sur les bétons produits avec le ciment le plus utilisé. - dans ce cas les bétons produits avec d’autres ciments feront l’objet d’essais initiaux et d’essais périodiques avec prélèvement tous les 400 m3
Il ne peut être intégrer des bétons lourds/ légers avec des bétons courants
Contrôle des bétons : notion de famille élargie
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Notion de famille
Conditions nécessaires à l’utilisation de la notion de famille-Méthodes et règles de formulation-Règles de passage
Conditions supplémentaires pour l’utilisation de la notion de famille élargie
-Certification de produits accréditée (marque NF BPE).
Contrôle des bétons : notion de famille
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Conditions nécessaires à l’utilisation de la notion de famille
-Méthodes et règles de formulation
1 – Créations de formules de béton
• Pas d’expérience : formulation puis validation par essais
• Expérience sur même type de béton : utilisation des résultats des essais antérieurs, de l’expérience du producteur et/ou d’outils de formulation documentés
utilisation d’une méthode de transposition, essai réalisé/essai de référence
validation par essais
Contrôle des bétons : notion de famille
Nécessité :
-> d’un échantillonnage sur chaque famille et sur l’ensemble de la gamme des bétons produits dans une famille,
-> du contrôle de tous les membres d’une famille
Un béton de référence (BR) est choisi:
-> en milieu de gamme de béton d’une famille,-> ou le plus couramment produit
Contrôle des bétons : notion de béton de référence (BR)
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Conditions nécessaires à l’utilisation de la notion de famille
-Méthodes et règles de formulation
4 – Constitution d’une famille selon les critères suivants :
• Définir les limites
Gamme et classe de résistance
Classe et type de ciment
Types de granulats …
• Choisir le béton de référence (BR) (généralement un des plus fabriqués)
• Affecter les BPS aux familles (en fonction des résistances)
Contrôle des bétons : règles de transposition
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Conditions nécessaires à l’utilisation de la notion de famille
-Règles de passage
But : à partir d’1 valeur pour 1 béton de la famille (essais physiques)
Calculer une valeur équivalente pour le béton de référence (BR)
3 méthodes :
1. Méthode mathématique
2. Méthode linéaire
3. Méthode proportionnelle
Contrôle des bétons : règles de transposition
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• Relation mathématique Rc=Κ / exp (2.5 E/C) , Κ=135
Conditions nécessaires à l’utilisation de la notion de famille
-Règles de passage
•béton de référence (BR) : C 20/25
Calcul E/C pour 20 MPa 20=135/exp (2.5 E/C) 0.76
•béton contrôlé : C 16/20
Calcul E/C pour 16 MPa 16=135/exp (2.5 E/C) 0.85
•Résistance du béton contrôlé = 21.7 MPa
Calcul E/C pour 21.7 MPa 21.7=135/exp (2.5 E/C) 0.73
Contrôle des bétons : règles de transposition
32
1. Méthode linéaire
Conditions nécessaires à l’utilisation de la notion de famille-Règles de passage
•Détermination de la ≠ de résistance entre :
a/ Résistance testée et classe de résistance
Ex: Béton de référence (BR) C 25/30, Résistance visée = 32 MPa
b/ Résistance testée et la résistance visée
Ex: Béton testé C 30/37, Résistance visée = 38 MPa
Résistance au cylindre = 39.7 MPa
Résistance transposée = 39.7-30+25 = 34.7 MPa
Résistance transposée = 39.7-38+32 = 33.7 MPa
Contrôle des bétons : règles de transposition
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1. Méthode proportionnelle
Conditions nécessaires à l’utilisation de la notion de famille-Règles de passage
•Détermination d’un rapport proportionnel entre:
a/ la classe de résistance du béton testé et celle du béton de référence
Ex: Béton de référence (BR) C 25/30, Résistance visée = 32 MPa
b/ la résistance visée du béton testé et celle du béton de référence
Ex: Béton testé C 30/37, Résistance visée = 38 MPa
Résistance au cylindre = 39.7 MPa
Résistance transposée = (25/30)*39.7 = 33.1 MPa
Résistance transposée = (32/38)*39.7 = 33.4 MPa
Contrôle des bétons : règles de transposition
34
Évaluation d’un membre et conformité d’une famille
Production initiale d’un béton ou d’une famille de bétons :
jusqu’à l’obtention d’au moins 35 résultats
3ème Etape : conformité de la famille
La moyenne de chaque groupe de 3 résultats transposés vérifie :
•Production initiale : fcmT ≥ fckBR + 4 (critère 1)
Contrôle des bétons : évaluation de la conformité
Production initiale
35
Contrôle des bétons : évaluation de la conformité
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Évaluation d’un membre et conformité d’une famille
1ère Etape : vérification du résultat individuel
2ème Etape : vérification de l’appartenance à la familleChaque membre de la famille vérifie :fcm ≥ fck + k (critère 3)
2.5
5
321-1k
6432Nombre d’essais n
Chaque résultat d’essai individuel vérifie •fci ≥ fck – 4 (critère 2)
Production continue
Contrôle des bétons : évaluation de la conformité
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Évaluation d’un membre, vérification du σ
3ème Etape : conformité de la famille
La moyenne des n résultats transposés (n≥15) vérifie :• fcmT ≥ fckBR + 1.48 σ (critère 1)
4ème Etape : Vérification de σA partir des résultats des 15 derniers essais
0.63 σ ≤S15≤ 1.37 σ
Si S 15 est en dehors de ces limites, redéfinir σ à partir des 35 derniers essais
La nouvelle valeur de σ peut être estimée à partir d’un système continu et cette valeur est adoptée. La sensibilité de la méthode doit être équivalente à ce qui est obtenu par calcul.
la famille est déclarée conforme sur la période d’évaluation si les étapes 1, 2 et 3 sont vérifiées
Contrôle des bétons : évaluation de la conformité
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Contrôle de conformité de la famille (production) A 28 jours chaque résultat individuel d’essai est égal ou supérieur à celui spécifié (fck – 4)
Déclarer la gâchée ou la charge non conforme
NON
Déclarer la famille non conforme sur la période d’évaluation
NON
Supprimer ce membre dans la famille et l’évaluer comme un béton isolé
NONPour chaque membre de la famille soumis à l’essai, vérifier à chaque période d’évaluation si le membre appartient à la famille d’après le critère de confirmation
A chaque période d’évaluation : fcmT ≥ fckBR + 1.48 σ
Déclarer la famille conforme sur la période d’évaluation
Contrôle des bétons : évaluation de la conformité