Ecostructures en béton

Sidney Mindnes, Pierre-Claude Aïtcin

Description

Quand on sait que - du fait notamment de la transformation du calcaire en chaux - la production de ciment Portland est responsable de 7% des émissions de gaz à effet de serre, on comprend pourquoi il importe désormais de trouver comment minimiser l'empreinte carbone des constructions en béton.

On verra comment on peut aujourd'hui réduire de manière significative l'impact environnemental de ces édifices et respecter les impératifs du développement durable sans pour autant - et bien au contraire - mettre en péril l'économie du projet de construction.

Il s'agit d'une mutation qui passera toutefois par un changement d'attitude des partenaires : le ciment Portland sera de plus en plus souvent remplacé par des liants binaires, ternaires ou même quaternaires contenant d'autres matériaux cimentaires ; un rapport eau/liant plus faible améliorera la résistance mécanique des bétons en même temps qu'il augmentera leur durée de vie et diminuera leur empreinte carbone. Enfin, l'usage renforcé du mûrissement interne (cure) favorisera l'hydratation des matériaux cimentaires, en particulier dans les bétons à haute performance.

On trouvera également dans ce livre une présentation des dernières avancées de la science du béton : comment sait-on maintenant améliorer et la rentabilité et la durée de vie de ce matériau en même temps qu'on réduit son impact environnemental.

Fruit d'une technologie simple mais aussi d'une science complexe, le béton entre ainsi dans une ère nouvelle.

• 
  Soutenabilité


• 
  Terminologie et définitions


• 
  Rapports eau/ciment et eau/liant


• 
  Durabilité, soutenabilité et profitabilité


• 
  Les liants modernes


• 
  L'eau


• 
  Les superplastifiants


• 
  Les granulats naturels


• 
  Les granulats recyclés


• 
  L'air entraîné


• 
  Les réactions d'hydratation


• 
  Retrait


• 
  Le mûrissement


• 
  La spécification d'un béton durable et soutenable


• 
  La spécification de performance


• 
  L'évaluation statistique de la qualité du béton


• 
  La production d'un béton soutenable ayant un minimum d'impact environnemental

Sujets

• Techniques
• Ingénieurie et sciences appliquées
• Ingénieurie et sciences appliquées
• Sciences appliquées
• Ingénierie
• Sciences appliquées
• Sciences appliquées
• Ingénierie
• Sciences et techniques
• Technology
• Engineering
• Construction

Informations

• Publié par: Editions Eyrolles
• Date de parution: 23 août 2013
• Nombre de lectures: 107
• EAN13: 9782212236880
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

R sum
Quand on sait que – du fait notamment de la transformation du calcaire en chaux – la production de ciment Portland est responsable de 7 % des émissions de gaz à effet de serre, on comprend pourquoi il importe désormais de trouver comment minimiser l’empreinte carbone des constructions en béton.
On verra comment on peut aujourd’hui réduire de manière significative l’impact environnemental de ces édifices et respecter les impératifs du développement durable sans pour autant – et bien au contraire – mettre en péril l’économie du projet de construction.
Il s’agit d’une mutation qui passera toutefois par un changement d’attitude des partenaires : le ciment Portland sera de plus en plus souvent remplacé par des liants binaires, ternaires ou même quaternaires contenant d’autres matériaux cimentaires ; un rapport eau/liant plus faible améliorera la résistance mécanique des bétons en même temps qu’il augmentera leur durée de vie et diminuera leur empreinte carbone. Enfin, l’usage renforcé du mûrissement interne ( cure ) favorisera l’hydratation des matériaux cimentaires, en particulier dans les bétons à haute performance.
On trouvera également dans ce livre une présentation des dernières avancées de la science du béton : comment sait-on maintenant améliorer et la rentabilité et la durée de vie de ce matériau en même temps qu’on réduit son impact environnemental.
Fruit d’une technologie simple mais aussi d’une science complexe, le béton entre ainsi dans une ère nouvelle.

