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4. Caractéristiques physiques et mécaniques - …

234. Caract ristiques physiques et m caniques chelle 1/1 Aspect et structureC est la pr sence de nombreuses cellules minuscules qui d termine la structure du b ton est fabriqu en diff rentes masses volumiques pou-vant varier entre 350 et 650 kg/m3 (b ton ordinaire : 2400 kg/m3).,ES CELLULES OCCUPENT DU VOLUME TOTAL On distingue deux sortes de cellules : les macrocellules (0,5 - 2 mm) form es lors du d gagement d hydrog ne et les microcellules, de dimension capillaire, form es lors de l expansion de la masse et r parties dans la partie consistante de cette un b ton cellulaire de 450 kg/m3, la r partition en volume des cellules est de :s -ACROCELLULES s -ICROCELLULES CAPILLAIRES R PARTIES DANS LA MASSE SOLIDE !U TOTAL LE VOLUME D AIR REPR SENTE DONC DU volu me du b ton cellulaire, tandis que la masse solide EST DE 1 m3 de mati res premi res permet donc de produire 5 m3 de mat riau de ma onnerie en b ton tr s grande conomie de mati res premi res est l un des aspects cologiques du b ton titre d information, la surface des cellules dans 1 kg de b ton cellulaire est de 20 m2.

24 4. C ARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES ET MÉCANIQUES Il est extrêmement important que les cellules soient petites, sphériques et réparties de façon très homogène

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1 234. Caract ristiques physiques et m caniques chelle 1/1 Aspect et structureC est la pr sence de nombreuses cellules minuscules qui d termine la structure du b ton est fabriqu en diff rentes masses volumiques pou-vant varier entre 350 et 650 kg/m3 (b ton ordinaire : 2400 kg/m3).,ES CELLULES OCCUPENT DU VOLUME TOTAL On distingue deux sortes de cellules : les macrocellules (0,5 - 2 mm) form es lors du d gagement d hydrog ne et les microcellules, de dimension capillaire, form es lors de l expansion de la masse et r parties dans la partie consistante de cette un b ton cellulaire de 450 kg/m3, la r partition en volume des cellules est de :s -ACROCELLULES s -ICROCELLULES CAPILLAIRES R PARTIES DANS LA MASSE SOLIDE !U TOTAL LE VOLUME D AIR REPR SENTE DONC DU volu me du b ton cellulaire, tandis que la masse solide EST DE 1 m3 de mati res premi res permet donc de produire 5 m3 de mat riau de ma onnerie en b ton tr s grande conomie de mati res premi res est l un des aspects cologiques du b ton titre d information, la surface des cellules dans 1 kg de b ton cellulaire est de 20 m2.

2 Report e au m3, elle est de +/- solidemicrocellulesmacrocellulesdiam tre (mm)VOLUME CUMUL DES CELLULES R partition des cellules en fonction de leur diam tre244. CARACT RISTIQUES physiques ET M CANIQUESIl est extr mement important que les cellules soient petites, sph riques et r parties de fa on tr s homog ne dans la masse. Les grandes cellules affaiblissent la r sistance car le transfert des contraintes se r alise au travers des parois des cellules. Au plus grandes elles sont, au plus grande est la concentration des contrain-tes dans les parois. Ceci contrairement ce qui se passe dans un b ton ordinaire o le tranfert des efforts se fait au travers des granulats, le ciment servant de liant entre les agr adaptant minutieusement la recette de fabrication, on peut modifier le diam tre et le nombre de cellules (toujours ferm es) et adapter la masse volumique (de 350 650 kg/m3)B ton cellulairevolume x 5 Mati res premi res25 Classe S Crit res S 400 350 kg/m3 b S < 400 kg/m3 S 450 400 kg/m3 b S < 450 kg/m3 S 550 500 kg/m3 b S < 550 kg/m3 S 650 600 kg/m3 b S < 650 kg/m3 Cat gories l ments arm s :Sur demande, d autres cat gories peuvent tre produi-tes par les fabricants.

