Si nous devions dire que le béton est le matériau de construction le plus populaire et le plus répandu au monde, il n’y aurait aucun argument. Le béton est le matériau le plus utilisé au monde, juste derrière l’eau.
Le béton fibré fait partie des nombreuses innovations développées pour améliorer les caractéristiques de résistance et d’autres propriétés du béton.
Dans cet article, nous examinerons le béton fibré, ce qu'est ce béton, ses différents types et avantages, et découvrirons si ce mélange de béton vous convient.
Qu'est-ce queFibreBéton armé?
Le béton fibré (FRC) est un béton frais renforcé de matériaux fibreux. Par exemple, les longues fibres d'acier. Cette méthode de renforcement améliore les propriétés du béton normal.
De nombreux matériaux fibreux différents sont utilisés pour fabriquer du béton fibré. Ce type de béton armé est devenu si populaire que différentes versions de béton renforcé de fibres sont produites en fonction des exigences de l'application.
De quoi est fait le béton fibré ?
Les principaux ingrédients du béton fibré sont :
Ciment hydraulique
Le composant principal du béton fibré est le ciment hydraulique, qui devient adhésif après réaction avec l'eau. Généralement, le ciment Portland est utilisé comme ciment hydraulique dans le béton renforcé de fibres.
Fibres
L'ajout de fibres longues modifie les propriétés du béton frais en fonction du type de matériau fibreux utilisé. Il existe quatre catégories de fibres généralement utilisées dans la fabrication du béton fibré. Ces fibres de béton sont :
Fibres d'acier
Fibres de verre
Fibres synthétiques
Fibres naturelles
Agrégats
Un granulat fournit la force de liaison du béton tout en réduisant le volume de ciment requis. Certains agrégats courants sont le sable, la pierre concassée et le gravier.
Bref historique du FRC
Le FRC existe depuis longtemps, mais les fibres du béton ont été améliorées. Autrefois, lorsque les bâtiments étaient construits en pierre, le mortier servait d’agent de liaison pour les maintenir ensemble. Le mortier a été renforcé avec du crin de cheval.
De même, dans le cas des constructions en briques crues, la paille était le principal matériau de renforcement. Lorsque le béton est devenu l’un des matériaux de construction les plus courants, les fibres d’amiante ont été utilisées comme renfort.
Cependant, au fil des décennies, les gens sont devenus plus conscients des risques sanitaires liés à l’amiante et de la manière dont il provoque le cancer. Au cours des années 1960, à la place de l’amiante, d’autres fibres comme l’acier et le verre ont gagné en popularité.
Quel est l’effet des fibres sur le béton ?
L’ajout de fibres au béton entraîne plusieurs effets. L'ampleur de ceux-ci varie en fonction des fibres spécifiques utilisées. L'amélioration de la capacité portante dépend de différents facteurs, tels que le nombre de fibres de renfort par rapport au volume global, appelé fraction volumique, et le rapport d'aspect, obtenu en divisant la longueur des fibres par le diamètre de la fibre considérée.
Les fibres ont généralement pour objectif principal de réduire les fissures dans le béton en améliorant sa résistance à la flexion. La fissuration du béton se produit en raison du retrait du béton. Le retrait du béton peut se produire pour plusieurs raisons, telles que le retrait au séchage et le retrait plastique.
De plus, les fibres réduisent la perméabilité du béton, éliminant ainsi la possibilité de fuite d'eau à travers les structures en béton.
Quels sont les différents types de béton fibré ?
Il existe différents types de composites de béton fibré dans des applications populaires. Certains d'entre eux incluent :
Béton renforcé de fibres d'acier
Le béton renforcé de fibres d'acier est l'un des types de FRC les plus répandus. L'ajout de fibres d'acier de renforcement au béton, même en petites quantités, conduit à des améliorations significatives des propriétés du béton.
Le béton renforcé de fibres d'acier est utilisé dans les applications exigeant du béton très résistant, telles que les ponts, les planchers, les tunnels, les mines, les éléments préfabriqués, etc.
Il existe de nombreux types de fibres d'acier utilisées pour renforcer le béton, telles que le fil étiré à froid (type 1), les fibres de tôle d'acier coupées (type 2), les fibres extraites à l'état fondu (type 3), les fibres coupées au laminage (type 4) et les fibres à froid modifiées. fil tréfilé (Type 5).
Béton renforcé de fibres de polypropylène (PFRC)
PFRC utilise des fibres synthétiques appelées fibres de polypropylène, un type de thermoplastique. L’ajout de polypropylène au béton présente de nombreux avantages, dont nous parlerons dans la section suivante.
Le polypropylène partage de nombreuses caractéristiques avec le polyéthylène, avec des propriétés de durcissement améliorées, une résistance à la flexion et une résistance à la chaleur plus élevée.
De plus, cette fibre a une haute résistance aux produits chimiques comme les acides et les solvants organiques, et confère des propriétés similaires à celles du béton.
Béton renforcé de fibres de verre (GFRC)
Un mélange de béton renforcé de fibres de verre comprend de nombreuses petites particules de verre. Comment rendent-ils le béton plus résistant ?