1. Soutenabilité – 2. Terminologie et définitions – 3. Rapports eau/ciment et eau/liant – 4. Durabilité, soutenabilité et profitabilité – 5. Les liants modernes – 6. L’eau – 7. Les superplastifiants – 8. Les granulats naturels – 9. Les granulats recyclés – 10. L’air entraîné – 11. Les réactions d’hydratation – 12. Retrait – 13. Le mûrissement – 14. La spécification d’un béton durable et soutenable – 15. La spécification de performance – 16. L’évaluation statistique de la qualité du béton – 17. La production d’un béton soutenable ayant un minimum d’impact environnemental – Bibliographie – Index.
Biographie auteur
Professeur émérite au département de génie civil de l’université de Sherbrooke (Québec), Pierre-Claude Aïtcin est notamment connu comme l’auteur de Bétons haute performance (paru en français, anglais, espagnol, brésilien et tchèque) et de Binders for Durable and Sustainable Concrete récemment publié par Taylor & Francis.
Professeur émérite au département de génie civil de l’université de Colombie Britannique (Canada), Sidney Mindess est, entre autres livres, le co-auteur de Concrete (Prentice Hall) ainsi que d’ Aggregates in Concrete and Fibre Reinforced Cementitious Composites (Spon Press).
L’édition française du présent ouvrage a bénéficié de la contribution de deux spécialistes français du béton, Jean-Louis Granju et Gilles Escadeillas, tous deux enseignants et chercheurs à l’université de Toulouse.
www.editions-eyrolles.com
Pierre-Claude Aïtcin & Sidney Mindess
Écostructures en béton
Comment diminuer l’empreinte carbone des structures en béton
Version française établie par P.-C. Aïtcin
avec le concours de
Jean-Louis Granju et Gilles Escadeillas
ÉDITIONS EYROLLES 61, bd Saint-Germain 75240 Paris Cedex 05 www.editions-eyrolles.com
Des mêmes auteurs :
Pierre-Claude Aïtcin, Bétons haute performance , Eyrolles, 2001 (épuisé) Binders for Durable and Sustainable Concrete , Taylor & Francis, 2009 High Performance Concrete , Taylor & Francis, 2007
avec Sidney Mindess, Sustainability of Concrete , Taylor & Francis, 2011
Sidney Mindess, J. Francis Young et David Darwin, Concrete , 2 e éd., Prentice Hall, 2002
avec Mark Gavin Alexander, Aggregates in Concrete , Taylor & Francis, 2005
avec Arnon Bentur, Fibre Reinforced Cementitious Composites , Taylor & Francis, 2006
Jean-Louis Granju, Béton armé : théories et applications selon l’Eurocode 2 , Eyrolles, 2011 Introduction au béton armé , collection « Eurocodes », coédition Eyrolles/Afnor, 2012
Gilles Escadeillas, « Les Ciments aux fillers calcaires : contribution à leur optimisation par l'étude des propriétés mécaniques et physiques des bétons fillérisés », thèse, 1988
Sauf mention contraire, les photographies sont des auteurs
Adaptation française de l’ouvrage publié en 2011 par Spon Press (Taylor & Francis) sous le titre Sustainability of Concrete
Mise en pages : GraphieProd/Jean-Louis Liennard Schémas : Lionel Auvergne
En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans l’autorisation de l’Éditeur ou du Centre Français d’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris.
© Groupe Eyrolles, 2013 ISBN 978-2-212-13611-1
Table des matières
CHAPITRE 1. Soutenabilité
1.1     Introduction
1.2     Étapes vers la soutenabilité
1.2.1   Fabrication plus efficace du ciment Portland
1.2.2   Utilisation de combustibles alternatifs
1.2.3   Utilisation d’ajouts cimentaires
1.2.4   Fillers
1.2.5   Les poussières de four
1.2.6   Fabrication de béton plus durable
1.2.7   Utilisation de bétons à haute performance
1.2.8   Granulats recyclés
1.2.9   Séquestration (captage et stockage) des émissions de CO 2
1.2.10   Utilisation de moins d’eau
1.2.11   Amélioration des méthodes de calcul et des codes de construction
CHAPITRE 2. Terminologie et définitions
2.1     Introduction
2.2     Ciment, ajout cimentaire, ciment composé, filler, ajout et liant
2.3     Ciments ou liants binaires, ternaires et quaternaires
2.4     Contenu en ajouts cimentaires
2.5     Surface spécifique
2.6     Alite et bélite
2.7     Semihydrate