3 Cat gories blocs : Classe f (N/mm2) f2 fbm 2 f3 fbm 3 f4 fbm 4 f5 fbm 5 D signation Classe f (N/mm2) Classe S (kg/m3) CC3/500 3 400 b S < 500 CC4/600 4 500 b S < 600 Masse volumique s che apparenteLes normes belges PTV 21-002 (blocs) NBN B 21-004 ( l ments arm s)et les normes europ ennes NBN EN 771-4 (blocs) NBN EN 12602 ( l ments arm s),classifient qualitativement le b ton cellulaire en cat go-ries en fonction de leur masse volumique s che appa-rente (classe S) et de leur r sistance la compression (classe f).R sistance moyenne la compression (fbm)Les diff rentes cat gories sont d sign es par la lettre C pour les blocs et CC pour les l ments arm s, suivi de l indication de la classe de r sistance la , les cat gories qualitatives les plus cou-rantes pr sentes sur le march belge sont les suivan-tes : D signation Classe f (N/mm2) Classe S C2/400 2 S 400 C3/450 3 S 450 C4/550 4 S 550 C5/650 5 S 650 Principe du transfert des contraintes dans le b ton et le b ton cellulaire 26B ton B ton cellulaire4.

4 CARACT RISTIQUES physiques ET M CANIQUES R sistance la traction par flexionTous les b tons sont nettement moins performants en traction qu en compression. A d faut de donn es exp -ri mentales, il y a lieu de prendre en consid ration les chiffres suivants : Pour le b ton cellulaire, la r sistance caract ristique LA TRACTION PURE REPR SENTE DE LA R SISTANCE EN com pression. (fctk = 0,12 fck)La r sistance caract ristique la traction par flexion EST DE DE LA R SISTANCE EN COMPRESSION fcflk = 0,22 fck (NBN EN 12602).Valeurs caract ristiques de la r sistance la traction par flexion R sistance la compressionLa r sistance la compression augmente en fonction de la masse volumique du b ton cellulaire comme en attestent les tableaux extraits des normes belges PTV 21-002 et NBN B 21-004 repris au du calcul d un mur, il y a lieu de tenir compte de la r sistance sup rieure des ma onneries joints col-l s (ce qui est le cas en b ton cellulaire)

5 Par rapport celles ma onn es joints de fa on g n rale, les ma onneries en blocs de b ton cellulaire coll s de type C4/550 permettent la construc-tion de b timents jusqu 5 des performances sup rieures, un type de densit plus lev e peut tre pr conis par la firme productrice de b ton cellulaire ou prescrit par le ma tre d uvre, apr s calcul et sui vant la norme ma onnerie NBN B 24-301 ou NBN EN 1996-1-1 (voir ). Classe fcflk f2 0,44 N/mm2 f3 0,66 N/mm2 f4 0,88 N/mm2 f5 1,10 N/mm227 Cat gorie U CC3/500 0,07 N/mm2 CC4/600 0,10 N/mm2 Cat gorie Ec CC3/500 1750 N/mm2 CC4/600 2250 N/mm2 R sistance au cisaillement Les valeurs prendre en compte pour la r sistance au cisaillement du b ton cellulaire, sont les suivantes <24> : Module d lasticit (Valeur E) E s exprime en N/mm2. Il est quivalent au quotient de la contrainte agissant sur un corps, par la d forma-tion d faut de valeurs exp rimentales, il y a lieu de calcu-ler la valeur E suivant la norme NBN B 21-004 et NBN EN 12602Ec = 5 (Ssec - 150) [N/mm2]avec Ssec = masse volumique s che en kg/m3L autoclavage des produits en b ton cellulaire permet d obtenir un fluage moindre que celui du b ton coefficient de fluage (phi) du b ton cellulaire est de 0,3.

6 <24>La fl che, sous surcharge permanente, est calcul e en introduisant le module d lasticit long terme Ec, Ec Ec Ec, = = 1 + phi 1,328 5 10 20 30 40 50 Semaines1086420300 400 500 600 700 800 900 Teneur en humidit d quilibre (en volume) en fonction de la masse volumique [22]UvMasse volumique (kg/m3)(UMIDIT D QUILIBRE 6 OLUME 282622181410642(UMIDIT EN VOL Courbe de s chage des blocs en b ton cellulaire temp rature ambiante int rieure [24]4. CARACT RISTIQUES physiques ET M CANIQUES Comportement dans le S chage du b ton cellulaireA la sortie de l autoclave, la teneur en humidit du B TON CELLULAIRE EST DE EN VOLUME Comme l indique le graphique ci-dessous, la majorit de l humidit pr sente a disparu apr s 3 mois lorsque la construction en est encore au stade du gros la pratique, compte tenu de l eau apport e par la mise en uvre et les finitions, ainsi que par les intem-P RIES EN COURS DE CHANTIER LE TAUX D QUILIBRE DE en volume des ma onne ries en b ton cellulaire de masse volumique 450 kg/m3 est atteint apr s 12 24 mois d occupation du b timent suivant les conditions particuli res d utilisation de la taux d quilibre peut varier l g rement en fonction de la masse volumique du b ton cellulaire.))

