Le développement dynamique de l’industrie de la construction stimule l’émergence d’ additifs et d’adjuvants pour béton de plus en plus modernes sur le marché. Ils représentent une large gamme de produits avec diverses structures et propriétés chimiques. Ces substances sont ajoutées en petites quantités aux mélanges de béton et interagissent avec ses composants, garantissant l’effet souhaité. En conséquence, le béton modifié présente des caractéristiques améliorées qui se traduisent par de plus grandes capacités structurelles et de conception.
Selon la définition incluse dans la norme PN-EN 934-2 „Adjuvants pour béton, mortier et coulis. Partie 2. Adjuvants pour béton. Définitions, exigences, conformité, marquage et étiquetage ", un adjuvant pour béton est un matériau ajouté pendant le processus de mélange du béton en une quantité ne dépassant pas 5 %en masse de la teneur en ciment du béton, pour modifier les propriétés du mélange à l’état frais et/ou durci. Alors qu’un additif pour béton est une substance dont la teneur dépasse 5 %de la masse de ciment . Cela s’applique aux ingrédients qui ne sont pas les matières premières de base pour la production de béton, c’est-à-dire le sable ou les granulats.
Les adjuvants pour béton peuvent être à la fois des composés organiques et inorganiques. Ceux qui modifient plus d’une caractéristique sont appelés adjuvants multifonctionnels. Lors de l’utilisation de plusieurs types d’adjuvants, il est important de se souvenir de leur influence mutuelle. Avant de préparer un mélange de béton, il est nécessaire de vérifier la compatibilité des additifs et l’efficacité de leur fonctionnement avec le ciment.
Les adjuvants sont classés selon leurs fonctions. Il existe plusieurs classes distinctes d’adjuvants chimiques : plastifiants, liquéfiants, entraîneurs d’air, viscosants, accélérant les réactions de collage et de durcissement, retardants (retardant la vitesse de prise) et scellants.
C’est un groupe de plastifiants qui, sans modifier la consistance du béton, réduisent la quantité d’eau d’environ 2 à 5 %. Avec l’utilisation de ces substances, le mélange de béton devient plastique et sa résistance à la compression augmente. D’un point de vue chimique, ce sont généralement des phosphates ou des dérivés polycycliques. Ce type d’adjuvants est utilisé, entre autres, pour le béton prêt à l’emploi, le béton de chaussée et de sol.
Ce groupe comprend les superplastifiants qui réduisent la quantité d’eau de gâchage de 12 à 40 %. Les meilleurs résultats peuvent être obtenus en utilisant des adjuvants pour béton polymère. Sous l’effet de leur action, le mélange de béton est liquéfié , la porosité du béton diminue et sa durabilité et sa résistance augmentent. Les superplastifiants sont utilisés, entre autres, dans la production de béton projeté, de béton autoplaçant et d’éléments en béton.
Les adjuvants de ce type permettent de mélanger des bulles d’air dans la masse de béton et de les répartir uniformément dans tout son volume. Avec cette modification, le béton devient résistant au gel et moins absorbant, mais sa résistance à la compression diminue. L’ajout de 1 %d’air à la masse de béton signifie une diminution de la résistance d’environ 5 MPa. Les meilleurs résultats peuvent être obtenus en utilisant des sels d’acides organiques comme adjuvants. Les adjuvants entraîneurs d’air sont utilisés entre autres pour les bétons de ponts, de surface et hydrotechniques.
Les adjuvants de ce groupe empêchent la perte d’eau du mélange de béton, en d’autres termes – améliorent sa rétention. De ce fait, ils augmentent la cohésion du béton et améliorent la durabilité de sa couche supérieure. Ils sont particulièrement importants dans les constructions en béton placées sous la surface de l’eau, dans la production de pavés ou de sols en béton.
Ce groupe se compose de substances qui raccourcissent le temps de modification de l’état du mélange de béton du plastique à l’état durci. A cet effet, des composés inorganiques tels que des nitrates, des chlorures et des fluorures métalliques ainsi que des polyéthylèneglycols de faible poids moléculaire sont généralement utilisés. Ce type d’adjuvants est utilisé dans la production de béton étanche à prise rapide et de béton projeté. Ces additifs de résistance augmentent la chaleur d’hydratation, mais peuvent aggraver la maniabilité du mélange de béton.
Ce sont généralement des oxydes métalliques, des sucres ou des phosphates qui entravent ou ralentissent physiquement le processus de liaison du ciment, de sorte que le béton reste plus longtemps sous forme fluide. Les adjuvants retardateurs sont utilisés lorsqu’il est nécessaire de combiner des couches de béton entre elles. La vitesse de prise du béton plus lente causée par l’additif peut durer jusqu’à plusieurs heures. Les adjuvants sont utilisés pour le bétonnage à haute température, dans la production de béton architectural et de mélanges transportés sur de longues distances.