2.8     Rapports eau-ciment, eau-ajouts cimentaires et eau-liant
2.8.1   Rapport eau-ciment
2.8.2   Rapports eau-ajouts cimentaires et eau-liant
2.9     Granulat saturé surface sèche (SSS)
2.10   Teneur en eau, absorption et humidité d’un granulat
2.11   Eau de malaxage et eau de gâchage
2.12   Densité
2.13   Dosage en superplastifiant
CHAPITRE 3. Les rapports eau-ciment et eau-liant
3.1     Introduction
3.2     Rappel historique
3.3     Le rapport eau-ciment : le cheminement personnel de P.C. Aïtcin
3.4     L’industrie du béton et le rapport E/C
3.5     Rapport eau-ciment ou eau-liant
3.6     Comment transformer le rapport E/L en MPa
3.7     La soutenabilité des bétons de faible rapport E/L
3.8     Conclusion
CHAPITRE 4. Durabilité, soutenabilité et profitabilité
4.1     Introduction
4.2     Durabilité : le leitmotiv de l’industrie de la construction au XXI e siècle
4.2.1   Durabilité et profitabilité
4.2.2   Durabilité et soutenabilité
4.3     Soutenabilité
4.3.1   Comment fabriquer plus de clinker avec moins de calcaire et moins de combustible ?
4.3.2   Plus de ciment avec moins de clinker
4.3.3   Comment faire plus de béton avec moins de ciment
4.3.4   Comment supporter des charges plus importantes avec moins de ciment et de granulats
4.3.5   Comment construire des structures plus durables avec une plus grande durée de vie utile ?
4.4     Et la profitabilité ?
4.5     Conclusion
CHAPITRE 5. Les liants modernes
5.1     Introduction
5.2     Production des ciments Portland et des liants
5.2.1   Amérique du Nord
5.2.2   Europe
5.3     Fabrication des liants modernes dans une perspective de développement durable
5.3.1   Fabrication du clinker de ciment Portland
5.3.2   Ajouts cimentaires
5.3.3   Fillers
5.4     Liants sans clinker
5.5     Essais sur les ciments et les liants
5.5.1   Priorisation de la résistance sur la rhéologie
5.5.2   Priorisation de la rhéologie
5.5.3   Suivi de la rhéologie jusqu’à la prise initiale
5.5.4   Suivi de la perte d’affaissement
5.5.5   Autres considérations
5.6     Introduction des ajouts cimentaires et des fillers
5.6.1   Introduction à la centrale à béton
5.6.2   Introduction à la cimenterie
5.7     Bétonnage avec des ciments composés
5.7.1   Cas où les ajouts cimentaires sont introduits à la cimenterie
5.7.2   Cas où les ajouts cimentaires sont introduits dans la centrale à béton
5.7.3   Propriétés du béton frais
5.7.4   Mûrissement
5.7.5   Propriétés du béton durci
5.7.6   Augmentation de la résistance en compression
5.7.7   Durabilité
5.8     Comment mesurer les caractéristiques des bétons contenant des ajouts cimentaires
5.9     Conclusion
CHAPITRE 6. L’eau
6.1     Introduction
6.2     Le rôle crucial de l’eau
6.3     Influence de l’eau sur la rhéologie du béton frais
6.4     L’eau et l’hydratation du ciment
6.5     L’eau et le retrait
6.6     L’eau et la réaction alcalis-granulats
6.7     Mûrissement interne
6.8     Utilisation d’eaux spéciales
6.8.1   L’eau de mer
6.8.2   Utilisation des eaux de lavage des centrales à béton
CHAPITRE 7. Les superplastifiants
7.1     Introduction
7.2     Définition
7.2.1   Compatibilité
7.2.2   Robustesse
7.3     Dispersion des particules de ciment
7.3.1   Les raisons de la floculation des particules de ciment
7.3.2   Les raisons de la charge électrique des particules de ciment
7.3.3   Façons d’éliminer la floculation
7.4     Compatibilité et robustesse
7.4.1   Pourquoi certaines combinaisons ciment/superplastifiants sont compatibles et robustes et d’autres non ?
7.4.2   Comment évaluer la compatibilité et la robustesse d’une combinaison ciment/superplastifiant ?
7.5     Utilisation des superplastifiants
7.6     Superplastifiants commerciaux
7.7     Les polysulfonates
7.7.1   Les lignosulfonates
7.7.2   Les polynaphtalènes sulfonates
7.7.3   Les polymélamines sulfonates
7.7.4   La compatibilité et la robustesse des polysulfonates
7.7.5   Les polysulfonates commerciaux
7.8     Les polycarboxylates
7.9     Utilisation pratique des superplastifiants
7.9.1   L’expression du dosage en superplastifiant
7.9.2   La densité des superplastifiants
7.9.3   Le