7 Comme l indique le tableau eau r siduelle dans le b ton cellulaire se retrouve sous diverses formes :s D EAU LI E CHIMIQUEMENT CRISTAUX s D EAU G LIFI E DANS LES MICROPORES ET COMME EAU libre s DANS L AIR DES CAPILLAIRES ET LES MACROPORES Mur en blocs de b ton cellulaire de 200 mm d paisseur291 2 3 4 5 10 20 30 40 50 100(UMIDIT EN 6 OLUME en mm/m3< 0,2 en mm/mB tonB ton cellulaire10 100 1000 10 000 jours 0,50,40,30,20,1 Blocs de b tonB tonTerre cuite perfor eB ton cellulaireRetrait en mm/m Retrait dans le temps Comparaison de retrait d au s chage pour diff rents mat riaux Retrait d au s chage pour le b ton cellulaire [17]Pour le b ton cellulaire, le retrait d ce s chage ne d passe pas 0,2 mm/m - ce qui est nettement inf rieur celui des blocs de b ton Retrait d au durcissementLe durcissement du b ton cellulaire intervient en cours d autoclavage lors de la formation des cristaux de sili-cate de calcium hydrat (Tobermorite) qui lui donne sa r sistance caract ristique.)

8 A sa sortie de l autoclave, le processus de durcissement est termin et tout retrait ult rieur n est plus craindre. Il n y a donc pas lieu d en tenir compte lors de la mise en Dilatation thermiqueLe coefficient de dilatation lin aire d un mat riau est la variation de longueur d un l ment de 1m par 1K de variation de temp le b ton cellulaire, ce coefficient de dilatation est de : m/mKA titre comparatif, voici le coefficient de dilatation li- n aire de diff rents mat riaux de ma onnerie (en m/mK) :- brique m/mK- blocs silico-calcaires m/mK- granit m/mK- b ton m/mK- b ton cellulaire m/mK3025201510500 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000Fl che (en mm)Temps (en jours)Fluage des l ments arm s en b ton cellulaire [24]4. CARACT RISTIQUES physiques ET M Fl che des l ments arm s en b ton cellulaireOutre la fl che instantan e enregistr e lors du char-gement de l l ment, une d formation par fluage se poursuit faiblement et lentement dans le accroissement de fl che des dalles, sous l effet d une charge fixe permanente, diminue mesure que les l ments avancent en ge.

9 La relation ge/fl che fait l objet du tableau de mat riaux (valeurs EN 12524) : s AIR N = 1s B TON CELLULAIRE C2/400 N = 5 C3/450, CC3/500 N = 6 C4/550, CC4/600 N = 7s TERRE CUITE N = 20s BOIS N = 50 200s B TON N = 100 130 s B TON ARM N = 130s ISOLANT SYNTH TIQUE N = 20 300s POLYSTYR NE EXTRUD N = 150s ASPHALTE N = 06# N = VERRE N = s COUVERTURE M TALLIQUE N = Plus petite est la valeur N, meilleure est la diffusion de vapeur d eau. Elle s vacue donc plus rapidement. Le b ton cellulaire tant un mat riau valeur N tr s basse, on dit de lui qu il respire . R sistance aux agents chimiquesLa r sistance aux agents chimiques du b ton cellulaire est similaire celle du b ton un et l autre r sistent toutefois moins bien aux acides puissants que l on ne trouve habituellement pas en habitation ou en construction industrielle.

10 Gr ce son alcalinit lev e, le b ton cellulaire r siste aux pluies acides. Seuls quelques mm peuvent tre l g rement alt r Diffusion de vapeurLa diffusion de vapeur au travers d une paroi poreuse est provoqu e par la diff rence de pression de vapeur entre les 2 c t s de cette diff rence de pression n a aucune action m ca-nique mais permet la diffusion de vapeur dans la direc-tion de la chute de mat riau de construction oppose une certaine r sistance cette diffusion d nomm e coefficient de r sistance la diffusion de vapeur de valeur valeur N de l air est de 1. Celle d un mat riau indique com bien de fois la r sistance la diffusion de vapeur de ce mat riau est sup rieure celle d une couche d air de la m me le b ton cellulaire la valeur N varie entre 5 et 10 en fonction de sa masse volumique.


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