Ce sont des additifs utilisés pour le béton étanche , et leur tâche est de réduire l’absorption capillaire du mélange de béton en bloquant les pores capillaires. Les adjuvants imperméabilisants permettent d’obtenir des surfaces en béton résistantes à l’eau et aux agents chimiques agressifs. Certains d’entre eux fonctionnent également bien comme adjuvants antigel pour le béton. Ils réduisent l’ absorption d’humidité du béton et augmentent sa durabilité . Pour cette raison, ils sont utilisés pour la production de béton exposé à des conditions défavorables.
Les additifs pour béton comprennent des additifs à grains fins et inorganiques. Leur introduction dans le mélange est destinée à améliorer les propriétés du béton ou à en obtenir de nouvelles. Les additifs peuvent être divisés en deux types. Il y a d’abord les agrégats de charge, puis les pigments. Le deuxième type peut en outre être divisé en termes de propriétés en pouzzolanique – poussière de silice et cendres volantes de silice, et hydraulique – laitier de haut fourneau granulé.
La poussière de silice, également appelée microsilice , est un additif pour béton très populaire. Il est formé comme déchet lors de la création de ferro-silicium, de silicium métal et d’autres alliages de silicium. Cependant, il possède des propriétés chimiques et physiques uniques, qui permettent d’obtenir un béton capable de résister à des pressions de 100÷150 MPa. Ceci est rendu possible par le fait que la poussière de silice interagit très bien avec les adjuvants plastifiants, les plastifiants et les superplastifiants. Et bien sûr grâce aux propriétés pouzzolaniques particulières de la microsilice.
Le groupe PCC propose également de la microsilice produite à l’usine de Bakki. Ce produit est fabriqué selon les principes de la chimie durable. Cela signifie que les systèmes de production fonctionnent avec l’utilisation d’énergie verte, qui provient de sources géothermiques en Islande. Grâce à cela, les émissions de dioxyde de carbone produites représentent un tiers de celles des autres usines.
Les adjuvants pour béton qui réduisent la quantité d’eau de production appartiennent au groupe des réducteurs d’eau : ce sont les plastifiants pour béton et les superplastifiants pour béton. L’effet positif de l’utilisation d’adjuvants dans le béton est une modification de ses paramètres physiques. Cela implique de modifier la quantité d’eau, de ciment, d’additifs minéraux et la possibilité d’incorporer le mélange dans des endroits auparavant inaccessibles ainsi que les conditions ou le transport sur de longues distances sans changer la consistance souhaitée.
Le mécanisme de base de la plastification du béton par adjuvant est la répulsion électrostatique, où les molécules de polymère avec des groupes fonctionnels de charge négative sont adsorbées sur les grains de ciment. Cela augmente la dispersion des agglomérats de ciment dans le mélange de béton, ce qui libère de l’eau et augmente la liquidité du mélange.
Un plastifiant ou un superplastifiant bien choisi permet d’obtenir un béton aux propriétés adaptées à un élément de structure donné.
Le Groupe PCC se distingue sur le marché en tant que fabricant de plastifiants. L’offre comprend une large gamme de différents types de produits. Il s’agit notamment des adjuvants utilisés pour les plastiques et des plastifiants pour le béton. Les produits du groupe PCC sont développés et testés conformément aux normes en vigueur. Grâce à cela, le client peut compter sur la qualité éprouvée du produit proposé. Les polyuréthanes portant le label « bâtiment vert » fonctionneront bien dans les projets pour lesquels la construction durable est importante et ne nuit pas à l’environnement.
Les principaux facteurs déterminant le choix de la chimie du béton sont l’aspect économique , c’est-à-dire le coût des modifications avec l’utilisation d’un adjuvant, et l’aspect technologique , c’est-à-dire l’évaluation de la facilité d’utilisation et l’effet additif sur les conditions du procédé. Une multitude de facteurs affectant l’efficacité des adjuvants cause beaucoup de confusion. Il est donc important de se concentrer sur les facteurs les plus importants, tels que :
Les adjuvants et additifs pour béton sont actuellement le groupe de produits qui connaît la croissance la plus rapide dans les produits chimiques de construction. Grâce à la recherche et au développement de ces substances, le béton devient un matériau multifonctionnel moderne. Ses propriétés modifiées permettent la mise en œuvre de nombreux projets intéressants de constructions de bâtiments, qui jusqu’à présent ne restaient que dans l’imagination des architectes.
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