Même si une grande vitre est délicate, la fibre de verre possède une résistance structurelle très élevée. En plus de cette résistance, les fibres constituent un additif peu coûteux, ce qui rend le mélange de béton final moins cher que des alternatives comme le béton renforcé de fibres d'acier.
Les mêmes fibres ajoutées au plastique donnent un matériau composite en fibre de verre doté d'excellentes propriétés de résistance à la traction.
Béton renforcé de fibres de polyester
Les fibres de polyester pour béton fibré sont disponibles sous forme de microfibres et de macrofibres. Les fibres de polyester contribuent à améliorer la résistance à la fissuration de ce type de béton fibré.
Le béton renforcé de fibres de polyester présente une plus grande ténacité et une plus grande intégrité structurelle. Sa durabilité améliorée rend ce type de béton idéal pour les sols industriels, les sols d'entrepôts, les structures préfabriquées, les revêtements et les applications commerciales similaires.
Béton renforcé de fibre de carbone
Avez-vous déjà entendu parler de l'acier en fibre de carbone ? Le concept est similaire pour le béton renforcé de fibres de carbone.
Bien que l’ajout de fibre de carbone au béton soit un processus plus complexe que l’ajout de ciment ou de verre, le béton obtenu présente une rigidité et une résistance élevées. Cependant, avec une rigidité élevée, le béton devient plus cassant (comme l'acier au carbone).
Fibre synthétique macroBéton armé
L’utilisation de macrofibres synthétiques dans le béton est apparue comme une alternative au renforcement en acier. Après tout, le renforcement en acier peut être un ajout coûteux au béton.
Avec leur utilisation croissante, les macrofibres synthétiques sont devenues plus qu’une simple alternative. Ces fibres ont de nombreuses applications qui leur sont propres, notamment dans les structures au sol.
Les renforts en acier peuvent se corroder dans les zones très humides, telles que les environnements marins, et les fibres de verre souffrent d'un risque d'effritement. Les macrofibres synthétiques offrent une résistance élevée à ces facteurs, elles constituent donc un ajout précieux au béton dans ces environnements.
Béton renforcé de fibres naturelles
Les fibres naturelles proviennent de plantes, d'animaux et de minéraux naturels. Comme nous l'avons mentionné dans la section sur l'histoire du FRC, les fibres naturelles sont utilisées dans le processus de construction depuis l'Antiquité.
Quel que soit l’endroit où le béton est utilisé, il y aura une abondance de fibres naturelles. Ces fibres contribuent également à réduire le coût de fabrication des FRC.
Certaines fibres naturelles comprennent le coton, la paille, le bois et les céréales.
Quels sont les avantages de l’utilisation du béton fibré
L’ajout de différentes fibres au béton entraîne divers avantages. Le béton fibré est classé en fonction des fibres ajoutées. Les avantages spécifiques du FRC dépendront du type de FRC utilisé.
De manière générale, voici les avantages associés à certains types courants de béton fibré :
Renfort en fibre de verre
Le renforcement en fibre de verre augmente la résistance structurelle du béton sans augmenter les coûts de manière significative. Le verre est l’un des matériaux fibreux les moins chers.
Ce type de renforcement est utilisé pour rehausser l’attrait esthétique de la structure en béton. Les fibres courtes et discrètes sont visibles dans la structure en béton après séchage.
Cette méthode de renforcement ajoute une résistance à la traction à toutes les zones, contrairement au renforcement traditionnel utilisant des barres d'acier, où la résistance à la traction est limitée à la direction des barres.
Renfort en fibre d'acier
L'acier offre la résistance structurelle la plus élevée du béton renforcé de fibres.
Avec l'ajout de fibres d'acier, le béton nécessite moins de renforts en barres d'acier.
Les fibres produisent une plus grande résistance aux impacts et à l’abrasion.
Résistance au dégel améliorée et autres caractéristiques de température du bâtiment.
Atténue le risque de fissuration en réduisant la largeur des fissures.
Fibres de polypropylène et renfort de béton en nylon
Permet de pomper le béton sur une longue distance en augmentant les propriétés de cohésion.
Améliore les caractéristiques de température (par exemple, la résistance au dégel).
Améliore la ductilité du béton et réduit sa fragilité.
En cas d'incendie, les structures en béton constituées de fibres de polypropylène et de fibres de nylon résistent à l'écaillage explosif.
Il en résulte une résistance élevée aux chocs et à l’abrasion.
Quelles sont les applications du béton fibré ?
Le type de FRC utilisé peut varier en fonction du projet de construction particulier. En général, la plupart des projets de génie civil utilisent le FRC. Par exemple::
Des murs
Sol
Barrages
Pistes
Routes
Tuyaux en béton
Des ponts
Sols d'entrepôt
Regards
Tunnels
Trottoirs
Comment s’approvisionner en béton fibré ?
Comme vous le savez désormais, le béton fibré n’est pas qu’un simple produit. Il existe différents bétons avec différentes techniques de renforcement entraînant des propriétés spécifiques améliorées.
Il existe des fibres d'acier à haute résistance qui amplifient l'intégrité structurelle du collecteur en béton. De plus, le verre et les matériaux fibreux synthétiques offrent une résistance modérée mais à un coût moins élevé.
PAR Daniel Arkin
Heure de publication : 07 avril 2023